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Hintergrund
der Erfindung 1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und ein Radar
zum Erfassen eines Fahrzeugs oder dergleichen durch ein Verwenden
von z. B. Funkwellen im Millimeterwellenband.
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2. Beschreibung der verwandten
Technik
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Ein
bekanntes Radar, das an einem Fahrzeug, wie z. B. einem Automobil,
befestigt ist, um z. B. die Entfernung zwischen Automobilen zu messen,
ist in der japanischen ungeprüften
Patentanmeldung, Veröffentlichungsnummer
2000-338222, offenbart.
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Das
in der obigen Veröffentlichung
offenbarte Radar kann Strahlen durch eine Strahlabtasteinrichtung in
drei Richtungen richten. Wenn ein Zielobjekt (im Folgenden als das
Ziel bezeichnet) in einer Mehrzahl von Strahlrichtungen erfasst
wird, berechnet das Radar den Winkel des Ziels gemäß den Reflektiert-Signal-Intensitäten, die
der Mehrzahl von Richtungen entsprechen. Wenn das Ziel in nur einer
einzigen Richtung erfasst wird, bestimmt das Radar, dass der Winkel
des Ziels gleich dem vorbestimmten Winkel ist.
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Das
im Vorhergehenden beschriebene Radar ist jedoch nicht in der Lage,
das Ziel mit einer höheren Auflösung zu
verfolgen als bei einem Fall, bei dem das Ziel innerhalb der Breite
eines Erfassungsfunkwellenstrahls erfasst wird. Da der Winkel, der
der höchsten
Reflektiert-Signal-Intensität
entspricht, nicht unbedingt die Mitte des Ziels anzeigt, ist die
Genauigkeit eines Herausfindens der Richtung des Ziels gering.
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Die
EP 0 899 582 A2 offenbart
ein Motorfahrzeugobjekterfassungsverfahren. Ein Erstreckungswinkel eines
identifizierten Ziels wird genau bestimmt durch ein Anwenden einer
Punktquellenstreueridentifikationstechnik bei Daten an der Peripherie
einer zusammengesetzten Rückgabe,
wobei eine sequentielle Leitstrahldrehungswinkelschätzungstechnik
verwendet wird. Die sequentielle Leitstrahldrehung wird bei einem Extrapolieren
von aufeinander folgenden Peripherierückgaben angewendet, um einen
Streuer über
die Peripherierückgaben
hinaus zu lokalisieren, als ein Mittel zum Identifizieren der Kanten
und des Erstreckungswinkels eines großen Objekts, das durch eine
zusammengesetzte Rückgabe
gekennzeichnet ist. Um einen Winkelschwerpunkt für ein gegebenes Profil zu bestimmen,
werden Produkte von Winkel mal Amplitude summiert, und die Summe
wird durch eine Summe der Amplituden in dem Profil geteilt.
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Die
EP 0 773 452 A1 offenbart
eine Radarvorrichtung zum Erfassen einer Richtung einer Mitte eines Ziels.
Eine Mittenrichtungsbestimmeinheit erfasst ein Verteilungsmuster
der empfangenen Reflexionsstrahlen und führt eine Ähnlichkeitsnäherung des
Verteilungsmusters unter Verwendung einer Antennenrichtung oder eines
Verstärkungsmusters
der Radareinheit durch, um ein genähertes Verteilungsmuster zu
erzeugen und eine Richtung einer Mitte des Ziels basierend auf einer
Spitze des genäherten
Verteilungsmusters zu bestimmen.
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Die
EP 0 916 968 A2 offenbart
ein FM-CW-Radarsystem, bei dem ein Schaltsteuersignal von einer Signalverarbeitungseinheit
geliefert wird, um ein Sendeausgangssignal einer Sendeeinheit eine
vorbestimmte Zeit lang aufzuhalten, wodurch eine Kriechrauschkomponente
zwischen Sendung und Empfang verringert wird. Druckschrift D3 offenbart
weder eine Einrichtung zum Erfassen von Reflektiert-Signal- Intensitäten, wobei jede
der Reflektiert-Signal-Intensitäten für einen
vorbestimmten Einheitswinkel erfasst wird durch ein Verändern der
Richtung eines Erfassungsfunkwellenstrahls innerhalb eines Erfassungswinkelbereichs,
noch offenbart dieselbe eine Einrichtung zum Durchführen von
Gleitender-Mittelwert-Prozessen zum Erhalten von Daten einer Reflektiert-Signal-Intensitätsverteilung
durch ein Berechnen von gleitenden Mittelwerten der Reflektiert-Signal-Intensitäten durch
ein Verwenden einer Winkelbreite, die für eine gegebene Entfernung
als eine mittlere Breite vorbestimmt ist.
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Die
US-A-5,625 offenbart eine Radarausrüstung und ein Verfahren für ihren
Betrieb, wobei sich Objektspuren, die aus Objektfrequenzen gebildet
sind, zurück über eine
Mehrzahl von Messzyklen erstrecken und verwendet werden, um geschätzte Werte
für die
gemessenen Werte der Objektfrequenzen zu bilden, die bei den nächsten Messzyklen
zu erwarten sind.
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Demgemäss ist es
eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Erfassen
und ein Radar mit höherer
Positionserfassungsgenauigkeit zu liefern. Das Verfahren und das
Radar sind in der Lage, die Richtung des Ziels mit einer höheren Auflösung zu
erfassen als bei einem Fall, bei dem das Ziel innerhalb der Breite
des Erfassungsfunkwellenstrahls erfasst wird. Ferner sind das Verfahren
und das Radar in der Lage, das Problem zu lösen, das auftritt, wenn die
höchste
Reflektiert-Signal-Intensität
nicht der Mitte des Ziels entspricht.
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Das
Radar weist eine Einrichtung zum Erfassen von Reflektiert-Signal-Intensitäten auf,
wobei jede der Reflektiert-Signal-Intensitäten für einen
vorbestimmten Einheitswinkel erhalten wird durch ein Verändern der Richtung
eines Strahls innerhalb eines Erfassungswinkelbereichs. Das Radar
weist ferner eine Einrichtung zum Erfassen von Daten einer Reflektiert-Signal-Intensitätsverteilung
durch ein Berech nen von gleitenden Mittelwerten der Reflektiert-Signal-Intensitäten durch
ein Verwenden einer Winkelbreite, die für eine gegebene Entfernung
als eine mittlere Breite vorbestimmt ist, auf.
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Wenn
die Breite des Strahls größer ist
als der Einheitswinkel, der für
ein Strahlabtasten vorbestimmt ist (im Folgenden als der Abstand
zwischen den Strahlen bezeichnet), oder wenn das Ziel größer ist
als der Abstand zwischen den Strahlen, werden die Signale, die von
dem Ziel reflektiert werden, im Allgemeinen fortwährend mit
dem Strahlabtasten erfasst. Das heißt, die reflektierten Signale
werden durch eine benachbarte Mehrzahl von Strahlen erfasst.
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Die
Reflektiert-Signal-Intensitäten
variieren jedoch stark abhängig
von der Form oder der Richtung des Ziels. Deshalb ist die Intensität des Signals,
das von der Mitte des Ziels reflektiert wird, d. h. die Reflektiert-Signal-Intensität des mittleren
der im Vorhergehenden beschriebenen Mehrzahl von Strahlen, nicht
unbedingt die höchste.
Die Reflektiert-Signal-Intensitäten, die
sich gemäß der Veränderung
des Winkels der Strahlen verändern,
bilden jedoch eine spitzenähnliche
Form, unabhängig
von der Reflektiert-Signal-Intensität jedes
der Strahlen. Wie es im Vorhergehenden beschrieben ist, werden die
gleitenden Mittelwerte der Reflektiert-Signal-Intensitäten durch
ein Verwenden der vorbestimmten Winkelbreite als der mittleren Breite
für die
gegebene Entfernung berechnet. Dementsprechend sind die erhaltenen
Daten der Reflektiert-Signal-Intensitätsverteilung,
die die Form des Ziels zeigt, das durch die Strahlen projiziert
wird, durch die Richtung des Ziels unbeeinflusst.
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Das
Radar weist ferner eine Einrichtung zum Erfassen einer Richtung
der höchsten
Reflektiert-Signal-Intensität
von den Daten der Reflektiert-Signal-Intensitätsverteilung für die gegebene
Entfernung auf. Dementsprechend wird die Richtung, die der Mitte
des Ziels entspricht, durch einfache Prozesse erfasst.
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Das
Radar weist ferner eine Einrichtung zum Erfassen einer Richtung,
die dem Baryzentrum der Reflektiert-Signal-Intensitäten entspricht, von den Daten
der Reflektiert-Signal-Intensitätsverteilung
für die
gegebene Entfernung auf. Dementsprechend wird die Mittenrichtung
des Ziels genauer erfasst durch ein Erfassen des Ziels innerhalb
eines Bereichs, der kleiner ist als der Abstand zwischen den Strahlen.
Das heißt,
das Ziel kann in einem Bereich erfasst werden, der enger ist als
der Abstand zwischen den Strahlen. Dies bedeutet, dass das Ziel
ohne ein Verwenden des Abstands zwischen den Strahlen als der Einheit
der Erfassung erfasst werden kann.
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Das
Radar weist ferner eine Einrichtung zum Erfassen einer Richtung,
die der Mitte eines Winkelbereichs entspricht, wo die Reflektiert-Signal-Intensitäten einen
vorbestimmten Schwellenwert überschreiten, von
den Daten der Reflektiert-Signal-Intensitätsverteilung
für die
gegebene Entfernung auf. Es sei angenommen, dass Signale von dem
Ziel in einer geringen Entfernung reflektiert werden und innerhalb
eines breiten Winkelbereichs beobachtet werden. In einem derartigen
Fall bilden die gleitenden Mittelwerte, die aus den reflektierten
Signalen berechnet werden, keine steile Spitze. Die im Vorhergehenden
beschriebene Einrichtung erfasst jedoch ohne Weiteres die Mittenrichtung
des Ziels. Die im Vorhergehenden beschriebene Einrichtung entfernt
reflektierte Signale, die geringe Intensitäten aufweisen, oder reflektierte
Signale, die durch etwas anderes als das Ziel erzeugt worden sind,
und reflektierte Signale, die für
das Erfassen der Mittenrichtung des Ziels nicht wichtig sind, wodurch
die Mittenrichtung des Ziels ohne Weiteres erfasst wird.
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Bei
der vorliegenden Erfindung wird die mittlere Breite, die für die Gleitender-Mittelwert-Prozesse
verwendet wird, verringert, zumindest in der Nähe beider Enden des Erfassungswinkelbereichs
mit zunehmender Nähe
zu beiden Enden, wodurch die Gleitender-Mittelwert-Prozesse selbst
in der Nähe
beider Enden des Erfassungswinkelbereichs durchgeführt werden
können.
Dementsprechend kann die Richtung des Ziels innerhalb des gesamten
Erfassungswinkelbereichs erfasst werden.
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Ferner
wird bei dieser Erfindung die mittlere Breite, die für die Gleitender-Mittelwert-Prozesse
verwendet wird, verringert, wenn die Entfernung zwischen dem Radar
und dem zu erfassenden Ziel zunimmt. Dies bedeutet, dass der gleitende
Mittelwert der Anzahl der Strahlen entspricht, die das Ziel anstrahlen.
Die Anzahl der Strahlen wird gemäß der Entfernung
zwischen einer Antenne und dem Ziel bestimmt. Dementsprechend wird
ein Problem der schwankenden Genauigkeit eines Herausfindens der
Richtung des Ziels, das sich aus der sich verändernden Entfernung zwischen
der Antenne und dem Ziel ergibt, gelöst.
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Gemäß einem
Aspekt weist das Radar eine Erfassungsschaltung zum Erfassen von
Reflektiert-Signal-Intensitäten
von reflektierten Signalen von einem Ziel auf, wobei die Erfassungsschaltung
eine Antenne, einen Zirkulator, einen Mischer und einen Zwischenfrequenzverstärker (IF-Verstärker) umfasst,
wobei die Antenne die reflektierten Signale empfängt und dieselben an den Zirkulator
liefert, der Mischer das reflektierte Signal von dem Zirkulator
empfängt
und das reflektierte Signal mit einem Signal mischt, das proportional
zu einem gesendeten Signal ist, um ein IF-Signal zu erzeugen, und
der IF-Verstärker
das IF-Signal verstärkt,
und wobei jede der Reflektiert-Signal-Intensitäten für einen vorbestimmten Einheitswinkel
erfasst wird durch ein Verändern
der Richtung eines Erfassungsfunkwellenstrahls innerhalb eines Erfassungswinkelbereichs;
und eine programmierte CPU zum Durchführen von Gleitender-Mittelwert-Prozessen zum Erhalten
von Daten einer Reflektiert-Signal-Intensitätsverteilung durch ein Berechnen
von gleitenden Mittelwerten der Reflektiert-Signal-Intensitäten durch
ein Verwenden einer Winkelbreite, die für eine gegebene Entfernung
als eine mittlere Breite vorbestimmt ist.
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Das
Verfahren zum Bestimmen der Entfernung zu einem Ziel weist ein Senden
eines Erfassungsfunkwellenstrahls zu dem Ziel; ein Erfassen von
Reflektiert-Signal-Intensitäten
von Signalen, die von dem Ziel reflektiert werden, wobei jede der
Reflektiert-Signal-Intensitäten
für einen
vorbestimmten Einheitswinkel erfasst wird durch ein Verändern der
Richtung des Erfassungsfunkwellenstrahls innerhalb eines Erfassungswinkelbereichs;
und ein Durchführen
von Gleitender-Mittelwert-Prozessen
zum Erhalten von Daten einer Reflektiert-Signal-Intensitätsverteilung
durch ein Berechnen von gleitenden Mittelwerten der Reflektiert-Signal-Intensitäten durch
ein Verwenden einer Winkelbreite, die für eine gegebene Entfernung
als eine mittlere Breite vorbestimmt ist, auf.
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Andere
Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der
folgenden Beschreibung der Erfindung ersichtlich, die auf die beiliegenden
Zeichnungen Bezug nimmt.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnung(en)
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1 ist
ein Blockdiagramm, das die Konfiguration eines Radars gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
zeigt;
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2 zeigt
die Positionsbeziehung zwischen einer Antenne, Strahlen und einem
Ziel;
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3A zeigt
ursprüngliche
Reflektiert-Signal-Intensitäten,
d. h. Reflektiert-Signal-Intensitäten, die noch keinen Gleitender-Mittelwert-Prozessen
unterzogen wurden;
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3B zeigt
Daten einer Reflektiert-Signal-Intensitätsverteilung, die durch ein
Berechnen von gleitenden Mittelwerten der ursprünglichen Reflektiert-Signal-Intensitäten erhalten
werden, um zu veranschaulichen, wie die Richtung des Ziels erfasst
wird;
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3C zeigt
die Daten der Reflektiert-Signal-Intensitätsverteilung,
um zu veranschaulichen, wie die Richtung des Ziels erfasst wird;
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4 zeigt
Prozesse, die durch eine CPU des Radars gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
durchgeführt
werden;
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5A zeigt
ursprüngliche
Reflektiert-Signal-Intensitäten,
d. h. Reflektiert-Signal-Intensitäten, die noch keinen Gleitender-Mittelwert-Prozessen
unterzogen wurden, um zu veranschaulichen, wie die Richtung des
Ziels durch ein Radar gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
erfasst wird;
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5B zeigt
Daten einer Reflektiert-Signal-Intensitätsverteilung, die durch ein
Berechnen von gleitenden Mittelwerten der ursprünglichen Reflektiert-Signal-Intensitäten erhalten
werden, um zu veranschaulichen, wie die Richtung des Ziels durch
das Radar gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel
erfasst wird;
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5C zeigt
die Daten der Reflektiert-Signal-Intensitätsverteilung, um zu veranschaulichen,
wie die Richtung des Ziels durch das Radar gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel
erfasst wird;
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6 zeigt
Prozesse, die durch eine CPU des Radars gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel durchgeführt werden;
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7A zeigt
ursprüngliche
Reflektiert-Signal-Intensitäten,
d. h. Reflektiert-Signal-Intensitäten, die noch keinen Gleitender-Mittelwert-Prozessen
unterzogen wurden, um zu veranschaulichen, wie die Position des
Ziels durch ein Radar gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel
erfasst wird;
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7B zeigt
Daten einer Reflektiert-Signal-Intensitätsverteilung, die durch ein
Berechnen von gleitenden Mittelwerten der ursprünglichen Reflektiert-Signal-Intensitäten erhalten
werden, um zu veranschaulichen, wie die Position des Ziels durch
das Radar gemäß dem dritten
Ausführungsbeispiel
erfasst wird;
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7C zeigt
die Daten der Reflektiert-Signal-Intensitätsverteilung, um zu veranschaulichen,
wie die Position des Ziels durch das Radar gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel
erfasst wird;
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8A zeigt,
wie Gleitender-Mittelwert-Prozesse in der Nähe beider Enden eines Erfassungswinkelbereichs
gemäß einem
vierten Ausführungsbeispiel
durchgeführt
werden;
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8B zeigt
ebenfalls, wie Gleitender-Mittelwert-Prozesse in der Nähe beider Enden des Erfassungswinkelbereichs
gemäß dem vierten
Ausführungsbeispiel
durchgeführt
werden; und
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9 veranschaulicht
eine mittlere Breite, die für
Gleitender-Mittelwert-Prozesse verwendet wird, die für ein Radar
gemäß einem
fünften
Ausführungsbeispiel
durchgeführt
werden.
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Detaillierte
Beschreibung von Ausführungsbeispielen
der Erfindung
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Die
Konfiguration eines Radars gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf 1, 2, 3A, 3B und 3C und 4 beschrieben.
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1 ist
ein Blockdiagramm, das die Konfiguration des Radars zeigt. Das Radar
weist einen spannungsgesteuerten Oszillator 1 (im Folgenden
als der VCO 1 bezeichnet), ein Trennglied 2, ein
Kopplungselement 3, einen Zirkulator 4, eine Antenne 5,
einen Mischer 6, eine IF-Verstärkungsschaltung 7,
einen Analog-Digital-Wandler 8 (im Folgenden als der AD-Wandler 8 bezeichnet),
eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) 9 und einen Digital-Analog-Wandler 10 (im
Folgenden als der DA-Wandler 10 bezeichnet) auf. 1 zeigt
auch ein Objektziel (im Folgenden als das Ziel bezeichnet).
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Der
VCO 1 schwingt und sendet ein Signal an das Trennglied 2.
Der VCO 1 ändert
die Schwingungsfrequenz gemäß einem
Steuerspannungsausgangssignal von dem DA-Wandler 10. Das
Trennglied 2 sendet das Signal an das Kopplungselement 3.
Das Kopplungselement 3 sendet das Signal an den Zirkulator 4.
Das Kopplungselement 3 sendet einen Teil des Signals mit
einem vorbestimmten Verteilungsverhältnis an den Mischer 6.
Dieser Teil des Signals fungiert als ein Lokalsignal Lo. Der Zirkulator 4 sendet
das Signal, das von dem Kopplungselement 3 gesendet wird,
an die Antenne 5. Die Antenne 5 strahlt einen
Millimeterwellenstrahl (im Folgenden als der Strahl bezeichnet)
in eine gegebene Richtung, wobei der Strahl eine Kontinuierliche-Welle-Frequenz
bildet, die durch den VCO 1 moduliert wird. Ferner empfängt die
Antenne 5 ein reflektiertes Signal aus der gleichen Richtung
und sendet das reflektierte Signal an den Zirkulator 4.
Die Antenne 5 verändert
periodisch die Richtung des Strahls innerhalb eines vorbestimmten
Erfassungswinkelbereichs. Auf ein Empfangen des reflektierten Signals
von der Antenne 5 hin sendet der Zirkulator 4 das
reflektierte Signal an den Mischer 6. Übrigens verhindert das Trennglied 2,
wenn das reflektierte Signal durch die Antenne eintritt, dass das
reflektierte Signal in den VCO 1 eintritt.
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Der
Mischer 6 mischt das Lokalsignal Lo, das von dem Kopplungselement 3 gesendet
wird, mit dem reflektierten Signal, das von dem Zirkulator 4 gesendet
wird. Dann gibt der Mischer 6 ein Zwischenfrequenzsignal
(im Folgenden als das IF-Signal bezeichnet) aus und sendet das IF-Signal
an die IF-Verstärkungsschaltung 7.
Die IF-Verstärkungsschaltung 7 verstärkt das
IF-Signal um eine vorbestimmte Verstärkung, die gemäß der Entfernung
zwischen der Antenne 5 und dem Ziel variiert, und sendet
das IF-Signal an den AD-Wandler 8. Der AD-Wandler 8 verwandelt
das verstärkte
Spannungssignal in digitale Daten und sendet die digitalen Daten an
die CPU 9. Die CPU 9 speichert vorübergehend
so viele digitale Daten, wie für
zumindest eine Abtastung benötigt
werden. Und zwar entspricht die Menge digitaler Daten einer Mehrzahl
von Strahlen innerhalb des vorbestimmten Erfassungswinkelbereichs.
Dann berechnet die CPU 9 die Richtung des Ziels, zentriert
an der Antenne 5. Die CPU 9 berechnet ferner die
Entfernung zwischen der Antenne 5 und dem Ziel und die
relative Geschwindigkeit des Ziels zu der Antenne 5. Ferner
gibt die CPU 9 sequentiell die digitalen Daten oder das digital
modulierte Signal an den DA-Wandler 10 aus. Folglich wird
die Schwingungsfrequenz des VCO 1 fortwährend frequenzmoduliert, wodurch
die Schwingungsfrequenz Dreieckwellen bildet.
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2 zeigt
die Positionsbeziehung zwischen einem Fahrzeug als dem Ziel, der
Antenne 5, Strahlen b-n bis b-2, Strahlen b-1, b0, b+1
und Strahlen b+2 bis b+n. Diese Figur ist bereitgestellt, um die
Positionsbeziehungen zwischen dem Fahrzeug, der Antenne 5 und
den Strahlen zu veranschauli chen. Die Strahlen sind Funkwellen,
die durch die Antenne 5 ausgestrahlt werden. Die Antenne 5 wird
innerhalb des Erfassungswinkelbereichs zum Durchführen einer
Strahlabtastung gelenkt.
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Die 3A, 3B und 3C veranschaulichen,
wie sich Reflektiert-Signal-Intensitäten gemäß der Strahlabtastung ändern. 3A zeigt
die ursprünglichen
Reflektiert-Signal-Intensitäten. Im
Folgenden zeigt das Wort „ursprünglich" an, dass die Reflektiert-Signal-Intensitäten noch
keinen Gleitender-Mittelwert-Prozessen unterzogen wurden. Die 3B und 3C zeigen
die Reflektiert-Signal-Intensitäten,
die den Gleitender-Mittelwert-Prozessen unterzogen wurden, wobei
die Breite, die fünf
Strahlen entspricht, als eine mittlere Breite verwendet wird. Zum
Beispiel ist die Reflektiert-Signal-Intensität des Strahls b-4, der in den 3B und 3C gezeigt
ist, der Mittelwert der ursprünglichen
Reflektiert-Signal-Intensitäten
der fünf
Strahlen b-6 bis b-2. Der Strahl b-3 in den 3B und 3C ist
der Mittelwert der ursprünglichen
Reflektiert-Signal-Intensitäten der
fünf Strahlen
b-5 bis b-1. Auf ähnliche
Weise ist die Reflektiert-Signal-Intensität des Strahls b0, der in den 3B und 3C gezeigt
ist, der Mittelwert der ursprünglichen
Reflektiert-Signal-Intensitäten
der fünf Strahlen
b-2 bis b+2.
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Wie
es in 2 gezeigt ist, werden die Strahlen in einer Richtung
abgestrahlt, die sich zu dem Fahrzeug hin neigt. Das heißt, die
Seiten, die Vorderseite und die Rückseite des Fahrzeugs sind
zu den Achsen der Strahlen hin geneigt. In einem derartigen Fall
sind die Reflektiert-Signal-Intensitäten der
Strahlen niedrig. Wenn die Strahlen jedoch senkrecht zu einem bestimmten
Teil des Fahrzeugs, z. B. einem Eckteil des Fahrzeugs, strahlen,
sind die erhaltenen Reflektiert-Signal-Intensitäten, die dem Eckteil entsprechen,
hoch. Nachfolgend, wie es in 3A gezeigt
ist, entspricht die Richtung des Strahls, wo die Reflektiert- Signal-Intensität am höchsten ist,
nicht der Mitte des Fahrzeugs, das durch die Strahlen projiziert
wird.
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Die
Veränderung
der Reflektiert-Signal-Intensität
wird jedoch für
jeden Strahl durch ein Durchführen der
Gleitender-Mittelwert-Prozesse geglättet, wobei eine vorbestimmte
Winkelbreite als die mittlere Breite zum Berechnen des gleitenden
Mittelwerts der Reflektiert-Signal-Intensitäten verwendet wird. Nachfolgend,
wie es in den 3B und 3C gezeigt
ist, werden Daten einer Reflektiert-Signal-Intensitätsverteilung (im Folgenden
als die Intensitätsverteilungsdaten
bezeichnet) erhalten. Die Intensitätsverteilungsdaten bilden eine
spitzenähnliche
Form.
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In 3B wird
die Reflektiert-Signal-Intensität
des Strahls b+2, die durch ein Durchführen der Gleitender-Mittelwert-Prozesse
erhalten wird, am höchsten
und ist mit einem Kreis markiert. Das heißt, die Richtung des Strahls
b+2 wird als die Richtung des Ziels erfasst.
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Bei
dem Beispiel, das in 3C gezeigt ist, wird das Baryzentrum
der Reflektiert-Signal-Intensitäten, die
den Richtungen der Strahlen entsprechen, zum Erfassen der Richtung
des Ziels aus den Intensitätsverteilungsdaten
erhalten. Das Bezugszeichen P, das in dieser Figur gezeigt ist,
stellt die Position des Baryzentrums dar. Gemäß diesem Verfahren zum Erhalten
des Baryzentrums kann die Richtung des Ziels, selbst wenn die Anzahl
der Strahlen, die auf das Ziel gestrahlt werden, klein ist, genauer
erfasst werden als bei dem Fall, bei dem die Richtung des Ziels
nur durch ein Erfassen des Teils des Ziels, der durch die Strahlen
angestrahlt wird, erfasst wird. Das heißt, bei diesem Verfahren kann
sogar die Richtung des Ziels zwischen benachbarten Strahlen erfasst
werden.
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Wenn
die Entfernung zwischen der Antenne 5 und dem Ziel 50 bis
100 Meter beträgt,
eine geeignete Entfernung zum Verfolgen des Fahrzeugs, kann die
mittlere Breite bevorzugt eingestellt werden, um dem Winkelbereich
von 1° bis
4° zu entsprechen.
Ein Winkel von 1° entspricht
der Breite eines normalen Personenkraftwagens (1,7 Meter), und ein
Winkel von 4° entspricht
der Breite einer Fahrspur (3,5 Meter). Wenn der Winkel zwischen
den Strahlen 0,3° beträgt, ist
die Breite von 3 bis 13 Strahlen als die mittlere Breite geeignet,
die zum Durchführen
der Gleitender-Mittelwert-Prozesse verwendet wird.
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4 ist
ein Flussdiagramm, das die Prozesse zeigt, die durch die CPU 9 durchgeführt werden.
Schritte s2 und s3 sind zwischen Schritt s1 und Schritt s4 gezeigt.
Die Schritte s1 bis s4 bilden nämlich
eine Verarbeitungsschleife, die wiederholt bei vorbestimmten Entfernungen
zwischen der Antenne 5 und dem Ziel durchgeführt wird.
Zum Beispiel wird die Verarbeitungsschleife zum Erhalten der Intensitätsverteilungsdaten
jeden Meter, wenn die Entfernung zwischen der Antenne 5 und
dem Ziel 10 bis 180 Meter beträgt,
170 mal wiederholt. Bei Schritt s2 wird der gleitende Mittelwert
der Reflektiert-Signal-Intensitäten
der Strahlen für
jede vorbestimmte Entfernung entlang der Richtungen der Strahlen
zu dem Ziel hin berechnet unter Verwendung einer vorbestimmten mittleren
Breite. Dementsprechend werden die Intensitätsverteilungsdaten erhalten.
Bei Schritt s3 wird aus den Intensitätsverteilungsdaten die Richtung
des Strahls oder das Baryzentrum der Strahlen, wo die Reflektiert-Signal-Intensität am höchsten ist,
als die Richtung des Ziels erfasst.
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Die
Konfiguration eines Radars gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
wird nun mit Bezugnahme auf die 5A, 5B und 5C und 6 beschrieben.
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Die 5A bis 5C zeigen,
wie die Reflektiert-Signal-Intensitäten sich
gemäß der im
Vorhergehenden beschriebenen Strahlabtastung verändern. 5A zeigt
die ursprünglichen
Reflektiert-Signal-Intensitäten. 5B zeigt
die Reflektiert-Signal-Intensitäten,
die durch ein Durchführen
der Gleitender-Mittelwert-Prozesse erhalten werden, bei denen die
Breite von fünf
Strahlen als die mittlere Breite verwendet wird. 5C zeigt
ein Beispiel, bei dem die Richtung des Ziels durch ein Extrahieren
der Strahlen, deren Reflektiert-Signal-Intensitäten einen vorbestimmten Schwellenwert überschreiten,
und durch ein Herausfinden der Richtung, die der Mitte des Winkelbereichs
entspricht, erfasst wird.
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6 ist
ein Flussdiagramm, das die im Vorhergehenden beschriebenen Prozesse
zeigt, die durch die CPU 9 durchgeführt werden. Wie bei dem Fall,
der in 4 gezeigt ist, bilden Schritt s2, Schritt s3 und
Schritt s4, die zwischen Schritt s1 und Schritt s5 gezeigt sind,
eine Verarbeitungsschleife, die wiederholt bei vorbestimmten Entfernungen
zwischen der Antenne 5 und dem Ziel durchgeführt wird.
Bei Schritt s3 werden die Reflektiert-Signal-Intensitäten, die
einen vorbestimmten Schwellenwert überschreiten, aus den Intensitätsverteilungsdaten
extrahiert, die durch die Gleitender-Mittelwert-Prozesse erhalten
werden. Bei Schritt s4 wird die Richtung, die der Mitte des Winkelbereichs
entspricht, erfasst. Die Richtung stimmt nicht unbedingt mit den Richtungen
der Strahlen überein.
Bei dem Beispiel, das in 5C gezeigt
ist, wird die Richtung P als die Richtung des Ziels erfasst. Somit
wird die Richtung des Ziels gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
durch ein Erfassen der Richtungen zwischen den Strahlen genauer
erfasst als bei dem Fall, bei dem nur die Richtungen der Strahlen
erfasst werden.
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Ein
Radar gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel
wird nun mit Bezugnahme auf die 7A, 7B und 7C beschrieben.
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Bei
dem zweiten Ausführungsbeispiel
wird der vorbestimmte Schwellenwert zum Auswählen der hohen Reflektiert-Signal-Intensitäten aus
den Intensitätsverteilungsdaten
verwendet, die durch die Gleitender-Mittelwert-Prozesse erhalten
werden.
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Bei
diesem Ausführungsbeispiel
ist der Schwellenwert jedoch als der Wert eingestellt, der durch
ein Subtrahieren eines vorbestimmten Betrags von dB von dem Spitzenwert
oder der höchsten
Reflektiert-Signal-Intensität
erhalten wird. Der Schwellenwert, der zum Extrahieren eines Winkelbereichs
bestimmt ist, bei dem die Reflektiert-Signal-Intensitäten hoch
sind, ist nämlich
als ein relativer Betrag bezüglich
des Spitzenwerts oder der höchsten
Reflexionssignalintensität
festgelegt. Dementsprechend wird ein Bereich, bei dem die Reflektiert-Signal-Intensitäten hoch
sind, stabil aus den Intensitätsverteilungsdaten
extrahiert, ohne durch die Größe (Streuquerschnitt)
und das Elektromagnetische-Wellen-Reflexionsvermögen des Ziels und die Entfernung
zwischen dem Ziel und der Antenne 5 beeinflusst zu werden.
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Anschließend wird
nun ein Radar gemäß einem
vierten Ausführungsbeispiel
mit Bezugnahme auf die 8A und 8B beschrieben.
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Wenn
die sieben Strahlen als die mittlere Breite zum Durchführen der
Gleitender-Mittelwert-Prozesse verwendet werden, um die Intensitätsverteilungsdaten
zu erhalten, bedeutet dies, dass der Mittelwert von sieben benachbarten
Reflektiert-Signal-Intensitäten
berechnet wird. An beiden Enden des Erfassungswinkelbereichs beträgt die Anzahl
von Reflektiert-Signal-Intensitäten,
für die
der Mittelwert berechnet wird, jedoch weniger als sieben. Wie es
in 8A gezeigt ist, wird die Reflektiert-Signal-Intensität des Strahls
b-(n-3) durch ein
Berechnen des gleitenden Mittelwerts der ursprünglichen Reflektiert-Signal-Intensitäten der
sieben Strahlen b-(n) bis b-(n-6) erhalten. Auf ähnliche Weise wird die Reflektiert-Signal-Intensität des Strahls
b+(n-3) durch ein Berechnen des gleitenden Mittelwerts der ursprünglichen
Reflektiert-Signal-Intensitäten
der sieben Strahlen b+(n) bis b+(n-6) erhalten.
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Wie
es in 8B gezeigt ist, ist die mittlere
Breite der Strahlen, die näher
an dem Ende des Erfassungswinkelbereichs sind als der Strahl b-(n-3),
kleiner als diejenige des Strahls b-(n-3), und die mittlere Breite der
anderen Strahlen, die näher
an dem anderen Ende des Erfassungswinkelbereichs sind als der Strahl b+(n-3),
ist kleiner als diejenige des Strahls b+(n-3). Zum Beispiel wird
die Reflektiert-Signal-Intensität
des Strahls b-(n-2) durch ein Berechnen des gleitenden Mittelwerts
der ursprünglichen
Reflektiert-Signal-Intensitäten
der fünf
Strahlen b-(n) bis b-(n-4) erhalten. Die Reflektiert-Signal-Intensität des Strahls
b+(n-2) wird durch ein Berechnen des gleitenden Mittelwerts der
ursprünglichen
Reflektiert-Signal-Intensitäten der
fünf Strahlen b+(n)
bis b+(n-4) erhalten. Ferner wird die Reflektiert-Signal-Intensität des Strahls
b-(n-1) durch ein Berechnen des gleitenden Mittelwerts der ursprünglichen
Reflektiert-Signal-Intensitäten
der drei Strahlen b-(n) bis b-(n-2) erhalten, während die Reflektiert-Signal-Intensität des Strahls
b+(n-1) durch ein Berechnen des gleitenden Mittelwerts der ursprünglichen
Reflektiert-Signal-Intensitäten
der drei Strahlen b+(n) bis b+(n-2) erhalten wird. Hinsichtlich
der äußersten
Strahlen, d. h. des Strahls b-(n) und des Strahls b+(n), werden
die ursprünglichen Reflektiert-Signal-Intensitäten derselben
als die Reflektiert-Signal-Intensitäten verwendet. Somit werden
die Gleitender-Mittelwert-Prozesse in dem gesamten Erfassungswinkelbereich
durchgeführt.
Deshalb wird eine Verschmälerung
des Erfassungswinkelbereichs verhindert.
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Ein
Radar gemäß einem
fünften
Ausführungsbeispiel
wird nun mit Bezugnahme auf 9 veranschaulicht.
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Die
Länge der
Strahlen, d. h. die Richtung, die senkrecht zu der Breite des Erfassungswinkelbereichs ist,
verändert
sich gemäß der Entfernung
zwischen der Antenne 5 und dem Ziel. Deshalb ändert sich
die Anzahl von Strahlen, die das Fahrzeug anstrahlen, die der Breite
des Fahrzeugs entspricht, gemäß der Entfernung
zwischen der Antenne 5 und dem Fahrzeug. Es sei angenommen,
dass die mittlere Breite, die für
einen Fall geeignet ist, bei dem die Entfernung zwischen der Antenne 5 und
dem Ziel kurz ist, bei einem Fall verwendet wird, bei dem die Entfernung
lang ist, um die Intensitätsverteilungsdaten
durch die im Vorhergehenden beschriebenen Gleitender-Mittelwert-Prozesse
zu erhalten. In einem derartigen Fall verschlechtert sich die Genauigkeit
einer Messung, die innerhalb des Erfassungswinkels durchgeführt wird,
da eine Mehrzahl von Fahrzeugen und Objekten auf den Gehwegen innerhalb
des Winkelbereichs erfasst wird. Dementsprechend wird die mittlere
Breite, die für
die Gleitender-Mittelwert-Prozesse verwendet wird, bei diesem Ausführungsbeispiel gemäß der Entfernung
zwischen der Antenne 5 und dem Fahrzeug verändert, wobei
der Winkelbereich, der der Breite des Fahrzeugs oder des Ziels entspricht,
als ein Index verwendet wird.
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Es
sei z. B. angenommen, dass die Breite des Fahrzeugs 1,7 Meter beträgt und der
Winkel zwischen den ausstrahlenden Strahlen 0,5° beträgt. Wenn die Entfernung zwischen
der Antenne 5 und dem Fahrzeug 10 Meter beträgt, ist
die Anzahl von Strahlen, die der mittleren Breite entspricht, 19,
gemäß der Gleichung: tan–1(1,7/10)/0,5 = 19,3
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Außerdem ist,
wenn die Entfernung zwischen der Antenne 5 und dem Fahrzeug
30 Meter beträgt,
die Anzahl von Strahlen, die der mittleren Breite entspricht, sechs,
gemäß der Gleichung: tan–1(1,7/30)/0,5 = 6,49
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Die
Gleichungen zeigen die Anzahl von Strahlen, die der mittleren Breite
entspricht, die für
mehrere Entfernungen geeignet ist.
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Somit
kann, wenn die Gleitender-Mittelwert-Prozesse für jede der vorbestimmten Entfernungen
durchgeführt
werden, die mittlere Breite auch für jede der vorbestimmten Entfernungen
eingestellt werden. Nachfolgend wird die Richtung des Ziels, das
im Wesentlichen so groß wie
angenommen ist, mit hoher Genauigkeit erfasst, ohne dass dies durch
die Entfernung zwischen der Antenne 5 und dem Ziel beeinflusst
würde.
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Außerdem ist
es besser, eine ungerade Anzahl von Datenwerten zur Durchführung der
Gleitender-Mittelwert-Prozesse zu verwenden, da der Mittelwert der
Daten auf beiden Seiten der Mittendaten ohne Weiteres berechnet
werden kann. Falls die Anzahl von Datenwerten gerade ist, kann die
Anzahl von Strahlen verwendet werden, die in Klammern gezeigt ist.
Wenn die Entfernung zwischen der Antenne 5 und dem Fahrzeug
150 Meter überschreitet,
ist die Anzahl von Strahlen, die für die mittlere Breite geeignet
ist, eins. In einem derartigen Fall entspricht der einzige Strahl
der mittleren Breite. Deshalb wird die ursprüngliche Reflektiert-Signal-Intensität des einzigen
Strahls verwendet, wie sie ist, ohne die Gleitender-Mittelwert-Prozesse
durchzuführen.
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Der
gleitende Mittelwert kann durch einfache Arithmetischer-Mittelwert-Prozesse
berechnet werden. Es ist jedoch auch möglich, den Mittelwert durch
Gewichteter-Mittelwert-Prozesse
zu berechnen durch ein Erhöhen
der Gewichtung der Reflektiert-Signal-Intensität, die in der Mitte positioniert
ist, und durch ein Reduzieren der Gewichtung der anderen Reflektiert-Signal-Intensität mit abnehmender
Nähe zu
der Mitte. Somit wird der Glättungseffekt,
der erzeugt wird, wenn die mittlere Breite groß ist, verringert. Dementsprechend
wird der Spitzenwert der Intensitätsverteilungsdaten ohne Weiteres
erfasst.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung in Bezug auf bestimmte Ausführungsbeispiele
derselben beschrieben wurde, werden viele andere Variationen und
Modifizierungen und andere Verwendungen für Fachleute ersichtlich werden.
Deshalb wird es bevorzugt, dass die vorliegende Erfindung nicht
durch die hier enthaltene spezifische Offenbarung, sondern nur durch
die angehängten
Ansprüche
beschränkt
wird.