JP2019074424A - Radar device and signal processing method - Google Patents

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Abstract

To provide a radar device with which it is possible to improve the accuracy of detecting an actually existing target.SOLUTION: The radar device comprises a transmit unit, a receive unit and a determination unit. The transmit unit transmits a transmit wave of first system for detecting a Doppler shift as a phase change between a plurality of modulating signals and a transmit wave of second system for detecting the Doppler shift as the frequency of a beat signal. The receive unit receives a reflected wave generated as the transmit wave of first system is reflected by a target as a first received signal, and receives a reflected wave generated as the transmit wave of second system is reflected by the target as a second received signal. The determination unit derives, on the basis of the first received signal, an actual target with which a speed difference with the own vehicle almost does not occur and derives, on the basis of the second received signal, an actual target with which a speed difference with the own vehicle does occur, thereby discriminating a real target that is an actually existing target and a periodic noise.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、物標の検出を行うレーダ装置及び信号処理方法に関する。   The present invention relates to a radar device and a signal processing method for detecting a target.

物標を検出するレーダ装置として、FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave
)方式のレーダ装置が知られている。FMCW方式のレーダ装置は、周波数が上昇と下降を繰り返すように周波数変調された送信波を送信し、送信波に対する物標からの反射波を受信して、前記送信波の周波数と前記反射波の周波数との偏差であるビート信号を生成する。そして、前記レーダ装置は、ビート信号をFFT(Fast Fourier Transform)して周波数スペクトルを求め、周波数スペクトルの最大ピーク検出を行うなどしてビート周波数を得て、前記物標との相対距離および前記物標の相対速度を計算する。
FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave) as a radar device for detecting a target
Radar systems are known. The FMCW radar apparatus transmits a frequency-modulated transmission wave so that the frequency repeats rising and falling, receives a reflection wave from a target for the transmission wave, and transmits the frequency of the transmission wave and the frequency of the reflection wave. Generate a beat signal that is a deviation from the frequency. Then, the radar device performs FFT (Fast Fourier Transform) on the beat signal to obtain a frequency spectrum, detects the maximum peak of the frequency spectrum, and obtains the beat frequency, and the relative distance to the target and the object Calculate the relative velocity of the mark.

また、本発明と関連する技術を説明する資料としては特許文献1がある。   Moreover, there is patent document 1 as a document explaining the technology related to the present invention.

特開2014−119353号公報JP, 2014-119353, A

FMCW方式では、物標の相対速度は、アップ区間(送信波の周波数が上昇する区間)におけるビート信号の周波数fuとダウン区間(送信波の周波数が下降する区間)におけるビート信号の周波数fdとの差から算出される。レーダ装置を搭載した車両(以下、自車両という)と物標との速度差が生じる場合(例えば相対速度が0km/h以外で相対速度がある場合)は、アップ区間のビート周波数fuとダウン区間のビート周波数fdが一致せず、自車両と物標との速度差が略生じない場合(例えば相対速度が0km/hの場合)は、アップ区間のビート周波数fuとダウン区間のビート周波数fdが一致する。そして、実際には物標が存在しない状態で、ビート信号に周期的なノイズが重畳した場合には、アップ区間とダウン区間とで同様の周期的なノイズが重畳されるので、アップ区間のビート周波数fuとダウン区間のビート周波数fdが一致することになる。周期的なノイズとしては、例えばレーダ装置に電力を供給するスイッチング電源のスイッチングノイズが挙げられるが、これに限定されることはなく例えばレーダ装置の動作とは無関係なノイズ源がレーダ装置の近傍に存在し、そのノイズ源から出力される周期的なノイズであってもよい。   In the FMCW method, the relative velocity of the target is the frequency fu of the beat signal in the up interval (interval in which the frequency of the transmission wave rises) and the frequency fd of the beat signal in the down interval (the interval in which the frequency of the transmission wave falls). Calculated from the difference. When there is a speed difference between a vehicle equipped with a radar device (hereinafter referred to as the subject vehicle) and a target (for example, when the relative speed is other than 0 km / h and there is a relative speed), the beat frequency fu of the up section and the down section In the case where the beat frequency fd does not match and the speed difference between the vehicle and the target does not substantially occur (for example, when the relative speed is 0 km / h), the beat frequency fu of the up section and the beat frequency fd of the down section are Match Then, when periodic noise is superimposed on the beat signal in a state in which no target actually exists, similar periodic noise is superimposed on the up interval and the down interval, so the beat of the up interval is The frequency fu and the beat frequency fd in the down section coincide with each other. The periodic noise includes, for example, switching noise of a switching power supply that supplies power to the radar device, but is not limited thereto. For example, a noise source unrelated to the operation of the radar device is in the vicinity of the radar device. It may be periodic noise that exists and is output from the noise source.

したがって、FMCW方式では、自車両との速度差が生じる実際に存在する物標と、自車両との速度差が略生じない実際に存在する物標及び周期的なノイズと、の判別しかできなかった。すなわち、FMCW方式では、自車両との速度差が略生じない実際に存在する物標と周期的なノイズとを判別することができず、周期的なノイズを自車両との速度差が略生じない実際に存在する物標と誤認識するおそれがあった。   Therefore, in the FMCW method, it is only possible to distinguish between an actually existing target causing a speed difference with the host vehicle and an actually existing target and periodic noise in which the speed difference with the host vehicle substantially does not occur. The That is, in the FMCW method, it is not possible to distinguish between an actually existing target and a periodic noise in which a speed difference with the host vehicle does not substantially occur, and a periodic noise causes a speed difference with the host vehicle. There was a risk that it would be misidentified as an actually existing target.

本発明は、上記課題に鑑みて、実際に存在する物標の検出精度を向上させることができるレーダ装置及び信号処理方法を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a radar apparatus and a signal processing method capable of improving the detection accuracy of an actually existing target in view of the above-mentioned problems.

本発明に係るレーダ装置は、ドプラシフトを複数の変調信号間の位相変化として検出する第1の方式の送信波と、前記ドプラシフトをビート信号の周波数として検出する第2の方式の送信波と、を送信する送信部と、前記第1の方式の送信波が物標に反射して生じた反射波を第1の受信信号として受信し、前記第2の方式の送信波が前記物標に反射して生じた反射波を第2の受信信号として受信する受信部と、前記第1の受信信号及び前記第2の受信信号に基づいて、実際に存在する物標である実物標と周期的なノイズとを判別する判別部と、を備え、前記判別部は、前記第1の受信信号に基づいて、自車両との速度差が略生じない前記実物標を導出し、前記第2の受信信号に基づいて、前記自車両との速度差が生じる前記実物標を導出する構成(第1の構成)である。   A radar apparatus according to the present invention comprises: a transmission wave of a first system that detects Doppler shift as a phase change among a plurality of modulated signals; and a transmission wave of a second system that detects the Doppler shift as a frequency of a beat signal. A transmitting unit for transmitting, and a reflected wave generated by reflecting the transmission wave of the first system on a target is received as a first reception signal, and a transmission wave of the second mode is reflected on the target Receiver that receives the reflected wave generated as a second reception signal, and a real target, which is a target that actually exists, and periodic noise based on the first reception signal and the second reception signal And a determination unit for determining the second target signal based on the first reception signal, the second identification signal, and the second target signal. Deriving the actual target on which the speed difference with the host vehicle is generated. It is formed (first configuration).

上記第1の構成のレーダ装置において、前記判別部は、前記第1の受信信号から前記複数の変調信号間の位相変化を算出し、前記複数の変調信号間の位相変化に基づいて、前記自車両との速度差が略生じない前記実物標と、前記自車両との速度差が生じる前記実物標及び前記周期的なノイズとを判別して、前記自車両との速度差が略生じない前記実物標を導出し、前記第2の受信信号から前記ビート信号の周波数を算出し、前記ビート信号の周波数に基づいて、前記自車両との速度差が生じる前記実物標と前記周期的なノイズとを判別して、前記自車両との速度差が生じる前記実物標を導出し、前記複数の変調信号間の位相変化に基づく判別処理において前記自車両との速度差が略生じない前記実物標であると判別した判別対象については、前記ビート信号の周波数に基づく判別処理を実施しない構成(第2の構成)であってもよい。   In the radar device of the first configuration, the determination unit calculates a phase change between the plurality of modulated signals from the first received signal, and the self-determination unit determines the self on the basis of the phase change among the plurality of modulated signals. The above-mentioned actual target that hardly generates a speed difference with a vehicle, the actual target which generates a speed difference with the host vehicle, and the periodic noise are discriminated, and the above-mentioned target does not generate a speed difference with the host vehicle The real target is derived, the frequency of the beat signal is calculated from the second received signal, and the real target and the periodic noise that cause a speed difference with the host vehicle based on the frequency of the beat signal To determine the speed difference with the subject vehicle and derive the real target, and in the determination process based on the phase change among the plurality of modulated signals, the real target with substantially no speed difference with the subject vehicle For the judgment target that was judged to be present, The determination process based on the frequency of the serial beat signal may be configured not executed (second configuration).

上記第1の構成のレーダ装置において、前記判別部は、前記第2の受信信号から前記ビート信号の周波数を算出し、前記ビート信号の周波数に基づいて、前記自車両との速度差が生じる前記実物標と前記自車両との速度差が略生じない前記実物標及び前記周期的なノイズとを判別して、前記自車両との速度差が生じる前記実物標を導出し、前記第1の受信信号から前記複数の変調信号間の位相変化を算出し、前記複数の変調信号間の位相変化に基づいて、前記自車両との速度差が略生じない前記実物標と前記周期的なノイズとを判別して、前記自車両との速度差が略生じない前記実物標を導出し、前記ビート信号の周波数に基づく判別処理において前記自車両との速度差が生じる前記実物標であると判別した判別対象については、前記複数の変調信号間の位相変化に基づく判別処理を実施しない構成(第3の構成)であってもよい。   In the radar device of the first configuration, the determination unit calculates the frequency of the beat signal from the second received signal, and the speed difference with the host vehicle is generated based on the frequency of the beat signal. The real target and the periodic noise that cause substantially no speed difference between the real target and the host vehicle are determined, and the real target causing the speed difference with the host vehicle is derived, and the first reception is performed. The phase change between the plurality of modulated signals is calculated from the signal, and based on the phase change among the plurality of modulated signals, the real target and the periodic noise that cause substantially no speed difference with the host vehicle It discriminate | determines and the said real target which a speed difference with the said vehicle does not produce substantially is derived | led-out, and it discriminate | determined that it was the said actual target which the speed difference with the said vehicle produces in the discrimination processing based on the frequency of the said beat signal. For the target, The determination process based on the phase change may be configured not performed (a third configuration) between tone signal.

上記第1〜第3いずれかの構成のレーダ装置において、前記第1の方式は、FCM(Fast-Chirp Modulation)方式であって、前記FCM方式での複数のチャープ信号間のFFT(Fast Fourier Transform)処理を実行しない期間の長さを不揃いにする期間設定部をさらに備える、構成(第4の構成)であってもよい。   In the radar device having any one of the first to third configurations, the first method is a fast-chirp modulation (FCM) method, and an FFT (Fast Fourier Transform) between a plurality of chirp signals in the FCM method. (4) A configuration (fourth configuration) may further be provided, which further includes a period setting unit that makes the lengths of periods during which processing is not performed irregular.

本発明に係る信号処理方法は、ドプラシフトを複数の変調信号間の位相変化として検出する第1の方式の送信波と、前記ドプラシフトをビート信号の周波数として検出する第2の方式の送信波と、を送信する送信ステップと、前記第1の方式の送信波が物標に反射して生じた反射波を第1の受信信号として受信し、前記第2の方式の送信波が前記物標に反射して生じた反射波を第2の受信信号として受信する受信ステップと、前記第1の受信信号及び前記第2の受信信号に基づいて、実際に存在する物標である実物標と周期的なノイズとを判別する判別ステップと、を備え、前記判別ステップは、前記第1の受信信号に基づいて、自車両との速度差が略生じない前記実物標を導出し、前記第2の受信信号に基づいて、前記自車両との速度差が生じる実物標を導出する構成(第5の構成)である。   A signal processing method according to the present invention comprises: a transmission wave of a first system that detects Doppler shift as a phase change among a plurality of modulated signals; and a transmission wave of a second system that detects the Doppler shift as a frequency of a beat signal. Transmitting, and receiving a reflected wave generated by reflecting the transmission wave of the first method on the target as a first received signal, and transmitting the transmission wave of the second mode on the target Receiving the reflected wave generated as a second received signal as a second received signal, and based on the first received signal and the second received signal, a real target which is actually present and a periodic target And a discrimination step of discriminating from noise, wherein the discrimination step derives the actual target with substantially no speed difference with the host vehicle based on the first reception signal, and the second reception signal. The speed difference with the host vehicle is Jill is configured to derive the real target (fifth configuration).

本発明に係るレーダ装置及び信号処理方法によると、自車両との速度差が略生じない実際に存在する物標及び自車両との速度差が生じる実際に存在する物標と、周期的なノイズと、を判別することができるので、実際に存在する物標の検出精度を向上させることができる。   According to the radar apparatus and the signal processing method according to the present invention, an actually existing target that hardly generates a speed difference with the vehicle and an actually existing target that generates a speed difference with the vehicle, and periodic noise And can be determined, so that the detection accuracy of the actually existing target can be improved.

第1実施形態に係るレーダ装置の構成を示す図The figure which shows the structure of the radar apparatus which concerns on 1st Embodiment. 送信信号に施される周波数変調を示す図Diagram showing frequency modulation applied to transmission signal 第1実施形態に係る信号処理装置の動作を示すフローチャートFlow chart showing the operation of the signal processing device according to the first embodiment レンジビン方向のフーリエ変換処理の結果を示す図Diagram showing the result of Fourier transform processing in the range bin direction ベロシティビン方向のフーリエ変換処理の結果を示す図Diagram showing the result of Fourier transform processing in the velocity bin direction 第2実施形態に係るレーダ装置の他の構成例を示す図The figure which shows the other structural example of the radar apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 送信信号に施される周波数変調を示す図Diagram showing frequency modulation applied to transmission signal

以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

<1.第1実施形態>
<1−1.レーダ装置の構成>
図1は本実施形態に係るレーダ装置1の構成を示す図である。レーダ装置1は、例えば自動車などの車両に搭載されている。以下、レーダ装置1が搭載される車両を「自車両」という。また、自車両の直進進行方向であって、運転席からステアリングに向かう方向を「前方」という。また、自車両の直進進行方向であって、ステアリングから運転席に向かう方向を「後方」という。また、自車両の直進進行方向及び鉛直線に垂直な方向であって、前方向を向いている運転手の右側から左側に向かう方向を「左方向」という。また、自車両の直進進行方向及び鉛直線に垂直な方向であって、前方向を向いている運転手の左側から右側に向かう方向を「右方向」という。
<1. First embodiment>
<1-1. Configuration of radar device>
FIG. 1 is a view showing the configuration of a radar device 1 according to the present embodiment. The radar device 1 is mounted, for example, on a vehicle such as a car. Hereinafter, a vehicle on which the radar device 1 is mounted is referred to as a "vehicle". In addition, a direction in which the host vehicle travels straight ahead, which is directed from the driver's seat to steering, is referred to as "forward". In addition, a direction in which the host vehicle travels straight and is directed from the steering to the driver's seat is referred to as “rearward”. In addition, a direction perpendicular to the straight traveling direction of the vehicle and the vertical line, that is, a direction from the right to the left of the driver facing the front is referred to as “left direction”. Further, a direction perpendicular to the straight traveling direction of the vehicle and the vertical line, that is, a direction from the left to the right of the driver facing the front is referred to as “right direction”.

レーダ装置1が自車両の前端に搭載されている場合、レーダ装置1は、送信波を用いて、自車両の前方に存在する物標に係る物標データを取得する。   When the radar device 1 is mounted at the front end of the host vehicle, the radar device 1 acquires target data relating to a target present ahead of the host vehicle using a transmission wave.

レーダ装置1は、物標から反射した反射波がレーダ装置1の受信アンテナに受信されるまでの距離(以下、「縦距離」という。) [m]、自車両に対する物標の相対速度[km/h]、自車両の左右方向における物標の距離(以下、「横位置」という。)[m]などのパラメータを有する物標データを導出する。縦位置は、例えば、自車両のレーダ装置1を搭載している位置を原点Oとし、自車両の前方では正の値、自車両の後方では負の値で表現される。横位置は、例えば、自車両のレーダ装置1を搭載している位置を原点Oとし、自車両の右側では正の値、自車両の左側では負の値で表現される。   The radar device 1 is a distance until the reflected wave reflected from the target is received by the receiving antenna of the radar device 1 (hereinafter referred to as “longitudinal distance”) [m], relative velocity of the target relative to the vehicle [km / H] Target data having parameters such as the distance of the target in the lateral direction of the vehicle (hereinafter referred to as "lateral position") [m] is derived. The vertical position is, for example, a position at which the radar device 1 of the host vehicle is mounted as an origin O, and is represented by a positive value in front of the host vehicle and a negative value behind the host vehicle. The lateral position is represented by, for example, a position at which the radar device 1 of the host vehicle is mounted as an origin O, a positive value on the right side of the host vehicle, and a negative value on the left side of the host vehicle.

レーダ装置1は、上述したFMCW方式で物標を検出するのみならず、FCM(Fast Chirp Modulation)方式でも物標を検出する。FCM方式は、FMCW方式で必要なアップピークとダウンピークのペアリング処理が不要であることから、誤ペアリングによる物標の誤認識という問題が発生せず、より正確な物標検出が期待できる。   The radar device 1 not only detects the target in the above-described FMCW method, but also detects the target in the FCM (Fast Chirp Modulation) method. Since the FCM method does not require pairing processing of up peak and down peak necessary in the FMCW method, the problem of misrecognition of the target due to mispairing does not occur, and more accurate target detection can be expected. .

ここで、FCM方式における距離と相対速度の算出方法について簡単に説明する。FCM方式は、のこぎり波状に周波数が変化する送信波の一つの波形を1チャープとし、複数チャープをFMCW方式と比べて短い周期で送信し、物標からの反射波を受信信号として受信し、この受信信号と送信波の差分をとることでビート信号を得、このビート信号を2次元FFTすることで物標との距離及び相対速度を得る。具体的には、送信波に対して、物標の距離が遠いほど受信信号の時間遅延が大きくなるため、ビート信号の周波数は距離に比例する。そのため、ビート信号をFFT処理することで物標の距離に対応する周波数の位置にピークが出現する。尚、FFTは所定の周波数間隔で設定された周波数ポイント(以下、レンジビンという場合がある)ごとに受信レベルや位相情報が抽出されるため、正確には物標の距離に対応する周波数のレンジビンにピークが出現する。従って、ピーク周波数を検出することで物標までの距離が求められる。この距離を求めるためのFFT処理は、各ビート信号について行うため、ビート信号の数、即ちチャープの数だけ繰り返す。   Here, a method of calculating the distance and the relative velocity in the FCM method will be briefly described. In the FCM method, one waveform of a transmission wave whose frequency changes in a sawtooth wave is taken as one chirp, multiple chirps are transmitted with a shorter period compared to the FMCW method, and a reflected wave from a target is received as a received signal. The beat signal is obtained by taking the difference between the reception signal and the transmission wave, and the distance to the target and the relative velocity are obtained by performing two-dimensional FFT on this beat signal. Specifically, the frequency of the beat signal is proportional to the distance since the time delay of the received signal increases with the distance of the target relative to the transmission wave. Therefore, by performing the FFT processing on the beat signal, a peak appears at the position of the frequency corresponding to the distance of the target. Since FFT is used to extract reception level and phase information for each frequency point (hereinafter sometimes referred to as a range bin) set at a predetermined frequency interval, it is possible to use the range bin of the frequency corresponding to the distance of the target exactly A peak appears. Therefore, the distance to the target can be obtained by detecting the peak frequency. The FFT processing for obtaining this distance is repeated for the number of beat signals, ie, the number of chirps, in order to perform for each beat signal.

次に、相対速度の算出であるが、FCM方式では物標の相対速度が0km/hでない場合は、ビート信号間にドップラ周波数に応じた位相の変化が現れることを利用してドップラ周波数を検出し相対速度を算出している。即ち、自車両と物標との速度差が略生じない場合(例えば、相対速度が0km/hの場合)であれば、受信信号にドップラ成分は生じていないため、各チャープに対する受信信号の位相は全て同じになる。ところが、物標との間に速度差が生じている場合(例えば、相対速度が0km/h以外で、相対速度がある場合)は、各チャープに対する受信信号の間にドップラ周波数に応じた位相変化が生じる。ビート信号をFFT処理して得られたピーク情報にはこの位相情報が含まれているため、各ビート信号から得られた同じ物標のピーク情報を時系列に並べて2回目のFFT処理を行えば、位相情報からドップラ周波数が求まり、その周波数位置にピークが出現する。このピーク周波数が相対速度に対応する。   Next, in the calculation of relative velocity, in the FCM method, when the relative velocity of the target is not 0 km / h, the Doppler frequency is detected using the fact that the change of the phase according to the Doppler frequency appears between the beat signals. The relative speed is calculated. That is, if there is substantially no speed difference between the host vehicle and the target (for example, when the relative speed is 0 km / h), no Doppler component is generated in the received signal, so the phase of the received signal for each chirp Are all the same. However, if there is a velocity difference with the target (for example, if the relative velocity is other than 0 km / h and there is a relative velocity), the phase change according to the Doppler frequency between the received signals for each chirp Will occur. Since the peak information obtained by subjecting the beat signal to FFT processing includes this phase information, if the peak information of the same target obtained from each beat signal is arranged in time series and the second FFT processing is performed The Doppler frequency is determined from the phase information, and a peak appears at that frequency position. This peak frequency corresponds to the relative velocity.

このように、ビート信号に対して2次元FFTを行うことで、距離と相対速度を算出することができる。この相対速度を求めるためのFFT処理は、1回目のFFT処理の結果についてレンジビン毎に行うため、レンジビンの数だけ繰り返す。   Thus, distance and relative velocity can be calculated by performing two-dimensional FFT on the beat signal. Since the FFT processing for obtaining the relative velocity is performed for each range bin for the result of the first FFT processing, it is repeated by the number of range bins.

図1に示すように、レーダ装置1は、送信部2と、受信部3と、信号処理装置4と、を主に備えている。   As shown in FIG. 1, the radar device 1 mainly includes a transmitter 2, a receiver 3, and a signal processor 4.

送信部2は、信号生成部21と発信器22とを備えている。信号生成部21は、基準値から時間の経過に伴って一定の割合で電圧が減少し最小値に達してから直ちに基準値へ戻る一波形(1チャープ)が複数連続する第1の変調信号と、三角波状に電圧が変化する第2の変調信号と、を交互に生成し、発信器22に供給する。三角波状電圧2つ分の周期は例えば50msecとし、1チャープの周期は例えば数十μsecとすればよい。発信器22は、信号生成部21で生成された変調信号に基づいて連続波の信号を周波数変調し、時間の経過に従って周波数が変化する送信信号を生成し、送信アンテナ23に出力する。   The transmitter 2 includes a signal generator 21 and a transmitter 22. The signal generation unit 21 reduces the voltage at a constant rate as the time passes from the reference value, reaches a minimum value, and then immediately returns to the reference value with a first modulation signal in which a plurality of one waveform (one chirp) continues. , And alternately generate a second modulation signal whose voltage changes in a triangular wave shape, and supplies it to the transmitter 22. The period for two triangular wave voltages may be, for example, 50 msec, and the period of one chirp may be, for example, several tens of microseconds. The transmitter 22 frequency-modulates the continuous wave signal based on the modulation signal generated by the signal generation unit 21, generates a transmission signal whose frequency changes as time passes, and outputs the transmission signal to the transmission antenna 23.

送信アンテナ23は、発信器22からの送信信号に基づいて、送信波TWを自車両の前方に出力する。送信アンテナ23が出力する送信波TWでは、図2に示すように、第1の変調信号によって周波数が変化するFCM期間と、第2の変調信号によって周波数が変化するFMCW期間と、周波数が一定である周波数一定期間とが順に繰り返される。なお、FCM期間では、各チャープ間にTFT処理を実施しない期間である空走時間t1が設けられる。送信アンテナ23から自車両の前方に送信された送信波TWは、人、他車両などの物体で反射されて反射波RWとなる。   The transmission antenna 23 outputs the transmission wave TW to the front of the host vehicle based on the transmission signal from the transmitter 22. In the transmission wave TW output from the transmission antenna 23, as shown in FIG. 2, the FCM period in which the frequency is changed by the first modulation signal, the FMCW period in which the frequency is changed by the second modulation signal, and the frequency are constant. A certain frequency fixed period is repeated in order. In the FCM period, a free running time t1 which is a period in which the TFT processing is not performed is provided between the respective chirps. The transmission wave TW transmitted to the front of the host vehicle from the transmission antenna 23 is reflected by an object such as a person or another vehicle to become a reflected wave RW.

受信部3は、アレーアンテナを形成する複数の受信アンテナ31と、その複数の受信アンテナ31に接続された複数の個別受信部32とを備えている。本実施形態では、受信部3は、例えば、4つの受信アンテナ31と4つの個別受信部32とを備えている。4つの個別受信部32は、4つの受信アンテナ31にそれぞれ対応している。各受信アンテナ31は物体からの反射波RWを受信して受信信号を取得し、各個別受信部32は対応する受信アンテナ31で得られた受信信号を処理する。   The receiving unit 3 includes a plurality of receiving antennas 31 forming an array antenna, and a plurality of individual receiving units 32 connected to the plurality of receiving antennas 31. In the present embodiment, the receiving unit 3 includes, for example, four receiving antennas 31 and four individual receiving units 32. The four individual reception units 32 correspond to the four reception antennas 31 respectively. Each receiving antenna 31 receives the reflected wave RW from the object and obtains a received signal, and each individual receiving unit 32 processes the received signal obtained by the corresponding receiving antenna 31.

各個別受信部32は、ミキサ33とA/D変換器34とを備えている。受信アンテナ31で得られた受信信号は、ローノイズアンプ(図示省略)で増幅された後にミキサ33に送られる。ミキサ33には送信部2の発信器22からの送信信号が入力され、ミキサ33において送信信号と受信信号とがミキシングされる。これにより、送信信号の周波数と受信信号の周波数との差となるビート周波数を有するビート信号が生成される。ミキサ33で生成されたビート信号は、A/D変換器34でデジタルの信号に変換された後に、信号処理装置4に出力される。   Each individual reception unit 32 includes a mixer 33 and an A / D converter 34. The received signal obtained by the receiving antenna 31 is amplified by a low noise amplifier (not shown) and then sent to the mixer 33. The transmission signal from the transmitter 22 of the transmission unit 2 is input to the mixer 33, and the transmission signal and the reception signal are mixed in the mixer 33. As a result, a beat signal having a beat frequency that is the difference between the frequency of the transmission signal and the frequency of the reception signal is generated. The beat signal generated by the mixer 33 is converted to a digital signal by the A / D converter 34 and then output to the signal processing device 4.

信号処理装置4は、CPU(Central Processing Unit)及びメモリ41などを含むマイクロコンピュータを備えている。信号処理装置4は、演算の対象とする各種のデータを、記憶装置であるメモリ41に記憶する。メモリ41は、例えばRAM(Random Access Memory)などである。信号処理装置4は、マイクロコンピュータでソフトウェア的に実現される機能として、送信制御部42、フーリエ変換部43、及び、データ処理部44を備えている。送信制御部42は、送信部2の信号生成部21を制御する。   The signal processing device 4 includes a microcomputer including a CPU (Central Processing Unit), a memory 41, and the like. The signal processing device 4 stores various data to be operated on in the memory 41 which is a storage device. The memory 41 is, for example, a random access memory (RAM). The signal processing device 4 includes a transmission control unit 42, a Fourier transform unit 43, and a data processing unit 44 as functions implemented as software by a microcomputer. The transmission control unit 42 controls the signal generation unit 21 of the transmission unit 2.

フーリエ変換部43は、複数の個別受信部32のそれぞれから出力されるビート信号を対象に、高速フーリエ変換(FFT)を実行する。これにより、フーリエ変換部43は、複数の受信アンテナ31それぞれの受信信号に係るビート信号を、周波数領域のデータである周波数スペクトラムに変換する。フーリエ変換部43で得られた周波数スペクトラムは、データ処理部44に入力される。   The Fourier transform unit 43 performs fast Fourier transform (FFT) on beat signals output from each of the plurality of individual reception units 32. Thereby, the Fourier transform unit 43 transforms the beat signal related to the reception signal of each of the plurality of reception antennas 31 into a frequency spectrum which is data in the frequency domain. The frequency spectrum obtained by the Fourier transform unit 43 is input to the data processing unit 44.

データ処理部44は、物標データ取得処理を実行し、複数の受信アンテナ31それぞれの周波数スペクトラムに基づいて、自車両の前方の物標に係る物標データを取得する。また、データ処理部44は、物標データを車両制御ECU51などに出力する。   The data processing unit 44 executes target data acquisition processing, and acquires target data relating to a target in front of the host vehicle based on the frequency spectrum of each of the plurality of receiving antennas 31. Further, the data processing unit 44 outputs the target data to the vehicle control ECU 51 or the like.

図1に示すように、データ処理部44は、主な機能として、物標データ導出部45、物標データ処理部46、及び物標データ出力部47を備えている。   As shown in FIG. 1, the data processing unit 44 has a target data derivation unit 45, a target data processing unit 46, and a target data output unit 47 as main functions.

物標データ導出部45は、フーリエ変換部43で得られた周波数スペクトラムに基づいて物標に係る物標データを導出する。物標データ導出部45は、判別部45aを備えている。判別部45aが実行する処理の詳細については後述する。   The target data derivation unit 45 derives target data concerning the target based on the frequency spectrum obtained by the Fourier transform unit 43. The target data derivation unit 45 includes a determination unit 45a. Details of the process executed by the determination unit 45a will be described later.

物標データ処理部46は、導出された物標データを対象にしてフィルタリングなどの各種の処理を行う。物標データ出力部47は、物標データを車両制御ECU51などに出力する。これにより、車両制御ECU51などは、物標データを例えばACC(Adaptive Cruise Control)やPCS(Pre-crash Safety System)に用いることができる。   The target data processing unit 46 performs various processing such as filtering on the derived target data. The target data output unit 47 outputs target data to the vehicle control ECU 51 and the like. Thus, the vehicle control ECU 51 or the like can use the target data for, for example, ACC (Adaptive Cruise Control) or PCS (Pre-crash Safety System).

<1−2.信号処理装置の動作>
次に、信号処理装置4の動作について説明する。図3は、信号処理装置4の動作を示すフローチャートである。信号処理装置4は、図3に示す処理を一定時間ごとに周期的に繰り返す。
<1-2. Signal processor operation>
Next, the operation of the signal processing device 4 will be described. FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the signal processing device 4. The signal processing device 4 periodically repeats the process shown in FIG. 3 at regular intervals.

信号処理装置4は、1回のFCM期間分に対応する複数の第1のビート信号を取得する(ステップS10)。次に、フーリエ変換部43は、第1のビート信号を対象に、二次元FFTを実行する(ステップS20)。   The signal processing device 4 acquires a plurality of first beat signals corresponding to one FCM period (step S10). Next, the Fourier transform unit 43 performs a two-dimensional FFT on the first beat signal (step S20).

第1のビート信号をFFT処理することで、物標の距離に対応する周波数の位置にピークが出現する。尚、FFTは所定の周波数間隔で設定されたレンジビンごとに受信レベルや位相情報が抽出されるため、正確には物標の距離に対応する周波数のレンジビンにピークが出現する。従って、ピーク周波数を検出することで物標までの距離が求められる。この距離を求めるためのFFT処理は、各第1のビート信号について行うため、第1のビート信号の数、即ちチャープの数だけ繰り返す。図4は、このFFT処理の結果をレンジビン方向に並べ、各第1のビート信号の結果をレンジビンと直交する方向に並べてマトリクス状に示し、高さ方向に各処理結果の値(Spectrum[dB])を示した例である。図4では、二つのピーク61及び62が生じた例を示している。   By FFT processing the first beat signal, a peak appears at the position of the frequency corresponding to the distance of the target. In the FFT, the reception level and phase information are extracted for each range bin set at a predetermined frequency interval, so that a peak appears in the range bin of the frequency corresponding to the distance of the target. Therefore, the distance to the target can be obtained by detecting the peak frequency. The FFT processing for obtaining this distance is repeated for the number of first beat signals, that is, the number of chirps, in order to perform for each first beat signal. FIG. 4 shows the results of this FFT processing arranged in the range bin direction, and the results of the first beat signals are arranged in the direction orthogonal to the range bins in a matrix, and the values of each processing result in the height direction (Spectrum [dB] It is an example which showed). FIG. 4 shows an example in which two peaks 61 and 62 occur.

次に、相対速度の算出であるが、FCM方式では物標の相対速度が0km/hでない場合は、第1のビート信号間にドップラ周波数に応じた位相の変化が現れることを利用してドップラ周波数を検出し相対速度を算出している。即ち、相対速度が0km/hであれば、受信信号にドップラ成分は生じていないため、各チャープに対する受信信号の位相は全て同じになる。ところが、物標との間に相対速度がある場合は、各チャープに対する受信信号の間にドップラ周波数に応じた位相変化が生じる。第1のビート信号をFFT処理して得られたピーク情報にはこの位相情報が含まれているため、各第1のビート信号から得られた同じ物標のピーク情報を時系列に並べて2回目のFFT処理を行えば、位相情報からドップラ周波数が求まり、その周波数位置にピークが出現する。このFFT処理は、速度分解能に応じて所定の周波数間隔で設定されたベロシティビンごとに位相情報が抽出されるため、物標の相対速度に対応する周波数のベロシティビンにピークが出現する。従って、ピーク周波数を検出することで物標との相対速度が求められる。図5は、二回目のFFT処理の結果をベロシティビン方向に並べ、この二回目のFFT処理の結果を距離の周波数ポイント毎にレンジビン方向に並べてマトリクス状に示し、高さ方向に各処理結果の値(Spectrum[dB])を示した例である。図5では、二つのピーク63及び64が生じた例を示している。   Next, the relative velocity is calculated, but in the FCM method, if the relative velocity of the target is not 0 km / h, Doppler is used to make use of the fact that a change in phase according to the Doppler frequency appears between the first beat signals. The relative velocity is calculated by detecting the frequency. That is, if the relative velocity is 0 km / h, no Doppler component occurs in the received signal, so that the phase of the received signal for each chirp is the same. However, if there is a relative velocity with the target, a phase change corresponding to the Doppler frequency occurs between the received signals for each chirp. Since the peak information obtained by subjecting the first beat signal to FFT processing includes this phase information, the peak information of the same target obtained from each first beat signal is arranged in time series and the second time When the FFT processing of is performed, the Doppler frequency is determined from the phase information, and a peak appears at that frequency position. In this FFT processing, phase information is extracted for each velocity bin set at a predetermined frequency interval according to the velocity resolution, so a peak appears in the velocity bin of the frequency corresponding to the relative velocity of the target. Therefore, the relative velocity with the target can be determined by detecting the peak frequency. FIG. 5 shows the results of the second FFT processing arranged in the velocity bin direction, and the results of the second FFT processing are arranged in the range bin direction for each frequency point of the distance in a matrix, and each processing result in the height direction It is an example which showed a value (Spectrum [dB]). FIG. 5 shows an example in which two peaks 63 and 64 occur.

図3に戻って、ステップS20に続くステップS30において、物標データ導出部45は、二次元FFTの結果からピークを抽出する。さらに、物標データ導出部45は、ステップS30で抽出したピークのレンジビン、ベロシティビンから物標の縦距離及び相対速度を算出する(ステップS40)。   Returning to FIG. 3, in step S30 following step S20, the target data derivation unit 45 extracts a peak from the result of the two-dimensional FFT. Furthermore, the target data derivation unit 45 calculates the vertical distance and the relative velocity of the target from the range bin and velocity bin of the peak extracted in step S30 (step S40).

ピーク抽出から得られた物標は、実際に存在する物標(以下、実物標ともいう)である可能性のほか、周期的なノイズである可能性もある。したがって、ステップS50以降の処理では、ピーク抽出から得られた物標を、実物標であるか周期的なノイズであるかの判別対象としている。また、ステップS50〜S140の処理は、各判別対象で別々に実施される。   The target obtained from the peak extraction may not only be a target actually present (hereinafter also referred to as a real target), but also may be periodic noise. Therefore, in the process after step S50, the target obtained from the peak extraction is determined to be a real target or a periodic noise. Moreover, the process of step S50-S140 is implemented separately by each discrimination | determination object.

ステップS40に続くステップS50において、判別部45aは、判別対象と自車両との速度差が略生じないか否かを判定する。例えば、判別部45aは、ステップS40で算出された相対速度を用いて、判別対象の相対速度が0km/hであるか否かを判定する。   In step S50 following step S40, the determination unit 45a determines whether or not there is substantially a speed difference between the determination target and the host vehicle. For example, the determination unit 45a determines whether the relative velocity to be determined is 0 km / h, using the relative velocity calculated in step S40.

FCM方式では、自車両との速度差が略生じない実物標と、自車両との速度差が生じる実物標及び周期的なノイズと、の判別は行える。そのため、判別対象と自車両との速度差が略生じない場合には、判別部45aは、判別対象を自車両との速度差が略生じない実物標であると判断する(ステップS60)。ステップS60の処理後は、後述するステップS150に移行する。   In the FCM method, it is possible to distinguish between a real target that hardly generates a speed difference with the host vehicle, a real target that causes a speed difference with the host vehicle and periodic noise. Therefore, when the speed difference between the determination target and the own vehicle does not substantially occur, the determination unit 45a determines that the determination target is a real target in which the speed difference from the own vehicle does not substantially occur (step S60). After the process of step S60, the process proceeds to step S150 described later.

ここで、FCM方式では、自車両との速度差が略生じない実物標と、自車両との速度差が生じる実物標及び周期的なノイズと、の判別を行うことができる理由について詳述する。   Here, in the FCM method, the reason why it is possible to distinguish between a real target with almost no speed difference with the host vehicle, a real target with which the speed difference with the host vehicle is generated, and periodic noise will be described. .

FMCW方式の場合は、物標の距離に関する周波数ピークのみが検出される。相対速度は周波数差により検出される。言い換えると、FMCW方式では相対速度の検出において位相差は用いない。この場合、周期的なノイズであれば、アップ区間とダウン区間のFFT結果ではほぼ同じ周波数(同一BIN)にピークが検出される。   In the case of the FMCW method, only frequency peaks related to the distance of the target are detected. The relative velocity is detected by the frequency difference. In other words, in the FMCW method, the phase difference is not used in detection of the relative velocity. In this case, in the case of periodic noise, peaks are detected at almost the same frequency (the same BIN) in the FFT results of the up section and the down section.

これに対して、FCM方式の場合、物標に関する距離の周波数ピークが検出され、同一BINにおける複数のピークの位相差で相対速度が検出される。具体的には、1チャープごとに検出されるピークのうち同一BINのピークの位相差が算出されるため、自車両との速度差が略生じない実物標である場合(相対速度が0km/hの場合)は、位相差がない状態となる。つまり、各チャープの位相の始まりが同じとなる(同位相で開始される)。これに対して周期的なノイズである場合は、各チャープの同一BINにおけるピークの位相差が生じる。つまり各チャープの位相の始まりが異なる(異なる位相で開始される)。このように各チャープの同一BINにおけるピークの位相差が生じないのは、自車両との速度差が略生じない実物標だけである。   On the other hand, in the case of the FCM method, the frequency peak of the distance related to the target is detected, and the relative velocity is detected by the phase difference between the plurality of peaks in the same BIN. Specifically, when the phase difference between the peaks of the same BIN is calculated among the peaks detected for each chirp, the case where the speed difference with the vehicle is substantially not generated (the relative speed is 0 km / h In the case of), there is no phase difference. That is, the beginning of the phase of each chirp will be the same (starting with the same phase). On the other hand, in the case of periodic noise, a phase difference of peaks in the same BIN of each chirp occurs. That is, the beginning of the phase of each chirp is different (starting with a different phase). As described above, it is only a real target that hardly causes a speed difference with the host vehicle that a phase difference of peaks in the same BIN of each chirp does not occur.

したがって、FMCW方式の場合は、ペアリングの対象となるアップ区間とダウン区間の周波数ピークが同一BINのときに、周期的なノイズか自車両との速度差が略生じない実物標かの判別が困難となるが、異なるBINのときは自車両との速度差が生じる実物標と判定できる。また、FCM方式の場合は、複数のチャープにおける同一BINのピークの位相差があるときに、周期的なノイズか自車両との速度差が生じる実物標かの判別が困難となるが、位相差がないときは自車両との速度差が略生じない実物標と判定できる。   Therefore, in the case of the FMCW method, when the frequency peaks of the up section and the down section to be paired are the same BIN, it is determined whether it is a periodic target or a real target with almost no speed difference with the vehicle. Although it becomes difficult, in the case of a different BIN, it can be determined as a real target that causes a speed difference with the host vehicle. Moreover, in the case of the FCM method, when there is a phase difference of the same BIN peak among a plurality of chirps, it becomes difficult to determine whether it is a periodic target or a real target causing a speed difference with the vehicle. When there is not, it can be judged as a real target that hardly causes a speed difference with the host vehicle.

図3に戻って、ステップS50において、判別対象と自車両との速度差が生じると判定された場合には、信号処理装置4は、1回のFMCW期間分に対応する第2のビート信号を取得する(ステップS70)。次に、フーリエ変換部43は、第2のビート信号を対象に、FFTを実行する(ステップS80)。なお、受信部3は、1回のFCM期間分に対応する第1のビート信号を出力した後すぐに1回のFMCW期間分に対応する第2のビート信号を信号処理装置4に出力するので、ステップS10処理後に、ステップS20〜S50と並列にステップS70以降の処理が実施されても良く、1回のFMCW期間分に対応する第2のビート信号を例えばメモリ41に記憶させておき、フローチャート通りにステップS20〜S50の処理が終わってからステップS70以降の処理が実施されてもよい。フローチャート通りにステップS20〜S50の処理が終わってからステップS70以降の処理が実施される場合、例えば、1回のFCM期間分に対応する第1のビート信号も例えばメモリ41に記憶させておき、図2中の周波数一定期間において、図3に示すフロー動作全てを行うようにしてもよい。   Returning to FIG. 3, when it is determined in step S50 that there is a speed difference between the determination target and the vehicle, the signal processing device 4 generates a second beat signal corresponding to one FMCW period. It acquires (step S70). Next, the Fourier transform unit 43 performs FFT on the second beat signal (step S80). In addition, since the receiver 3 outputs the second beat signal corresponding to one FMCW period to the signal processing device 4 immediately after outputting the first beat signal corresponding to one FCM period. After the process of step S10, the processes of step S70 and subsequent steps may be performed in parallel with steps S20 to S50, and a second beat signal corresponding to one FMCW period may be stored in, for example, the memory 41. After the processing of steps S20 to S50 is completed as described above, the processing of step S70 and subsequent steps may be performed. When the processes of step S70 and the subsequent steps are performed after the processes of steps S20 to S50 are performed as illustrated in the flowchart, for example, the first beat signal corresponding to one FCM period is also stored in the memory 41, for example. All of the flow operations shown in FIG. 3 may be performed during a fixed frequency period in FIG.

ステップS80に続くステップS90において、物標データ導出部45は、ステップS80でのFFTによって得られた周波数スペクトラムを対象にピーク周波数を抽出する(ステップS90)。物標データ導出部45は、周波数スペクトラムのうち、所定の閾値を超えるパワーを有するピークが表れる周波数を、ピーク周波数として抽出する。   In step S90 following step S80, the target data derivation unit 45 extracts peak frequencies for the frequency spectrum obtained by the FFT in step S80 (step S90). The target data deriving unit 45 extracts, as a peak frequency, a frequency at which a peak having a power exceeding a predetermined threshold appears in the frequency spectrum.

次に、物標データ導出部45は、アップ区間の区間データとダウン区間の区間データとを対応付ける。物標データ導出部45は、例えば、マハラノビス距離を用いた演算を用いて、類似のパラメータ(ピーク周波数、方位演算処理により推定された角度であるピーク角度、及び、信号のパワー)を有する2つの区間データを対応付ける(ステップS100)。   Next, the target data derivation unit 45 associates the section data of the up section with the section data of the down section. The target data derivation unit 45 uses, for example, an operation using the Mahalanobis distance, and has two similar parameters (peak frequency, peak angle which is an angle estimated by azimuth operation processing, and signal power). Section data are associated (step S100).

物標データ導出部45は、さらに、アップ区間及びダウン区間の2つの区間データの対応付けができた場合は、それら2つの区間データに基づくペアデータを導出する。物標データ導出部45は、導出したペアデータのそれぞれに関して、ペアデータの元となったアップ区間及びダウン区間の2つの区間データのパラメータを用いることで、ペアデータのパラメータ(縦距離及び相対速度)を導出する(ステップS110)。   The target data derivation unit 45 further derives pair data based on the two interval data, when the two interval data of the up interval and the down interval can be associated with each other. The target data derivation unit 45 uses the parameters of the two section data of the up section and the down section that are the source of the pair data for each of the derived pair data, to obtain the parameters of the pair data (longitudinal distance and relative velocity ) Is derived (step S110).

ステップS110に続くステップS120において、判別部45aは、判別対象のアップ区間のビート周波数と、判別対象のダウン区間のビート周波数とが略一致するか否かを判定する。   In step S120 following step S110, the determination unit 45a determines whether the beat frequency of the up interval to be determined and the beat frequency of the down interval to be determined substantially match.

上述した通り、FMCW方式では、自車両との速度差が生じる実物標と、自車両との速度差が略生じない実物標及び周期的なノイズと、の判別は行える。そこで、判別対象のアップ区間のビート周波数と、判別対象のダウン区間のビート周波数とが略一致する場合には、判別部45aは、判別対象をノイズと判断する(ステップS130)。ステップS130の処理後は、フロー動作を終了する。   As described above, in the FMCW method, it is possible to distinguish between a real target causing a speed difference with the host vehicle and a real target and periodic noise with substantially no speed difference with the host vehicle. Therefore, when the beat frequency of the up interval of the determination target substantially matches the beat frequency of the down interval of the determination target, the determination unit 45a determines that the determination target is noise (step S130). After the process of step S130, the flow operation ends.

一方、判別対象のアップ区間のビート周波数と、判別対象のダウン区間のビート周波数とが一致しない場合には、判別部45aは、判別対象を自車両との速度差が生じる実物標であると判断する(ステップS140)。ステップS140の処理後は、後述するステップS150に移行する。   On the other hand, when the beat frequency of the up interval of the determination target and the beat frequency of the down interval of the determination target do not match, the determination unit 45a determines that the determination target is a real target causing a speed difference with the own vehicle. (Step S140). After the process of step S140, the process proceeds to step S150 described later.

実物標であると判断された物標に関してFCM方式で得られた物標データのパラメータ(縦距離、相対速度の他、横位置も含む)が、物標データ導出部45から物標データ処理部46に出力される。   The parameters of the target data obtained by the FCM method with respect to the target judged to be a real target (including the vertical distance, the relative velocity, and the horizontal position), the target data processing unit from the target data derivation unit 45 It is output to 46.

ステップS150において、 物標データ処理部46は、物標データのパラメータ(縦距離、相対速度及び横位置)を時間軸方向に平滑化するフィルタリングを行う。このようなフィルタリングの後の物標データは、瞬時値に対して「フィルタデータ」とも呼ばれる。   In step S150, the target data processing unit 46 performs filtering to smooth the parameters of the target data (longitudinal distance, relative velocity, and horizontal position) in the time axis direction. Target data after such filtering is also referred to as "filter data" for instantaneous values.

次に、物標データ処理部46が、物標データのパラメータ(縦距離、相対速度及び横位置)に基づいて、同一の物体に関する物標データであると推測できる複数の物標データを1つのグループに纏める(ステップS160)。   Next, based on the parameters (longitudinal distance, relative velocity, and horizontal position) of the target data, the target data processing unit 46 estimates a plurality of target data that can be estimated as target data related to the same object. Group together (step S160).

最後に物標データ出力部47が、このように処理された物標データを車両制御ECU51などに送る。物標データ出力部47は、グループ化された物標データから所定数(例えば、10個)の物標データを出力対象として選択する(ステップS170)。物標データ出力部47は、物標データの縦距離と横位置とを考慮して、自車両に近い物標に係る物標データを優先的に選択する。   Finally, the target data output unit 47 sends the target data thus processed to the vehicle control ECU 51 or the like. The target data output unit 47 selects a predetermined number (for example, 10) of target data from the grouped target data as an output target (step S170). The target data output unit 47 preferentially selects target data related to a target close to the host vehicle, in consideration of the vertical distance and the horizontal position of the target data.

以上のような処理で出力対象として選択された物標データはメモリ41に記憶され、次回以降の物標データ取得処理において過去の物標データとして用いられることになる。   The target data selected as the output target in the above processing is stored in the memory 41, and is used as past target data in the target data acquisition process from the next time onward.

上述した図3に示すフロー動作によって、レーダ装置1は、自車両との速度差が略生じない実物標及び自車両との速度差が生じる実物標と周期的なノイズとを判別することができる。このようにレーダ装置1は、周期的なノイズを実物標と誤認識することを防止できるので、実物標の検出精度を向上させることができる。   By the flow operation shown in FIG. 3 described above, the radar device 1 can discriminate between a real target in which a speed difference with the vehicle does not substantially occur and a real target in which a speed difference with the vehicle is generated and periodic noise. . Thus, the radar device 1 can prevent the periodic noise from being erroneously recognized as a real target, so that the detection accuracy of the real target can be improved.

上述した図3に示すフロー動作では、判別部45aは、第1のビート信号に基づいて、自車両との速度差が略生じない実物標と自車両との速度差が生じる実物標及び周期的なノイズとを判別して(ステップS50)、自車両との速度差が略生じない実物標を導出し、第2のビート信号に基づいて、自車両との速度差が生じる実物標と周期的なノイズとを判別して(ステップS120)、自車両との速度差が生じる実物標を導出している。   In the flow operation shown in FIG. 3 described above, based on the first beat signal, the determination unit 45a determines whether the speed difference between the actual target and the host vehicle causes substantially no speed difference with the host vehicle or not. Noise (step S50) to derive a real target that hardly causes a speed difference with the host vehicle, and based on the second beat signal, a real target and a periodic target with a speed difference with the host vehicle Noise (step S120) to derive a real target that causes a speed difference with the vehicle.

また、ステップS60の処理がなされた判別対象については、無駄となるステップS120の処理が実施されないので、効率的な信号処理を実現することができる。   In addition, since the process of step S120, which is wasteful, is not performed for the determination target subjected to the process of step S60, efficient signal processing can be realized.

ただし、本実施形態とは異なり、第2のビート信号に基づいて、自車両との速度差が生じる実物標と自車両との速度差が略生じない実物標及び周期的なノイズとを判別して、自車両との速度差が生じる実物標を導出し、第1のビート信号に基づいて、自車両との速度差が略生じない実物標と周期的なノイズとを判別して、自車両との速度差が略生じない実物標を導出するようにしてもよい。この場合、ビート信号の周波数に基づく判別処理において自車両との速度差が生じる実物標であると判別した判別対象については、複数のチャープ間の位相変化に基づく判別処理を実施しないようにすることで、効率的な信号処理を実現することができる。   However, unlike the present embodiment, based on the second beat signal, it discriminates between a real target that causes a speed difference with the host vehicle and a real target that generates substantially no speed difference between the host vehicle and periodic noise. To derive a real target that causes a speed difference with the host vehicle, and, based on the first beat signal, discriminates a real target and a periodic noise in which the speed difference with the host vehicle is substantially not generated. You may make it derive | lead-out a real target in which a speed difference with it does not arise substantially. In this case, in the discrimination process based on the frequency of the beat signal, the discrimination process based on the phase change among the plurality of chirps should not be performed on the discrimination target that is discriminated as the real target causing the speed difference with the vehicle. Efficient signal processing can be realized.

<2.第2実施形態>
図6は本実施形態に係るレーダ装置1の構成を示す図である。本実施形態に係るレーダ装置1は、送信制御部42が期間設定部42aを備える点で第1実施形態に係るレーダ装置1と異なっている。
<2. Second embodiment>
FIG. 6 is a view showing the configuration of the radar device 1 according to the present embodiment. The radar device 1 according to the present embodiment differs from the radar device 1 according to the first embodiment in that the transmission control unit 42 includes a period setting unit 42a.

期間設定部42aは、FCM方式での複数のチャープ信号間のFFT処理を実行しない期間(空走時間)の長さを1回のFCM期間分において不揃いにする。具体的には、図6に示すように1回のFCM期間分における各空走時間t1_1、t1_2、・・・、t1_nをそれぞれ異なる長さにする。   The period setting unit 42a makes the lengths of periods (free running time) in which the FFT processing is not performed between a plurality of chirp signals in the FCM method irregular in one FCM period. Specifically, as shown in FIG. 6, the free running times t1_1, t1_2,..., T1_n in one FCM period are set to different lengths.

第1実施形態では、周期的なノイズのビート周波数が偶然、自車両との速度差が略生じない実物標のビート周波数と一致してしまった場合、レーダ装置1は、図3中のステップS50及びS60の処理によって、周期的なノイズが自車両との速度差が略生じない実物標であると誤認識してしまう。   In the first embodiment, when the beat frequency of the periodic noise happens to coincide with the beat frequency of the actual target at which the speed difference with the vehicle does not substantially occur, the radar device 1 proceeds to step S50 in FIG. By the processing of and S60, the periodic noise is erroneously recognized as a real target in which a speed difference with the vehicle does not substantially occur.

これに対して本実施形態では、各空走時間t1_1、t1_2、・・・、t1_nをそれぞれ異なる長さにすることで、図7に示すように、周期的なノイズでは各チャープの位相が変化するようにした。これにより、周期的なノイズの相対速度は0km/hでなくなり、レーダ装置1は、図3中のステップS50及びS60の処理によって、周期的なノイズが自車両との速度差が略生じない実物標であると誤認識しなくなる。   On the other hand, in the present embodiment, by making the free running times t1_1, t1_2,..., T1_n different from each other, as shown in FIG. 7, the phase of each chirp changes with periodic noise. It was made to do. As a result, the relative speed of the periodic noise disappears at 0 km / h, and the radar device 1 does not generate a speed difference with the host vehicle substantially due to the process of steps S50 and S60 in FIG. It will not misunderstand that it is a standard.

一方、自車両との速度差が略生じない実物標である場合は、自車両と実物標との距離に変化が略生じないため、各空走時間t1_1、t1_2、・・・、t1_nをそれぞれ異なる長さにしても各チャープの開始時点の位相が同じになる。したがって、図7に示すように、自車両との速度差が略生じない実物標では各チャープの位相が変化しない。   On the other hand, in the case of a real target in which the speed difference with the host vehicle does not substantially occur, the distance between the host vehicle and the real target does not substantially change, so the free running times t1_1, t1_2,. Even at different lengths, the phase at the start of each chirp will be the same. Therefore, as shown in FIG. 7, the phase of each chirp does not change in a real target in which a speed difference with the vehicle does not substantially occur.

本実施形態に係るレーダ装置1は、周期的なノイズのビート周波数が偶然、自車両との速度差が略生じない実物標のビート周波数と一致してしまった場合でも、周期的なノイズを自車両との速度差が略生じない実物標と誤認識しないので、実物標の検出精度をより一層向上させることができる。   The radar device 1 according to the present embodiment can automatically generate periodic noise even when the beat frequency of the periodic noise accidentally matches the beat frequency of the actual target at which the speed difference with the vehicle does not substantially occur. Since the speed difference with the vehicle is not erroneously recognized as a real target which hardly generates, the detection accuracy of the real target can be further improved.

<3.その他>
本明細書中に開示されている種々の技術的特徴は、上記実施形態のほか、その技術的創作の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。また、本明細書中に示される複数の実施形態及び変形例は可能な範囲で組み合わせて実施されてよい。
<3. Other>
Various technical features disclosed in the present specification can be modified in various ways without departing from the spirit of the technical creation in addition to the above embodiment. In addition, the plurality of embodiments and modifications shown in the present specification may be implemented in combination as far as possible.

例えば、ドプラシフトをビート信号の周波数ではなく複数のチャープ信号間の位相変化として検出するFCM方式の代わりに、ドプラシフトをビート信号の周波数ではなく複数の変調信号間の位相変化として検出する他の方式を採用してもよい。ドプラシフトをビート信号の周波数ではなく複数の変調信号間の位相変化として検出する他の方式としては、例えばドプラシフトをビート信号の周波数ではなく複数のパルス信号間の位相変化として検出するパルスドップラー方式が挙げられる。すなわち、ドプラシフトを複数の変調信号間の位相変化として検出する方式における「変調信号」は、「チャープ信号」や「パルス信号」を含む信号である。   For example, instead of the FCM method that detects Doppler shift not as the frequency of beat signal but as phase change among multiple chirp signals, another method that detects Doppler shift as not phase of beat signal but as phase change among multiple modulation signals It may be adopted. As another method of detecting the Doppler shift not as the frequency of the beat signal but as the phase change between the plurality of modulation signals, for example, a pulse Doppler method which detects Doppler shift as the phase change among the plurality of pulse signals instead of the frequency of the beat signal Be That is, the “modulated signal” in the method of detecting the Doppler shift as a phase change between a plurality of modulated signals is a signal including a “chirp signal” or a “pulse signal”.

例えば、第2実施形態では、1回のFCM期間分における各空走時間t1_1、t1_2、・・・、t1_nをそれぞれ異なる長さにしたが、1回のFCM期間分における各空走時間t1_1、t1_2、・・・、t1_nのうちの一部を同じ長さにしても構わない。1回のFCM期間分における各空走時間t1_1、t1_2、・・・、t1_nのうちの一部を同じ長さにした場合でも第2実施形態と同様の効果を得ることができる。   For example, in the second embodiment, although the free running times t1_1, t1_2,..., T1_n in one FCM period are different from each other, each free running time t1_1 in one FCM period is different. Some of t1_2, ..., t1_n may have the same length. Even when a part of each free running time t1_1, t1_2,..., T1_n in one FCM period is made to have the same length, the same effect as the second embodiment can be obtained.

また例えば、第2実施形態において、ステップS70〜S140を実施しないようにしてもよい。この場合、自車両との速度差が生じる実物標と周期的なノイズとの判別はできなくなるが、周期的なノイズを自車両との速度差が略生じない実物標と誤認識することを防止することができる。したがって、第1実施形態において、ステップS70〜S140を実施しないようにした場合と比較して、物標の検出精度を向上させることができる。   Also, for example, in the second embodiment, steps S70 to S140 may not be performed. In this case, although it becomes impossible to distinguish between a real target causing a speed difference with the host vehicle and periodic noise, it is prevented that a periodic noise is erroneously recognized as a real target with almost no speed difference with the host vehicle. can do. Therefore, in the first embodiment, the detection accuracy of the target can be improved as compared with the case where steps S70 to S140 are not performed.

1 レーダ装置
2 送信部
3 受信部
4 信号処理装置
42a 期間設定部
45a 判別部
Reference Signs List 1 radar device 2 transmission unit 3 reception unit 4 signal processing device 42a period setting unit 45a determination unit

Claims (5)

ドプラシフトを複数の変調信号間の位相変化として検出する第1の方式の送信波と、前記ドプラシフトをビート信号の周波数として検出する第2の方式の送信波と、を送信する送信部と、
前記第1の方式の送信波が物標に反射して生じた反射波を第1の受信信号として受信し、前記第2の方式の送信波が前記物標に反射して生じた反射波を第2の受信信号として受信する受信部と、
前記第1の受信信号及び前記第2の受信信号に基づいて、実際に存在する物標である実物標と周期的なノイズとを判別する判別部と、
を備え、
前記判別部は、前記第1の受信信号に基づいて、自車両との速度差が略生じない前記実物標を導出し、前記第2の受信信号に基づいて、前記自車両との速度差が生じる前記実物標を導出する、レーダ装置。
A transmitter configured to transmit a transmission wave of a first system that detects Doppler shift as a phase change among a plurality of modulation signals, and a transmission wave of a second system that detects the Doppler shift as a frequency of a beat signal;
A reflected wave generated by reflecting the transmission wave of the first method to the target is received as a first reception signal, and a reflected wave generated by reflecting the transmission wave of the second method to the target A receiver for receiving as a second received signal;
A determination unit that determines, based on the first received signal and the second received signal, a real target that is actually present and periodic noise;
Equipped with
The determination unit derives the actual target in which the speed difference with the vehicle does not substantially occur based on the first received signal, and the speed difference with the vehicle is calculated based on the second received signal. A radar device for deriving the actual target to be generated.
前記判別部は、
前記第1の受信信号から前記複数の変調信号間の位相変化を算出し、前記複数の変調信号間の位相変化に基づいて、前記自車両との速度差が略生じない前記実物標と前記自車両との速度差が生じる前記実物標及び前記周期的なノイズとを判別して、前記自車両との速度差が略生じない前記実物標を導出し、
前記第2の受信信号から前記ビート信号の周波数を算出し、前記ビート信号の周波数に基づいて、前記自車両との速度差が生じる前記実物標と前記周期的なノイズとを判別して、前記自車両との速度差が生じる前記実物標を導出し、
前記複数の変調信号間の位相変化に基づく判別処理において前記自車両との速度差が略生じない前記実物標であると判別した判別対象については、前記ビート信号の周波数に基づく判別処理を実施しない、請求項1に記載のレーダ装置。
The determination unit
A phase change between the plurality of modulated signals is calculated from the first received signal, and based on the phase change between the plurality of modulated signals, the real target and the self Determining the real target that causes a speed difference with a vehicle and the periodic noise to derive the real target that hardly generates a speed difference with the host vehicle;
The frequency of the beat signal is calculated from the second received signal, and based on the frequency of the beat signal, the real target causing the speed difference with the host vehicle and the periodic noise are determined, Deriving the real target that causes a speed difference with the host vehicle,
The determination process based on the frequency of the beat signal is not performed for the determination target determined to be the real target in which the speed difference with the vehicle does not substantially occur in the determination process based on the phase change among the plurality of modulation signals. The radar apparatus according to claim 1.
前記判別部は、
前記第2の受信信号から前記ビート信号の周波数を算出し、前記ビート信号の周波数に基づいて、前記自車両との速度差が生じる前記実物標と前記自車両との速度差が略生じない前記実物標及び前記周期的なノイズとを判別して、前記自車両との速度差が生じる前記実物標を導出し、
前記第1の受信信号から前記複数の変調信号間の位相変化を算出し、前記複数の変調信号間の位相変化に基づいて、前記自車両との速度差が略生じない前記実物標と前記周期的なノイズとを判別して、前記自車両との速度差が略生じない前記実物標を導出し、
前記ビート信号の周波数に基づく判別処理において前記自車両との速度差が生じる前記実物標であると判別した判別対象については、前記複数の変調信号間の位相変化に基づく判別処理を実施しない、請求項1に記載のレーダ装置。
The determination unit
The frequency of the beat signal is calculated from the second received signal, and based on the frequency of the beat signal, the speed difference between the actual vehicle and the vehicle that causes a speed difference with the vehicle does not substantially occur. Determining the actual target and the periodic noise, and deriving the actual target that causes a speed difference with the host vehicle;
A phase change between the plurality of modulated signals is calculated from the first received signal, and the actual target and the period in which a speed difference with the host vehicle does not substantially occur based on the phase change among the plurality of modulated signals. To determine the real target from which almost no speed difference with the vehicle occurs.
The discrimination process based on the phase change among the plurality of modulation signals is not performed on the discrimination target that is discriminated as the real target in which the speed difference with the own vehicle occurs in the discrimination process based on the frequency of the beat signal. The radar apparatus of claim 1.
前記第1の方式は、FCM(Fast-Chirp Modulation)方式であって、
前記FCM方式での複数のチャープ信号間のFFT(Fast Fourier Transform)処理を実行しない期間の長さを不揃いにする期間設定部をさらに備える、請求項1〜3のいずれか一項に記載のレーダ装置。
The first method is an FCM (Fast-Chirp Modulation) method, and
The radar according to any one of claims 1 to 3, further comprising: a period setting unit that makes the lengths of periods during which FFT (Fast Fourier Transform) processing is not performed between a plurality of chirp signals in the FCM method irregular. apparatus.
ドプラシフトを複数の変調信号間の位相変化として検出する第1の方式の送信波と、前記ドプラシフトをビート信号の周波数として検出する第2の方式の送信波と、を送信する送信ステップと、
前記第1の方式の送信波が物標に反射して生じた反射波を第1の受信信号として受信し、前記第2の方式の送信波が前記物標に反射して生じた反射波を第2の受信信号として受信する受信ステップと、
前記第1の受信信号及び前記第2の受信信号に基づいて、実際に存在する物標である実物標と周期的なノイズとを判別する判別ステップと、
を備え、
前記判別ステップは、前記第1の受信信号に基づいて、自車両との速度差が略生じない前記実物標を導出し、前記第2の受信信号に基づいて、前記自車両との速度差が生じる実物標を導出する、信号処理方法。
A transmission step of transmitting a transmission wave of a first system for detecting Doppler shift as a phase change between a plurality of modulated signals, and a transmission wave of a second system for detecting the Doppler shift as a frequency of a beat signal;
A reflected wave generated by reflecting the transmission wave of the first method to the target is received as a first reception signal, and a reflected wave generated by reflecting the transmission wave of the second method to the target Receiving as a second received signal;
A step of determining, based on the first received signal and the second received signal, a real target which is a target that actually exists and periodic noise;
Equipped with
The determining step derives the actual target in which the speed difference with the vehicle does not substantially occur based on the first received signal, and the speed difference with the vehicle is calculated based on the second received signal. Signal processing method to derive the resulting real target.
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