JPH11271430A - Radar equipment for automobile - Google Patents

Radar equipment for automobile

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Publication number
JPH11271430A
JPH11271430A JP10077965A JP7796598A JPH11271430A JP H11271430 A JPH11271430 A JP H11271430A JP 10077965 A JP10077965 A JP 10077965A JP 7796598 A JP7796598 A JP 7796598A JP H11271430 A JPH11271430 A JP H11271430A
Authority
JP
Japan
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azimuth
target
peaks
frequency
distance
Prior art date
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Pending
Application number
JP10077965A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koichi Asano
孔一 浅野
Shigeki Oshima
繁樹 大島
Tomoyasu Harada
知育 原田
Naoyuki Yamada
直之 山田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Central R&D Labs Inc
Original Assignee
Toyota Central R&D Labs Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Central R&D Labs Inc filed Critical Toyota Central R&D Labs Inc
Priority to JP10077965A priority Critical patent/JPH11271430A/en
Publication of JPH11271430A publication Critical patent/JPH11271430A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the measuring accuracy and reliability of radar equipment for an automobile under such a condition that a plurality of targets, etc., exist. SOLUTION: Reflected waves from a target are received by two reception antennas 16a and 16b for left- and right channels. A signal processor 20 performs frequency analysis on the received waves of the left and right channels. An azimuth computing section 26 decides the azimuth to the target by a phase monopulse method by using a pair of peaks at which the frequencies are coincident with each other in the left and right channels. A pairing section 28 pairs the peaks in the rise and fall phase periods of the FMCW method with each other. The pairing section 28 constitutes a peak pair by selecting the peaks to which the same azimuth is given by means of the azimuth computing section 26 out of many existing peaks. A distance and speed computing section 30 decides the distance to and speed of the target based on the FMCW method by using the peak pair decided by means of the pairing section 28.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、FM変調における
上りフェーズ期間と下りフェーズ期間のエコーのペアか
らターゲットとの相対速度及び相対距離を検出し、追尾
フィルタによってターゲットの挙動を監視する追尾レー
ダ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a tracking radar device for detecting a relative speed and a relative distance to a target from a pair of echoes in an up phase period and a down phase period in FM modulation, and monitoring the behavior of the target by a tracking filter. About.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、自動車では、例えば先行車両
といったターゲットの自車に対する位置や速度を検出す
るために各種レーダが利用されている。例えば、ターゲ
ットまでの距離及びそれとの相対速度を検出するFMC
W(周波数変調連続波)方式のレーダ装置や、複数の受
信アンテナからの信号の位相差に基づいてターゲットの
方位を検出する位相モノパルス方式のレーダ装置が知ら
れている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in an automobile, various radars have been used to detect the position and speed of a target such as a preceding vehicle with respect to the own vehicle. For example, FMC that detects the distance to the target and the relative speed
2. Description of the Related Art A W (frequency modulated continuous wave) type radar device and a phase monopulse type radar device which detects a direction of a target based on a phase difference between signals from a plurality of receiving antennas are known.

【0003】[位相モノパルスレーダ]位相モノパルス
レーダは、一つの送信アンテナから電波を放射すること
で得られるターゲットからの反射波を複数の受信アンテ
ナで受信する。複数の受信アンテナは空間的に位置が異
なるので、同一のターゲットからの反射波の位相が受信
アンテナ間で異なる。この位相ずれを検出することでタ
ーゲットの方位を検出することができる。この位相モノ
パルスレーダは、方位検出のために基本的に送信アンテ
ナ及び受信アンテナを機械的に動かす必要がないという
メリットがある。
[Phase monopulse radar] In a phase monopulse radar, reflected waves from a target obtained by radiating radio waves from one transmitting antenna are received by a plurality of receiving antennas. Since the plurality of receiving antennas are spatially different in position, the phases of the reflected waves from the same target differ between the receiving antennas. The azimuth of the target can be detected by detecting this phase shift. This phase monopulse radar has an advantage that basically there is no need to mechanically move a transmitting antenna and a receiving antenna for azimuth detection.

【0004】図1を参照すると、ターゲットまでの距離
をR0、二つの受信アンテナの間隔をL、ターゲットの
方位をθとする。アンテナ1およびアンテナ2からター
ゲットまでの距離R1、R2は、
Referring to FIG. 1, the distance to the target is R0, the interval between the two receiving antennas is L, and the azimuth of the target is θ. The distances R1 and R2 from the antennas 1 and 2 to the target are:

【数1】 R1=R0+(L/2)sinθ R2=R0−(L/2)sinθ である。二つの受信アンテナの受信信号(波長:λ)の
位相差Δφは、
R1 = R0 + (L / 2) sin θ R2 = R0− (L / 2) sin θ The phase difference Δφ between the received signals (wavelength: λ) of the two receiving antennas is

【数2】Δφ=(L/λ)sinθ であり、従って、ターゲットの方位θは、Δφ = (L / λ) sin θ Therefore, the azimuth θ of the target is

【数3】θ=sin-1{Δφ(λ/L)} である。このようにして、受信信号の位相差からターゲ
ットの方位を求めることができる。
## EQU3 ## θ = sin −1 {Δφ (λ / L)}. In this way, the azimuth of the target can be obtained from the phase difference of the received signal.

【0005】[FMCWレーダ]FMCWレーダは、連
続波を用いてターゲットの距離および速度を検出するも
のである。FMCWレーダと位相モノパルスレーダを組
み合わせれば、ターゲットの距離、速度および方位を求
めることができる。
[FMCW radar] The FMCW radar detects the distance and velocity of a target using continuous waves. By combining the FMCW radar and the phase monopulse radar, it is possible to determine the distance, speed, and azimuth of the target.

【0006】FMCWレーダは、連続波の送信信号にF
M変調を施している。図2は、FMCWレーダによる相
対距離及び相対速度検出の原理を示すものである。例え
ば、送信波を三角波で周波数変調する。これによって、
送信波の周波数は増加減少を順次繰り返す。この送信波
がレーダから放射され、ターゲットで反射して受信され
ると、送信波と受信波の周波数は、図2(上)に示すよ
うな関係をもつ。ただし、ターゲットの相対速度が0の
場合である。そして、参照波(送信波)で受信波を検波
することにより、送信周波数と受信周波数の差の周波数
成分を持つビート信号(図2(下))が得られる。
[0006] The FMCW radar applies FW to a continuous wave transmission signal.
M modulation is performed. FIG. 2 shows the principle of relative distance and relative speed detection by the FMCW radar. For example, a transmission wave is frequency-modulated by a triangular wave. by this,
The frequency of the transmission wave repeatedly increases and decreases sequentially. When this transmission wave is radiated from the radar and reflected by the target and received, the frequencies of the transmission wave and the reception wave have a relationship as shown in FIG. However, this is a case where the relative speed of the target is zero. Then, by detecting the received wave with the reference wave (transmitted wave), a beat signal (FIG. 2 (lower)) having a frequency component of a difference between the transmitted frequency and the received frequency is obtained.

【0007】伝搬遅延時間τは、送信波が受信されるま
での時間である。ターゲットまでの相対距離をR、光速
をcとするとτ=2R/cである。さらに、FMの繰り
返し周波数(図2における三角波の周波数)をfm、F
Mの周波数偏移幅(参照波の周波数の変化幅)をΔfと
すると、ビート周波数frは、
[0007] The propagation delay time τ is a time until a transmission wave is received. Assuming that the relative distance to the target is R and the speed of light is c, τ = 2R / c. Further, the repetition frequency of FM (the frequency of the triangular wave in FIG. 2) is fm, F
If the frequency shift width of M (the change width of the frequency of the reference wave) is Δf, the beat frequency fr is

【数4】fr=4R・fm・Δf/c で表される。従って、ビート信号からビート周波数fr
を求めれば、相対距離Rが決定される。
## EQU4 ## fr = 4R · fm · Δf / c Therefore, from the beat signal, the beat frequency fr
Is determined, the relative distance R is determined.

【0008】図3(上)は、ターゲットの相対速度が0
でない場合における、送信波と受信波の周波数の関係を
示している。ターゲットがレーダに対して相対速度を有
すると、ドップラ周波数fdだけ受信波の周波数が上ま
たは下にシフトする。図3(下)にはビート信号が示さ
れている。このビート信号は、送信波の周波数が増加し
ている上りフェーズ期間においては、相対速度0のター
ゲットのビート周波数frにドップラ周波数fdだけ加
算されたものになる。一方、送信波の周波数が減少して
いる下りフェーズ期間においては、ビート周波数frか
らドップラ周波数fdだけ減算されたものがビート信号
になる。従って、このビート信号の上りフェーズ期間及
び下りフェーズ期間の周波数からドップラシフトが求め
られ、これからターゲットの相対速度が求められる。
FIG. 3 (upper) shows that the relative speed of the target is zero.
3 shows the relationship between the frequency of the transmission wave and the frequency of the reception wave in a case other than the above. When the target has a relative speed to the radar, the frequency of the received wave shifts up or down by the Doppler frequency fd. FIG. 3 (lower) shows a beat signal. This beat signal is obtained by adding the Doppler frequency fd to the beat frequency fr of the target having a relative speed of 0 during the up phase period in which the frequency of the transmission wave is increasing. On the other hand, in the down phase period in which the frequency of the transmission wave is decreasing, the beat signal is obtained by subtracting the Doppler frequency fd from the beat frequency fr. Therefore, the Doppler shift is determined from the frequency of the up phase period and the down phase period of the beat signal, and the relative speed of the target is determined from this.

【0009】すなわち、上りフェーズ期間及び下りフェ
ーズ期間におけるビート信号の周波数fbu、fbd
は、
That is, the frequency fbu, fbd of the beat signal in the up phase period and the down phase period
Is

【数5】fbu=fr+fd fbd=fr−fd である。そこで、ビート信号から周波数fbu、fbd
を個別に求めれば、相対距離を表すビート周波数fr、
相対速度を表すドップラ周波数fdが求められる。
Fbu = fr + fd fbd = fr-fd Therefore, the frequency fbu, fbd
Are obtained individually, a beat frequency fr representing a relative distance,
A Doppler frequency fd representing the relative speed is obtained.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】単一のターゲットだけ
が存在するような極めて理想的な環境では、上記位相モ
ノパルス方式のレーダ装置は、ターゲットの方位を正確
に検出することができ、また上記FMCW方式のレーダ
装置は、ターゲットの距離及び速度を正確に検出するこ
とができる。よって、そのような単純な環境では、両方
式を組み合わせて用いることにより、方位、距離及び速
度を正確に決定することができる。
In an extremely ideal environment in which only a single target exists, the phase monopulse type radar apparatus can accurately detect the azimuth of the target, and the FMCW. The radar system of the type can accurately detect the distance and the speed of the target. Therefore, in such a simple environment, the azimuth, the distance, and the speed can be accurately determined by using both methods in combination.

【0011】しかしながら、自動車レーダ装置が使用さ
れる環境では、様々な物体(例えばターゲットたる複数
の先行車両、その他ターゲット以外の樹木やガードレー
ル等)からの反射波が重なり合って受信される。FMC
W方式では上述したように、相対速度を有するターゲッ
トに対しては、受信信号スペクトルのピークが2つに分
かれ、それらを正しく組み合わせない限り、正しい距
離、速度を検出することができない。このような組み合
わせ(ペアリング)を正しく決定することは、様々な物
体からの反射波により受信信号スペクトルのピークが多
数存在する環境下では困難である。また位相モノパルス
方式においても、複数のターゲットの距離あるいは速度
が異なる場合に上記ペアリングが良好に実施できればタ
ーゲットの方位を検出できるが、距離と速度がほぼ同じ
ような複数のターゲットが存在する場合、例えば複数車
線の道路で複数の車両が併走状態で走行している場合に
は基本的に方位の検出が困難である。従って、これら両
方式を単に組み合わせて方位、距離及び速度を正確に決
定することも困難となる。
However, in an environment where an automobile radar device is used, reflected waves from various objects (for example, a plurality of preceding vehicles as targets, other trees and guardrails other than the target, etc.) are received in an overlapping manner. FMC
In the W method, as described above, for a target having a relative speed, the peak of the received signal spectrum is split into two, and unless the peaks are correctly combined, the correct distance and speed cannot be detected. It is difficult to correctly determine such a combination (pairing) in an environment where there are many peaks in the received signal spectrum due to reflected waves from various objects. Also in the phase monopulse method, when the distance or speed of a plurality of targets is different, if the above-mentioned pairing can be performed well, the azimuth of the target can be detected.However, when there are a plurality of targets having substantially the same distance and speed, For example, when a plurality of vehicles are running in parallel on a road having a plurality of lanes, it is basically difficult to detect the bearing. Therefore, it is also difficult to accurately determine the azimuth, the distance, and the speed simply by combining these two methods.

【0012】本発明は上記課題に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、複数のターゲットやターゲット以外
の物体などの反射波が合成されて受信されるレーダ使用
環境でも信頼性の高い方位、相対距離及び相対速度の計
測が可能な自動車レーダ装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a highly reliable azimuth, even in a radar use environment where reflected waves of a plurality of targets and objects other than the targets are synthesized and received. An object of the present invention is to provide an automobile radar device capable of measuring a relative distance and a relative speed.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第1の発明は、周波数が増加する上りフェーズ期間
と周波数が低下する下りフェーズ期間とを有したFM変
調された送信波を送信する送信部と、反射波を受信する
複数チャネルの受信部と、各チャネルの受信波の周波数
分析を行い、ターゲットに対応したエコーのピークと当
該エコーの位相情報とを求める分析部と、前記複数チャ
ネル間で周波数が互いに対応したピークの組を求め、当
該組をなすピーク間の位相差に基づいて方位を求める方
位演算部と、前記方位演算部で求められた方位に基づい
て前記上りフェーズ期間と前記下りフェーズ期間とで対
をなすピークを求め、当該対をなすピークの周波数に基
づいて前記ターゲットの相対速度及び相対距離を求める
距離・速度演算部とを有することを特徴とする。
To achieve the above object, a first aspect of the present invention is to transmit an FM-modulated transmission wave having an upstream phase period in which the frequency increases and a downstream phase period in which the frequency decreases. A transmitting unit, a receiving unit of a plurality of channels for receiving the reflected wave, an analyzing unit for performing frequency analysis of the received wave of each channel to obtain a peak of an echo corresponding to a target and phase information of the echo, An azimuth calculation unit for obtaining a set of peaks whose frequencies correspond to each other between channels and obtaining an azimuth based on a phase difference between the peaks forming the set, and the uplink phase period based on the azimuth obtained by the azimuth calculation unit A distance / speed calculation unit for determining a pair of peaks between the peak phase and the down phase period, and calculating a relative speed and a relative distance of the target based on the frequency of the paired peak. Characterized in that it has a.

【0014】本発明によれば、位相モノパルス方式によ
る方位検出を行うため、複数チャネルの受信部が設けら
れ異なる位置における受信波が受信される。受信位置が
異なることによるドップラシフト量の違いは、受信位置
間隔に比してターゲットの距離が大きいのでわずかであ
る。よって、受信信号を周波数分析して得られる受信信
号スペクトルに現れる反射波のピークの位置、すなわち
周波数は、複数のチャネル間でほとんど差がない。つま
り、あるターゲットに対し、複数チャネル間では受信信
号の位相は異なっても、それに対応するピークの周波数
は基本的に同一とみなすことができる。方位演算部は、
基本的に複数チャネルそれぞれで同一とみなすことがで
きる周波数を有するピークの組を求め、その組に属する
各ピークは互いに同一のターゲットに起因するものであ
ると判断する。そして、その組に属するピークに対応す
る各エコー間の位相差から、位相モノパルス方式に基づ
いて、当該ピークの組を生じたターゲットの方位を求め
る。さて、ターゲットが本装置に対して相対速度を有す
る場合は、上りフェーズ期間と下りフェーズ期間とで同
一のターゲットに対するピークの位置は異なる。例えば
複数のターゲットが存在するため、上りフェーズ期間と
下りフェーズ期間とでそれぞれ複数のエコーのピークが
生じる場合に、距離・速度演算部は、上りフェーズ期間
と下りフェーズ期間とで方位演算部で求めた方位が一致
するピークの対を見出し、その対をなすピークは互いに
同一のターゲットに起因するものであると判断する。そ
して、その対をなすピークの各周波数から、FMCW方
式に基づいて、当該ピークの対を生じたターゲットの相
対速度及び相対距離を求める。本発明では、まず位相モ
ノパルス方式に基づいてターゲットの方位を定め、その
方位が等しいことに基づいて上りフェーズ期間と下りフ
ェーズ期間とのピークの対を決定するので、複数のター
ゲットが存在する状況下においてもFMCW方式の処理
に用いるピークの組を正しく選定でき、信頼性の高い方
位、相対速度及び相対距離の検出ができる。
According to the present invention, in order to perform azimuth detection by the phase monopulse method, a plurality of channel receiving units are provided, and received waves at different positions are received. The difference in the amount of Doppler shift due to the difference in the reception position is slight because the distance to the target is larger than the interval between the reception positions. Therefore, the position of the peak of the reflected wave appearing in the received signal spectrum obtained by analyzing the received signal, that is, the frequency, has almost no difference between the plurality of channels. That is, for a certain target, even if the phase of the received signal is different between a plurality of channels, the peak frequency corresponding thereto can be basically regarded as the same. The azimuth calculation unit is
Basically, a set of peaks having frequencies that can be regarded as the same in each of the plurality of channels is obtained, and it is determined that the peaks belonging to the set are caused by the same target. Then, from the phase difference between the echoes corresponding to the peaks belonging to the set, the azimuth of the target that has generated the set of peaks is obtained based on the phase monopulse method. When the target has a relative speed with respect to the present apparatus, the position of the peak for the same target differs between the up phase period and the down phase period. For example, when there are a plurality of targets, and a plurality of echo peaks occur in each of the up phase period and the down phase period, the distance / speed calculation unit obtains the azimuth calculation unit in the up phase period and the down phase period. A pair of peaks having the same orientation is found, and it is determined that the peaks forming the pair are caused by the same target. Then, based on each frequency of the paired peaks, the relative speed and relative distance of the target that generated the paired peaks are obtained based on the FMCW method. In the present invention, first, the azimuth of the target is determined based on the phase monopulse method, and the peak pair of the up phase period and the down phase period is determined based on the equal azimuth. In this case, a set of peaks used in the processing of the FMCW method can be correctly selected, and the azimuth, relative speed and relative distance can be detected with high reliability.

【0015】上記目的を達成するために、第2の発明
は、方位、相対速度及び相対距離からなる追尾情報を前
記方位演算部と前記距離・速度演算部とから得る統合処
理部を有し、前記送信部は互いに異なる方向へ指向性ビ
ームを切り替えて送信し、前記統合処理部は、前記異な
る指向性ビームそれぞれに対する前記追尾情報が所定範
囲内で一致した場合に、当該複数の追尾情報に対して所
定の平均処理を行って一のターゲットの追尾情報を決定
することを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an integrated processing unit for obtaining tracking information including an azimuth, a relative speed, and a relative distance from the azimuth calculating unit and the distance / speed calculating unit. The transmission unit switches and transmits directional beams in different directions, and the integrated processing unit, when the tracking information for each of the different directional beams matches within a predetermined range, for the plurality of tracking information A predetermined averaging process to determine tracking information of one target.

【0016】本発明によれば、送信部は、ビーム方向を
切り替えて指向性ビームを送信する。これにより、広い
対象領域の空間を分割して探査することができる。各方
向の指向性ビームに対して、位相モノパルス演算部及び
距離・速度演算部はそれぞれ上記第1の発明と同様の処
理を行う。これにより各ビームの範囲内に位置するター
ゲットの方位、相対速度及び相対距離が求められる。こ
こでは、これら方位、相対速度及び相対距離を追尾情報
として一括して称することとする。指向性ビームは一般
にオーバーラップする部分を有するので、同一のターゲ
ットが複数の指向性ビームで検出されることがある。統
合処理部は、各指向性ビームで求めた追尾情報を比較
し、それらのうち指向性ビーム間で基本的に一致すると
みなすことができるものを探す。そして、一致するとみ
なすことができる追尾情報に対しては、所定の平均処理
を行う。平均処理としては、例えば単純平均や、所定の
方法に基づいて各追尾情報を重み付けした平均がある。
また、重み付け平均の特殊な場合として、複数の追尾情
報のうち最も確度の高いものを選択するという方法もあ
る。これにより、複数のビームで検出されたターゲット
の追尾情報の精度を向上させることができる。
According to the present invention, the transmitting section switches the beam direction and transmits a directional beam. As a result, the exploration can be performed by dividing the space of the wide target area. The phase monopulse calculation unit and the distance / velocity calculation unit respectively perform the same processing as that of the first invention for the directional beams in each direction. Thus, the azimuth, relative speed, and relative distance of the target located within the range of each beam are obtained. Here, these azimuth, relative speed, and relative distance are collectively referred to as tracking information. Since directional beams generally have overlapping portions, the same target may be detected with multiple directional beams. The integration processing unit compares the tracking information obtained for each directional beam, and searches for those which can be regarded as basically matching between the directional beams. Then, a predetermined averaging process is performed on tracking information that can be regarded as matching. The averaging process includes, for example, a simple average and an average in which each tracking information is weighted based on a predetermined method.
As a special case of weighted averaging, there is a method of selecting the most accurate one of a plurality of pieces of tracking information. Thereby, the accuracy of the tracking information of the target detected by the plurality of beams can be improved.

【0017】本発明の好適な態様は、前記平均処理が、
前記指向性ビームの方向と当該ビームに対して前記方位
演算部にて検出された前記方位との一致度に基づいた重
み付け平均であるものである。一般に、ターゲットの方
位が指向性ビームの方向と近いほど、エコーの強度は高
く、それに基づく追尾情報の誤差は低くなる。よって、
本態様によれば、エコー強度に応じた重み付けが行わ
れ、誤差の小さい値に大きな重み付けがなされるので、
追尾情報の精度が良好に向上する。
In a preferred aspect of the present invention, the averaging process includes
The weighted average is based on the degree of coincidence between the direction of the directional beam and the azimuth detected by the azimuth calculation unit for the beam. In general, the closer the direction of the target is to the direction of the directional beam, the higher the intensity of the echo, and the lower the tracking information error based on it. Therefore,
According to this aspect, weighting is performed according to the echo intensity, and a large value is given to a value with a small error.
The accuracy of tracking information is improved satisfactorily.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】[実施の形態1]以下、本発明の
好適な実施の形態(以下、実施形態という)について、
図面を参照し説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [Embodiment 1] Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention (hereinafter, referred to as an embodiment) will be described.
This will be described with reference to the drawings.

【0019】図4は、本発明の実施形態の自動車レーダ
装置の構成を示している。この自動車レーダ装置は車両
に搭載され、それが提供する情報は、先行車等との安全
な車間距離を確保する走行制御等に用いられる。本装置
は、FMCW変調された送信波を送信し、ターゲットか
らの反射波を左右のチャネルで受信する。そして、位相
モノパルス方式の原理に従い、左右のチャネルの受信波
からターゲットの方位を求める。また、FMCW方式の
原理に従い、上りフェーズと下りフェーズの受信波から
ターゲットの距離と速度を求める。
FIG. 4 shows the configuration of an automotive radar device according to an embodiment of the present invention. The vehicle radar device is mounted on a vehicle, and information provided by the vehicle radar device is used for traveling control or the like for securing a safe inter-vehicle distance with a preceding vehicle or the like. This apparatus transmits an FMCW-modulated transmission wave, and receives reflected waves from a target in left and right channels. Then, according to the principle of the phase monopulse method, the azimuth of the target is obtained from the received waves of the left and right channels. In addition, according to the principle of the FMCW method, the distance and speed of the target are obtained from the reception waves in the up phase and the down phase.

【0020】電圧制御発振器(VCO)10は周波数変
調器として機能する。このVCO10には、図示しない
制御部より、電圧が時間に応じて増減する三角波が供給
される。VCO10は、この三角波で周波数変調された
高周波を発生する。この高周波は、分配器12で分配さ
れ、その一つが送信アンテナ14に送られる。このよう
にして、三角波で周波数変調された高周波が、電波とし
て外部に向けて放射される。
The voltage controlled oscillator (VCO) 10 functions as a frequency modulator. A triangular wave whose voltage increases or decreases with time is supplied to the VCO 10 from a control unit (not shown). The VCO 10 generates a high frequency frequency-modulated by the triangular wave. This high frequency is distributed by the distributor 12, one of which is sent to the transmitting antenna 14. In this way, the high frequency modulated by the triangular wave is radiated to the outside as a radio wave.

【0021】送信アンテナ14から放射された電波はタ
ーゲットで反射する。図中には2つの先行車両が、ター
ゲット1、2として示されている。反射信号は、左右2
つの受信アンテナ16a,16bで受信される。この2
つの受信アンテナ16a,16bは、空間的に所定距離
Lだけ離れて配置されている。そして、この受信アンテ
ナ16a,16bには、検波器18a,18bがそれぞ
れ接続されている。検波器18a,18bには、分配器
12から、三角波で周波数変調された高周波(送信信
号)が参照波として供給されている。検波器18a,1
8bは、受信波を参照波に基づいて検波し、これにより
送信周波数と受信周波数の差の周波数成分をもつビート
信号が得られ、信号処理装置20に供給される。
The radio wave radiated from the transmitting antenna 14 is reflected by the target. In the figure, two preceding vehicles are shown as targets 1 and 2. The reflected signal is 2
It is received by two receiving antennas 16a and 16b. This 2
The two receiving antennas 16a and 16b are spatially spaced apart by a predetermined distance L. Detectors 18a and 18b are connected to the receiving antennas 16a and 16b, respectively. To the detectors 18a and 18b, a high frequency (transmission signal) frequency-modulated by a triangular wave is supplied from the distributor 12 as a reference wave. Detector 18a, 1
8b detects the received wave based on the reference wave, whereby a beat signal having a frequency component of a difference between the transmission frequency and the reception frequency is obtained and supplied to the signal processing device 20.

【0022】信号処理装置20において、周波数分析部
22a,22bおよびピーク検出部24a,24bは、
本発明の分析部として機能する。周波数分析部22a,
22bは、それぞれ、左チャネルおよび右チャネルの受
信信号から得られたビート信号に対して周波数分析を行
い、信号の周波数スペクトルを得る。ここでは、複素F
FT(高速フーリエ変換)が行われ、適当な周波数間隔
(周波数bin)ごとの複素振幅(電圧)が求められ
る。以降の信号処理装置20における処理においては、
binの番号が周波数に対応するインデックスとして用
いられる。ピーク検出部24a,24bは、周波数分析
結果に基づき、位相モノパルスの左、右チャネルのそれ
ぞれでピーク(ピークが現れる周波数binの番号およ
びその周波数binの複素振幅値)を検出する。
In the signal processing device 20, the frequency analyzers 22a and 22b and the peak detectors 24a and 24b
It functions as the analysis unit of the present invention. Frequency analysis unit 22a,
Reference numeral 22b performs frequency analysis on beat signals obtained from the left channel and right channel received signals, respectively, to obtain a frequency spectrum of the signal. Here, the complex F
FT (Fast Fourier Transform) is performed, and a complex amplitude (voltage) for each appropriate frequency interval (frequency bin) is obtained. In the subsequent processing in the signal processing device 20,
The bin number is used as an index corresponding to the frequency. The peak detectors 24a and 24b detect peaks (the number of the frequency bin at which the peak appears and the complex amplitude value of the frequency bin) in each of the left and right channels of the phase monopulse based on the frequency analysis result.

【0023】図5(a)(b)は、それぞれ左チャネル
および右チャネルの周波数分析結果の例である。左チャ
ネルにおいて、大きい振幅をもつピークUL1,DL1
は、それぞれターゲット1の上りフェーズおよび下りフ
ェーズのピークである。下りフェーズのピークの周波数
が上りフェーズより大きいのは、ターゲット1が自車よ
りも相対的に遅い(近づいている)ことを示している。
また、小さい振幅をもつピークUL2,DL2は、それ
ぞれターゲット2の上りフェーズおよび下りフェーズの
ピークである。下りフェーズのピークの周波数が上りフ
ェーズより小さいのは、ターゲット2が自車よりも相対
的に速い(遠ざかっている)ことを示している。同様
に、右チャネルでは、ピークUR1,DR1は、それぞ
れターゲット1の上りフェーズおよび下りフェーズのピ
ークである。また、ピークUR2,DR2は、それぞれ
ターゲット2の上りフェーズおよび下りフェーズのピー
クである。
FIGS. 5A and 5B show examples of frequency analysis results of the left channel and the right channel, respectively. In the left channel, peaks UL1 and DL1 with large amplitudes
Are the peaks of the up phase and the down phase of the target 1, respectively. The fact that the peak frequency of the downstream phase is higher than the upstream phase indicates that the target 1 is relatively slower (approaching) than the own vehicle.
The peaks UL2 and DL2 having small amplitudes are the peaks of the up phase and the down phase of the target 2, respectively. The fact that the peak frequency of the down phase is lower than the up phase indicates that the target 2 is relatively faster (away) from the own vehicle. Similarly, in the right channel, the peaks UR1 and DR1 are the peaks of the up phase and the down phase of the target 1, respectively. The peaks UR2 and DR2 are the peaks of the up phase and the down phase of the target 2, respectively.

【0024】ただし、本実施形態では本装置が使用され
る道路等の使用環境では、複数のターゲット(先行車)
が存在し、さらに、ターゲット以外の樹木やガードレー
ルなどの物体が存在する。レーダには様々な物体の反射
波が合成されて受信される。従って、実際には、図5に
示すピークの他にもさらに多数のピークが存在してい
る。このような多数のピークから、以下のようにして同
一ターゲットの左右チャネルのピークが選ばれる。
However, in this embodiment, a plurality of targets (preceding vehicles) are used in an environment where the apparatus is used, such as a road.
And objects other than the target, such as trees and guardrails. Reflected waves from various objects are combined and received by the radar. Therefore, actually, there are many more peaks in addition to the peaks shown in FIG. From such a large number of peaks, the left and right channel peaks of the same target are selected as follows.

【0025】図4に戻り、受信アンテナ16a,16b
の位置の違いは、ターゲットまでの距離に比べて小さい
ので、各受信アンテナからターゲットを臨む方位はほと
んど同じであり、ターゲットの各受信アンテナに対する
相対速度もほとんど同じである。よってチャネルが異な
っても、同一ターゲットに対応するピークの周波数は、
同一か極めて近い。そこで、方位演算部26では、近い
周波数binをもつピークが左、右チャネルから選ば
れ、選ばれた2つのピークはピークペアとされる。ここ
では、左、右チャネル間での周波数binの差が所定し
きい周波数差以下のピークペアが選択される。ここで、
ピークAとBとがペアをなすことを〈A,B〉と表すこ
ととすると、図5に示す例に対しては、上りフェーズ期
間においてはピークペア〈UL1,UR1〉、〈UL
2,UR2〉が検出され、下りフェーズ期間に対しては
〈DL1,DR1〉、〈DL2,DR2〉が検出され
る。
Returning to FIG. 4, the receiving antennas 16a and 16b
Is smaller than the distance to the target, the azimuth facing the target from each receiving antenna is almost the same, and the relative speed of the target to each receiving antenna is almost the same. Therefore, even if the channels are different, the frequency of the peak corresponding to the same target is
Same or very close. Therefore, in the azimuth calculation unit 26, a peak having a close frequency bin is selected from the left and right channels, and the selected two peaks are used as a peak pair. Here, a peak pair in which the difference in frequency bin between the left and right channels is equal to or smaller than a predetermined threshold frequency difference is selected. here,
Assuming that the peaks A and B form a pair as <A, B>, the peak pair <UL1, UR1>, <UL
2, UR2>, and <DL1, DR1> and <DL2, DR2> are detected for the down phase period.

【0026】方位演算部26は、周波数分析部22a,
22bでの複素FFT処理において得られる位相情報を
元に、各ピークペアを構成する各ピーク間の位相差Δφ
を求め、当該ピークペアに対応するターゲットの方位θ
を求める。すなわち図1を用いて説明したように、2つ
の受信アンテナ16a,16bでの受信波の位相差をΔ
φ、2つの受信アンテナの距離をL、電波の波長をλと
すれば、方位角θは次式で求められる。
The azimuth calculation unit 26 includes a frequency analysis unit 22a,
22b, based on the phase information obtained in the complex FFT processing, the phase difference Δφ between each peak constituting each peak pair.
And the target orientation θ corresponding to the peak pair
Ask for. That is, as described with reference to FIG. 1, the phase difference between the reception waves at the two reception antennas 16a and 16b is Δ
If φ, the distance between the two receiving antennas is L, and the wavelength of the radio wave is λ, the azimuth θ can be obtained by the following equation.

【0027】[0027]

【数6】θ=sin-1{Δφ(λ/L)} ペアリング部28は、上りフェーズ期間と下りフェーズ
期間とのピークのペアリングを行う。すなわち、ペアリ
ング部28は、上りフェーズ期間において得られるピー
クと、下りフェーズ期間において得られるピークとを対
応付け、距離・速度演算に用いるピークの対を決定す
る。
Θ = sin −1 {Δφ (λ / L)} The pairing unit 28 performs peak pairing between the up phase period and the down phase period. That is, the pairing unit 28 associates a peak obtained in the up phase period with a peak obtained in the down phase period, and determines a pair of peaks used for distance / speed calculation.

【0028】ここでは、ペアリング部28は、上りフェ
ーズ期間について得られる左、右チャネルのピークペア
と、下りフェーズ期間について得られる左、右チャネル
のピークペアとで互いに方位角θが同一とみなすことが
できるものの対を求める。例えば、上り、下りフェーズ
期間での方位の差が所定閾値以下となるピーク(ペア)
が選択される。この処理により、図5に示す例に対して
は、ターゲット1により生じるピークペア〈UL1,U
R1〉と〈DL1,DR1〉(又はUL1とDL1、若
しくはピークUR1とDR1)、及びターゲット2によ
り生じるピークペア〈UL2,UR2〉と〈DL2,D
R2〉(又はUL2とDL2、若しくはピークUR2と
DR2)が選択される。
Here, the pairing section 28 may regard the azimuth θ as the same for the left and right channel peak pairs obtained for the up phase period and the left and right channel peak pairs obtained for the down phase period. Ask for a pair of things you can do. For example, a peak (pair) in which the difference between the directions during the up phase and the down phase is equal to or less than a predetermined threshold.
Is selected. By this processing, for the example shown in FIG. 5, the peak pair <UL1, U
R1> and <DL1, DR1> (or UL1 and DL1, or peaks UR1 and DR1), and the peak pair <UL2, UR2> and <DL2, D generated by the target 2
R2> (or UL2 and DL2 or peak UR2 and DR2) is selected.

【0029】なお、この処理において、ピークの振幅を
考慮にいれることも可能である。すなわち、同一のター
ゲットからのエコーの強度は、上りフェーズ期間と下り
フェーズ期間とで大きく異ならないということに基づい
て、方位角θの差が所定閾値以下であるという条件とと
もに、振幅の差も所定閾値以下であるという条件を課し
て、ここでのピークの対を求めることとしてもよい。そ
のような構成によれば、多数のターゲットが存在して、
狭い方位角範囲内に複数のターゲットからのピークが含
まれる場合であっても、それらの振幅の違いによってタ
ーゲットの弁別を行い、正しく上り、下り各フェーズ期
間のピークを組み合わせることができる。
In this processing, the amplitude of the peak can be taken into consideration. That is, based on the fact that the intensities of the echoes from the same target do not greatly differ between the up phase period and the down phase period, the amplitude difference is also predetermined along with the condition that the difference in the azimuth angle θ is equal to or less than a predetermined threshold. The condition of being equal to or less than the threshold value may be imposed, and the pair of peaks may be obtained here. According to such a configuration, there are many targets,
Even in the case where peaks from a plurality of targets are included in a narrow azimuth angle range, the targets can be discriminated based on the difference in their amplitudes, and the peaks in each of the upward and downward phase periods can be correctly combined.

【0030】距離・速度演算部30は、ペアリング部2
8にて決定されたピークの対に基づいて、ターゲットの
相対距離、相対速度を求める。すなわち、図2、図3を
用いて説明したように、ビート信号は、ターゲットの距
離に応じた受信波の遅延に基づく成分と、ターゲットの
速度に応じたドップラシフトに基づく成分からなってい
る。上りフェーズ期間及び下りフェーズ期間におけるビ
ート信号の周波数fbu、fbdは、相対距離を表すビ
ート周波数をfr、相対速度を表すドップラ周波数をf
dとすると、
The distance / speed calculation unit 30 includes a pairing unit 2
The relative distance and the relative speed of the target are obtained based on the pair of peaks determined in Step 8. That is, as described with reference to FIGS. 2 and 3, the beat signal includes a component based on the delay of the received wave according to the distance to the target and a component based on the Doppler shift according to the speed of the target. The beat signal frequencies fbu and fbd in the up phase period and the down phase period are represented by fr representing the beat frequency representing the relative distance and fpp representing the relative speed.
If d

【数7】fbu=fr+fd fbd=fr−fd である。従って、周波数fbu、fbdから、ビート周
波数frおよびドップラ周波数fdが求められ、相対距
離および相対速度が求められる。本実施形態では、ペア
リング部28で決定されたペアの上り、下りフェーズの
対応するピークのbin番号に基づいて、距離および速
度を求める。このbin番号はそのピークのもつ周波数
に対応している。また、左右チャネルのそれぞれの受信
波に基づいて独立して距離および速度を求めることがで
き、両検出値を用いてより精度の高い検出結果が得られ
る。
Fbu = fr + fd fbd = fr-fd Therefore, the beat frequency fr and the Doppler frequency fd are obtained from the frequencies fbu and fbd, and the relative distance and the relative speed are obtained. In the present embodiment, the distance and the speed are obtained based on the bin numbers of the corresponding peaks of the up and down phases of the pair determined by the pairing unit 28. This bin number corresponds to the frequency of the peak. Further, the distance and the speed can be obtained independently based on the received waves of the left and right channels, and a more accurate detection result can be obtained by using both the detected values.

【0031】以上、本実施形態のレーダ装置について説
明した。上記のように、本実施形態では、複数存在する
ターゲットの方位を先に求め、その方位を参照して上り
フェーズ期間と下りフェーズ期間とのピークのペアリン
グを行う。よって、上り、下りフェーズ期間にそれぞれ
複数存在するピークを正しくペアリングすることがで
き、信頼性の高い方位、相対速度及び相対距離の検出が
可能になる。
The radar device according to the present embodiment has been described above. As described above, in the present embodiment, the azimuths of a plurality of targets are obtained first, and the pairing of the peaks in the up phase period and the down phase period is performed with reference to the azimuths. Therefore, it is possible to correctly pair a plurality of peaks respectively in the up phase and the down phase phase, and to detect the azimuth, the relative speed and the relative distance with high reliability.

【0032】なお、本実施形態の周波数差の閾値及び方
位が一致とみなされる判定の閾値は、それぞれ予め適当
な値に決められている。周波数差の閾値は、同一ターゲ
ットの反射波から得られるピークの周波数のばらつきの
大きさに基づいて設定することが好適である。同様に、
方位判定の閾値は、上りフェーズ期間と下りフェーズ期
間との間にターゲットと装置との相対運動により変わり
うる方位角の大きさを想定して定めることができる。ま
た例えば、両閾値を、ばらつきの標準的な大きさに設定
したり、ばらつきの最大値に設定することができる。各
閾値は、実験結果や経験に基づいて設定してもよい。
In this embodiment, the threshold value of the frequency difference and the threshold value of the determination that the azimuth is considered to be the same are respectively set to appropriate values in advance. It is preferable that the threshold value of the frequency difference is set based on the magnitude of variation in the frequency of the peak obtained from the reflected wave of the same target. Similarly,
The threshold value of the azimuth determination can be determined by assuming the magnitude of the azimuth angle that can be changed by the relative movement between the target and the device between the up phase period and the down phase period. Further, for example, both thresholds can be set to a standard value of the variation, or set to the maximum value of the variation. Each threshold may be set based on experimental results or experience.

【0033】[実施の形態2]次に、本発明の第2の実
施形態を説明する。図6は、本発明の実施形態の自動車
レーダ装置の構成を示している。本実施形態の構成要素
のうち、図4に示した実施形態1の構成要素と同様のも
のについては同一の符号を付し、その説明は適宜省略す
る。実施形態2は、まず送信部が実施形態1と異なる。
すなわち、本装置は、複数の送信アンテナ44-1、44
-2、…、44-nを有し、VCO10からこれら送信アン
テナ44への送信波の供給を時分割で切り替える切替器
46を有している。また、信号処理装置50は、これら
複数の送信アンテナ44から送信された複数の指向性ビ
ームそれぞれに対する演算結果を最後にまとめる統合処
理部48を距離・速度演算部30の次に有している。
[Embodiment 2] Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 shows the configuration of the vehicle radar device according to the embodiment of the present invention. Among the components of the present embodiment, the same components as those of the first embodiment shown in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be appropriately omitted. The second embodiment differs from the first embodiment in the transmitting unit.
In other words, the present apparatus includes a plurality of transmitting antennas 44-1 and 44
,..., 44-n, and a switch 46 for switching the supply of transmission waves from the VCO 10 to these transmission antennas 44 in a time-division manner. In addition, the signal processing device 50 has an integrated processing unit 48 after the distance / speed calculation unit 30 that finally summarizes the calculation results for the plurality of directional beams transmitted from the plurality of transmission antennas 44.

【0034】VCO10からの送信波は切替器46を介
して、送信アンテナ44のそれぞれに時分割で順次供給
される。各送信アンテナ44はそれらの送信ビームの向
きが異なるように構成され、これにより検出領域を分割
して、それぞれの領域ごとに電波を送受することができ
る。なお、同様の検出領域の分割は、例えば、異なる指
向性を有した受信アンテナ16を複数配置してそれらを
切り替える構成や、送受両方で切り替える構成によって
も実現することができる。
The transmission wave from the VCO 10 is sequentially supplied to each of the transmission antennas 44 via the switch 46 in a time-division manner. Each transmitting antenna 44 is configured such that the directions of the transmitting beams are different, thereby dividing the detection area and transmitting and receiving radio waves for each area. Note that the same division of the detection area can be realized by, for example, a configuration in which a plurality of receiving antennas 16 having different directivities are arranged to switch between them, or a configuration in which switching is performed for both transmission and reception.

【0035】時分割で切り替えられた各検出領域に対す
る受信信号の処理は上記実施形態と同様であり、得られ
たビート信号は信号処理装置50に渡される。信号処理
装置50における周波数分析処理から距離・速度演算部
30での処理までは実施形態1と同様である。よって、
各検出領域ごとにその領域内のターゲットの追尾情報
(方位、距離及び速度)が検出される。
The processing of the received signal for each detection area switched by time division is the same as in the above embodiment, and the obtained beat signal is passed to the signal processing device 50. The processing from the frequency analysis processing in the signal processing device 50 to the processing in the distance / speed calculation unit 30 is the same as in the first embodiment. Therefore,
For each detection area, tracking information (azimuth, distance, and speed) of a target in that area is detected.

【0036】統合処理部48へは、このように切り替え
によってそれぞれの検出領域にて得られたターゲットの
追尾情報が入力される。各指向性ビームの検出領域は、
隣接するもの同士がオーバーラップするように構成され
る。そのため、同一のターゲットが複数の検出領域で検
出されることがある。統合処理部48は、ターゲットの
追尾情報を隣接する検出領域間で比較して、所定の精度
で互いに一致する追尾情報を探索する。一致するものが
見つかった場合、それら追尾情報が同一のターゲットに
対応するものであると判断する。
The tracking information of the targets obtained in the respective detection areas by the switching as described above is input to the integration processing section 48. The detection area of each directional beam is
It is configured such that adjacent ones overlap. Therefore, the same target may be detected in a plurality of detection areas. The integration processing unit 48 compares the tracking information of the target between the adjacent detection regions, and searches for tracking information that matches each other with a predetermined accuracy. If a match is found, it is determined that the tracking information corresponds to the same target.

【0037】この一致の判断は、例えば、追尾情報を構
成する方位、距離及び速度の各値の隣接検出領域間での
差がそれぞれ所定の許容範囲以下であることに基づいて
行うことができる。また、方位、距離及び速度の各差の
二乗和が所定閾値以下となるといった判断基準を用いる
こともできる。
The determination of the coincidence can be made, for example, based on the fact that the difference between the respective values of the azimuth, the distance and the speed constituting the tracking information between the adjacent detection areas is equal to or smaller than a predetermined allowable range. Also, a criterion such that the sum of squares of the difference between the azimuth, the distance, and the speed is equal to or smaller than a predetermined threshold value can be used.

【0038】同一のターゲットに対応すると判断された
複数の追尾情報は、所定の平均処理により、一つの追尾
情報に統合される。この所定の平均処理としては、例え
ば、簡単には、それぞれのビームで検出された追尾情報
を等しい重みで平均する単純平均がある。また、他の方
法としては、それぞれのビームで検出された追尾情報そ
れぞれの確からしさなどに基づいた重み付けを行った平
均(重み付け平均)がある。ここでは、指向性ビームの
軸の方向と方位演算部にて検出された方位との一致の程
度を重み係数とした重み付け平均を行う。これは、一般
に方位がビームの軸に近いほど、エコー強度が大きくな
り、誤差が小さくなるからである。なお、同様の理由か
ら重み係数として、例えば検出された方位におけるビー
ムの強度を用いることも可能である。また、統合処理部
48は、それぞれのビームで検出された追尾情報のうち
最も確度又は精度が高いものを選択してもよい。これ
は、重み付け平均の特殊な場合であり、最も確度若しく
は精度の高い追尾情報の重み係数を1とし、他の追尾情
報の重み係数を0とした場合に相当する。
A plurality of pieces of tracking information determined to correspond to the same target are integrated into one piece of tracking information by a predetermined averaging process. As the predetermined averaging process, for example, there is a simple averaging that simply averages tracking information detected by each beam with equal weight. Further, as another method, there is an average (weighted average) in which weighting is performed based on the likelihood of each tracking information detected by each beam. Here, weighted averaging is performed using the degree of coincidence between the direction of the axis of the directional beam and the azimuth detected by the azimuth calculation unit as a weight coefficient. This is because, in general, the closer the direction is to the beam axis, the greater the echo intensity and the smaller the error. For the same reason, it is also possible to use, for example, the intensity of the beam in the detected direction as the weight coefficient. Further, the integration processing section 48 may select the tracking information having the highest accuracy or precision from the tracking information detected by each beam. This is a special case of weighted averaging, and corresponds to a case where the weight coefficient of the tracking information with the highest accuracy or precision is set to 1 and the weight coefficient of the other tracking information is set to 0.

【0039】本装置によれば、距離と速度が似通った複
数のターゲットが存在する場合であっても電波を送受す
る領域を分割することにより、それら複数のターゲット
を異なるビームで分離して検出することができる。また
複数のビームで同一のターゲットが検出された場合に
は、得られた複数の追尾情報を何らかの形で平均して統
合することにより、精度のよい追尾情報を得ることがで
きる。
According to the present apparatus, even when there are a plurality of targets having similar distances and velocities, an area for transmitting and receiving radio waves is divided to detect the plurality of targets by separating them with different beams. be able to. When the same target is detected by a plurality of beams, the obtained plurality of pieces of tracking information are averaged in some form and integrated to obtain accurate tracking information.

【0040】[実施の形態3]次に、本発明の第3の実
施形態を説明する。図7は、本発明の実施形態の自動車
レーダ装置の構成を示している。本実施形態の構成要素
のうち、図4、図6に示した実施形態1及び実施形態2
の構成要素と同様のものについては同一の符号を付し、
その説明は適宜省略する。実施形態3が構成上、実施形
態1と異なる点は、信号処理装置70が追尾フィルタ処
理部72を有する点である。追尾フィルタ処理部72
は、距離・速度演算部30と統合処理部48との間に設
けられる。
Third Embodiment Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 7 shows the configuration of the vehicle radar device according to the embodiment of the present invention. Among the components of the present embodiment, the first and second embodiments shown in FIGS.
The same reference numerals are given to the same components as
The description is omitted as appropriate. The configuration of the third embodiment differs from the first embodiment in that the signal processing device 70 includes a tracking filter processing unit 72. Tracking filter processing unit 72
Is provided between the distance / speed calculation unit 30 and the integration processing unit 48.

【0041】本装置も実施形態2同様、複数の送信アン
テナ44を有し、時分割で各検出領域の測定を行い、各
領域に存在するターゲットの追尾情報を求める。つま
り、本装置と実施形態2の装置とは距離・速度演算部3
0までの動作、処理は同じである。
As in the second embodiment, this apparatus also has a plurality of transmission antennas 44, measures each detection area in a time-division manner, and obtains tracking information of a target existing in each area. That is, the present apparatus and the apparatus of the second embodiment are different from each other in the distance / speed calculating unit 3.
The operation and processing up to 0 are the same.

【0042】本装置では、追尾フィルタ処理部72が、
距離・速度演算部30で得られた各領域の追尾情報に対
して、追尾フィルタ処理を行う。追尾フィルタ処理部7
2が行う追尾フィルタ処理は、距離・速度演算部30ま
でに得られた方位、距離及び速度に対して行う、カルマ
ンフィルタ処理やα−βフィルタ処理といった予測フィ
ルタ処理である。この予測フィルタ処理により、過去の
追尾情報に基づいて、ターゲットの真の方位、距離及び
速度が推定される。これにより、複数のターゲットやタ
ーゲット以外の例えば樹木やガードレールなどの物体が
存在することによって生じる誤検出状態や、不検出状態
による好ましくない影響を回避することが可能となる。
In the present apparatus, the tracking filter processing section 72
A tracking filter process is performed on the tracking information of each area obtained by the distance / speed calculation unit 30. Tracking filter processing unit 7
The tracking filter processing performed by 2 is prediction filter processing such as Kalman filter processing or α-β filter processing performed on the azimuth, distance, and speed obtained up to the distance / speed calculation unit 30. With this prediction filter processing, the true azimuth, distance, and speed of the target are estimated based on past tracking information. This makes it possible to avoid an erroneous detection state caused by the presence of a plurality of targets and objects other than the target, such as a tree or a guardrail, and an undesired effect of the non-detection state.

【0043】統合処理部48は、例えば、複数の分割領
域で得られたターゲットの追尾情報の推定値が所定の差
以下で一致する場合に、それら追尾情報の推定値が同一
ターゲットに対応すると判断する。また、統合処理部4
8は例えば、追尾情報の推定値の過去から現在までの軌
跡を、ビームの各分割領域ごとに求め、それら領域間で
軌跡の隔たりが所定値以下である場合にそれら軌跡に対
応するターゲットは同一であると判断することも可能で
ある。
The integration processing unit 48 determines that the estimated values of the tracking information correspond to the same target, for example, when the estimated values of the tracking information of the targets obtained in the plurality of divided areas are equal to or smaller than a predetermined difference. I do. In addition, the integrated processing unit 4
8, for example, a trajectory of the estimated value of the tracking information from the past to the present is obtained for each divided region of the beam, and when the distance between the trajectories is equal to or smaller than a predetermined value, the targets corresponding to the trajectories are the same. It is also possible to determine that

【0044】統合処理部48はこのように推定値、又は
推定値の軌跡に基づいて、ターゲットの同一を判断し、
同一ターゲットについて複数領域に関して得られた追尾
情報の各推定値を、実施形態2と同様の方法により平均
して一つの追尾情報に統合する。
The integration processing unit 48 determines the identity of the target based on the estimated value or the trajectory of the estimated value as described above.
The respective estimated values of the tracking information obtained for a plurality of regions for the same target are averaged by the same method as in the second embodiment and integrated into one tracking information.

【0045】このように本装置では、FMCW方式及び
位相モノパルス方式により得られる追尾情報に対して、
予測フィルタ処理を行うこと、さらにビーム切替により
複数領域で得られた各追尾情報を統合する処理を行うこ
とにより、ある時刻または期間において距離と速度がほ
ぼ同じとなる複数のターゲットを、追尾情報の時系列に
基づいて弁別することができる。また、複数ターゲット
やターゲット以外の例えば樹木やガードレールなどの物
体が存在するような実際の使用環境下において、確度の
高い距離、速度及び方位の検出を行うことができる。
As described above, in the present apparatus, the tracking information obtained by the FMCW method and the phase monopulse method is
By performing a prediction filter process and further performing a process of integrating tracking information obtained in a plurality of regions by beam switching, a plurality of targets whose distances and velocities are substantially the same at a certain time or period are identified by tracking information. Discrimination can be based on time series. Further, in an actual use environment in which an object such as a tree or a guardrail other than a plurality of targets or targets exists, highly accurate distance, speed, and azimuth detection can be performed.

【0046】なお、本装置では、追尾フィルタ処理部7
2は統合処理部48の前に設けたが、追尾フィルタ処理
部72を統合処理部48の後ろに設ける構成も可能であ
る。
In this apparatus, the tracking filter processing section 7
Although 2 is provided before the integration processing section 48, a configuration in which the tracking filter processing section 72 is provided after the integration processing section 48 is also possible.

【0047】ちなみに、追尾フィルタ処理部72は、ビ
ームによる検出領域の分割とは無関係に採用することが
でき、例えば実施形態1の装置においても用いることが
できる。
Incidentally, the tracking filter processing section 72 can be employed irrespective of the division of the detection area by the beam, and can be used also in the apparatus of the first embodiment, for example.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 位相モノパルスレーダの原理を示す図であ
る。
FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of a phase monopulse radar.

【図2】 FMCWレーダの原理を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating the principle of an FMCW radar.

【図3】 FMCWレーダの原理を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating the principle of an FMCW radar.

【図4】 本発明の第1の実施形態の構成を示す図であ
る。
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of a first exemplary embodiment of the present invention.

【図5】 図4の装置の左チャネルおよび右チャネルの
受信信号の周波数分析結果を示す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a frequency analysis result of received signals of a left channel and a right channel of the apparatus of FIG. 4;

【図6】 本発明の第2の実施形態の構成を示す図であ
る。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a second exemplary embodiment of the present invention.

【図7】 本発明の第3の実施形態の構成を示す図であ
る。
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 電圧制御発振器(VCO)、14,44-1,44
-2,44-n 送信アンテナ、16a,16b 受信アン
テナ、18a,18b 検波器、20,50,70 信
号処理装置、22a,22b 周波数分析部、24a,
24b ピーク検出部、26 方位演算部、28 ペア
リング部、30 距離・速度演算部、48 統合処理
部、72 追尾フィルタ処理部。
10. Voltage Controlled Oscillator (VCO), 14, 44-1, 44
-2, 44-n transmitting antenna, 16a, 16b receiving antenna, 18a, 18b detector, 20, 50, 70 signal processing device, 22a, 22b frequency analyzing unit, 24a,
24b Peak detection unit, 26 azimuth calculation unit, 28 pairing unit, 30 distance / speed calculation unit, 48 integrated processing unit, 72 tracking filter processing unit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原田 知育 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の1 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 山田 直之 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の1 株式会社豊田中央研究所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Tomo Harada 41-Cho, Yokomichi, Nagakute-cho, Aichi-gun, Aichi Prefecture Inside Toyota Central Research Laboratory Co., Ltd. 41, Yokomichi, Toyota Central Research Institute, Inc.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 周波数が増加する上りフェーズ期間と周
波数が低下する下りフェーズ期間とを有したFM変調さ
れた送信波を送信する送信部と、 反射波を受信する複数チャネルの受信部と、 各チャネルの受信波の周波数分析を行い、ターゲットに
対応したエコーのピークと当該エコーの位相情報とを求
める分析部と、 前記複数チャネル間で周波数が互いに対応したピークの
組を求め、当該組をなすピーク間の位相差に基づいて方
位を求める方位演算部と、 前記方位演算部で求められた方位に基づいて、前記上り
フェーズ期間と前記下りフェーズ期間とで対をなすピー
クを求め、当該対をなすピークの周波数に基づいて前記
ターゲットの相対速度及び相対距離を求める距離・速度
演算部と、 を有することを特徴とする自動車レーダ装置。
A transmitter for transmitting an FM-modulated transmission wave having an up phase period in which the frequency increases and a down phase period in which the frequency decreases; a plurality of channels for receiving reflected waves; An analysis unit that performs frequency analysis of a received wave of a channel and obtains a peak of an echo corresponding to a target and phase information of the echo, and obtains a set of peaks whose frequencies correspond to each other among the plurality of channels, and forms the set. An azimuth calculation unit that obtains an azimuth based on a phase difference between peaks, Based on the azimuth obtained by the azimuth calculation unit, obtains a pair of peaks in the up phase period and the down phase period, and obtains the pair. And a distance / speed calculating unit for calculating a relative speed and a relative distance of the target based on a peak frequency to be formed.
【請求項2】 方位、相対速度及び相対距離からなる追
尾情報を前記方位演算部と前記距離・速度演算部とから
得る統合処理部を有し、 前記送信部は、互いに異なる方向へ指向性ビームを切り
替えて送信し、 前記統合処理部は、前記異なる指向性ビームそれぞれに
対する前記追尾情報が所定範囲内で一致した場合に、当
該複数の追尾情報に対して所定の平均処理を行って一の
ターゲットの追尾情報を決定すること、 を特徴とする請求項1記載の自動車レーダ装置。
2. An integrated processing unit for obtaining tracking information including an azimuth, a relative speed, and a relative distance from the azimuth calculating unit and the distance / speed calculating unit, wherein the transmitting unit includes a directional beam in directions different from each other. When the tracking information for each of the different directional beams matches within a predetermined range, the integrated processing unit performs a predetermined averaging process on the plurality of pieces of tracking information to generate one target. 2. The vehicle radar device according to claim 1, wherein the tracking information is determined.
【請求項3】 前記平均処理は、前記指向性ビームの方
向と当該ビームに対して前記位相モノパルス演算部にて
検出された前記方位との一致度に基づいた重み付け平均
であること、 を特徴とする請求項2記載の自動車レーダ装置。
3. The averaging process is a weighted averaging based on a degree of coincidence between the direction of the directional beam and the azimuth detected by the phase monopulse calculation unit for the beam. 3. The vehicle radar device according to claim 2, wherein:
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