CN104483667A - 一种车载雷达装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种车载雷达装置，包括振荡器、放大器、配电器、传送天线、多个接收天线、接收开关、混频器、滤波器、模数转换器和信号处理器，所述车载雷达装置用于在安装有所述装置的车辆的前进方向上传送雷达波，所述车辆在以下被称为安装有雷达的车辆，所述车载雷达装置用于接收从对象反射的雷达波以获取关于所述对象的信息，所述的振荡器生成在通过调制信号进行频率调制的毫米波段中的射频（RF）信号，每个周期具有调制信号的频率随时间线性增加的上升区间以及调制信号的频率随时间线性降低的下降区间。
Description
技术领域
本发明具体涉及车载设备，特别是一种用于传送和接收雷达波以检测反射雷达波的对象的车载雷达装置。
背景技术
已知的车载雷达装置每预定的时间间隔以预定的扫描角度传送诸如激光波或毫米波之类的雷达波，并接收从安装有雷达装置的车辆周围的对象反射的雷达波，从而检测本车周围的对象。这样的车载雷达装置用在自动巡航控制（ACC）系统等，该自动巡航控制系统等适于检测与本车相同的车道中的、行进在本车前方的车辆（被称为前车），并且控制本车的车辆速度，从而本车和前车之间的距离被维持或保持恒定。
为了防止在本车转弯期间将在与本车道（本车行进的车道）不同的车道中行进的车辆不正确地检测为前车，如在日本专利申请公布第H08-27909号中公开的，在本车上安装的ACC系统基于本车道的曲率半径以及在本车前方行进的车辆相对于本车的位置，计算本车前方的车辆行进在本车道中的可能性，并且基于所计算出的可能性，确定在本车前方行进的车辆是否是在本车道中行进的前车。在ACC系统中，当确定本车前方的车辆是前车时，前车和本车之间的距离被控制为维持或保持恒定。
前车不仅可以包括位于前车的后部的反射点，而且可以包括位于前车的内部的反射点，术语“反射点”是指反射了雷达波的点或斑点。通常，通过使用位于前车的后部的反射点来确定前车相对于本车的的位置。无论在前车的直线行进期间还是在前车的转弯期间，前车的被检测到的位置将随时间改变。因此，与本车行进在同一车道的前车可能被不正确地检测为在不同车道行进的车辆。
发明内容
本发明的目的是为解决上述不足，提供一种车载雷达装置。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种车载雷达装置，包括振荡器、放大器、配电器、传送天线、多个接收天线、接收开关、混频器、滤波器、模数转换器和信号处理器，所述车载雷达装置用于在安装有所述装置的车辆的前进方向上传送雷达波，所述车辆在以下被称为安装有雷达的车辆，所述车载雷达装置用于接收从对象反射的雷达波以获取关于所述对象的信息，所述的振荡器生成在通过调制信号进行频率调制的毫米波段中的射频（RF）信号，每个周期具有调制信号的频率随时间线性增加的上升区间以及调制信号的频率随时间线性降低的下降区间，所述的放大器放大在振荡器21 中生成的射频信号，所述的配电器将放大器的输出分成传送信号Ss和本地信号L，所述的传送天线响应于传送信号Ss发射雷达波，所述的接收开关依次选择多个接收天线，并且将接收信号Sr从所选择的一个接收天线进行转发以用于进一步的处理，所述的混频器将经放大器放大的接收信号Sr与本地信号L进行混频以生成拍频信号BT，所述的滤波器从在混频器中生成的拍频信号BT中去除不必要的信号分量，所述的模数转换器对滤波器的输出进行采样以将拍频信号BT 转换为数字数据，所述的信号处理器经由ADC36 控制振荡器的操作和拍频信号BT的采样，通过使用采样数据执行信号分析，并且与距离ECU3进行通信以接收信号分析所需的信息并且传送通过信号分析得到的信息。
本发明还有这样一些技术特征：
所述的信号处理器包括目标检测单元、代表目标选择单元、相同对象目标选择单元和对象位置确定单元，所述目标检测单元作用为传送和接收雷达波以检测反射雷达波的目标的位置；代表目标选择单元为选择满足预定的代表目标指定条件的、由所述目标检测单元检测到的目标中的一个，所述预定的代表目标指定条件用于指定由所述目标检测单元检测到的目标的代表；所述的相同对象目标选择单元为从所述目标检测单元检测到的目标中，选择满足预定的相同对象目标选择条件的目标，所述预定的相同对象目标选择条件用于确定所述目标检测单元检测到的目标中的哪个目标属于与所述代表目标相同的对象，所述代表目标和由所述相同对象目标选择单元选择的与所述代表目标不同的目标一起形成相同对象目标组，并且所述相同对象目标组中的每个目标所属的对象在以下被称为特定反射对象；所述的对象位置确定单元为计算所述相同对象目标组的两个或更多个目标的横向位置的预先定义的函数的值，作为所述特定反射对象的、沿着所述安装有雷达的车辆宽度方向的横向位置。
所述的装置还包括大型车辆确定单元和第一位置确定禁止单元，所述的大型车辆确定单元确定所述特定反射对象是否是大型车辆，所述的第一位置确定禁止单元在所述大型车辆确定单元确定所述特定反射对象不是大型车辆时，禁止所述对象位置确定单元计算所述相同对象目标组的两个或更多个目标的横向位置的预先定义的函数作为所述特定反射对象的横向位置。
所述大型车辆确定单元确定所述相同对象目标组的目标数目是否等于或大于用于大型车辆确定的预定的阈值目标数目，并且当确定所述相同对象目标组的目标数目等于或大于用于大型车辆确定的预定的阈值目标数目时，确定所述特定反射对象是大型车辆，确定满足预定的目标选择条件的所述相同对象目标组的目标中的一个的反射波接收功率是否等于或大于目标选择条件的所述相同对象目标组的目标中的一个的反射波接收功率是否等于或大于大型车辆确定单元用来确定所述特定反射对象是否是大型车辆的目标，并且当确定满足所述预定的目标选择条件的目标的反射波接收功率等于或大于用于大型车辆确定的预定的阈值接收功率时，确定所述特定反射对象是大型车辆，所述的预定的目标选择条件规定由所述大型车辆确定单元用来确定所述特定反射对象是否是大型车辆的目标是所述相同对象目标组中的、具有反射波的功率谱中的最大频率峰值强度的目标。
所述的对象位置确定单元从所述相同对象目标组的目标中选择从所述安装有雷达的车辆看到的最右侧目标和从所述安装有雷达的车辆看到的最左侧目标，并且计算所述最右侧目标的横向位置和所述最左侧目标的横向位置的中心作为所述特定反射对象的横向位置，计算所述相同对象目标组的所有目标的横向位置的平均值，作为所述特定反射对象的横向位置，计算所述相同对象目标组的所有目标的横向位置的加权平均值，作为所述特定反射对象的横向位置，并且通过将所述相同对象目标组的各个目标的反射波接收功率的幅值用作权重来确定所述加权平均值。
所述装置还包括转弯确定单元，确定所述安装有雷达的车辆是否正在转弯，当所述转弯确定单元确定所述安装有雷达的车辆正在转弯时，所述对象位置确定单元计算预先定义的函数的值作为所述特定反射对象的横向位置，所述函数被定义为使得所述特定反射对象的横向位置在与转弯方向相对的方向上相对所述代表目标的横向位置移位。
本发明具有如下有益的效果：
本发明用于在安装有该装置的车辆的前进方向上传送雷达波，该车辆在以下被称为安装有雷达的车辆，并且该车载雷达装置接收从对象反射的雷达波以获取关于对象的信息，能够减少前车的检测位置的变化的车载雷达。
附图说明
图1为本发明的雷达装置自动巡航控制系统示意图。
图2为本发明的雷达装置的信号处理器流程图。
图3为本发明的信号处理器中执行的目标信息生成处理的流程图。
图4为本发明的校正前车的横向位置的方法。
图5为本发明的校正前车的横向位置之前和之后的前车的横向位置相对时间的曲线图。
图6为本发明的信号处理器中执行的目标有拐弯信息生成处理的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明：
实施例1
一种车载雷达装置，包括振荡器7、放大器8、配电器9、传送天线10、多个接收天线11、接收开关12、混频器13、滤波器14、模数转换器15和信号处理器16，所述车载雷达装置用于在安装有所述装置的车辆的前进方向上传送雷达波，所述车辆在以下被称为安装有雷达的车辆，所述车载雷达装置用于接收从对象反射的雷达波以获取关于所述对象的信息，所述的振荡器生成在通过调制信号进行频率调制的毫米波段中的射频（RF）信号，每个周期具有调制信号的频率随时间线性增加的上升区间以及调制信号的频率随时间线性降低的下降区间，所述的放大器放大在振荡器21 中生成的射频信号，所述的配电器将放大器的输出分成传送信号Ss和本地信号L，所述的传送天线响应于传送信号Ss发射雷达波，所述的接收开关依次选择多个接收天线，并且将接收信号Sr从所选择的一个接收天线进行转发以用于进一步的处理，所述的混频器将经放大器放大的接收信号Sr与本地信号L进行混频以生成拍频信号BT，所述的滤波器从在混频器中生成的拍频信号BT中去除不必要的信号分量，所述的模数转换器对滤波器的输出进行采样以将拍频信号BT 转换为数字数据，所述的信号处理器经由ADC36 控制振荡器的操作和拍频信号BT的采样，通过使用采样数据执行信号分析，并且与距离ECU3进行通信以接收信号分析所需的信息并且传送通过信号分析得到的信息，所述的信号处理器包括目标检测单元、代表目标选择单元、相同对象目标选择单元和对象位置确定单元，所述目标检测单元作用为传送和接收雷达波以检测反射雷达波的目标的位置；代表目标选择单元为选择满足预定的代表目标指定条件的、由所述目标检测单元检测到的目标中的一个，所述预定的代表目标指定条件用于指定由所述目标检测单元检测到的目标的代表；所述的相同对象目标选择单元为从所述目标检测单元检测到的目标中，选择满足预定的相同对象目标选择条件的目标，所述预定的相同对象目标选择条件用于确定所述目标检测单元检测到的目标中的哪个目标属于与所述代表目标相同的对象，所述代表目标和由所述相同对象目标选择单元选择的与所述代表目标不同的目标一起形成相同对象目标组，并且所述相同对象目标组中的每个目标所属的对象在以下被称为特定反射对象；所述的对象位置确定单元为计算所述相同对象目标组的两个或更多个目标的横向位置的预先定义的函数的值，作为所述特定反射对象的、沿着所述安装有雷达的车辆宽度方向的横向位置，所述的装置还包括大型车辆确定单元和第一位置确定禁止单元，所述的大型车辆确定单元确定所述特定反射对象是否是大型车辆，所述的第一位置确定禁止单元在所述大型车辆确定单元确定所述特定反射对象不是大型车辆时，禁止所述对象位置确定单元计算所述相同对象目标组的两个或更多个目标的横向位置的预先定义的函数作为所述特定反射对象的横向位置，所述大型车辆确定单元确定所述相同对象目标组的目标数目是否等于或大于用于大型车辆确定的预定的阈值目标数目，并且当确定所述相同对象目标组的目标数目等于或大于用于大型车辆确定的预定的阈值目标数目时，确定所述特定反射对象是大型车辆，确定满足预定的目标选择条件的所述相同对象目标组的目标中的一个的反射波接收功率是否等于或大于目标选择条件的所述相同对象目标组的目标中的一个的反射波接收功率是否等于或大于大型车辆确定单元用来确定所述特定反射对象是否是大型车辆的目标，并且当确定满足所述预定的目标选择条件的目标的反射波接收功率等于或大于用于大型车辆确定的预定的阈值接收功率时，确定所述特定反射对象是大型车辆，所述的预定的目标选择条件规定由所述大型车辆确定单元用来确定所述特定反射对象是否是大型车辆的目标是所述相同对象目标组中的、具有反射波的功率谱中的最大频率峰值强度的目标，所述的对象位置确定单元从所述相同对象目标组的目标中选择从所述安装有雷达的车辆看到的最右侧目标和从所述安装有雷达的车辆看到的最左侧目标，并且计算所述最右侧目标的横向位置和所述最左侧目标的横向位置的中心作为所述特定反射对象的横向位置，计算所述相同对象目标组的所有目标的横向位置的平均值，作为所述特定反射对象的横向位置，计算所述相同对象目标组的所有目标的横向位置的加权平均值，作为所述特定反射对象的横向位置，并且通过将所述相同对象目标组的各个目标的反射波接收功率的幅值用作权重来确定所述加权平均值，所述装置还包括转弯确定单元，确定所述安装有雷达的车辆是否正在转弯，当所述转弯确定单元确定所述安装有雷达的车辆正在转弯时，所述对象位置确定单元计算预先定义的函数的值作为所述特定反射对象的横向位置，所述函数被定义为使得所述特定反射对象的横向位置在与转弯方向相对的方向上相对所述代表目标的横向位置移位。
实施例2
自动巡航控制系统1被安装在车辆上，包括雷达装置2、距离电子控制单元（距离ECU）3、引擎电子控制单元（引擎ECU）4、制动电子控制单元（制动ECU）5。ECU3、4、5 经由车内局域网6 彼此连接，并且从而允许输出和接收数据。雷达装置2 通过传送和接收毫米雷达波以FMCW 类型的所谓的毫米波雷达的形式检测诸如前车或路边对象的对象，基于检测结果生成关于行进在本车前方的前车的目标信息，并且将目标信息发送到距离ECU3。目标信息至少包括相对于本车的前车的速度和位置。制动ECU5不仅基于从转向传感器（未示出）和/ 或偏航速率传感器（未示出）接收到的检测信息（转向角度和/ 或偏航速率），而且基于从主气缸（MC）压力传感器接收到的检测信息，来确定制动踏板状态，并且将所确定的制动踏板状态发送到距离ECU3。此外，制动ECU5从距离ECU3接收包括目标加速度和制动请求的信息，并且响应于所接收到的信息和所确定的制动踏板状态，驱动制动致动器，该制动致动器打开和关闭在制动液压回路中涉及的增压控制阀和减压控制阀，从而控制制动力。引擎ECU4 将包括分别从车辆速度传感器（未示出）、节气门位置传感器（未示出）、油门踏板位置传感器（未示出）接收到的车辆速度、引擎的受控状态和油门的操作状态的检测信息发送到距离ECU3。引擎ECU4 从距离ECU3 接收包括目标加速度和断油请求的信息，并且将启用命令输出到节气门致动器，该节气门致动器响应于由接收到的信息指定的操作条件来调整内燃机的节气门位置。距离ECU3 从引擎ECU4 接收车辆速度和引擎的受控状态等，并且从制动ECU5 接收转向角度、偏航速率和制动器的受控状态等。此外，基于经由巡航控制开关（未示出）和目标距离设定开关（未示出）等设定的设定值以及从雷达装置2 接收到的目标信息，距离ECU3将目标加速度和断油请求等发送到引擎ECU4，并且将目标加速度和制动请求等发送到制动ECU5，作为用于维持本车和前车之间的适当距离的控制命令。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定 。
Claims (6)
1.一种车载雷达装置，包括振荡器、放大器、配电器、传送天线、多个接收天线、接收开关、混频器、滤波器、模数转换器和信号处理器，其特征在于：
所述车载雷达装置用于在安装有所述装置的车辆的前进方向上传送雷达波，所述车辆在以下被称为安装有雷达的车辆，所述车载雷达装置用于接收从对象反射的雷达波以获取关于所述对象的信息，所述的振荡器生成在通过调制信号进行频率调制的毫米波段中的射频（RF）信号，每个周期具有调制信号的频率随时间线性增加的上升区间以及调制信号的频率随时间线性降低的下降区间，所述的放大器放大在振荡器21 中生成的射频信号，所述的配电器将放大器的输出分成传送信号Ss和本地信号L，所述的传送天线响应于传送信号Ss发射雷达波，所述的接收开关依次选择多个接收天线，并且将接收信号Sr从所选择的一个接收天线进行转发以用于进一步的处理，所述的混频器将经放大器放大的接收信号Sr与本地信号L进行混频以生成拍频信号BT，所述的滤波器从在混频器中生成的拍频信号BT中去除不必要的信号分量，所述的模数转换器对滤波器的输出进行采样以将拍频信号BT 转换为数字数据，所述的信号处理器经由ADC36 控制振荡器的操作和拍频信号BT的采样，通过使用采样数据执行信号分析，并且与距离ECU3进行通信以接收信号分析所需的信息并且传送通过信号分析得到的信息。
2.如权利要求1所述的车载雷达装置，其特征在于：
所述的信号处理器包括目标检测单元、代表目标选择单元、相同对象目标选择单元和对象位置确定单元，所述目标检测单元作用为传送和接收雷达波以检测反射雷达波的目标的位置；
所述的代表目标选择单元为选择满足预定的代表目标指定条件的、由所述目标检测单元检测到的目标中的一个，所述预定的代表目标指定条件用于指定由所述目标检测单元检测到的目标的代表；
所述的相同对象目标选择单元为从所述目标检测单元检测到的目标中，选择满足预定的相同对象目标选择条件的目标，所述预定的相同对象目标选择条件用于确定所述目标检测单元检测到的目标中的哪个目标属于与所述代表目标相同的对象，所述代表目标和由所述相同对象目标选择单元选择的与所述代表目标不同的目标一起形成相同对象目标组，并且所述相同对象目标组中的每个目标所属的对象在以下被称为特定反射对象；
所述的对象位置确定单元为计算所述相同对象目标组的两个或更多个目标的横向位置的预先定义的函数的值，作为所述特定反射对象的、沿着所述安装有雷达的车辆宽度方向的横向位置。
3.如权利要求1所述的车载雷达装置，其特征在于：
所述的装置还包括大型车辆确定单元和第一位置确定禁止单元，所述的大型车辆确定单元确定所述特定反射对象是否是大型车辆，所述的第一位置确定禁止单元在所述大型车辆确定单元确定所述特定反射对象不是大型车辆时，禁止所述对象位置确定单元计算所述相同对象目标组的两个或更多个目标的横向位置的预先定义的函数作为所述特定反射对象的横向位置。
4.如权利要求1所述的所述车载雷达装置，其特征在于：
所述的对象位置确定单元从所述相同对象目标组的目标中选择从所述安装有雷达的车辆看到的最右侧目标和从所述安装有雷达的车辆看到的最左侧目标，并且计算所述最右侧目标的横向位置和所述最左侧目标的横向位置的中心作为所述特定反射对象的横向位置，计算所述相同对象目标组的所有目标的横向位置的平均值，作为所述特定反射对象的横向位置，计算所述相同对象目标组的所有目标的横向位置的加权平均值，作为所述特定反射对象的横向位置，并且通过将所述相同对象目标组的各个目标的反射波接收功率的幅值用作权重来确定所述加权平均值。
5.如权利要求1所述的所述车载雷达装置，其特征在于：
所述车载雷达装置还包括转弯确定单元，确定所述安装有雷达的车辆是否正在转弯，当所述转弯确定单元确定所述安装有雷达的车辆正在转弯时，所述对象位置确定单元计算预先定义的函数的值作为所述特定反射对象的横向位置，所述函数被定义为使得所述特定反射对象的横向位置在与转弯方向相对的方向上相对所述代表目标的横向位置移位。
6.如权利要求2所述的车载雷达装置，其特征在于：
所述大型车辆确定单元确定所述相同对象目标组的目标数目是否等于或大于用于大型车辆确定的预定的阈值目标数目，并且当确定所述相同对象目标组的目标数目等于或大于用于大型车辆确定的预定的阈值目标数目时，确定所述特定反射对象是大型车辆，确定满足预定的目标选择条件的所述相同对象目标组的目标中的一个的反射波接收功率是否等于或大于目标选择条件的所述相同对象目标组的目标中的一个的反射波接收功率是否等于或大于大型车辆确定单元用来确定所述特定反射对象是否是大型车辆的目标，并且当确定满足所述预定的目标选择条件的目标的反射波接收功率等于或大于用于大型车辆确定的预定的阈值接收功率时，确定所述特定反射对象是大型车辆；
所述的预定的目标选择条件规定由所述大型车辆确定单元用来确定所述特定反射对象是否是大型车辆的目标是所述相同对象目标组中的、具有反射波的功率谱中的最大频率峰值强度的目标。
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