阅读说明：本技术 雷达装置 (Radar apparatus ) 是由 平元一喜 于 2020-08-07 设计创作，主要内容包括：本公开涉及的雷达装置(100、200)具备：第1雷达和第2雷达(21、22),配置在彼此分离的位置,并且检测范围的至少一部分重叠；以及检测单元(11),基于第1雷达的第1检测结果和第2雷达的第2检测结果,检测存在于检测范围的重叠部分的反射点的移动方向和速度矢量中的至少一方。(The disclosed radar device (100, 200) is provided with: a 1 st radar and a 2 nd radar (21, 22) which are disposed at positions separated from each other and at least a part of detection ranges of which overlap; and a detection unit (11) that detects at least one of a moving direction and a velocity vector of a reflection point present in an overlapping portion of the detection range, based on a 1 st detection result of the 1 st radar and a 2 nd detection result of the 2 nd radar.)

雷达装置

技术领域

本发明涉及雷达(radar)装置的技术领域。

背景技术

作为这种装置，例如提出了由单雷达检测目标的存在及其速度而判定由无线电波的反射产生的虚影(ghost)(即一种现象：来自实际存在的目标的反射波例如进一步被墙壁、护栏等反射后，由接收天线接收，结果导致例如在墙壁、护栏等的背后看到反射点群)的装置(参照日本特开2009-133761)。

发明内容

在由单雷达检测目标的速度的情况下，大多基于由多普勒效应(Doppler effect)引起的频率变化来检测速度。在这样检测速度的情况下(即通过多普勒雷达检测速度的情况下)，虽然能够检测在沿着从雷达发射的探测波的行进方向(以下，适当称为“视线方向”)的方向上移动的目标的速度，但是无法检测在相对于视线方向垂直的方向上移动的目标的速度。除非将视线方向的速度和与视线方向不同的方向的速度合成，否则无法获得目标的移动方向和速度矢量。因此，在仅有单雷达的现有技术中，无法获得目标的移动方向和速度矢量。

本发明是鉴于上述问题点而做出的，所要解决的技术问题在于，提供一种能够通过检测目标的速度分量中的、相对于视线方向垂直的方向的移动速度来获得目标的移动方向和速度矢量中的至少一方的雷达装置。

本发明的一个技术方案涉及的雷达装置具备：第1雷达和第2雷达，配置在彼此分离的位置，并且检测范围的至少一部分重叠；以及检测单元，其基于所述第1雷达的第1检测结果和所述第2雷达的第2检测结果，检测存在于所述检测范围的重叠部分的反射点的移动方向和速度矢量中的至少一方。

根据该雷达装置，能够获得目标的移动方向和速度矢量中的至少一方。

附图说明

以下，参照附图对本发明的示例性实施方式的特征、优点以及技术和产业意义进行说明，在附图中相同的附图标记表示相同的要素，并且其中：

图1是表示第1实施方式涉及的雷达装置的构成的框图。

图2是表示各雷达的检测范围的一例的图。

图3是将各雷达的检测结果在xy空间上进行了统合的结果的一例。

图4是表示第1实施方式涉及的雷达装置的工作的流程图。

图5是表示第2实施方式涉及的雷达装置的构成的框图。

图6是表示第2实施方式涉及的雷达装置的雷达的检测范围的一例的图。

图7是表示第2实施方式涉及的雷达装置的工作的流程图。

具体实施方式

基于附图说明与雷达装置有关的实施方式。

＜第1实施方式＞

参照图1至图4，对与雷达装置有关的第1实施方式进行说明。

第1实施方式涉及的雷达装置具备：第1雷达和第2雷达，配置在彼此分离的位置，并且检测范围的至少一部分重叠；以及检测单元，其基于第1雷达的第1检测结果和第2雷达的第2检测结果，检测存在于检测范围的重叠部分的反射点的移动方向和速度矢量中的至少一方。

对于第1雷达和第2雷达，能够应用已有的各种技术方案，因此省略关于其详情的说明。只要检测范围的至少一部分重叠，第1雷达和第2雷达之间的距离可以是任意的。第1雷达的视线方向与第2雷达的视线方向可以不平行(例如，可以处于交叉或者异面(既不平行也不相交)的关系)。作为第1雷达的检测结果的第1检测结果例如可以表示为以第1雷达的位置为原点的极坐标上的值。同样地，作为第2雷达的检测结果的第2检测结果例如可以表示为以第2雷达的位置为原点的极坐标上的值。

此外，该雷达装置可以具备3个以上的雷达。在该情况下，例如也可以为，第1雷达的检测范围与第2雷达的检测范围重叠，并且，第2雷达的检测范围与第3雷达的检测范围重叠，另一方面，第1雷达的检测范围与第3雷达的检测范围不重叠。或者，例如也可以为，第1雷达的检测范围、第2雷达的检测范围与第3雷达的检测范围重叠。

第1检测结果中包含有由第1雷达检测到存在于重叠部分的反射点的结果，第2检测结果中包含有由第2雷达检测到上述反射点的结果。也即是说，存在于重叠部分的反射点由彼此分离地配置的第1雷达和第2雷达双方来检测。换言之，该反射点被从互不相同的角度观测。

在单雷达的情况下，例如大多基于由多普勒效应引起的频率变化来检测反射点的速度。但是，通过单雷达，无法检测在相对于视线方向垂直的方向上移动的反射点的速度。

在该雷达装置中，由第1雷达和第2雷达双方检测存在于重叠部分的反射点。即使假设反射点在相对于第1雷达和第2雷达中的一方雷达的视线方向垂直的方向上移动，该反射点也会成为在与相对于第1雷达和第2雷达中的另一方雷达的视线方向垂直的方向不同的方向上移动。因此，能够根据另一方雷达的检测结果取得与该反射点的速度有关的信息。因此，检测单元能够基于第1检测结果和第2检测结果，检测该反射点的移动方向和速度矢量(即速度)中的至少一方。

在此，将由单雷达检测的反射点的速度表示为V₀cosθ，V₀为反射点的速度矢量，θ为该雷达的视线方向与该速度矢量所成的角。与此相对，在该雷达装置中，能够检测速度矢量“V₀”。

如图1所示，作为该雷达装置的一个具体实例的雷达装置100构成为具备相当于第1雷达的雷达21、相当于第2雷达的雷达22以及相当于检测单元的检测部11。

存在于雷达21的检测范围与雷达22的检测范围的重叠部分的反射点由雷达21和雷达22双方来检测。作为雷达21的检测结果的一例，若对于距离r₁及方位角θ₁的反射点获得反射强度σ₁，则雷达21的检测结果可以表示为如图2所示的等高线图。同样地，作为雷达22的检测结果的一例，若对于距离r₂及方位角θ₂的反射点获得反射强度σ₂，则雷达22的检测结果可以表示为如图2所示的等高线图。

检测部11将雷达21的检测结果与雷达22的检测结果例如投影于xy空间。此时，检测部11例如可以使用基于将由距离及方位角所确定的极坐标上的一个像素(pixel)转换为xy空间上的像素时的像素内面积率(area fraction)、和该一个像素的反射强度所算出的权重，在xy空间上的像素处将雷达21的检测结果与雷达22的检测结果重叠相加。

或者，作为雷达21的检测结果的其他例子，对于反射点，可以获得以距离、方位角和反射强度为参数的推定参数组(r，θ，σ)。同样地，作为雷达22的检测结果的其他例子，对于反射点，可以获得以距离、方位角和反射强度为参数的推定参数组(r，θ，σ)。在该情况下，检测部11例如可以使由(r，θ)所表示的反射点具有按照高斯分布的散布，并进行按照反射强度的加权，在xy空间上的像素处将雷达21的检测结果与雷达22的检测结果重叠相加。

例如由于雷达21和雷达22的测角精度等，存在尽管实际上为同一反射点但是由雷达21检测出的该反射点与由雷达22检测出的该反射点不一致的情况。于是，检测部11在将雷达21的检测结果与雷达22的检测结果进行重叠相加时，当在预定的阈值半径内存在多个反射点的情况下，可以将该多个反射点视为一个反射点。

“阈值半径”例如可以根据雷达的距离分辨率和/或角度分辨率等决定。“阈值半径”例如也可以根据从雷达到反射点的距离和/或检测对象物的类别等发生变化。在检测对象物例如为车辆的情况下，阈值半径可以设定为较大的值。另一方面，在检测对象物例如为杆(pole)的情况下，阈值半径可以设定为较小的值。

这种处理的结果为，检测部11例如获得图3所示的雷达21的检测结果与雷达22的检测结果投影于xy空间的结果。检测部11可以基于该投影于xy空间的结果进行目标物(即反射点群)的辨别。在该情况下，检测部11可以基于投影于xy空间的结果，推定目标物的中心及其轮廓(大概形状)。

此外，关于目标物的辨别，能够应用已有的各种技术方案，因此省略对于其详情的说明。关于是否将多个反射点视为一个目标物，例如根据该多个反射点是否包含在由预定的判定值规定的范围内来判定即可。也即是说，可以将该范围内包含的多个反射点视为一个目标物。

检测部11例如可以进行与和目标物的中心相当的反射点有关的速度矢量的推定。在此，将分别由雷达21和雷达22推定出的与目标物的中心相当的反射点的速度设为v₂₁和v₂₂。此外，v₂₁和v₂₂可以基于由多普勒效应引起的频率变化来推定。另外，将雷达21和雷达22各自的视线方向与反射点的速度矢量所成的角分别设为θ₂₁和θ₂₂。在将与和目标物的中心相当的反射点有关的速度矢量设为V时，下式成立。

在此，如果将雷达21和雷达22之间的相对角度(例如，雷达21的视线方向与雷达22的视线方向所成的角度)设为则因此，如果相对角度是已知的，则能够根据上式求取速度矢量V。检测部11可以在求取速度矢量的基础上或者取代求取速度矢量，例如根据雷达21的检测结果与雷达22的检测结果被投影于xy空间的结果的时间变化，推定例如与目标物的中心相当的反射点的移动方向。

检测部11可以将与和目标物的中心相当的反射点有关的速度矢量作为该目标物的速度矢量。或者，检测部11可以基于一个目标物构成的多个反射点各自的速度矢量，推定该一个目标物的速度矢量。

参照图4的流程图，对雷达装置100的工作加以说明。

在图4中，检测部11导出雷达21和雷达22各自的例如r-θ图(相当于上述等高线图)(步骤S101)。接着，检测部11将雷达21的检测结果与雷达22的检测结果例如投影于xy空间，在该xy空间上的像素处将雷达21的检测结果与雷达22的检测结果重叠相加(步骤S102)。

接着，检测部11将xy空间上的相对于雷达21和雷达22的各雷达的反射点的距离及角度(例如方位角)、换言之是使用距离及角度所表示的反射点的位置作为步骤S102的处理中的重叠相加的结果(即雷达21的检测结果与雷达22的检测结果的统合结果)进行导出(步骤S103)。检测部11可以进一步进行目标物的辨别(例如目标物的轮廓的导出)。

接着，检测部11推定反射点(例如与目标物的中心相当的反射点)以及目标物的速度矢量(步骤S104)。此外，检测部11可以取代速度矢量或者除了速度矢量之外，推定反射点以及目标物的移动方向。

(技术效果)

根据雷达装置100，对于存在于雷达21的检测范围与雷达22的检测范围的重叠部分的反射点，能够相比于由单雷达观测该反射点的情况下高精度地求取该反射点的距离及角度。特别是在能够消除作为雷达的短处的测角精度的粗糙的方面，雷达装置100在实用性上非常有利。因此，根据雷达装置100，能够提高目标物的轮廓的推定精度。

在单雷达的情况下，例如大多基于由多普勒效应引起的频率变化来求取反射点的速度。因此，通过单雷达，虽然能够检测在沿着视线方向的方向上移动的反射点的速度，但是无法检测在相对于视线方向垂直的方向上移动的反射点的速度。与此相对，雷达装置100通过使用雷达21的检测结果与雷达22的检测结果的统合结果，也能够检测在相对于视线方向垂直的方向上移动的反射点的速度。

＜第2实施方式＞

参照图5至图7，对与雷达装置有关的第2实施方式进行说明。在第2实施方式中，雷达装置的构成有一部分不同，除此之外与上述的第1实施方式相同。因此，对于第2实施方式，省略与第1实施方式重复的说明，并且对附图中的共同之处附加同一附图标记来表示，关于根本上不同之处，参照图5至图7进行说明。

第2实施方式涉及的雷达装置例如搭载于汽车等车辆。在雷达装置搭载于车辆的情况下，例如由于车辆行驶时的振动等，雷达的视线方向可能会偏离于设计值。若雷达的视线方向偏离于设计值，则雷达间的相对角度很可能会发生变化，因此恐怕无法正确地检测反射点的速度矢量。另外，例如车辆的行进方向与雷达的视线方向之差、即瞄准误差有时会成为问题。第2实施方式涉及的雷达装置构成为能够补偿这种与雷达的角度有关的问题。

作为第2实施方式涉及的雷达装置的一个具体实例的雷达装置200搭载于车辆1。如图5所示，雷达装置200构成为具备包括雷达21和雷达22的多个雷达以及ECU(ElectronicControl Unit，电子控制单元)10。多个雷达例如可以如图6所示那样分别配置于车辆1的前面、侧面和后面。此外，图6中的扇形阴影部分表示了各雷达的检测范围。

ECU10具备检测部11、修正部12、比对部13、判定部14以及本车位置检测部15作为在ECU10内部逻辑上实现的处理块或者物理上实现的处理电路。

检测部11在至少一个雷达的视线方向偏离于设计值的可能性较高的情况下，可以利用三角法(三角函数)，例如基于从雷达21到一个反射点的距离、从雷达22到该一个反射点的距离、和雷达21与雷达22之间的距离，例如求取由雷达21的检测结果与雷达22的检测结果被投影于xy空间的结果(参照图3)所表示的反射点的位置。

修正部12例如在由于至少一个雷达的视线方向偏离于设计值而引起雷达间的实际的相对角度偏离于预先设想的值(例如相对角度的设计值等)的情况下，修正在求取速度矢量时所使用的相对角度。此外，以下适当将“雷达间的实际的相对角度偏离于预先设想的值”这一情况称为“相对角度产生了偏差”。

雷达装置200例如具有车辆1的制造时和/或定期检修时的雷达角度调整用的角反射器(corner reflector)的观测结果、车辆1的行驶时的墙壁等线性连续的构造物的观测结果、和其他与雷达角度有关的信息。修正部12参照这些信息，判定相对角度是否产生了偏差。在判定为相对角度产生了偏差的情况下，修正部12参照这些信息或者参照上述的利用三角法求出的反射点的位置，修正在求取速度矢量时所使用的相对角度。在修正产生了偏差的一个雷达的角度时，修正部12可以参照与该一个雷达的检测范围有至少一部分重叠的其他雷达的检测结果。

比对部13基于与上述的图4的流程图所示的处理同样的处理的结果(以下，适当称为“由雷达得到的周边环境识别结果”)，进行静止目标物与地图信息30的比对。比对部13可以主要将静止目标物中的沿着车辆1的行进方向延伸的静止目标物(例如墙壁、护栏、中央隔离带等)与地图信息30进行比对。此时，比对部13可以推定沿着车辆1的行进方向延伸的静止目标物的位置和/或曲率等，从而进行与地图信息30的比对。

基于由检测部11推定出的反射点的速度矢量等来判定由雷达检测出的目标物是否为静止目标物即可。此外，地图信息30既可以由雷达装置200独自具有，也可以例如与汽车导航装置等其他装置共享。

判定部14基于由比对部13得到的比对结果来判定虚影。具体而言，判定部14可以基于比对结果，在具有对称的速度矢量的一对反射点群存在于隔着例如被辨别为墙壁等的反射点群而对称的位置的情况下，将该一对反射点群的一方判定为虚影。

本车位置检测部15例如使用GPS(Global Positioning System，全球定位系统)等已有技术，检测车辆1的位置。由本车位置检测部15检测出的车辆1的位置在由比对部13对静止目标物与地图信息30进行比对时被参照。

参照图7的流程图，对雷达装置200的工作加以说明。

在图7的步骤S102的处理后，检测部11判定雷达角度的可靠度是否低(步骤S201)。在此，检测部11可以按雷达的检测范围的每个重叠部分进行步骤S201的处理。检测部11例如可以对雷达21的检测范围与雷达22的检测范围的重叠部分，判定雷达21和雷达22各自的雷达角度的可靠度是否低。

例如可以基于车辆1的制造时和/或定期检修时的雷达角度调整用的角反射器的观测结果、车辆1的行驶时的墙壁等线性连续的构造物的观测结果、和其他与雷达角度有关的信息来判定雷达角度的可靠度是否低。检测部11例如可以以由角反射器的观测结果所表示的反射点的位置偏差大于预定阈值为条件，判定为雷达角度的可靠度低。

在步骤S201的处理中，判定为雷达角度的可靠度不低的情况下(步骤S201：否)，进行步骤S103的处理。另一方面，在步骤S201的处理中，判定为雷达角度的可靠度低的情况下(步骤S201：是)，检测部11仅根据由雷达得到的测距结果推定反射点的距离、角度(即使用距离及角度所表示的反射点的位置)(步骤S202)。此时，如上所述，检测部11可以基于从雷达21到一个反射点的距离、从雷达22到该一个反射点的距离、和雷达21与雷达22之间的距离，利用三角法求取该一个反射点的位置。

接着，修正部12判定雷达间的相对角度是否产生了偏差(步骤S203)。在此，修正部12可以按雷达的检测范围的每个重叠部分，进行步骤S203的处理。修正部12例如可以对于雷达21的检测范围与雷达22的检测范围的重叠部分，判定雷达21和雷达22之间的相对角度是否产生了偏差。

在步骤S203的处理中，判定为雷达间的相对角度没有产生偏差的情况下(步骤S203：否)，进行步骤S103的处理。另一方面，在步骤S203的处理中，判定为雷达间的相对角度产生了偏差的情况下(步骤S203：是)，修正部12修正在求取速度矢量时所使用的相对角度(步骤S204)。

与步骤S104的处理并行地或者在前后地，比对部13基于由本车位置检测部15检测出的车辆1的位置，从地图信息30取得表示车辆1周边的地图。在步骤S104的处理之后，比对部13将上述所取得的地图与由雷达得到的周边环境识别结果进行比对(步骤S205)。

如图5所示，在雷达搭载于车辆1的侧方的情况下，雷达装置200通过合成孔径技术的应用，能够较高精度地进行对与车辆1的行进方向垂直的方向的观测(即车辆1的侧方的观测)。比对部13也可以通过基于由合成孔径技术的应用所获得的观测结果，例如将道路标志、提示标志等构造物与表示车辆1周边的地图所包含的例如道路标志、提示标志等构造物进行比对，从而检测车辆1的位置，校正由本车位置检测部15检测出的车辆1的位置。

在步骤S205的处理之后，判定部14基于由比对部13得到的比对结果来判定虚影。判定部14从由雷达得到的周边环境识别结果中去除被判定为虚影的反射点群(即目标物)(步骤S206)。

判定部14可以参照在比对中所用的地图，例如将作为存在于与建筑物相当的区域等无法行驶区域的移动目标物的反射点群判定为虚影。或者，判定部14可以参照在比对中所用的地图，当在车辆1周边存在合流地点的情况下，例如不将作为从车辆1观察而存在于护栏背后的移动目标物的反射点群判定为虚影。在该情况下，能够防止例如将合流车辆判定为虚影。

对于雷达的检测范围重叠的部分，相比于与实际存在的物体相当的反射点群的反射强度，与虚影相当的反射点群的反射强度较弱，另外反射强度的波动大多会增大。判定部14也可以参照这种特征，判定虚影。

判定部14可以基于比对部13的比对结果和表示车辆1周边的地图所包含的车道(白线)位置信息，判定车辆1所行驶的车道。

判定部14也可以基于比对部13的比对结果，例如检测事故车辆等静止障碍物。在车辆1周边存在静止障碍物的情况下，若将由雷达得到的周边环境识别结果与表示车辆1周边的地图进行比对，例如护栏等构造物的形状与由地图所表示的该构造物的形状会出现差异。判定部14可以基于该差异检测静止障碍物。

在步骤S206的处理之后，判定部14基于去除了虚影的由雷达得到的周边环境识别结果，检测车辆1周边存在的例如与其他车辆等相当的移动目标物(步骤S207)。此时，判定部14可以基于比对部13的比对结果等，判定与其他车辆相当的移动目标物所行驶的车道。判定部14可以进而预测与其他车辆相当的移动目标物的动作。判定部14可以在检测到上述静止障碍物的情况下，例如基于与其他车辆相当的移动目标物和静止障碍物的位置关系、和/或该移动目标物所在的车道等，预测该移动目标物的动作。

(技术效果)

在雷达装置200中，在雷达角度的可靠度低的情况下，不参照与由雷达检测出的角度有关的信息，就能求取存在于检测范围的重叠部分的反射点的位置(例如参照上述的步骤S202)。因此，根据雷达装置200，即使在雷达角度的可靠度低的情况下，也能够适当地求取存在于检测范围的重叠部分的反射点的位置。

根据雷达装置200，能够在雷达间的相对速度产生了偏差的情况下，修正在求取速度矢量时所使用的相对角度。因此，能够适当地求取存在于检测范围的重叠部分的反射点的速度矢量。

在雷达装置200中，将由雷达得到的周边环境识别结果与表示车辆1周边的地图进行比对。在此，车载摄像头例如在降雨较强的情况下和/或夜间等周边光量较少的情况下，大多难以取得自身车辆周边的清晰的图像。另一方面，即使在这种情况下，雷达装置200也能够取得较良好的由雷达得到的周边环境识别结果。也即是说，根据雷达装置200，通过使用由环境抗性较高的雷达得到的周边环境识别结果，能够适当地进行与表示车辆1周边的地图的比对。除此之外，根据雷达装置200，也能够进行基于与地图的比对结果的、车辆1的位置的检测及校正和/或车道判定。

＜变形例＞

上述的实施方式涉及的雷达装置例如也可以将车载摄像头、LiDAR(LightDetection and Ranging，激光雷达)等其他传感器的观测结果用于例如目标物的辨别、目标物(或者反射点)的位置的推定、雷达间的相对角度的修正等。

以下，说明从以上所说明的实施方式以及变形例导出的发明的各种技术方案。

发明的一个技术方案涉及的雷达装置具备：第1雷达和第2雷达，配置在彼此分离的位置，并且检测范围的至少一部分重叠；以及检测单元，其基于所述第1雷达的第1检测结果和所述第2雷达的第2检测结果，检测存在于所述检测范围的重叠部分的反射点的移动方向和速度矢量中的至少一方。

在该雷达装置的一个技术方案中，所述检测单元通过将从所述第1检测结果获得的与所述反射点有关的第1信息和从所述第2检测结果获得的与所述反射点有关的第2信息在共同的坐标空间进行统合，检测所述反射点的移动方向和速度矢量中的至少一方。

在该雷达装置的其他技术方案中，所述检测单元基于从所述第1检测结果获得的与所述反射点有关的速度和从所述第1雷达观察到的所述反射点的角度、以及从所述第2检测结果获得的与所述反射点有关的速度和从所述第2雷达观察到的所述反射点的角度，检测所述反射点的移动方向和速度矢量中的至少一方。

在该雷达装置的其他技术方案中，所述检测单元基于从所述第1检测结果和所述第2检测结果各自获得的与距离有关的信息，检测使用距离和角度所表示的所述反射点的位置。

在该雷达装置的其他技术方案中，该雷达装置具备修正单元，所述修正单元基于所述反射点的位置，修正检测到所述速度矢量时所使用的所述第1雷达和所述第2雷达之间的相对角度。在上述的实施方式中，“修正部12”相当于“修正单元”的一例。

在该雷达装置的其他技术方案中，该雷达装置具备比对单元，所述比对单元将基于所述反射点的移动方向和速度矢量中的至少一方所确定的静止目标物与地图信息进行比对。在上述的实施方式中，“比对部13”相当于“比对单元”的一例。

在该雷达装置的其他技术方案中，该雷达装置具备虚影判定单元，所述虚影判定单元基于所述静止目标物与所述地图信息的比对结果，判定虚影。在上述的实施方式中，“判定部14”相当于“判定单元”的一例。

本发明不限于上述的实施方式，可以在不违反可根据权利要求书及说明书整体理解到的发明的主旨或思想的范围内适当进行变更，伴随这种变更的雷达装置也仍包含在本发明的技术范围内。