目標物體檢測方法及雷達裝置的製作方法
2023-04-23 19:37:26
專利名稱：目標物體檢測方法及雷達裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及雷達技術，更詳細地說，涉及為了避免信號幹擾，改變發送定時而發送發送信號，從而不會誤認而正確地檢測目標物體的方法和使用該方法的雷達裝置。
背景技術：
最近，開發有很多利用用於檢測周邊的物體的雷達裝置來控制車輛的車輛控制系統。為了使這樣的車輛控制系統執行正確的車輛控制，必須進行基於雷達裝置的正確的物體檢測。但是，關於該雷達裝置為了進行物體檢測而發送的發送信號，在與周邊的其他雷達裝置或其他通信裝置發送的發送信號產生幹擾時，存在不能檢測位於周邊的實際物體， 或將不是實際物體的虛擬物體誤認為實際物體來檢測的問題。
發明內容
本發明是鑑於上述問題而提出的，其目的在於，減少該雷達裝置為了檢測物體而發送的發送信號與周邊的其他雷達裝置或其他通信裝置發送的發送信號之間的幹擾。本發明的另一目的在於，減少將不是實際物體的虛擬的物體誤認為是實際物體來檢測的概率，不會誤認而正確地檢測實際物體。為了實現上述目的，一方面，本發明提供一種雷達裝置，其具有信號發送部，其調節發送信號的發送開始時刻之間的發送開始時刻間隔，按照根據上述調節後的發送開始時刻間隔確定的每個發送開始時刻，發送發送信號；信號接收部，其接收在周邊反射上述發送的發送信號而得到的反射信號；幹擾信號去除部，其使上述接收到的反射信號通過濾波器而去除幹擾信號；以及目標物體檢測部，其通過對從上述接收到的反射信號中去除上述幹擾信號後的接收信號進行信號處理，來檢測目標物體。另一方面，本發明提供一種目標物體檢測方法，該目標物體檢測方法包括如下步驟調節發送信號的發送開始時刻之間的發送開始時刻間隔，按照根據上述調節後的發送開始時刻間隔確定的每個發送開始時刻，發送發送信號；接收在周邊反射上述發送的發送信號而得到的反射信號；使上述接收到的反射信號通過濾波器來去除幹擾信號；以及通過對從上述接收到的反射信號中去除上述幹擾信號後的接收信號進行信號處理，來檢測目標物體。如上所述，根據本發明具有如下所述的效果減少該雷達裝置為了檢測物體而發送的發送信號與周邊的其他雷達裝置或其他通信裝置發送的發送信號之間的幹擾。另外，根據本發明具有如下所述的效果減少將不是實際物體的虛擬的物體誤認為是實際物體來檢測的概率，不會誤認而正確地檢測實際物體。
圖I是本發明的一實施例的雷達裝置的框圖。圖2是例示地表示在本發明的一實施例的雷達裝置中發送發送信號的方式的圖。圖3是例示地表示本發明的一實施例的雷達裝置檢測目標物體的圖。圖4是例示地表示本發明的一實施例的雷達裝置為了檢測目標物體而發送的發送信號、以及包含在周邊反射這樣的發送信號而接收的反射信號中的接收信號和幹擾信號的圖。圖5是表示發送信號及接收信號之間的頻率差與發送信號及幹擾信號之間的頻率差的圖。圖6是從正向線性調頻脈衝區間和負向線性調頻脈衝區間分別提取出頻率的例示圖。圖7是例示地表示在本發明的一實施例的雷達裝置中，調節發送開始時刻間隔及發送頻段而發送發送信號的方法的圖。圖8是本發明的一實施例的雷達裝置檢測目標物體的方法的流程圖。
具體實施例方式以下，通過例示的附圖，詳細說明本發明的一些實施例。對各附圖的結構要素附上參考符號，對於相同的結構要素，即使表示在其他附圖，也儘量附上相同的符號。另外，在本發明的說明中，當判斷為對相關的公知結構或功能的具體說明會使本發明的要旨模糊時， 省略其詳細的說明。另外，在說明本發明的結構要素時，能夠使用第I、第2、A、B、(a)、(b)等的用語。 這樣的用語僅用於使該結構要素區別於其他結構要素，該用語不限定相應結構要素的本質或者次序或順序等。在某結構要素與其他結構要素「連接」、「結合」或「接合」時，雖然該結構要素能夠與其他結構直接連接或接合，但是應理解為在各結構要素之間還能夠「連接」、 「結合」或「接合」有其他結構要素。圖I是本發明的一實施例的雷達裝置100的框圖。參照圖1，本發明的一實施例的雷達裝置100具有信號發送部110，其調節發送信號的發送開始時刻之間的發送開始時刻間隔，按照根據調節後的發送開始時刻間隔而確定的每個發送開始時刻，發送發送信號；信號接收部120，其接收在周邊反射通過信號發送部 110發送的發送信號而得到的反射信號；幹擾信號去除部130，其使通過信號接收部120而接收到的信號通過濾波器(Filter)來去除幹擾信號；以及目標物體檢測部140，通過對從反射信號去除幹擾信號後的接收信號進行信號處理，檢測目標物體。上述提及的幹擾信號，不是通過應由雷達裝置100檢測的目標物體(實際物體) 而反射的信號成分，而是與幹擾成分相應的信號，是與妨礙正確檢測目標物體的妨礙成分相應的信號。作為一例，幹擾信號可以是從周邊的其他雷達裝置或其他通信裝置發送的發送信號，可以是從在安裝有雷達裝置100的車輛周邊的車輛上安裝的雷達裝置發送的發送信號。上述的信號發送部110調節發送信號的發送開始時刻之間的發送開始時刻間隔，調節成使所有發送開始時刻間隔中的一個以上不同。另外，信號發送部110能夠按照進行為了信號處理而設定的每個信號處理時間， 發送一個發送信號O此處，信號處理時間意味著，為了利用從在周邊反射所發送的發送信號而在從發送開始時刻多少延遲的時間(包含基於與物體之間的距離的延遲時間等的時間)接收的反射信號中除去幹擾信號後剩下的接收信號檢測目標物體，對接收信號進行信號處理的時間。關於這樣的信號處理時間，能夠對各發送信號以相同的固定值來進行管理，也可以是對各發送信號以可變的值來進行管理。因此，信號發送部110按照為了進行信號處理而設定的每個信號處理時間，發送一個發送信號，此時，在調節發送信號的發送開始時刻之間的發送開始時刻間隔時，在以相同的固定值來管理對各發送信號的信號處理時間的情況下，調節從信號處理時間的開始時刻到相應發送信號的發送開始時刻為止的間隔，從而能夠可變地調節發送開始時刻之間的發送開始時刻間隔，在用始終不相同的可變值來管理對各發送信號的信號處理時間時，通過可變地調節對各發送信號的信號處理時間，從而能夠可變地調節發送開始時刻之間的發送開始時刻間隔。參照圖2，例示地說明如上所述的發送信號發送方式。參照圖2，當設信號處理時間為T時，信號發送部110按照每個信號處理時間T發送一個發送信號，在信號處理時間T內，能夠改變發送開始時刻來進行調節。參照圖2，通過在信號處理時間T內改變發送開始時刻，第一個發送信號是在第一個信號處理時間內、在tl時刻(第一個發送開始時刻)發送的，第二個發送信號是在第二個信號處理時間內、在t2時刻(第二個發送開始時刻)發送的，第三個發送信號是在第三個信號處理時間內、在t3時刻(第三個發送開始時刻)發送的，第四個發送信號是在第四個信號處理時間內、在t4時刻(第四個發送開始時刻)發送的。此時，各發送開始時刻之間的間隔、即發送開始時刻間隔是At12、At23、At34等， 它們都不相同。即、所有發送開始時刻間隔(At12、At23、At34、...)中的一個以上可以是不同的值。如上所述，在發送發送信號時，可變地調節發送開始時刻，以使所有發送開始時刻間隔中的一個以上成為不同的值，從而能夠減少由從其他雷達裝置或其他通信裝置發送的發送信號(即、幹擾信號)引起的信號幹擾的影響性。另一方面，信號發送部110除了調節發送信號各自的發送開始時刻、即調節發送開始時刻間隔來執行發送定時控制以外，也能夠在可用頻段內設定發送信號各自的發送頻段，來執行發送頻段控制。上述的信號發送部110在可用頻段內改變發送頻段，從而使對於至少一個以上的發送信號的發送頻段與對於幹擾信號的頻段不同。信號發送部110，當按照每個發送周期發送發送信號時，能夠在可用頻段內按發送周期任意地確定發送頻段，或者在可用頻段內按發送周期使發送頻段根據已確定的發送頻段順序信息來改變或隨機改變。這樣的信號發送部110，為了最小化信號幹擾的影響，通過發送定時控制將所有發送開始時刻間隔中的一個以上調節為不同，從而減少發送信號(或反射信號)的定時與周邊的其他信號的定時一致的概率，減少信號幹擾現象，除了這點以外，通過發送頻段控制來使發送信號各自的所有發送頻段中的至少一個設定為不同，從而在頻率側面上，減少發送信號(或反射信號)的發送頻段與周邊的其他信號的發送頻段一致的概率，能夠進一步減少信號幹擾現象。信號接收部120接收在周邊反射以如上所述的發送方式發送的發送信號得到的反射信號，此時，信號接收部120在發送開始時刻發送了一個發送信號之後，到雷達裝置 100接收通過位於根據規格(Spec)預先設定的最大檢測距離的物體反射的信號的時刻為止，執行接收相應反射信號的處理。上述的幹擾信號去除部130使通過信號接收部120接收的反射信號通過濾波器來去除幹擾信號，將從反射信號去除了幹擾信號的接收信號輸入到目標物體檢測部140。上述的目標物體檢測部140通過對接收信號進行信號處理而檢測目標物體，此時，通過信號處理中的傅立葉變換處理而提取出相對於距離的頻率變化量(fr)和基於速度的都卜勒頻率(fd)，能夠根據相對於距離的頻率變化量和基於上述速度的都卜勒頻率， 計算目標物體的速度及距離。即使通過濾波器從上述的幹擾信號去除部130去除了幹擾信號，也有可能在輸入到目標物體檢測部140的接收信號中，還殘留有幹擾信號成分(殘留幹擾信號)。目標物體檢測部140通過跟蹤處理，能夠排除殘留幹擾信號作為用於檢測目標物體的信號來利用的情況。上述的目標物體檢測部140基於接收信號來執行跟蹤處理，當估計為目標物體的估計物體的檢測次數為預先定義的閾值以上時，將估計物體確定為作為實際物體的目標物體，從而能夠檢測到目標物體。另外，目標物體檢測部140基於接收信號來執行跟蹤處理，當估計為目標物體的估計物體的檢測次數比預先定義的閾值小時，將估計物體視為不是實際物體的鬼像物體 (Ghost Object)，排除殘留幹擾信號作為用於檢測目標物體的信號來利用的情況，從而不將鬼像物體檢測為目標物體，由此進行控制。記載於本說明書的「鬼像物體(Ghost Object) 」不是實際存在的物體，能夠理解為由於檢測的錯誤(Error)或檢測的不準確(Inaccuracy),而被誤認為實際存在的物體的虛擬的物體。另外，鬼像物體能夠意味著通過幹擾信號而檢測到的虛擬的物體。如果，當通過雷達裝置200檢測到這樣的鬼像物體時，在利用基於雷達裝置200的檢測結果的車輛控制系統中，會執行錯誤的控制，嚴重地話有可能會導致車輛事故及人命事故。本發明的一實施例的雷達裝置200可以是FMCW (FrequencyModulated Continuousffave)方式、脈衝式都卜勒(PulseDoppler)方式、FSK(FrequencyShiftKeying) 方式、FMSK (FrequencyModulatedShiftKeying)方式中的一個頻率調製方式的雷達裝置。以下，參照圖3至圖7，例示地說明上述本發明的一實施例的雷達裝置100為了檢測目標物體的發送信號發送方式，和基於該方式的發送信號、幹擾信號及接收信號之間的特性等。圖3是例示地表示本發明的一實施例的雷達裝置100檢測目標物體300的圖。
參照圖3，本發明的一實施例的雷達裝置100發送發送信號並接收返回來的反射信號，利用反射信號來檢測在周邊存在什麼樣的物體。如果反射信號只包含通過作為實際物體的目標物體300反射的信號，則能夠正確地檢測作為實際物體的目標物體300。但是，當從周邊的其他雷達裝置或其他通信裝置等發送的發送信號作為幹擾信號來存在，或者存在基於其他因素的幹擾信號，從而該幹擾信號與通過作為實際物體的目標物體300反射的信號一起作為反射信號來接收時，能夠通過這樣的幹擾信號而檢測到不是實際物體的鬼像(Gost)物體310。本發明的一實施例的雷達裝置100正確地檢測作為實際物體的目標物體300，不僅如此，能夠以最小化信號幹擾的方式，調節發送信號的發送定時和/或發送頻段，以不檢測不是實際物體的鬼像物體。S卩、本發明的一實施例的雷達裝置100，在使用相同的頻段時，能夠改變信號收發的時刻來防止幹擾。一般來說，由於發送發送信號的時間(Duration) —般比對接收信號進行信號處理的時間(信號處理時間)短，因此能夠通過在信號處理時間內改變發送開始時刻，來減少由周邊的其他雷達裝置(或其他通信裝置)引起的幹擾信號的影響性。參照圖4的例，假設垂直虛線之間為信號處理時間，在垂直虛線之間改變發送信號(實線)的發送開始時刻來發送發送信號，從而在通過實際物體反射的接收信號(一點劃線)中也反映出由實際物體的距離引起的延遲，而在同一時間進行接收。另外，從周邊的其他雷達裝置(或其他通信裝置)發送的發送信號能夠作為幹擾信號(虛線)來一起接收。參照圖4，為了減少信號幹擾影響，在信號處理時間內改變發送信號的發送開始時刻，能夠確認發送開始時刻間隔被調節為相互不同。參照圖4，當對接收信號進行信號處理時，進行採樣(sampling)的採樣區間，是從發送發送信號的發送開始時刻，到能夠檢測從位於預先設定的最大檢測距離的物體反射來的接收信號的時刻為止。利用圖4所示的發送信號、接收信號及幹擾信號，如5所示，能夠得到發送信號及接收信號之間的頻率差(實線)和發送信號及幹擾信號之間的頻率差(虛線)。參照圖5，發送信號及幹擾信號之間的頻率差(虛線)，如果定時偶然性地不一致， 則發送信號及接收信號之間的頻率差(實線)會進一步相對地變大，如此大的頻率通過低通濾波器(LPF Low Pass Filter)而被過濾掉。圖6是在這樣情況下分別通過對圖5中的正向線性調頻脈衝(up chirp)區間 510和負向線性調頻脈衝(down chirp)區間520進行高速傅立葉變換(FFT Fast Fourier Transform)來提取出頻率的例子。圖6的(a)是表示對正向線性調頻脈衝區間510進行高速傅立葉變換來提取出的頻率的圖，圖6的(b)是表示對負向線性調頻脈衝區間520進行高速傅立葉變換來提取出的頻率的圖。從如上所述提取出的頻率中，通過濾波器600而過濾的頻率，包含作為基於距離的頻率變化量的fr成分和由速度產生的都卜勒頻率fd成分。S卩、圖6的(a)中的頻率 (fUp)是 fr-fd,圖 6 的(b)中的頻率(fd_)是 fr+fd。因此,能夠聯立 fup = fr-fd>fdown = fr+fd而求出fr和fd。利用如上所述求出的fr和fd、以下式I和式2，能夠得到目標物體300的距離和速度。
式I
權利要求
1.一種雷達裝置，其安裝於車輛而在所述車輛的周邊檢測目標物體，該雷達裝置具有信號發送部，其調節發送信號的發送開始時刻之間的發送開始時刻間隔，按照根據所述調節後的發送開始時刻間隔確定的每個發送開始時刻，發送發送信號；信號接收部，其接收在周邊反射所述發送的發送信號而得到的反射信號；幹擾信號去除部，其使所述接收到的反射信號通過濾波器而去除幹擾信號；以及目標物體檢測部，其通過對從所述接收到的反射信號中去除所述幹擾信號後的接收信號進行信號處理，來檢測目標物體。
2.根據權利要求I所述的雷達裝置，其中，所述信號發送部按照使所有發送開始時刻間隔中的一個以上不同的方式進行調節。
3.根據權利要求I所述的雷達裝置，其中，所述信號發送部按照為了進行所述信號處理而設定的每個信號處理時間發送一個發送信號。
4.根據權利要求3所述的雷達裝置，其中，所述信號發送部，在利用相同的固定值來管理針對各發送信號的信號處理時間的情況下，調節從信號處理時間的開始時刻到相應發送信號的發送開始時刻的間隔，從而可變地調節發送開始時刻之間的發送開始時刻間隔，在利用可變的值來管理針對各發送信號的信號處理時間的情況下，可變地調節針對各發送信號的信號處理時間，從而可變地調節發送開始時刻之間的發送開始時刻間隔。
5.根據權利要求I所述的雷達裝置，其中，所述目標物體檢測部，通過所述信號處理中的傅立葉變換處理，提取出相對於距離的頻率變化量和基於速度的都卜勒頻率，根據所述相對於距離的頻率變化量和所述基於速度的都卜勒頻率，計算所述目標物體的速度和距離。
6.根據權利要求I所述的雷達裝置，其中，所述目標物體檢測部，基於所述接收信號來執行跟蹤處理，當估計為所述目標物體的估計物體的檢測次數是預先定義的閾值以上時，將所述估計物體確定為作為實際物體的所述目標物體，從而檢測所述目標物體。
7.根據權利要求I所述的雷達裝置，其中，所述目標物體檢測部，基於所述接收信號來執行跟蹤處理，當估計為所述目標物體的估計物體的檢測次數比預先定義的閾值小時，將所述估計物體視為不是實際物體的鬼像物體，使所述鬼像物體不被檢測為所述目標物體，由此進行控制。
8.根據權利要求I所述的雷達裝置，其中，所述信號發送部，在可用頻段內設定各所述發送信號的發送頻段，按照各所述發送信號的所有發送頻段中的至少一個不同的方式進行設定。
9.根據權利要求I所述的雷達裝置，其中，所述信號接收部，從在發送開始時刻發送一個發送信號之後到接收通過位於預先設定的最大檢測距離處的物體反射的信號的時刻為止，接收相應反射信號。
10.根據權利要求I所述的雷達裝置，其中，所述幹擾信號是從安裝於所述車輛周邊的其他車輛的雷達裝置發送的發送信號。
11.一種目標物體檢測方法，由安裝於車輛的雷達裝置檢測目標物體，該目標物體檢測方法包括如下步驟調節發送信號的發送開始時刻之間的發送開始時刻間隔，按照根據所述調節後的發送開始時刻間隔確定的每個發送開始時刻，發送發送信號；接收在周邊反射所述發送的發送信號而得到的反射信號；使所述接收到的反射信號通過濾波器來去除幹擾信號；以及通過對從所述接收到的反射信號中去除所述幹擾信號後的接收信號進行信號處理，來檢測目標物體。
12.根據權利要求11所述的目標物體檢測方法，其中，在所述發送的步驟中，按照使所有發送開始時刻間隔中的一個以上不同的方式進行調節。
13.根據權利要求11所述的目標物體檢測方法，其中，在所述發送的步驟中，在可用頻段內可變地設定各所述發送信號的發送頻段，來執行發送處理。
全文摘要
本發明涉及雷達技術，更詳細地說，涉及為了避免信號幹擾，改變發送定時而發送發送信號，從而不會誤認而正確地檢測目標物體的方法和使用該方法的雷達裝置。
文檔編號G01S7/36GK102608581SQ20121000753
公開日2012年7月25日 申請日期2012年1月11日 優先權日2011年1月12日
發明者崔承雲, 李在殷, 楊柱烈, 鄭聖熹 申請人:株式會社萬都