專(zhuān)利名稱(chēng)：雷達(dá)設(shè)備、校準(zhǔn)系統(tǒng)和校準(zhǔn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及雷達(dá)設(shè)備，該雷達(dá)設(shè)備用于傳送雷達(dá)波和接收由物體所反射的到達(dá)雷達(dá)波(或反射雷達(dá)波)，并基于到達(dá)雷達(dá)波來(lái)檢測(cè)物體。本發(fā)明還涉及用于校準(zhǔn)在其中安裝雷達(dá)設(shè)備的當(dāng)前環(huán)境是否適用于雷達(dá)設(shè)備的校準(zhǔn)的校準(zhǔn)系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
已知雷達(dá)設(shè)備具有發(fā)射天線(xiàn)和接收天線(xiàn)。發(fā)射天線(xiàn)向著駕駛者的配備有雷達(dá)設(shè)備的車(chē)輛(或自己車(chē)輛)前方的前面區(qū)域傳送雷達(dá)波。接收天線(xiàn)是由以陣列形式布置的多個(gè)天線(xiàn)元件構(gòu)成的陣列天線(xiàn)。接收天線(xiàn)接收由物體反射的到達(dá)雷達(dá)波(或反射雷達(dá)波)。安裝在自己車(chē)輛上的雷達(dá)設(shè)備檢測(cè)該雷達(dá)設(shè)備與反射雷達(dá)波的物體之間的距離。雷達(dá)設(shè)備基于所傳送的雷達(dá)波和接收到的到達(dá)雷達(dá)波生成物體的方位角(或到達(dá)方位角)。雷達(dá)設(shè)備基于檢測(cè)到的距離和到達(dá)雷達(dá)波的到達(dá)方位角生成包含距離和由物體所反射的到達(dá)雷達(dá)波的到 達(dá)方位角的物體信息。例如，日本特許專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)為No. JP2008-145178的專(zhuān)利文獻(xiàn)I公開(kāi)了這樣的傳統(tǒng)雷達(dá)設(shè)備。該雷達(dá)設(shè)備使用常規(guī)方法來(lái)估計(jì)由物體反射的到達(dá)雷達(dá)波的到達(dá)方位角。該常規(guī)方法生成用于指示由接收天線(xiàn)的天線(xiàn)元件接收到的到達(dá)雷達(dá)波的信號(hào)之間的相互關(guān)系的相關(guān)矩陣。該方法執(zhí)行所生成的相關(guān)矩陣的特征值分解，以便估計(jì)到達(dá)雷達(dá)波的數(shù)量。該方法基于角譜來(lái)檢測(cè)所估計(jì)的到達(dá)雷達(dá)波的到達(dá)方位角。已經(jīng)存在著諸如MUSIC (多信號(hào)分類(lèi))和ESPRIT (經(jīng)由旋轉(zhuǎn)不變技術(shù)的信號(hào)參數(shù)估計(jì))之類(lèi)的公知方法來(lái)檢測(cè)所估計(jì)的到達(dá)雷達(dá)波的到達(dá)方位角。順便說(shuō)一下，當(dāng)雷達(dá)設(shè)備被安裝在自己車(chē)輛上時(shí)，有必要將雷達(dá)設(shè)備的接收天線(xiàn)的布置參考軸與自己車(chē)輛的預(yù)定安裝參考軸相協(xié)調(diào)。這是因?yàn)槔走_(dá)設(shè)備中雷達(dá)波的所估計(jì)到達(dá)方位角通過(guò)使用基于接收天線(xiàn)的方向的坐標(biāo)系統(tǒng)來(lái)表示。如果接收天線(xiàn)的坐標(biāo)系統(tǒng)與自己車(chē)輛的坐標(biāo)系統(tǒng)之間的關(guān)系是未知的，則很難高精度地估計(jì)到達(dá)雷達(dá)波的正確到達(dá)方位角。為了解決上述的問(wèn)題，用于校準(zhǔn)安裝在機(jī)動(dòng)車(chē)輛上的雷達(dá)設(shè)備的公知方法執(zhí)行檢測(cè)接收天線(xiàn)的坐標(biāo)系統(tǒng)與機(jī)動(dòng)車(chē)輛的坐標(biāo)系統(tǒng)之間的對(duì)應(yīng)性的步驟。在能夠校準(zhǔn)諸如雷達(dá)設(shè)備的安裝參考軸和接收天線(xiàn)的布置參考軸之類(lèi)的軸的正則校準(zhǔn)步驟中，校準(zhǔn)反射器(其能夠反射雷達(dá)波)被安裝在觀察環(huán)境中的預(yù)定位置處，而且之后校準(zhǔn)系統(tǒng)向該反射器傳送雷達(dá)波。雷達(dá)設(shè)備估計(jì)由該反射器所反射的雷達(dá)波的到達(dá)方位角。最后，校準(zhǔn)系統(tǒng)基于所估計(jì)的到達(dá)方位角來(lái)檢測(cè)雷達(dá)設(shè)備的接收天線(xiàn)的布置參考軸是否與機(jī)動(dòng)車(chē)輛的安裝參考軸正確對(duì)準(zhǔn)。然而，該常規(guī)校準(zhǔn)系統(tǒng)通常在機(jī)動(dòng)車(chē)輛的制造廠(chǎng)或車(chē)輛修理維護(hù)廠(chǎng)中執(zhí)行所述校準(zhǔn)。通常，在那些觀察環(huán)境中，除了反射器之外還存在著許多的物體(或各種校準(zhǔn)障礙)，它們反射位于雷達(dá)設(shè)備的輻射范圍內(nèi)的雷達(dá)波。當(dāng)使用所述校準(zhǔn)系統(tǒng)時(shí)，這些物體會(huì)導(dǎo)致不正確的檢測(cè)。
這些各種校準(zhǔn)障礙的存在防止雷達(dá)設(shè)備檢測(cè)反射器的正確位置。另外，這些校準(zhǔn)障礙的存在使得校準(zhǔn)系統(tǒng)很難檢測(cè)到接收天線(xiàn)的布置參考軸是否與配備有雷達(dá)設(shè)備的機(jī)動(dòng)車(chē)輛的安裝參考軸正確對(duì)準(zhǔn)。也就是說(shuō)，在校準(zhǔn)系統(tǒng)檢測(cè)安裝在機(jī)動(dòng)車(chē)輛上的雷達(dá)設(shè)備的接收天線(xiàn)的布置參考軸是否與機(jī)動(dòng)車(chē)輛的安裝參考軸正確對(duì)準(zhǔn)之前，該校準(zhǔn)系統(tǒng)有必要檢測(cè)在其中安裝該雷達(dá)設(shè)備的當(dāng)前環(huán)境是否適用于該正確校準(zhǔn)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，希望提供一種用于校準(zhǔn)在其中安裝雷達(dá)設(shè)備的當(dāng)前環(huán)境是否適用于該雷達(dá)設(shè)備的校準(zhǔn)的雷達(dá)設(shè)備、校準(zhǔn)系統(tǒng)和校準(zhǔn)方法。示例性的實(shí)施例提供一種雷達(dá)設(shè)備。該雷達(dá)設(shè)備具有發(fā)射天線(xiàn)、接收天線(xiàn)和信號(hào)處理單元。發(fā)射天線(xiàn)向著雷達(dá)設(shè)備前方的一個(gè)或多個(gè)物體(或障礙物)傳送雷達(dá)波。該雷達(dá)設(shè)備中的接收天線(xiàn)具有多個(gè)天線(xiàn)元件。每個(gè)天線(xiàn)元件將由物體反射的所傳送雷達(dá)波接收為 到達(dá)雷達(dá)波(或反射雷達(dá)波)。信號(hào)處理單元基于通過(guò)接收天線(xiàn)中的天線(xiàn)元件接收到的到達(dá)雷達(dá)波的信息來(lái)估計(jì)至少到達(dá)雷達(dá)波的到達(dá)方位角和物體的物體距離。信號(hào)處理單元生成物體信息。例如，物體信息包含到達(dá)雷達(dá)波的到達(dá)方位角和反射雷達(dá)波的每個(gè)物體的物體距離。到達(dá)方位角指示由天線(xiàn)元件接收到的到達(dá)雷達(dá)波的方位角。物體距離指示雷達(dá)設(shè)備與該物體之間的距離。信號(hào)處理單元具有特征值計(jì)算模塊、比率計(jì)算模塊和環(huán)境判斷模塊。特征值計(jì)算模塊計(jì)算相關(guān)矩陣。相關(guān)矩陣指示由接收天線(xiàn)中的每對(duì)天線(xiàn)元件接收到的接收信號(hào)之間的相互關(guān)系。特征值計(jì)算模塊計(jì)算相關(guān)矩陣的特征值。比率計(jì)算模塊計(jì)算特征值比率。特征值比率表示由特征值計(jì)算模塊所計(jì)算的特征值中的最大特征值與最大特征值之外的比較特征值之間的比率。環(huán)境判斷模塊基于由特征值計(jì)算模塊所計(jì)算的特征值比率來(lái)判斷在其中安裝雷達(dá)設(shè)備的當(dāng)前環(huán)境是否適用于雷達(dá)設(shè)備的校準(zhǔn)。也就是說(shuō)，因?yàn)橛衫走_(dá)設(shè)備所計(jì)算的每個(gè)特征值對(duì)應(yīng)于由接收天線(xiàn)接收到的到達(dá)雷達(dá)波的電功率的幅度，所以對(duì)應(yīng)于到達(dá)雷達(dá)波的特征值具有大的值。另一方面，對(duì)應(yīng)于熱噪聲的特征值具有小的值。也就是說(shuō)，在存在著對(duì)應(yīng)于到達(dá)雷達(dá)波的僅一個(gè)特征值時(shí)所獲得的特征值比率明顯不同于在存在著對(duì)應(yīng)于到達(dá)雷達(dá)波的多個(gè)特征值時(shí)所獲得的特征值比率。因此，根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的雷達(dá)設(shè)備能夠通過(guò)監(jiān)控和檢查所計(jì)算的特征值比率來(lái)判斷在其中安裝雷達(dá)設(shè)備的當(dāng)前環(huán)境是否適用于雷達(dá)設(shè)備的校準(zhǔn)。結(jié)果，當(dāng)判斷結(jié)果表明當(dāng)前環(huán)境適用于雷達(dá)設(shè)備的校準(zhǔn)時(shí)，能夠高精度地檢測(cè)雷達(dá)設(shè)備的布置參考軸是否與機(jī)動(dòng)車(chē)輛的安裝參考軸正確對(duì)準(zhǔn)。根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的另一方面，提供一種校準(zhǔn)系統(tǒng)。該校準(zhǔn)系統(tǒng)觀察雷達(dá)設(shè)備所處的當(dāng)前環(huán)境。該校準(zhǔn)系統(tǒng)包括具有之前所描述的結(jié)構(gòu)的雷達(dá)設(shè)備、切換模塊和通知模塊。切換模塊是用于在通過(guò)操作單元接收到預(yù)定指令時(shí)命令雷達(dá)設(shè)備中的比率計(jì)算模塊計(jì)算特征值比率并判斷當(dāng)前環(huán)境是否適用于該雷達(dá)設(shè)備的校準(zhǔn)的校準(zhǔn)工具。雷達(dá)設(shè)備位于該當(dāng)前環(huán)境中。通知模塊接收由雷達(dá)設(shè)備中的環(huán)境判斷模塊生成并從該雷達(dá)設(shè)備傳送的判斷結(jié)果。當(dāng)接收到傳送自雷達(dá)設(shè)備的判斷結(jié)果時(shí)，通知模塊將該判斷結(jié)果提供給外部，例如觀察者。觀察者通過(guò)諸如校準(zhǔn)工具之類(lèi)的切換模塊來(lái)命令安裝在機(jī)動(dòng)車(chē)輛上的雷達(dá)設(shè)備，以便該雷達(dá)設(shè)備執(zhí)行校準(zhǔn)過(guò)程。觀察者接收傳送自雷達(dá)設(shè)備的校準(zhǔn)結(jié)果并識(shí)別在其中安裝該雷達(dá)設(shè)備或雷達(dá)設(shè)備位于其中的當(dāng)前環(huán)境的狀態(tài)是否適用于該校準(zhǔn)過(guò)程。根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的另一方面，提供一種校準(zhǔn)方法。該校準(zhǔn)方法觀察在其中安裝雷達(dá)設(shè)備的當(dāng)前環(huán)境是否適用于該雷達(dá)設(shè)備的校準(zhǔn)。該方法使用如之前描述的具有發(fā)射天線(xiàn)、接收天線(xiàn)和信號(hào)處理單元的雷達(dá)設(shè)備。發(fā)射天線(xiàn)向著一個(gè)或多個(gè)物體(或校準(zhǔn)障礙物)傳送雷達(dá)波。接收天線(xiàn)具有多個(gè)天線(xiàn)元件。每個(gè)天線(xiàn)元件接收作為由校準(zhǔn)物體所反射的所傳送雷達(dá)波的到達(dá)雷達(dá)波。信號(hào)處理單元基于關(guān)于由天線(xiàn)元件接收到的到達(dá)雷達(dá)波的信息來(lái)估計(jì)至少到達(dá)方位角和物體距離。信號(hào)處理單元生成物體信息。該物體信息包含到達(dá)雷達(dá)波的到達(dá)方位角和反射雷達(dá)波的每個(gè)物體的物體距離。到達(dá)方位角指示由天線(xiàn)元件接收到的到達(dá)雷達(dá)波的方位角。物體距離指示雷達(dá)設(shè)備與該物體之間的距離。該方法計(jì)算用于指示接收到的到達(dá)雷達(dá)波的信號(hào)之間的相互關(guān)系的相關(guān)矩陣并 計(jì)算該相關(guān)矩陣的特征值。該方法計(jì)算表示特征值中的最大特征值與比較特征值之間的比率的特征值比率。比較特征值是最大特征值之外的特征值。該方法基于所計(jì)算的特征值比率來(lái)判斷在其中安裝雷達(dá)設(shè)備的當(dāng)前環(huán)境是否適用于該雷達(dá)設(shè)備的校準(zhǔn)。該方法能夠正確地檢測(cè)在其中安裝雷達(dá)設(shè)備的當(dāng)前環(huán)境是否適用于該雷達(dá)設(shè)備的校準(zhǔn)。特別地，在基于所計(jì)算的特征值比率來(lái)判斷當(dāng)前環(huán)境是否適用于雷達(dá)設(shè)備的校準(zhǔn)的步驟中，對(duì)滿(mǎn)足預(yù)定條件的特征值比率的數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù)。選擇下面的過(guò)程(a)和(b)中的其中一個(gè)過(guò)程(a)當(dāng)關(guān)于特征值比率的數(shù)量的所計(jì)數(shù)值等于預(yù)定值或小于與所述預(yù)定值不同的一不同預(yù)定值時(shí)，輸出當(dāng)前環(huán)境適用于雷達(dá)設(shè)備的校準(zhǔn)；以及(b)當(dāng)所計(jì)數(shù)值不小于所述預(yù)定值時(shí)，輸出當(dāng)前環(huán)境不適用于雷達(dá)設(shè)備的校準(zhǔn)。之前描述的示例性實(shí)施例的校準(zhǔn)方法能夠向觀察者提供關(guān)于雷達(dá)設(shè)備的觀察環(huán)境的正確信息。


現(xiàn)在將通過(guò)示例的方式并結(jié)合附圖來(lái)描述本發(fā)明的優(yōu)選但非局限性實(shí)施例，其中圖I是示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的具有巡航輔助控制系統(tǒng)5和校準(zhǔn)工具60的校準(zhǔn)系統(tǒng)I的示意性結(jié)構(gòu)的圖示；圖2是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的由巡航輔助控制系統(tǒng)5的雷達(dá)設(shè)備30中的信號(hào)處理單元46執(zhí)行的信號(hào)分析過(guò)程的流程圖；圖3是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的由巡航輔助控制系統(tǒng)5中的巡航輔助電子控制設(shè)備10中的控制單元11執(zhí)行的模式切換過(guò)程的流程圖；圖4是由校準(zhǔn)系統(tǒng)I中的校準(zhǔn)工具60的控制單元61執(zhí)行的校準(zhǔn)過(guò)程的流程圖；以及
圖5是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的由巡航輔助控制系統(tǒng)5的雷達(dá)設(shè)備30中的信號(hào)處理單元46執(zhí)行的信號(hào)分析過(guò)程的修正的流程圖。
具體實(shí)施例下文中，將參照附圖來(lái)描述本發(fā)明的各種實(shí)施例。在對(duì)各種實(shí)施例的下述描述中，在整個(gè)附圖中，類(lèi)似的參考符號(hào)或標(biāo)號(hào)指代類(lèi)似或等同的部件。示例性實(shí)施例參照?qǐng)DI至圖5，將根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例來(lái)描述用于觀察在其中安裝雷達(dá)設(shè)備30的當(dāng)前環(huán)境是否適用于安裝在機(jī)動(dòng)車(chē)輛上的雷達(dá)設(shè)備30的校準(zhǔn)的校準(zhǔn)系統(tǒng)I和方法。圖I是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的校準(zhǔn)系統(tǒng)I的示意性結(jié)構(gòu)的圖示。校準(zhǔn)系 統(tǒng)I包括巡航輔助控制系統(tǒng)5和校準(zhǔn)工具60。如圖I所示，校準(zhǔn)系統(tǒng)I包括巡航輔助控制系統(tǒng)5和校準(zhǔn)工具60。機(jī)動(dòng)車(chē)輛配備有巡航輔助控制系統(tǒng)5。該巡航輔助控制系統(tǒng)5包括雷達(dá)設(shè)備30、巡航輔助電子控制單元(作為巡航輔助E⑶)10、引擎電子控制單元20 (作為引擎E⑶20)、制動(dòng)電子控制單元22(作為制動(dòng)控制E⑶22)和安全帶電子控制單元24 (作為安全帶E⑶24)。校準(zhǔn)系統(tǒng)I執(zhí)行雷達(dá)設(shè)備30的校準(zhǔn)。配備有巡航輔助控制系統(tǒng)5的機(jī)動(dòng)車(chē)輛將被稱(chēng)為“自己車(chē)輛”。(校準(zhǔn)工具60)現(xiàn)在將描述校準(zhǔn)系統(tǒng)I中的校準(zhǔn)工具60。校準(zhǔn)工具60包括微計(jì)算機(jī)、控制單元61、通信接口(通信I/F) 63、操作單元65和顯示單元67。控制單元61控制校準(zhǔn)工具60的整個(gè)操作。通信I/F 63允許校準(zhǔn)工具60和巡航輔助控制系統(tǒng)5與圖I所示的巡航輔助控制系統(tǒng)5和其他設(shè)備(未示出)進(jìn)行通信。操作單元65具有各種操作鍵(未示出)，自己車(chē)輛的觀察者或駕駛者通過(guò)這些操作鍵向巡航輔助控制系統(tǒng)5和校準(zhǔn)工具60自身提供各種指令。顯示單元67是在其上顯示各種信息的液晶顯不器。(巡航輔助控制系統(tǒng)5)接下來(lái)，將描述巡航輔助控制系統(tǒng)5。巡航輔助控制系統(tǒng)5是用于執(zhí)行巡航輔助控制的車(chē)載系統(tǒng)。巡航輔助控制系統(tǒng)5執(zhí)行巡航輔助控制、自適應(yīng)巡航控制和預(yù)失效(pre-crash)安全控制。自適應(yīng)巡航控制將自己車(chē)輛與前方車(chē)輛之間的距離保持在預(yù)定的安全距離。例如，前方車(chē)輛正在同一車(chē)道上在自己車(chē)輛的前方行駛。預(yù)失效安全控制指示或提供警告并當(dāng)自己車(chē)輛與前方車(chē)輛之間的距離變得不大于預(yù)定距離時(shí)卷起安全帶。巡航輔助控制系統(tǒng)5包括雷達(dá)設(shè)備30和巡航輔助E⑶10。巡航輔助控制系統(tǒng)5將毫米頻帶內(nèi)的毫米無(wú)線(xiàn)電波作為雷達(dá)波進(jìn)行傳送，并接收由一個(gè)或多個(gè)物體反射的到達(dá)雷達(dá)波(或反射雷達(dá)波)。巡航輔助控制系統(tǒng)5基于到達(dá)無(wú)線(xiàn)電波來(lái)檢測(cè)物體，并生成關(guān)于檢測(cè)到的物體的信息。這種信息將稱(chēng)為“物體信息”。巡航輔助E⑶10基于物體信息來(lái)控制自己車(chē)輛的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)。該示例性實(shí)施例使用在驅(qū)動(dòng)配備有雷達(dá)設(shè)備30的機(jī)動(dòng)車(chē)輛時(shí)為障礙物的物體。例如，這樣的物體存在于自己車(chē)輛的前方，而且該物體反射從雷達(dá)設(shè)備傳送的雷達(dá)波。
在該示例性實(shí)施例中使用的物體信息至少包括自己車(chē)輛與檢測(cè)到的物體之間的車(chē)輛距離、自己車(chē)輛與該物體的相對(duì)速度以及到達(dá)雷達(dá)波與預(yù)先確定的檢測(cè)參考軸之間的方位角。到達(dá)雷達(dá)波的方位角將稱(chēng)為“到達(dá)方位角”。巡航輔助E⑶10包括控制單元11和通信接口(通信I/F) 13?？刂茊卧?1包括微計(jì)算機(jī)。微計(jì)算機(jī)至少包括只讀存儲(chǔ)器(ROM)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)和中央處理單元(CPU)。通過(guò)通信I/F 13在巡航輔助E⑶10與校準(zhǔn)工具60之間執(zhí)行數(shù)據(jù)通信。巡航輔助E⑶10的通信接口 13通過(guò)連接器CNT電連接到校準(zhǔn)工具60。巡航輔助E⑶10連接到報(bào)警蜂鳴器、監(jiān)控器、巡航控制開(kāi)關(guān)、目標(biāo)車(chē)輛距離設(shè)置開(kāi)關(guān)等。另外，巡航輔助E⑶10通過(guò)局域網(wǎng)(LAN，從附圖中省略)的通信總線(xiàn)電連接到引擎ECU 20、制動(dòng)控制ECU 22、安全帶ECU 24等。也就是說(shuō)，巡航輔助E⑶10基于從雷達(dá)設(shè)備30傳送的物體信息來(lái)執(zhí)行巡航輔助控制。 (雷達(dá)設(shè)備30)現(xiàn)在將描述雷達(dá)設(shè)備30，在其中安裝雷達(dá)設(shè)備30的環(huán)境是根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的校準(zhǔn)系統(tǒng)I的校準(zhǔn)目標(biāo)。雷達(dá)設(shè)備30是具有頻率調(diào)制連續(xù)波方法(MFCW方法)的毫米波雷達(dá)設(shè)備。雷達(dá)設(shè)備30包括振蕩器31、放大器32、分頻器34、發(fā)射天線(xiàn)36和接收天線(xiàn)40。振蕩器31生成位于毫米波頻帶中的高頻信號(hào)，該高頻信號(hào)被調(diào)制以具有由向上調(diào)制部分和向下調(diào)制部分構(gòu)成的調(diào)制周期。在向上調(diào)制部分中，頻率在時(shí)間上線(xiàn)性增加(稍微增加)。另一方面，在向下調(diào)制部分中，頻率在時(shí)間上線(xiàn)性降低(稍微降低)。放大器32放大由振蕩器31所生成的高頻信號(hào)。分頻器34將放大器32的輸出劃分成傳輸信號(hào)Ss和局部信號(hào)Ls。發(fā)射天線(xiàn)36發(fā)射或傳送與傳輸信號(hào)Ss相對(duì)應(yīng)的雷達(dá)波。接收天線(xiàn)40由N個(gè)天線(xiàn)元件3%至39n構(gòu)成,這N個(gè)天線(xiàn)接收由物體反射的到達(dá)雷達(dá)波，其中N是2或更大的自然數(shù)。特別地，N個(gè)天線(xiàn)元件391至39,以陣列圖的形式布置。信道CH1至CHn分別被分配給這N個(gè)天線(xiàn)元件3%至39n。雷達(dá)設(shè)備30包括接收開(kāi)關(guān)41、放大器42、混頻器43、濾波器44、模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器45和信號(hào)處理單兀46。接收開(kāi)關(guān)41順序地選擇形成接收天線(xiàn)40的天線(xiàn)元件3%至39N中的其中一個(gè)天線(xiàn)元件，并向下一級(jí)中的單元提供由所選擇的天線(xiàn)元件獲得的所接收信號(hào)Sr。放大器42將從接收開(kāi)關(guān)41供應(yīng)的所接收信號(hào)Sr放大?；祛l器43將由放大器42放大的放大器所接收信號(hào)Sr與局部信號(hào)Ls混合，并生成拍頻(beat)信號(hào)BT。拍頻信號(hào)BT指示傳輸信號(hào)S2與由放大器42放大的所接收信號(hào)Sr之間的頻率差。濾波器44從由混頻器43生成的拍頻信號(hào)BT中消除不期望的信號(hào)分量。A/D轉(zhuǎn)換器45執(zhí)行對(duì)濾波器45輸出數(shù)據(jù)的采樣，并將所采樣的輸出數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。信號(hào)處理單元46基于拍頻信號(hào)BT的采樣后數(shù)據(jù)來(lái)檢測(cè)對(duì)由發(fā)射天線(xiàn)36所傳送的雷達(dá)波進(jìn)行反射的物體。信號(hào)處理單元46還執(zhí)行信號(hào)分析過(guò)程，以便生成檢測(cè)到的物體的物體信息。信號(hào)處理單元46包括微計(jì)算機(jī)等。微計(jì)算機(jī)至少包括只讀存儲(chǔ)器(ROM)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)和中央處理單元(CPU)等。信號(hào)處理單元46還具有作為算法處理設(shè)備的、用于執(zhí)行快速傅里葉變換(FFT)的數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)。在具有上述結(jié)構(gòu)的雷達(dá)設(shè)備30中，振蕩器31在接收到傳送自信號(hào)處理單元46的指令時(shí)，振蕩并生成由放大器32放大的高頻信號(hào)。分頻器34將所生成的高頻信號(hào)劃分成傳輸信號(hào)Ss和局部信號(hào)Ls。發(fā)射天線(xiàn)36將傳輸信號(hào)Ss作為雷達(dá)波進(jìn)行傳送。所有天線(xiàn)元件3%至39n接收為從發(fā)射天線(xiàn)36傳送并被一個(gè)或多個(gè)物體反射的傳輸信號(hào)Ss的雷達(dá)波的到達(dá)雷達(dá)波。放大器42放大作為由接收開(kāi)關(guān)41所選擇的接收信道CHj (i=l至N，N是自然數(shù))的所接收信號(hào)Sr的到達(dá)雷達(dá)波?；祛l器43輸入被放大的所接收信號(hào)Sr，并將放大器的所接收信號(hào)Sr與從分頻器34供應(yīng)的局部信號(hào)Ls相混頻以生成拍頻信號(hào)BT。濾波器44從所生成的拍頻信號(hào)BT中消除不期望的信號(hào)分量。A/D轉(zhuǎn)換器45執(zhí)行從濾波器44供應(yīng)的拍頻信號(hào)BT的采樣。信號(hào)處理單元46輸入從A/D轉(zhuǎn)換器45供應(yīng)的采樣后拍頻信號(hào)BT。接收開(kāi)關(guān)41在雷達(dá)波的一個(gè)調(diào)制周期期間以預(yù)定次數(shù)(例如，512次)開(kāi)關(guān)所有的信道(^至(仏。A/D轉(zhuǎn)換器45與開(kāi)關(guān)時(shí)序同步地執(zhí)行到達(dá)雷達(dá)波的采樣。也就是說(shuō)，采樣 后的雷達(dá)波在每個(gè)信道CH1至CHn的雷達(dá)波的向上調(diào)制部分和向下調(diào)制部分處被存儲(chǔ)在諸如RAM之類(lèi)的存儲(chǔ)器中。雷達(dá)設(shè)備30安裝在機(jī)動(dòng)車(chē)輛上，以便機(jī)動(dòng)車(chē)輛的安裝參考軸與雷達(dá)設(shè)備30的布置參考軸正確地對(duì)準(zhǔn)。機(jī)動(dòng)車(chē)輛的安裝參考軸被預(yù)先確定。雷達(dá)設(shè)備30的布置參考軸也被預(yù)先確定。特別地，當(dāng)雷達(dá)設(shè)備30被安裝在機(jī)動(dòng)車(chē)輛上時(shí)，布置參考軸被確定為接收天線(xiàn)40的方向。(軸校準(zhǔn))通常，存在著不滿(mǎn)足預(yù)定條件從而機(jī)動(dòng)車(chē)輛的安裝參考軸與雷達(dá)設(shè)備30的布置參考軸沒(méi)有對(duì)準(zhǔn)的可能性。因此，有必要檢查機(jī)動(dòng)車(chē)輛的安裝參考軸是否與雷達(dá)設(shè)備30的布置參考軸正確對(duì)準(zhǔn)。該校準(zhǔn)將稱(chēng)為“軸校準(zhǔn)”。整個(gè)校準(zhǔn)工具60、驅(qū)動(dòng)輔助E⑶10和雷達(dá)設(shè)備30執(zhí)行上述的軸校準(zhǔn)。為了執(zhí)行該軸校準(zhǔn)過(guò)程，雷達(dá)設(shè)備30執(zhí)行信號(hào)分析過(guò)程，巡航輔助ECU 10執(zhí)行模式切換過(guò)程，以及校準(zhǔn)工具60執(zhí)行校準(zhǔn)過(guò)程。具體地，該示例性實(shí)施例執(zhí)行軸校準(zhǔn)，目標(biāo)物體(作為反射器)被安裝在預(yù)定位置(其將被稱(chēng)為“參考位置”)。作為反射器的目標(biāo)物體能夠反射傳輸雷達(dá)波。在安裝了作為反射器的目標(biāo)物體之后，安裝在機(jī)動(dòng)車(chē)輛上的雷達(dá)設(shè)備30傳送雷達(dá)波。校準(zhǔn)系統(tǒng)檢測(cè)到達(dá)雷達(dá)波的所估計(jì)到達(dá)方位角是否等于到達(dá)雷達(dá)波的所檢測(cè)方位角。該校準(zhǔn)系統(tǒng)基于雷達(dá)波的所估計(jì)到達(dá)方位角與雷達(dá)波的實(shí)際到達(dá)方位角之間的比較結(jié)果來(lái)判斷機(jī)動(dòng)車(chē)輛的安裝參考軸是否與雷達(dá)設(shè)備30的布置參考軸對(duì)準(zhǔn)。優(yōu)選地，在雷達(dá)波的輻射范圍內(nèi)，軸校準(zhǔn)環(huán)境不包括除了作為反射器的目標(biāo)物體之外的任何物體。然而，存在著可以存在除了作為目標(biāo)物體的反射器之外的物體的可能性。因此，由校準(zhǔn)系統(tǒng)I執(zhí)行的該軸校準(zhǔn)驗(yàn)證在其中安裝雷達(dá)設(shè)備的當(dāng)前環(huán)境是否適用于軸校準(zhǔn)。(信號(hào)分析過(guò)程)現(xiàn)在將描述由雷達(dá)設(shè)備30中的信號(hào)處理單元46執(zhí)行的信號(hào)分析過(guò)程。圖2是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的由巡航輔助控制系統(tǒng)5的雷達(dá)設(shè)備30中的信號(hào)處理單元46執(zhí)行的信號(hào)分析過(guò)程的流程圖。該信號(hào)分析過(guò)程每隔預(yù)定時(shí)間間隔被執(zhí)行。該預(yù)定時(shí)間間隔被預(yù)先確定。如之前描述的，一旦信號(hào)分析過(guò)程被啟動(dòng)，則如圖2所示，振蕩器31就開(kāi)始生成毫米波而且雷達(dá)設(shè)備30開(kāi)始傳送雷達(dá)波(步驟S 110)。之后，雷達(dá)設(shè)備30通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器45獲得拍頻信號(hào)BT的采樣后數(shù)據(jù)(步驟S120 )。在獲得必要數(shù)量的采樣后數(shù)據(jù)之后，振蕩器31的操作被暫時(shí)停止。該也停止了作為傳輸波的雷達(dá)波的傳輸。接下來(lái)，雷達(dá)設(shè)備32中的信號(hào)處理單元46對(duì)在步驟S130中獲得的采樣后數(shù)據(jù)(即拍頻信號(hào)BT)進(jìn)行頻率分析(如該示例性實(shí)施例中的FFT過(guò)程)。該頻率分析針對(duì)接收信道CH1至CHn的每個(gè)對(duì)于每個(gè)向上調(diào)制部分和向下調(diào)制部分生成拍頻信號(hào)BT的功率譜(步驟 S140)。所獲得的功率譜表示了每個(gè)頻率處拍頻信號(hào)BT的頻率和拍頻信號(hào)的強(qiáng)度。信號(hào) 處理單元46在向上調(diào)制周期期間檢測(cè)每個(gè)接收信道的功率譜中的峰值頻率fbUl至fbum，并且進(jìn)一步在向下調(diào)制周期期間檢測(cè)每個(gè)接收信道的峰值頻率Ad1至fbdm (步驟S150)。每個(gè)峰值頻率fbUi_m、fbdh指示將傳輸雷達(dá)波反射為到達(dá)雷達(dá)波的物體存在的可能性。具體地，在步驟S150，信號(hào)處理單元46將每個(gè)接收信道CH的所有功率譜加起來(lái)，并計(jì)算加法結(jié)果的平均頻譜。信號(hào)處理單元46將與平均頻率中超過(guò)預(yù)設(shè)閾值的峰值頻率相對(duì)應(yīng)的頻率(即在平均頻譜中具有最大強(qiáng)度的頻率)檢測(cè)為峰值頻率fbu、fbd。操作流轉(zhuǎn)到步驟S160。在步驟S160中，信號(hào)處理單元46檢測(cè)峰值頻率fbu和fbd是否被檢測(cè)到。步驟S160中的檢測(cè)結(jié)果指示沒(méi)有檢測(cè)到峰值頻率(步驟S160中的“否”)，則信號(hào)處理單元46生成用于指示在自己車(chē)輛前方不存在物體的物體信息，該操作流轉(zhuǎn)到步驟S170。在步驟S170中，信號(hào)處理單元46向巡航輔助E⑶10輸出該物體信息。信號(hào)處理單元46完成了信號(hào)分析過(guò)程。雷達(dá)設(shè)備30中的信號(hào)處理單元46等待下一檢測(cè)周期中的信號(hào)分析過(guò)程。另一方面，當(dāng)步驟S160中的檢測(cè)結(jié)果指示檢測(cè)到峰值頻率fbu和fbd (步驟S160中的“是”)時(shí)，該操作流轉(zhuǎn)到步驟S180。在步驟S180中，信號(hào)處理單元46選擇在向上調(diào)制部分期間獲得的峰值頻率fbu中的峰值頻率fbu和在向下調(diào)制部分期間獲得的峰值頻率fbd中的峰值頻率fbd，它們都沒(méi)有在一系列步驟S190至S270中被處理。操作流轉(zhuǎn)到步驟S190。在步驟S190中，信號(hào)處理單元46通過(guò)使用下面的等式(I)來(lái)生成所接收矢量Xi (k)。所接收矢量Xi (k)由在步驟S180中選擇的、從所有信道CH1至CHn的功率頻譜中提取并被排列在矩陣圖中的頻率的信號(hào)分量(作為通過(guò)執(zhí)行FFT過(guò)程所獲得的數(shù)據(jù))構(gòu)成。另外，基于被生成的所接收矢量Xi (k)，信號(hào)處理單元46通過(guò)使用下面的等式(2)來(lái)生成相關(guān)矩陣Rxx(k)。相關(guān)矩陣Rxx(k)表示每個(gè)所接收矢量Xi (k)之間的相互關(guān)系。Xi (k) = (X1 (k), X2 (k),, xN (k)}T (I)其中T表示轉(zhuǎn)置矢量。Rxx (k) =Xi (k) XiH (k)(2)
其中，“H”表示復(fù)轉(zhuǎn)置矩陣。操作流轉(zhuǎn)到步驟S200。在步驟S200中，信號(hào)處理單元46計(jì)算特征值入 An(其中A1彡入2彡.. 彡X N)，而且計(jì)算分別與特征值^相對(duì)應(yīng)特征矢量￡1 已1<。操作流轉(zhuǎn)到步驟S210。信號(hào)處理單元46判斷雷達(dá)設(shè)備30的操作模式是否被設(shè)置為環(huán)境觀察模式。該環(huán)境觀察模式判斷在其中安裝雷達(dá)設(shè)備30的當(dāng)前環(huán)境是否適用于正確地執(zhí)行軸校準(zhǔn)。巡航輔助E⑶10基于從校準(zhǔn)工具60傳遞 的指令來(lái)設(shè)置雷達(dá)設(shè)備30的操作模式。在該示例性實(shí)施例中，巡航輔助控制系統(tǒng)5執(zhí)行通常操作模式和校準(zhǔn)模式。在通常操作模式中，巡航輔助控制系統(tǒng)5執(zhí)行巡航輔助控制。在校準(zhǔn)模式中，巡航輔助控制系統(tǒng)5執(zhí)行雷達(dá)設(shè)備30的校準(zhǔn)。雷達(dá)設(shè)備30執(zhí)行作為校準(zhǔn)模式的環(huán)境觀察模式。當(dāng)步驟S210中的判斷結(jié)果指示肯定結(jié)果(步驟S210中的“是”)時(shí)，即指示雷達(dá)設(shè)備30處于環(huán)境觀察模式中時(shí)，操作流轉(zhuǎn)到步驟S220。在步驟S220中，信號(hào)處理單元46將最大特征值X1和比較特征值Xm插入下面的等式(3)中，以計(jì)算每個(gè)比較特征值Xm的特征值S1M。最大特征值入!是在步驟S200中計(jì)算的整個(gè)特征值X工至入i中的最大特征值入。比較特征值X M是在步驟S200中計(jì)算的整個(gè)特征值八至X1中的除了最大特征值^之外的、。因此，在下面的等式(3)中，M位于范圍2至M內(nèi)。
(2 \ SIm =IOx log 10(3 )
IA/ J.當(dāng)由等式(3)計(jì)算的一對(duì)特征值\中的特征值對(duì)應(yīng)于具有強(qiáng)相關(guān)性的到達(dá)雷達(dá)波時(shí)，這對(duì)特征值之間的特征值比率SIm具有小的值。另一方面，當(dāng)由等式(3)計(jì)算的一對(duì)特征值X中的一個(gè)特征值對(duì)應(yīng)于到達(dá)雷達(dá)波而這對(duì)特征值中的另一特征值對(duì)應(yīng)于熱噪聲時(shí)，這對(duì)特征值之間的特征值比率SIm具有大的值。操作流轉(zhuǎn)到步驟S230。在步驟S230中，信號(hào)處理單元46判斷在步驟S220中計(jì)算的每個(gè)特征值比率SIm是否不大于預(yù)定參考閾值Th。也就是說(shuō)，在步驟S230中，信號(hào)處理單元46檢查在在步驟S220中計(jì)算的特征值比率SIm中是否存在著不大于預(yù)定參考閾值Th的特征值比率。在該示例性實(shí)施例中使用的該預(yù)定閾值Th是被預(yù)先確定為至少與關(guān)于至少最大特征值入i的比率相對(duì)應(yīng)的值的閾值。因此，優(yōu)選地，預(yù)定參考閾值Th小于通過(guò)將比率(入/入M)插入等式(3)中所獲得的值，其中比率U ^入M)是最大特征值X工與比較閾值X M之間的比率。另外，該示例性實(shí)施例在信號(hào)處理單元46預(yù)測(cè)到達(dá)雷達(dá)波的數(shù)量L時(shí)使用該預(yù)定參考閾值Th。當(dāng)步驟S230中的判斷結(jié)果指示沒(méi)有小于參考閾值Th的特征值SIm時(shí)(步驟S230中的“否”)，操作流轉(zhuǎn)到步驟S240。在步驟S240中，信號(hào)處理單元46向巡航輔助E⑶10輸出用于指示當(dāng)前環(huán)境適用于軸校準(zhǔn)的信息(作為“適當(dāng)?shù)沫h(huán)境信息”)。在該軸校準(zhǔn)中，安裝參考軸與布置參考軸對(duì)準(zhǔn)。當(dāng)接收到傳送自雷達(dá)設(shè)備30的信號(hào)處理單元46的適當(dāng)環(huán)境信息時(shí)，巡航輔助ECU 10將接收到的適當(dāng)環(huán)境信息傳送給校準(zhǔn)工具60。操作流轉(zhuǎn)到步驟S260。另一方面，當(dāng)步驟S230中的判斷結(jié)果指示存在著不大于參考閾值Th的至少一個(gè)特征值比率SIm時(shí)(步驟S230中的“是”)，操作流轉(zhuǎn)到步驟S250。在步驟S250中，信號(hào)處理單元46向巡航輔助E⑶10輸出用于指示在其中安裝雷達(dá)設(shè)備的當(dāng)前環(huán)境不適用于軸校準(zhǔn)的信息(作為“不適當(dāng)環(huán)境信息”)。當(dāng)接收到傳送自雷達(dá)設(shè)備30的信號(hào)處理單元46的不適當(dāng)環(huán)境信息時(shí)，巡航輔助E⑶10將接收到的不適當(dāng)環(huán)境信息傳送給校準(zhǔn)工具60。操作流轉(zhuǎn)到步驟S260。當(dāng)步驟S210中的判斷結(jié)果指示雷達(dá)設(shè)備30的操作模式不是環(huán)境觀察模式即處于通常操作模式中時(shí)(步驟S210中的“否”)，信號(hào)處理單元46不執(zhí)行步驟S250中的過(guò)程，而且操作流轉(zhuǎn)到步驟S260。在步驟S260中，信號(hào)處理單元46估計(jì)具有在步驟S220中所計(jì)算的特征值\ x至An中不大于預(yù)定判斷閾值的特征值、的到達(dá)雷達(dá)波的數(shù)量“L”，其中L〈N。由于存在著用于獲得到達(dá)雷達(dá)設(shè)備的數(shù)量L的各種傳統(tǒng)方法，所以這里省略對(duì)這些計(jì)算方法的詳細(xì)解釋。這些計(jì)算方法使用與被確定為判斷閾值的熱噪聲功率相對(duì)應(yīng)的 值。下面的等式(4)定義噪聲特征值矢量EN()。噪聲特征值矢量Eito對(duì)應(yīng)于不大于判斷閾值的(N-L)個(gè)特征值。信號(hào)處理單元46計(jì)算由下面的等式(5)表示的評(píng)估函數(shù)Pm( 0 )。評(píng)估函數(shù)P u( 9 )表示從自己車(chē)輛的前方方向中觀察到的方位角9中接收天線(xiàn)40的復(fù)響應(yīng)a(0)。EN。—{eL+1，eL+2，…，eL+N}(4)
,au{6)a{6)(c\1\,{9)= /;(5)
a {0'、ENOENOa{0、在步驟S270中，做出或設(shè)置由評(píng)估函數(shù)Pm( 9 )獲得的角譜(MUSIC頻譜)，以便在等于到達(dá)雷達(dá)波的方向的方位角e處生成角譜的形狀峰值。到達(dá)雷達(dá)波的到達(dá)方位角Q1至V (即物體候選的方位角)能夠通過(guò)檢測(cè)MUSIC頻譜的峰值而獲得。在圖2所示的步驟S270中，獲得到達(dá)方位角0處MUSIC頻譜的值作為用于表示到達(dá)雷達(dá)波的所接收功率的到達(dá)功率。信號(hào)處理單元46例如連續(xù)地將到達(dá)雷達(dá)波的到達(dá)方位角和到達(dá)功率存儲(chǔ)到RAM中。每個(gè)到達(dá)雷達(dá)波的、被存儲(chǔ)的包含這種到達(dá)方位角和到達(dá)功率的信息將被稱(chēng)為“方位角信息”。操作流轉(zhuǎn)到步驟S280。在步驟S280中，信號(hào)處理單元46判斷是否針對(duì)每個(gè)頻率峰值fbu和fbd正確地執(zhí)行了步驟S180至步驟S270的過(guò)程，即是否存在沒(méi)有被選擇的頻率峰值。當(dāng)步驟S280中的判斷結(jié)果指示存在未被選擇的峰值時(shí)(步驟S280中的“是”)，則操作流返回步驟S180。信號(hào)處理單元46選擇沒(méi)有針對(duì)其執(zhí)行步驟S180至步驟S270的過(guò)程的頻率峰值fbu和fbd中的其中一個(gè)頻率峰值。信號(hào)處理單元46針對(duì)所選擇的峰值執(zhí)行步驟S180至步驟S270的過(guò)程。另一方面，當(dāng)步驟S280中的判斷結(jié)果指示不存在未被選擇的頻率峰值剩下時(shí)(步驟S280中的“否”)，則操作流轉(zhuǎn)到步驟S290。在步驟S290中，信號(hào)處理單元46執(zhí)行對(duì)匹配過(guò)程。在對(duì)匹配過(guò)程中，基于在步驟S270中估計(jì)的所估計(jì)到達(dá)方位角和到達(dá)功率，信號(hào)處理單元46使得從向上調(diào)制部分中的拍頻信號(hào)BT中獲得的頻率峰值Fbul^bun與從向下調(diào)制部分中的拍頻信號(hào)BT中獲得的頻率峰值Fbd卜bdffl成為一對(duì)。例如，該對(duì)能夠通過(guò)被同一物體所反射的到達(dá)雷達(dá)波獲得，而且該對(duì)存儲(chǔ)在ROM中。
這對(duì)被存儲(chǔ)的(或注冊(cè)的)頻率峰值fbu、fbd將被稱(chēng)為“頻率對(duì)”。更具體地，信號(hào)處理單元46還判斷這對(duì)頻率峰值之間的到達(dá)功率和到達(dá)角度的每一個(gè)的差異是否位于預(yù)定容許范圍內(nèi)。當(dāng)判斷結(jié)果指示所獲得的差異位于預(yù)定容許范圍內(nèi)時(shí)，信號(hào)處理單元46確定這對(duì)頻率峰值是正確的頻率對(duì)。操作流轉(zhuǎn)到步驟S300。在步驟S300中，信號(hào)處理單元46基于所存儲(chǔ)的頻率對(duì)、通過(guò)使用用于FMCW型雷達(dá)設(shè)備的傳統(tǒng)公知方法來(lái)計(jì)算雷達(dá)設(shè)備30與物體候選之間的距離(作為“物體距離”)以及自己車(chē)輛與物體候選之間的相對(duì)速度(作為“物體相對(duì)速度”)。此時(shí)，信號(hào)處理單元46基于物體相對(duì)速度和自己車(chē)輛的速度來(lái)計(jì)算物體候選的速度，并檢查物體候選是正在移動(dòng)的物體還是靜止物體。操作流轉(zhuǎn)到步驟S310。在步驟S310中，除了物體距離和物體相對(duì)速度之外，信號(hào)處理單元46還向巡航輔助ECU 10輸出關(guān)于物體方位角的物體信息，作為具有與每個(gè)物體候選相對(duì)應(yīng)的頻率對(duì)的雷達(dá)波的到達(dá)方位角。
在該過(guò)程之后，信號(hào)處理單元46完成了圖2所示的流程圖中的信號(hào)分析過(guò)程。(模式切換過(guò)程)接下來(lái)，將描述由巡航輔助E⑶10所執(zhí)行的模式切換過(guò)程。圖3是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的由巡航輔助控制系統(tǒng)5中的巡航輔助ECU10中的控制單元11執(zhí)行的模式切換過(guò)程的流程圖。控制單元11在巡航輔助E⑶10的操作期間重復(fù)地執(zhí)行圖3所示的模式切換過(guò)程。在開(kāi)始模式切換過(guò)程之后，巡航輔助E⑶10的控制單元11檢測(cè)巡航輔助E⑶10中的控制單元11是否接收到傳送自校準(zhǔn)工具60的校準(zhǔn)模式轉(zhuǎn)移指令(步驟S410 )。校準(zhǔn)模式轉(zhuǎn)移指令指示校準(zhǔn)工具60進(jìn)入了校準(zhǔn)模式。步驟S410中的判斷結(jié)果指示控制單元11沒(méi)有接收到任何校準(zhǔn)模式轉(zhuǎn)移指令(步驟S410中的“否”)，則巡航輔助E⑶10中的控制單元11等待接收傳送自校準(zhǔn)工具60的校準(zhǔn)模式轉(zhuǎn)移指令。當(dāng)接收到傳送自校準(zhǔn)工具60的校準(zhǔn)模式轉(zhuǎn)移指令時(shí)(步驟S410中的“是”)，控制單元11停止巡航輔助控制的執(zhí)行(步驟S420)。操作流轉(zhuǎn)到步驟S430。在步驟S430中，控制單元11向校準(zhǔn)工具60傳送模式轉(zhuǎn)移完成通知。操作流轉(zhuǎn)到步驟S440。在步驟S440中，控制單元11向校準(zhǔn)工具60輸出包含在傳送自雷達(dá)設(shè)備30的物體信息中的方位角信息(步驟S440)。操作流轉(zhuǎn)到步驟S450。在步驟S450中，巡航輔助E⑶10中的控制單元11檢查控制單元11是否已經(jīng)接收到傳送自校準(zhǔn)工具60的環(huán)境觀察模式轉(zhuǎn)移指令(步驟S450 )。該環(huán)境觀察模式轉(zhuǎn)移指令是用于將雷達(dá)設(shè)備30轉(zhuǎn)移到環(huán)境觀察模式的指令。操作流轉(zhuǎn)到步驟S460。在步驟S460中，控制單元11檢查控制單元11是否已經(jīng)接收到傳送自校準(zhǔn)工具60的環(huán)境觀察模式釋放指令(步驟S460)。該環(huán)境觀察模式釋放指令是用于將雷達(dá)設(shè)備30從環(huán)境觀察模式中釋放的指令。操作流轉(zhuǎn)到步驟S470。在步驟S470中，控制單元11檢查控制單元11是否已經(jīng)接收到傳送自校準(zhǔn)工具60的校準(zhǔn)模式釋放指令(步驟S470)。該校準(zhǔn)模式釋放指令是用于將雷達(dá)設(shè)備30從校準(zhǔn)模式中釋放的指令。
當(dāng)巡航輔助E⑶10中的控制單元11沒(méi)有接收到傳送自校準(zhǔn)工具60的任何指令時(shí)(步驟S450中的“否”，步驟S460中的“否”和步驟S470中的“否”)，操作流轉(zhuǎn)到步驟S440。在步驟S440中，控制單元11繼續(xù)向校準(zhǔn)工具60輸出關(guān)于方位角信息的信息的過(guò)程。另一方面，當(dāng)接收到環(huán)境觀察模式轉(zhuǎn)移指令時(shí)(步驟S450中的“是”)，控制單元11向雷達(dá)設(shè)備30輸出環(huán)境觀察模式轉(zhuǎn)移指令(步驟S480)，以便在環(huán)境觀察模式中執(zhí)行雷達(dá)設(shè)備30。這使得能夠在環(huán)境觀察模式中執(zhí)行雷達(dá)設(shè)備30。雷達(dá)設(shè)備30檢測(cè)當(dāng)前環(huán)境是否適用于正確地執(zhí)行軸校準(zhǔn)。當(dāng)接收到傳送自雷達(dá)設(shè)備30的檢測(cè)結(jié)果時(shí)，巡航輔助E⑶10向校準(zhǔn)工具60輸出關(guān)于當(dāng)前環(huán)境是否適用于正確地執(zhí)行軸校準(zhǔn)的檢測(cè)結(jié)果的環(huán)境信息。當(dāng)接收到傳送自校準(zhǔn)工具60的環(huán)境觀察模式釋放指令時(shí)(步驟S460中的“是”)，控制單元11向雷達(dá)設(shè)備30輸出通常模式指令(步驟S490)，以便在通常操作模式中執(zhí)行雷達(dá)設(shè)備30。當(dāng)接收到傳送自校準(zhǔn)工具60的校準(zhǔn)模式釋放指令時(shí)(步驟S470中的“是”)，控制單元11暫時(shí)結(jié)束圖3所示的模式切換過(guò)程。操作流轉(zhuǎn)到步驟S410。在步驟S410中，控制 單元11等待輸入傳送自校準(zhǔn)工具60的校準(zhǔn)模式轉(zhuǎn)移指令。(校準(zhǔn)過(guò)程)下面將描述由校準(zhǔn)工具60中的控制單元61執(zhí)行的校準(zhǔn)過(guò)程。圖4是由校準(zhǔn)系統(tǒng)I中的校準(zhǔn)工具60的控制單元61執(zhí)行的校準(zhǔn)過(guò)程的流程圖。校準(zhǔn)工具60的控制單元61在校準(zhǔn)工具60的電源被加載之后立即重復(fù)地執(zhí)行圖4所示的校準(zhǔn)過(guò)程。當(dāng)該校準(zhǔn)過(guò)程被初始化時(shí),校準(zhǔn)工具60的控制單元61指示顯示單元67顯示初始窗。此后，校準(zhǔn)工具60的控制單元61等待接收傳送自操作單元65的操作指令。當(dāng)自己車(chē)輛的駕駛者操作操作單元65時(shí)，操作單元65生成這種操作指令并向控制單元61輸出該操作指令?？刂茊卧?1檢測(cè)該操作指令是否是校準(zhǔn)開(kāi)始指令(步驟S530)。當(dāng)步驟S530中的檢測(cè)結(jié)果指示該操作指令不是用于開(kāi)始雷達(dá)設(shè)備30的校準(zhǔn)的指令時(shí)(步驟S530中的“否”)，控制單元61執(zhí)行所接收的操作指令(步驟S540)。操作流轉(zhuǎn)到步驟S510。另一方面，當(dāng)所接收的操作指令是校準(zhǔn)開(kāi)始指令時(shí)(步驟S530的“是”)，校準(zhǔn)根據(jù)60的控制單元61生成校準(zhǔn)模式轉(zhuǎn)移指令并向巡航輔助ECU 10輸出該校準(zhǔn)模式轉(zhuǎn)移指令(步驟 S550)。控制單元61檢測(cè)在從控制單元60輸出校準(zhǔn)模式轉(zhuǎn)移指令的時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)的預(yù)定時(shí)間周期內(nèi)控制單元61是否接收到傳送自巡航輔助ECU 10的模式轉(zhuǎn)移完成通知。也就是說(shuō)，控制單元61檢測(cè)模式轉(zhuǎn)移是否完成(步驟S560)。當(dāng)步驟S560中的檢測(cè)結(jié)果指示控制單元60在預(yù)定時(shí)間周期內(nèi)輸入模式轉(zhuǎn)移完成通知時(shí)(步驟S560的“是”)，操作流轉(zhuǎn)到步驟S570。下面將詳細(xì)解釋步驟S570中的過(guò)程。另一方面，當(dāng)步驟S560中的檢測(cè)結(jié)果指示控制單元60在預(yù)定時(shí)間周期內(nèi)沒(méi)有輸入任何模式轉(zhuǎn)移完成通知時(shí)(步驟S560中的“否”)，控制單元61指示顯示單元67顯示“轉(zhuǎn)移校準(zhǔn)模式失敗”的消息。操作流轉(zhuǎn)到步驟S660。當(dāng)操作流轉(zhuǎn)到步驟S570時(shí)，控制單元61通過(guò)巡航輔助E⑶10接收傳送自雷達(dá)設(shè)備30的各種信息，諸如方位角信息、適當(dāng)環(huán)境信息、不適當(dāng)環(huán)境信息(步驟S570)?？刂茊卧?1指示顯示單元67顯示通過(guò)巡航輔助E⑶10傳送自雷達(dá)設(shè)備30的接收信息，諸如方位角信息、適當(dāng)環(huán)境信息、不適當(dāng)環(huán)境信息(步驟S580)。顯示單元67能夠顯示圖形，該圖形示出了作為方位角信息的雷達(dá)波的到達(dá)方位角隨著時(shí)間的變化。另外，控制單元61檢測(cè)觀察者或自己車(chē)輛的駕駛者是否操作操作單元65 (步驟S590)。當(dāng)步驟S590中的檢測(cè)結(jié)果指示自己車(chē)輛的駕駛者沒(méi)有操作操作單元65時(shí)(步驟S590中的“否”)，控制單元61重復(fù)執(zhí)行步驟S570和S580中的過(guò)程。另一方面，當(dāng)步驟S590中的檢測(cè)結(jié)果指示自己車(chē)輛的駕駛者操作操作單元65時(shí)(步驟S590中的“是”)，控制單元61執(zhí)行由操作單元65所指示的過(guò)程。具體地，當(dāng)針對(duì)操作單元65的操作請(qǐng)求轉(zhuǎn)移到環(huán)境觀察模式時(shí)(步驟S60 0中的“是”)，控制單元61向巡航輔助E⑶10輸出環(huán)境觀察模式轉(zhuǎn)移指令(步驟S610)。雷達(dá)設(shè)備30在環(huán)境觀察模式中進(jìn)行操作。在環(huán)境觀察模式完成之后，操作流轉(zhuǎn)到步驟S570。另一方面，當(dāng)針對(duì)操作單元65的操作請(qǐng)求釋放環(huán)境觀察模式而非轉(zhuǎn)移到環(huán)境觀察模式時(shí)(步驟S600中的“否”和步驟S620中的“是”)，控制單元61向巡航輔助E⑶10輸出環(huán)境觀察模式釋放指令(步驟S630)。這使得能夠?qū)⒗走_(dá)設(shè)備30轉(zhuǎn)移到通常操作模式。在校準(zhǔn)過(guò)程完成之后，操作流轉(zhuǎn)到步驟S570。當(dāng)針對(duì)操作單元65的操作沒(méi)有指示轉(zhuǎn)移到環(huán)境觀察模式和從環(huán)境觀察模式釋放(步驟S600中的“否”和步驟S620中的“否”)、而且沒(méi)有進(jìn)一步指示從校準(zhǔn)模式中釋放(步驟S640中的“否”)時(shí)，操作流轉(zhuǎn)到步驟S570。另外，當(dāng)針對(duì)操作單元65的操作沒(méi)有指示轉(zhuǎn)移到環(huán)境觀察模式和從環(huán)境觀察模式釋放(步驟S600中的“否”和步驟S620中的“否”)、但是指示從校準(zhǔn)模式中釋放(步驟S640中的“是”)時(shí)，控制單元61向巡航輔助ECU 10輸出用于釋放校準(zhǔn)模式的指令(步驟S660)。該過(guò)程之后，校準(zhǔn)過(guò)程完成。(根據(jù)示例性實(shí)施例的校準(zhǔn)系統(tǒng)I的效果)通常，每個(gè)特征值\對(duì)應(yīng)于由雷達(dá)設(shè)備30的接收天線(xiàn)40接收到的功率的幅度。因此，當(dāng)特征值\對(duì)應(yīng)于到達(dá)雷達(dá)波時(shí)特征值\具有大的值，而當(dāng)特征值\對(duì)應(yīng)于熱噪聲時(shí)特征值、具有小的值。當(dāng)對(duì)應(yīng)于到達(dá)雷達(dá)波的一個(gè)特征值\存在于在步驟S200中的信號(hào)分析過(guò)程中所計(jì)算的特征值X中時(shí)，所有的特征值比率SIm都超過(guò)參考閾值Th。另一方面，當(dāng)存在著對(duì)應(yīng)于到達(dá)雷達(dá)波的許多特征值、時(shí)至少一個(gè)特征值比率SIm不大于參考閾值Th。根據(jù)基于本發(fā)明示例性實(shí)施例的校準(zhǔn)系統(tǒng)1，能夠通過(guò)監(jiān)控或檢查特征值比率SIm來(lái)判斷在其中安裝雷達(dá)設(shè)備30的當(dāng)前環(huán)境是否適用于雷達(dá)設(shè)備30的校準(zhǔn)。該適當(dāng)?shù)沫h(huán)境適用于雷達(dá)設(shè)備30的軸校準(zhǔn)，即具有僅一個(gè)反射器而且沒(méi)有校準(zhǔn)障礙物。當(dāng)判斷結(jié)果指示當(dāng)前環(huán)境適用于軸校準(zhǔn)，則觀察者檢測(cè)接收天線(xiàn)的布置參考軸是否等于或與自己車(chē)輛的安裝參考軸正確對(duì)準(zhǔn)。這使得能夠增加校準(zhǔn)精度。當(dāng)檢測(cè)結(jié)果指示接收天線(xiàn)的布置參考軸不等于或沒(méi)有與自己車(chē)輛的安裝參考軸對(duì)準(zhǔn)，則能夠調(diào)整安裝在自己車(chē)輛上的雷達(dá)設(shè)備30的位置，以便接收天線(xiàn)的布置參考軸與自己車(chē)輛的安裝參考軸對(duì)準(zhǔn)。這使得能夠避免將雷達(dá)設(shè)備30長(zhǎng)時(shí)間地保持在不適當(dāng)環(huán)境中，其中在該不適當(dāng)環(huán)境中，接收天線(xiàn)的布置參考軸沒(méi)有與自己車(chē)輛的安裝參考軸對(duì)準(zhǔn)。
(修改)下面將描述根據(jù)示例性實(shí)施例的校準(zhǔn)系統(tǒng)I的各種修改。例如，之前描述的信號(hào)分析過(guò)程檢測(cè)不大于預(yù)定參考閾值Th的特征值比率SIm是否存在于每個(gè)頻率峰值fbu、fbd中。當(dāng)不大于參考閾值Th的特征值SIm存在時(shí)，雷達(dá)設(shè)備30的信號(hào)處理單元46立即向巡航輔助E⑶10輸出不適當(dāng)環(huán)境信息。校準(zhǔn)工具60中的控制單元61通過(guò)巡航輔助E⑶10來(lái)接收該不適當(dāng)環(huán)境信息。然而，本發(fā)明的概念不受該結(jié)構(gòu)的限制。例如，雷達(dá)設(shè)備30的信號(hào)處理單元46能夠在下述時(shí)刻(a)、(b)中的其中一個(gè)時(shí)刻處向巡航輔助E⑶10輸出不適當(dāng)環(huán)境信息(a)檢測(cè)不大于參考閾值Th的特征值比率SIm是否存在于在一個(gè)調(diào)制周期期間檢測(cè)到的所有頻率峰值fbu、fbd中。雷達(dá)設(shè)備30中的信號(hào)處理單元46在不小于預(yù)定值的特征值比率SIm不大于參考閾值Th的時(shí)刻向巡航輔助E⑶10輸出不適當(dāng)環(huán)境信息；
(b)雷達(dá)設(shè)備30中的信號(hào)處理單元46在重復(fù)調(diào)制周期之后，在不小于預(yù)定值的特征值比率SIm不大于參考閾值Th時(shí)向巡航輔助E⑶10輸出不適當(dāng)環(huán)境信息。在之前描述的示例性實(shí)施例中，雷達(dá)設(shè)備30中的信號(hào)處理單元46在信號(hào)處理單元46向巡航輔助ECU 10輸出不適當(dāng)環(huán)境信息之后估計(jì)到達(dá)雷達(dá)波的數(shù)量L。然而，本發(fā)明的概念不局限于此。雷達(dá)設(shè)備30中的信號(hào)處理單元46能夠在信號(hào)處理單元46向巡航輔助ECU 10輸出不適當(dāng)環(huán)境信息時(shí)立即結(jié)束信號(hào)分析過(guò)程。如之前描述的，該示例性實(shí)施例中的雷達(dá)設(shè)備30使用特征值比率S1M，該特征值比率SIm是最大特征值X1與比較特征值的比率的對(duì)數(shù)。然而，本發(fā)明的概念不局限于此。雷達(dá)設(shè)備30能夠?qū)⒆畲筇卣髦蛋伺c比較特征值A(chǔ)m的和的比率(入入M)的對(duì)數(shù)用作特征值比率S1M。本發(fā)明并不局限于之前描述的信號(hào)分析過(guò)程，其中當(dāng)操作模式是環(huán)境觀察模式時(shí)才執(zhí)行該信號(hào)分析過(guò)程。例如，能夠執(zhí)行能夠在操作模式是環(huán)境觀察模式時(shí)監(jiān)控特征值比率SIm并檢測(cè)用于執(zhí)行雷達(dá)設(shè)備30的校準(zhǔn)的適當(dāng)環(huán)境的任何過(guò)程。圖5是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的修改的、由巡航輔助控制系統(tǒng)5的雷達(dá)設(shè)備30中的信號(hào)處理單元46執(zhí)行的信號(hào)分析過(guò)程的修改的流程圖。具體地，雷達(dá)設(shè)備30能夠在信號(hào)分析過(guò)程期間執(zhí)行圖5所示的步驟S222和步驟S224中的過(guò)程，而非圖2所示的步驟S230中的過(guò)程。在圖5所示的信號(hào)分析過(guò)程中，在步驟S220之后的步驟S222中，雷達(dá)設(shè)備30中的信號(hào)處理單元46對(duì)不大于參考閾值的特征值比率SIm的計(jì)數(shù)CN進(jìn)行計(jì)數(shù)。當(dāng)在步驟S222中所獲得的計(jì)數(shù)CN小于預(yù)定值Th a (在該修改中Th a =1)時(shí)(步驟S224中的“是”)，雷達(dá)設(shè)備30向巡航輔助E⑶10輸出適當(dāng)環(huán)境信息，其中該適當(dāng)環(huán)境信息適用于軸校準(zhǔn)，該軸校準(zhǔn)用于觀察自己車(chē)輛的安裝參考軸是否與雷達(dá)設(shè)備30的布置參考軸正確對(duì)準(zhǔn)(步驟S240)。另一方面，當(dāng)在步驟S222中所獲得的計(jì)數(shù)CN不小于預(yù)定值Th a時(shí)(步驟S224中的“否”)，雷達(dá)設(shè)備30向巡航輔助ECU 10輸出不適當(dāng)環(huán)境信息，其中該不適當(dāng)環(huán)境信息不適用于軸校準(zhǔn)(步驟S250)。圖5所示的流程圖中除了步驟S222和S224之外的步驟與圖2所示的信號(hào)分析過(guò)程的流程圖中的步驟相同。簡(jiǎn)明起見(jiàn)，這里省略了對(duì)這些步驟的解釋。順便說(shuō)一下，步驟S224中的過(guò)程檢測(cè)計(jì)數(shù)CN是否小于預(yù)定值Th a。然而，本發(fā)明的概念不受步驟S222的限制。能夠檢測(cè)計(jì)數(shù)CN是否等于預(yù)定值(例如，=0)。也就是說(shuō)，當(dāng)在圖5所示的信號(hào)分析過(guò)程中計(jì)數(shù)CN等于預(yù)定值時(shí)，雷達(dá)設(shè)備30中的信號(hào)處理單元46確定當(dāng)前環(huán)境適用于軸校準(zhǔn)并且生成和向巡航輔助E⑶10輸出適當(dāng)環(huán)境信息(步驟S240)。當(dāng)在圖5所示的信號(hào)分析過(guò)程中計(jì)數(shù)CN不等于預(yù)定值時(shí)，雷達(dá)設(shè)備30中的信號(hào)處理單元46確定當(dāng)前環(huán)境不適用于軸校準(zhǔn)并且生成和向巡航輔助E⑶10輸出不適當(dāng)環(huán)境信息(步驟S250)。順便說(shuō)一下，根據(jù)該示例性實(shí)施例的雷達(dá)設(shè)備使用為用于估計(jì)到達(dá)雷達(dá)波的方位角的方法的MUSIC (多信號(hào)分類(lèi))。本發(fā)明的概念并不局限于此。雷達(dá)設(shè)備30能夠使用ESPRIT (經(jīng)由旋轉(zhuǎn)不變技術(shù)的信號(hào)參數(shù)估計(jì))或Root-MUSIC來(lái)替代使用MUSIC。更進(jìn)一步地,雷達(dá)設(shè)備30能夠使用一元MUSIC、一元ESPRIT和一元Root-MUSIC中的其中一者。也就是說(shuō)，能夠使用另一方法，例如用于計(jì)算相關(guān)矩陣Rxx、計(jì)算相關(guān)矩陣Rss的 特征值、并基于所獲得的特征值、來(lái)估計(jì)雷達(dá)波的到達(dá)方位角的最小范數(shù)方法，其中相關(guān)矩陣Rxx表示接收天線(xiàn)40的天線(xiàn)元件3%至39n中的每個(gè)天線(xiàn)元件中的所接收雷達(dá)波之間的相互關(guān)系。根據(jù)之前描述的該示例性實(shí)施例的雷達(dá)設(shè)備30具有接收系統(tǒng)。該接收系統(tǒng)包括接收天線(xiàn)40、接收開(kāi)關(guān)41、放大器42、混頻器43、濾波器44和A/D轉(zhuǎn)換器45。接收天線(xiàn)40具有N個(gè)天線(xiàn)元件391至3%。然而，本發(fā)明的概念不受該接收系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的限制。接收系統(tǒng)可以不具有接收開(kāi)關(guān)40。在這種情況中，可接受的是，接收系統(tǒng)具有N個(gè)放大器42i至42n、N個(gè)混頻器43:至43n、N個(gè)濾波器44:至44N、和N個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器45:至45N。這N個(gè)放大器42,至42n分別將從天線(xiàn)元件3%至39n供應(yīng)的接收信號(hào)Sr進(jìn)行放大。這N個(gè)混頻器43:至43n分別將局部信號(hào)Ls混合到由放大器42i至42n放大的所接收信號(hào)Sr中并生成拍頻信號(hào)BT0這N個(gè)濾波器41至44n從由每個(gè)混頻器43工至43N生成的拍頻信號(hào)BT中消除不期望的信號(hào)分量。這N個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器45:至45n執(zhí)行對(duì)濾波器44:至44N的輸出的采樣，并將采樣后數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。更進(jìn)一步地，該示例性實(shí)施例公開(kāi)了作為FMCW雷達(dá)設(shè)備的雷達(dá)設(shè)備30。然而，本發(fā)明的概念不受該接收系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的限制。能夠?qū)⒈景l(fā)明的概念應(yīng)用于脈沖雷達(dá)設(shè)備和雙頻雷達(dá)設(shè)備。也就是說(shuō)，根據(jù)該示例性實(shí)施例的校準(zhǔn)系統(tǒng)I能夠執(zhí)行任意雷達(dá)設(shè)備的校準(zhǔn)，如果該雷達(dá)設(shè)備能夠通過(guò)使用上述方法來(lái)估計(jì)雷達(dá)波的到達(dá)方位角的話(huà)。(在示例性實(shí)施例的解釋中所公開(kāi)的單元與在權(quán)利要求中使用的模塊之間的對(duì)應(yīng)性)在信號(hào)分析過(guò)程中的步驟S190和步驟S200中執(zhí)行的功能對(duì)應(yīng)于在權(quán)利要求中使用的特征值計(jì)算模塊。在信號(hào)分析過(guò)程中的步驟S220中執(zhí)行的功能對(duì)應(yīng)于權(quán)利要求中使用的比率計(jì)算模塊。在信號(hào)分析過(guò)程中的步驟S230至步驟S250中執(zhí)行的功能對(duì)應(yīng)于權(quán)利要求中使用的環(huán)境判斷模塊。通過(guò)執(zhí)行模式切換過(guò)程所獲得的功能對(duì)應(yīng)于權(quán)利要求中使用的切換模塊。也就是說(shuō)，權(quán)利要求中使用的切換模塊還對(duì)應(yīng)于例如圖I所示的校準(zhǔn)工具60。在校準(zhǔn)過(guò)程中的步驟S580中執(zhí)行的功能對(duì)應(yīng)于權(quán)利要求中使用的通知模塊。(本發(fā)明的示例性實(shí)施例的其他特征和效果)
在本發(fā)明的示例性實(shí)施例的另一方面的雷達(dá)設(shè)備中，環(huán)境判斷模塊基于將由特征值計(jì)算模塊所計(jì)算的特征值與預(yù)定參考閾值進(jìn)行比較的結(jié)果來(lái)判斷在其中安裝雷達(dá)設(shè)備的當(dāng)前環(huán)境是否適用于該雷達(dá)設(shè)備的校準(zhǔn)。這使得能夠無(wú)疑地高精度地監(jiān)控特征值比率。在作為本發(fā)明示例性實(shí)施例的另一方面的雷達(dá)設(shè)備中，環(huán)境判斷模塊對(duì)滿(mǎn)足預(yù)定條件的特征值比率的數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù)。另外，環(huán)境判斷模塊基于關(guān)于特征值比率的數(shù)量的所計(jì)數(shù)值來(lái)判斷當(dāng)前環(huán)境是否適用于雷達(dá)設(shè)備的校準(zhǔn)。該預(yù)定條件是例如當(dāng)計(jì)算最大特征值與比較特征值的比率的對(duì)數(shù)時(shí)不大于參考值的所計(jì)算特征值比率。參考閾值被預(yù)先確定，而且至少對(duì)應(yīng)于最大特征值與判斷閾值的比率。優(yōu)選地，參考閾值小于最大特征值與判斷閾值的比率。判斷閾值是作為在通過(guò)使用用于估計(jì)到達(dá)雷達(dá)波的到達(dá)方位角的通常估計(jì)方法來(lái)估計(jì)到達(dá)雷達(dá)波的數(shù)量時(shí)所使用的 參考值的預(yù)定閾值。具有上述結(jié)構(gòu)和功能的雷達(dá)設(shè)備能夠?qū)M(mǎn)足預(yù)定條件的特征值比率進(jìn)行計(jì)數(shù)并高精度地監(jiān)控特征值比率。 更進(jìn)一步地，雷達(dá)設(shè)備中的環(huán)境判斷模塊能夠輸出下述各項(xiàng)中的其中一項(xiàng)(a)當(dāng)關(guān)于特征值比率的數(shù)量的所計(jì)數(shù)值等于預(yù)定值或小于一不同預(yù)定值時(shí)當(dāng)前環(huán)境適用于雷達(dá)設(shè)備的校準(zhǔn)；以及(b)當(dāng)所計(jì)數(shù)值不小于預(yù)定值時(shí)當(dāng)前環(huán)境不適用于雷達(dá)設(shè)備的校準(zhǔn)。另外，雷達(dá)設(shè)備中的環(huán)境判斷模塊能夠輸出適當(dāng)環(huán)境信息。當(dāng)特征值比率指示到達(dá)雷達(dá)波的數(shù)量是I時(shí)，該適當(dāng)環(huán)境信息指示當(dāng)前環(huán)境適用于雷達(dá)設(shè)備的校準(zhǔn)。雷達(dá)設(shè)備中的環(huán)境判斷模塊還能夠在特征值比率指示到達(dá)雷達(dá)波的數(shù)量不小于2時(shí)輸出用于指示當(dāng)前環(huán)境不適用于雷達(dá)設(shè)備的校準(zhǔn)的不適當(dāng)環(huán)境信息。因此，具有上述結(jié)構(gòu)的雷達(dá)設(shè)備能夠監(jiān)控用于執(zhí)行雷達(dá)設(shè)備的校準(zhǔn)的環(huán)境的適合度。在作為本發(fā)明示例性實(shí)施例的另一方面的雷達(dá)設(shè)備中，比率計(jì)算模塊將最大特征值與比較特征值的比率的對(duì)數(shù)計(jì)算為特征值比率。環(huán)境判斷模塊在所計(jì)算的不大于預(yù)定參考閾值的特征值比率是零時(shí)確定到達(dá)雷達(dá)波的數(shù)量為I。環(huán)境判斷模塊在所計(jì)算的不大于預(yù)定參考閾值的特征值比率不小于I時(shí)確定到達(dá)雷達(dá)波的數(shù)量不小于2。具有上述結(jié)構(gòu)的雷達(dá)設(shè)備無(wú)疑能夠檢測(cè)到達(dá)雷達(dá)波的數(shù)量是否是I。在根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的另一方面的雷達(dá)設(shè)備中，比率計(jì)算模塊將最大特征值與比較特征值的和的比率的計(jì)算為特征值比率。另外，環(huán)境判斷模塊在所計(jì)算的不大于預(yù)定參考閾值的特征值比率是零時(shí)確定到達(dá)雷達(dá)波的數(shù)量為I。再進(jìn)一步地，環(huán)境判斷模塊在所計(jì)算的不大于預(yù)定參考閾值的特征值比率不小于I時(shí)確定到達(dá)雷達(dá)波的數(shù)量不小于2。具有上述結(jié)構(gòu)的雷達(dá)設(shè)備更無(wú)疑能夠檢測(cè)到達(dá)雷達(dá)波的數(shù)量是否是I。在具有上述結(jié)構(gòu)的雷達(dá)設(shè)備中所使用的參考閾值被預(yù)先確定，而且至少對(duì)應(yīng)于最大特征值與判斷閾值的比率。優(yōu)選地，參考閾值小于最大特征值與判斷閾值的比率。判斷閾值是作為在通過(guò)使用用于估計(jì)到達(dá)雷達(dá)波的到達(dá)方位角的通常估計(jì)方法來(lái)估計(jì)到達(dá)雷達(dá)波的數(shù)量時(shí)所使用的參考值的預(yù)定閾值。雖然已經(jīng)詳細(xì)描述了本發(fā)明的具體實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識(shí)到，根據(jù)本公開(kāi)的整個(gè)教導(dǎo)能夠得到這些細(xì)節(jié)的各種修改和替換。因此，所公開(kāi)的特定布置意味著 僅是說(shuō)明性的且并不用于限制由所附權(quán)利要求及其所有等價(jià)形式所給定的本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種雷達(dá)設(shè)備，包括 發(fā)射天線(xiàn)，用于向著所述雷達(dá)設(shè)備的前方中的物體傳送雷達(dá)波； 包括多個(gè)天線(xiàn)元件的接收天線(xiàn)，每個(gè)所述天線(xiàn)元件用于接收由所述物體所反射的到達(dá)雷達(dá)波；以及 信號(hào)處理單元，用于基于由所述天線(xiàn)元件所接收的到達(dá)雷達(dá)波的信息來(lái)至少估計(jì)到達(dá)方位角和物體距離，并生成包含所述到達(dá)雷達(dá)波的到達(dá)方位角和反射所述雷達(dá)波的每個(gè)物體的所述物體距離的物體信息，所述到達(dá)方位角是由所述天線(xiàn)元件所接收的所述到達(dá)雷達(dá)波的方位角，以及所述物體距離是所述雷達(dá)波與所述物體之間的距離， 其中所述信號(hào)處理單元包括 特征值計(jì)算模塊，用于計(jì)算相關(guān)矩陣并計(jì)算所述相關(guān)矩陣的特征值，其中所述相關(guān)矩陣指示所述接收天線(xiàn)中每對(duì)所述天線(xiàn)元件中的所接收信號(hào)之間的相互關(guān)系； 比率計(jì)算模塊，用于計(jì)算特征值比率，該特征值比率指示由所述特征值計(jì)算模塊所計(jì)算的特征值中的最大特征值與為所述最大特征值之外的特征值的比較特征值之間的比率；以及 環(huán)境判斷模塊，用于基于由所述特征值計(jì)算模塊所計(jì)算的所述特征值比率來(lái)判斷所述雷達(dá)設(shè)備位于其中的當(dāng)前環(huán)境是否適用于所述雷達(dá)設(shè)備的校準(zhǔn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雷達(dá)設(shè)備，其中，所述環(huán)境判斷模塊基于將由所述特征值計(jì)算模塊所計(jì)算的特征值與預(yù)定參考閾值進(jìn)行比較的比較結(jié)果來(lái)判斷當(dāng)前環(huán)境是否適用于所述雷達(dá)設(shè)備的校準(zhǔn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雷達(dá)設(shè)備，其中，所述環(huán)境判斷模塊對(duì)滿(mǎn)足預(yù)定條件的特征值比率的數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù)，而且所述環(huán)境判斷模塊基于關(guān)于所述特征值比率的數(shù)量的所計(jì)數(shù)值來(lái)判斷在其中安裝所述雷達(dá)設(shè)備的所述當(dāng)前環(huán)境是否適用于所述雷達(dá)設(shè)備的校準(zhǔn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雷達(dá)設(shè)備，其中，所述環(huán)境判斷模塊輸出下述各項(xiàng)中的其中一項(xiàng) Ca)當(dāng)關(guān)于所述特征值比率的數(shù)量的所計(jì)數(shù)值等于預(yù)定值或小于一不同預(yù)定值時(shí)，在其中安裝所述雷達(dá)設(shè)備的所述當(dāng)前環(huán)境適用于所述雷達(dá)設(shè)備的校準(zhǔn)；以及 (b)當(dāng)所計(jì)數(shù)值不小于所述預(yù)定值時(shí)，所述當(dāng)前環(huán)境不適用于所述雷達(dá)設(shè)備的校準(zhǔn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雷達(dá)設(shè)備，其中，所述環(huán)境判斷模塊在所述特征值比率指示所述到達(dá)雷達(dá)波的數(shù)量為I時(shí)輸出用于指示在其中安裝所述雷達(dá)設(shè)備的所述當(dāng)前環(huán)境適用于所述雷達(dá)設(shè)備的校準(zhǔn)的適當(dāng)環(huán)境信息，以及 所述環(huán)境判斷模塊在所述特征值比率指示所述到達(dá)雷達(dá)波的數(shù)量不小于2時(shí)輸出用于指示在其中安裝所述雷達(dá)設(shè)備的所述當(dāng)前環(huán)境不適用于所述雷達(dá)設(shè)備的校準(zhǔn)的不適當(dāng)環(huán)境信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的雷達(dá)設(shè)備，其中，所述比率計(jì)算模塊將所述最大特征值與所述比較特征值的比率的對(duì)數(shù)計(jì)算為所述特征值比率， 所述環(huán)境判斷模塊在所計(jì)算的不大于預(yù)定參考閾值的特征值比率是零時(shí)確定所述到達(dá)雷達(dá)波的數(shù)量為1，以及 所述環(huán)境判斷模塊在所計(jì)算的不大于所述預(yù)定參考閾值的特征值比率不小于I時(shí)確定所述到達(dá)雷達(dá)波的數(shù)量不小于2。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的雷達(dá)設(shè)備，其中，所述比率計(jì)算模塊將所述最大特征值與所述比較特征值的和的比率計(jì)算為所述特征值比率，以及 所述環(huán)境判斷模塊在所計(jì)算的不大于預(yù)定參考閾值的特征值比率是零時(shí)確定所述到達(dá)雷達(dá)波的數(shù)量為1，以及 所述環(huán)境判斷模塊在所計(jì)算的不大于所述預(yù)定參考閾值的特征值比率不小于I時(shí)確定所述到達(dá)雷達(dá)波的數(shù)量不小于2。
8.一種用于觀察雷達(dá)設(shè)備所處的環(huán)境的校準(zhǔn)系統(tǒng)，包括 根據(jù)權(quán)利要求I所述的雷達(dá)設(shè)備； 開(kāi)關(guān)模塊，用于在接收到預(yù)定指令時(shí)命令所述雷達(dá)設(shè)備中的所述比率計(jì)算模塊計(jì)算特征值比率并判斷所述雷達(dá)設(shè)備所處的當(dāng)前環(huán)境是否適用于所述雷達(dá)設(shè)備的校準(zhǔn)；以及 通知模塊，用于接收由所述環(huán)境判斷模塊所獲得并傳送自所述雷達(dá)設(shè)備的判斷結(jié)果，而且所述通知模塊將所述判斷結(jié)果提供給外部。
9.一種用于觀察雷達(dá)設(shè)備所處的當(dāng)前環(huán)境是否適用于所述雷達(dá)設(shè)備的校準(zhǔn)的方法，所述雷達(dá)設(shè)備向著所述雷達(dá)設(shè)備前方中的物體傳送雷達(dá)波并接收由物體反射的到達(dá)雷達(dá)波、基于所述到達(dá)雷達(dá)波的信息來(lái)至少估計(jì)到達(dá)方位角和物體距離并生成包含所述到達(dá)雷達(dá)波的到達(dá)方位角和反射所述雷達(dá)波的每個(gè)物體的所述物體距離的物體信息，所述到達(dá)方位角是所述到達(dá)雷達(dá)波的方位角，以及所述物體距離是所述雷達(dá)設(shè)備與所述物體之間的距離，所述方法包括以下步驟 計(jì)算用于指示接收到的所述到達(dá)雷達(dá)波的信號(hào)之間的相互關(guān)系的相關(guān)矩陣并計(jì)算該相關(guān)矩陣的特征值； 計(jì)算用于表示所述特征值中的最大特征值與為所述最大特征值之外的特征值的比較特征值之間的比率的特征值比率；以及 基于所述特征值比率來(lái)判斷所述雷達(dá)設(shè)備所處的當(dāng)前環(huán)境是否適用于所述雷達(dá)設(shè)備的校準(zhǔn)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，在基于所述特征值比率來(lái)判斷所述當(dāng)前環(huán)境是否適用于所述雷達(dá)設(shè)備的校準(zhǔn)的步驟中， 對(duì)滿(mǎn)足預(yù)定條件的所述特征值比率的數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù)，而且選擇下述過(guò)程(a)和(b)中的其中一個(gè)過(guò)程 Ca)當(dāng)關(guān)于所述特征值比率的數(shù)量的所計(jì)數(shù)值等于預(yù)定值或小于一不同預(yù)定值時(shí)，輸出當(dāng)前環(huán)境適用于所述雷達(dá)設(shè)備的校準(zhǔn)；以及 (b)當(dāng)所計(jì)數(shù)值不小于所述預(yù)定值時(shí)，輸出當(dāng)前環(huán)境不適用于所述雷達(dá)設(shè)備的校準(zhǔn)。
全文摘要
在校準(zhǔn)系統(tǒng)的環(huán)境觀察模式中，雷達(dá)設(shè)備執(zhí)行信號(hào)分析過(guò)程以計(jì)算每個(gè)比較特征值的特征值比率。當(dāng)對(duì)應(yīng)于到達(dá)雷達(dá)波的一對(duì)特征值具有強(qiáng)相關(guān)性時(shí)，該特征值比率具有小的值。另一方面，當(dāng)特征值比率被計(jì)算位于特征值與熱噪聲之間時(shí)，特征值比率具有大的值。當(dāng)不存在不大于參考閾值的特征值時(shí)，雷達(dá)設(shè)備指示當(dāng)前環(huán)境適用于雷達(dá)設(shè)備的校準(zhǔn)的通知。另一方面，當(dāng)存在不大于參考閾值的至少一個(gè)特征值時(shí)，雷達(dá)設(shè)備指示當(dāng)前環(huán)境不適用于雷達(dá)設(shè)備的校準(zhǔn)的通知。
文檔編號(hào)G01S13/02GK102788973SQ20121015362
公開(kāi)日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2012年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月17日
發(fā)明者清水耕司, 長(zhǎng)谷川裕 申請(qǐng)人:株式會(huì)社電裝