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JP7557978B2 - Radar device, radar device control method, and program - Google Patents

Radar device, radar device control method, and program Download PDF

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JP7557978B2
JP7557978B2 JP2020115110A JP2020115110A JP7557978B2 JP 7557978 B2 JP7557978 B2 JP 7557978B2 JP 2020115110 A JP2020115110 A JP 2020115110A JP 2020115110 A JP2020115110 A JP 2020115110A JP 7557978 B2 JP7557978 B2 JP 7557978B2
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  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Description

本発明は、レーダ装置、レーダ装置の制御方法、プログラムに関する。 The present invention relates to a radar device, a method for controlling a radar device, and a program.

送信アンテナから電磁波を放射(送信)し、物体で反射された電磁波を受信アンテナで電波を受ける(受信)ことによって、物体を検出する物体検出レーダシステムが知られている。例えば、特許文献1には、送信信号を被写体に向けて送信し、被写体によって反射された反射信号から被写体の画像を取得するイメージング装置が開示されている。また、特許文献2には、送信アンテナと受信アンテナが異なる方向に配列されたアクティブセンサが開示されている。特許文献2のアクティブセンサによれば、送信アンテナを第一の方向に走査し、受信アンテナを第二の方向に走査することで、送信ビームと受信ビームの交点の位置を移動させ、その位置の情報を得ることができる。 There is known an object detection radar system that detects an object by radiating (transmitting) electromagnetic waves from a transmitting antenna and receiving (receiving) the electromagnetic waves reflected by the object with a receiving antenna. For example, Patent Document 1 discloses an imaging device that transmits a transmission signal toward the object and obtains an image of the object from the reflected signal reflected by the object. Patent Document 2 discloses an active sensor in which the transmitting antenna and the receiving antenna are arranged in different directions. According to the active sensor of Patent Document 2, the transmitting antenna is scanned in a first direction and the receiving antenna is scanned in a second direction, thereby moving the position of the intersection of the transmitting beam and the receiving beam and obtaining information on the position.

特開2008-145230号公報JP 2008-145230 A 特開2015-132474号公報JP 2015-132474 A

上述したような物体検出レーダシステムでは、対象の物体の大きさ、形状等をより高い精度で検出する場合には、送信アンテナや受信アンテナのビーム幅を狭くする必要があった。そのため、アンテナの構造が複雑化、大型化する場合があった。 In object detection radar systems like those described above, to detect the size, shape, etc. of a target object with higher accuracy, it was necessary to narrow the beam width of the transmitting antenna and the receiving antenna. This could result in the antenna structure becoming more complex and larger.

本発明は、アンテナの構造の複雑化、大型化を抑制しつつ、高精度な物体検知を可能にするレーダ装置を提供する。 The present invention provides a radar device that enables highly accurate object detection while preventing the antenna structure from becoming too complicated or large.

本発明の一態様によるレーダ装置は以下の構成を備える。すなわち、
指向性を有し、電磁波を放射する送信アンテナと、
指向性を有し、前記電磁波が物体によって反射された反射波を受信する受信アンテナと
記送信アンテナのビーム幅と前記受信アンテナのビーム幅が重複する領域を有する範囲で、前記送信アンテナのビームが最大となる方向に対応する送信ビーム方向と、前記受信アンテナのビームが最大となる方向に対応する受信ビーム方向との角度差が、0よりも大きい所定の角度となるように前記送信アンテナと前記受信アンテナを制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記送信ビーム方向が第1のビーム方向である場合の前記送信ビーム方向と前記受信ビーム方向との角度差が、前記送信ビーム方向が前記第1のビーム方向とは異なる第2のビーム方向である場合の前記送信ビーム方向と前記受信ビーム方向との角度差とは異なるように前記送信アンテナと前記受信アンテナを制御する
A radar device according to an aspect of the present invention includes the following configuration:
A transmitting antenna having directionality and radiating electromagnetic waves;
a receiving antenna having directivity and receiving a reflected wave of the electromagnetic wave reflected by an object ;
a control means for controlling the transmitting antenna and the receiving antenna so that, within a range in which the beam width of the transmitting antenna and the beam width of the receiving antenna overlap, an angular difference between a transmitting beam direction corresponding to a direction in which the beam of the transmitting antenna is maximized and a receiving beam direction corresponding to a direction in which the beam of the receiving antenna is maximized becomes a predetermined angle greater than 0;
Equipped with
The control means controls the transmitting antenna and the receiving antenna so that the angular difference between the transmitting beam direction and the receiving beam direction when the transmitting beam direction is a first beam direction is different from the angular difference between the transmitting beam direction and the receiving beam direction when the transmitting beam direction is a second beam direction different from the first beam direction .

本発明によれば、アンテナの構造の複雑化、大型化を抑制しつつ、高精度な物体検知が可能になる。 The present invention makes it possible to achieve highly accurate object detection while preventing the antenna structure from becoming too complicated or large.

(a)は物体検出レーダシステムの構成例を示す図、(b)送信アンテナビームを説明する図、(c)は受信アンテナビームを説明する図。FIG. 2A is a diagram showing an example of the configuration of an object detection radar system, FIG. 2B is a diagram explaining a transmitting antenna beam, and FIG. 2C is a diagram explaining a receiving antenna beam. (a)は物体検出レーダシステムによる物体検知の走査例を示す図、(b)は半値幅を説明する図。FIG. 4A is a diagram showing an example of scanning for object detection by an object detection radar system, and FIG. 4B is a diagram explaining the half-width. 第1実施形態による物体検出レーダシステムの動作を説明する図。3A to 3C are diagrams for explaining the operation of the object detection radar system according to the first embodiment. 第2実施形態による制御部の処理を示すフローチャート。10 is a flowchart showing a process of a control unit according to a second embodiment. 第2実施形態による、詳細な物体検知のための動作例を示す図。FIG. 11 is a diagram showing an example of an operation for detailed object detection according to the second embodiment. 指向性アンテナのビーム方向による放射パターンの変化例を示す図。1A and 1B are diagrams showing examples of changes in radiation patterns depending on the beam direction of a directional antenna; 第3実施形態による物体検出レーダシステムの動作を説明する図。13A to 13C are diagrams for explaining the operation of the object detection radar system according to the third embodiment.

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。 The following embodiments are described in detail with reference to the attached drawings. Note that the following embodiments do not limit the invention according to the claims. Although the embodiments describe multiple features, not all of these multiple features are necessarily essential to the invention, and multiple features may be combined in any manner. Furthermore, in the attached drawings, the same reference numbers are used for the same or similar configurations, and duplicate explanations are omitted.

以下の実施形態では、60GHz帯のミリ波を使用した物体検出レーダシステムを例示するが、使用される周波数帯は必ずしもこれに限らない。たとえば、60GHz帯よりもさらに高い周波数帯である、200GHz~500GHz帯を使用してもよい。 In the following embodiment, an object detection radar system using millimeter waves in the 60 GHz band is exemplified, but the frequency band used is not necessarily limited to this. For example, a frequency band from 200 GHz to 500 GHz, which is an even higher frequency band than the 60 GHz band, may be used.

<第1実施形態>
図1(a)は、第1実施形態に係るレーダ装置を用いた物体検出レーダシステムの構成例を示した図である。物体検出レーダシステム10は、送信アンテナ101、受信アンテナ102、解析部103、制御部104を有する。送信アンテナ101は制御部104の制御下で送信波112を放射する。送信アンテナ101は、図1(b)に示されるように、送信アンテナビーム111として示される指向性(放射パターン)を有しており、制御部104はその送信ビーム方向113を変更することができる。ここで、送信ビーム方向113は、例えば、送信アンテナ101の最大放射強度の方向(主ビーム方向)に対応する。また、ビーム幅Tは、送信アンテナ101における、物体検出に有効な電磁波の放射幅である。
First Embodiment
FIG. 1A is a diagram showing an example of the configuration of an object detection radar system using a radar device according to the first embodiment. The object detection radar system 10 includes a transmitting antenna 101, a receiving antenna 102, an analyzing unit 103, and a control unit 104. The transmitting antenna 101 emits a transmission wave 112 under the control of the control unit 104. As shown in FIG. 1B, the transmitting antenna 101 has a directivity (radiation pattern) shown as a transmitting antenna beam 111, and the control unit 104 can change the transmitting beam direction 113. Here, the transmitting beam direction 113 corresponds to, for example, the direction of maximum radiation intensity (main beam direction) of the transmitting antenna 101. Also, the beam width T is the radiation width of an electromagnetic wave effective for object detection in the transmitting antenna 101.

受信アンテナ102は、制御部104の制御下で反射波122を受信する。受信アンテナ102は、図1(c)に示されるように、受信アンテナビーム121として示される指向性を有しており、制御部104はその受信ビーム方向123を変更することができる。ここで、受信ビーム方向123とは、受信アンテナの最大放射強度の方向(主ビーム方向)に対応する。また、ビーム幅Rは、受信アンテナ102における、物体検出に有効な電磁波の放射幅である。 The receiving antenna 102 receives the reflected wave 122 under the control of the control unit 104. As shown in FIG. 1(c), the receiving antenna 102 has a directivity shown as a receiving antenna beam 121, and the control unit 104 can change the receiving beam direction 123. Here, the receiving beam direction 123 corresponds to the direction of maximum radiation intensity of the receiving antenna (main beam direction). Also, the beam width R is the radiation width of the electromagnetic wave effective for object detection in the receiving antenna 102.

なお、送信アンテナ101、受信アンテナ102は共用アンテナであり、アンテナとしては同一である。制御部104は、送信時の送信アンテナビーム111(送信ビーム方向113)、受信時の受信アンテナビーム121(受信ビーム方向123)をそれぞれ個別に制御することができる。また、本実施形態では、送信アンテナビーム111の形状と受信アンテナビーム121の形状は同一であり、ビーム幅Tとビーム幅Rも同一である。図1(a)では、送信ビーム方向と受信ビーム方向が一致した状態を示している。以下、物体検出レーダシステムが、物体131の大きさ、形状等を検出する方法について述べる。 The transmitting antenna 101 and the receiving antenna 102 are shared antennas and are the same antenna. The control unit 104 can individually control the transmitting antenna beam 111 (transmitting beam direction 113) during transmission and the receiving antenna beam 121 (receiving beam direction 123) during reception. In this embodiment, the shape of the transmitting antenna beam 111 and the shape of the receiving antenna beam 121 are the same, and the beam width T and beam width R are also the same. Figure 1(a) shows a state in which the transmitting beam direction and the receiving beam direction are aligned. Below, a method for the object detection radar system to detect the size, shape, etc. of an object 131 will be described.

なお、本実施形態では、送信アンテナ101と受信アンテナ102は、同じ共用アンテナであり、アンテナのビームの方向を制御可能なアレイアンテナを用いた例について説明するがこれに限られるものではない。例えば、送信アンテナ101と受信アンテナ102は、別のアンテナで構成されてもよいし、特定の方向に指向性(ビーム)を有するアレイアンテナ以外の指向性アンテナであってもよい。また、送信アンテナビーム111と受信アンテナビーム121は同一でなくてもよい。 In this embodiment, the transmitting antenna 101 and the receiving antenna 102 are the same shared antenna, and an example is described in which an array antenna capable of controlling the direction of the antenna beam is used, but this is not limited to this. For example, the transmitting antenna 101 and the receiving antenna 102 may be configured as different antennas, or may be a directional antenna other than an array antenna that has directivity (beam) in a specific direction. In addition, the transmitting antenna beam 111 and the receiving antenna beam 121 do not have to be the same.

物体検出レーダシステム10が対象物を検出する方法について、図1を用いて説明する。送信アンテナ101は、送信アンテナビーム111に示される方向と放射強度で送信波112を送信する。送信波112は電磁波であり、本実施形態では60GHz帯のミリ波である。送信波112の一部は物体131で反射し、反射波122が発生する。受信アンテナ102は、受信アンテナビーム121で示される方向と放射強度で、到来する反射波122を受信することが可能である。図1(a)に示されるように、制御部104は、送信アンテナビーム111と受信アンテナビーム121が同一方向になるように送信アンテナ101と受信アンテナ102を制御する。送信アンテナ101が送信した電磁波の一部を、受信アンテナ102が反射波として受信した場合には、当該方向に対象物が存在する、ということになり、対象物の大きさ、形状等の検出を行うことが可能になる。 The method by which the object detection radar system 10 detects an object will be described with reference to FIG. 1. The transmitting antenna 101 transmits a transmission wave 112 in a direction and with a radiation intensity indicated by a transmitting antenna beam 111. The transmitting wave 112 is an electromagnetic wave, and in this embodiment, it is a millimeter wave in the 60 GHz band. A part of the transmitting wave 112 is reflected by an object 131, and a reflected wave 122 is generated. The receiving antenna 102 can receive the arriving reflected wave 122 in a direction and with a radiation intensity indicated by a receiving antenna beam 121. As shown in FIG. 1(a), the control unit 104 controls the transmitting antenna 101 and the receiving antenna 102 so that the transmitting antenna beam 111 and the receiving antenna beam 121 are in the same direction. When the receiving antenna 102 receives a part of the electromagnetic wave transmitted by the transmitting antenna 101 as a reflected wave, it means that an object exists in that direction, and it becomes possible to detect the size, shape, etc. of the object.

次に、対象物の大きさ、形状等をより高精度に検出するための方法について述べる。図2(a)において、物体131、物体132、物体132は物体検出レーダシステム10で検出される物体である。ここで、制御部104は、送信アンテナビーム111および受信アンテナビーム121をそれぞれ一定の角度θで走査するように、送信アンテナ101および受信アンテナ102を制御する。送信アンテナビーム111および、受信アンテナビーム121は、ビーム幅T、Rを有する。図2(b)に示されるように、アンテナから放射される電磁波の放射強度が最大となる点201から放射強度が3dB低くなる点202の間の角度Xは、半値幅、半値角あるいは3dBビーム幅と呼ばれる(以下、半値幅という)。送信アンテナビーム111および受信アンテナビーム121の半値幅Xが広いと、ビーム幅T、Rも広くなる。その結果、例えば図2(a)に示されるように、物体132と物体133がビーム幅T、Rの範囲に存在するような場合に、それら物体を分離して認識することができなくなる。 Next, a method for detecting the size, shape, etc. of an object with higher accuracy will be described. In FIG. 2(a), objects 131, 132, and 133 are objects detected by the object detection radar system 10. Here, the control unit 104 controls the transmitting antenna 101 and the receiving antenna 102 so that the transmitting antenna beam 111 and the receiving antenna beam 121 are scanned at a constant angle θ. The transmitting antenna beam 111 and the receiving antenna beam 121 have beam widths T and R. As shown in FIG. 2(b), the angle X between the point 201 where the radiation intensity of the electromagnetic wave radiated from the antenna is maximum and the point 202 where the radiation intensity is 3 dB lower is called the half-width, half-value angle, or 3 dB beam width (hereinafter referred to as the half-width). If the half-width X of the transmitting antenna beam 111 and the receiving antenna beam 121 is wide, the beam widths T and R are also wide. As a result, for example, as shown in FIG. 2(a), when objects 132 and 133 exist within the range of beam widths T and R, it becomes impossible to separate and recognize these objects.

一般に、そのような誤検出を避け、対象物をより高精度に検出するには、送信アンテナ101および受信アンテナ102の放射特性である半値幅Xを狭くすることで実現できる。すなわち、半値幅を狭くすることにより、送信アンテナから送信される電磁波が対象物に入射する面積(ビーム幅T)が狭くなる。また、対象物から反射される反射波を受信する範囲の面積(ビーム幅R)も狭くなる。それにより、より対象物の検出の分解能を向上させることが可能となるからである。しかし、上記のように送信アンテナや受信アンテナの放射特性である半値幅を狭くする場合、一般的にアンテナの構成が複雑になる。たとえばアレイアンテナであれば、より半値幅の狭い放射特性を得ようとすると、アンテナの個数を増やす必要があるため、対象物検出システムの大型化を招く。 In general, to avoid such false detection and detect the target with higher accuracy, it is possible to narrow the half-width X, which is the radiation characteristic of the transmitting antenna 101 and the receiving antenna 102. That is, by narrowing the half-width, the area (beam width T) where the electromagnetic wave transmitted from the transmitting antenna is incident on the target is narrowed. In addition, the area (beam width R) of the range where the reflected wave reflected from the target is received is also narrowed. This makes it possible to further improve the resolution of detecting the target. However, when the half-width, which is the radiation characteristic of the transmitting antenna and the receiving antenna, is narrowed as described above, the antenna configuration generally becomes complex. For example, in the case of an array antenna, in order to obtain a radiation characteristic with a narrower half-width, it is necessary to increase the number of antennas, which leads to an increase in the size of the target detection system.

そこで、以下では、送信アンテナ101や受信アンテナ102の放射特性である半値角を狭くすることなく、対象物の検出をより高精度に行うことを可能とする方法について説明する。 Therefore, below, we will explain a method that enables more accurate detection of an object without narrowing the half-value angle, which is the radiation characteristic of the transmitting antenna 101 and the receiving antenna 102.

図3に示す物体検出レーダシステム10では、送信アンテナ101による送信アンテナビーム111の送信ビーム方向113と、受信アンテナ102による受信アンテナビーム121の受信ビーム方向123とを、角度δ(δ>0)だけずらしている。上述したように、物体検出は、送信アンテナ101から送信される送信波が物体131に入射し、物体131で反射される反射波を受信アンテナ102が受信することで行われる。図1および図3からわかるように、それが可能となるのは、送信アンテナ101が送信波112を送信可能な範囲(ビーム幅T)と受信アンテナ102が反射波122を受信可能な範囲(ビーム幅R)の重複した範囲Wである。 In the object detection radar system 10 shown in FIG. 3, the transmission beam direction 113 of the transmission antenna beam 111 by the transmission antenna 101 and the reception beam direction 123 of the reception antenna beam 121 by the reception antenna 102 are shifted by an angle δ (δ>0). As described above, object detection is performed when the transmission wave transmitted from the transmission antenna 101 is incident on the object 131 and the reflected wave reflected by the object 131 is received by the reception antenna 102. As can be seen from FIG. 1 and FIG. 3, this is possible in the overlapping range W of the range (beam width T) in which the transmission antenna 101 can transmit the transmission wave 112 and the range (beam width R) in which the reception antenna 102 can receive the reflected wave 122.

送信アンテナビーム111のビーム幅Tと受信アンテナビーム121のビーム幅Rが重なる領域の延長上の幅(面積)について、図1と図3を比較してみる。図1では、送信ビーム方向113と受信ビーム方向123が一致しており、重複する領域の幅はビーム幅TまたはRと等しい。これに対して、図3では、送信ビーム方向113と受信ビーム方向123が角度δだけずれているため、送信アンテナ101と受信アンテナ102のビーム幅が重複する領域の幅はWとなり、図1の状態と比べて明らかに狭くなっている。このように、制御部104が送信アンテナ101と受信アンテナ102のビーム方向をずらすように制御することで、物体を検出可能な範囲を狭くすることが可能となる。これにより、物体検出レーダシステム10は、例えば、図2(a)の状態では別の物体であることを認識できなかった物体132および物体133を別の物体であると認識することが可能となる。 1 and 3 are compared with respect to the width (area) of the extension of the region where the beam width T of the transmitting antenna beam 111 and the beam width R of the receiving antenna beam 121 overlap. In FIG. 1, the transmitting beam direction 113 and the receiving beam direction 123 are aligned, and the width of the overlapping region is equal to the beam width T or R. In contrast, in FIG. 3, the transmitting beam direction 113 and the receiving beam direction 123 are shifted by an angle δ, so the width of the region where the beam widths of the transmitting antenna 101 and the receiving antenna 102 overlap is W, which is clearly narrower than the state in FIG. 1. In this way, the control unit 104 controls the beam directions of the transmitting antenna 101 and the receiving antenna 102 to shift, thereby making it possible to narrow the range in which an object can be detected. This makes it possible for the object detection radar system 10 to recognize, for example, objects 132 and 133, which could not be recognized as separate objects in the state of FIG. 2(a), as separate objects.

以上のように、第1実施形態によれば、送信ビーム方向113と受信ビーム方向123をずらすことにより、送信波と反射波の送受信が可能な領域(物体検出可能範囲)を所定の狭さ(面積)に設定され、物体検知の精度(解像度)が向上する。また、送信ビーム方向113と受信ビーム方向123の間の角度差を所定値に維持しながら、送信アンテナ101、受信アンテナ102を中心とした周囲を走査することで、より正確に物体の存在を検出することが可能となる。例えば、送信ビーム方向113と受信ビーム方向123の間の角度を適切に設定することで、図2(a)に示す、物体132と物体133が別々の物体であることを検出できるようになる。 As described above, according to the first embodiment, by shifting the transmission beam direction 113 and the reception beam direction 123, the area in which the transmission wave and the reflected wave can be transmitted and received (object detectable range) is set to a predetermined narrowness (area), and the accuracy (resolution) of object detection is improved. In addition, by scanning the surroundings centered on the transmission antenna 101 and the reception antenna 102 while maintaining the angular difference between the transmission beam direction 113 and the reception beam direction 123 at a predetermined value, it is possible to detect the presence of an object more accurately. For example, by appropriately setting the angle between the transmission beam direction 113 and the reception beam direction 123, it becomes possible to detect that the objects 132 and 133 shown in FIG. 2(a) are separate objects.

<第2実施形態>
第1実施形態では、送信波112と反射波122の送受信が可能な幅(面積)が所定の狭さ(面積)になるように送信アンテナ101および受信アンテナ102のビーム方向を制御することで、物体の検出の精度を向上する構成について説明した。すなわち、第1実施形態では、送信アンテナ101と受信アンテナ102のアンテナビーム方向を制御することにより、物体を検出可能な範囲(面積)を変化させることができることを説明した。第2実施形態では、検出可能範囲を変化させる構成を利用して、物体の検出時間を短縮し、かつ対象物の大きさや形状等をより詳細検出する構成について説明する。
Second Embodiment
In the first embodiment, a configuration has been described in which the beam directions of the transmitting antenna 101 and the receiving antenna 102 are controlled so that the width (area) in which the transmitted wave 112 and the reflected wave 122 can be transmitted and received becomes a predetermined narrowness (area), thereby improving the accuracy of object detection. That is, in the first embodiment, it has been described that the range (area) in which an object can be detected can be changed by controlling the antenna beam directions of the transmitting antenna 101 and the receiving antenna 102. In the second embodiment, a configuration will be described in which the object detection time is shortened and the size, shape, etc. of the target object are detected in more detail by utilizing a configuration that changes the detectable range.

図4は、第2実施形態の制御部104、解析部103によるアンテナ制御を説明するフローチャートである。制御部104は、例えば1つ以上のプロセッサーとメモリを有し、1つ以上のプロセッサーがメモリに格納されたプログラムを実行することで図4に示される処理を実行する。まず、制御部104は、送信アンテナビーム111と受信アンテナビーム121が重なる領域が広くなるように、すなわち、物体を検出可能な範囲(面積)が広くなるように、送信ビーム方向113と受信ビーム方向123を制御する。本実施形態では、制御部104は、物体を検出可能な範囲(面積)がもっとも広くなるように、送信アンテナ101の送信ビーム方向113と受信アンテナ102の受信ビーム方向123が同一となるように制御する(S401)。この状態は、図1に示したとおりである。 Figure 4 is a flowchart explaining antenna control by the control unit 104 and the analysis unit 103 in the second embodiment. The control unit 104 has, for example, one or more processors and memory, and executes the process shown in Figure 4 by the one or more processors executing a program stored in the memory. First, the control unit 104 controls the transmission beam direction 113 and the reception beam direction 123 so that the overlapping area of the transmission antenna beam 111 and the reception antenna beam 121 is widened, that is, so that the range (area) in which an object can be detected is widened. In this embodiment, the control unit 104 controls the transmission beam direction 113 of the transmission antenna 101 and the reception beam direction 123 of the reception antenna 102 to be the same so that the range (area) in which an object can be detected is widened (S401). This state is as shown in Figure 1.

制御部104は、送信ビーム方向113と受信ビーム方向123を一致させた状態で、例えば図2(a)に示されるように、送信アンテナ101と受信アンテナ102による走査を行う(S402)。制御部104は、物体を検出可能な範囲ができるだけ重ならないように送信アンテナ101および受信アンテナ102のビーム方向を回転させる。例えば、図2(a)において、送信ビーム方向113、受信ビーム方向123をビーム幅T(=R)ずつ回転させる(θ=T)、半値角Xずつ回転させる(θ=X)ことがあげられる。これにより、解析部103は、送信アンテナ101、受信アンテナ102の周囲における物体の有無を短時間で判断することができる。制御部104は、走査が終了するまでの間に(S405でNOの間に)、解析部103が物体を検出した場合にはそのときの検出可能範囲を特定範囲としてメモリ(不図示)に保持する(S403でYES、S404)。 The control unit 104 performs scanning by the transmitting antenna 101 and the receiving antenna 102, for example, as shown in FIG. 2(a), with the transmitting beam direction 113 and the receiving beam direction 123 aligned (S402). The control unit 104 rotates the beam directions of the transmitting antenna 101 and the receiving antenna 102 so that the ranges in which an object can be detected do not overlap as much as possible. For example, in FIG. 2(a), the transmitting beam direction 113 and the receiving beam direction 123 are rotated by the beam width T (=R) (θ=T), or by the half-value angle X (θ=X). This allows the analysis unit 103 to determine the presence or absence of an object around the transmitting antenna 101 and the receiving antenna 102 in a short time. If the analysis unit 103 detects an object before the scanning is completed (while NO is returned in S405), the control unit 104 stores the detectable range at that time as a specific range in memory (not shown) (YES in S403, S404).

特定範囲において物体の存在が検出された場合は、当該特定範囲に物体が1つ存在する場合もあるし複数の物体が存在する場合もありうる。よって、上述した走査が終了した後、上記物体の存在が検出された特定範囲をより詳細に分析する。このため、制御部104は、特定範囲がメモリに保持されている場合に(S406でYES)、S407以降の処理を実行する。特定範囲が保持されていなければ(S406でNO)、物体は検出されていないので、本処理を終了する。 When an object is detected in a specific range, there may be one object or multiple objects in the specific range. Therefore, after the above-mentioned scanning is completed, the specific range in which the object was detected is analyzed in more detail. Therefore, if the specific range is stored in memory (YES in S406), the control unit 104 executes the processing from S407 onwards. If the specific range is not stored (NO in S406), no object has been detected, and this processing is terminated.

まず、制御部104は、第1実施形態(図3)で説明したように、物体の検出可能範囲(面積)が所定の大きさになるように送信アンテナ101および受信アンテナ102のビーム方向を図3に示したようにずらす(S407)。そして、制御部104は、この状態を保ったまま(送信ビーム方向113と受信ビーム方向123の角度をδに保ったまま)、送信アンテナ101と受信アンテナ102を用いて上記の特定範囲を走査する(S408)。特定範囲の走査では、例えば、狭められた検出可能範囲(範囲W)がなるべく重複しないようにビーム方向を回転する。解析部103は、走査により得られた物体の検出結果に基づいて、物体の大きさ、形状を認識する(S409)。なお、S404において、特定範囲として物体を検出した時のビーム方向が保持されるようにしてもよい。この場合、制御部104は、S408において、メモリに保持されているビーム方向と、上記走査のビーム幅(=T)に基づいて特定範囲を決定する。 First, as described in the first embodiment (FIG. 3), the control unit 104 shifts the beam directions of the transmitting antenna 101 and the receiving antenna 102 as shown in FIG. 3 so that the detectable range (area) of the object becomes a predetermined size (S407). Then, while maintaining this state (while maintaining the angle between the transmitting beam direction 113 and the receiving beam direction 123 at δ), the control unit 104 scans the above-mentioned specific range using the transmitting antenna 101 and the receiving antenna 102 (S408). In scanning the specific range, for example, the beam direction is rotated so that the narrowed detectable range (range W) does not overlap as much as possible. The analysis unit 103 recognizes the size and shape of the object based on the object detection result obtained by scanning (S409). Note that in S404, the beam direction when the object is detected as the specific range may be held. In this case, the control unit 104 determines the specific range in S408 based on the beam direction held in the memory and the beam width (=T) of the above-mentioned scan.

以上の処理によれば、物体検出可能な範囲を狭くした精密な走査が行われるため、特定範囲に複数の物体が存在するかどうかを判断することができる。また、物体検出可能な範囲に応じた精度で、特定範囲に存在する物体の大きさ、形状を特定することができる。また、そのような精密な走査は、S403で物体が検出された特定範囲について行われるので、処理の高速化が達成される。なお、さらに細かい領域内の物体の有無を検出したい場合には、上記物体の存在が検出された領域内において、上記よりさらに物体検出可能領域を狭めて走査をおこなってもよい。すなわち、送信アンテナ101と受信アンテナ102のビーム方向のずらし量を大きくしながら、特定範囲の決定と、決定された特定範囲のより精密な走査を繰り返すようにしてもよい。 According to the above process, precise scanning is performed with a narrower object detectable range, so it is possible to determine whether multiple objects exist within the specific range. In addition, the size and shape of the object present within the specific range can be identified with a precision according to the object detectable range. In addition, such precise scanning is performed for the specific range in which the object was detected in S403, so that processing speed can be increased. If it is desired to detect the presence or absence of an object within an even finer area, scanning may be performed by narrowing the object detectable area even further within the area in which the object was detected. In other words, the determination of the specific range and more precise scanning of the determined specific range may be repeated while increasing the shift amount of the beam direction of the transmitting antenna 101 and the receiving antenna 102.

以上のように、物体が存在すると判定された特定範囲について、送信アンテナ101と受信アンテナ102のビーム方向をずらした状態で走査を行うことで、検出された物体がいくつの物体からなるものであるかをより正確に認識できる。 As described above, by scanning a specific range where it has been determined that an object exists with the beam directions of the transmitting antenna 101 and the receiving antenna 102 shifted, it is possible to more accurately determine how many objects are contained in the detected object.

次に、上述のS409において、検出された物体のそれぞれについて、その大きさおよび形状をより精密に特定する方法を説明する。 Next, we will explain how to more precisely determine the size and shape of each object detected in S409 above.

図5は、第2実施形態による、物体の大きさ、形状を精密に特定する方法について説明する図である。上記の方法で、狭められた領域に物体131が存在することを検出された場合、制御部104は、図5(a)に示すように、物体131が存在する領域の方向にビーム方向が向くように送信アンテナ101と受信アンテナ102を制御する。そして、制御部104は、送信アンテナ101の送信ビーム方向113を固定したまま、受信アンテナ102の受信ビーム方向123を時計回りに所定の角度毎変化させる。図5(b)は、受信ビーム方向123を時計回りに角度δ1だけ回転させた様子が示されている。図5(c)では、図5(b)の状態からさらに受信ビーム方向123を時計回りに角度δ1だけ回転させた様子が示されている。図5(c)では、送信ビーム方向113と受信ビーム方向123の間の角度がδ2(=δ1×2)となっている。 Figure 5 is a diagram for explaining a method for precisely identifying the size and shape of an object according to the second embodiment. When the object 131 is detected to be present in the narrowed area by the above method, the control unit 104 controls the transmitting antenna 101 and the receiving antenna 102 so that the beam direction faces the direction of the area where the object 131 is present, as shown in Figure 5 (a). Then, the control unit 104 changes the receiving beam direction 123 of the receiving antenna 102 clockwise by a predetermined angle while keeping the transmitting beam direction 113 of the transmitting antenna 101 fixed. Figure 5 (b) shows a state in which the receiving beam direction 123 is rotated clockwise by an angle δ1. Figure 5 (c) shows a state in which the receiving beam direction 123 is further rotated clockwise by an angle δ1 from the state of Figure 5 (b). In Figure 5 (c), the angle between the transmitting beam direction 113 and the receiving beam direction 123 is δ2 (= δ1 x 2).

解析部103は、送信ビーム方向113と受信ビーム方向123の間の角度が変わるたびに反射波122を検出できるかどうか、つまりそれぞれの角度における物体検出可能範囲(面積)において物体131を検出したかどうかを判定する。送信ビーム方向113と受信ビーム方向123の間の角度を大きくしていくと、どこかで物体を検出できなくなる領域が存在するはずであり、解析部103はその情報から、物体131の片側について大きさ、形状を特定することができる。同様に、制御部104は、受信アンテナ102の受信ビーム方向123を反時計回りに所定の角度ずつ変化させる。解析部103は、それぞれの角度において反射波を検出できるかどうか、つまりそれぞれの角度における物体検出可能範囲(面積)において、物体131を検出したかどうかを判定することにより、物体131のもう一方の側の大きさ、形状を特定できる。 The analysis unit 103 judges whether the reflected wave 122 can be detected each time the angle between the transmission beam direction 113 and the reception beam direction 123 changes, that is, whether the object 131 has been detected in the object detectable range (area) at each angle. If the angle between the transmission beam direction 113 and the reception beam direction 123 is increased, there should be an area where the object cannot be detected somewhere, and the analysis unit 103 can specify the size and shape of one side of the object 131 from that information. Similarly, the control unit 104 changes the reception beam direction 123 of the reception antenna 102 counterclockwise by a predetermined angle at a time. The analysis unit 103 can specify the size and shape of the other side of the object 131 by judging whether the reflected wave can be detected at each angle, that is, whether the object 131 has been detected in the object detectable range (area) at each angle.

以上の方法により、物体131の大きさ、形状を、短時間に、より高精度に特定することが可能となる。なお、第2実施形態では送信アンテナ101のビーム方向を固定し、受信アンテナ102のビーム方向を時計回り、反時計回りに回転させたが、送信アンテナと受信アンテナの関係を逆にしてもよい。すなわち、制御部104が、受信アンテナ102の受信ビーム方向123を固定し、送信アンテナ101の送信ビーム方向113を時計回り、反時計回りに回転させるよう制御してもよい。 The above method makes it possible to identify the size and shape of the object 131 in a short time with high accuracy. Note that in the second embodiment, the beam direction of the transmitting antenna 101 is fixed and the beam direction of the receiving antenna 102 is rotated clockwise and counterclockwise, but the relationship between the transmitting antenna and the receiving antenna may be reversed. In other words, the control unit 104 may fix the receiving beam direction 123 of the receiving antenna 102 and control the transmitting beam direction 113 of the transmitting antenna 101 to rotate clockwise and counterclockwise.

<第3実施形態>
上記実施形態において、送信アンテナ101および受信アンテナ102は共用アンテナであり、特定の方向に強いビーム(指向性)を有する指向性アンテナである。このような指向性アンテナは、図6に示すように、一般にビーム方向によってアンテナの放射パターンが変化する。すなわち、アンテナのビーム方向によって、ビーム幅(半値幅など)が変化する。そのため、送信アンテナ101(受信アンテナ102)の送信ビーム方向113(受信ビーム方向123)が、状態6a、6b、6cに示されるように変化するにしたがって、送信アンテナビーム111(受信アンテナビーム121)のビーム幅が変化する。図6では、状態6aに示される送信アンテナビーム111(受信アンテナビーム121)のビーム方向から回転角度θだけ回転した状態6b、回転角度θ'(θ'>θ)だけ回転した状態6cが示されている。図6の例では、回転角度が大きくなるほどビーム幅も大きくなっている。このような場合、送信アンテナ101の送信ビーム方向113と受信アンテナ102の受信ビーム方向123のずらし量(角度差)を一定にすると、ビーム方向によって物体検出可能な範囲が変化してしまう。例えば、状態6bで状態6cで同じ角度だけ受信ビーム方向をずらすと、状態6cの物体検出可能範囲の方が大きくなってしまう。第3実施形態では、ビーム方向が変化した場合においても、所定の物体検出可能な範囲(面積)を設定できるようにするための、送信アンテナおよび受信アンテナの制御方法について述べる。
Third Embodiment
In the above embodiment, the transmitting antenna 101 and the receiving antenna 102 are shared antennas, and are directional antennas having a strong beam (directivity) in a specific direction. In general, the radiation pattern of such a directional antenna changes depending on the beam direction, as shown in FIG. 6. That is, the beam width (half width, etc.) changes depending on the beam direction of the antenna. Therefore, as the transmitting beam direction 113 (receiving beam direction 123) of the transmitting antenna 101 (receiving antenna 102) changes as shown in states 6a, 6b, and 6c, the beam width of the transmitting antenna beam 111 (receiving antenna beam 121) changes. In FIG. 6, a state 6b rotated by a rotation angle θ from the beam direction of the transmitting antenna beam 111 (receiving antenna beam 121) shown in state 6a, and a state 6c rotated by a rotation angle θ'(θ'>θ) are shown. In the example of FIG. 6, the beam width increases as the rotation angle increases. In such a case, if the shift amount (angle difference) between the transmission beam direction 113 of the transmission antenna 101 and the reception beam direction 123 of the reception antenna 102 is constant, the object detectable range will change depending on the beam direction. For example, if the reception beam direction is shifted by the same angle in state 6b and state 6c, the object detectable range in state 6c will be larger. In the third embodiment, a method of controlling the transmission antenna and the reception antenna to set a predetermined object detectable range (area) even when the beam direction changes will be described.

図7(a)に示すように、幅Wで示されるように物体検出可能な範囲(面積)を得ようとした場合に、送信アンテナ101の送信ビーム方向113と受信アンテナ102の受信ビーム方向123の間の角度はδに設定される。一方、図7(b)に示されるように送信アンテナ101から放射される送信ビーム方向113に設定された場合、幅Wで表される物体検出可能な範囲(面積)を得るためには、送信ビーム方向113と受信ビーム方向123の間の角度をδ'とする必要がある。このように、ビーム幅が狭い場合とビーム幅が広い場合とでは、同じ物体検出可能な範囲(面積)を得るための、送信ビーム方向113と受信ビーム方向123の角度差が異なる。すなわち、ビーム幅が狭い場合の角度差δよりも、ビーム幅が広い場合の角度差δ'の方が大きい。 As shown in FIG. 7(a), when an object detectable range (area) is to be obtained as indicated by width W, the angle between the transmitting beam direction 113 of the transmitting antenna 101 and the receiving beam direction 123 of the receiving antenna 102 is set to δ. On the other hand, when the transmitting beam direction 113 radiated from the transmitting antenna 101 is set as shown in FIG. 7(b), in order to obtain the object detectable range (area) indicated by width W, the angle between the transmitting beam direction 113 and the receiving beam direction 123 must be set to δ'. In this way, the angle difference between the transmitting beam direction 113 and the receiving beam direction 123 to obtain the same object detectable range (area) differs between when the beam width is narrow and when the beam width is wide. In other words, the angle difference δ' when the beam width is wide is larger than the angle difference δ when the beam width is narrow.

制御部104は、以上のような特性に基づいて、物体検出可能な範囲(面積)を一定に保つために、送信ビーム方向113と受信ビーム方向123の角度差を、送信ビーム方向113または受信ビーム方向123に基づいて変更する。例えば、制御部104は、「送信アンテナの送信ビーム方向の角度とビーム幅」と「受信アンテナのビーム方向の角度とビーム幅」とが関連付けて記憶されたテーブルを保持する。上述したように、物体検出可能な範囲(面積)は、送信アンテナと受信アンテナのビーム幅が重なり合う領域である。制御部104は、保持しているテーブルから得られるビーム方向とビーム幅に基づいて、所定の物体検出可能な範囲(面積)を得るために必要な、送信アンテナ101および受信アンテナ102のビーム方向の角度を演算する。制御部104は、演算されたビーム方向の角度に基づき送信アンテナ101および受信アンテナ102のビーム方向を制御する。 Based on the above characteristics, the control unit 104 changes the angle difference between the transmission beam direction 113 and the reception beam direction 123 based on the transmission beam direction 113 or the reception beam direction 123 in order to keep the object detectable range (area) constant. For example, the control unit 104 holds a table in which the "angle and beam width of the transmission beam direction of the transmission antenna" and the "angle and beam width of the beam direction of the reception antenna" are stored in association with each other. As described above, the object detectable range (area) is the area where the beam widths of the transmission antenna and the reception antenna overlap. Based on the beam direction and beam width obtained from the held table, the control unit 104 calculates the angle of the beam direction of the transmission antenna 101 and the reception antenna 102 required to obtain a predetermined object detectable range (area). The control unit 104 controls the beam direction of the transmission antenna 101 and the reception antenna 102 based on the calculated beam direction angle.

あるいは、「物体検出可能な範囲(面積)」と「送信アンテナのビーム方向の角度とビーム幅」と「受信アンテナのビーム方向の角度とビーム幅」が関連付けて記憶されたテーブルを保持してもよい。この場合、制御部104は、所定の物体検出可能な範囲(面積)を得るための送信アンテナ101と受信アンテナ102のビーム方向の角度をテーブルから直接取得することができる。 Alternatively, a table may be held in which the "range (area) in which an object can be detected", the "angle and beam width of the beam direction of the transmitting antenna", and the "angle and beam width of the beam direction of the receiving antenna" are stored in association with each other. In this case, the control unit 104 can directly obtain the angle of the beam direction of the transmitting antenna 101 and the receiving antenna 102 to obtain a specified range (area) in which an object can be detected from the table.

以上のように、第3実施形態によれば、ビーム方向によらず、安定した物体検出可能な範囲を得ることができる。 As described above, according to the third embodiment, a stable range in which objects can be detected can be obtained regardless of the beam direction.

<第4実施形態>
第1実施形態~第3実施形態において、送信アンテナと受信アンテナのアンテナビームの方向をずらすことによって、物体検出可能な範囲(面積)を狭くすることが可能となり、それによって、より高精度な物体の検出が可能となることを説明した。すなわち、図3に示されるように、送信アンテナビーム111のビーム幅Tと受信アンテナビーム121のビーム幅Rが重なる領域の幅W(面積)が物体検出可能な範囲となる。しかしながら、範囲Wの方向は、送信ビーム方向113および受信ビーム方向123からずれており、範囲Wにおける送信アンテナ101および受信アンテナ102のアンテナ利得は低くなっている。よって、物体131から反射される電磁波のエネルギーが、受信アンテナ102で十分に受け取れない可能性がある。その場合、受信アンテナ102で受信する反射波がノイズに紛れてしまい、物体検出レーダシステム10が正確に物体を検出できなくなってしまう。
Fourth Embodiment
In the first to third embodiments, it has been explained that by shifting the directions of the antenna beams of the transmitting antenna and the receiving antenna, it is possible to narrow the range (area) in which an object can be detected, and thus it is possible to detect the object with higher accuracy. That is, as shown in FIG. 3, the width W (area) of the area where the beam width T of the transmitting antenna beam 111 and the beam width R of the receiving antenna beam 121 overlap is the range in which an object can be detected. However, the direction of the range W is shifted from the transmitting beam direction 113 and the receiving beam direction 123, and the antenna gain of the transmitting antenna 101 and the receiving antenna 102 in the range W is low. Therefore, there is a possibility that the energy of the electromagnetic wave reflected from the object 131 cannot be sufficiently received by the receiving antenna 102. In that case, the reflected wave received by the receiving antenna 102 is mixed up with noise, and the object detection radar system 10 cannot accurately detect the object.

第4実施形態では、送信アンテナ101と受信アンテナ102のビーム方向をずらすことによって物体検出可能な範囲(面積)を狭くした際に、受信アンテナ102が物体からの反射波をより大きなエネルギーで受信できるようにする。 In the fourth embodiment, when the range (area) in which an object can be detected is narrowed by shifting the beam directions of the transmitting antenna 101 and the receiving antenna 102, the receiving antenna 102 is able to receive reflected waves from an object with greater energy.

受信アンテナ102が物体からの反射波をより大きなエネルギーで受信できるように、制御部104は、送信ビーム方向113と受信ビーム方向123をずらした場合に、送信アンテナ101から送信される電磁波のエネルギーを高くする。すなわち、制御部104は、送信ビーム方向113と受信ビーム方向123の間の角度差に応じて、送信アンテナ101から出力される電磁波の送信パワーを変更する。例えば、上記角度差が大きいほど、送信パワーを大きくする。このような制御により、物体で反射される反射波のエネルギーが大きくなり、受信アンテナ102で受信される反射波のエネルギーも大きくなる。結果、物体検出レーダシステム10が物体をより正確に検出できるようになる。 When the transmission beam direction 113 and the reception beam direction 123 are shifted, the control unit 104 increases the energy of the electromagnetic waves transmitted from the transmission antenna 101 so that the receiving antenna 102 can receive the reflected waves from the object with greater energy. That is, the control unit 104 changes the transmission power of the electromagnetic waves output from the transmission antenna 101 according to the angular difference between the transmission beam direction 113 and the reception beam direction 123. For example, the larger the angular difference, the greater the transmission power is. Through such control, the energy of the reflected waves reflected by the object increases, and the energy of the reflected waves received by the receiving antenna 102 also increases. As a result, the object detection radar system 10 can detect objects more accurately.

例えば、第2実施形態(図4)で説明した制御を実行する場合、重複するビーム幅Wが狭いほど(送信ビーム方向113と受信ビーム方向123の角度差が大きくなるほど)、アンテナ利得が低くなる。したがって、制御部104は、送信アンテナ101の送信パワーを上げるように制御する。 For example, when executing the control described in the second embodiment (FIG. 4), the narrower the overlapping beam width W (the larger the angular difference between the transmission beam direction 113 and the reception beam direction 123), the lower the antenna gain. Therefore, the control unit 104 controls the transmission power of the transmission antenna 101 to be increased.

例えば、制御部104のメモリは、第3実施形態で説明したテーブルを第1のテーブルとして保持するとともに、「送信ビーム方向と受信ビーム方向の角度差」と「送信アンテナの送信パワー」とを関連付けた第2のテーブルを保持する。制御部104は、第1のテーブルを用いて第3実施形態で説明した方法で送信ビーム方向と受信ビーム方向を決定すると、決定された送信ビーム方向と受信ビーム方向の角度差から第2のテーブルを参照して送信アンテナ101の送信パワーを決定する。 For example, the memory of the control unit 104 holds the table described in the third embodiment as a first table, and also holds a second table that associates the "angular difference between the transmission beam direction and the reception beam direction" with the "transmission power of the transmission antenna." After the control unit 104 determines the transmission beam direction and the reception beam direction using the first table by the method described in the third embodiment, it determines the transmission power of the transmission antenna 101 by referring to the second table based on the angular difference between the determined transmission beam direction and reception beam direction.

以上のように、第4実施形態によれば、送信ビーム方向と受信ビーム方向をずらすことにより生じる利得の低下に起因した検知能力の低下が抑制される。 As described above, according to the fourth embodiment, the decrease in detection capability caused by the decrease in gain due to shifting the transmission beam direction and the reception beam direction is suppressed.

以上説明したように、上記各実施形態によれば、物体検出レーダシステムにおいて、送信アンテナおよび受信アンテナの半値幅を変えることなく、アンテナのビーム方向の制御のみで、物体検知の精度を向上させることができる。すなわち、アンテナの構造の複雑化、大型化を抑制しつつ、高精度な物体検知を実現することが可能になる。 As described above, according to each of the above embodiments, in an object detection radar system, the accuracy of object detection can be improved by only controlling the antenna beam direction, without changing the half-width of the transmitting antenna and the receiving antenna. In other words, it is possible to achieve highly accurate object detection while suppressing the complexity and size of the antenna structure.

本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。 The present invention can also be realized by supplying a program that realizes one or more of the functions of the above-mentioned embodiments to a system or device via a network or storage medium, and having one or more processors in the computer of the system or device read and execute the program. It can also be realized by a circuit (e.g., an ASIC) that realizes one or more of the functions.

本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために、以下の請求項を添付する。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and variations are possible without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, in order to publicize the scope of the present invention, the following claims are appended.

101:送信アンテナ、102:受信アンテナ、103:解析装置、104:制御部、111:送信アンテナビーム、121:受信アンテナビーム、112:送信波、122:反射波、131:物体 101: transmitting antenna, 102: receiving antenna, 103: analyzing device, 104: control unit, 111: transmitting antenna beam, 121: receiving antenna beam, 112: transmitting wave, 122: reflected wave, 131: object

Claims (15)

指向性を有し、電磁波を放射する送信アンテナと、
指向性を有し、前記電磁波が物体によって反射された反射波を受信する受信アンテナと
記送信アンテナのビーム幅と前記受信アンテナのビーム幅が重複する領域を有する範囲で、前記送信アンテナのビームが最大となる方向に対応する送信ビーム方向と、前記受信アンテナのビームが最大となる方向に対応する受信ビーム方向との角度差が、0よりも大きい所定の角度となるように前記送信アンテナと前記受信アンテナを制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記送信ビーム方向が第1のビーム方向である場合の前記送信ビーム方向と前記受信ビーム方向との角度差が、前記送信ビーム方向が前記第1のビーム方向とは異なる第2のビーム方向である場合の前記送信ビーム方向と前記受信ビーム方向との角度差とは異なるように前記送信アンテナと前記受信アンテナを制御することを特徴とするレーダ装置。
A transmitting antenna having directionality and radiating electromagnetic waves;
a receiving antenna having directivity and receiving a reflected wave of the electromagnetic wave reflected by an object ;
a control means for controlling the transmitting antenna and the receiving antenna so that, within a range in which the beam width of the transmitting antenna and the beam width of the receiving antenna overlap, an angular difference between a transmitting beam direction corresponding to a direction in which the beam of the transmitting antenna is maximized and a receiving beam direction corresponding to a direction in which the beam of the receiving antenna is maximized becomes a predetermined angle greater than 0;
Equipped with
The control means controls the transmitting antenna and the receiving antenna so that the angular difference between the transmitting beam direction and the receiving beam direction when the transmitting beam direction is a first beam direction is different from the angular difference between the transmitting beam direction and the receiving beam direction when the transmitting beam direction is a second beam direction different from the first beam direction .
記受信アンテナにより受信された反射波を解析する解析手段をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載のレーダ装置。 2. The radar device according to claim 1, further comprising an analyzing means for analyzing the reflected wave received by the receiving antenna. 前記制御手段は、前記送信ビーム方向と前記受信ビーム方向を個別に制御することを特徴とする請求項2に記載のレーダ装置。 The radar device according to claim 2, characterized in that the control means controls the transmission beam direction and the reception beam direction separately. 前記制御手段は、前記解析手段による物体検知のために、前記角度差を維持しながら、前記送信ビーム方向と前記受信ビーム方向を回転させることを特徴とする請求項2または3に記載のレーダ装置。 The radar device according to claim 2 or 3, characterized in that the control means rotates the transmission beam direction and the reception beam direction while maintaining the angular difference in order to detect an object by the analysis means. 前記制御手段は、前記解析手段による第1の物体検知を行うために、前記角度差を第1の角度に維持しながら前記送信ビーム方向と前記受信ビーム方向を回転させ、
前記第1の物体検知で物体が検知された場合に、前記解析手段による第2の物体検知を行うために、前記角度差を前記第1の角度よりも大きい第2の角度に維持しながら前記送信ビーム方向と前記受信ビーム方向を回転させる、ことを特徴とする請求項2乃至4のいずれか1項に記載のレーダ装置。
the control means rotates the transmission beam direction and the reception beam direction while maintaining the angular difference at a first angle in order to perform a first object detection by the analysis means;
5. The radar device according to claim 2, wherein when an object is detected in the first object detection, the transmitting beam direction and the receiving beam direction are rotated while maintaining the angular difference at a second angle larger than the first angle in order to perform a second object detection by the analysis means.
前記第1の角度が0であることを特徴とする請求項5に記載のレーダ装置。 The radar device according to claim 5, characterized in that the first angle is 0. 前記制御手段は、前記第1の物体検知で検知された物体が存在する方向に基づいて設定された範囲で前記第2の物体検知が行われるように、前記送信ビーム方向と前記受信ビーム方向の回転を制御することを特徴とする請求項5または6に記載のレーダ装置。 The radar device according to claim 5 or 6, characterized in that the control means controls the rotation of the transmission beam direction and the reception beam direction so that the second object detection is performed within a range set based on the direction in which the object detected in the first object detection exists. 前記制御手段は、前記物体検知によって検知された物体の形状または大きさを検出するために、前記送信ビーム方向と前記受信ビーム方向を前記検知された物体が存在する方向へ向けた後、前記送信ビーム方向を回転させずに前記受信ビーム方向を回転させる、ことを特徴とする請求項4に記載のレーダ装置。 The radar device according to claim 4, characterized in that the control means rotates the receiving beam direction without rotating the transmitting beam direction after orienting the transmitting beam direction and the receiving beam direction in a direction in which the detected object is present, in order to detect the shape or size of the object detected by the object detection. 前記制御手段は、前記物体検知によって検知された物体の形状または大きさを検出するために、前記送信ビーム方向と前記受信ビーム方向を前記検知された物体が存在する方向へ向けた後、前記受信ビーム方向を回転させずに前記送信ビーム方向を回転させる、ことを特徴とする請求項4に記載のレーダ装置。 The radar device according to claim 4, characterized in that the control means rotates the transmission beam direction without rotating the reception beam direction after orienting the transmission beam direction and the reception beam direction in a direction in which the detected object is present in order to detect the shape or size of the object detected by the object detection. 前記制御手段は、前記送信アンテナのビーム幅と前記受信アンテナのビーム幅の重複する領域の大きさが同じになるように、前記送信ビーム方向または前記受信ビーム方向に応じて、前記角度差を変更することを特徴とする請求項2に記載のレーダ装置。 The radar device according to claim 2, characterized in that the control means changes the angle difference according to the transmission beam direction or the reception beam direction so that the size of the overlapping area of the beam width of the transmission antenna and the beam width of the reception antenna becomes the same. 前記送信アンテナの送信ビーム方向とビーム幅の関係、前記受信アンテナの受信ビーム方向とビーム幅の関係を記憶したテーブルをさらに備え、
前記制御手段は、前記テーブルを参照して前記角度差を変更することを特徴とする請求項10に記載のレーダ装置。
a table storing a relationship between a transmission beam direction and a beam width of the transmitting antenna and a relationship between a reception beam direction and a beam width of the receiving antenna;
11. The radar device according to claim 10, wherein the control means changes the angular difference by referring to the table.
前記制御手段は、前記角度に基づいて、前記送信アンテナの送信パワーを制御することを特徴とする請求項10に記載のレーダ装置。 11. The radar device according to claim 10, wherein the control means controls the transmission power of the transmission antenna based on the angular difference . 前記制御手段は、前記角度差が大きいほど、前記送信パワーを大きくすることを特徴とする請求項12に記載のレーダ装置。 The radar device according to claim 12, characterized in that the control means increases the transmission power as the angular difference increases. 指向性を有し、電磁波を放射する送信アンテナと、
指向性を有し、前記電磁波が物体によって反射された反射波を受信する受信アンテナと、を備えるレーダ装置の制御方法であって、
前記送信アンテナのビーム幅と前記受信アンテナのビーム幅が重複する領域を有する範囲で、前記送信アンテナのビームが最大となる方向に対応する送信ビーム方向と、前記受信アンテナのビームが最大となる方向に対応する受信ビーム方向との角度差が、0よりも大きい所定の角度になるように前記送信アンテナと前記受信アンテナを制御する工程と、
前記角度差を維持しながら、前記送信ビーム方向と前記受信ビーム方向を回転させて、物体検知を行う工程と、を有し、
前記制御する工程において、前記送信ビーム方向が第1のビーム方向である場合の前記送信ビーム方向と前記受信ビーム方向との角度差は、前記送信ビーム方向が前記第1のビーム方向とは異なる第2のビーム方向である場合の前記送信ビーム方向と前記受信ビーム方向との角度差とは異なるように前記送信アンテナと前記受信アンテナが制御されることを特徴とするレーダ装置の制御方法。
A transmitting antenna having directionality and radiating electromagnetic waves;
a receiving antenna having directivity and receiving a reflected wave of the electromagnetic wave reflected by an object,
a step of controlling the transmitting antenna and the receiving antenna so that, within a range in which the beam width of the transmitting antenna and the beam width of the receiving antenna overlap, an angular difference between a transmitting beam direction corresponding to a direction in which the beam of the transmitting antenna is maximized and a receiving beam direction corresponding to a direction in which the beam of the receiving antenna is maximized becomes a predetermined angle greater than 0;
and rotating the transmission beam direction and the reception beam direction while maintaining the angular difference, thereby performing object detection .
A method for controlling a radar device, characterized in that, in the controlling step, the transmitting antenna and the receiving antenna are controlled so that the angular difference between the transmitting beam direction and the receiving beam direction when the transmitting beam direction is a first beam direction is different from the angular difference between the transmitting beam direction and the receiving beam direction when the transmitting beam direction is a second beam direction different from the first beam direction .
請求項14に記載されたレーダ装置の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。 A program for causing a computer to execute the radar device control method described in claim 14.
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