[发明专利]具有用于信号处理的多个处理器核的FMCW雷达设备

说明书

技术领域

本发明涉及雷达设备，并且更为具体地，涉及用于防止与障碍物碰撞的FMCW(调频连续波)雷达设备。FMCW雷达设备发射并接收调频雷达波，以检测对象与该设备之间的相对距离或相对速度。

背景技术

传统上，已经采用雷达设备作为安装在车辆上的安全装置，以用于防止碰撞。举例而言，日本专利3804253公开了一种安装在车辆上的雷达设备，该雷达设备通过使用FMCW(调频连续波)方法而能够同时检测对象(例如，在前的车辆)与自身车辆之间的相对距离以及对象与自身车辆之间的相对速度(下文中称为FMCW雷达设备)。由于可以简单地对雷达设备实现FMCW方法，因此FMCW雷达设备适合于缩小尺寸并节省制造成本。

在传统的FMCW雷达装置中，如图6A所示，实线指示发射信号Ss，发射信号Ss的频率由三角形调制信号进行调制，使得该频率随着时间线性地增大和减小。发射信号Ss是作为雷达波发射的，并且通过雷达设备接收目标对象处反射的雷达波。如图6A中的虚线所示，接收信号Sr从发射信号延迟了雷达波在目标对象和设备之间传播所需的时段。特别地，接收信号延迟了延迟时间Td，延迟时间Td取决于到对象的距离，并且接收信号的频率偏移Fd，Fd作为多普勒频移量，取决于雷达设备和目标对象之间的相对速度。

接收信号Sr和发射信号Ss被混频器混合，以产生差拍信号Sb(如图6B所示)，差拍信号Sb为接收信号和发射信号之间的差的频率成分。然后，对差拍信号Sb的数字数据执行FFT(快速傅里叶变换)转换处理，由此获得功率谱。

随后，通过使用所获得的功率谱，提取出发射信号Ss的频率正在增大时的差拍信号Sb的频率(即，上移调制拍频fu)和发射信号Ss的频率正在减小时的差拍信号Sb的频率(即，下移调制拍频fd)。然后，基于下面的等式(A1)和(A2)来计算目标对象和雷达设备之间的距离R以及对象和雷达设备之间的相对速度V：

R＝{c·T/8·ΔF}(fu+fd)…(A1)

V＝{c/4·Fo}(fu-fd)…(A2)

其中，c是电磁波的速度，T是用于调制发射信号的三角波的周期，ΔF是用于发射信号的频率调制的范围，并且Fo是发射信号的中心频率。

根据FMCW雷达设备，已经通过处理(例如，图7中所示的处理)获得了包括自身车辆与目标对象之间的距离的信息。特别地，日本专利申请公开1997-222474和2000-147102公开了FMCW雷达设备，其中，顺序地执行处理，诸如用于获得上移调制拍频的处理、用于获得下移调制拍频的处理、上移调制周期中的FFT转换、下移调制周期中的FFT转换、上移调制中的方向估计处理、下移调制中的方向估计处理以及针对对象(车辆)的对象识别处理。

然而，根据上述相关技术，例如，如图7中所示，单个微处理器顺序地执行处理。在这种情况下，该处理需要微处理器的高负荷运行。因此，不能缩短FMCW雷达设备中用于识别对象的计算时段，使得无法改善用于检测对象(例如，车辆)的响应特性。

发明内容

根据上述问题而开发了本发明。本发明的目的是提供这样的FMCW雷达设备，其中，可以缩短用于计算关于目标对象的信息所需的时段，并且也可以缩短用于检测目标对象的响应时间。

作为实施例的第一方面，提供了安装在自身车辆上的FMCW雷达设备。该设备获得关于目标对象的信息。该信息包括自身车辆与目标对象之间的距离以及目标对象的相对速度。FMCW雷达设备包括：收发机，包括发射机和接收机，所述发射机产生发射信号，所述发射信号的频率随时间进行调制以增大和减小所述频率，由此将所述发射信号作为雷达波进行发射，所述接收机接收所述目标对象处反射的所述雷达波；混频器，用于将所接收的信号与作为本地信号的所述发射信号进行混频，以产生差拍信号，所述差拍信号包括表示所接收的信号和所述本地信号之间的频率差的频率成分；以及信号处理单元，用于处理所述差拍信号，以获得包括所述自身车辆与所述目标对象之间的距离以及所述目标对象的相对速度的信息。所述信号处理单元包括第一计算装置和第二计算装置，所述第一计算装置用于基于来自所述频率被调制为增大时的上移调制周期的差拍信号来计算关于所述目标对象的所述信息，而所述第二计算装置用于基于来自所述频率被调制为减小时的下移调制周期的差拍信号来计算关于所述目标对象的所述信息。特别地，所述第一计算装置和所述第二计算装置适于相互并行地进行操作。关于所述目标对象的所述信息的所述计算包括FFT(快速傅里叶变换)处理和用于估计所述目标对象的方向的处理。