JP6022400B2 - Radar equipment - Google Patents
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Description
本発明は、同じ目標物からの検出ピークを1つのグループにまとめることができるレーダ装置に関する。 The present invention relates to a radar apparatus capable of grouping detected peaks from the same target into one group.
目標物を検知する装置として、レーダ装置が知られている。レーダ装置は、電波を目標物に対して照射し、目標物によって反射された反射波を受信して目標物までの距離、速度、方位を検出するものである。距離、速度を測定する方式として、FM−CW方式、多周波CW方式、パルス方式などが知られている。また、方位測定の方式として、デジタルビームフォーミング方式や位相モノパルス方式などが知られている。近年、自動車などにもレーダ装置が搭載され、車両間隔の制御や衝突回避などに利用されている。 A radar device is known as a device for detecting a target. The radar device irradiates a target with radio waves, receives a reflected wave reflected by the target, and detects a distance, speed, and direction to the target. As a method for measuring distance and speed, an FM-CW method, a multi-frequency CW method, a pulse method, and the like are known. Further, as a method for measuring the azimuth, a digital beam forming method, a phase monopulse method, and the like are known. In recent years, radar devices are also mounted on automobiles and the like, which are used for vehicle interval control and collision avoidance.
レーダ装置によって距離を測定する場合、目標物は通常大きさを有した立体的形状であるため、1つの目標物に対して複数の反射点が存在し、その結果複数のピークが検出される場合がある。つまり、1つの目標物しか存在していないにもかかわらず、複数の目標物があるかのように誤検知されるおそれがある。そのため、検出された複数のピークを各目標物ごとにグループ分け(グルーピング)し、グループの数と目標物の数を一致させて正しく目標物の検知が行われるようにする必要がある。 When measuring the distance with a radar device, the target is a three-dimensional shape with a normal size, so there are multiple reflection points for one target, and as a result, multiple peaks are detected. There is. That is, although there is only one target, there is a risk of erroneous detection as if there were a plurality of targets. Therefore, it is necessary to group a plurality of detected peaks for each target (grouping) so that the number of groups matches the number of targets so that the target can be detected correctly.
このグルーピングの方法として、特許文献1に記載の方法がある。特許文献1には、複数の方位角で距離が同一ないしおよそ一致し、かつ極大値を形成しているピーク群を、1つのグループとしてまとめることが記載されている。そして、カメラ等による画像認識により目標物の方位角を検出し、グループ分けを補正することが記載されている。たとえば、隣接する2つの目標物が1つのグループとして検出された場合に、画像認識による補正によって2つのグループに分割することが行われる。
As a grouping method, there is a method described in
衝突の防止を目的とする車載レーダでは、近年、歩行者の検知のために高分解能化が求められている。レーダの高分解能化に伴い、1の目標物から検出されるピークの数は増大する。したがって、検出された複数のピークを目標物ごとにグルーピングする技術の重要性も高まっている。 In-vehicle radars aimed at preventing collisions have recently been required to have high resolution for detecting pedestrians. As the resolution of the radar increases, the number of peaks detected from one target increases. Therefore, the importance of a technique for grouping a plurality of detected peaks for each target is also increasing.
しかし、レーダによって歩行者を検出する場合、歩行者の向きなどによって検出ピークの数などが変動する。たとえば、歩行者がレーダに対して横向きの場合、方位幅は小さくなり、奥行き方向に複数のピークが検出される傾向が強い。そのため、正確なグルーピングが難しかった。 However, when detecting a pedestrian with a radar, the number of detection peaks and the like vary depending on the orientation of the pedestrian. For example, when the pedestrian is sideways with respect to the radar, the azimuth width is small, and a plurality of peaks are likely to be detected in the depth direction. Therefore, accurate grouping was difficult.
また、特許文献1の方法では、車両と歩行者が隣接し、かつ歩行者が車両の手前に位置している場合に歩行者と車両のグループ分けをすることは難しく、また歩行者のピークは車両のピークと比較して振幅が小さい場合があり、車両のピークと歩行者のピークとを分離することが難しい。
In the method of
また、歩行者は車両等の目標物と異なり、呼吸による動きで電波の反射点が大きく変化し、検出されるピークの振幅は経時的に大きく変化する。そのため、歩行者のピーク群は極大値の位置が頻繁に変化し、特許文献1の方法では正確なグルーピングが難しい。
In addition, unlike a target such as a vehicle, a pedestrian changes its reflection point of radio waves greatly due to movement caused by breathing, and the amplitude of a detected peak changes greatly with time. For this reason, the position of the maximum value of the pedestrian's peak group frequently changes, and accurate grouping is difficult with the method of
そこで本発明の目的は、複数の検出ピークを目標物ごとに精度よくグルーピング可能なレーダ装置を提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to provide a radar apparatus that can group a plurality of detection peaks with high accuracy for each target.
本発明は、目標物に対して送信波を送信し、その目標物によって反射された受信波を受信するレーダ装置において、レーダ装置は、送信波と受信波との差周波数に基づいて目標物までの距離を求めるFM−CW方式による装置であり、送信波と受信波との差周波数を有したビート信号を生成するビート信号生成手段と、ビート信号生成手段の出力するビート信号をフーリエ変換して、受信波の強度と周波数との関係を示す第1周波数スペクトルを算出する第1スペクトル算出手段と、第1スペクトル算出手段によるフーリエ変換の1単位である時間区間内であって、その時間区間よりも短い時間区間をフーリエ変換の1単位として、ビート信号生成手段の出力するビート信号をフーリエ変換して、受信波の強度と周波数との関係を示す第2周波数スペクトルを算出する第2スペクトル算出手段と、第2周波数スペクトルの周波数幅を有した各ピークにおいて、その各ピークの周波数幅に存在する周波数を有した第1周波数スペクトルのピーク群を、同一の目標物からのものとしてグループ分けするグループ化部と、を有することを特徴とするレーダ装置である。 The present invention relates to a radar apparatus that transmits a transmission wave to a target and receives a reception wave reflected by the target. The radar apparatus is configured to detect a target based on a difference frequency between the transmission wave and the reception wave. FM-CW system for determining the distance between the beat signal generating means for generating a beat signal having a difference frequency between the transmitted wave and the received wave, and the beat signal output from the beat signal generating means by Fourier transform A first spectrum calculating means for calculating a first frequency spectrum indicating the relationship between the intensity and frequency of the received wave, and a time interval that is one unit of Fourier transform by the first spectrum calculating means, from the time interval The second round which shows the relationship between the intensity and frequency of the received wave by Fourier-transforming the beat signal output from the beat signal generating means with a short time interval as one unit of Fourier transform A second spectrum calculating means for calculating the number spectra, each peak having a frequency width of the second frequency spectrum, the peaks of the first frequency spectrum having a frequency present in the frequency width of the respective peak, the same And a grouping unit for grouping the target objects.
また、他の発明は、目標物に対して送信波を送信し、その目標物によって反射された受信波を受信するレーダ装置において、レーダ装置は、送信波と受信波との差周波数を目標物の相対速度を表すドップラー周波数とし、そのドップラー周波数における受信波の送信波に対する遅延時間に基づいて目標物までの距離を求める装置であって、送信波の周波数が時間の経過に伴い、順次、ステップで、変化する1サイクルを繰り返す多周波CW方式による装置であり、送信波と受信波との差周波数を有したビート信号を生成するビート信号生成手段と、ビート信号生成手段の出力するビート信号をステップ毎に、周波数解析をして周波数スペクトルを算出する周波数解析手段と、周波数解析手段の出力する周波数スペクトルのドップラー周波数の各ピーク毎に、周波数スペクトルの周波数の変化の1サイクル分をフーリエ変換して、受信波の強度と遅延時間との関係を示す第1スペクトルを算出する第1スペクトル算出手段と、周波数解析手段の出力する周波数スペクトルのドップラー周波数の各ピーク毎に、1サイクル内であって、その1サイクルより短い期間における周波数スペクトルをフーリエ変換して、受信波の強度と遅延時間との関係を示す第2スペクトルを算出する第2スペクトル算出手段と、第2スペクトルの遅延時間幅を有した各ピークにおいて、その各ピークの遅延時間幅に存在する遅延時間を有した第1スペクトルのピーク群を、同一の目標物からのものとしてグループ分けするグループ化部とを有することを特徴とするレーダ装置である。
距離の測定に用いる物理量は、本発明のレーダ装置の測距方式に依存する。たとえば、FM−CW方式においては周波数、多周波CW方式においては位相、パルス方式においては時間である。
In another aspect of the invention, a radar apparatus transmits a transmission wave to a target and receives a reception wave reflected by the target. The radar apparatus determines a difference frequency between the transmission wave and the reception wave as a target. Is a device that obtains a Doppler frequency representing the relative velocity of the received wave and a distance to the target based on a delay time of the received wave at the Doppler frequency with respect to the transmitted wave. Thus, the apparatus is a multi-frequency CW system that repeats one changing cycle, and generates a beat signal having a difference frequency between a transmission wave and a reception wave, and a beat signal output from the beat signal generation means. For each step, frequency analysis means for performing frequency analysis to calculate the frequency spectrum, and the Doppler frequency of the frequency spectrum output by the frequency analysis means For each peak, a first spectrum calculating means for Fourier-transforming one cycle of the frequency change of the frequency spectrum to calculate a first spectrum indicating the relationship between the intensity of the received wave and the delay time, and an output of the frequency analyzing means For each peak of the Doppler frequency of the frequency spectrum, the second spectrum indicating the relationship between the intensity of the received wave and the delay time is obtained by Fourier transforming the frequency spectrum within one cycle and shorter than that cycle. The second spectrum calculation means for calculating and the peak group of the first spectrum having the delay time existing in the delay time width of each peak in the peak having the delay time width of the second spectrum are the same target. characterized and, Relais over da device that has a grouping unit for grouping as being from that.
The physical quantity used for the distance measurement depends on the distance measuring method of the radar apparatus of the present invention. For example, the frequency is used in the FM-CW system, the phase is used in the multi-frequency CW system, and the time is used in the pulse system.
多周波CW方式において、位相差のスペクトルの算出方法には、従来知られている各種方法を用いることができる。 In the multi-frequency CW method, various conventionally known methods can be used as a method of calculating a phase difference spectrum.
また、本発明のレーダ装置において、方位の測定結果をグルーピングに用いるようにしてもよい。たとえば、所定の方位角内のピークを1つのグループとしてまとめ、そのグループ内において本発明のグルーピングをさらに用いてグループの細分化を図るようにすることができる。この方法によると、本発明のグルーピング処理の負荷を軽減することができる。方位の測定方式には、デジタルビームフォーミング(DBF)方式や位相モノパルス方式などを用いることができる。 In the radar apparatus of the present invention, the azimuth measurement result may be used for grouping. For example, peaks within a predetermined azimuth angle can be grouped into one group, and the grouping of the present invention can be further used within the group to further subdivide the group. According to this method, the load of the grouping process of the present invention can be reduced. As the azimuth measurement method, a digital beam forming (DBF) method, a phase monopulse method, or the like can be used.
本発明は、受信信号を用いて第1周波数スペクトル又は第1スペクトルを算出するとともに、受信信号の周波数帯域の一部を用いて第2周波数スペクトル又は第2スペクトルを算出しており、第1周波数スペクトル又は第1スペクトルよりも距離分解能が低くなっている。そのため、第2周波数スペクトル又は第2スペクトルのピークは、第1周波数スペクトル又は第1スペクトルのピークに比べて広くなっている。この広くなったピークを利用して第1周波数スペクトル又は第1スペクトルのピークをグルーピングすることで、複数の検出ピークを目標物ごとに精度よくグルーピングすることができる。本発明のレーダ装置は、特に、車載レーダなどの歩行者を検出するレーダとして適している。 The present invention is to calculate the first frequency spectrum or first spectrum using the received signal, and calculates a second frequency spectrum or second spectrum using a part of the frequency band of the received signal, the first frequency The distance resolution is lower than that of the spectrum or the first spectrum . Therefore, the peak of the second frequency spectrum or the second spectrum is wider than the peak of the first frequency spectrum or the first spectrum . By using this widened peak to group the first frequency spectrum or the peak of the first spectrum , it is possible to group a plurality of detection peaks with high accuracy for each target. The radar apparatus of the present invention is particularly suitable as a radar for detecting a pedestrian such as an in-vehicle radar.
以下、本発明の具体的な実施例について説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。 Specific examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to the examples.
図1は、実施例1のレーダ装置の構成を示した図である。実施例1のレーダ装置は、距離・速度の測定にFM−CW方式を用い、方位の測定に位相モノパルス方式を用いた装置である。図1のように、実施例1のレーダ装置は、発振器10と、方向性結合器11と、送信アンテナ12と、K本の受信アンテナ13−1〜13−Kと、スイッチ14と、ミキサ15と、バンドパスフィルタ16と、AD変換器17と、信号処理部18と、によって構成されている。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a radar apparatus according to the first embodiment. The radar apparatus according to the first embodiment is an apparatus that uses the FM-CW method for measuring distance and speed and uses the phase monopulse method for measuring azimuth. As shown in FIG. 1, the radar apparatus according to the first embodiment includes an
以下、実施例1のレーダ装置の各構成について説明するとともに、その動作について説明する。 Hereinafter, each configuration of the radar apparatus according to the first embodiment will be described, and the operation thereof will be described.
発振器10は、図2のように周波数変調された信号(送信信号)を発振する。その送信信号は、具体的には、周期T、周波数変位幅ΔF、中心周波数f0 とする三角波であり、0〜T/2の区間では周波数が時間に対して線形にΔF増加し、T/2〜Tの区間では周波数が時間に対して線形にΔF減少する。発振器10は、方向性結合器11の入力ポートに接続されている。
The
なお、送信信号は0〜Tの区間において周波数が時間に対して線形にΔF増加あるいは減少するのこぎり波であってもよい。 The transmission signal may be a sawtooth wave in which the frequency increases or decreases ΔF linearly with respect to time in the interval from 0 to T.
発振器10からの送信信号は、方向性結合器11に入力される。方向性結合器11は、出力ポートは送信アンテナ12、結合ポートはミキサ15に接続されており、発振器10からの送信信号を分岐して送信アンテナ12、ミキサ15にそれぞれ出力する。
A transmission signal from the
送信アンテナ12には、方向性結合器11を介して発振器10から送信信号が入力され、送信アンテナ12から電磁波として送信波が放射される。受信アンテナ13−1〜13−Kは、目標物によって反射された受信波をそれぞれ受信する。送信アンテナ12、受信アンテナ13−1〜3−Kには、マイクロストリップアンテナなどを用いることができる。
A transmission signal is input to the
スイッチ14は、入力側はK本の受信アンテナ13−1〜13−Kにそれぞれ接続されており、出力側はミキサ15に接続されている。このスイッチ14により、受信アンテナ13−1〜13−Kのうち1本が選択され、その選択された受信アンテナ13からの受信信号がミキサ15へと入力される。
The
ミキサ15は、2つの入力端子がそれぞれ方向性結合器11の結合ポートとスイッチ14の出力端子に接続されており、方向性結合器11からの送信信号とスイッチ14からの受信信号とを混合して出力する。そして、その出力信号はバンドパスフィルタ16に通され、ビート信号が取り出される。ビート信号は、送信信号の周波数と受信信号の周波数との差の周波数の信号である。ビート信号は、AD変換器17によってデジタル信号としてサンプリングされ、信号処理部18に入力される。
The
信号処理部18は、図1のように、第1スペクトル算出手段18a、第2スペクトル算出手段18b、グループ化部18cを有している。ビート信号は第1スペクトル算出手段18a、第2スペクトル算出手段18bにそれぞれ入力され、それぞれ周波数スペクトルが算出される。そして、その周波数スペクトルに基づき、目標物が検知される。信号処理部18での動作については後に詳しく説明する。信号処理部18には、CPU、メモリ、ストレージ、入出力装置などを備えたコンピュータを用いることができ、プログラムによって第1スペクトル算出手段18a、第2スペクトル算出手段18b、グループ化部18cにおける各種信号処理を行うことができる。なお、バンドパスフィルタ16を設けずに、バンドパスフィルタ16と同等の処理を、信号処理部18におけるデジタル処理として実現してもよい。
As shown in FIG. 1, the
次に、実施例1のレーダ装置の動作について説明する。 Next, the operation of the radar apparatus according to the first embodiment will be described.
実施例1のレーダ装置では、信号処理部18において、その信号処理部18に入力されるビート信号をFTT(高速フーリエ変換)して周波数スペクトルを算出し、その周波数スペクトルのピーク位置から目標物の距離L、速度Vを測定する。具体的には、周波数増加区間(図2における0〜T/2の区間)でのビート信号の周波数スペクトルを算出し、そのピーク位置からビート周波数fuを求め、周波数減少区間(図2におけるT/2〜Tの区間)でのビート信号の周波数スペクトルを算出し、そのピーク位置からビート周波数fdを求めることで、L=cT(fu+fd)/(8ΔF)、ここでcは光速、により距離Lを算出することができ、V=c(fd−fu)/(4f0 )によって速度Vを算出することができる。
In the radar apparatus according to the first embodiment, the
また、目標物の方位については、スイッチ14の切り換えによって各受信アンテナ13からの受信信号をそれぞれ受信することで、DBFや位相モノパルス方式などの方式によって測定することができる。
Further, the orientation of the target can be measured by a DBF, a phase monopulse method, or the like by receiving a reception signal from each
ここで、目標物は通常大きさを有した立体的形状である。そのため、距離分解能が高いと目標物の反射点が複数存在する場合がある。ΔFが十分に大きいと、すなわち十分に距離分解能が高いと、ビート信号の周波数スペクトルには、各反射点に対応した複数のピークが存在することとなる。たとえば、車載レーダでは車両や歩行者などが目標物となるが、目標物が歩行者である場合、1〜5のピークが存在する。目標物を正しく検知するためには、それら複数のピークを目標物ごとにグルーピングする必要がある。 Here, the target is a three-dimensional shape having a normal size. Therefore, if the distance resolution is high, there may be a plurality of reflection points of the target. If ΔF is sufficiently large, that is, if the distance resolution is sufficiently high, there will be a plurality of peaks corresponding to each reflection point in the frequency spectrum of the beat signal. For example, in an in-vehicle radar, a vehicle or a pedestrian is a target, but when the target is a pedestrian, peaks 1 to 5 exist. In order to detect the target correctly, it is necessary to group these peaks for each target.
そこで実施例1のレーダ装置では、信号処理部18において以下のように信号処理を行うことでグルーピングする。
Therefore, in the radar apparatus of the first embodiment, the
信号処理部18に入力されたビート信号は、第1スペクトル算出手段18a、第2スペクトル算出手段18bのそれぞれにおいて次のように処理される。
The beat signal input to the
第1スペクトル算出手段18aでは、周波数増加区間あるいは周波数減少区間のT/2分のビート信号を用いてFFT(高速フーリエ変換)して、ビート信号の周波数スペクトル(以下、第1周波数スペクトルとする)を算出する。 The first spectrum calculation means 18a performs FFT (Fast Fourier Transform) using the beat signal of T / 2 in the frequency increasing section or the frequency decreasing section to perform the frequency spectrum of the beat signal (hereinafter referred to as the first frequency spectrum). Is calculated.
また、第2スペクトル算出手段18bでは、周波数増加区間あるいは周波数減少区間のT/2分のビート信号のうち、T/2よりも小さな所定の区間T’の部分のみを抽出し、その抽出したビート信号を用いてFFTして、第2周波数スペクトルを算出する。区間T’は、レーダの装置構成、測定環境、目標物の種類などによって適切な値に設定する。 Further, the second spectrum calculating means 18b extracts only the portion of the predetermined section T ′ smaller than T / 2 from the beat signal for T / 2 in the frequency increasing section or the frequency decreasing section, and the extracted beat The second frequency spectrum is calculated by performing FFT using the signal. The section T ′ is set to an appropriate value depending on the radar device configuration, measurement environment, target type, and the like.
なお、第1スペクトル算出手段18a、第2スペクトル算出手段18bにおける周波数解析には、FFT以外の手法を用いてもよい。
A method other than FFT may be used for frequency analysis in the first
グループ化部18cでは、第1周波数スペクトルと第2周波数スペクトルのそれぞれのピークを検出し、比較する。そして、第2周波数スペクトルの各ピークについて、そのピークに含まれる第1周波数スペクトルのピーク群を1つのグループとしてグルーピングを行う。 The grouping unit 18c detects and compares the respective peaks of the first frequency spectrum and the second frequency spectrum. Then, for each peak of the second frequency spectrum, grouping is performed with the peak group of the first frequency spectrum included in the peak as one group.
ここで、第2周波数スペクトルを算出するのに用いた区間T’のビート信号は、送信信号の周波数変位幅をΔF・2T’/Tとした場合のビート信号に相当するものである(図2参照)。周波数変位幅がΔFの場合よりも周波数変位幅が小さくなるため、周波数分解能は低くなり、第1周波数スペクトルでは分離できていたピークが、第2周波数スペクトルでは分離できなくなる。つまり、第1周波数スペクトルでは、1つの目標物に複数の反射点が存在していたために、複数のピークが存在していたが、分解能の低い第2周波数スペクトルでは、目標物の複数の反射点を区別できなくなり、1つの目標物に対してピークは1つとなる。このことから、第1周波数スペクトルと第2周波数スペクトルとを重ね合わせたときに、第2周波数スペクトルのある1つのピークに含まれる第1周波数スペクトルのピーク群は、ある1つの目標物に由来するものと言うことができる。したがって、第1周波数スペクトルのピークをそのようなピーク群ごとに分けることで、グルーピングを行うことができる。 Here, the beat signal in the section T ′ used to calculate the second frequency spectrum corresponds to a beat signal when the frequency displacement width of the transmission signal is ΔF · 2T ′ / T (FIG. 2). reference). Since the frequency displacement width is smaller than when the frequency displacement width is ΔF, the frequency resolution is low, and the peak that can be separated in the first frequency spectrum cannot be separated in the second frequency spectrum. That is, in the first frequency spectrum, a plurality of reflection points existed in one target, and thus a plurality of peaks existed. In the second frequency spectrum with low resolution, a plurality of reflection points of the target were present. Cannot be distinguished from each other, and there is one peak for one target. From this, when the first frequency spectrum and the second frequency spectrum are superimposed, the peak group of the first frequency spectrum included in one peak of the second frequency spectrum is derived from one target. I can say things. Therefore, grouping can be performed by dividing the peak of the first frequency spectrum for each such peak group.
ある第2周波数スペクトルのピークに、第1周波数スペクトルのピークが含まれるか否かの判定は、たとえば以下のようにして行う。まず、ある第2周波数スペクトルのピークの直前直後に存在する2つの極小値を抽出する。極小値が存在しない場合には、所定のしきい値以下となる点を抽出する。そして、2つの極小値間に存在する第1周波数スペクトルのピークを、第2周波数スペクトルのピークに含まれるものとする。他にも、ピークの半値幅などを基準として、ピークの包含を判定してもよい。 Whether or not the peak of the first frequency spectrum is included in the peak of a certain second frequency spectrum is determined as follows, for example. First, two local minimum values existing immediately before and after a certain second frequency spectrum peak are extracted. If there is no minimum value, a point that is equal to or less than a predetermined threshold is extracted. The peak of the first frequency spectrum existing between the two minimum values is included in the peak of the second frequency spectrum. In addition, the inclusion of the peak may be determined based on the half width of the peak.
図3は、第1周波数スペクトルおよび第2周波数スペクトルの一例を示した図である。この図3を用い、上記グルーピングの方法を具体的に説明する。図3に示した第1周波数スペクトルでは、低周波数側から順に、8つのピークa〜hが存在している。なお、周波数が0の付近に存在するピークは、送信波の回り込みなどの影響によるものなので、ここでは無視する。一方、第2周波数スペクトルは、低周波数側から順に、2つのピークA、Bが存在している。この2つのピークのうち、低周波数側のピークAの極小値間には、第1周波数スペクトルの4つのピークa〜dが存在している。そこで、この4つのピークa〜dを1つのグループとする。また、第2周波数スペクトルのピークのうち高周波数側のピークBの極小値間には、第1周波数スペクトルの4つのピークe〜hが存在している。この4つのピークe〜hを1つのグループとする。以上により、第1周波数スペクトルの8つのピークを、2つのピーク群にグルーピングする。 FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the first frequency spectrum and the second frequency spectrum. The grouping method will be specifically described with reference to FIG. In the first frequency spectrum shown in FIG. 3, there are eight peaks a to h in order from the low frequency side. Note that the peak existing in the vicinity of the frequency of 0 is due to the influence of the sneak of the transmission wave, and is ignored here. On the other hand, the second frequency spectrum has two peaks A and B in order from the low frequency side. Among these two peaks, four peaks a to d of the first frequency spectrum exist between the minimum values of the peak A on the low frequency side. Therefore, these four peaks a to d are set as one group. Also, four peaks e to h of the first frequency spectrum exist between the minimum values of the peak B on the high frequency side among the peaks of the second frequency spectrum. These four peaks e to h are set as one group. As described above, the eight peaks of the first frequency spectrum are grouped into two peak groups.
上記のグルーピングにおいて、方位の検出結果を用いたグルーピングを併用することも可能である。方位の検出結果を用いたグルーピングは、たとえば、ある所定の方位角の範囲内に存在するピークを1つのグループとしてまとめることにより行うことができる。この方位検出結果を用いたグルーピングによって、上記グルーピング結果を補正したり、グループの細分化などを行うことができる。また、先に方位検出結果を用いたグルーピングを行ってから、後に上記グルーピングを行うことで、上記グルーピング処理の負荷を軽減することができる。 In the above grouping, it is also possible to use a grouping using a direction detection result. The grouping using the detection result of the azimuth can be performed, for example, by grouping peaks existing within a predetermined azimuth angle range as one group. By the grouping using the azimuth detection result, the grouping result can be corrected, or the group can be subdivided. Further, by performing grouping using the orientation detection result first and then performing the grouping later, the load of the grouping process can be reduced.
以上、実施例1のレーダ装置によれば、距離の測定に用いるスペクトルのピークについて、複数のピークが存在する場合に目標物ごとに精度よくグルーピングを行うことができる。 As described above, according to the radar apparatus of the first embodiment, it is possible to perform grouping with high accuracy for each target when there are a plurality of peaks for spectrum peaks used for distance measurement.
また、速度を測定する場合、周波数増加区間での周波数スペクトルのピークと、周波数減少区間での周波数スペクトルのピークとを1対に対応させること(ペアリングという)が必要であるが、先に上記グルーピングを行えば、ペアリングの組み合わせは同一のグループ内で探索すればよく、ペアリング処理の負荷を軽減することができる。 Further, when measuring the speed, it is necessary to associate the peak of the frequency spectrum in the frequency increasing section with the peak of the frequency spectrum in the frequency decreasing section (referred to as pairing). If grouping is performed, a pairing combination may be searched in the same group, and the load of the pairing process can be reduced.
図4は、実施例2のレーダ装置の構成を示した図である。実施例2のレーダ装置は、多周波CW方式により距離・速度を測定するものである。図4のように、実施例2のレーダ装置は、実施例1のレーダ装置の発振器10、信号処理部18を、発振器20、信号処理部28にそれぞれ置き替えたものであり、他の構成は実施例1のレーダ装置と同様である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of the radar apparatus according to the second embodiment. The radar apparatus according to the second embodiment measures distance and speed by a multi-frequency CW method. As shown in FIG. 4, the radar apparatus according to the second embodiment is obtained by replacing the
発振器20は、図5に示すように周波数が変化する送信信号を発振する。この送信信号は、周波数が時間に対して階段状に増加して戻るのを繰り返すものである。図5のように、f0 を最初の値として、周波数が、f0 、f0 +Δf、f0 +2Δf、・・・とΔfずつ時間間隔tで段階的に増加し、nステップ(nは4以上の自然数)で元の周波数f0 に戻るものである。送信信号として、上記とは逆に周波数が時間に対して階段状に減少する信号を用いることもできるし、あるいは階段状に増加と減少を繰り返す信号を用いることもできる。
The
信号処理部28は、実施例1のレーダ装置における信号処理部18のうち、第1スペクトル算出手段18a、第2スペクトル算出手段18b、およびグループ化部18cを以下に説明する第1スペクトル算出手段28a、第2スペクトル算出手段28b、およびグループ化部28cとしたものである。
The
実施例2のレーダ装置では、各ステップにおいてビート信号を周波数解析して周波数スペクトルを算出し、それら周波数スペクトルから位相差を求めて距離を算出する。その具体的手法は次の通りである(図6参照)。各周波数スペクトルから対応するピーク値を1つずつ計n個抽出する。そのピーク値は、送信波と受信波の位相差である位相値を含む複素数値であり、kステップにおける位相θk は、θk =2π・(2R/c)・(f0 +kΔf)、ここでRは目標物の反射点までの距離、cは光速である。その抽出したピーク値を、ステップ数の小さな順に並べて配列Sを構成する。そして、配列Sを周波数ステップ方向でフーリエ変換することで、2R/cのスペクトルを得て、そのスペクトルのピークを抽出して目標物の距離Rを算出する。なお、ビート信号を周波数解析した周波数スペクトルはドップラー周波数を示すものであり、ピーク位置の違いは速度の違いを示している。したがって、同一距離で速度の異なる目標物を分離して検出可能である。図6の場合においては、ドップラー周波数f1のピーク値と、f2のピーク値でそれぞれ配列Sを構成することで、それぞれ分離して距離を検出することができる。 In the radar apparatus according to the second embodiment, frequency analysis is performed on the beat signal in each step to calculate a frequency spectrum, and a phase difference is obtained from the frequency spectrum to calculate a distance. The specific method is as follows (see FIG. 6). A total of n corresponding peak values are extracted from each frequency spectrum. The peak value is a complex value including the phase value that is the phase difference between the transmitted wave and the received wave, and the phase θ k in k steps is θ k = 2π · (2R / c) · (f 0 + kΔf), where Where R is the distance to the reflection point of the target and c is the speed of light. The extracted peak values are arranged in ascending order of the number of steps to form the array S. Then, the array S is Fourier transformed in the frequency step direction to obtain a 2R / c spectrum, and the peak of the spectrum is extracted to calculate the distance R of the target. Note that the frequency spectrum obtained by frequency analysis of the beat signal indicates the Doppler frequency, and the difference in peak position indicates the difference in speed. Therefore, it is possible to separately detect targets having different speeds at the same distance. In the case of FIG. 6, by forming the array S with the peak value of the Doppler frequency f1 and the peak value of f2, the distance can be detected separately.
この実施例2のレーダ装置においても、Δfやステップ数が大きいと、目標物は複数の反射点を有する場合があり、そのような場合には配列Sをフーリエ変換して得られるスペクトルは複数のピークを有する。そこで、実施例2のレーダ装置では、以下のようにしてグルーピングを行う。 Also in the radar apparatus of the second embodiment, if Δf or the number of steps is large, the target may have a plurality of reflection points. In such a case, the spectrum obtained by Fourier transforming the array S has a plurality of spectra. Has a peak. Therefore, the radar apparatus according to the second embodiment performs grouping as follows.
まず、信号処理部28の第1スペクトル算出手段28aにて、各ステップ毎にビート信号をFFTし、周波数スペクトルを算出する。そして、各周波数スペクトルからドップラー周波数の等しいピーク値を1つずつ計n個抽出する。それらのピーク値を、ステップ数の小さな順に並べて配列Sを構成する。配列Sは、速度の異なる複数の目標物が存在する場合には、その速度ごとに構成する。配列SをFFTし、スペクトル(以下、第1スペクトル)を算出する。
First, the first spectrum calculation means 28a of the
次に、信号処理部28の第2スペクトル算出手段28bにて、配列Sの一部を抽出する。つまり、配列Sのn個の要素のうち、nより小さな所定の数n’の要素を抽出し、配列S’とする。この配列S’を用いて、上記と同様にスペクトル(以下、第2スペクトル)を算出する。配列S’の要素数n’は、レーダの装置構成、測定環境、目標物の種類などによって適切な値に設定する。
Next, a part of the array S is extracted by the second spectrum calculation means 28 b of the
次に、信号処理部28のグループ化部28cにて、実施例1のレーダ装置におけるグループ化部18cと同様にしてグルーピングを行う。すなわち、第1スペクトルと第2スペクトルのそれぞれのピークを検出し、比較する。そして、第2スペクトルの各ピークについて、そのピークに含まれる第1スペクトルのピーク群を1つのグループとしてグルーピングする。ピークに含まれるか否かの判定は実施例1と同様である。
Next, the
上記の方法によりグルーピングできる理由は、実施例1の場合と同様である。多周波CW方式での距離測定では、送信信号の周波数変調幅、すなわち、Δf・nが距離分解能を決定する。配列S’は、配列Sの要素の一部を抽出して用いているため、送信信号の周波数変調幅をΔf・n’とすることに相当する。したがって、配列S’を用いると、配列Sを用いる場合に比べて距離分解能が低くなる。その結果、第2スペクトルでは、目標物の複数の反射点を区別できなくなり、1つの目標物に対して1つのピークが存在する。このことから、第2スペクトルのピークに含まれる第1スペクトルのピーク群は、ある1つの目標物の複数の反射点に由来すると言うことができ、上記方法によってグルーピングを行うことができる。 The reason why grouping is possible by the above method is the same as in the first embodiment. In the distance measurement by the multi-frequency CW method, the frequency modulation width of the transmission signal, that is, Δf · n determines the distance resolution. Since the array S ′ uses a part of the elements of the array S extracted, this corresponds to setting the frequency modulation width of the transmission signal to Δf · n ′. Therefore, when the array S ′ is used, the distance resolution is lower than when the array S is used. As a result, in the second spectrum, a plurality of reflection points of the target cannot be distinguished, and one peak exists for one target. From this, it can be said that the peak group of the first spectrum included in the peak of the second spectrum is derived from a plurality of reflection points of a certain target, and grouping can be performed by the above method.
以上、実施例2のレーダ装置によれば、実施例1のレーダ装置と同様に、精度よくグルーピングを行うことができる。 As described above, according to the radar apparatus of the second embodiment, it is possible to perform grouping with high accuracy as in the radar apparatus of the first embodiment.
図7は、実施例3のレーダ装置の構成を示した図である。実施例3のレーダ装置は、パルス方式により距離の測定をするものである。つまり、パルスの時間遅延から目標物の距離を測定するものである。図7のように、実施例3のレーダ装置は、実施例1のレーダ装置において、発振器10を発振器30に置き替え、方向性結合器11と送信アンテナ12との間にスイッチ39を設け、ミキサ15の出力側の構成を、バンドパスフィルタ36a、b、AD変換器37a、b、信号処理部38に置き替えたものである。他の構成については実施例1のレーダ装置と同様である。以下、実施例1と異なる構成部分について説明する。
FIG. 7 is a diagram illustrating the configuration of the radar apparatus according to the third embodiment. The radar apparatus according to the third embodiment measures distance by a pulse method. That is, the target distance is measured from the time delay of the pulse. As shown in FIG. 7, the radar apparatus according to the third embodiment is the same as the radar apparatus according to the first embodiment, except that the
発振器30は、所定の周波数の連続波である信号を発振する。スイッチ39は、方向性結合器11からの信号を所定の間隔で導通・遮断するものである。このスイッチ39によって、発振器30からの信号を、パルス幅τのパルス状に調整する(図8参照)。そして、送信アンテナ12よりパルス状の送信波が送信される。
The
ミキサ15の出力側は、バンドパスフィルタ36a、bにそれぞれ接続されており、ミキサ15から出力される信号はバンドパスフィルタ36a、bにそれぞれ入力される。バンドパスフィルタ36aは、バンドパスフィルタ16aと同様のものであり、これにより所定の帯域の信号が透過されて信号が取り出される。また、バンドパスフィルタ36bには、バンドパスフィルタ36aよりも周波数通過帯域の狭いものを用いる。バンドパスフィルタ36a、bの出力側は、それぞれAD変換器37a、bを介して信号処理部38に接続されている。なお、バンドパスフィルタ36bの通過帯域については、レーダ装置の構成、測定環境、目標物の種類などによって適切な値に設定する。
The output side of the
信号処理部38は、図7のように、第1スペクトル算出手段38a、第2スペクトル算出手段38b、グループ化部38cを有している。バンドパスフィルタ36a、bからの信号は、それぞれ第1スペクトル算出手段38a、第2スペクトル算出手段38bに入力される。
As shown in FIG. 7, the
この実施例3のレーダ装置においても、パルス幅τが小さいと、目標物は複数の反射点を有する場合があり、そのような場合には第1スペクトル算出手段38aにおいて検出される第1時間波形は複数のピークを有する。そこで、実施例3のレーダ装置では、以下のようにしてグルーピングを行う。
Also in the radar apparatus according to the third embodiment, if the pulse width τ is small, the target may have a plurality of reflection points. In such a case, the first time waveform detected by the first
まず、第1スペクトル算出手段38aにて、バンドパスフィルタ36aからの信号の時間波形(以下、第1時間波形とする)を検出する。同じく、第2スペクトル算出手段38bにて、バンドパスフィルタ36bからの信号の時間波形(以下、第2時間波形)を検出する。
First, the first spectrum calculation means 38a detects the time waveform of the signal from the
次に、信号処理部38のグループ化部38cにおいて、第1時間波形と第2時間波形のピークをそれぞれ抽出する。第1時間波形と第2時間波形のピーク位置を比較し、第2時間波形の各ピークについて、そのピークに含まれる第1時間波形のピーク群を1つのグループとしてグルーピングを行う。ピークに含まれるか否かの判定方法は実施例1や実施例2と同様である。
Next, the
図9に示した第1、2時間波形の一例を参照に、上記グルーピングを具体的に説明する。図9に示した例では、第2時間波形には2つのピークA、Bが存在している。そして、第1時間波形には7つのピークa〜gが存在している。第2時間波形のピークAは、第1時間波形のピークa〜cを含んでおり、第2時間波形のピークBは、第1時間波形のピークd〜gを含んでいる。そこで、第1時間波形の7つのピークのうち、ピークa〜cを1つのグループにまとめ、ピークd〜gを1つのグループにまとめる。 The grouping will be specifically described with reference to an example of the first and second time waveforms shown in FIG. In the example shown in FIG. 9, two peaks A and B exist in the second time waveform. There are seven peaks a to g in the first time waveform. The peak A of the second time waveform includes the peaks a to c of the first time waveform, and the peak B of the second time waveform includes the peaks d to g of the first time waveform. Therefore, among the seven peaks of the first time waveform, the peaks a to c are grouped into one group, and the peaks d to g are grouped into one group.
上記の方法により的確なグルーピングできる理由は、実施例1の場合と同様である。パルス方式での距離測定では、距離分解能はパルス幅により決定され、パルス幅が広いほど距離分解能が低くなる。 The reason why accurate grouping can be performed by the above method is the same as in the first embodiment. In the distance measurement by the pulse method, the distance resolution is determined by the pulse width, and the distance resolution decreases as the pulse width increases.
ここで、パルスのパルス幅と周波数帯域とは、反比例する関係にある。また、バンドパスフィルタ36bの通過帯域は、バンドパスフィルタ36aの通過帯域よりも狭い。そのため、バンドパスフィルタ36bから出力される信号は、バンドパスフィルタ36aから出力される信号よりもパルス幅が広くなる。
Here, the pulse width of the pulse and the frequency band are in an inversely proportional relationship. The pass band of the
したがって、バンドパスフィルタ36bから出力される信号の時間波形は、距離分解能(時間分解能)が、バンドパスフィルタ36aから出力される信号よりも低くなっている。その結果、第2時間波形では、目標物の複数の反射点を区別できなくなり、1つの目標物に対して1つのピークが存在する。このことから、第2時間波形のピークに含まれる第1時間波形のピーク群は、ある1つの目標物の複数の反射点に由来すると言うことができ、上記方法によってグルーピングを行うことができる。
Therefore, the time waveform of the signal output from the
以上のように、実施例3のレーダ装置もまた、実施例1、2のレーダ装置と同様に、精度よくグルーピングを行うことができる。 As described above, the radar apparatus according to the third embodiment can perform grouping with high accuracy in the same manner as the radar apparatuses according to the first and second embodiments.
図10は、実施例4のレーダ装置の構成を示した図である。実施例4のレーダ装置は、パルス圧縮方式により距離の測定をするものである。図10のように、実施例4のレーダ装置は、発振器40a、bと、スイッチ14、49と、伸張器41と、方向性結合器11と、ミキサ45a、bと、送信アンテナ12と、受信アンテナ13−1〜13−Kと、バンドパスフィルタ46a、bと、圧縮器42a、bと、AD変換器37a、bと、信号処理部48と、を有している。なお、実施例3のレーダ装置と構成が同じ部分については同一の符号を用いている。
FIG. 10 is a diagram illustrating the configuration of the radar apparatus according to the fourth embodiment. The radar apparatus according to the fourth embodiment measures distance by a pulse compression method. As shown in FIG. 10, the radar apparatus according to the fourth embodiment includes
実施例4のレーダ装置の各構成および動作について、より具体的に説明する。 Each configuration and operation of the radar apparatus according to the fourth embodiment will be described more specifically.
発振器40bからの信号は、スイッチ49に入力される。スイッチ49は、発振器40bからの信号を所定の間隔で導通・遮断するものである。このスイッチ49によって、発振器40bからの信号をパルス幅τのパルス状に調整する。
A signal from the
伸張器41は、スイッチ49からのパルス状の信号を、信号の周波数が時間τの増加で直線的にΔF増加するように、FM変調する(図11参照)。
The
発振器40aからの信号は、方向性結合器11によってミキサ45a、bに入力される。ミキサ45bでは、発振器40aからの信号と伸張器41からの信号を混合して周波数変換して出力する。ミキサ45bの出力側は送信アンテナ12に接続されている。
A signal from the
送信アンテナ12、受信アンテナ13−1〜13−K、スイッチ14については、実施例3と同様の動作であるため説明を省略する。
Since the
ミキサ45aには、スイッチ14からの受信信号と、発振器40aからの信号とが入力される。ミキサ45aにおいてその2つの信号を混合し、バンドパスフィルタ46a、bを通すことで、ベースバンドの信号に変換する。バンドパスフィルタ46bには、バンドパスフィルタ46aよりも通過帯域が狭いものを用いる。
The received signal from the
バンドパスフィルタ46a、bを通過した信号は、圧縮器42a、bにそれぞれ入力される。圧縮器42a、bは、遅延時間に対する周波数特性が、伸張器41とは増減が反転した特性のフィルタである。この圧縮器42a、bにより、入力された信号はパルス幅がτから1/ΔFに圧縮され、振幅は(τ.ΔF)1/2 に大きくなる。
The signals that have passed through the
このように、実施例4のレーダ装置では、伸張器41と圧縮器42a、bによって、信号の送信時にはパルス幅τを比較的大きく取り平均電力を大きくして探知距離を確保するとともに、信号の受信時にはパルス幅を圧縮することで距離分解能を高めることができる。
As described above, in the radar apparatus according to the fourth embodiment, the
信号処理部48は、図10に示すように、第1スペクトル算出手段48a、第2スペクトル算出手段48b、グループ化部48cを有している。圧縮器42a、bから出力される信号は、それぞれ第1スペクトル算出手段48a、第2スペクトル算出手段48bに入力される。
As shown in FIG. 10, the
実施例4のレーダ装置は、実施例3のレーダ装置と同様にしてグルーピングを行う。つまり、第1スペクトル算出手段48aにおいて、入力される信号の時間波形(第1時間波形とする)を求め、第2スペクトル算出手段48bにおいて入力される信号の時間波形(第2時間波形とする)を求め、グループ化部48cにおいて第1時間波形と第2時間波形のピークをそれぞれ抽出する。そして、第1時間波形と第2時間波形のピーク位置を比較し、第2時間波形の各ピークについて、そのピークに含まれる第1時間波形のピーク群を1つのグループとしてグルーピングを行う。
The radar apparatus according to the fourth embodiment performs grouping in the same manner as the radar apparatus according to the third embodiment. That is, the first spectrum calculation means 48a obtains the time waveform of the input signal (referred to as the first time waveform), and the signal input to the second spectrum calculation means 48b (referred to as the second time waveform). And the
これにより、的確なグルーピングを行うことができる理由も、実施例3の場合と同様である。バンドパスフィルタ46bの通過帯域が、バンドパスフィルタ46aの通過帯域よりも狭いために、第2スペクトル算出手段48bに入力される信号は、第1スペクトル算出手段48aに入力される信号よりも距離分解能が低くなるためである。
Thereby, the reason why accurate grouping can be performed is the same as in the third embodiment. Since the pass band of the
以上のように、実施例4のレーダ装置もまた、実施例1〜3のレーダ装置と同様に、精度よくグルーピングを行うことができる。 As described above, the radar apparatus according to the fourth embodiment can also perform grouping with high accuracy in the same manner as the radar apparatuses according to the first to third embodiments.
[変形例]
本発明のレーダ装置は、実施例に示した距離、速度の測定方式に限定されるものではない。たとえば、FMCW方式と多周波CW方式とを組み合わせた方式など、従来知られている各種測定方式に適用することができる。いずれの方式においても、本来の距離測定に用いる第1スペクトル以外に、その距離測定に用いる受信波の周波数帯域の一部を用いて第2スペクトルを算出し、第2スペクトルの各ピークにおいて、そのピークに含まれる第1スペクトルのピーク群を1つのグループとしてグルーピングすれば、目標物毎のグルーピングを精度よく行うことができる。
[Modification]
The radar apparatus of the present invention is not limited to the distance and speed measurement methods shown in the embodiments. For example, the present invention can be applied to various conventionally known measurement methods such as a method combining the FMCW method and the multi-frequency CW method. In any method, in addition to the first spectrum used for the original distance measurement, the second spectrum is calculated using a part of the frequency band of the received wave used for the distance measurement, and at each peak of the second spectrum, If the peak group of the first spectrum included in the peak is grouped as one group, the grouping for each target can be performed with high accuracy.
また、方位の測定方式として、実施例に示したレーダ装置では、複数の受信アンテナを設けてDBFや位相モノパルス方式によって方位を測定しているが、これに限るものではなく、たとえば、アンテナを機械的に走査することによって方位を測定してもよい。 In addition, as a direction measurement method, the radar apparatus shown in the embodiment provides a plurality of reception antennas and measures the direction by DBF or phase monopulse method. However, the present invention is not limited to this. The orientation may be measured by scanning automatically.
また、実施例1〜4のレーダ装置は、目標物の距離、速度、方位を測定するものであったが、本発明のレーダ装置は、少なくとも距離を測定するものであればよく、速度や方位の測定は必ずしも必要ではない。 Moreover, although the radar apparatus of Examples 1-4 measured the distance, speed, and direction of a target, the radar apparatus of this invention should just measure at least distance, and a speed and direction This measurement is not always necessary.
また、実施例2〜4においても、実施例1において説明したのと同様に、方位の検出結果を用いたグルーピングを併用することが可能である。 Also, in the second to fourth embodiments, as described in the first embodiment, it is possible to use a grouping that uses the direction detection result in combination.
本発明のレーダ装置は、たとえば車載レーダとして用いて歩行者の検出などを行うことができる。 The radar apparatus of the present invention can be used as, for example, an on-vehicle radar to detect a pedestrian.
10、20、30、40a、b:発振器
11:方向性結合器
12:送信アンテナ
13−1〜13−K:受信アンテナ
14、49:スイッチ
15、45a、b:ミキサ
16、36a、b、46a、b:バンドパスフィルタ
17、37a、b:AD変換器
18、28、38、48:信号処理部
18a、28a、38a、48a:第1スペクトル算出手段
18b、28b、38b、48b:第2スペクトル算出手段
18c、18c、38c、48c:グループ化部
41:伸張器
42a、b:圧縮器
10, 20, 30, 40a, b: oscillator 11: directional coupler 12: transmitting antenna 13-1 to 13-K: receiving
Claims (4)
前記レーダ装置は、前記送信波と前記受信波との差周波数に基づいて前記目標物までの距離を求めるFM−CW方式による装置であり、
前記送信波と前記受信波との前記差周波数を有したビート信号を生成するビート信号生成手段と、
前記ビート信号生成手段の出力する前記ビート信号をフーリエ変換して、前記受信波の強度と周波数との関係を示す第1周波数スペクトルを算出する第1スペクトル算出手段と、
前記第1スペクトル算出手段によるフーリエ変換の1単位である時間区間内であって、その時間区間よりも短い時間区間をフーリエ変換の1単位として、前記ビート信号生成手段の出力する前記ビート信号をフーリエ変換して、前記受信波の強度と周波数との関係を示す第2周波数スペクトルを算出する第2スペクトル算出手段と、
前記第2周波数スペクトルの周波数幅を有した各ピークにおいて、その各ピークの前記周波数幅に存在する周波数を有した前記第1周波数スペクトルのピーク群を、同一の目標物からのものとしてグループ分けするグループ化部と、
を有することを特徴とするレーダ装置。 In a radar apparatus that transmits a transmission wave to a target and receives a reception wave reflected by the target,
The radar apparatus is an apparatus according to an FM-CW method that obtains a distance to the target based on a difference frequency between the transmission wave and the reception wave,
Beat signal generation means for generating a beat signal having the difference frequency between the transmission wave and the reception wave;
First spectrum calculating means for calculating a first frequency spectrum indicating the relationship between the intensity and frequency of the received wave by Fourier transforming the beat signal output by the beat signal generating means;
The beat signal output from the beat signal generating means is Fourier-transformed within a time interval that is one unit of Fourier transform by the first spectrum calculating means, and a time interval shorter than the time interval is taken as one unit of Fourier transform. A second spectrum calculating means for converting and calculating a second frequency spectrum indicating the relationship between the intensity and frequency of the received wave;
In each peak having a frequency width of the second frequency spectrum, the peak group of the first frequency spectrum having a frequency existing in the frequency width of each peak is grouped as being from the same target. A grouping department;
A radar apparatus comprising:
前記レーダ装置は、前記送信波と前記受信波との差周波数を前記目標物の相対速度を表すドップラー周波数とし、そのドップラー周波数における前記受信波の前記送信波に対する遅延時間に基づいて前記目標物までの距離を求める装置であって、前記送信波の周波数が時間の経過に伴い、順次、ステップで、変化する1サイクルを繰り返す多周波CW方式による装置であり、
前記送信波と前記受信波との前記差周波数を有したビート信号を生成するビート信号生成手段と、
前記ビート信号生成手段の出力する前記ビート信号を前記ステップ毎に、周波数解析をして周波数スペクトルを算出する周波数解析手段と、
前記周波数解析手段の出力する前記周波数スペクトルの前記ドップラー周波数の各ピーク毎に、前記周波数スペクトルの前記周波数の変化の1サイクル分をフーリエ変換して、前記受信波の強度と前記遅延時間との関係を示す第1スペクトルを算出する第1スペクトル算出手段と、
前記周波数解析手段の出力する前記周波数スペクトルの前記ドップラー周波数の各ピーク毎に、前記1サイクル内であって、その1サイクルより短い期間における前記周波数スペクトルをフーリエ変換して、前記受信波の強度と前記遅延時間との関係を示す第2スペクトルを算出する第2スペクトル算出手段と、
前記第2スペクトルの遅延時間幅を有した各ピークにおいて、その各ピークの前記遅延時間幅に存在する遅延時間を有した前記第1スペクトルのピーク群を、同一の目標物からのものとしてグループ分けするグループ化部と
を有することを特徴とするレーダ装置。 In a radar apparatus that transmits a transmission wave to a target and receives a reception wave reflected by the target,
The radar device sets a difference frequency between the transmission wave and the reception wave as a Doppler frequency representing a relative speed of the target, and reaches the target based on a delay time of the reception wave with respect to the transmission wave at the Doppler frequency. Is a device using a multi-frequency CW method that repeats one cycle in which the frequency of the transmission wave changes step by step as time elapses,
Beat signal generation means for generating a beat signal having the difference frequency between the transmission wave and the reception wave;
For each step, the beat signal output from the beat signal generating means is subjected to frequency analysis and frequency analysis means for calculating a frequency spectrum;
For each peak of the Doppler frequency of the frequency spectrum output from the frequency analysis means, Fourier transform is performed for one cycle of the frequency change of the frequency spectrum, and the relationship between the intensity of the received wave and the delay time First spectrum calculating means for calculating a first spectrum indicating:
For each peak of the Doppler frequency of the frequency spectrum output by the frequency analysis means, Fourier transform is performed on the frequency spectrum within the one cycle and shorter than the one cycle, and the received wave intensity and A second spectrum calculating means for calculating a second spectrum indicating a relationship with the delay time;
In each peak having the delay time width of the second spectrum, the peak group of the first spectrum having the delay time existing in the delay time width of each peak is grouped as being from the same target. And a grouping unit.
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JP3230362B2 (en) * | 1994-02-24 | 2001-11-19 | いすゞ自動車株式会社 | Obstacle detection device |
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