JP6161311B2 - Radar apparatus and target detection method - Google Patents
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Description
本発明は、移動体の衝突防止や一定距離追従走行等に使用され、レーダ波の送受信により移動体の外部に存在する目標との相対速度や距離を検出するレーダ装置及び目標検出方法に関するものである。例えば、FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave:周波数変調連続波)レーダ装置に関するものである。 The present invention relates to a radar apparatus and a target detection method that are used for preventing collision of a moving object, traveling at a constant distance, and the like, and detecting a relative speed and distance from a target existing outside the moving object by transmitting and receiving radar waves. is there. For example, the present invention relates to an FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave) radar apparatus.
従来のFMCWレーダ装置では、アップチャープ時及びダウンチャープ時のビート周波数の対応付けにより、目標の距離及び速度が検出可能である。 In the conventional FMCW radar apparatus, the target distance and speed can be detected by associating beat frequencies during up-chirping and down-chirping.
但し、複数目標が存在する環境、すなわち、ビート周波数が複数存在する環境においては、アップチャープ時のどのビート周波数がダウンチャープ時のビート周波数に対応するかの判定が必要となり、その判定が極めて困難である。 However, in an environment with multiple targets, that is, an environment with multiple beat frequencies, it is necessary to determine which beat frequency during up-chirp corresponds to the beat frequency during down-chirp, which is extremely difficult to determine. It is.
この対策としては、以下のような文献に記載されたものがある。
特許文献1では、過去に検出された目標の距離及び速度に基づいて現在の目標の距離及び速度を予測し、この予測値に基づいてアップチャープのビート周波数とダウンチャープのビート周波数を算出する。そして、これらの予測ビート周波数ペアに対して周波数が近い検出ペアを真のペアとする。
As this countermeasure, there are those described in the following documents.
In
特許文献2は、目標追尾後、追尾予測値を予測ビート周波数へ変換し、予測ビート周波数と、入力されるビート周波数の対応付けを実施し、追尾推定値を更新する。
しかしながら、これらの方法では、過去に検出された目標もしくは追尾対象の目標が誤目標である場合は誤目標が継続して残ることとなり、目標検出には課題が残っている。 However, in these methods, if the target detected in the past or the target to be tracked is an erroneous target, the erroneous target will continue to remain, and there remains a problem in target detection.
一方、特許文献3では、アップチャープ、ダウンチャープごとに得られるビート周波数を直接追尾し、時間方向に相関のとれたビート周波数の時系列データを用いて、目標の距離と速度を算出する。 On the other hand, in Patent Document 3, the beat frequency obtained for each up-chirp and down-chirp is directly tracked, and the target distance and speed are calculated using the time-series data of the beat frequency correlated in the time direction.
しかしながら、この方法では、アップチャープ、ダウンチャープそれぞれで算出した目標の距離・速度を用いて、目標のペアリングを実施し、ペアが成立した目標のみ出力するため、アップチャープとダウンチャープとのいずれか一方のチャープのみで検出される目標については検出されない課題があった。これに関しては、従来のアップチャープ時及びダウンチャープ時のビート周波数の対応付けにより目標の距離及び速度を検出する方法でも同じ課題がある。 However, with this method, target pairing is performed using the target distance and speed calculated for each of the up-chirp and down-chirp, and only the target for which the pair is established is output. There was a problem that the target detected by only one of the chirps was not detected. In this regard, the conventional method of detecting the target distance and speed by associating beat frequencies at the time of up-chirp and down-chirp has the same problem.
多目標環境や目標以外の不要信号成分によるビート周波数が存在する場合においてビート周波数の対応付けが正確でなくなる可能性が高い。また、時間方向にビート周波数を追尾し、チャープごとに距離・速度を算出する方法でも、前記距離・速度でペアリングする場合に、いずれか一方のチャープのみで検出される目標についてはペアが成立せず、目標が検出されない課題があった。 There is a high possibility that the beat frequency is not accurately associated when there is a beat frequency due to a multi-target environment or an unnecessary signal component other than the target. Also, by tracking the beat frequency in the time direction and calculating the distance and speed for each chirp, when pairing at the distance and speed, a pair is established for the target detected by only one of the chirps. There was a problem that the target was not detected.
この発明は、アップチャープ検出領域とダウンチャープ検出領域とが重ならない領域でも、目標を検出することを目的とする。 An object of the present invention is to detect a target even in an area where an up-chirp detection area and a down-chirp detection area do not overlap.
この発明のレーダ装置は、周波数変調した連続波を送信信号として目標に送信して目標からの反射信号を受信し、送信信号と反射信号との周波数差をビート周波数として求め、ビート周波数から目標までの距離と目標の速度とを求めるレーダ装置において、
前記送信信号の周波数が上昇するアップチャープ時のビート信号のビート周波数を求めて出力するとともに、前記送信信号の周波数が下降するダウンチャープ時の前記ビート信号のビート周波数を求めて出力する信号処理器と、
前記信号処理器が出力するアップチャープ時のビート周波数を入力し、複数のアップチャープ時のビート周波数に基づいて、目標までの距離概略値と目標の速度概略値とを求めるアップチャープ用追尾フィルタと、
前記信号処理器が出力するダウンチャープ時のビート周波数を入力し、複数のダウンチャープ時のビート周波数に基づいて、目標までの距離概略値と目標の速度概略値とを求めるダウンチャープ用追尾フィルタと、
アップチャープ時のビート周波数で求める目標までの距離の検出範囲と目標の速度の検出範囲とをアップチャープ検出領域として記憶装置に記憶するとともに、ダウンチャープ時のビート周波数で求める目標までの距離の検出範囲と目標の速度の検出範囲とをダウンチャープ検出領域として記憶装置に記憶する検出領域マップと、
前記アップチャープ用追尾フィルタと前記ダウンチャープ用追尾フィルタとの少なくともいずれか一方が求めた距離概略値と速度概略値とを入力して、検出領域マップに記憶されたアップチャープ検出領域とダウンチャープ検出領域とが重ならない領域にある距離概略値と相対速度概略値とから、目標までの距離と目標の速度として出力する距離概略値と相対速度概略値とを判定して、判定した距離概略値と相対速度概略値とを目標までの距離と目標の速度として出力するチャープ用目標出力判定部と
を備えたことを特徴とする。
The radar apparatus according to the present invention transmits a frequency-modulated continuous wave to a target as a transmission signal, receives a reflected signal from the target, obtains a frequency difference between the transmitted signal and the reflected signal as a beat frequency, and from the beat frequency to the target In a radar device that calculates the distance and target speed,
A signal processor for obtaining and outputting the beat frequency of the beat signal at the time of up-chirping when the frequency of the transmission signal is increased and for obtaining the beat frequency of the beat signal at the time of down-chirping at which the frequency of the transmission signal is lowered When,
An up-chirp tracking filter for inputting an up-chirp beat frequency output from the signal processor and calculating a target distance approximate value and a target speed approximate value based on a plurality of up-chirp beat frequencies. ,
A down-chirp tracking filter for inputting a beat frequency at the time of down-chirp output from the signal processor, and calculating an approximate distance to the target and an approximate speed of the target based on a plurality of beat frequencies at the time of down-chirp ,
The detection range of the distance to the target obtained by the beat frequency during up-chirp and the detection range of the target speed are stored in the storage device as an up-chirp detection area, and the distance to the target obtained by the beat frequency during down-chirp is detected. A detection area map for storing the range and the detection range of the target speed in the storage device as a down chirp detection area;
The up-chirp detection area and down-chirp detection stored in the detection area map by inputting the approximate distance value and approximate speed value obtained by at least one of the up-chirp tracking filter and the down-chirp tracking filter From the distance approximate value and the relative speed approximate value in the area that does not overlap with the area, the distance approximate value and the relative speed approximate value to be output as the distance to the target and the target speed are determined, and the determined distance approximate value and A chirp target output determining unit that outputs the approximate relative speed value as the distance to the target and the target speed is provided.
この発明は、目標の距離・速度がアップチャープ検出領域とダウンチャープ検出領域とが重ならない領域にある場合でも、目標の距離・速度を判定して目標を検出でき目標を追尾することができる。 According to the present invention, even when the target distance / speed is in an area where the up-chirp detection area and the down-chirp detection area do not overlap, the target distance / speed can be determined and the target can be detected and the target can be tracked.
以下、この発明の実施の形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below.
実施の形態1.
FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave:周波数変調連続波)レーダ装置においては、図1のように三角波状の変調信号により周波数変調され周波数が一定の周期で増減を繰り返す送信信号を、レーダ波として送信する。そして、目標により反射されたレーダ波を受信して、受信信号を送信信号とミキシングすることによりビート信号を発生させている。このビート信号の周波数(ビート周波数)を、送信信号の周波数が増加するアップチャープ時及び周波数が減少するダウンチャープ時の各掃引区間(スキャン区間)毎に特定し、この特定されたアップチャープ時のビート周波数fu及びダウンチャープ時のビート周波数fdに基づき、式(101)、(102)、もしくは、式(103)、式(104)を用いて、レーダ装置と目標との距離Rと、レーダ装置と目標との相対速度Vとを算出する。Vは、距離変化率といわれる場合もあるが、以下、Vを相対速度又は単に速度という。
In an FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave) radar apparatus, a transmission signal that is frequency-modulated by a triangular wave-like modulation signal and repeatedly increases and decreases with a constant period as shown in FIG. 1 is transmitted as a radar wave. The radar signal reflected by the target is received, and the received signal is mixed with the transmission signal to generate a beat signal. The frequency of the beat signal (beat frequency) is specified for each sweep interval (scan interval) at the time of up chirp when the frequency of the transmission signal increases and at the time of down chirp at which the frequency decreases, and at the time of this specified up chirp Based on the beat frequency f u and the beat frequency f d at the time of down-chirping, the distance R between the radar apparatus and the target is obtained using the equations (101), (102), or (103), (104), A relative velocity V between the radar apparatus and the target is calculated. V may be referred to as a distance change rate. Hereinafter, V is referred to as a relative speed or simply a speed.
ここで、Bは送信信号の周波数変位幅、f0は送信信号の中心周波数、Tは1周期の変調に要する時間、Cは光速を表す。また、変調時間Tは短いとして、目標の距離Rと速度Vはアップチャープ、ダウンチャープ間で変化しないという前提がある。 Here, B is the frequency displacement width of the transmission signal, f 0 is the center frequency of the transmission signal, T is the time required for modulation in one cycle, and C is the speed of light. Also, assuming that the modulation time T is short, the target distance R and velocity V do not change between up-chirp and down-chirp.
このように、FMCWレーダ装置では、アップチャープ時及びダウンチャープ時のビート周波数の対応付けにより、目標の距離及び速度が検出可能である。 Thus, in the FMCW radar apparatus, the target distance and speed can be detected by associating beat frequencies at the time of up-chirp and at the time of down-chirp.
但し、アップチャープ、ダウンチャープ、それぞれで得られたビート周波数は同一目標のビート周波数だとしてもオフセットを生じている。特に、複数目標が存在する環境、すなわち、ビート周波数が複数存在する環境においては、アップチャープ時のどのビート周波数がダウンチャープ時のビート周波数に対応するかの判定が必要となり、その判定が極めて困難である。 However, even if the beat frequencies obtained by up-chirp and down-chirp are the same target beat frequency, an offset occurs. In particular, in an environment with multiple targets, that is, an environment with multiple beat frequencies, it is necessary to determine which beat frequency during up-chirp corresponds to the beat frequency during down-chirp, which is extremely difficult to determine. It is.
これらの課題を図2と図3を用いて説明する。
例えば、図2のように、スキャンごとにアップチャープとダウンチャープとを繰り返す送信パターンを用いて、図3のようにアップチャープ、ダウンチャープごとに目標が検出されたとする。
These problems will be described with reference to FIGS.
For example, it is assumed that a target is detected for each up-chirp and down-chirp as shown in FIG. 3 using a transmission pattern that repeats up-chirp and down-chirp for each scan as shown in FIG.
図3の四角印が目標1、丸印が目標2、バツ印が不要信号であり、ダウンチャープでは目標2が検出されなかったとする。アップチャープとダウンチャープには目標速度によるオフセットが生じるため、複数の組み合わせが発生する。そのため、不要な目標が発生する可能性があるし、目標2のように検出不可能な目標もある。
The square mark in FIG. 3 is the
<<<実施の形態1のレーダ装置の概要>>>
実施の形態1のレーダ装置は、図4のように、アップチャープ、ダウンチャープごとに得られるビート周波数を直接追尾し、時間方向に相関のとれたビート周波数の時系列データを用いて、目標の距離と速度を算出する。この方法では、アップチャープ、ダウンチャープそれぞれで算出した目標の距離・速度を用いて、目標のペアリングを実施し、ペアが成立した目標を出力する。
<<< Overview of Radar Device of
As shown in FIG. 4, the radar apparatus according to the first embodiment directly tracks the beat frequency obtained for each up-chirp and down-chirp, and uses the time-series data of the beat frequency correlated in the time direction to Calculate distance and speed. In this method, target pairing is performed using the target distance and speed calculated for each of up-chirp and down-chirp, and the target in which the pair is established is output.
例えば、図5のようにアップチャープのみで検出できる目標の距離・速度範囲は点線で囲んだ左肩上がりの平行四辺形領域(以下、アップチャープ検出領域)、ダウンチャープのみで検出できる目標の距離・速度範囲は破線で囲んだ右肩上がりの平行四辺形領域(以下、ダウンチャープ検出領域)となる。但し、相対速度は、要求される検出速度範囲すなわち所定の検出速度範囲までとする。 For example, as shown in FIG. 5, the target distance / velocity range that can be detected only by up-chirp is a parallelogram region (hereinafter referred to as up-chirp detection region) that rises to the left, surrounded by a dotted line, and the target distance that can be detected only by down-chirp. The speed range is a parallelogram region (hereinafter referred to as a down chirp detection region) that rises to the right and is surrounded by a broken line. However, the relative speed is within a required detection speed range, that is, a predetermined detection speed range.
そのため、アップチャープ検出領域とダウンチャープの検出領域が重なる六角形領域(以下、ペア生成可能領域)内の目標についてはアップチャープとダウンチャープとで得られるビート周波数のペアが成立するため、目標の距離・速度が検出可能である。 Therefore, for the target in the hexagonal region (hereinafter referred to as the pair generation possible region) where the up-chirp detection region and the down-chirp detection region overlap, a pair of beat frequencies obtained by up-chirp and down-chirp is established. Distance and speed can be detected.
アップチャープ検出領域とダウンチャープの検出領域が重ならない領域ではアップチャープとダウンチャープとで得られるビート周波数のペアが成立せずに、目標の距離・速度が検出されない状況が発生するが、この実施の形態1のレーダ装置は、以下に説明するとおり、アップチャープ検出領域とダウンチャープの検出領域が重ならない領域でも、目標の距離・速度を検出できるようにするものである。 In the area where the up-chirp detection area and the down-chirp detection area do not overlap, the beat frequency pair obtained by up-chirp and down-chirp is not established, and the target distance / speed may not be detected. As described below, the radar apparatus according to the first embodiment makes it possible to detect the target distance and speed even in an area where the up-chirp detection area and the down-chirp detection area do not overlap.
<<<レーダ装置100の構成>>>
図6は、実施の形態1のレーダ装置100を示す構成図である。
レーダ装置100は、周波数変調した連続波を送信信号として目標に送信して目標からの反射信号を受信し、送信信号と反射信号との周波数差をビート周波数として求め、ビート周波数から目標までの距離と目標の速度とを求めるものである。
<<< Configuration of Radar Device 100 >>>
FIG. 6 is a configuration diagram illustrating the radar apparatus 100 according to the first embodiment.
The radar apparatus 100 transmits a frequency-modulated continuous wave to a target as a transmission signal, receives a reflection signal from the target, obtains a frequency difference between the transmission signal and the reflection signal as a beat frequency, and calculates a distance from the beat frequency to the target. And the target speed.
図6に示すように、本実施の形態のレーダ装置100は、送信部1、信号処理器2、ビート周波数追尾部3、同一目標判定部4、目標情報算出部5、検出領域マップ6、アップチャープ用目標出力判定部7、ダウンチャープ用目標出力判定部8を備えている。チャープ用目標出力判定部9は、アップチャープ用目標出力判定部7とダウンチャープ用目標出力判定部8とを有している。
As shown in FIG. 6, the radar apparatus 100 according to the present embodiment includes a
送信部1は、送信器11により、図1に示すような周波数変調した連続波を送信信号として生成し送信アンテナ15を介して目標に送信する。
信号処理器2は、受信信号と送信信号とからビート信号を生成し、ビート信号よりビート周波数を特定する。
The
The
信号処理器2は、受信器21により目標からの反射信号を受信アンテナ25を介して受信する。アナログ/ディジタル変換器22(A/D変換器22)は、受信信号をアナログ/ディジタル変換する。
The
ビート周波数ピーク検出部23は、送信信号の周波数が上昇するアップチャープ時のビート信号のビート周波数fuを求めて出力するとともに、送信信号の周波数が下降するダウンチャープ時のビート信号のビート周波数fdを求めて出力する。
ビート周波数追尾部3は、ビート周波数の追尾処理を行う。ビート周波数追尾部3は、アップチャープ用追尾フィルタ31と、ダウンチャープ用追尾フィルタ32とを有している。
Beat
The beat frequency tracking unit 3 performs beat frequency tracking processing. The beat frequency tracking unit 3 includes an up-
ビート周波数追尾部3は、図4のようにアップチャープ、ダウンチャープごとに得られるビート周波数を直接追尾し、時間方向にスキャン間隔で相関のとれたビート周波数の時系列データを用いて、レーダ装置と目標との距離概略値と、レーダ装置と目標との相対速度概略値とを算出する。以下、相対速度概略値を単に速度概略値ともいう。 The beat frequency tracking unit 3 directly tracks the beat frequency obtained for each up-chirp and down-chirp as shown in FIG. 4, and uses the time-series data of the beat frequency correlated with the scan interval in the time direction, And an approximate distance between the target and the target and a relative relative speed between the radar device and the target are calculated. Hereinafter, the relative speed approximate value is also simply referred to as the speed approximate value.
アップチャープ用追尾フィルタ31は、信号処理器2のビート周波数ピーク検出部23が出力するアップチャープ時のビート周波数fuを複数入力し、複数のアップチャープ時のビート周波数に基づいて、目標までの距離概略値と目標の速度概略値とを求める。
Up-chirp for tracking
ダウンチャープ用追尾フィルタ32は、信号処理器2のビート周波数ピーク検出部23が出力するダウンチャープ時のビート周波数fdを複数入力し、複数のダウンチャープ時のビート周波数に基づいて、目標までの距離概略値と目標の速度概略値とを求める。
The down-
検出領域マップ6は、図5に示すように、アップチャープ時のビート周波数で求める目標までの距離の検出範囲と目標の速度の検出範囲とをアップチャープ検出領域として記憶装置に記憶するとともに、ダウンチャープ時のビート周波数で求める目標までの距離の検出範囲と目標の速度の検出範囲とをダウンチャープ検出領域として記憶装置に記憶する。
As shown in FIG. 5, the
図5において、ペア生成可能領域(アップチャープ検出領域とダウンチャープの検出領域が重なる領域)は、アップチャープ時のビート周波数で求めることができる目標とダウンチャープ時のビート周波数で求めることができる目標とがペアリングできる可能性が有る領域である。逆に、アップチャープ検出領域とダウンチャープの検出領域が重ならない領域は、アップチャープ時のビート周波数で求めることができる目標とダウンチャープ時のビート周波数で求めることができる目標とがペアにならない領域である。 In FIG. 5, the pair generation possible region (the region where the up-chirp detection region and the down-chirp detection region overlap) is the target that can be determined by the beat frequency at the time of up-chirp and the target that can be determined by the beat frequency at the time of down-chirp. Is an area where there is a possibility of pairing. Conversely, the area where the up-chirp detection area and the down-chirp detection area do not overlap is the area where the target that can be obtained with the beat frequency during up-chirp and the target that can be obtained with the beat frequency during down-chirp do not pair It is.
同一目標判定部4は、アップチャープ用追尾フィルタ31が求めた目標m(m=1,2,・・・,M)までの距離概略値と目標の速度概略値とを入力する。
同一目標判定部4は、ダウンチャープ用追尾フィルタ32が求めた目標n(n=1,2,・・・,N)までの距離概略値と目標の速度概略値とを入力する。
同一目標判定部4は、目標までの距離概略値と目標の速度概略値とのうち、検出領域マップ6に記憶されたアップチャープ検出領域とダウンチャープ検出領域とが重なる領域にある目標までの距離概略値と目標の速度概略値とからアップチャープ用追尾フィルタ31が求めた目標m(m=1,2,・・・,M)とダウンチャープ用追尾フィルタ32とが求めた目標n(n=1,2,・・・,N)とが同一目標であるか否かを判定する。
The same target determination unit 4 inputs the distance approximate value to the target m (m = 1, 2,..., M) obtained by the up-
The same target determination unit 4 inputs the distance approximate value to the target n (n = 1, 2,..., N) obtained by the down-
The same target determination unit 4 determines the distance to the target in the area where the up-chirp detection area and the down-chirp detection area stored in the
同一目標判定部4における同一目標判定の基準は、アップチャープで得た目標mの距離概略値Ru(m)及び速度概略値R・u(m)(R・:Rドットは時間微分を意味する)とダウンチャープで得た目標nの距離概略値Rd(n)及び速度概略値R・d(n)の差がそれぞれ一定範囲内であれば目標mと目標nを同一目標と判定する(検出目標のペアリングを行う)。 The criteria for the same target determination in the same target determination unit 4 are the distance approximate value R u (m) and the speed approximate value R · u (m) (R · : R dot of time m obtained by up-chirp means time differentiation. If the difference between the approximate distance R d (n) and the approximate speed R · d (n) of the target n obtained by down chirp is within a certain range, the target m and the target n are determined to be the same target. (Perform detection target pairing).
さらに、同一目標判定部4は、アップチャープ用追尾フィルタ31とダウンチャープ用追尾フィルタ32とが求めた目標までの距離概略値と目標の速度概略値とのうち、検出領域マップ6に記憶されたアップチャープ検出領域とダウンチャープ検出領域とが重ならない領域にある目標までの距離概略値と目標の速度概略値とをチャープ用目標出力判定部9に出力する。
Further, the same target determination unit 4 stores the target distance approximate value obtained by the up-
目標情報算出部5は、同一目標判定部4で同一目標と判定された目標のアップチャープ時のビート周波数とダウンチャープ時のビート周波数のペアより目標までの距離Rと目標の速度Vとを算出して出力する。
The target
チャープ用目標出力判定部9は、アップチャープ用追尾フィルタ31とダウンチャープ用追尾フィルタ32とが求めた距離概略値と速度概略値とのうち、検出領域マップ6に記憶されたアップチャープ検出領域とダウンチャープ検出領域とが重ならない領域にある距離概略値と相対速度概略値と(同一目標判定部4が出力した距離概略値と相対速度概略値と)から、目標までの距離と目標の速度として出力するために使用する距離概略値と相対速度概略値とを判定して、判定した距離概略値と相対速度概略値とを目標までの距離と目標の速度として出力する。
The chirp target output determination unit 9 includes an up-chirp detection area stored in the
アップチャープ用目標出力判定部7は、アップチャープ検出領域とダウンチャープ検出領域とが重ならない領域であって、かつ、アップチャープ検出領域にある距離概略値と相対速度概略値とから目標の距離と目標の速度として出力するために使用する距離概略値と相対速度概略値とを判定して、判定した距離概略値と相対速度概略値とを目標までの距離と目標の速度として出力する。 The up-chirp target output determination unit 7 is an area where the up-chirp detection area and the down-chirp detection area do not overlap, and the target distance is calculated from the approximate distance value and the approximate relative speed value in the up-chirp detection area. The distance approximate value and relative speed approximate value used for outputting as the target speed are determined, and the determined distance approximate value and relative speed approximate value are output as the distance to the target and the target speed.
ダウンチャープ用目標出力判定部8は、アップチャープ検出領域とダウンチャープ検出領域とが重ならない領域であって、かつ、ダウンチャープ検出領域にある距離概略値と相対速度概略値とから目標の距離と目標の速度として出力するために使用する距離概略値と相対速度概略値とを判定して、判定した距離概略値と相対速度概略値とを目標までの距離と目標の速度として出力する。
The down-chirp target
チャープ用目標出力判定部9は、アップチャープ用目標出力判定部7とダウンチャープ用目標出力判定部8とを有しているが、いずれか一方を有していてもかまわない。
The chirp target output determination unit 9 includes the up chirp target output determination unit 7 and the down chirp target
なお、レーダ装置100は、各部の動作をおこなう中央処理装置その他のハードウエアを有している。また、中央処理装置により実行されるプログラム、各部で求めた値や時刻や情報、及び、各部で用いる値や時刻や情報をメモリーに記憶する記憶部を有している。レーダ装置100の各部は、記憶部に記憶された値や時刻や情報を参照、追加、更新、削除できるものとする。 The radar apparatus 100 includes a central processing unit and other hardware that performs operations of the respective units. In addition, the storage unit stores a program executed by the central processing unit, values, times, and information obtained by each unit, and values, times, and information used by each unit in a memory. Each unit of the radar apparatus 100 can refer to, add, update, and delete values, times, and information stored in the storage unit.
以下に述べる動作は、中央処理装置、メモリー等のハードウエアと、プログラムやデータ等のソフトウエアとが協働することにより実現されるものである。 The operations described below are realized by the cooperation of hardware such as a central processing unit and memory and software such as programs and data.
<<<レーダ装置100の目標検出方法>>>
次に、実施の形態1のレーダ装置100の目標検出方法を説明する。
図6で、送信部1の送信器11は送信アンテナ15を介して、図1のように三角波状の変調信号により周波数変調され周波数が一定の周期で増減を繰り返す送信信号を送信する。また、周波数を変調する送信信号に限定せず、一定周波数の送信信号が混在しても良いこととする。
<<< Target Detection Method of Radar Device 100 >>>
Next, the target detection method of the radar apparatus 100 of
In FIG. 6, the
信号処理器2は、受信アンテナ25を介して目標によって反射された送信信号を受信し、受信器21から出力される中間周波のビート信号をアナログ/ディジタル変換器22(A/D変換器22)によってディジタル信号に変換する。
The
ビート周波数ピーク検出部23では、FFT(Fast Fourier Transform)などによって周波数分析が行われ、アップチャープにおけるビート信号のビート周波数fu t(i)と、ダウンチャープにおけるビート信号のビート周波数fd t(j)とが抽出される。ここでiまたはjはビート周波数ピーク検出部23によって得られたピーク数を表す。また、ビート周波数にはそれらが得られた時刻t(t=t1,t2,t3,・・・、以下、ビート周波数観測時刻)が付与されていることを前提とする。
The beat frequency
ビート周波数ピーク検出部23によって得られたビート周波数は、そのビート周波数がアップチャープ、ダウンチャープのいずれで得られたものであるかによって、アップチャープ用追尾フィルタ31またはダウンチャープ用追尾フィルタ32に出力される。
The beat frequency obtained by the beat frequency
<<<アップチャープ用追尾フィルタ31>>>
図7は、アップチャープ用追尾フィルタ31の構成を示す図である。
アップチャープ用追尾フィルタ31は、アップチャープ時のビート周波数を入力し、ビート周波数に対して追尾処理を実施する。
<<<
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of the up-
The up-
アップチャープ用追尾フィルタ31では、まず、相関部311において、以下の処理をする。
In the up-
<<<相関部311>>>
相関部311は、スキャン時刻t1に得られたピーク周波数と、スキャン時刻t2に得られたピーク周波数との相関をとり、相関があるピーク周波数を関連付ける。
<<<
The
例えば、図4は、スキャン時刻t1に得られたピーク周波数が2つ、スキャン時刻t2に得られたピーク周波数が2つであった場合、仮目標を2つ(四角で示す仮目標1と丸で示す仮目標2)として、それぞれのピーク周波数を仮目標に対応づけした例である。
For example, FIG. 4 shows that when there are two peak frequencies obtained at the scan time t1 and two peak frequencies obtained at the scan time t2, two temporary targets (a
図4は、ピーク周波数fu t1(1)とfu t2(1)とが対応づけられ、ピーク周波数fu t1(1)、fu t2(1)を仮目標1のピーク周波数と判定し、ピーク周波数fu t1(2)とfu t2(2)とが対応づけられ、ピーク周波数fu t1(2)、fu t2(2)を仮目標2のピーク周波数であると判定したことを示す。なお、関連付けしたピーク周波数に対して、既存の仮検出目標の予測ビート周波数を用いて、ビート周波数の真値を算出する処理も行われる。
In FIG. 4, the peak frequencies f u t1 (1) and f u t2 (1) are associated with each other, and the peak frequencies f u t1 (1) and f u t2 (1) are determined as the peak frequencies of the
<<<初期化部312>>>
相関部311により相関なしとみなされた場合、初期化部312は、仮目標の初期平滑値として、相関なしであったビート周波数を新目標として設定する。初期化部312によって設定された仮目標の初期平滑値にはビート周波数の取得時刻(以下、更新時刻)を付与する。
<<<<
When the
<<<平滑部313>>>
一方、相関部311により相関ありとみなされた場合は、相関部311は平滑部313にビート周波数を出力し、平滑部313は仮目標のビート周波数平滑値を更新する。平滑部313によって更新された仮目標のビート周波数平滑値にはビート周波数の取得時刻(以下、更新時刻)を付与する。
<<<
On the other hand, when the
<<<距離・速度変換部315>>>
平滑部313で更新されたビート周波数平滑値は距離・速度変換部315へ出力され、距離概略値・速度概略値が算出される。距離概略値は、レーダ装置100から目標までの距離概略値である。速度概略値は、レーダ装置100と目標との相対速度概略値である。
<<< Distance /
The beat frequency smoothed value updated by the smoothing
<<<アップチャープ用追尾フィルタ31の処理>>>
アップチャープ用追尾フィルタ31の処理について図7を用いて説明する。処理については式(1)〜式(26)に従う。
<<< Processing of Up
The processing of the up-
アップチャープ用追尾フィルタ31で使用する仮目標番号m(m=1、2、…、M)の状態ベクトルを式(1)で定義し、その運動モデルを式(2)で定義する。
式(1)において、
xはビート周波数ベクトル、
上付きのuはアップチャープ、
下付きのkはサンプリング番号、
()内mは目標番号、
fu kはアップチャープのビート周波数、
f・u kはアップチャープのビート周波数変化率、
Tは転置
を表す。
ビート周波数変化率は、ビート周波数の時間変化量を意味し、位置に対する速度の関係である。
The state vector of the temporary target number m (m = 1, 2,..., M) used in the up-
In equation (1),
x is the beat frequency vector,
Superscript u is chirp up,
The subscript k is the sampling number,
M in () is the target number,
f u k is the beat frequency of the up chirp,
f · u k is the beat frequency change rate of up-chirp,
T represents transposition.
The beat frequency change rate means the amount of time change of the beat frequency, and is a relationship of speed to position.
式(2)において、φkは式(3)で示す時刻tkから時刻tk+1への状態遷移行列であり、目標の運動を等速直線運動と仮定する。 In the formula (2), phi k is the state transition matrix to the time t k + 1 from the time t k represented by equation (3), it is assumed that the constant velocity linear motion the motion of the target.
式(3)のΔtは掃引時刻t(k)とt(k+1)の差分時間である。
式(4)の0は平均値、Qkは駆動雑音共分散行列である。wkは時刻t(k)における駆動雑音ベクトルであり、式(4)に示すように、平均値0、分散Qkを持つ。
Δt in the equation (3) is a difference time between the sweep times t (k) and t (k + 1).
In Equation (4), 0 is an average value, and Q k is a drive noise covariance matrix. w k is a drive noise vector at time t (k), and has an average value 0 and variance Q k as shown in equation (4).
さらに、式(6)で観測行列Hを定義し、式(5)で観測モデルを表す。fu kは、ビート周波数の観測値である。 Furthermore, an observation matrix H is defined by equation (6), and an observation model is represented by equation (5). f u k is an observed value of the beat frequency.
ここで、式(7)のAkはビート周波数の観測誤差分散である。
式(7)のvkは、平均値0、観測誤差分散Akの観測雑音である。
Here, A k of the formula (7) is an observation error variance of the beat frequency.
In equation (7), v k is an observation noise with an average value of 0 and an observation error variance A k .
アップチャープ用追尾フィルタ31において、相関部311は、式(8)の不等式を満足する場合に、そのビート周波数は仮目標mと相関ありと判断する。
In the
式(8)において、fu k|k−1(m)は、後述する予測部314で得た仮目標の予測ビート周波数を表す。式(8)で,dは判定閾値、Sは式(9)で定義する仮目標mの残差分散である。
In Expression (8), f u k | k−1 (m) represents the predicted beat frequency of the temporary target obtained by the
式(9)で、Pu k|k−1は予測誤差共分散行列であり、その計算は後述の予測部314で行う。式(10)で、fu k|k−1は後述する予測部314で得た仮目標の時刻t(k)でのビート周波数の予測値であり、時刻t(k)でのビート周波数ベクトルの予測値x〜u k|k−1から式(10)で計算する。
In Equation (9), P u k | k−1 is a prediction error covariance matrix, and the calculation is performed by the
<<<相関なし場合の初期化部312の処理>>>
相関部311は、ビート周波数が式(8)の不等式を満足する仮目標が存在しない場合、相関なしとみなし、初期化部312によって、そのビート周波数を新規の仮目標として登録する。登録方法としては、式(11)、(12)に示すように平滑ベクトル初期値と平滑誤差共分散行列初期値として、ビート周波数と観測誤差共分散行列とを設定し、ビート周波数に付与されている時刻を設定する。ここで、例えばA0を初期時刻におけるビート周波数観測誤差分散、νmaxをビート周波数変化率の最大値として設定する。
<<< Processing of
When there is no provisional target whose beat frequency satisfies the inequality of Expression (8), the
初期化部312は、式(11)、(12)に示すビート周波数ベクトルxu 0(m)、及び平滑誤差共分散行列Pu 0(m)の初期値の形式を用いて、平滑値ベクトルと平滑誤差共分散行列を設定する。式(12)で、Pu 0(m)は観測誤差分散行列、νmaxはビート周波数変化率の最大値である。また、ビート周波数に付与されている時刻も設定する。
The
さらに、初期化部312は、式(13)に示すように、新規の仮目標に対するトラック品質TQ値として0を設定する。また仮目標の総数Mを1増加させる。
Further, the
<<<相関ありの場合の平滑部313の処理>>>
相関部311は、ビート周波数が式(8)の不等式を満足する場合、相関ありとみなし、平滑部313は、相関ありとみなされたビート周波数を相関の取れた仮目標mの観測値ベクトルとして、仮目標mの状態更新を、式(14)〜(16)によって実施する。
<<< Processing of the smoothing
When the beat frequency satisfies the inequality of equation (8), the
式(14)では、時刻t(k)でのビート周波数平滑値ベクトルx^u k|kを、観測値のビート周波数fu k、状態ベクトルの予測値x〜u k|k−1を用いて計算する。
ここで、ビート周波数平滑値ベクトルは、ビート周波数平滑値f^u kとビート周波数変化率平滑値f^・u kで構成されている。ビート周波数平滑値ベクトルは、式(1)の全ての項にハット(^)を付けたものになる。ハット(^)は、平滑値を意味する。
xu k(m)=[fu k f・u k]T (1)
また、平滑誤差共分散行列Pu k|kを式(15)で計算する。また、ゲイン行列Ku kは式(16)で定義する。
In the equation (14), the beat frequency smoothed value vector x ^ u k | k at time t (k) is used, the observed beat frequency f u k , and the state vector predicted values x to u k | k−1 . To calculate.
Here, the beat frequency smoothed value vector is constructed by the beat frequency smoothed value f ^ u k and the beat frequency variation rate smoothed value f ^ · u k. The beat frequency smoothed value vector is obtained by adding a hat (^) to all terms in the equation (1). A hat (^) means a smooth value.
x u k (m) = [f u k f · u k ] T (1)
Further, the smooth error covariance matrix P u k | k is calculated by the equation (15). Further, the gain matrix K u k is defined by Expression (16).
さらに、平滑部313は、仮目標mに対するトラック品質TQ値を1増加させる。このとき、式(17)に示すように、TQ値が事前に設定した上限値TQmaxを超える場合はTQmaxで固定とする。
Further, the smoothing
式(16)で、Su k(m)は仮目標mの残差共分散行列である。式(15)で、Iは二次の単位行列、Pu k|k−1(m)は仮目標mの予測誤差共分散行列、Pu k|k(m)は仮目標mの平滑誤差共分散行列、Ku kは仮目標mのゲイン行列である。 In Expression (16), S u k (m) is a residual covariance matrix of the provisional target m. In Equation (15), I is a secondary unit matrix, P u k | k−1 (m) is the prediction error covariance matrix of the temporary target m, and P u k | k (m) is the smoothing error of the temporary target m. A covariance matrix, K u k, is a gain matrix of the temporary target m.
また、登録済みの仮目標mに関して相関のあるビート周波数が得られなかった場合はメモリトラックとして、式(18)、(19)のように処理する。時刻t(k)でのビート周波数平滑ベクトルx^u k|kを式(18)で、平滑誤差共分散行列Pu k|kを式(19)で計算する。さらにメモリトラックとしてTQ値を1減少させる(式(20))。このときTQ値が事前に設定した下限値TQminを下回る場合はTQminで固定する。 Also, when a correlated beat frequency is not obtained for the registered temporary target m, processing is performed as shown in equations (18) and (19) as a memory track. The beat frequency smoothing vector x ^ u k | k at time t (k) is calculated by equation (18), and the smoothing error covariance matrix P u k | k is calculated by equation (19). Further, the TQ value is decreased by 1 as a memory track (formula (20)). At this time, if the TQ value falls below the preset lower limit value TQmin, the TQmin is fixed.
<<<予測部314の処理>>>
このようにして得られた平滑値に対して、予測部314において、平滑値に付与されている更新時刻と新たにビート周波数ピーク検出部23によって供給されたビート周波数観測時刻との差Δtを算出し、式(3)の状態推移行列を算出後、式(21)、(22)によってビート周波数観測時刻に状態量を合わせる。
<<< Processing of
The
すなわち、予測部314は、平滑部313で得られた、時刻t(k)に対応する平滑ベクトル、平滑誤差共分散行列、もしくは、初期化部312で設定した時刻t(k)に対応する平滑ベクトル、平滑誤差共分散行列を用いて、時刻t(k+1)に対応する予測ベクトルx〜u k+1|kと予測誤差共分散行列Pu k+1|kを計算する(式(21)、(22))。なお、計算で用いる状態推移行列Φkは、新たにビート周波数ピーク検出部23によって供給されたビート周波数に付与された時刻t(k+1)と時刻t(k)との差Δt(=t(k+1)−t(k))を用いて、式(3)で計算する。
That is, the
予測部314で計算した平滑値ベクトル、平滑共分散行列は、前述した相関部311での時刻t(k+1)での相関処理で用いられる。以上説明した処理を掃引時刻(スキャン時刻)毎に繰り返す。
The smooth value vector and smooth covariance matrix calculated by the
<<<距離・速度変換部315>>>
距離・速度変換部315は、仮目標mと相関の取れたアップチャープ時のビート周波数の時系列データを入力し、仮目標に対して目標検出判定を実施する。さらに検出した目標の距離概略値、速度概略値を算出する。
<<< Distance /
The distance /
例えば、距離・速度変換部315では、まず仮目標m(m=1,2,・・・,M)のTQ値を逐次入力し、TQ値が事前に定めたTQthre(閾値)を超えた時点で、その仮目標について目標検出したと判断する。
For example, in the distance /
目標検出と判定された仮目標を検出目標と呼ぶ。アップチャープ用追尾フィルタ31には、検出目標に対応する追尾処理結果である相関の取れたアップチャープ時のビート周波数の時系列データ、すなわち異なるサンプリング時刻におけるビート周波数の集まりが記憶部に保持されている。
A temporary target determined to be target detection is called a detection target. In the up-
基準サンプリング時刻t0における目標の距離概略値Ru 0(m)、速度概略値R・u 0(m)を定義し、また、任意のサンプリング時刻tkにおける目標の距離概略値Ru k(m)、速度概略値R・u k(m)をモデル化する。さらに、基準時刻t0と任意のサンプリング時刻tkとの時間差Δ(Δ=tk−t0)により状態遷移行列を定義し、任意の時刻におけるアップチャープ時のビート周波数を基準時刻における距離概略値、速度概略値で表現する。 The target distance approximate value R u 0 (m) and the speed approximate value R · u 0 (m) at the reference sampling time t 0 are defined, and the target distance approximate value R u k (at an arbitrary sampling time t k is defined. m), the approximate velocity value R · u k (m) is modeled. Furthermore, to define a state transition matrix by the reference time t 0 and the time difference between any sampling time t k Δ (Δ = t k -t 0), the distance schematic at the reference time the beat frequency during the up-chirp at any time Expressed by value and approximate speed value.
基準サンプリング時刻t0での仮目標mのアップチャープ時のビート周波数fu 0(m)と、目標との距離概略値Ru 0(m)、及び目標の速度概略値R・u 0(m)との間には式(23)の関係があるものとする。 The beat frequency f u 0 (m) at the time of up-chirping the temporary target m at the reference sampling time t 0 , the target distance approximate value R u 0 (m), and the target speed approximate value R · u 0 (m )), It is assumed that there is a relationship of the equation (23).
任意のサンプリング時刻t(k)での仮目標mのアップチャープ時のビート周波数fu k(m)と、目標との距離概略値Ru 0(m)、及び目標の速度概略値R・u 0(m)との間には式(24)の関係があるものとする。 The beat frequency f u k (m) at the time of up-chirping the temporary target m at an arbitrary sampling time t (k), the target distance approximate value R u 0 (m), and the target speed approximate value R · u It is assumed that there is a relationship of Expression (24) with 0 (m).
このように、距離・速度変換部315では、アップチャープのビート周波数平滑値とビート周波数変化率平滑値とを入力とし、距離概略値Ruと速度概略値R・uへ変換する。
あるいは、例えば、ビート周波数を2スキャン分蓄積し、式(23)、(24)を用いることで算出する。ここでは、ビート周波数変化率を用いずに2スキャン分のビート周波数を用いている。
式(23)は、サンプリング番号0での目標番号mのビート周波数観測値fu 0(m)を意味している。
式(24)は、サンプリング番号kでの目標番号mのビート周波数観測値fu k(m)を意味している。
また、式(25)、(26)を用いて距離概略値Ruと速度概略値R・uを算出してもよい。
式(25)のf^・u tは、アップチャープにおけるサンプリング番号kのビート周波数変化率平滑値である。
式(26)のf^u tは、アップチャープにおけるサンプリング番号kのビート周波数平滑値である。
式(25)は、ビート周波数変化率平滑値f^・u tを入力とし、速度概略値R・に変換する変換式である。
式(26)は、ビート周波数平滑値f^u tを入力とし、距離概略値Rに変換する変換式である。
式(25)、(26)は、式(23)、(24)を距離Ru 0(m)と速度R・u 0(m)で表現した式である。
なお、式(24)は、ビート周波数観測値ということでサンプリング番号を表す記号kを用いてfu kとしている。これに対して、式(25)、(26)は平滑値ということで標記を差別化して時刻を表す記号をtを用いてfu tとしている。
Thus, the distance and
Alternatively, for example, the beat frequency is accumulated for two scans, and calculation is performed by using equations (23) and (24). Here, the beat frequency for two scans is used without using the beat frequency change rate.
Equation (23) means the beat frequency observation value f u 0 (m) of the target number m at the sampling number 0.
Expression (24) means the beat frequency observation value f u k (m) of the target number m at the sampling number k.
Further, the distance approximate value R u and the speed approximate value R · u may be calculated using the equations (25) and (26).
F ^ · u t of formula (25) is a beat frequency rate of change smoothed value of sampling number k in the up-chirp.
Ƒ u t in the equation (26) is a beat frequency smoothing value of the sampling number k in up-chirp.
Equation (25) inputs the beat frequency variation rate smoothed value f ^ · u t, a conversion formula for converting the speed approximate values R ·.
Expression (26) is a conversion expression for converting the beat frequency smooth value f ^ u t into an approximate distance value R using the beat frequency smoothing value f u u t as an input.
Expressions (25) and (26) are expressions in which expressions (23) and (24) are expressed by distance R u 0 (m) and velocity R · u 0 (m).
In addition, Formula (24) is made into f u k using the symbol k showing a sampling number because it is a beat frequency observation value. On the other hand, since the expressions (25) and (26) are smooth values, the notation is differentiated and the symbol representing the time is set to f u t using t.
なお、式(1)〜式(26)においてアップチャープ用追尾フィルタ31の処理を示しているが、本処理に限定することなく、アップチャープのビート周波数を入力として、距離概略値Ruと速度概略値R・uとを算出する処理であれば良い。
Although illustrates processing of up-chirp for tracking
また、ビート周波数に角度が付与される場合は、角度についても同様の追尾処理を実施しても良い。その際、基本処理については式(1)〜式(26)に従う。ただし、式(1)〜式(26)と異なる箇所について以下に示す。 When an angle is given to the beat frequency, the same tracking process may be performed for the angle. At that time, the basic processing follows formulas (1) to (26). However, it shows below about a different place from a formula (1)-a formula (26).
仮目標番号m(m=1、2、…M)の角度の状態ベクトルを式(31)で定義し、その運動モデルを式(32)で定義する。θu kは角度、θ・u kは角速度を表す。さらに、観測行列を式(33)で定義し、観測モデルを式(32)で表す。 The state vector of the angle of the temporary target number m (m = 1, 2,... M) is defined by Expression (31), and the motion model is defined by Expression (32). θ u k represents an angle, and θ · u k represents an angular velocity. Further, the observation matrix is defined by Expression (33), and the observation model is represented by Expression (32).
また、ビート周波数に角度算出前の受信アンテナ間の位相差が付与される場合は、角度の代わりに位相差について同様の追尾処理を実施しても良い。その際、基本処理については式(1)〜式(26)、式(31)〜式(33)に従う。ここで、式(41)〜式(43)のように角度θu kを位相差φu k、角速度θ・u kを位相差変化率φ・u kへ置き換えれば良い。 Further, when a phase difference between receiving antennas before angle calculation is given to the beat frequency, the same tracking process may be performed for the phase difference instead of the angle. At that time, the basic processing follows formulas (1) to (26) and formulas (31) to (33). Here, the formula (41) a phase difference phi u k the angle theta u k as to Formula (43), may be replaced with angular theta · u k to the phase difference change rate φ · u k.
<<<ダウンチャープ用追尾フィルタ32の処理>>>
ダウンチャープ用追尾フィルタ32の処理及び動作については、アップチャープ用追尾フィルタ31と同じである。
<<< Processing of Down
The processing and operation of the down-
式(1)〜式(26)、式(31)〜式(33)、式(41)〜式(43)における状態ベクトルの上付きuをdに変更することで同様な動作をする。また、ダウンチャープ用追尾フィルタ32の距離・速度変換部では、ダウンチャープのため、各変数の上付き添え字uをdに変更し、式(26)の右辺第2項の符号を正号(+)に変更したものを使用する必要があるが、その他の手順は同一なので詳細な説明は省略する。
The same operation is performed by changing the superscript u of the state vector in Expressions (1) to (26), Expressions (31) to (33), and Expressions (41) to (43) to d. In the distance / velocity conversion unit of the down-
<<<同一目標判定部4>>>
同一目標判定部4では、アップチャープ用追尾フィルタ31、ダウンチャープ用追尾フィルタ32の出力を入力し、アップチャープ時の検出目標とダウンチャープ時の検出目標との同一目標判定を実施する。
<<< Same Target Determination Unit 4 >>>
The same target determination unit 4 inputs the outputs of the up-
同一目標判定の基準としては、アップチャープで得た目標mの距離概略値Ruと速度概略値R・uとダウンチャープで得た目標nの距離概略値Rdと速度概略値R・dの差が一定範囲内であれば同一目標と判定する。同一目標の判定方法の例としては、例えば式(51)、(52)が同時に成立する場合または式(53)のような不等式を満足する場合に同一目標と判定する。ここで、σRは距離推定精度、σR・は速度推定精度、ThR,ThV,ThRVは閾値を意味する。σRとσR・とは、式(9)の予測誤差共分散行列Pk|k−1を式(15)の平滑誤差共分散行列Pk|kに置き換えることで得られる。 As a criterion for the same target determination, the target m approximate distance value R u and the speed approximate value R · u obtained by up-chirp, the target n distance approximate value R d and the speed approximate value R · d obtained by down-chirp are used. If the difference is within a certain range, the same target is determined. As an example of the determination method of the same target, for example, when the equations (51) and (52) are simultaneously established or when the inequality such as the equation (53) is satisfied, the same target is determined. Here, σ R means distance estimation accuracy, σ R · means velocity estimation accuracy, and ThR, ThV, and ThRV mean threshold values. σ R and σ R · are obtained by replacing the prediction error covariance matrix P k | k−1 in Expression (9) with the smooth error covariance matrix P k | k in Expression (15).
同一目標判定部4において式(51)、(52)を同時に満足または式(53)を満足する組み合わせが複数存在する場合は、式(51)、(52)または式(53)の評価値が最小となる組み合わせを選択し、アップチャープとダウンチャープにおけるビート周波数のペアを出力する。 When there are a plurality of combinations that satisfy the expressions (51) and (52) at the same time or satisfy the expression (53) in the same target determination unit 4, the evaluation values of the expressions (51), (52), and (53) Select the lowest combination and output beat frequency pairs for up and down chirps.
なお、ビート周波数に測角値が付与される場合は式(51)、(52)、(54)を同時に満たす、または、式(55)を満たすペアを出力するとしてもよい。ここで、σθは測角観測精度、Thθ、ThRVθは閾値を意味する。角度の代わりに位相差を用いる場合は、式(54)、(55)のθをφへ置き換えれば良い。 When an angle measurement value is given to the beat frequency, a pair that satisfies the expressions (51), (52), and (54) at the same time or satisfies the expression (55) may be output. Here, sigma theta is angle measuring observation accuracy, Thθ, ThRVθ means threshold. When using a phase difference instead of an angle, θ in the equations (54) and (55) may be replaced with φ.
<<<目標情報算出部5の処理>>>
目標情報算出部5の処理について説明する。
目標情報算出部5では、同一目標判定部4より出力される目標ペアを入力として距離及び速度を算出する。
<<< Processing of Target
The process of the target
The target
目標情報算出部5では、アップチャープとダウンチャープのビート周波数のペアより、式(103)、(104)を用いて距離R・速度Vを算出する。また、その他の距離・速度算出方法として、いずれか一方のチャープにおける距離概略値・速度概略値を距離R・速度Vとして出力する方法や各チャープの距離概略値・速度概略値を推定誤差で重み付けして算出する方法でも構わない。
The target
アップチャープ用目標出力判定部7は、ペア生成可能領域外での時系列データ(最低2個の時系列データ)の相関をとり、相関が有る目標の距離と速度を計算して出力する。最低2個の時系列データの相関がとれないと距離と速度は算出不可能であるから、アップチャープ用目標出力判定部7は、相関がある目標のみの距離と速度を計算して出力する。
アップチャープ用目標出力判定部7は、アップチャープ用追尾フィルタ31が求めた目標までの距離概略値と目標の速度概略値とを入力して、検出領域マップ6に記憶されたアップチャープ検出領域の内、アップチャープ検出領域とダウンチャープ検出領域とが重ならない領域にある目標までの距離概略値と目標の速度概略値を、目標までの距離と目標の速度として出力する。
The up-chirp target output determination unit 7 correlates time series data (at least two pieces of time series data) outside the pair generation possible area, calculates and outputs the target distance and speed having the correlation. Since the distance and speed cannot be calculated unless at least two pieces of time-series data are correlated, the up-chirp target output determination unit 7 calculates and outputs only the distance and speed of the correlated target.
The up-chirp target output determination unit 7 inputs the approximate distance to the target obtained by the up-
アップチャープ用目標出力判定部7は、同一目標判定部4において同一目標と判定されなかった目標の目標までの距離概略値と目標の速度概略値とを前記同一目標判定部4から入力して、目標が、検出領域マップ6に記憶されたアップチャープ検出領域とダウンチャープ検出領域とが重なる領域(ペア生成可能領域)の外にある目標を判定する。
The up-chirp target output determination unit 7 receives from the same target determination unit 4 an approximate distance to target target and a target speed approximate value that were not determined to be the same target by the same target determination unit 4, A target that is outside the region where the up-chirp detection region and the down-chirp detection region stored in the
アップチャープ用目標出力判定部7は、目標が、検出領域マップ6に記憶されたペア生成可能領域の外にあるか否かを判定し、ペア生成可能領域の外にある目標のみを出力対象とする。
The up-chirp target output determination unit 7 determines whether or not the target is outside the pair generation possible area stored in the
すなわち、アップチャープ用目標出力判定部7では、同一目標判定部4より出力される目標の中から同一目標判定部4の処理内でペアが成立しなかった目標のみを入力とし、検出領域マップ6を参照し、前記目標の距離概略値・速度概略値が図5のペア生成可能領域外となる目標のみを出力する。
That is, the up-chirp target output determination unit 7 receives only the targets that have not been paired within the process of the same target determination unit 4 from the targets output from the same target determination unit 4, and detects the
ここで、アップチャープ用目標出力判定部7は、同一目標判定部4の処理内でペアが成立しなかった目標の中から、TQ値が事前に定めたTQthre(閾値)を超えた目標のみ判定対象としても良い。 Here, the up-chirp target output determination unit 7 determines only targets whose TQ value exceeds a predetermined TQthre (threshold value) from among targets whose pair is not established within the process of the same target determination unit 4. It is good as a target.
すなわち、アップチャープ用目標出力判定部7は、ビート周波数の相関関係を計算して相関関係に基づいて求められた追尾継続性を表す指標(例えばTQ値)に注目し、この目標に対する追尾継続性を表す指標が一定値以上である目標のみを判定対象としても良い。 That is, the up-chirp target output determining unit 7 calculates the correlation of beat frequencies and pays attention to an index (for example, TQ value) indicating tracking continuity obtained based on the correlation, and tracking continuity for this target. Only a target for which the index representing the value is a certain value or more may be determined.
アップチャープ用目標出力判定部7は、目標の距離概略値・速度概略値がペア生成可能領域の範囲内もしくは範囲外にあるかを判定する場合、領域の境界付近に存在する目標について、距離概略値・速度概略値の推定誤差を考慮して判定しても良い。例えば、アップチャープの距離概略値・速度概略値の推定誤差Pu RV,kは式(25)、(26)より、式(61)、(62)のように導出できる。ここで、Pu RV,kの1行1列目は距離概略値の推定誤差分散、2行2列目は速度概略値の推定誤差分散を表している。また、ダウンチャープの距離概略値・速度概略値の推定誤差Pd RV,kは式(63)、(64)である。 The up-chirp target output determination unit 7 determines whether the target approximate distance value and approximate speed value are within or out of the pair-generating area, for the target existing near the boundary of the area. The determination may be made in consideration of the estimation error of the value / speed approximate value. For example, the estimated error P u RV, k of the approximate distance value and approximate speed value of the up-chirp can be derived from the equations (25) and (26) as in the equations (61) and (62). Here, the first row and first column of P u RV, k represent the estimated error variance of the approximate distance value, and the second row and second column represent the estimated error variance of the approximate velocity value. Further, the estimated error P d RV, k of the approximate distance value and approximate speed value of the down chirp is expressed by equations (63) and (64).
そこで、アップチャープ用目標出力判定部7は、目標の距離概略値・速度概略値を中心として、その推定誤差を考慮した範囲がペア生成可能領域の一部を含む場合は、目標をペア生成可能領域内と判定して、直接出力しない。例えば、図8のような状況では、目標iについては、推定誤差を考慮した範囲がペア生成可能領域の一部を含むので、目標iを出力しないこととする。目標jについては、推定誤差を考慮した範囲がペア生成可能領域を含まないので、目標jを出力する。 Therefore, the up-chirp target output determination unit 7 can generate a pair of targets when the range in which the estimation error is considered centered on the target approximate distance value and approximate speed value includes a part of the pair generation possible region. Judge as in the area and do not output directly. For example, in the situation as shown in FIG. 8, for the target i, since the range in which the estimation error is taken into account includes a part of the pair generation possible region, the target i is not output. For the target j, the target j is output because the range in which the estimation error is taken into consideration does not include the pair generation possible region.
このように、アップチャープ用目標出力判定部7は、目標までの距離概略値と目標の速度概略値とを中心として目標までの距離概略値と目標の速度概略値との推定誤差による存在可能範囲が、アップチャープ検出領域とダウンチャープ検出領域とが重なる領域の外にある目標のみを判定対象とする。 As described above, the up-chirp target output determination unit 7 has a possible range due to an estimation error between the approximate distance to the target and the approximate target speed with the approximate approximate distance to the target and the approximate target speed as the center. However, only a target outside the region where the up-chirp detection region and the down-chirp detection region overlap is set as the determination target.
また、アップチャープ用目標出力判定部7が、ある時刻のみでは判断が困難となる場合、例えば、過去Nサンプル中M回以上(N≧M)、上記条件を満たせば目標をペア生成可能領域内と判定するようにしてもよい。 In addition, when it is difficult for the upchirp target output determination unit 7 to determine at a certain time alone, for example, M times in the past N samples (N ≧ M), the target can be pair generated within the region where the above condition is satisfied. May be determined.
このように、アップチャープ用目標出力判定部7は、前記目標がアップチャープ検出領域とダウンチャープ検出領域とが重なる領域に過去N回中M回以上(N≧M)入らない目標のみを判定対象とする。 As described above, the up-chirp target output determination unit 7 determines only a target in which the target does not enter the region where the up-chirp detection region and the down-chirp detection region overlap more than M times in the past N times (N ≧ M). And
これによって、ペア生成可能領域内に存在するはずの目標を誤って直接出力する可能性を減らすことができる。
一方、アップチャープ用目標出力判定部7は、既にアップチャープとダウンチャープとでペアが成立している目標については、アップチャープにおけるペア生成可能領域外に目標の距離概略値・速度概略値が遷移した場合は直接出力してもよい。
これによって、目標の追尾継続性を向上することが可能となる。
As a result, it is possible to reduce the possibility that the target that should exist in the pair generation possible region is erroneously output directly.
On the other hand, the up-chirp target output determination unit 7 shifts the target approximate distance value and approximate speed value outside the pair generation possible area in up-chirp for a target that has already been paired with up-chirp and down-chirp. If you do, you may output directly.
This makes it possible to improve target tracking continuity.
<<<ダウンチャープ用目標出力判定部8の処理>>>
ダウンチャープ用目標出力判定部8は、前記ダウンチャープ用追尾フィルタ32が求めた目標までの距離概略値と目標の速度概略値とを入力して、検出領域マップ6に記憶されたダウンチャープ検出領域の内、アップチャープ検出領域とダウンチャープ検出領域とが重ならない領域にある目標までの距離概略値と目標の速度概略値を、目標までの距離と目標の速度として出力する。
<<< Processing of Target
The down-chirp target
ダウンチャープ用目標出力判定部8については、アップチャープ用目標出力判定部7と同様の手順で処理するため、説明を省略する。
The down-chirp target
以上のように、実施の形態1によるレーダ装置によれば、多目標環境においてアップチャープで得たビート周波数の追尾処理、及びダウンチャープで得たビート周波数の追尾処理を個別に行い、各追尾処理で距離概略値・速度概略値を算出する。その目標の距離概略値・速度概略値がペア生成可能領域外である場合、前記目標情報を直接出力する。そのため、片側チャープでしか検出されない目標について、従来のアップ・ダウンチャープ間でペアリングする方法では検出できなかったものも、本実施の形態によって検出可能となる。 As described above, according to the radar apparatus according to the first embodiment, the beat frequency tracking process obtained by up-chirp and the beat frequency tracking process obtained by down-chirp are individually performed in a multi-target environment, and each tracking process is performed. To calculate the approximate distance and approximate speed. If the target distance approximate value / speed approximate value is outside the pair generation possible region, the target information is directly output. Therefore, a target that can be detected only by one-side chirp, which could not be detected by the conventional pairing method between up and down chirps, can be detected by the present embodiment.
<<<まとめ>>>
以上のように、実施の形態1のレーダ装置100は、一定の変調幅で、周波数が線形に増減することを周期的に繰り返す送信信号を発生し、送信信号として送信する送信部1を有している。
<<< Summary >>>>
As described above, the radar apparatus 100 according to the first embodiment includes the
レーダ装置100は、反射物により反射された前記送信信号を受信して受信信号を発生すると共に、該受信信号を、前記送信信号と混合してビート信号を発生し、前記ビート信号よりビート周波数を特定する信号処理器2を有している。
The radar apparatus 100 receives the transmission signal reflected by the reflector and generates a reception signal. The radar apparatus 100 mixes the reception signal with the transmission signal to generate a beat signal, and generates a beat frequency from the beat signal. A
レーダ装置100は、各チャープ観測時に得られた周波数ピークに対して追尾処理を実施し、目標の距離、速度を算出するアップチャープ用追尾フィルタ31及びダウンチャープ用追尾フィルタ32を有している。
The radar apparatus 100 includes an up-
レーダ装置100は、チャープごとに算出された目標の距離、速度を用いてチャープごとに検出された目標が同一目標か否かを判定する同一目標判定部4を有している。 The radar apparatus 100 includes the same target determination unit 4 that determines whether or not the targets detected for each chirp are the same target using the target distance and speed calculated for each chirp.
レーダ装置100は、同一目標とみなされた目標のアップチャープおよびダウンチャープのペアより距離、速度を算出する目標情報算出部5を有している。
The radar apparatus 100 includes a target
レーダ装置100は、同一目標判定部において同一目標と判定されなかった目標の距離、速度を用いて目標がアップチャープとダウンチャープで同時に検出される領域の外にあることを判定するチャープ用目標出力判定部9を有している。 The radar apparatus 100 uses the distance and speed of a target that is not determined to be the same target by the same target determination unit, and determines that the target is outside the region that is simultaneously detected by up-chirp and down-chirp. A determination unit 9 is provided.
チャープ用目標出力判定部9は、追尾継続性を表す指標が一定値以上である目標のみを判定対象とすることを特徴とする。 The chirp target output determination unit 9 is characterized in that only targets whose index indicating tracking continuity is a certain value or more are determined.
また、レーダ装置100は、チャープ用目標出力判定部9において、目標の距離、速度を用いてアップチャープとダウンチャープで同時に検出される領域の外にあると判定した場合、前記目標情報を直接出力することを特徴とする。 Further, when the radar device 100 determines that the target output determination unit 9 for chirp is outside the region detected by up-chirp and down-chirp using the target distance and speed, the target information is directly output. It is characterized by doing.
また、レーダ装置100は、チャープ用目標出力判定部9において、目標の距離、速度を中心として、その推定誤差による存在可能範囲がアップチャープとダウンチャープとで同時に検出される領域を全く含まない場合に、前記目標情報を直接出力することを特徴とする。 Further, the radar apparatus 100 does not include any region in the chirp target output determination unit 9 in which the possible range due to the estimation error is detected at the same time by up-chirp and down-chirp, centering on the target distance and speed. In addition, the target information is directly output.
また、レーダ装置100は、各チャープ用目標出力判定部9において、目標の距離、速度を用いて、前記目標がアップチャープとダウンチャープで同時に検出される領域に、過去N回中M回以上入らない場合に、前記目標情報を直接出力することを特徴とする。 In addition, the radar apparatus 100 uses the target output determination unit 9 for each chirp to enter the region where the target is simultaneously detected by up-chirp and down-chirp using the target distance and speed at least M times in the past N times. If not, the target information is directly output.
この実施の形態では、各チャープにおいてビート周波数を入力する追尾フィルタを用いて距離概略値および速度概略値を算出し、目標の距離概略値・速度概略値がアップチャープとダウンチャープで同時に検出される領域の外にある場合は、直接、前記距離概略値および速度概略値を出力することで、従来は検出されなかった目標を検出し、目標検出範囲を拡大することができる。 In this embodiment, the approximate distance value and approximate speed value are calculated using a tracking filter that inputs the beat frequency in each chirp, and the target approximate distance value and approximate speed value are detected simultaneously by up-chirp and down-chirp. When it is outside the area, the target distance that has not been detected in the past can be detected and the target detection range can be expanded by directly outputting the approximate distance value and approximate speed value.
実施の形態2.
この実施の形態では、主として、実施の形態1と異なる点について説明する。
図9は、実施の形態2のレーダ装置100を示す構成図である。
図9に示すように、本実施の形態のレーダ装置は、送信部1、信号処理器2、ビート周波数追尾部3、同一目標判定部4、目標情報算出部5、検出領域マップ6、アップチャープ用目標出力判定部7、ダウンチャープ用目標出力判定部8を備えている。
In this embodiment, differences from the first embodiment will be mainly described.
FIG. 9 is a configuration diagram illustrating the radar apparatus 100 according to the second embodiment.
As shown in FIG. 9, the radar apparatus according to the present embodiment includes a
次に、動作を説明する。
但し、実施の形態1と同様の処理については説明を省略する。
アップチャープ用目標出力判定部7では、検出領域マップ6を参照し、アップチャープ用追尾フィルタ31の出力として得られる目標の距離概略値・速度概略値が図5のペア生成可能領域外となる目標のみを直接出力する。前記目標以外は、同一目標判定部4へ出力する。
Next, the operation will be described.
However, the description of the same processing as in the first embodiment is omitted.
The up-chirp target output determination unit 7 refers to the
ダウンチャープ用目標出力判定部8も同様の手順で処理するため、説明を省略する。
Since the down chirp target
以上のように、この実施の形態2では、各チャープ用目標出力判定部が、前記アップチャープ用追尾フィルタ及び前記ダウンチャープ用追尾フィルタによって算出された目標の距離、速度を用いて目標を直接出力するか否かを判定し、直接出力されない目標のみを同一目標判定部へ出力することを特徴とする。 As described above, in the second embodiment, each target output determination unit for chirp directly outputs a target using the target distance and speed calculated by the up-chirp tracking filter and the down-chirp tracking filter. It is determined whether or not to perform, and only a target that is not directly output is output to the same target determination unit.
実施の形態2では、実施の形態1と同様の効果が得られると同時に、同一目標判定部4において、ペア生成可能領域外となる目標については、アップチャープとダウンチャープのペアを計算する必要がなくなるため、処理負荷が軽減される。 In the second embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained, and at the same time, in the same target determination unit 4, it is necessary to calculate a pair of up-chirp and down-chirp for a target that is outside the pair generation possible region. Therefore, the processing load is reduced.
実施の形態3.
この実施の形態では、主として、実施の形態1と異なる点について説明する。
図10は、実施の形態3のレーダ装置100を示す構成図である。
同一目標判定部4では、実施の形態1と同様の手順で処理する。ただし、ペアリングに用いられなかった目標は、アップチャープ用目標出力判定部7とダウンチャープ用目標出力判定部8とに出力せず無視する。
Embodiment 3 FIG.
In this embodiment, differences from the first embodiment will be mainly described.
FIG. 10 is a configuration diagram illustrating the radar apparatus 100 according to the third embodiment.
The same target determination unit 4 performs processing in the same procedure as in the first embodiment. However, targets that are not used for pairing are not output to the up-chirp target output determination unit 7 and the down-chirp target
アップチャープ用目標出力判定部7では、検出領域マップ6を参照し、アップチャープ用追尾フィルタ31の出力として得られる目標の距離概略値・速度概略値を全て入力して、図5のペア生成可能領域外となる目標のみを直接出力する。前記目標以外の目標情報は、無視する。
The up-chirp target output determination unit 7 refers to the
ダウンチャープ用目標出力判定部8も同様の手順で処理するため、説明を省略する。
Since the down chirp target
以上のように、この実施の形態3では、各チャープ用目標出力判定部と同一目標判定部とが個別に動作するので、各チャープ用目標出力判定部と同一目標判定部とに不具合があっても、互いに影響しないことを特徴とする。 As described above, in the third embodiment, since each chirp target output determination unit and the same target determination unit operate individually, there is a problem in each chirp target output determination unit and the same target determination unit. Are also characterized in that they do not affect each other.
1 送信部、2 信号処理器、3 ビート周波数追尾部、4 同一目標判定部、5 目標情報算出部、6 検出領域マップ、7 アップチャープ用目標出力判定部、8 ダウンチャープ用目標出力判定部、9 チャープ用目標出力判定部、11 送信器、15 送信アンテナ、21 受信器、22 アナログ/ディジタル変換器、23 ビート周波数ピーク検出部、25 受信アンテナ、31 アップチャープ用追尾フィルタ、32 ダウンチャープ用追尾フィルタ、100 レーダ装置、311 相関部、312 初期化部、313 平滑部、314 予測部、315 距離・速度変換部。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記送信信号の周波数が上昇するアップチャープ時のビート信号のビート周波数を求めて出力するとともに、前記送信信号の周波数が下降するダウンチャープ時の前記ビート信号のビート周波数を求めて出力する信号処理器と、
前記信号処理器が出力するアップチャープ時のビート周波数を入力し、複数のアップチャープ時のビート周波数に基づいて、目標までの距離概略値と目標の速度概略値とを求めるアップチャープ用追尾フィルタと、
前記信号処理器が出力するダウンチャープ時のビート周波数を入力し、複数のダウンチャープ時のビート周波数に基づいて、目標までの距離概略値と目標の速度概略値とを求めるダウンチャープ用追尾フィルタと、
アップチャープ時のビート周波数で求める目標までの距離の検出範囲と目標の速度の検出範囲とをアップチャープ検出領域として記憶装置に記憶するとともに、ダウンチャープ時のビート周波数で求める目標までの距離の検出範囲と目標の速度の検出範囲とをダウンチャープ検出領域として記憶装置に記憶する検出領域マップと、
前記アップチャープ用追尾フィルタと前記ダウンチャープ用追尾フィルタとが求めた目標までの距離概略値と目標の速度概略値とを入力して、検出領域マップに記憶されたアップチャープ検出領域とダウンチャープ検出領域とが重なる領域にある目標までの距離概略値と目標の速度概略値とから前記アップチャープ用追尾フィルタが求めた目標と前記ダウンチャープ用追尾フィルタとが求めた目標とが同一目標であるか否かを判定する同一目標判定部と、
前記同一目標判定部で同一目標と判定された目標のアップチャープ時のビート周波数とダウンチャープ時のビート周波数のペアにより目標までの距離と目標の速度とを算出する目標情報算出部と、
前記アップチャープ用追尾フィルタと前記ダウンチャープ用追尾フィルタとが求めた距離概略値と速度概略値とを入力して、前記同一目標判定部において同一目標と判定されなかった目標の距離概略値と相対速度概略値であって、検出領域マップに記憶されたアップチャープ検出領域とダウンチャープ検出領域とが重ならない領域にある距離概略値と相対速度概略値とから、前記同一目標判定部において同一目標と判定されなかった目標までの距離と前記同一目標判定部において同一目標と判定されなかった目標の速度として出力する距離概略値と相対速度概略値とを判定して、判定した距離概略値と相対速度概略値とを前記同一目標判定部において同一目標と判定されなかった目標までの距離と前記同一目標判定部において同一目標と判定されなかった目標の速度として出力するチャープ用目標出力判定部と
を備えたことを特徴とするレーダ装置。 A frequency-modulated continuous wave is transmitted to the target as a transmission signal, a reflected signal from the target is received, a frequency difference between the transmitted signal and the reflected signal is obtained as a beat frequency, a distance from the beat frequency to the target, a target speed, In a radar device that calculates
A signal processor for obtaining and outputting the beat frequency of the beat signal at the time of up-chirping when the frequency of the transmission signal is increased and for obtaining the beat frequency of the beat signal at the time of down-chirping at which the frequency of the transmission signal is lowered When,
An up-chirp tracking filter for inputting an up-chirp beat frequency output from the signal processor and calculating a target distance approximate value and a target speed approximate value based on a plurality of up-chirp beat frequencies. ,
A down-chirp tracking filter for inputting a beat frequency at the time of down-chirp output from the signal processor, and calculating an approximate distance to the target and an approximate speed of the target based on a plurality of beat frequencies at the time of down-chirp ,
The detection range of the distance to the target obtained by the beat frequency during up-chirp and the detection range of the target speed are stored in the storage device as an up-chirp detection area, and the distance to the target obtained by the beat frequency during down-chirp is detected. A detection area map for storing the range and the detection range of the target speed in the storage device as a down chirp detection area;
The up-chirp detection area and down-chirp detection stored in the detection area map by inputting the approximate distance to the target and the approximate speed of the target obtained by the up-chirp tracking filter and the down-chirp tracking filter Whether the target obtained by the up-chirp tracking filter and the target obtained by the down-chirp tracking filter are the same target from the approximate distance to the target and the approximate velocity of the target in the overlapping area The same target determination unit for determining whether or not,
A target information calculating unit that calculates a distance to the target and a target speed by a pair of beat frequency at the time of up-chirping and beat frequency at the time of down-chirping of the target determined as the same target by the same target determining unit;
The distance approximate value and the speed approximate value obtained by the up-chirp tracking filter and the down-chirp tracking filter are input, and relative to the target distance approximate value that is not determined to be the same target by the same target determination unit. From the approximate distance value and the relative approximate speed value in the area where the up-chirp detection area and the down-chirp detection area stored in the detection area map do not overlap, the same target determination unit The distance to the target that is not determined, the distance approximate value that is output as the target speed that is not determined to be the same target by the same target determination unit, and the relative speed approximate value are determined, and the determined approximate distance value and the relative speed are determined. determined that the same target in the distance between the same target determination unit of the approximate value to a target that is not determined as the same target in the same target determination unit Radar apparatus is characterized in that a chirp for the target output determining unit for outputting a target speed which was not.
前記アップチャープ用追尾フィルタが求めた目標までの距離概略値と目標の速度概略値とを入力して、検出領域マップに記憶されたアップチャープ検出領域の内、アップチャープ検出領域とダウンチャープ検出領域とが重ならない領域にある目標までの距離概略値と目標の速度概略値を、目標までの距離と目標の速度として出力するアップチャープ用目標出力判定部と、
前記ダウンチャープ用追尾フィルタが求めた目標までの距離概略値と目標の速度概略値とを入力して、検出領域マップに記憶されたダウンチャープ検出領域の内、アップチャープ検出領域とダウンチャープ検出領域とが重ならない領域にある目標までの距離概略値と目標の速度概略値を、目標までの距離と目標の速度として出力するダウンチャープ用目標出力判定部と
を備えたことを特徴とする請求項1記載のレーダ装置。 The target output determination unit for chirp is
The up-chirp detection area and the down-chirp detection area among the up-chirp detection areas stored in the detection area map by inputting the approximate distance to the target and the approximate speed of the target obtained by the up-chirp tracking filter A target output determination unit for up-chirp that outputs an approximate distance to a target and an approximate target speed in a region that does not overlap with each other as a target distance and a target speed;
The up-chirp detection area and the down-chirp detection area of the down-chirp detection area stored in the detection area map by inputting the approximate distance to the target and the approximate speed of the target obtained by the down-chirp tracking filter A target output determination unit for down chirp that outputs an approximate distance to a target and an approximate target speed in a region that does not overlap with each other as a distance to the target and a target speed. The radar apparatus according to 1.
レーダ装置は、アップチャープ時のビート周波数で求める目標までの距離の検出範囲と目標の速度の検出範囲とをアップチャープ検出領域として記憶装置に記憶するとともに、ダウンチャープ時のビート周波数で求める目標までの距離の検出範囲と目標の速度の検出範囲とをダウンチャープ検出領域として記憶装置に記憶する検出領域マップを備え、
信号処理器が、前記送信信号の周波数が上昇するアップチャープ時のビート信号のビート周波数を求めて出力するとともに、前記送信信号の周波数が下降するダウンチャープ時の前記ビート信号のビート周波数を求めて出力し、
アップチャープ用追尾フィルタが、前記信号処理器が出力するアップチャープ時のビート周波数を入力し、複数のアップチャープ時のビート周波数に基づいて、目標までの距離概略値と目標の速度概略値とを求め、
ダウンチャープ用追尾フィルタが、前記信号処理器が出力するダウンチャープ時のビート周波数を入力し、複数のダウンチャープ時のビート周波数に基づいて、目標までの距離概略値と目標の速度概略値とを求め、
同一目標判定部が、前記アップチャープ用追尾フィルタと前記ダウンチャープ用追尾フィルタとが求めた目標までの距離概略値と目標の速度概略値とを入力して、検出領域マップに記憶されたアップチャープ検出領域とダウンチャープ検出領域とが重なる領域にある目標までの距離概略値と目標の速度概略値とから前記アップチャープ用追尾フィルタが求めた目標と前記ダウンチャープ用追尾フィルタとが求めた目標とが同一目標であるか否かを判定し、
目標情報算出部が、前記同一目標判定部で同一目標と判定された目標のアップチャープ時のビート周波数とダウンチャープ時のビート周波数のペアにより目標までの距離と目標の速度とを算出し、
チャープ用目標出力判定部が、前記アップチャープ用追尾フィルタと前記ダウンチャープ用追尾フィルタとが求めた距離概略値と速度概略値とを入力して、前記同一目標判定部において同一目標と判定されなかった目標の距離概略値と相対速度概略値であって、検出領域マップに記憶されたアップチャープ検出領域とダウンチャープ検出領域とが重ならない領域にある距離概略値と相対速度概略値とから、前記同一目標判定部において同一目標と判定されなかった目標までの距離と前記同一目標判定部において同一目標と判定されなかった目標の速度として出力する距離概略値と相対速度概略値とを判定して、判定した距離概略値と相対速度概略値とを前記同一目標判定部において同一目標と判定されなかった目標までの距離と前記同一目標判定部において同一目標と判定されなかった目標の速度として出力することを特徴とする目標検出方法。 A frequency-modulated continuous wave is transmitted to the target as a transmission signal, a reflected signal from the target is received, a frequency difference between the transmitted signal and the reflected signal is obtained as a beat frequency, a distance from the beat frequency to the target, a target speed, In a radar apparatus target detection method for
The radar device stores the distance detection range to the target obtained with the beat frequency at the time of up-chirp and the target velocity detection range in the storage device as an up-chirp detection area, and the target to be obtained with the beat frequency at the time of down-chirp. A detection area map for storing a distance detection range and a target speed detection range as a down chirp detection area in a storage device,
A signal processor obtains and outputs the beat frequency of the beat signal at the time of up-chirping when the frequency of the transmission signal increases, and obtains the beat frequency of the beat signal at the time of down-chirping when the frequency of the transmission signal decreases. Output,
The up-chirp tracking filter inputs up-chirp beat frequency output from the signal processor, and based on a plurality of up-chirp beat frequencies, calculates an approximate distance to the target and approximate target speed. Seeking
The down-chirp tracking filter inputs the beat frequency at the time of down-chirp output from the signal processor, and calculates the approximate distance to the target and the approximate speed of the target based on the beat frequencies at the time of multiple down-chirps. Seeking
The same target determination unit inputs the approximate distance to the target and the approximate target speed determined by the up-chirp tracking filter and the down-chirp tracking filter, and stores the up-chirp stored in the detection area map. The target obtained by the up-chirp tracking filter and the target obtained by the down-chirp tracking filter from the approximate distance to the target in the area where the detection area and the down-chirp detection area overlap and the approximate speed value of the target Determine whether they have the same goal,
The target information calculation unit calculates the distance to the target and the target speed by a pair of the beat frequency at the time of up-chirp and the beat frequency at the time of down-chirp of the target determined as the same target by the same target determination unit,
The chirp target output determination unit inputs the approximate distance value and the approximate speed value obtained by the up-chirp tracking filter and the down-chirp tracking filter, and the same target determination unit does not determine the same target. and a distance approximate value and the relative speed approximate value of the target, and a distance approximate values and the relative speed approximate values in the region up chirp detection region stored in the detection area map and the down-chirp detection area do not overlap, the A distance to a target that is not determined to be the same target in the same target determination unit, a distance approximate value that is output as a target speed that is not determined to be the same target in the same target determination unit, and a relative speed approximate value are determined, distance between the same goals and the determined distance approximate value and the relative speed approximate values to a target that is not determined as the same target in the same target determination unit Target detection method and outputs a speed of the target has not been determined to be the same target in tough.
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