DE112020007670T5

DE112020007670T5 - Signalverarbeitungsvorrichtung, radarvorrichtung, radarbetriebsverfahren und radarbetriebsprogramm

Info

Publication number: DE112020007670T5
Application number: DE112020007670.9T
Authority: DE
Inventors: Shoei Nashimoto
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2020-12-10
Filing date: 2020-12-10
Publication date: 2023-09-07
Also published as: JP7205014B2; US20230258767A1; JPWO2022123748A1; CN116507934A; WO2022123748A1

Abstract

Eine Wellenformungseinheit (220) sammelt Schwebungssignale S9, die Schwebungssignale S8 in Rahmeneinheiten sind. Eine Entfernungsberechnungseinheit (252) erzeugt ein Histogramm von Entfernungsbins unter Verwendung der Schwebungssignale S9 und berechnet eine Entfernung auf der Grundlage einer Entfernungsbin-Nummer, die einer Spitze im Histogramm entspricht, als eine relative Entfernung eines Zielobjekts. Eine Geschwindigkeitsberechnungseinheit (253) erzeugt ein Leistungsspektrum von Dopplerbins für jede Zeitperiode oder für jedes Entfernungsbin unter Verwendung der Schwebungssignale S9, erzeugt ein statistisches Differenzdiagramm, das eine Statistik der Differenzen zwischen Leistungsspektren anzeigt, und berechnet eine Geschwindigkeit auf der Grundlage einer Dopplerbin-Nummer, die einer Spitze in dem statistischen Differenzdiagramm entspricht, als eine relative Geschwindigkeit des Zielobjekts.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Radarvorrichtung, die ein Zielobjekt erfasst.
Hintergrund zum Stand der Technik
Radar ist eine Vorrichtung, die eine Radiowelle zu einem Zielobjekt sendet und eine vom Zielobjekt reflektierte Welle misst, um eine relative Entfernung zwischen dem Radar und dem Zielobjekt, eine relative Geschwindigkeit zwischen dem Radar und dem Zielobjekt und ähnliches zu messen.
Das FMCW-Verfahren gehört zu den Radarmessverfahren und ist kostengünstig, bietet aber hervorragende Möglichkeiten zur Entfernungs- und Geschwindigkeitsmessung. Insbesondere hat ein schnelles FMCW-Verfahren eine höhere Auflösung als ein herkömmliche langsames FMCW-Verfahren. Bei dem schnellen FMCW-Verfahren hat ein Chirp-Signal eine relativ kurze Abtastzeit von einigen Mikrosekunden.
FMCW ist eine Abkürzung für Frequency Modulated Continuous Wave (frequenzmodulierte Dauerstrichwelle).
Elektronische Angriffe sind eine Bedrohung, wenn das Radar betrieben wird. Ein elektronischer Angriff ist ein Angriff, der die Erfassung eines tatsächlich vorhandenen Objekts stört, indem von außen messstörende Funkwellen in die Funkwellen des Radars eingefügt werden.
In der Nicht-Patentliteratur 1 wird ein fortgeschrittener elektronischer Angriff zusätzlich zu den herkömmlichen elektronischen Angriffen vorgeschlagen.
Ein konventioneller elektronischer Angriff ist ein Angriff, bei dem ein langsamer Chirp gegen einen schnellen Chirp gesendet wird, und der Einfluss des elektronischen Angriffs wird bis zu einem gewissen Grad durch einen Zielerfassungsalgorithmus namens CFAR unterdrückt.
CFAR ist die Abkürzung für Constant False Alarm Rate.
Ein fortgeschrittener bzw. hochentwickelter elektronischer Angriff ist ein Angriff, bei dem eine Funkwelle ausgesendet wird, die die von einem tatsächlich existierenden Objekt ausgehende Energie verdeckt, indem die Frequenz entsprechend einer zu störenden Funkwelle allmählich verschoben wird. Ein solcher elektronischer Angriff wird als Cover-Chirp-Störung bezeichnet.
Cover-Chirp-Störung zielt darauf ab, das CFAR zu täuschen und ist eine neue Art von elektronischem Angriff, die bisher noch nicht diskutiert wurde.
Daher sind herkömmliche Gegenmaßnahmen nicht wirksam gegen Cover-Chirp-Störungen.
Liste zitierter Schriften
Nicht-Patentliteratur
Nicht-Patentliteratur 1: Nashimoto, Fukunaga, et al., „A Simulation based Security Evaluation of MIMO Radar using Fast FMCW“, SCIS2020 2020 Symposium on Cryptograrhy and Information Security Kochi,Japan,Jan.28-31, 2020, The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers.
Abriss der Erfindung
Technische Aufgabe
Ziel der vorliegenden Offenbarung ist es, die Berechnung einer relativen Entfernung eines Zielobjekts und einer relativen Geschwindigkeit des Zielobjekts auch dann zu ermöglichen, wenn eine Cover-Chirp-Störung ausgeführt wird.
Lösung der Aufgabe
Eine Signalverarbeitungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst
eine Wellenform-Sammeleinheit zum Sammeln von Schwebungssignalen in Rahmeneinheiten, wobei die Schwebungssignale digitale Signale sind, die aus einem Mischsignal erhalten werden, das durch Mischen einer lokalen Welle, die gesendet wird, um ein Zielobjekt zu erfassen, und einer empfangenen Welle, die als reflektierte Welle entsprechend der lokalen Welle empfangen wird, erhalten wird;
eine Entfernungsberechnungseinheit zum Erzeugen eines Histogramms von Entfernungsbins unter Verwendung der Schwebungssignale in Rahmeneinheiten und zum Berechnen einer Entfernung auf der Grundlage einer Entfernungsbin-Nummer, die einer Spitze in dem Histogramm entspricht, als eine relative Entfernung des Zielobjekts; und
eine Geschwindigkeitsberechnungseinheit zum Erzeugen eines Leistungsspektrums von Dopplerbins für jede Zeitperiode oder für jedes Entfernungsbin unter Verwendung der Schwebungssignale in Rahmeneinheiten, zum Erzeugen eines statistischen Differenzdiagramms, das eine Statistik der Differenzen zwischen Leistungsspektren anzeigt, und zum Berechnen einer Geschwindigkeit auf der Grundlage einer Dopplerbin-Nummer, die einer Spitze in dem statistischen Differenzdiagramm entspricht, als eine relative Geschwindigkeit des Zielobjekts.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Offenbarung können der relative Abstand eines Zielobjekts und die relative Geschwindigkeit des Zielobjekts auch dann berechnet werden, wenn eine Cover-Chirp-Störung ausgeführt wird.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen

1 ist ein Konfigurationsdiagramm einer Radarvorrichtung 100 in Ausführungsbeispiel 1;
2 ist ein Konfigurationsdiagramm einer Signalverarbeitungsvorrichtung 200 in Ausführungsbeispiel 1;
3 ist ein Flussdiagramm eines Radarbetriebsverfahrens in Ausführungsbeispiel 1;
4 ist ein Flussdiagramm von Schritt S110 in Ausführungsbeispiel 1;
5 ist ein Flussdiagramm von Schritt S120 in Ausführungsbeispiel 1;
6 ist ein Flussdiagramm von Schritt S130 in Ausführungsbeispiel 1;
7 ist ein Flussdiagramm von Schritt S140 in Ausführungsbeispiel 1;
8 ist eine Darstellung, die ein Bild einer RD-Karte 300 in Ausführungsbeispiel 1 zeigt;
9 ist eine schematische Darstellung der RD-Karte 300 in Ausführungsbeispiel 1;
10 ist eine Darstellung, die die RD-Karte 300 und ein Abtastfenster 301 in Ausführungsbeispiel 1 zeigt;
11 ist eine Darstellung, die ein Bild eines Medianverarbeitungsergebnisses 302 in Ausführungsbeispiel 1 zeigt;
12 ist eine schematische Darstellung des Medianverarbeitungsergebnisses 302 in Ausführungsbeispiel 1;
13 ist ein Flussdiagramm von Schritt S160 in Ausführungsbeispiel 1;
14 ist ein Flussdiagramm von Schritt S170 in Ausführungsbeispiel 1;
15 ist eine schematische Darstellung der Schwebungssignale S9 in Ausführungsbeispiel 1;
16 ist ein Diagramm zur Veranschaulichung eines Leistungsspektrums 310 in Ausführungsbeispiel 1;
17 ist ein Diagramm zur Veranschaulichung eines Bildes einer Entfernungsspitzenkurve 311 in Ausführungsbeispiel 1;
18 ist ein schematisches Diagramm des Entfernungsspitzendiagramms 311 in Ausführungsbeispiel 1;
19 ist ein Diagramm, das ein Histogramm 312 in Ausführungsbeispiel 1 zeigt;
20 ist ein Flussdiagramm von Schritt S180 in Ausführungsbeispiel 1;
21 ist eine schematische Darstellung der Schwebungssignale S9 in Ausführungsbeispiel 1;
22 ist ein Diagramm, das zwei Leistungsspektren 320 in Ausführungsbeispiel 1 zeigt;
23 ist ein Diagramm, das ein Differenzdiagramm 321 in Ausführungsbeispiel 1 zeigt;
24 ist ein Diagramm, das ein statistisches Differenzdiagramm 322 in Ausführungsbeispiel 1 zeigt;
25 ist ein Konfigurationsdiagramm der Radarvorrichtung 100 in Ausführungsbeispiel 2 (Variante 1);
26 ist ein Flussdiagramm des Radarbetriebsverfahrens in Ausführungsbeispiel 2 (Variante 1);
27 ist ein Konfigurationsdiagramm der Radarvorrichtung 100 in Ausführungsbeispiel 2 (Variante 2);
28 ist ein Flussdiagramm des Radarbetriebsverfahrens in Ausführungsbeispiel 2 (Variante 2); und
29 ist ein Hardware-Konfigurationsdiagramm der Signalverarbeitungsvorrichtung 200 in den Ausführungsbeispielen.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen
In den Ausführungsbeispielen und Zeichnungen sind gleiche oder einander entsprechende Elemente mit dem gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Die Beschreibung eines Elements, das mit demselben Bezugszeichen versehen ist wie ein bereits beschriebenes Element, wird in geeigneter Weise weggelassen oder vereinfacht.
Pfeile in Diagrammen zeigen hauptsächlich Signalflüsse, Datenflüsse oder Verarbeitungsflüsse an. Ein gefüllter Kreis markiert einen Verzweigungspunkt, von dem aus ein Signal oder Daten in mehrere Richtungen fließen.
Ausführungsbeispiel 1
Eine Radarvorrichtung 100 wird anhand der 1 bis 24 beschrieben.
Die Radarvorrichtung 100 berechnet durch Radarmessung eine relative Entfernung eines Zielobjekts und eine relative Geschwindigkeit des Zielobjekts.
Das Zielobjekt ist ein Ziel, das durch eine Radarmessung erfasst werden soll.
Die relative Entfernung des Zielobjekts ist ein Abstand zwischen der Radarvorrichtung 100 und dem Zielobjekt.
Die Relativgeschwindigkeit des Zielobjekts ist eine Geschwindigkeit des Zielobjekts in Bezug auf die Radarvorrichtung 100. Wenn sich die Radarvorrichtung 100 während der Radarmessung nicht bewegt, bedeutet die relative Geschwindigkeit des Zielobjekts einfach die Geschwindigkeit des Zielobjekts.
Konfigurationsbeschreibung
Anhand von 1 wird eine Konfiguration der Radarvorrichtung 100 beschrieben.
Die Radarvorrichtung 100 umfasst ein analoges Frontend 110 und eine Signalverarbeitungsvorrichtung 200.
Das analoge Frontend 110 ist eine analoge Schaltung und umfasst Schaltungen wie einen Wellenformgenerator 111, einen VCO 112, eine Sendeantenne 113, eine Empfangsantenne 114, einen Mischer 115, einen Tiefpassfilter 116 und einen ADC 117. Diese Schaltungen sind durch Signalleitungen miteinander verbunden.
VCO ist eine Abkürzung für spannungsgesteuerter Oszillator.
ADC ist eine Abkürzung für Analog-Digital-Wandler.
Anhand von 2 wird eine Konfiguration der Signalverarbeitungsvorrichtung 200 beschrieben.
Das Signalverarbeitungsvorrichtung 200 umfasst Hardware wie einen Prozessor 201, einen Speicher 202 und eine Eingangs-/Ausgangsschnittstelle 203. Diese Hardwarekomponenten sind durch Signalleitungen miteinander verbunden.
Der Prozessor 201 ist ein IC, der eine operative Verarbeitung durchführt und andere Hardwarekomponenten steuert. Zum Beispiel ist der Prozessor 201 eine CPU, ein DSP oder eine GPU.
IC ist eine Abkürzung für Integrated Circuit (dt. integrierte Schaltung).
CPU ist eine Abkürzung für Central Processing Unit (dt. zentrale Verarbeitungseinheit).
DSP ist die Abkürzung für „Digital Signal Processor“, (dt. digitaler Signalprozessor).
GPU ist eine Abkürzung für Graphics Processing Unit (dt. Grafikverarbeitungseinheit).
Bei dem Speicher 202 handelt es sich um eine flüchtige oder nichtflüchtige Speichervorrichtung. Ein spezifisches Beispiel für einen flüchtigen Speicher ist ein RAM. Spezifische Beispiele für nichtflüchtige Speichervorrichtungen sind ein ROM, eine Festplatte und ein Flash-Speicher.
RAM ist eine Abkürzung für Random Access Memory (dt. Speicher mit wahlfreiem Zugriff).
ROM ist eine Abkürzung für Read Only Memory (dt. Nur-Lese-Speicher).
HDD ist die Abkürzung für Hard Disk Drive (Festplattenlaufwerk).
Die Ein-/Ausgabeschnittstelle 203 ist eine Schnittstelle für Ein- und Ausgabe. Die Eingangs-/Ausgangsschnittstelle 203 ist beispielsweise eine serielle Kommunikationsschnittstelle. Spezifische Beispiele für die serielle Kommunikationsschnittstelle sind SPI, UART und I2C.
SPI ist eine Abkürzung für Serial Peripheral Interface.
UART ist eine Abkürzung für Universal Asynchronous Receiver Transmitter.
I2C ist eine Abkürzung für Inter-Integrated Circuit.
Die Signalverarbeitungsvorrichtung 200 umfasst Elemente wie eine Wellenform-Steuereinheit 210, eine Wellenformungseinheit 220, eine Wellenform-Sammeleinheit 230, eine Informationsberechnungseinheit 240 und eine Angriffsgegenmaßnahmeneinheit 250. Die Angriffsgegenmaßnahmeneinheit 250 umfasst Elemente wie eine Angriffsbestimmungseinheit 251, eine Entfernungsberechnungseinheit 252 und eine Geschwindigkeitsberechnungseinheit 253. Die Elemente sind durch Software realisiert.
Der Speicher 202 speichert ein Radarbetriebsprogramm, um einen Computer zu veranlassen, als Wellenform-Steuereinheit 210, Wellenformungseinheit 220, Wellenform-Sammeleinheit 230, Informationsberechnungseinheit 240 und Angriffsgegenmaßnahmeneinheit 250 zu arbeiten. Das Radarbetriebsprogramm wird von dem Prozessor 201 ausgeführt.
Der Speicher 202 speichert außerdem ein Betriebssystem. Das Betriebssystem wird von dem Prozessor 201 ausgeführt.
Der Prozessor 201 führt das Radarbetriebsprogramm aus, während er das Betriebssystem ausführt.
OS ist eine Abkürzung für Operating System (dt. Betriebssystem).
Eingabe- und Ausgabedaten des Radarbetriebsprogramms werden in dem Speicher 202 gespeichert.
Die Signalverarbeitungsvorrichtung 200 kann alternativ zum Prozessor 201 eine Vielzahl von Prozessoren enthalten.
Das Radarbetriebsprogramm kann in einem computerlesbaren Format in einem nichtflüchtigen Aufzeichnungsmedium wie einer optischen Platte oder einem Flash-Speicher aufgezeichnet (gespeichert) sein.
*** Beschreibung des Betriebs ***
Ein Verfahren zum Betrieb der Radarvorrichtung 100 entspricht einem Radarbetriebsverfahren, und ein Verfahren zum Betrieb der Signalverarbeitungsvorrichtung 200 entspricht einem Signalverarbeitungsverfahren. Das Verfahren zum Betrieb der Signalverarbeitungsvorrichtung 200 entspricht ebenfalls einem Verfahren zur Verarbeitung durch das Radarbetriebsprogramm.
Anhand von 3 wird die Funktionsweise des Radars beschrieben.
In Schritt S110 sendet das analoge Frontend 110 eine lokale Welle S3 aus.
Anhand von 4 wird ein Verfahren für Schritt S110 beschrieben.
In Schritt S111 erzeugt die Wellenform-Steuereinheit 210 ein Steuersignal S1 und gibt das erzeugte Steuersignal S1 aus. Das Steuersignal S1 ist ein Signal, das die Erzeugung eines Rampensignals S2 anweist.
Das Ausgangssteuersignal S1 wird dem Wellenformgenerator 111 zugeführt.
In Schritt S112 erzeugt der Wellenformgenerator 111 das Rampensignal S2 in Übereinstimmung mit dem Steuersignal S1 und gibt das erzeugte Rampensignal S2 aus. Das Rampensignal S2 ist ein Signal, das eine abfallende Spannungswellenform darstellt.
Zu den Radarmessverfahren gehört das FMCW-Verfahren. Bei Verwendung von FMCW wird die Steigung der Spannungswellenform des Rampensignals S2 als „Bw/Ts“ dargestellt. „Bw“ steht für Bandbreite und „Ts“ für Sweep- bzw. Abtastzeit.
Das Ausgangsrampensignal S2 wird dem VCO 112 zugeführt.
In Schritt S113 erzeugt der VCO 112 die lokale Welle S3 mit einer Schwingungsfrequenz, die auf dem Rampensignal S2 basiert, und gibt die erzeugte lokale Welle S3 aus. Die lokale Welle S3 ist ein Signal mit einer Wellenform, deren Frequenz der Wellenform des Rampensignals S2 entspricht.
Die lokale Ausgangswelle S3 wird jeweils in die Sendeantenne 113 und den Mischer 115 eingespeist.
In Schritt S114 sendet die Sendeantenne 113 die lokale Welle S3 als Funkwelle aus, um ein Zielobjekt zu erfassen.
Erneut bezugnehmend auf 3, wird die Beschreibung ab Schritt S120 fortgesetzt.
In Schritt S120 erhält das analoge Frontend 110 eine empfangene Welle S4 und erzeugt ein Schwebungssignal S7.
Anhand von 5 wird ein Verfahren für Schritt S120 beschrieben.
In Schritt S121 empfängt die Empfangsantenne 114 eine Funkwelle als Empfangswelle S4 und gibt die empfangene Empfangswelle S4 aus.
Die empfangene Welle S4 entspricht der lokalen Welle S3 (Funkwelle), die vom Zielobjekt o. ä. reflektiert wurde. Wenn die Funkwelle vom Zielobjekt reflektiert wurde, ändert sich die Frequenz der Funkwelle. Daher enthält die empfangene Welle S4 Informationen über eine Frequenzänderung, die aufgrund der relativen Entfernung des Zielobjekts und der relativen Geschwindigkeit des Zielobjekts aufgetreten ist.
Die empfangene Ausgangswelle S4 wird dem Mischer 115 zugeführt.
In Schritt S122 mischt der Mischer 115 die empfangene Welle S4 und die in Schritt S113 eingegebene lokale Welle S3.
Die Mischung ist gleichbedeutend mit einer Multiplikation von Signalen und kann durch Formel (1) ausgedrückt werden. $cos (f_{s} t) \cdot cos (f_{r} t) = [cos {(f_{s} - f_{r}) t} + cos {(f_{s} + f_{r}) t}] / 2$
„f_s“ steht für die Frequenz der lokalen Welle S3. „f_r“ steht für die Frequenz der empfangenen Welle S4. „cos“ steht für eine Kosinusfunktion. „t“ steht für die Zeit. „f_s“ und „f_r“ stehen typischerweise für Frequenzen, die sich mit der Zeit ändern. Im Einzelnen stehen „f_s“ und „f_r“ für Frequenzen, die Chirp-Signalen entsprechen.
Ein Signal, das durch diese Mischung erzeugt wird, wird als Mischsignal S5 bezeichnet.
Der Mischer 115 gibt das erzeugte Mischsignal S5 aus.
Das Ausgangsmischsignal S5 wird dem Tiefpassfilter 116 zugeführt.
In Schritt S123 filtert das Tiefpassfilter 116 andere Komponenten als die niederfrequenten Komponenten des Mischsignals S5 heraus. Ein dadurch erzeugtes Signal wird als gefiltertes Signal S6 bezeichnet. Das gefilterte Signal S6 entspricht den aus dem Mischsignal S5 extrahierten niederfrequenten Komponenten.
Die niederfrequenten Komponenten sind Frequenzkomponenten, deren Frequenz niedriger als eine vorgegebene Frequenz ist, und werden auch als niederbandige Komponenten bezeichnet. Insbesondere sind Komponenten, deren Frequenz gleich oder kleiner als (f_s-f_r) ist, niederfrequente Komponenten. Komponenten, deren Frequenz gleich oder höher als (f_s + f_r) ist, sind keine niederfrequenten Komponenten.
Das gefilterte Signal S6 kann durch Formel (2) auf der Grundlage von Formel (1) dargestellt werden. $cos {(fs - fr) t} / 2$
Das heißt, das gefilterte Signal S6 enthält Informationen über einen Frequenzunterschied zwischen der lokalen Welle S3 und der empfangenen Welle S4.
Das Tiefpassfilter 116 gibt das erzeugte gefilterte Signal S6 aus.
Das gefilterte Ausgangssignal S6 wird dem ADC 117 zugeführt.
In Schritt S117 wandelt der ADC 117 das gefilterte Signal S6, das ein analoges Signal ist, in ein digitales Signal um. Konkret quantisiert der ADC 117 das gefilterte Signal S6.
Ein digitales Signal, das dadurch erzeugt wird, wird als Schwebungssignal S7 bezeichnet. Das Schwebungssignal S7 entspricht dem gefilterten und digitalisierten Signal S6.
Der ADC 117 gibt das erzeugte Schwebungssignal S7 aus.
Das ausgegebene Schwebungssignal S7 wird in die Signalverarbeitungsvorrichtung 200 eingegeben.
Erneut bezugnehmend auf 3, wird die Beschreibung ab Schritt S130 fortgesetzt.
In Schritt S130 akkumuliert bzw. sammelt die Wellenform-Sammeleinheit 230 die Schwebungssignale S8 in Rahmeneinheiten.
Anhand von 6 wird ein Verfahren für Schritt S130 beschrieben.
In Schritt S131 formt die Wellenformungseinheit 220 das Schwebungssignal S7.
Ein spezielles Beispiel für die Formgebung ist die so genannte Austastung. Die Austastung ist eine Verarbeitung, bei der beide Enden eines Signals für jede Abtastzeitperiode entfernt werden. Durch die Austastung werden in den sich wiederholenden Abschnitten des Schwebungssignals S7 Abschnitte mit einem großen Frequenzunterschied ausgeschlossen, und die Aufmerksamkeit kann nur auf die Frequenz (f_s - f_r) gerichtet werden.
Das geformte Schwebungssignal S7 wird im Folgenden als Schwebungssignal S8 bezeichnet.
In Schritt S132 sammelt die Wellenform-Sammeleinheit 230 die Schwebungssignale S8 in Rahmeneinheiten im Speicher 202. Die gesammelten Schwebungssignale S8 werden wie die Schwebungssignale S8 in Rahmeneinheiten behandelt.
Die Schwebungssignale S8 werden in Rahmeneinheiten beschrieben.
Zu den Radarmessverfahren gehört das schnelle FMCW-Verfahren. Beim schnellen FMCW werden ein relativer Abstand und eine relative Geschwindigkeit auf der Grundlage einer Reihe von Wellenformen berechnet. Diese Wellenformen bilden einen Rahmen bzw. einen Frame.
Die Schwebungssignale S8 in Rahmeneinheiten werden als Schwebungssignale S9 bezeichnet.
Erneut bezugnehmend auf 3, wird die Beschreibung ab Schritt S140 fortgesetzt.
In Schritt S140 bestimmt die Angriffsbestimmungseinheit 251 das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von Cover-Chirp-Störungen auf der Grundlage der Schwebungssignale S9 und gibt ein Angriffsbestimmungsergebnis S10 aus.
Cover-Chirp-Störung ist eine Art von elektronischem Angriff.
Der Schritt S140 wird später im Detail beschrieben.
Wenn das Angriffsbestimmungsergebnis S10 das Vorhandensein einer Cover-Chirp-Störung anzeigt, wird die Verarbeitung mit Schritt S160 fortgesetzt.
Wenn das Angriffsbestimmungsergebnis S10 anzeigt, dass keine Cover-Chirp-Störung vorliegt, wird die Verarbeitung mit Schritt S150 fortgesetzt.
In Schritt S150 berechnet die Informationsberechnungseinheit 240 die relative Entfernung des Zielobjekts und die relative Geschwindigkeit des Zielobjekts auf der Grundlage der Schwebungssignale S9.
Insbesondere berechnet die Informationsberechnungseinheit 240 die relative Entfernung des Zielobjekts und die relative Geschwindigkeit des Zielobjekts, indem sie eine 2D-FFT mit den Schwebungssignalen S9 durchführt.
2D-FFT ist eine Abkürzung für die zweidimensionale schnelle Fourier-Transformation. Die 2D-FFT ist ein FFT-Verarbeitungsverfahren, bei dem sowohl eine später zu beschreibende Entfernungs-FFT als auch eine später zu beschreibende Doppler-FFT angewendet wird.
Die FFT ist eine Form der Fourier-Transformation.
In Schritt S160 berechnet die Entfernungsberechnungseinheit 252 die relative Entfernung des Zielobjekts auf der Grundlage der Schwebungssignale S9. Die Berechnungsverfahren unterscheidet sich jedoch von dem Verfahren in Schritt S150.
Die Geschwindigkeitsberechnungseinheit 253 berechnet auch die Relativgeschwindigkeit des Zielobjekts auf der Grundlage der Schwebungssignale S9. Die Berechnungsverfahren unterscheidet sich jedoch von dem Verfahren in Schritt S150.
Der Schritt S160 wird später im Detail beschrieben.
Anhand von 7 wird ein Angriffsbestimmungsprozess (S140) beschrieben.
In Schritt S141 führt die Angriffsbestimmungseinheit 251 die 2D-FFT an den Schwebungssignalen S9 durch. Als Ergebnis wird eine RD-Karte erstellt.
RD bedeutet Range-Doppler (Entfernung-Doppler).
In den 8 und 9 ist eine RD-Karte bzw. RD-Plot 300 dargestellt. 8 zeigt ein Bild der RD-Karte 300, und 9 ist eine schematische Darstellung der RD-Karte 300. Die RD-Karte 300 ist ein spezielles Beispiel für eine RD-Karte.
In der RD-Karte 300 zeigt die vertikale Achse aufeinanderfolgende Dopplerbins und die horizontale Achse aufeinanderfolgende Entfernungsbins an. Ein Dopplerbin ist eine Einheit der Doppler-Skala, und ein Entfernungsbin ist eine Einheit der Entfernungs-Skala. Bei der FFT wird ein Signal in Einheiten von Zweierpotenzen verarbeitet (NFFT genannt), und Reichweite (Entfernung) und Doppler (Geschwindigkeit) werden entsprechend dieser Einheit aufgeteilt. Bins entsprechen den gleich breiten Abschnitten, die bei der Darstellung eines Histogramms verwendet werden.
Genauer gesagt werden Dopplerbins durch die Umwandlung von Frequenzen (Doppler-Frequenzen), die durch die FFT in den Frequenzbereich umgewandelt wurden, in Doppler-Informationen auf der Grundlage von Formel (3) erhalten. Analog dazu werden Entfernungsbins durch Umwandlung von Frequenzen (Entfernungsfrequenzen), die durch die FFT in den Frequenzbereich umgewandelt wurden, in Entfernungsinformationen auf der Grundlage von Formel (4) erhalten. $f_{d} = 2 v_{d} / λ$
$f_{r} = 2 R / c \times Bw / T_{s}$
Es sei angemerkt, dass f_d eine Dopplerfrequenz ist, v_d eine relative Geschwindigkeit (Dopplerinformation), λ eine Wellenlänge, f_r eine Entfernungsfrequenz, R eine Entfernung (Entfernungsinformation) und c die Lichtgeschwindigkeit.
Eine Kennung für jedes Dopplerbin wird als Dopplerbin-Nummer und eine Kennung für jedes Entfernungsbin als Entfernungsbin-Nummer bezeichnet.
In der Situation, in der die RD-Karte 300 erhalten wird, gibt es zwei Zielobjekte, und an einem der Zielobjekte wird eine Cover-Chirp-Störung ausgeführt.
In 9 zeigt ein Abschnitt (A) einen Bereich an, der von Cover Chirp Jamming betroffen ist, und ein Abschnitt (T) zeigt einen Ort, an dem sich eines der Zielobjekte befindet. Der Standort des anderen Zielobjekts ist im Abschnitt (A) angegeben.
Erneut bezugnehmend auf 7, wird die Beschreibung ab Schritt S142 fortgesetzt.
In Schritt S142 legt die Angriffsbestimmungseinheit 251 ein Abtastfenster auf der RD-Karte fest. Das Abtastfenster befindet sich beispielsweise in der oberen linken Ecke der RD-Karte.
Das Abtastfenster ist ein Rahmen mit einer bestimmten Größe. Die Größe des Abtastfensters wird zum Beispiel auf der Grundlage der Dopplerbin-Auflösung und der Entfernungsbin-Auflösung bestimmt. Das Abtastfenster ist im Verhältnis zur Auflösung des Dopplerbins und des Entfernungsbins ausreichend groß.
10 zeigt die RD-Karte 300, bei der in der oberen linken Ecke ein Abtastfenster 301 angeordnet ist.
In Schritt S143 führt die Angriffsbestimmungseinheit 251 eine Glättungsverarbeitung für den Bereich innerhalb des Abtastfensters durch. Der Bereich innerhalb des Abtastfensters wird als „Abtastbereich“ bezeichnet.
Die spezifische Glättungsverarbeitung ist die Verarbeitung zur Ermittlung des Medians (Medianverarbeitung). Es können jedoch auch andere Arten der Glättungsverarbeitung durchgeführt werden, wie die Verarbeitung zur Ermittlung des arithmetischen Mittelwerts (Verarbeitung des arithmetischen Mittels).
In Schritt S144 berechnet die Angriffsbestimmungseinheit 251 einen repräsentativen Wert des Abtastbereichs basierend auf dem Ergebnis der Glättungsverarbeitung.
Der repräsentative Wert ist zum Beispiel ein Wert wie der Maximalwert, der arithmetische Mittelwert, der Median, die Varianz oder die Standardabweichung.
In Schritt S145 bestimmt die Angriffsbestimmungseinheit 251, ob die Abtastung mit dem Abtastfenster für alle Bereiche in der RD-Karte abgeschlossen ist.
Wenn das Abtasten abgeschlossen ist, wird die Verarbeitung mit Schritt S147 fortgesetzt.
Wenn das Abtasten nicht abgeschlossen ist, wird mit Schritt S146 fortgefahren.
In Schritt S146 aktualisiert die Angriffsbestimmungseinheit 251 die Position des Abtastfensters.
Konkret verschiebt die Angriffsbestimmungseinheit 251 das Abtastfenster um einen bestimmten Betrag in mindestens einer der Richtungen der Entfernungsbins und der Dopplerbins in der RD-Karte (siehe 10). Beispielsweise beträgt der spezifische Betrag in der Richtung der Entfernungsbins eine Einheit in der Richtung des Entfernungsbins und der spezifische Betrag in der Richtung des Dopplerbins eine Einheit in der Richtung des Dopplerbins. Das Abtastfenster kann jedoch um einen großen Betrag, z. B. um fünf Einheiten, verschoben werden.
Nach Schritt S146 wird die Verarbeitung mit Schritt S143 fortgesetzt.
In Schritt S147 bestimmt die Angriffsbestimmungseinheit 251 das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von Cover-Chirp-Störungen auf der Grundlage des repräsentativen Wertes jedes Abtastbereichs.
Beispielsweise berechnet die Angriffsbestimmungseinheit 251 einen repräsentativen Gesamtwert der RD-Karte auf der Grundlage des repräsentativen Werts jedes Abtastbereichs. Anschließend vergleicht die Angriffsbestimmungseinheit 251 den repräsentativen Gesamtwert mit einem Schwellenwert. Ist der repräsentative Gesamtwert größer als der Schwellenwert, stellt die Angriffsbestimmungseinheit 251 das Vorhandensein von Cover-Chirp-Störungen fest.
Zum Beispiel vergleicht die Angriffsbestimmungseinheit 251 den repräsentativen Wert jedes Abtastbereichs mit einem ersten Schwellenwert und zählt die Anzahl der repräsentativen Werte, die größer als der erste Schwellenwert sind. Dann vergleicht die Angriffsbestimmungseinheit 251 den Zählwert mit einem zweiten Schwellenwert. Ist die Zählwert größer als der zweite Schwellenwert, stellt die Angriffsbestimmungseinheit 251 das Vorhandensein von Cover-Chirp-Störungen fest.
Die 11 und 12 zeigen ein Ergebnis der Medianverarbeitung 302. 11 zeigt ein Bild des Medianverarbeitungsergebnisses 302, und 12 ist eine schematische Darstellung des Medianverarbeitungsergebnisses 302. Das Ergebnis der Medianverarbeitung 302 entspricht der RD-Karte 300, auf der die Medianverarbeitung durchgeführt wurde (siehe 8 bis 10).
In der RD-Karte 300 scheint sich die Leistung der Cover-Chirp-Störungen stärker zu verteilen als die Leistung des Zielobjekts. Wenn sich das Abtastfenster 301 in dem Bereich (A) befindet, der von Cover-Chirp-Störungen betroffen ist, ist die Leistung der Cover-Chirp-Störungen daher im gesamten Bereich des Abtastfensters 301 vorhanden, was zu einem großen Medianwert führt. Liegt das Abtastfenster 301 in einem Bereich, der nicht von Cover-Chirp-Störungen betroffen ist, wird ein kleiner Medianwert erhalten, selbst wenn das Zielobjekt vorhanden ist, vorausgesetzt, das Abtastfenster 301 ist ausreichend groß.
Wenn daher die Mediane für alle Bereiche in der RD-Karte 300 durch Verschieben des Abtastfensters 301 ermittelt werden, wird das in den 11 und 12 dargestellte Ergebnis der Medianverarbeitung 302.
Durch den Vergleich des repräsentativen Wertes jedes Bereichs im Ergebnis der Medianverarbeitung 302 mit dem Schwellenwert kann dann ein Bereich erfasst werden, der von Cover-Chirp-Störungen betroffen ist.
Anhand von 13 wird der Schritt S160 beschrieben.
In Schritt S170 berechnet die Entfernungsberechnungseinheit 252 die relative Entfernung des Zielobjekts auf der Grundlage der Schwebungssignale S9.
Anhand von 14 wird ein Verfahren für eine Entfernungsberechnung (S170) beschrieben.
In Schritt S171 wählt die Entfernungsberechnungseinheit 252 ein Schwebungssignal einer Wellenform aus den Schwebungssignalen S9 aus. Das ausgewählte Schwebungssignal wird als „ausgewähltes Schwebungssignal“ bezeichnet.
In Schritt S172 führt die Entfernungsberechnungseinheit 252 die Entfernungs-FFT an dem ausgewählten Schwebungssignal durch. Bei der Entfernungs-FFT handelt es sich um eine FFT zur Ermittlung einer Entfernung (Abstand), indem die FFT an den Schwebungssignalen in einer Abtastzeitrichtung durchgeführt wird. Durch die Entfernungs-FFT kann eine Frequenzänderung aufgrund der Umlaufzeit festgestellt werden, und die Entfernung wird ermittelt.
Dann berechnet die Entfernungsberechnungseinheit 252 die Leistung der Daten, die durch die Entfernungs-FFT für jedes Entfernungsbin erhalten wurden, und erzeugt ein Leistungsspektrum der Entfernungsbins.
15 zeigt eine schematische Darstellung der Schwebungssignale S9.
Die Schwebungssignale S9 umfassen Schwebungssignale mit unterschiedlichen Wellenformen. Das heißt, die Schwebungssignale S9 enthalten Schwebungssignale, deren Wellenformen unterschiedlich sind.
Die Entfernungsberechnungseinheit 252 wählt jeweils ein Schwebungssignal einer Wellenform aus den Schwebungssignalen S9 aus (S171) und führt die Entfernungs-FFT an dem Schwebungssignal einer Wellenform durch (S172).
Erneut bezugnehmend auf 14, wird die Beschreibung ab Schritt S173 fortgesetzt.
In Schritt S173 identifiziert die Entfernungsberechnungseinheit 252 jeden Peak bzw. jede Spitze im Leistungsspektrum der Entfernungsbins, identifiziert das jedem Peak entsprechende Entfernungsbin und speichert die jedem Peak entsprechende Entfernungsbin-Nummer.
Jede Spitze wird auch als lokale Spitze oder als Entfernungsspitze.
Jeder Gipfel wird durch ein Verfahren wie ein Bergsteiger-Verfahren identifiziert. Beispielsweise identifiziert die Entfernungsberechnungseinheit 252 einen Punkt, an dem ein monotoner Anstieg in eine monotone Abnahme übergeht, als lokale Spitze.
In 16 ist ein Leistungsspektrum 310 dargestellt. Das Leistungsspektrum 310 ist ein spezifisches Beispiel für das Leistungsspektrum von Entfernungsbins.
Das Leistungsspektrum 310 zeigt die Leistung jedes Entfernungsbins an. Ein nach unten weisendes gefülltes Dreieck zeigt eine lokale Spitze an. Eine lokale Spitze (A) ist eine lokale Spitze, die der Cover-Chirp-Störung entspricht, und die lokale Spitzen (T1) und (T2) sind lokale Spitzen, die den Zielobjekten entsprechen.
Die durch das Leistungsspektrum 310 dargestellte Situation ist dieselbe wie die durch die RD-Karte 300 dargestellte Situation (siehe 8 und 9). Das heißt, es gibt zwei Zielobjekte, und auf einem der Zielobjekte wird eine Cover-Chirp-Störung ausgeführt. Die Leistung der Cover-Chirp-Störung ist dominant, und die lokale Spitze (T2), die einem der Zielobjekte entspricht, ist verdeckt.
Erneut bezugnehmend auf 14, wird die Beschreibung ab Schritt S174 fortgesetzt.
In Schritt S174 bestimmt die Entfernungsberechnungseinheit 252, ob es ein Schwebungssignal einer Wellenform gibt, die nicht ausgewählt wurde.
Liegt ein Schwebungssignal einer nicht ausgewählten Wellenform vor, wird mit Schritt S171 fortgefahren.
Wenn kein Schwebungssignal einer nicht ausgewählten Wellenform vorhanden ist, wird mit Schritt S175 fortgefahren.
18 zeigt ein Entfernungsspitzendiagramm 311.
Das Entfernungsspitzendiagramm 311 ist ein spezifisches Beispiel für ein Diagramm, das Entfernungsbins darstellt, die einzelnen lokalen Spitzen in den aus den Schwebungssignalen der jeweiligen Wellenformen erhaltenen Leistungsspektren entsprechen, und wird unter Verwendung der Ergebnisse von Schritt S173 erzeugt.
Die Entfernungsbins (T1) und (T2) sind Entfernungsbins lokaler Spitzenwerte, die den Zielobjekten entsprechen und sich nicht mit der Wellenform verändern. Daher wird im Entfernungsspitzendiagramm 311 eine Gruppe von Punkten, die jedem der Zielobjekte entsprechen, in der Wellenformrichtung ausgerichtet.
Ein Entfernungsbin (A) ist ein Entfernungsbin lokaler Spitzen, die der Cover-Chirp-Störungen entsprechen und mit der Wellenform variieren. Im Entfernungsspitzendiagramm 311 ist eine Gruppe von Punkten, die der Cover-Chirp-Störung entsprechen, diagonal in einer geraden Linie angeordnet. Das liegt daran, dass die Frequenz bei der Cover-Chirp-Störung allmählich verschoben wird.
Erneut bezugnehmend auf 14, wird die Beschreibung ab Schritt S175 fortgesetzt.
In Schritt S175 berechnet die Entfernungsberechnungseinheit 252 für jedes Entfernungsbin die Anzahl der Male, die jedes Entfernungsbins als das einem Spitzenwert entsprechende Entfernungsbin identifiziert wurde. Insbesondere berechnet die Entfernungsberechnungseinheit 252 in Schritt S173 für jedes Entfernungsbin die Anzahl der Male der gespeicherten Entfernungsbin-Nummern.
Die berechnete Anzahl der Male ist die Summe oder das arithmetische Mittel und wird als „Anzahl der Spitzen“, „Anzahl des Auftretens“ oder „Anzahl des Auftretens lokaler Spitzen“ bezeichnet.
Dann erzeugt die Entfernungsberechnungseinheit 252 ein Histogramm, das die Anzahl der Spitzenwerte jedes Entfernungsbins anzeigt. Das erzeugte Histogramm wird als „vorläufiges Histogramm“ bezeichnet.
In Schritt S176 führt die Entfernungsberechnungseinheit 252 eine Glättungsverarbeitung für das vorläufige Histogramm durch. Ein spezifisches Beispiel für die Glättungsverarbeitung ist die Verarbeitung zum Erhalten eines gleitenden Mittelwerts (Verarbeitung des gleitenden Durchschnitts).
Das vorläufige Histogramm, an dem eine Glättung vorgenommen wurde, wird als Histogramm der Entfernungsbins bezeichnet.
In Schritt S177 identifiziert die Entfernungsberechnungseinheit 252 eine Spitze im Histogramm der Entfernungsbins und identifiziert das Entfernungsbin, das der Spitze entspricht.
Dann berechnet die Entfernungsberechnungseinheit 252 die relative Entfernung des Zielobjekts auf der Grundlage der Entfernungsbin-Nummer, die dem Spitzenwert entspricht.
In 19 ist ein Histogramm 312 dargestellt. Das Histogramm 312 ist ein spezielles Beispiel für ein Histogramm von Entfernungsbins.
Durch die Verwendung des Histogramms 312 ist es möglich, die starke Leistung der Cover-Chirp-Störungen zu ignorieren, sich auf die Häufigkeit des Auftretens von Spitzen zu konzentrieren und die Nummern bzw. Anzahlen der Entfernungsbins zu identifizieren, die den Zielobjekten (T1) und (T2) entsprechen.
Wieder bezugnehmend auf 13, wird Schritt S180 beschrieben.
In Schritt S180 berechnet die Geschwindigkeitsberechnungseinheit 253 die Relativgeschwindigkeit des Zielobjekts auf der Grundlage der Schwebungssignale S9.
Anhand von 20 wird ein Verfahren zur Geschwindigkeitsberechnung (S180) beschrieben.
In Schritt S181 extrahiert die Geschwindigkeitsberechnungseinheit 253 ein Schwebungssignal einer Abtastzeitperiode aus den Schwebungssignalen S9. Die Abtastzeitperiode ist ein vorbestimmter Zeitraum und ein Schwebungssignal einer Abtastzeitperiode ist ein Schwebungssignal eines Zeitraums.
Das extrahierte Schwebungssignal wird als „extrahiertes Schwebungssignal“ bezeichnet.
In Schritt S182 führt die Geschwindigkeitsberechnungseinheit 253 die Doppler-FFT an dem extrahierten Schwebungssignal durch. Die Doppler-FFT ist eine FFT zur Ermittlung des Dopplers (Geschwindigkeit), indem die FFT auf das Schwebungssignal in Wellenformrichtung angewendet wird. Mit der Doppler-FFT kann eine Phasenänderung pro Chirp ermittelt werden und die Geschwindigkeit kann bestimmt werden. Das heißt, bei einer relativen Geschwindigkeit verschiebt sich das Schwebungssignal allmählich, so dass diese Verschiebung von der Doppler-FFT als Phasenänderung einer Sinuswelle beobachtet wird.
Dann berechnet die Geschwindigkeitsberechnungseinheit 253 die Leistung für jedes Dopplerbin für die durch die Doppler-FFT erhaltenen Daten, um ein Leistungsspektrum der Dopplerbins zu erzeugen.
21 zeigt eine schematische Darstellung der Schwebungssignale S9.
Die Schwebungssignale S9 umfassen Schwebungssignale verschiedener Wellenformen und haben eine bestimmte zeitliche Länge.
Die Geschwindigkeitsberechnungseinheit 253 extrahiert jeweils ein Schwebungssignal einer Abtastzeitperiode aus den Schwebungssignalen S9 (S181) und führt die Doppler-FFT jeweils an dem Schwebungssignal einer Abtastzeitperiode durch (S182).
Erneut bezugnehmend auf 20, wird die Beschreibung ab Schritt S183 fortgesetzt.
In Schritt S183 vergleicht die Geschwindigkeitsberechnungseinheit 253 die Leistungsspektren von zwei aufeinanderfolgenden Zeiträumen, um eine Differenz zwischen den Leistungsspektren der beiden aufeinanderfolgenden Zeiträume zu berechnen, und speichert die berechnete Differenz. Auf diese Weise können Spitzen, die durch einen Angriff mit einer sich über die Zeit schnell ändernden Geschwindigkeit verursacht werden, von Spitzen eines Erfassungsziels unterschieden werden, dessen Geschwindigkeit sich nicht stark ändert.
Insbesondere berechnet die Geschwindigkeitsberechnungseinheit 253 eine Differenz zwischen dem gerade in Schritt S182 erzeugten Leistungsspektrum und dem zuvor in Schritt S182 erzeugten Leistungsspektrum.
Da im Schritt S183 der ersten Schleife kein Leistungsspektrum zum Vergleich vorliegt, ist es nicht erforderlich, den Schritt S183 der ersten Schleife auszuführen.
22 zeigt ein Leistungsspektrum 320 eines x-ten Abtastperiode und ein Leistungsspektrum 320 eines (x+1)-ten Abtastperiode. Diese beiden Leistungsspektren 320 sind ein spezifisches Beispiel für die Leistungsspektren von Dopplerbins zweier aufeinanderfolgender Zeitperioden.
Das Leistungsspektrum 320 zeigt die Leistung jedes Dopplerbins an. Die lokale Spitze (A) ist eine lokale Spitze, die der Cover-Chirp-Störung entspricht, und die lokale Spitzen (T1) und (T2) sind lokale Spitzen, die den Zielobjekten entsprechen.
Die Situation, die durch jedes der Leistungsspektren 320 dargestellt wird, ist dieselbe wie die Situation, die durch die RD-Karte 300 dargestellt wird (siehe 8 und 9). Das heißt, es gibt zwei Zielobjekte, und auf einem der Zielobjekte wird eine Cover-Chirp-Störung ausgeführt. Die Leistung der Cover-Chirp-Störung ist dominant, und die lokale Spitze (T2), die einem der Zielobjekte entspricht, ist verdeckt.
Die Geschwindigkeitsberechnungseinheit 253 vergleicht die beiden Leistungsspektren 320, um eine Differenz zu berechnen.
23 zeigt ein Differenzdiagramm 321. Das Differenzdiagramm 321 zeigt die Differenz zwischen dem Leistungsspektrum 320 des x-ten Abtastzeitperiode und dem Leistungsspektrum 320 des (x+1)-ten Abtastzeitperiode an.
In dem Differenzdiagramm 321 ist die Leistung der Dopplerbins, die den lokalen Spitzen der beiden Leistungsspektren 320 entsprechen, gering.
Die Leistung (T1) und die Leistung (T2) sind jeweils eine Leistungsdifferenz der lokalen Spitzenwerte, die dem Zielobjekt entsprechen, und das Dopplerbins, das jeweils der Leistung (T1) und der Leistung (T2) entspricht, ändert sich nicht zwischen zwei aufeinander folgenden Zeiträumen.
Die Leistung (A) ist eine Differenz in der Leistung der lokalen Spitzen, die der Cover-Chirp-Störung entsprechen, und das Dopplerbin, das der Leistung (a) entspricht, ändert sich in Abhängigkeit von zwei aufeinanderfolgenden Zeitperioden. Das liegt daran, dass die Frequenz bei der Cover-Chirp-Störung allmählich verschoben wird.
Erneut bezugnehmend auf 20, wird die Beschreibung ab Schritt S184 fortgesetzt.
In Schritt S184 bestimmt die Geschwindigkeitsberechnungseinheit 253, ob es ein Schwebungssignal einer nicht ausgewählten Zeitperiode gibt.
Liegt ein Schwebungssignal mit einer nicht ausgewählten Zeitperiode vor, wird mit Schritt S181 fortgefahren.
Liegt kein Schwebungssignal für eine nicht ausgewählte Zeitperiode vor, wird mit Schritt S185 fortgefahren.
In Schritt S185 berechnet die Geschwindigkeitsberechnungseinheit 253 die Änderung der Differenzen für jedes Dopplerbin in Bezug auf die in Schritt S183 gespeicherten Differenzen.
Konkret berechnet die Geschwindigkeitsberechnungseinheit 253 die Standardabweichung oder Varianz der Differenzen für jedes Dopplerbin.
In Schritt S186 erzeugt die Geschwindigkeitsberechnungseinheit 253 eine statistische Differenzkurve auf der Grundlage der Änderung jedes Dopplerbins.
Das Diagramm der Differenzstatistik ist ein Diagramm, das die Statistik von Differenzen zwischen Dopplerbins anzeigt. Spezifische Beispiele für die Statistiken sind die Standardabweichung, die geglättete Standardabweichung, die Varianz und die geglättete Varianz.
Insbesondere führt die Geschwindigkeitsberechnungseinheit 253 eine Glättungsverarbeitung an der Änderung jedes Dopplerbins durch. Ein spezifisches Beispiel für die Glättungsverarbeitung ist die Verarbeitung zum Erhalten eines gleitenden Mittelwerts (Verarbeitung des gleitenden Durchschnitts). Dann erzeugt die Geschwindigkeitsberechnungseinheit 253 ein Diagramm, das die geglättete Änderung jedes Dopplerbins anzeigt. Das erzeugte Diagramm ist ein statistisches Differenzdiagramm.
In Schritt S187 identifiziert die Geschwindigkeitsberechnungseinheit 253 eine Spitze in dem statistischen Differenzdiagramm. Zu diesem Zeitpunkt ermittelt die Geschwindigkeitsberechnungseinheit 253 eine negative Spitze, um das Zielobjekt zu erfassen, das eine kleine Änderung im Dopplerbin aufweist.
Als Nächstes identifiziert die Geschwindigkeitsberechnungseinheit 253 das Dopplerbin, das der Spitze entspricht.
Anschließend berechnet die Geschwindigkeitsberechnungseinheit 253 die Relativgeschwindigkeit des Zielobjekts auf der Grundlage der der Spitze entsprechenden Dopplerbin-Nummer.
24 zeigt ein statistisches Differenzdiagramm 322. Das statistisches Differenzdiagramm 322 zeigt den gleitenden Mittelwert der Standardabweichung jedes Dopplerbins an.
Durch die Verwendung des statistischen Differenzdiagramms 322 ist es möglich, eine plötzliche Phasenverschiebung von Cover-Chirp-Störungen zu ignorieren und die Aufmerksamkeit auf allmähliche Phasenänderungen zu richten, um die Dopplerbin-Nummern zu identifizieren, die den Zielobjekten (T1) und (T2) entsprechen.
*** Beschreibung der Umsetzungsbeispiele ***
Bei der Entfernungsberechnung (S170 in 14) können die Schritte S175 bis 5177 wie unten beschrieben ablaufen.
Die Entfernungsberechnungseinheit 252 berechnet für jedes Entfernungsbin die Änderung in der Anzahl, wie oft jedes Entfernungsbin als das einer Spitze entsprechende Entfernungsbin identifiziert wurde. Spezifische Beispiele für eine Änderung bzw. Variation sind die Varianz, die Standardabweichung und dergleichen.
Als Nächstes führt die Entfernungsberechnungseinheit 252 eine Verarbeitung durch, um die CFAR für die Änderung jedes Entfernungsbins zu erhalten.
Dann identifiziert die Entfernungsberechnungseinheit 252 ein Entfernungsbin, dessen Änderung kleiner als ein Schwellenwert in den durch diese Verarbeitung erhaltenen Daten ist, und berechnet den relativen Abstand auf der Grundlage der Entfernungsbin-Nummer des identifizierten Entfernungsbins.
CFAR ist die Abkürzung für Constant False Alarm Rate.
Bei der Entfernungsberechnung (S170 in 14) können die Schritte S171 bis S174 wie unten beschrieben ablaufen.
Die Entfernungsberechnungseinheit 252 führt die Doppler-FFT an den Schwebungssignalen S9 durch. Dann führt die Entfernungsberechnungseinheit 252 für jedes Dopplerbin die Entfernungs-FFT an den durch die Doppler-FFT erhaltenen Daten durch, um ein Leistungsspektrum von Entfernungsbins für jedes Dopplerbin zu erzeugen.
Das heißt, das Verfahren in Schritt S172 und die nachfolgenden Schritte können auf die RD-Karte (Range-Doppler-Map) angewendet werden.
Bei der Geschwindigkeitsberechnung (S180 in 20) können die Schritte S185 bis S187 wie unten beschrieben ablaufen.
Die Geschwindigkeitsberechnungseinheit 253 berechnet die Summe oder das arithmetische Mittel der Differenzen für jedes Dopplerbin.
Als nächstes führt die Geschwindigkeitsberechnungseinheit 253 eine Verarbeitung durch, um die CFAR für die Summe für jedes Dopplerbin zu erhalten oder um das arithmetische Mittel für jedes Dopplerbin zu erhalten.
Dann identifiziert die Geschwindigkeitsberechnungseinheit 253 ein Dopplerbin, dessen Änderung in den durch diese Verarbeitung erhaltenen Daten kleiner als ein Schwellenwert ist, und berechnet die relative Geschwindigkeit auf der Grundlage der Dopplerbin-Nummer des identifizierten Dopplerbins.
Bei der Geschwindigkeitsberechnung (S180 in 20) können die Schritte S181 bis S184 wie unten beschrieben ablaufen.
Die Geschwindigkeitsberechnungseinheit 253 führt die Entfernungs-FFT an den Schwebungssignalen S9 durch. Dann führt die Geschwindigkeitsberechnungseinheit 253 die Doppler-FFT an den Daten durch, die durch die Entfernungs-FFT für jedes Entfernungsbin erhalten wurden, um ein Leistungsspektrum von Dopplerbins für jedes Entfernungsbin zu erzeugen.
Das heißt, das Verfahren von Schritt S182 und die nachfolgenden Schritte können auf die RD-Karte angewendet werden.
Der Prozess der Entfernungsberechnungseinheit 252 und der Prozess der Geschwindigkeitsberechnungseinheit 253 können vertauscht werden.
Das heißt, der Entfernungsberechnungsprozess (S170 in 14) kann wie der Geschwindigkeitsberechnungsprozess implementiert werden, indem eine Wellenform durch eine Abtastzeitperiode, die Entfernungs-FFT durch die Doppler-FFT und Entfernungsbins durch Dopplerbins ersetzt werden.
Der Geschwindigkeitsberechnungsprozess (S180 in 20) kann wie der Entfernungsberechnungsprozess implementiert werden, indem eine Abtastzeitperiode durch eine Wellenform, die Doppler-FFT durch die Entfernungs-FFT, Zeitperioden durch Wellenformen und Dopplerbins durch Entfernungbins ersetzt werden.
In diesem Fall erzeugt die Entfernungsberechnungseinheit 252 ein Leistungsspektrum von Entfernungsbins für jede Zeitperiode oder für jedes Dopplerbin unter Verwendung der Schwebungssignale S9, erzeugt ein statistisches Differenzdiagramm, das die Statistik der Differenzen zwischen den Leistungsspektren anzeigt, und berechnet die Entfernung auf der Grundlage der Entfernungsbin-Nummer, die einer Spitze in dem statistischen Differenzdiagramm entspricht, als die relative Entfernung des Zielobjekts.
Insbesondere extrahiert die Entfernungsberechnungseinheit 252 ein Schwebungssignal jeder Zeitperiode aus den Schwebungssignalen S9 und führt die Fourier-Transformation an dem Schwebungssignal jeder Zeitperiode durch, um ein Leistungsspektrum für jede Zeitperiode zu erzeugen, vergleicht die Leistungsspektren, um eine Differenz in der Leistung jedes Entfernungsbins für jede Kombination von zwei aufeinanderfolgenden Zeitperioden zu berechnen, und erzeugt ein statistisches Differenzdiagramm basierend auf der berechneten Differenz.
Insbesondere erzeugt die Entfernungsberechnungseinheit 252 ein Leistungsspektrum für jedes Dopplerbin unter Verwendung einer Doppler-Entfernungskarte (Doppler-Range-Map), die durch die Durchführung der Fourier-Transformation der Schwebungssignale S9 erhalten wird, vergleicht die Leistungsspektren, um eine Differenz in der Leistung jedes Entfernungsbins für jede Kombination von zwei aufeinanderfolgenden Dopplerbins zu berechnen, und erzeugt ein statistisches Differenzdiagramm basierend auf den berechneten Differenzen.
Insbesondere berechnet die Entfernungsberechnungseinheit 252 die Standardabweichung der Differenzen oder die Varianz der Differenzen für jedes Entfernungsbin und führt eine Glättungsverarbeitung der Standardabweichung jedes Entfernungsbins oder der Varianz jedes Entfernungsbins durch, um ein statistisches Differenzdiagramm zu erstellen.
Die Geschwindigkeitsberechnungseinheit 253 erzeugt ein Histogramm von Dopplerbins unter Verwendung der Schwebungssignale S9 und berechnet die Geschwindigkeit auf der Grundlage der Dopplerbin-Nummer, die einer Spitze im Histogramm entspricht, als die relative Geschwindigkeit des Zielobjekts.
Insbesondere führt die Geschwindigkeitsberechnungseinheit 253 die Fourier-Transformation des Schwebungssignals durch, um ein Leistungsspektrum von Dopplerbins für jede Wellenform zu erzeugen, identifiziert das Dopplerbin, das einer Spitze im Leistungsspektrum für jede Wellenform entspricht, und erzeugt ein Histogramm auf der Grundlage der Anzahl der Male der Identifizierungen jedes Dopplerbins.
Insbesondere erzeugt die Geschwindigkeitsberechnungseinheit 253 ein Leistungsspektrum von Dopplerbins für jedes Entfernungsbin unter Verwendung einer Doppler-Entfernungskarte, die durch die Durchführung der Fourier-Transformation der Schwebungssignale S9 erhalten wird, identifiziert das Dopplerbin, das einer Spitze im Leistungsspektrum für jedes Entfernungsbin entspricht, und erzeugt ein Histogramm auf der Grundlage der Anzahl von Malen, die jedes Dopplerbin identifiziert wurde.
Insbesondere berechnet die Geschwindigkeitsberechnungseinheit 253 für jedes Dopplerbin, wie oft das Dopplerbin identifiziert wurde, um ein vorläufiges Histogramm der Dopplerbins zu erzeugen, und führt eine Glättungsverarbeitung des vorläufigen Histogramms durch, um ein Histogramm zu erzeugen.
Die Radarvorrichtung 100 kann ein MIMO-Radar sein.
In diesem Fall umfasst die Radarvorrichtung 100 eine Vielzahl von Sendeantennen 113 und eine Vielzahl von Empfangsantennen 114. Die Radarvorrichtung 100 enthält die gleiche Anzahl von Tiefpassfiltern 116 und ADCs 117 wie die Anzahl der Empfangsantennen 114.
MIMO ist eine Abkürzung für Multi-Input-Multi-Output.
Eine Konfiguration der Radarvorrichtung 100 kann eine Konfiguration ohne die Entfernungsberechnungseinheit 252 oder die Geschwindigkeitsberechnungseinheit 253 sein.
*** Wirkungen des Ausführungsbeispiels 1 ***
Durch die Entwicklung einer Signalverarbeitung, die im Rahmen des konventionellen FMCW-Verfahrens Informationen aus den Schwebungssignalen S9 extrahiert, hat die Radarvorrichtung 100 die folgenden Wirkungen.
Die Angriffsbestimmungseinheit 251 führt eine Angriffsbestimmung auf der Grundlage der Schwebungssignale S9 durch, die die Schwebungssignale S8 in Rahmeneinheiten sind, um das Angriffsbestimmungsergebnis S10 zu erhalten.
Je nach dem Ergebnis der Angriffsbestimmung S10 wird dann die Informationsberechnungseinheit 240 oder die Entfernungsberechnungseinheit 252 und die Geschwindigkeitsberechnungseinheit 253 aktiviert.
Als Ergebnis können die relative Entfernung des Zielobjekts und die relative Geschwindigkeit des Zielobjekts ermittelt werden.
Die Angriffsbestimmungseinheit 251 kann Cover-Chirp-Störungen erkennen, indem sie die Tatsache ausnutzt, dass Cover-Chirp-Störungen in einem relativ großen Bereich auf der RD-Karte Leistung erzeugen.
Darüber hinaus kann die Entfernungsberechnungseinheit 252 die relative Entfernung des Zielobjekts und die Geschwindigkeitsberechnungseinheit 253 die relative Geschwindigkeit des Zielobjekts berechnen, selbst wenn die Leistung des Zielobjekts aufgrund von Cover-Chirp-Störungen in starkem Rauschen verborgen ist.
Ausführungsbeispiel 2
Hinsichtlich der Varianten der Radarvorrichtung 100 werden die Unterschiede zu Ausführungsbeispiel 1 hauptsächlich anhand der 25 bis 28 beschrieben.
*** Variante 1 ***
Konfigurationsbeschreibung
Anhand von 25 wird eine Konfiguration der Radarvorrichtung 100 beschrieben.
Die Radarvorrichtung 100 enthält nicht die Informationsberechnungseinheit 240 und die Angriffsbestimmungseinheit 251, die in der Konfiguration von Ausführungsbeispiel 1 enthalten sind.
*** Beschreibung des Betriebs ***
Anhand von 26 wird das Radarbetriebsverfahren beschrieben.
Schritt S110 bis Schritt S130 sind wie in Ausführungsbeispiel 1 beschrieben.
Nach Schritt S130 wird die Verarbeitung mit Schritt S170 und Schritt S180 fortgesetzt.
In Schritt S170 berechnet die Entfernungsberechnungseinheit 252 die relative Entfernung des Zielobjekts auf der Grundlage der Schwebungssignale S9. Schritt S170 ist wie in Ausführungsbeispiel 1 beschrieben.
In Schritt S180 berechnet die Geschwindigkeitsberechnungseinheit 253 die Relativgeschwindigkeit des Zielobjekts auf der Grundlage der Schwebungssignale S9. Schritt S180 ist wie in Ausführungsbeispiel 1 beschrieben.
*** Auswirkungen der Variation 1 ***
Die Radarvorrichtung 100 kann die relative Entfernung des Zielobjekts und die relative Geschwindigkeit des Zielobjekts mit einer kleineren Konfiguration berechnen.
*** Ergänzung zu Variante 1 ***
Eine Konfiguration der Radarvorrichtung 100 kann eine Konfiguration ohne die Entfernungsberechnungseinheit 252 oder die Geschwindigkeitsberechnungseinheit 253 sein.
*** Variante 2 ***
Konfigurationsbeschreibung
Anhand von 27 wird eine Konfiguration der Radarvorrichtung 100 beschrieben.
Die Radarvorrichtung 100 enthält zusätzlich zu der Konfiguration von Ausführungsbeispiel 1 eine Informationsauswahleinheit 260.
*** Beschreibung des Betriebs ***
Anhand von 28 wird das Radarbetriebsverfahren beschrieben.
Schritt S110 bis Schritt S130 sind wie in Ausführungsbeispiel 1 beschrieben.
Nach Schritt S130 wird die Verarbeitung mit Schritt S140, Schritt S150 und Schritt S160 fortgesetzt.
In Schritt S140 bestimmt die Angriffsbestimmungseinheit 251 das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von Cover-Chirp-Störungen auf der Grundlage der Schwebungssignale S9. Schritt S140 ist wie in Ausführungsbeispiel 1 beschrieben.
In Schritt S150 berechnet die Informationsberechnungseinheit 240 die relative Entfernung des Zielobjekts und die relative Geschwindigkeit des Zielobjekts auf der Grundlage der Schwebungssignale S9. Schritt S150 ist wie in Ausführungsbeispiel 1 beschrieben.
Der in Schritt S150 berechnete relative Abstand und die relative Geschwindigkeit werden als Zielinformation S11 bezeichnet.
In Schritt S160 berechnet die Entfernungsberechnungseinheit 252 die relative Entfernung des Zielobjekts auf der Grundlage der Schwebungssignale S9, und die Geschwindigkeitsberechnungseinheit 253 berechnet die relative Geschwindigkeit des Zielobjekts auf der Grundlage der Schwebungssignale S9. Schritt S160 ist wie in Ausführungsbeispiel 1 beschrieben.
Der in Schritt S160 berechnete relative Abstand wird als relativer Abstand S12 bezeichnet, und die in Schritt S160 berechnete relative Geschwindigkeit wird als relative Geschwindigkeit S13 bezeichnet.
Nach Schritt S140, Schritt S150 und Schritt S160 wird die Verarbeitung mit Schritt S191 fortgesetzt.
In Schritt S191 bezieht sich die Informationsauswahleinheit 260 auf das Ergebnis der Angriffsbestimmung S10, um das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von Cover-Chirp-Störungen zu überprüfen.
Wenn keine Cover-Chirp-Störung vorliegt, wird mit Schritt S192 fortgefahren.
Wenn eine Cover-Chirp-Störung vorliegt, wird mit Schritt S193 fortgefahren.
In Schritt S192 wählt die Informationsauswahleinheit 260 die Zielinformation S11 aus und gibt sie aus.
In Schritt S193 gibt die Informationsauswahleinheit 260 den relativen Abstand S12 und die relative Geschwindigkeit S13 aus.
*** Wirkungen der Variation 2 ***
Wie in Ausführungsbeispiel 1 kann die Radarvorrichtung 100 die relative Entfernung des Zielobjekts und die relative Geschwindigkeit des Zielobjekts berechnen.
*** Ergänzung zu Ausführungsbeispielen ***
Anhand von 29 wird eine Hardwarekonfiguration der Signalverarbeitungsvorrichtung 200 beschrieben.
Die Signalverarbeitungsvorrichtung 200 umfasst eine Verarbeitungsschaltung 209.
Bei der Verarbeitungsschaltung 209 handelt es sich um Hardware, die die Wellenform-Steuereinheit 210, die Wellenform-Formungseinheit 220, die Wellenform-Sammeleinheit 230, die Informationsberechnungseinheit 240, die Angriffsgegenmaßnahmeneinheit 250 und die Informationsauswahleinheit 260 realisiert.
Die Verarbeitungsschaltung 209 kann eine zweckgebundene Hardware sein oder kann der Prozessor 201 sein, der im Arbeitsspeicher 202 gespeicherte Programme ausführt.
Wenn die Verarbeitungsschaltung 209 zweckgebundene Hardware ist, ist die Verarbeitungsschaltung 209 beispielsweise eine Einzelschaltung, eine Verbundschaltung, ein programmierter Prozessor, ein parallel programmierter Prozessor, ein ASIC, ein FPGA, oder eine Kombination daraus.
ASIC ist die Abkürzung für Application-specific integrated Circuit (anwendungsspezifische integrierte Schaltung).
FPGA ist eine Abkürzung für Field Programmable Gate Array (dt. Feldprogrammierbare Gatteranordnung).
Die Signalverarbeitungsvorrichtung 200 kann alternativ zu den Verarbeitungsschaltungen 209 eine Vielzahl von Verarbeitungsschaltungen enthalten.
In der Verarbeitungsschaltung 209 können einige Funktionen durch spezielle Hardware und die übrigen Funktionen durch Software oder Firmware realisiert werden.
Wie oben beschrieben, können die Funktionen der Signalverarbeitungsvorrichtung 200 durch Hardware, Software, Firmware oder eine Kombination aus diesen realisiert werden.
Jedes der Ausführungsbeispiele ist ein Beispiel für ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel und soll den technischen Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken. Jedes der Ausführungsbeispiele kann auch nur teilweise implementiert sein oder kann in Kombination mit einem anderen Ausführungsbeispiel implementiert sein. Die in den Flussdiagrammen o.ä. beschriebenen Abläufe können nach Bedarf geändert werden.
Jede „Einheit“, die ein Element der Signalverarbeitungsvorrichtung 200 ist, kann als „Prozess“, „Schritt“, „Schaltung“ oder „Schaltkreis“ interpretiert werden.
Bezugszeichenliste

100: Radarvorrichtung,
110: Analoges Frontend,
111: Wellenformgenerator,
112: VCO,
113: Sendeantenne,
114: Empfangsantenne,
115: Mischer,
116: Tiefpassfilter,
117: ADC,
200: Signalverarbeitungsvorrichtung,
201: Prozessor,
202: Speicher,
203: Eingangs-/Ausgangsschnittstelle,
209: Verarbeitungsschaltung,
210: Wellenform-Steuereinheit,
220: Wellenform-Formungseinheit,
230: Wellenform-Sammeleinheit,
240: Informationsberechnungseinheit,
250: Angriffsgegenmaßnahmeneinheit,
251: Angriffsbestimmungseinheit,
252: Entfernungsberechnungseinheit,
253: Geschwindigkeitsberechnungseinheit,
260: Informationsauswahleinheit,
300: RD-Karte,
301: Abtastfenster,
302: Medianverarbeitungsergebnis,
310: Leistungsspektrum,
311: Entfernungsspitzendiagramm,
312: Histogramm,
320: Leistungsspektrum,
321: Differenzdiagramm,
322: statistisches Differenzdiagramm,
S1: Steuersignal,
S2: Rampensignal,
S3: lokale Welle,
S4: Empfangswelle,
S5: Mischsignal,
S6: gefiltertes Signal,
S7: Schwebungssignal,
S8: Schwebungssignal,
S9: Schwebungssignal,
S10: Angriffsbestimmungsergebnis,
S11: Zielinformation,
S12: Relativentfernung,
S13: Relativgeschwindigkeit.

Claims

Signalverarbeitungsvorrichtung, umfassend: eine Wellenform-Sammeleinheit zum Sammeln von Schwebungssignalen in Rahmeneinheiten, wobei die Schwebungssignale digitale Signale sind, die aus einem Mischsignal erhalten werden, das durch Mischen einer lokalen Welle, die gesendet wird, um ein Zielobjekt zu erfassen, und einer empfangenen Welle, die als reflektierte Welle entsprechend der lokalen Welle empfangen wird, erhalten wird; eine Entfernungsberechnungseinheit zum Erzeugen eines Histogramms von Entfernungsbins unter Verwendung der Schwebungssignale in Rahmeneinheiten und zum Berechnen einer Entfernung auf der Grundlage einer Entfernungsbin-Nummer, die einer Spitze in dem Histogramm entspricht, als eine relative Entfernung des Zielobjekts; und eine Geschwindigkeitsberechnungseinheit zum Erzeugen eines Leistungsspektrums von Dopplerbins für jede Zeitperiode oder für jedes Entfernungsbin unter Verwendung der Schwebungssignale in Rahmeneinheiten, zum Erzeugen eines statistischen Differenzdiagramms, das eine Statistik der Differenzen zwischen Leistungsspektren anzeigt, und zum Berechnen einer Geschwindigkeit auf der Grundlage einer Dopplerbin-Nummer, die einer Spitze in dem statistischen Differenzdiagramm entspricht, als eine relative Geschwindigkeit des Zielobjekts.
Signalverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Schwebungssignale in Rahmeneinheiten Schwebungssignale mit unterschiedlichen Wellenformen enthalten, und wobei die Entfernungsberechnungseinheit eine Fourier-Transformation an einem Schwebungssignal durchführt, um ein Leistungsspektrum von Entfernungsbins für jede Wellenform zu erzeugen, ein Entfernungsbin identifiziert, das einer Spitze in dem Leistungsspektrum für jede Wellenform entspricht, und das Histogramm auf der Grundlage der Anzahl von Malen erzeugt, die jedes Entfernungsbin identifiziert wurde.
Signalverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Entfernungsberechnungseinheit ein Leistungsspektrum von Entfernungsbins für jedes Dopplerbin unter Verwendung einer Entfernungs-Dopplerkarte erzeugt, die durch Ausführen einer Fourier-Transformation an den Schwebungssignalen in Rahmeneinheiten erhalten wird, ein Entfernungsbin identifiziert, das einer Spitze im Leistungsspektrum für jedes Dopplerbin entspricht, und das Histogramm auf der Grundlage der Anzahl von Malen erzeugt, die jedes Entfernungsbin identifiziert wurde.
Signalverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, wobei die Entfernungsberechnungseinheit für jedes Entfernungsbin die Anzahl der Male berechnet, die jedes Entfernungsbin identifiziert wurde, um ein vorläufiges Histogramm von Entfernungsbins zu erzeugen, und eine Glättungsverarbeitung an dem vorläufigen Histogramm durchführt, um das Histogramm zu erzeugen.
Signalverarbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Geschwindigkeitsberechnungseinheit ein Schwebungssignal jeder Zeitperiode aus den Schwebungssignalen in Rahmeneinheiten extrahiert, eine Fourier-Transformation an dem Schwebungssignal jeder Zeitperiode durchführt, um das Leistungsspektrum für jede Zeitperiode zu erzeugen, die Leistungsspektren vergleicht, um eine Leistungsdifferenz jedes Dopplerbins für jede Kombination von zwei aufeinanderfolgenden Zeitperioden zu berechnen, und das statistische Differenzdiagramm auf der Grundlage der berechneten Differenzen erzeugt.
Signalverarbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Geschwindigkeitsberechnungseinheit das Leistungsspektrum für jedes Entfernungsbin unter Verwendung einer Entfernungs-Dopplerkarte erzeugt, die durch Durchführen einer Fourier-Transformation an den Schwebungssignalen in Rahmeneinheiten erhalten wird, Leistungsspektren vergleicht, um eine Leistungsdifferenz jedes Dopplerbins für jede Kombination von zwei aufeinanderfolgenden Entfernungsbins zu berechnen, und das Differenzstatistikdiagramm auf der Grundlage der berechneten Differenzen erzeugt.
Signalverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, wobei die Geschwindigkeitsberechnungseinheit eine Standardabweichung der Differenz oder die Varianz der Differenz für jedes Dopplerbin berechnet und eine Glättungsverarbeitung an der Standardabweichung jedes Dopplerbins oder der Varianz jedes Dopplerbins durchführt, um das statistische Differenzdiagramm zu erzeugen.
Signalverarbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner umfassend eine Angriffsbestimmungseinheit zum Durchführen einer Fourier-Transformation an den Schwebungssignalen in Rahmeneinheiten, um eine Entfernungs-Dopplerkarte zu erzeugen, und zum Bestimmen des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins von Cover-Chirp-Störungen auf der Grundlage der Entfernungs-Dopplerkarte.
Signalverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Angriffsbestimmungseinheit eine Glättungsverarbeitung für jeden Bereich in der Entfernungs-Dopplerkarte durchführt, um einen repräsentativen Wert für jeden Bereich in der Entfernungs-Dopplerkarte zu berechnen, und das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von Cover-Chirp-Störungen auf der Grundlage des repräsentativen Wertes für jeden Bereich bestimmt.
Signalverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, ferner umfassend eine Informationsberechnungseinheit zum Durchführen einer Fourier-Transformation an den Schwebungssignalen in Rahmeneinheiten, um eine relative Entfernung des Zielobjekts und eine relative Geschwindigkeit des Zielobjekts zu berechnen.
Signalverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Entfernungsberechnungseinheit die relative Entfernung berechnet, wenn das Vorhandensein von Cover-Chirp-Störungen bestimmt wird, wobei die Geschwindigkeitsberechnungseinheit die Relativgeschwindigkeit berechnet, wenn das Vorhandensein von Cover-Chirp-Störungen bestimmt wird, und wobei die Informationsberechnungseinheit die relative Entfernung und die relative Geschwindigkeit berechnet, wenn das Nichtvorhandensein von Cover-Chirp-Störungen bestimmt wird.
Signalverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 10, die ferner umfasst eine Informationsauswahleinheit, um, wenn das Vorhandensein von Cover-Chirp-Störungen bestimmt wird, die von der Entfernungsberechnungseinheit berechnete relative Entfernung und die von der Geschwindigkeitsberechnungseinheit berechnete relative Geschwindigkeit auszuwählen, und wenn das Fehlen von Cover-Chirp-Störungen bestimmt wird, die von der Informationsberechnungseinheit berechnete relative Entfernung und die von der Informationsberechnungseinheit berechnete relative Geschwindigkeit auszuwählen.
Signalverarbeitungsvorrichtung, umfassend: eine Wellenform-Sammeleinheit zum Sammeln von Schwebungssignalen in Rahmeneinheiten, wobei die Schwebungssignale digitale Signale sind, die aus einem Mischsignal erhalten werden, das durch Mischen einer lokalen Welle, die gesendet wird, um ein Zielobjekt zu erfassen, und einer empfangenen Welle, die als reflektierte Welle entsprechend der lokalen Welle empfangen wird, erhalten wird; und eine Entfernungsberechnungseinheit zum Erzeugen eines Histogramms von Entfernungsbins unter Verwendung der Schwebungssignale in Rahmeneinheiten und zum Berechnen einer Entfernung auf der Grundlage einer Entfernungsbin-Nummer, die einer Spitze in dem Histogramm entspricht, als eine relative Entfernung des Zielobjekts.
Signalverarbeitungsvorrichtung, umfassend: eine Wellenform-Sammeleinheit zum Sammeln von Schwebungssignalen in Rahmeneinheiten, wobei die Schwebungssignale digitale Signale sind, die aus einem Mischsignal erhalten werden, das durch Mischen einer lokalen Welle, die gesendet wird, um ein Zielobjekt zu erfassen, und einer empfangenen Welle, die als reflektierte Welle entsprechend der lokalen Welle empfangen wird, erhalten wird; und eine Geschwindigkeitsberechnungseinheit zum Erzeugen eines Leistungsspektrums von Dopplerbins für jede Zeitperiode oder für jedes Entfernungsbin unter Verwendung der Schwebungssignale in Rahmeneinheiten, zum Erzeugen eines statistischen Differenzdiagramms, das eine Statistik der Differenzen zwischen Leistungsspektren anzeigt, und zum Berechnen einer Geschwindigkeit auf der Grundlage einer Dopplerbin-Nummer, die einer Spitze in dem statistischen Differenzdiagramm entspricht, als eine relative Geschwindigkeit des Zielobjekts.
Radarvorrichtung, umfassend: ein analoges Frontend, um eine lokale Welle zu senden, eine reflektierte Welle, die der lokalen Welle entspricht, als eine empfangene Welle zu empfangen, eine Mischung der lokalen Welle und der empfangenen Welle durchzuführen, um ein Mischsignal zu erzeugen, und ein Schwebungssignal zu erzeugen, das ein digitales Signal ist, das dem Mischsignal entspricht; und die Signalverarbeitungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14.
Radarbetriebsverfahren, umfassend: Sammeln von Schwebungssignalen in Rahmeneinheiten, wobei die Schwebungssignale digitale Signale sind, die aus einem Mischsignal erhalten werden, das durch Mischen einer lokalen Welle, die gesendet wird, um ein Zielobjekt zu erfassen, und einer empfangenen Welle, die als reflektierte Welle entsprechend der lokalen Welle empfangen wird, durch eine Wellenformsammeleinheit erhalten wird; Erzeugen eines Histogramms von Entfernungsbins unter Verwendung der Schwebungssignale in Rahmeneinheiten und Berechnen einer Entfernung auf der Grundlage einer Entfernungsbin-Nummer, die einer Spitze in dem Histogramm entspricht, als eine relative Entfernung des Zielobjekts durch eine Entfernungsberechnungseinheit; und Erzeugen eines Leistungsspektrums von Dopplerbins für jede Zeitperiode oder für jedes Entfernungsbin unter Verwendung der Schwebungssignale in Rahmeneinheiten, Erzeugen eines statistischen Differenzdiagramms, das eine Statistik der Differenzen zwischen Leistungsspektren anzeigt, und Berechnen einer Geschwindigkeit auf der Grundlage einer Dopplerbin-Nummer, die einer Spitze in dem statistischen Differenzdiagramm entspricht, als eine relative Geschwindigkeit des Zielobjekts durch eine Geschwindigkeitsberechnungseinheit.
Radarbetriebsverfahren, umfassend: Sammeln von Schwebungssignalen in Rahmeneinheiten, wobei die Schwebungssignale digitale Signale sind, die aus einem Mischsignal erhalten werden, das durch Ausführen einer Mischung einer lokalen Welle, die gesendet wird, um ein Zielobjekt zu erfassen, und einer empfangenen Welle, die als reflektierte Welle entsprechend der lokalen Welle empfangen wird, durch eine Wellenformsammeleinheit erhalten wird; und Erzeugen eines Histogramms von Entfernungsbins unter Verwendung der Schwebungssignale in Rahmeneinheiten, und Berechnen einer Entfernung auf der Grundlage einer Entfernungsbin-Nummer, die einer Spitze in dem Histogramm entspricht, als eine relative Entfernung des Zielobjekts durch eine Entfernungsberechnungseinheit.
Radarbetriebsverfahren, umfassend: Sammeln von Schwebungssignalen in Rahmeneinheiten, wobei die Schwebungssignale digitale Signale sind, die aus einem Mischsignal erhalten werden, das durch Ausführen einer Mischung einer lokalen Welle, die gesendet wird, um ein Zielobjekt zu erfassen, und einer empfangenen Welle, die als reflektierte Welle entsprechend der lokalen Welle empfangen wird, durch eine Wellenformsammeleinheit erhalten wird; und Erzeugen eines Leistungsspektrums von Dopplerbins für jede Zeitperiode oder für jedes Entfernungsbin unter Verwendung der Schwebungssignale in Rahmeneinheiten, Erzeugen eines statistischen Differenzdiagramms, das eine Statistik der Differenzen zwischen Leistungsspektren anzeigt, und Berechnen einer Geschwindigkeit auf der Grundlage einer Dopplerbin-Nummer, die einer Spitze in dem statistischen Differenzdiagramm entspricht, als eine relative Geschwindigkeit des Zielobjekts durch eine Geschwindigkeitsberechnungseinheit.
Radarbetriebsprogramm, das einen Computer veranlasst auszuführen: ein Wellenform-Sammelverfahren zum Sammeln von Schwebungssignalen in Rahmeneinheiten, wobei die Schwebungssignale digitale Signale sind, die aus einem Mischsignal erhalten werden, das durch Mischen einer lokalen Welle, die gesendet wird, um ein Zielobjekt zu erfassen, und einer empfangenen Welle, die als reflektierte Welle entsprechend der lokalen Welle empfangen wird, erhalten wird; ein Entfernungsberechnungsverfahren des Erzeugens eines Histogramms von Entfernungsbins unter Verwendung der Schwebungssignale in Rahmeneinheiten und des Berechnens einer Entfernung basierend auf einer Entfernungsbin-Nummer, die einer Spitze in dem Histogramm entspricht, als eine relative Entfernung des Zielobjekts; und ein Geschwindigkeitsberechnungsverfahren des Erzeugens eines Leistungsspektrums von Dopplerbins für jede Zeitperiode oder für jedes Entfernungsbin unter Verwendung der Schwebungssignale in Rahmeneinheiten, des Erzeugens eines statistischen Differenzdiagramms, das eine Statistik von Differenzen zwischen Leistungsspektren anzeigt, und des Berechnens einer Geschwindigkeit auf der Grundlage einer Dopplerbin-Nummer, die einer Spitze in dem statistischen Differenzdiagramms entspricht, als eine relative Geschwindigkeit des Zielobjekts.
Radarbetriebsprogramm, das einen Computer veranlasst auszuführen: ein Wellenform-Sammelverfahren zum Sammeln von Schwebungssignalen in Rahmeneinheiten, wobei die Schwebungssignale digitale Signale sind, die aus einem Mischsignal erhalten werden, das durch Mischen einer lokalen Welle, die gesendet wird, um ein Zielobjekt zu erfassen, und einer empfangenen Welle, die als reflektierte Welle entsprechend der lokalen Welle empfangen wird, erhalten wird; und ein Entfernungsberechnungsverfahren des Erzeugens eines Histogramms von Entfernungsbins unter Verwendung der Schwebungssignale in Rahmeneinheiten und des Berechnens einer Entfernung basierend auf einer Entfernungsbin-Nummer, die einer Spitze in dem Histogramm entspricht, als eine relative Entfernung des Zielobjekts.
Radarbetriebsprogramm, das einen Computer veranlasst auszuführen: ein Wellenform-Sammelverfahren zum Sammeln von Schwebungssignalen in Rahmeneinheiten, wobei die Schwebungssignale digitale Signale sind, die aus einem Mischsignal erhalten werden, das durch Mischen einer lokalen Welle, die gesendet wird, um ein Zielobjekt zu erfassen, und einer empfangenen Welle, die als reflektierte Welle entsprechend der lokalen Welle empfangen wird, erhalten wird; und ein Geschwindigkeitsberechnungsverfahren des Erzeugens eines Leistungsspektrums von Dopplerbins für jede Zeitperiode oder für jedes Entfernungsbin unter Verwendung der Schwebungssignale in Rahmeneinheiten, des Erzeugens eines statistischen Differenzdiagramms, das eine Statistik von Differenzen zwischen Leistungsspektren anzeigt, und des Berechnens einer Geschwindigkeit auf der Grundlage einer Dopplerbin-Nummer, die einer Spitze in dem statistischen Differenzdiagramms entspricht, als eine relative Geschwindigkeit des Zielobjekts.
Signalverarbeitungsvorrichtung, umfassend: eine Wellenform-Sammeleinheit zum Sammeln von Schwebungssignalen in Rahmeneinheiten, wobei die Schwebungssignale digitale Signale sind, die aus einem Mischsignal erhalten werden, das durch Mischen einer lokalen Welle, die gesendet wird, um ein Zielobjekt zu erfassen, und einer empfangenen Welle, die als reflektierte Welle entsprechend der lokalen Welle empfangen wird, erhalten wird; eine Geschwindigkeitsberechnungseinheit zum Erzeugen eines Histogramms von Dopplerbins unter Verwendung der Schwebungssignale in Rahmeneinheiten und zum Berechnen einer Geschwindigkeit auf der Grundlage einer Dopplerbin-Nummer, die einer Spitze in dem Histogramm entspricht, als eine relative Geschwindigkeit des Zielobjekts; und eine Entfernungsberechnungseinheit zum Erzeugen eines Leistungsspektrums von Entfernungsbins für jede Zeitperiode oder für jedes Dopplerbin unter Verwendung der Schwebungssignale in Rahmeneinheiten, zum Erzeugen eines statistischen Differenzdiagramms, das eine Statistik der Differenzen zwischen Leistungsspektren anzeigt, und zum Berechnen einer Entfernung auf der Grundlage einer Entfernungsbin-Nummer, die einer Spitze in dem statistischen Differenzdiagramms entspricht, als eine relative Entfernung des Zielobjekts.
Signalverarbeitungsvorrichtung, umfassend: eine Wellenform-Sammeleinheit zum Sammeln von Schwebungssignalen in Rahmeneinheiten, wobei die Schwebungssignale digitale Signale sind, die aus einem Mischsignal erhalten werden, das durch Mischen einer lokalen Welle, die gesendet wird, um ein Zielobjekt zu erfassen, und einer empfangenen Welle, die als reflektierte Welle entsprechend der lokalen Welle empfangen wird, erhalten wird; und eine Geschwindigkeitsberechnungseinheit zum Erzeugen eines Histogramms von Dopplerbins unter Verwendung der Schwebungssignale in Rahmeneinheiten und zum Berechnen einer Geschwindigkeit auf der Grundlage einer Dopplerbin-Nummer, die einer Spitze in dem Histogramm entspricht, als eine relative Geschwindigkeit des Zielobjekts.
Signalverarbeitungsvorrichtung, umfassend: eine Wellenform-Sammeleinheit zum Sammeln von Schwebungssignalen in Rahmeneinheiten, wobei die Schwebungssignale digitale Signale sind, die aus einem Mischsignal erhalten werden, das durch Mischen einer lokalen Welle, die gesendet wird, um ein Zielobjekt zu erfassen, und einer empfangenen Welle, die als reflektierte Welle entsprechend der lokalen Welle empfangen wird, erhalten wird; und eine Entfernungsberechnungseinheit zum Erzeugen eines Leistungsspektrums von Entfernungsbins für jede Zeitperiode oder für jedes Dopplerbin unter Verwendung der Schwebungssignale in Rahmeneinheiten, zum Erzeugen eines statistischen Differenzdiagramms, das eine Statistik der Differenzen zwischen Leistungsspektren anzeigt, und zum Berechnen einer Entfernung auf der Grundlage einer Entfernungsbin-Nummer, die einer Spitze in dem statistischen Differenzdiagramms entspricht, als eine relative Entfernung des Zielobjekts.
Radarvorrichtung, umfassend: ein analoges Frontend, um eine lokale Welle zu senden, eine reflektierte Welle, die der lokalen Welle entspricht, als eine empfangene Welle zu empfangen, eine Mischung der lokalen Welle und der empfangenen Welle durchzuführen, um ein Mischsignal zu erzeugen, und ein Schwebungssignal zu erzeugen, das ein digitales Signal ist, das dem Mischsignal entspricht; und die Signalverarbeitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 24.
Radarbetriebsverfahren, umfassend: Sammeln von Schwebungssignalen in Rahmeneinheiten, wobei die Schwebungssignale digitale Signale sind, die aus einem Mischsignal erhalten werden, das durch Mischen einer lokalen Welle, die gesendet wird, um ein Zielobjekt zu erfassen, und einer empfangenen Welle, die als reflektierte Welle entsprechend der lokalen Welle empfangen wird, durch eine Wellenformsammeleinheit erhalten wird; Erzeugen eines Histogramms von Dopplerbins unter Verwendung der Schwebungssignale in Rahmeneinheiten und Berechnen einer Geschwindigkeit auf der Grundlage einer Dopplerbin-Nummer, die einer Spitze in dem Histogramm entspricht, als eine relative Geschwindigkeit des Zielobjekts durch eine Geschwindigkeitsberechnungseinheit; und Erzeugen eines Leistungsspektrums von Entfernungsbins für jede Zeitperiode oder für jedes Dopplerbin unter Verwendung der Schwebungssignale in Rahmeneinheiten, Erzeugen eines statistischen Differenzdiagramms, das eine Statistik der Differenzen zwischen Leistungsspektren anzeigt, und Berechnen einer Entfernung auf der Grundlage einer Entfernungsbin-Nummer, die einer Spitze in dem statistischen Differenzdiagramms entspricht, als eine relative Entfernung des Zielobjekts durch eine Entfernungsberechnungseinheit.
Radarbetriebsverfahren, umfassend: Sammeln von Schwebungssignalen in Rahmeneinheiten, wobei die Schwebungssignale digitale Signale sind, die aus einem Mischsignal erhalten werden, das durch Ausführen einer Mischung einer lokalen Welle, die gesendet wird, um ein Zielobjekt zu erfassen, und einer empfangenen Welle, die als reflektierte Welle entsprechend der lokalen Welle empfangen wird, durch eine Wellenformsammeleinheit erhalten wird; und Erzeugen eines Histogramms von Dopplerbins unter Verwendung der Schwebungssignale in Rahmeneinheiten und Berechnen einer Geschwindigkeit auf der Grundlage einer Dopplerbin-Nummer, die einer Spitze in dem Histogramm entspricht, als eine relative Geschwindigkeit des Zielobjekts durch eine Geschwindigkeitsberechnungseinheit.
Radarbetriebsverfahren, umfassend: Sammeln von Schwebungssignalen in Rahmeneinheiten, wobei die Schwebungssignale digitale Signale sind, die aus einem Mischsignal erhalten werden, das durch Ausführen einer Mischung einer lokalen Welle, die gesendet wird, um ein Zielobjekt zu erfassen, und einer empfangenen Welle, die als reflektierte Welle entsprechend der lokalen Welle empfangen wird, durch eine Wellenformsammeleinheit erhalten wird; und Erzeugen eines Leistungsspektrums von Entfernungsbins für jede Zeitperiode oder für jedes Dopplerbin unter Verwendung der Schwebungssignale in Rahmeneinheiten, Erzeugen eines statistischen Differenzdiagramms, das eine Statistik der Differenzen zwischen Leistungsspektren anzeigt, und Berechnen einer Entfernung auf der Grundlage einer Entfernungsbin-Nummer, die einer Spitze in dem statistischen Differenzdiagramms entspricht, als eine relative Entfernung des Zielobjekts durch eine Entfernungsberechnungseinheit.
Radarbetriebsprogramm, das einen Computer veranlasst auszuführen: ein Wellenform-Sammelverfahren zum Sammeln von Schwebungssignalen in Rahmeneinheiten, wobei die Schwebungssignale digitale Signale sind, die aus einem Mischsignal erhalten werden, das durch Mischen einer lokalen Welle, die gesendet wird, um ein Zielobjekt zu erfassen, und einer empfangenen Welle, die als reflektierte Welle entsprechend der lokalen Welle empfangen wird, erhalten wird; ein Geschwindigkeitsberechnungsverfahren des Erzeugens eines Histogramms von Dopplerbins unter Verwendung der Schwebungssignale in Rahmeneinheiten und des Berechnens einer Geschwindigkeit basierend auf einer Dopplerbin-Nummer, die einer Spitze in dem Histogramm entspricht, als eine relative Geschwindigkeit des Zielobjekts; und ein Entfernungsberechnungsverfahren des Erzeugens eines Leistungsspektrums von Entfernungsbins für jede Zeitperiode oder für jedes Dopplerbin unter Verwendung der Schwebungssignale in Rahmeneinheiten, des Erzeugens eines statistischen Differenzdiagramms, das eine Statistik von Differenzen zwischen Leistungsspektren anzeigt, und des Berechnens einer Entfernung auf der Grundlage einer Entfernungsbin-Nummer, die einer Spitze in dem statistischen Differenzdiagramm entspricht, als eine relative Entfernung des Zielobjekts.
Radarbetriebsprogramm, das einen Computer veranlasst auszuführen: ein Wellenform-Sammelverfahren zum Sammeln von Schwebungssignalen in Rahmeneinheiten, wobei die Schwebungssignale digitale Signale sind, die aus einem Mischsignal erhalten werden, das durch Mischen einer lokalen Welle, die gesendet wird, um ein Zielobjekt zu erfassen, und einer empfangenen Welle, die als reflektierte Welle entsprechend der lokalen Welle empfangen wird, erhalten wird; und ein Geschwindigkeitsberechnungsverfahren des Erzeugens eines Histogramms von Dopplerbins unter Verwendung der Schwebungssignale in Rahmeneinheiten und des Berechnens einer Geschwindigkeit basierend auf einer Dopplerbin-Nummer, die einer Spitze in dem Histogramm entspricht, als eine relative Geschwindigkeit des Zielobjekts.
Radarbetriebsprogramm, das einen Computer veranlasst auszuführen: ein Wellenform-Sammelverfahren zum Sammeln von Schwebungssignalen in Rahmeneinheiten, wobei die Schwebungssignale digitale Signale sind, die aus einem Mischsignal erhalten werden, das durch Mischen einer lokalen Welle, die gesendet wird, um ein Zielobjekt zu erfassen, und einer empfangenen Welle, die als reflektierte Welle entsprechend der lokalen Welle empfangen wird, erhalten wird; und ein Entfernungsberechnungsverfahren des Erzeugens eines Leistungsspektrums von Entfernungsbins für jede Zeitperiode oder für jedes Dopplerbin unter Verwendung der Schwebungssignale in Rahmeneinheiten, des Erzeugens eines statistischen Differenzdiagramms, das eine Statistik von Differenzen zwischen Leistungsspektren anzeigt, und des Berechnens einer Entfernung auf der Grundlage einer Entfernungsbin-Nummer, die einer Spitze in dem statistischen Differenzdiagramm entspricht, als eine relative Entfernung des Zielobjekts.