JP7316467B2 - 車両方位に基づく干渉回避用レーダシステム - Google Patents

Description

本開示は、自動車用途に適合されたレーダシステムに関する。レーダシステムを動作させるための開示されたレーダシステム及び方法がある。

レーダ送受信機は、通常、専用レーダ周波数帯域内のレーダ信号の送受信のために配置されるデバイスである。レーダ送受信機は、車両周囲を監視するための車両に一般的に使用されている。自動走行制御（ＡＣＣ）機能、緊急制動（ＥＢ）機能、先進運転支援システム（ＡＤＡＳ）、及び自律運転（ＡＤ）は、レーダデータが、車両制御の基となる重要な情報源を表す用途のいくつかの例である。

専用の自動車レーダ周波数帯域の多くは、未連携の送信を許容し、これは、２つ以上のレーダ送受信機が同じ周波数帯域で同時に送信し、よって互いに干渉し得ることを意味する。

ＥＰ３２４４２２９は、干渉が周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）レーダシステムに及ぼす一般的な影響、及び干渉レーダ信号を修復する方法を開示している。

これまでに提案された修復方法のしばしば目覚ましい有効性にもかかわらず、干渉を低減するため、及び場合によってはレーダの干渉を回避するより低コストの手段を提供するために、車両レーダシステムにおける更なる改善が必要とされている。

本開示の目的は、未連携のＦＭＣＷ送信に基づく未連携の自動車レーダなどの既知の車両レーダシステムと比較して、干渉が完全に低減又は除去される改善されたレーダシステムを提供することである。

この目的は、車両のレーダシステムによって達成される。レーダシステムは、制御ユニットと、少なくとも１つの自レーダ送受信機を有するレーダ送受信機機構とを備え、少なくとも１つの自レーダ送受信機について、制御ユニットは、車両方位に応じて自レーダ送受信機の現在の方向を決定し、その方向に対応する予約周波数帯域を決定し、予約周波数帯域を含み、かつそれを超えて延在する第１の拡張周波数帯域を決定するように適合されている。制御ユニットは、干渉するレーダ送受信機の存在を検出し、第１の拡張周波数帯域内の自レーダ送受信機の動作中に干渉するレーダ送受信機が検出されない場合に、第１の拡張周波数帯域で自レーダ送受信機を動作させ、そうでなければ、予約周波数帯域で自レーダ送受信機を動作させるように更に適合されている。

このようにして、レーダシステムは、自レーダ送受信機の近くで他のレーダ送受信機によって生成された干渉から保護され得る。第１の周波数帯域内で動作する他のレーダ送受信機が検出されると、自レーダ送受信機が予約周波数帯域にバックオフするため、干渉するレーダ送受信機も保護される。

態様によれば、制御ユニットは、第１の拡張周波数帯域を含み、かつそれを越えて延在する第２の拡張周波数帯域を決定し、第２の拡張周波数帯域内の自レーダ送受信機の動作中に干渉するレーダ送受信機が検出されない場合に、第２の拡張周波数帯域で自レーダ送受信機を動作させ、そうでなければ、第１の拡張周波数帯域又は予約周波数帯域で自レーダ送受信機を動作させるように更に適合されている。

したがって、自レーダ送受信機の動作周波数帯域は、干渉するレーダ送受信機が検出されないときに場合によっては拡張され、第１及び／又は第２の周波数帯域内で動作する自レーダ送受信機が検出されると、自レーダ送受信機は、より小さい周波数帯域にバックオフする。これは、自レーダ送受信機の近くに干渉するレーダ送受信機が存在しない期間中、動作帯域幅が拡張されることを意味する。これは、増加した帯域幅が、例えば、改善された距離分解能をもたらすために有益である。

態様によれば、第１の拡張周波数帯域及び第２の拡張周波数帯域は、現在の方向の反対側の方向に対応する予約周波数帯域を除外する。

したがって、互いに直接面する２つのレーダ送受信機は常に、他のレーダ送受信機が送信しない予約周波数帯域にバックオフすることができる。したがって、レーダ送受信機が互いに直接面するときに生じる、大抵の場合重大である干渉は、本明細書に開示される技術によって回避される。

態様によれば、制御ユニットは、ランダムな結果を生成し、ランダム結果に応じて、第１の拡張周波数帯域及び／又は第２の拡張周波数帯域内のレーダ動作中に干渉するレーダ送受信機の存在を検出するように適合される。

したがって、任意選択で、自レーダ送受信機の近くにある別のレーダ送受信機の存在が決定された場合、自レーダ送受信機は自動的にオフに戻らない。代わりに、自レーダ送受信機は、キャリアセンスマルチアクセス（ＣＳＭＡ）原理に基づいて、通信システムで使用されるランダムバックオフ機構と同様に、所与の確率でバックオフする。これは、自レーダ送受信機及び干渉するレーダ送受信機の両方が、必ずしも、拡張周波数帯域動作モードからオフに戻る必要がないことを意味し、有益である。

態様によれば、自レーダ送受信機は、干渉するレーダ送受信機と同じ周波数及び時刻でのレーダ送信を回避するように構成される。制御ユニットは、自レーダ送受信機の受信レーダ信号内の干渉レベルに応じて、第１の拡張周波数帯域及び／又は第２の拡張周波数帯域内の干渉するレーダ送受信機の存在を検出するように適合されている。いくつかのレーダ送受信機は、進行中のレーダ感知動作の存在を検出し、他のレーダ送信が終了するまで、送信を停止することができる。

態様によれば、予約周波数帯域は、方向に対応する中心周波数と、事前に構成された予約帯域幅とに基づいて決定される。

予約周波数帯域を定義するこの方法は、方向を決定することと、例えば、ルックアップテーブルを調べること、又は単純な方向関数を評価することのみを必要とするため、実行が簡単である。

態様によれば、制御ユニットは、自レーダ送受信機の受信レーダ信号を監視することによって、干渉するレーダ送受信機の存在を検出するように適合されている。

この干渉するレーダ送受信機の存在を検出する方法は堅牢であり、干渉するレーダ送受信機の変調及び他の特性と無関係である。例えば、自レーダ送受信機の受信レーダ信号は、受信レーダ信号の連続する時間領域サンプル間のノイズフロア又は差に関して監視され得る。

態様によれば、制御ユニットは、受信レーダ信号の信号修復を実行する、及び／又はレーダ送受信機の傾斜偏波方向を有するように適合されている。これは、干渉の影響を低減し、有益である。

態様によれば、制御ユニットは、全地球衛星測位システム（ＧＮＳＳ）データ、及び／又はレーダシステムに含まれる電子コンパスによって、現在の方向を決定するように適合されている。したがって、現在の方向の決定は、低コストだが堅牢な方法で実行することができ、有益である。

一般に、特許請求の範囲で使用される全ての用語は、本明細書において別途明確に定義されない限り、技術分野における通常の意味に従って解釈されるべきである。「要素、装置、構成要素、手段、ステップ」などへの全ての言及は、特に明記しない限り、要素、装置、構成要素、手段、ステップなどのうちの少なくとも１つの実例を指すように、公然と解釈されるべきである。

本明細書で開示されるいずれの方法のステップも、明示的に述べられない限り、開示された正確な順序で実行される必要はない。添付の請求項及び以下の説明を検討すると、本開示の更なる特徴及び利点が明らかになるであろう。当業者は、本開示の異なる特徴を組み合わせて、本開示の範囲から逸脱することなく、以下に記載される実施形態以外の実施形態を作成することができることを認識する。

本開示は、添付の図面を参照してより詳細に説明される。
交通シナリオの概略図である。 車両の概略上面図である。 基本方向のうち一方向に向いた車両の概略上面図である。 交通シナリオの概略図である。 交通シナリオの概略図である。 交通シナリオの概略図である。 制御ユニットの概略図である。 例示的なコンピュータプログラム製品を示す図である。 方法を示すフローチャートである。

本開示の態様は、添付の図面を参照して以下により十分に説明される。しかしながら、本明細書に開示される異なるデバイス及び方法は、多くの異なる形態で実現することができ、本明細書に記載の態様に限定されるものとして解釈されるべきではない。図面中の同様の番号は、全体を通して同様の要素を指す。

本明細書で使用される用語は、本開示の態様のみを説明するためのものであり、本開示を限定することを意図するものではない。本明細書で使用するとき、単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、文脈がそうでないことを明確に示さない限り、複数形も含むことが意図される。

図１は、車両１１０、１２０、１３０、１４０が、道路１０１上を移動する交通シナリオ１００を示す。各車両は、共通周波数帯域において未連携に送信する１つ以上のレーダ送受信機を備え、これは、レーダが互いに干渉し得ることを意味する。

図１において、車両１２０及び車両１３０の前方レーダ送受信機は、互いに干渉を生成する可能性があり、並びに車両１１０及び車両１４０の前方レーダ送受信機も干渉を生成する可能性がある。車両１２０はまた、例えば、車両１１０の前方レーダ送受信機に干渉し得る後方向き角レーダ送受信機を備える。例えば、車両１１０と１４０との間で生成される「正面」干渉のタイプは、干渉が送信側及び受信側の両方での高アンテナゲインに関連する方向に沿っているため、通常重大である。ある角度をもってレーダ送受信機間で発生する干渉は、通常さほど重大ではない。

図２に示すように、方位Ｈに関連付けられた自車両２００が存在する。車両２００は、レーダ送受信機機構２０２と制御ユニット２０３とを含むレーダシステム２０１を備える。レーダ送受信機機構２０２は、照準方向Ｄに関連付けられた少なくとも１つの自レーダ送受信機２０４を備える。

制御ユニット２０３は、車両方位Ｈに応じて自レーダ送受信機２０４の方向Ｄを決定するように適合されている。車両方位Ｈ、よって方向Ｄは、例えば、全地球衛星測位システム（ＧＮＳＳ）及び／又は車載電子コンパスによって決定され得る。

レーダ送受信機機構２０２は、例えば７６～８１ＧＨｚの周波数帯域などの特定の総レーダ周波数帯域Ｂ内で動作するように適合されている。この帯域は更に７６～７７ＧＨｚの部分及び７７～８１ＧＨｚの部分に分割されてもよく、これらの部分は、例えば、等価等方放射電力（ＥＩＲＰ）に関して、送信電力上の異なる限界に関連付けられ得る。レーダ送受信機機構２０２は、１つ以上のレーダ送受信機２０４を備え得る。

以下では、レーダ送受信機機構２０２は、照準方向Ｄを有する、すなわち車両２００の方位Ｈと位置合わせされた、自レーダ送受信機２０４を含むと仮定される。しかしながら、本技術は、車両方位Ｈに対して９０度オフセットされた照準方向を有する側方向きレーダ、又は車両方位Ｈの反対側の照準方向を有する後方向きレーダなどの、任意のタイプの車両レーダに適用可能であることが理解される。

したがって、車両上に固定的に配置されたレーダ送受信機は、車両方位に応じて決定することができる方向と関連付けられる。レーダ送受信機の方向、すなわち、その照準方向は、車両方位と共に変化する。したがって、車両が北に向いている場合、前方レーダも北に向いているが、車両上の後方向きレーダの方向は南を向いている。

異なる車両のレーダ送受信機間の干渉を回避するために、方向Ｄに応じて、自レーダ送受信機と関連付けられた動作の周波数帯域を調整することが本明細書で提案される。予約周波数帯域Ｂ０は、その方向に対応する中心周波数ｆ_ｃ、及び予め構成された予約帯域幅に基づいて決定される。予約帯域幅は、例えば、約１ＧＨｚであり得る。したがって、レーダ送受信機の方向は、それぞれの中心周波数に関連付けられている。このように、互いに向かい合う２つの前方レーダ送受信機は、反対方向に向けられているため、異なる予約周波数帯域を使用し、それによって上述の正面干渉を回避するように保証することができる。

しかしながら、自レーダ送受信機の近くに他のレーダ送受信機がない限り、自レーダ送受信機は、レーダ送受信機の方向に対応する予約周波数帯域を含むが、それを越えて延在する拡張周波数帯域で動作することが許可される。干渉するレーダ送受信機が検出されると、動作の周波数帯域を低減して、少なくとも正面干渉が存在しない予約周波数帯域に戻すことができる。

図３も参照すると、一般的な場合において、制御ユニット２０３は、磁北Ｎなどの固定基準方向に対して本車両の方位（したがって、自レーダの方向Ｄも）を定義するように適合されている。車両方位が固定基準方向Ｎに対して変化すると、予約周波数帯域Ｂ０についての中心周波数ｆ_ｃもそれに応じて変化する。これは、３６０度の全回転にわたって固定方向Ｎに対する異なる角度に対して、特定の異なる中心周波数ｆ_ｃがあることを意味する。

いくつかの態様によれば、中心周波数ｆ_ｃは、方向Ｄの線形関数として与えられる。したがって、例えば、磁北に対するゼロ度の方向は、７６．５ＧＨｚの中心周波数に対応し、次いで磁北に対する１８０度の方向では７８．５ＧＨｚの中心周波数まで線形に増加し、次いで磁北に対する３６０度の方向まで続き得る。

他の態様によれば、中心周波数ｆ_ｃは、方向Ｄ、Ｄ_Ａの区分的定関数として与えられる。この場合、中心周波数は、方向の範囲にわたって一定であり、次いで方向が方向の範囲外となる場合、別の一定値に変化する。中心周波数の急速な変動を回避するために、いくつかのヒステリシスを保証することができる。

いくつかの更なる態様によれば、中心周波数ｆ_ｃは、３６０度の全回転にわたって、総レーダ周波数帯域Ｂを通過するように適合されている。いくつかの態様によれば、中心周波数ｆ_ｃは、３６０度の全回転が方向間隔に分割されて段階的に変化するように適合され、全回転間隔０度～３６０度が区分に分割され、特定の中心周波数ｆ_ｃに特定の方向間隔が割り当てられる。方向間隔は、好ましくは比較的小さく、典型的には１度～５度である。

図４Ａに示される例では、図３を引き続き参照すると、ここでは第１の車両２００とも呼ばれる自車両は、北方向Ｎに移動中であり、自レーダ送受信機２０４は、車両方位と位置合わせされた方向Ｄ_Ａに向けられる。この方向は、予約帯域Ｂ０_Ａの中心周波数ｆ_ｃＡに対応する。

現在割り当てられている総レーダ周波数帯域Ｂ内の周波数帯域は、図４Ａ及び以下の図４Ｂでも対角線でマークされている。

ここで、第１の時刻Ｔ１において、自レーダ送受信機２０４には、第２の拡張周波数帯域Ｂ２_Ａが割り当てられる。

第２の車両４００上に配置された干渉するレーダ送受信機４０１は、第１の車両２００に接近しつつあり、南方向Ｓに移動中である。干渉するレーダ送受信機４０１は、車両方位と位置合わせされた照準方向Ｄ_Ｂを有する。この方向は、図４Ａに示されるように、予約帯域Ｂ０_Ｂの中心周波数ｆ_ｃＢに対応する。第１の時刻Ｔ１では、第２のレーダ送受信機４０１には、中心周波数ｆ_ｃＢを含む第２の拡張周波数帯域Ｂ２_Ｂが割り当てられる。

第１の時刻Ｔ１では、第１のレーダ送受信機２０４及び第２のレーダ送受信機４０１に対して共通である第１の拡張周波数帯域Ｂ２_Ａ、Ｂ２_Ｂの一部が存在する。本明細書に開示される方法によって干渉するレーダ送受信機が検出されない限り、本周波数割り当ては維持される。

第１の時間のＴ１に続く第２の時間のＴ２では、干渉するレーダ送受信機が、レーダ送受信機２０４、４０１の両方によって検出され、したがって、周波数割り当てが変更される。特に、両方のレーダ送受信機は、それぞれの第１の拡張周波数帯域Ｂ１_Ａ、Ｂ１_Ｂにバックオフされている。これらの第１の拡張周波数帯域は、もはや重複しておらず、これは、２つのレーダ送受信機２０１、４０１がもはや検出可能ではない、すなわち、レーダ送受信機２０１がレーダ送受信機４０１を見ることができず、逆もまた同様であることを意味する。したがって、２つのレーダ送受信機は、第１の拡張周波数帯域の動作を維持する。

このようにして、２つの車両間の更なる通信なしに干渉を軽減することができる。

図４Ｂを参照すると、レーダ送受信機４０３を備える干渉する第３の車両４０２は、西方向Ｗに移動中である第１の車両２００に接近しつつある。第３の車両４０２上のレーダ送受信機４０３は、予約帯域中心周波数ｆ_ｃＣに対応する方向Ｄ_Ｃに向いている。

第３の時刻Ｔ３では、レーダ送受信機４０３に、第１の拡張周波数帯域Ｂ１_Ｃが割り当てられる。第１の拡張周波数帯域Ｂ１_Ｃは、第１の拡張周波数帯域Ｂ１_Ａ及び第１の拡張周波数帯域Ｂ１_Ｂの両方と重複する。干渉するレーダ送受信機が制御ユニットのいずれによっても検出されない限り、この周波数割り当てが維持される。

第３の瞬間Ｔ３に続く第４の時刻Ｔ４では、干渉するレーダ送受信機が全ての制御ユニットによって検出される。車両２００及び４０２のレーダ送受信機は、予約周波数帯域Ｂ０_Ａ、Ｂ０_Ｃまで全てバックオフされる一方、レーダ送受信機４０１は第１の拡張周波数帯域Ｂ１_Ｂにバックオフされており、干渉するレーダ送受信機が検出されない。ここで、干渉を引き起こす可能性がある重複する周波数帯域は存在しない。

上記の例は、第１のレーダ送受信機２０４及び第２のレーダ送受信機４０１の周波数帯域割り当てが第２の時刻Ｔ２でどのように変更されるか、及び第２のレーダ送受信機４０１が周波数帯域割り当てを維持している間、第１のレーダ送受信機２０４及び第３のレーダ送受信機４０３の周波数帯域割り当てが第４の時間Ｔ４でどのように変更されるかを示している。これは、関与する全ての車両に対して、また関与する一部の車両のみに対して周波数帯域割り当ての適合が、静的規則により、車両間の通信なしでどのように実行され得るかについての例である。

例えば、第１のレーダ送受信機２０４のみが第２の時刻Ｔ２で周波数帯域割り当てを適合させる一方、第２のレーダ送受信機４０１は副帯域割り当てを維持することが考えられる。車両は、当然のことながら、他の周波数帯域割り当てを伴う状況に至る可能性がある。現在使用されている周波数帯域割り当ては、以前の事象に依存する。

図５の別の例では、車両２００が北に移動中であり、方向Ｄ_Ａ（北）に向けられた自レーダ送受信機２０４を備える。別の車両５００が、方向Ｄ_Ｂ（南）に向けられたレーダ送受信機５０１と共に南に移動している。この車両５００は、本明細書に開示される干渉軽減方法のいずれも実行しない従来車両である。第１の時刻Ｔ１では、自レーダ送受信機２０４は、第１の拡張周波数帯域Ｂ１_Ａを割り当てられるが、従来の動作レーダ５０１は、第１の拡張周波数帯域Ｂ１_Ａと重複する固定帯域Ｂ_Ｆを使用する。自レーダ送受信機２０４は、第１の拡張周波数帯域Ｂ１_Ａで動作している間に干渉するレーダ送受信機の存在を検出し、自レーダ送受信機による予約周波数帯域Ｂ０_Ａへのバックオフを促す。

したがって、従来のレーダへ及び従来のレーダからの干渉を低減することができる。

いくつかの態様によれば、予約周波数帯域Ｂ０_Ａ、Ｂ０_Ｂ、Ｂ０_Ｃは、任意の更なる周波数帯域の低減を受けることを意図するものではなく、更なる適合を行わない基本周波数帯域割り当てを表す。

しかしながら、初期帯域が干渉される場合、拡張帯域の非干渉部分が使用され得る。例示的な図４Ａ及び図４Ｂでは、総レーダ周波数帯域Ｂは、北、東、南、及び西の各基本方向に対して１つずつの計４つの予約周波数帯域を含むことができ、いくつかの更なる態様によると、各帯域は、例えば、総レーダ周波数帯域Ｂが４ＧＨｚの帯域幅を有する場合に１ＧＨｚの帯域幅を有する。

総レーダ周波数帯域Ｂは、当然のことながら、より多くの予約周波数帯域に分割され得る。このようにして、３６０度の全回転について、総レーダ周波数帯域Ｂの全てが使用される。上述のように、基本方向以外の固定方向を使用することができる。

記載した例では、総レーダ周波数帯域Ｂは、本開示を説明する目的で、８個のブロックに分割されている。いくつかの態様によれば、総レーダ周波数帯域Ｂは、周波数ラスタが取得されるように、いくつかの均等な周波数副帯域に分割され、例えば、５０×１００ＭＨｚである。周波数再割り当てが実行されると、任意の開始及び停止周波数を定義するのではなく、どの周波数副帯域を使用すべきかが選択される。

いくつかの態様によれば、総レーダ周波数帯域Ｂの上端部及び下端部は、道路が正確に北を向いている場合を除いて、大抵の場合占有されていない。

図４Ａ及び４Ｂの例では、第１の拡張周波数帯域Ｂ１Ａ、Ｂ１Ｂ、Ｂ１Ｃは、等しい帯域幅であることが示され、第２の拡張周波数帯域Ｂ２Ａ、Ｂ２Ｂもまた、等しい帯域幅であることが示されている。これは当然のことながら必要ではなく、本開示は、決定された干渉を考慮して帯域幅を増減させることに関し、特定の帯域幅を有し、かつ上述のように基本周波数帯域を表す予約周波数帯域が存在する。

１つの前方レーダ送受信機２０４を含むレーダ送受信機機構２０２について、上記のことが説明されている。いくつかの態様によれば、本開示は、２つ以上のレーダ送受信機を含むレーダ送受信機機構２０２に適用することができる。この場合、予約周波数帯域割り当ては、各レーダ送受信機が上述のように照準方向を有する場所に依存する。例えば、第１のレーダシステム２０１のレーダ送受信機機構２０２の後方向きレーダ送受信機は、第２の車両４００内の第２のレーダ送受信機４０１と同じ予約周波数帯域割り当てを有することができ、第２のレーダ送受信機４０１は、第２の方向Ｄ_Ｂに対応する照準方向を有する。

干渉が存在する場合、この干渉は、従来の干渉除去及び信号修復方法、例えば、ＥＰ３２４４２２９に記載されている修復方法によって軽減され得る。例えば、傾斜偏波、スケジューリング、及びＣＤＭＡ（コード分割多重アクセス）技術のうちの少なくとも１つも、干渉を打ち消すために使用することができる。互いに面する４５度の傾斜アンテナ偏光を有する２つの前方レーダは、相互に直交する偏波を有する。従来の干渉除去及び信号修復方法が他のレーダセンサの初期帯域内の干渉を軽減するのに十分である限り、大きな周波数帯域が使用される。

干渉はまた、本開示に従って装備されていない他の車両によって引き起こされる可能性があり、次いで、干渉は、従来の干渉除去方法、例えば、ＥＰ３２４４２２９に記載の修復方法によって軽減され得る。

要約すると、車両２００のためのレーダシステム２０１が本明細書に開示されている。システムは、制御ユニット２０３と、少なくとも１つの自レーダ送受信機２０４を有するレーダ送受信機機構２０２とを備え、少なくとも１つの自レーダ送受信機２０４について、制御ユニット２０３は、車両２００の方位に応じて、自レーダ送受信機２０４の現在の方向Ｄ、Ｄ_Ａを決定するように適合されている。制御ユニットはまた、現在の方向Ｄ、Ｄ_Ａに対応する予約周波数帯域Ｂ０を決定し、予約周波数帯域Ｂ０を含み、かつそれを超えて延在する第１の拡張周波数帯域Ｂ１を決定するように適合されている。

予約周波数帯域は、方向Ｄと反対の方向に面する、すなわち、自レーダ送受信機２０４の照準方向と反対の照準方向を有する、別のレーダ送受信機によって干渉されることなく使用され得る周波数帯域を表す。

第１の拡張周波数帯域は、例えば、予約周波数帯域内でのみ動作するときと比較してレーダシステム２０１の距離分解能を改善するために、より大きな帯域幅でレーダ送受信機を動作させることを可能にする。しかしながら、拡張周波数帯域で動作するときに、重度の干渉のリスクが大きい。

制御ユニット２０３は、干渉するレーダ送受信機４０１、４０２の存在を検出し、第１の拡張周波数帯域Ｂ１内の自レーダ送受信機２０４の動作中に干渉するレーダ送受信機が検出されない場合に、第１の拡張周波数帯域Ｂ１で自レーダ送受信機２０４を動作させ、そうでなければ、予約周波数帯域Ｂ０で自レーダ送受信機２０４を動作させるように更に適合されている。

したがって、干渉するレーダ送受信機が検出されると、自レーダ送受信機の動作は、拡張周波数帯域から予約周波数帯域にバックオフされる。以下でより詳細に論じられるように、干渉するレーダ送受信機の検出は、ランダムバックオフ機構の動作と同様のランダムな結果の生成など、追加の機構上で任意選択的に調整され得る。検出はまた、干渉するレーダ送受信機として同じ周波数及び時刻でのレーダ送信を回避する自レーダ送受信機の能力についても調整され得る。

いくつかの態様によれば、制御ユニット２０３は、自レーダ送受信機２０４の受信レーダ信号を監視することによって、干渉するレーダ送受信機４０１、４０２の存在を検出するように適合されている。

いくつかのそのような態様によれば、制御ユニット２０３は、受信信号と関連付けられたノイズフロアレベルを測定することによって、干渉するレーダ送受信機４０１、４０２の存在を検出するように適合されている。

他のそのような態様によれば、制御ユニット２０３は、受信レーダ信号の連続する時間領域サンプル間の差に基づいて、干渉するレーダ送受信機４０１、４０２の存在を検出するように適合されている。

態様によれば、制御ユニット２０３は、第１の拡張周波数帯域Ｂ１を含み、かつそれを越えて延在する第２の拡張周波数帯域Ｂ２を決定し、第２の拡張周波数帯域Ｂ２内の自レーダ送受信機２０４の動作中に干渉するレーダ送受信機が検出されない場合に、第２の拡張周波数帯域Ｂ２で自レーダ送受信機２０４を動作させ、そうでなければ、第１の拡張周波数帯域Ｂ１又は予約周波数帯域Ｂ０で自レーダ送受信機２０４を動作させるように更に適合されている。

レーダシステムは、任意選択的に、第１の拡張周波数帯域と第２の拡張周波数帯域との間の帯域幅で動作し、予約周波数帯域まで段階的にバックオフすることが許可され得る。当然ながら、３つ以上のレベルの拡張周波数帯域が想定され得る。次いで、干渉するレーダ送受信機が検出されなくなるまで干渉するレーダ送受信機が検出される限り、自レーダ送受信機は、より大きな帯域幅チャネルで動作することが可能であり、次いで、このチャネルは連続的に予約チャネルまで低減される。

態様によれば、第１の拡張周波数帯域Ｂ１及び第２の拡張周波数帯域Ｂ２は、現在の方向Ｄ、Ｄ_Ａの反対側の方向Ｄ_Ｂに対応する予約周波数帯域を除外する。これは、これらのレーダ送受信機が拡張周波数帯域で動作している場合でも、予約周波数帯域内でのみ動作するレーダ送受信機が、レーダ送受信機の方向とは反対の方向に面するレーダ送受信機からの重大なレベルの干渉を受けないことを意味する。このことを、図４Ａ及び４Ｂに関連して上述した。

干渉するレーダ送受信機の両方がそれぞれの予約周波数帯域にバックオフすることはおそらく不要である。ほとんどの場合、レーダ送受信機のうちの１つが予約周波数帯域へのバックオフを実行している間、他のレーダ送受信機が拡張周波数帯域内の動作を維持することで十分であり得る。システム全体をより効率的にするための可能な解決策は、キャリアセンスマルチアクセス（ＣＳＭＡ）に基づいて多くの通信システムで実装されるランダムバックオフ機構と同様の機構を実装することである。

これらのシステムでは、送受信機は、別のレーダ送受信機の存在を感知すると、ランダムな結果を生成し、すなわち、ランダム変数を実現し、ランダムな結果に応じてバックオフを実行する。例えば、ランダムな値が生成され得、ランダムな値が何らかの閾値を超える場合、バックオフのみが実行され得る。したがって、バックオフは、何らかの確率でしか実行されない。

言い換えれば、態様によれば、制御ユニット２０３は、ランダムな結果を生成し、ランダム結果に応じて、第１の拡張周波数帯域Ｂ１及び／又は第２の拡張周波数帯域Ｂ２内のレーダ動作中に干渉するレーダ送受信機４０１、４０２の存在を検出するように適合される。

ＦＭＣＷシステムの場合、干渉は、２つ以上のレーダ信号が一定期間にわたって、具体的には、互いの中間周波数（ＩＦ）受信帯域幅内で、周波数が互いに近接する、又は周波数が互いに交差するときに生じる。正味の影響は、時間領域信号、すなわち、受信無線周波数信号の周波数ダウンコンバート後に得られた生データ又はデジタルサンプリングされた信号が、所望のレーダ反響信号と比較して高くなり得る干渉のバーストを経ることである。短時間ウィンドウ内に複数の干渉バーストが存在し得る。

２つのＦＭＣＷレーダ送信機の場合、別の進行中のチャープの存在を検出し、他のチャープが送信されたチャープを横切るときに、自レーダ送受信機によるレーダ送信を中止することが可能である。このようにして、他方のレーダ送受信機が干渉から保護される。自レーダ送受信機がこの能力を有する場合、干渉するレーダ送受信機は、エンドレーダ送受信機が拡張周波数の動作帯域からバックオフする必要なく保護される。干渉するレーダ送受信機が自レーダ送受信機に対して多すぎる干渉を生成する場合にのみ、第１の拡張周波数帯域又は予約周波数帯域へのバッキングオフが必要とされる。

態様によれば、自レーダ送受信機２０４は、干渉するレーダ送受信機４０１、４０２と同じ周波数及び時刻でのレーダ送信を回避するように構成され、制御ユニット２０３は、自レーダ送受信機の受信レーダ信号内の干渉レベルに応じて、第１の拡張周波数帯域Ｂ１及び／又は第２の拡張周波数帯域Ｂ２で干渉するレーダ送受信機４０１、４０２の存在を検出するように適合されている。例えば、このタイプの動作は、周波数Ｆ（ｔ）（ＦＭＣＷチャープ信号など）でレーダ信号を送信することと、干渉に関して周波数Ｆ（ｔ）に隣接する周波数を監視しながら反射レーダ信号を受信することとを含む方法によって達成することができる。隣接周波数で干渉が検出される場合、レーダ送信はクロスオーバー期間の間、停止される。クロスオーバー期間は、干渉信号が中間周波数（ＩＦ）帯域幅内に現れる前に干渉信号を観察することによって推定され得る、又は干渉信号がＩＦ帯域幅を横断するときに干渉信号を監視することによって決定され得る。このように、レーダ送受信機及び干渉するレーダ送受信機の両方への干渉が回避され、これは有益である。この方法は、従来のレーダ送信機からの干渉を軽減するため、また、従来のレーダ送受信機が受ける干渉を軽減するために使用することができる。

態様によれば、制御ユニット２０３は、受信レーダ信号の信号修復を実行する、及び／又はレーダ送受信機２０４の傾斜偏波方向を有するように適合されている。信号修復方法及び傾斜偏波方向の両方が既知であるため、本明細書ではより詳細に説明しない。

いくつかの態様によれば、制御ユニット２０３は、コンパスデバイス２１１によって取得されたコンパスデータ及び／又は任意の好適な種類の全地球衛星測位システム（ＧＮＳＳ）デバイス２１２によって、自車両の配向及び方位を追跡するように適合されている。いくつかの態様によれば、制御ユニット２０３は、任意の好適な種類のＧＮＳＳデバイスから取得されたマップデータによって、自車両の配向を追跡するように適合されている。マップデータを使用して、自車両の配向を決定するために使用される道路主要延長を決定することができる。

図６は、一実施形態による、電子制御ユニット２０３の構成要素を、いくつかの機能ユニットの観点から概略的に示す。処理回路６１０は、コンピュータプログラム製品に記憶されたソフトウェア命令を、例えば、記憶媒体６３０の形態で実行することができる好適な中央処理装置（ＣＰＵ）、マルチプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、専用ハードウェアアクセラレータなどのうちの１つ以上の任意の組み合わせを使用して提供される。処理回路６１０は、少なくとも１つの特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、又はフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）として更に提供されてもよい。

特に、処理回路６１０は、制御ユニット２０３に、一連の動作又はステップを実行させるように構成されている。これらの動作又はステップは、様々なレーダ送受信機及び方法に関連して上述した。例えば、記憶媒体１０３０は一連の動作を記憶することができ、処理回路６１０は、記憶媒体６３０から一連の動作を検索して制御ユニット２０３に一連の動作を実行させるように構成することができる。動作のセットは、実行可能命令のセットとして提供されてもよい。したがって、処理回路６１０は、本明細書に開示される方法及び動作を実行するように構成される。

記憶媒体６３０はまた、例えば、磁気メモリ、光学メモリ、固体メモリ、若しくは遠隔搭載メモリのいずれか１つ又はその組み合わせであり得る永続的ストレージを備え得る。

制御ユニット２０３は、少なくとも１つの他のユニットと通信するための通信インターフェース６２０を更に備えてもよい。したがって、レーダインターフェース６２０は、アナログ及びデジタル構成要素、並びに有線又は無線通信のための好適な数のポートを備える、１つ以上の送信機及び受信機を備えてもよい。

処理回路６１０は、例えばデータ及び制御信号を外部ユニット及び記憶媒体６３０に送信することによって、外部ユニットからデータ及びレポートを受信することによって、並びに記憶媒体６３０からデータ及び命令を取り出すことによって、制御ユニット２０３の一般的な動作を制御する。本明細書で提示される概念を不明瞭にしないために、制御ユニット２０３の他の構成要素、並びに関連する機能は省略されている。

図７は、本明細書に開示される方法のうちのいずれかを実行するために、コンピュータ可読媒体６３０に配置されたコンピュータ実行可能命令６２０を含むコンピュータプログラム製品６１０を示す。

図８を参照すると、本開示はまた、少なくとも１つの自レーダ送受信機２０４を有するレーダ送受信機機構２０２を備えるレーダシステム２０１内の制御ユニット２０３によって実行される方法に関する。本方法は、以下を含む。
自レーダ送受信機２０４の現在の方向Ｄ、Ｄ_Ａを決定することＳ１００と、
現在の方向Ｄ、Ｄ_Ａに対応する予約周波数帯域Ｂ０を決定することＳ２００と、
予約周波数帯域Ｂ０を含み、それを超えて延在する第１の拡張周波数帯域Ｂ１を決定することＳ３００と、
第１の拡張周波数帯域内の干渉するレーダ送受信機４０１、４０２の存在を検出することＳ４００と、
干渉するレーダ送受信機が第１の拡張周波数帯域で検出されない場合に、第１の拡張周波数帯域Ｂ１内の自レーダ送受信機２０４を動作させることＳ５００と、
予約周波数帯域Ｂ０内の自レーダ送受信機２０４を動作させることＳ６００と、を含む。

本明細書に開示されるレーダシステム、レーダ送受信機、及び制御ユニットの他の特徴及び能力も、対応する方法として開示されている。したがって、本明細書では、上述の動作のいずれかを実行するように構成されたレーダシステム、レーダ送受信機、及び制御ユニットも開示される。

例えば、本明細書に開示される方法はまた、任意選択的に、第１の拡張周波数帯域Ｂ１を含み、かつそれを越えて延在する第２の拡張周波数帯域Ｂ２を上述するように決定することＳ７００、及び第２の拡張周波数帯域Ｂ２内の自レーダ送受信機の動作中に干渉するレーダ送受信機が検出されない場合に、第２の拡張周波数帯域Ｂ２で自レーダ送受信機２０４を動作させ、そうでなければ、第１の拡張周波数帯域Ｂ１又は予約周波数帯域Ｂ０で自レーダ送受信機２０４を動作させることを含む。

Claims (15)

1. 制御ユニット（２０３）と少なくとも１つの自レーダ送受信機（２０４）を有するレーダ送受信機機構（２０２）とを備える、車両（２００）用のレーダシステム（２０１）であって、前記少なくとも１つの自レーダ送受信機（２０４）について、前記制御ユニット（２０３）が、
   車両方位（Ｈ）に応じて、前記自レーダ送受信機（２０４）の現在の方向を決定し（Ｄ、Ｄ_Ａ）、
   前記方向（Ｄ、Ｄ_Ａ）に対応する予約周波数帯域（Ｂ０）を決定し、
   前記予約周波数帯域（Ｂ０）を含み、かつそれを超えて延在する第１の拡張周波数帯域（Ｂ１）を決定する、ように適合されており、
   前記制御ユニット（２０３）が、
   干渉するレーダ送受信機（４０１、４０２）の存在を検出し、前記第１の拡張周波数帯域（Ｂ１）内の前記自レーダ送受信機（２０４）の動作中に干渉するレーダ送受信機が検出されない場合に、前記第１の拡張周波数帯域（Ｂ１）で前記自レーダ送受信機（２０４）を動作させ、そうでなければ、前記予約周波数帯域（Ｂ０）で前記自レーダ送受信機（２０４）を動作させるように更に適合されている、レーダシステム（２０１）。
2. 前記制御ユニット（２０３）が、
   前記第１の拡張周波数帯域（Ｂ１）を含み、かつそれを越えて延在する第２の拡張周波数帯域（Ｂ２）を決定し、前記第２の拡張周波数帯域（Ｂ２）内の前記自レーダ送受信機（２０４）の動作中に干渉するレーダ送受信機が検出されない場合に、前記第２の拡張周波数帯域（Ｂ２）で前記自レーダ送受信機（２０４）を動作させ、そうでなければ、前記第１の拡張周波数帯域（Ｂ１）又は前記予約周波数帯域（Ｂ０）で前記自レーダ送受信機（２０４）を動作させるように更に適合されている、請求項１に記載のレーダシステム（２１０）。
3. 前記第１の拡張周波数帯域（Ｂ１）及び前記第２の拡張周波数帯域（Ｂ２）が、現在の方向（Ｄ、Ｄ_Ａ）の反対側の方向（Ｄ_Ｂ）に対応する予約周波数帯域を除外する、請求項２に記載のレーダシステム（２１０）。
4. 前記制御ユニット（２０３）が、ランダムな結果を生成し、前記ランダム結果に応じて、前記第１の拡張周波数帯域（Ｂ１）及び／又は前記第２の拡張周波数帯域（Ｂ２）内のレーダ動作中に前記干渉するレーダ送受信機（４０１、４０２）の存在を検出するように適合されている、請求項１～３のいずれか一項に記載のレーダシステム（２１０）。
5. 前記自レーダ送受信機（２０４）が、前記干渉するレーダ送受信機（４０１、４０２）と同じ周波数及び時刻でのレーダ送信を回避するように構成されており、前記制御ユニット（２０３）が、前記自レーダ送受信機の受信レーダ信号内の干渉レベルに応じて、前記第１の拡張周波数帯域（Ｂ１）及び／又は前記第２の拡張周波数帯域（Ｂ２）内の前記干渉するレーダ送受信機（４０１、４０２）の存在を検出するように適合されている、請求項１～４のいずれか一項に記載のレーダシステム（２１０）。
6. 前記予約周波数帯域（Ｂ０）が、前記方向（Ｄ、Ｄ_Ａ）に対応する中心周波数（ｆ_ｃ）と、事前に構成された予約帯域幅とに基づいて決定される、請求項１～５のいずれか一項に記載のレーダシステム（２１０）。
7. 前記中心周波数（ｆ_ｃ）が、前記方向（Ｄ、Ｄ_Ａ）の線形関数として与えられる、請求項６に記載のレーダシステム（２１０）。
8. 前記中心周波数（ｆ_ｃ）が、前記方向（Ｄ、Ｄ_Ａ）の区分的な定関数として与えられる、請求項６に記載のレーダシステム（２１０）。
9. 前記制御ユニット（２０３）が、前記自レーダ送受信機（２０４）の受信レーダ信号を監視することによって、干渉するレーダ送受信機（４０１、４０２）の存在を検出するように適合されている、請求項１～８のいずれか一項に記載のレーダシステム（２１０）。
10. 前記制御ユニット（２０３）が、前記受信信号と関連付けられたノイズフロアレベルを測定することによって、干渉するレーダ送受信機（４０１、４０２）の存在を検出するように適合されている、請求項９に記載のレーダシステム（２１０）。
11. 前記制御ユニット（２０３）が、前記受信レーダ信号の連続する時間領域サンプル間の差に基づいて、干渉するレーダ送受信機（４０１、４０２）の存在を検出するように適合されている、請求項９又は１０に記載のレーダシステム（２１０）。
12. 前記制御ユニット（２０３）が、前記自レーダ送受信機（２０４）の受信レーダ信号の信号修復を実行する、及び／又は前記レーダ送受信機（２０４）の傾斜偏波方向を有するように適合されている、請求項１～１１のいずれか一項に記載のレーダシステム（２１０）。
13. 前記制御ユニット（２０３）が、ＧＮＳＳ、全地球衛星測位システム、データ、及び／又は前記レーダシステム（２０１）に含まれる電子コンパスによって、前記現在の方向（Ｄ、Ｄ_Ａ）を決定するように適合されている、請求項１～１２のいずれか一項に記載のレーダシステム（２１０）。
14. 少なくとも１つの自レーダ送受信機（２０４）を有するレーダ送受信機機構（２０２）を備えるレーダシステム（２０１）内の制御ユニット（２０３）によって実行される方法であって、
    前記自レーダ送受信機（２０４）の現在の方向（Ｄ、Ｄ_Ａ）を決定すること（Ｓ１００）と、
    前記現在の方向（Ｄ、Ｄ_Ａ）に対応する予約周波数帯域（Ｂ０）を決定すること（Ｓ２００）と、
    前記予約周波数帯域（Ｂ０）を含み、それを超えて延在する第１の拡張周波数帯域（Ｂ１）を決定すること（Ｓ３００）と、
    前記第１の拡張周波数帯域内の干渉するレーダ送受信機（４０１、４０２）の存在を検出すること（Ｓ４００）と、
    干渉するレーダ送受信機が前記第１の拡張周波数帯域で検出されない場合に、前記第１の拡張周波数帯域（Ｂ１）内の前記自レーダ送受信機（２０４）を動作させること（Ｓ５００）と、
    干渉するレーダ送受信機が前記第１の拡張周波数帯域で検出される場合に、前記予約周波数帯域（Ｂ０）内の前記自レーダ送受信機（２０４）を動作させること（Ｓ６００）と、を含む、方法。
15. 請求項１～１３のいずれか一項に記載のレーダシステム（２１０）を備える車両（１００）。

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