JP2001133542A - 目標情報検出システム - Google Patents

目標情報検出システム

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JP2001133542A
JP2001133542A JP31368399A JP31368399A JP2001133542A JP 2001133542 A JP2001133542 A JP 2001133542A JP 31368399 A JP31368399 A JP 31368399A JP 31368399 A JP31368399 A JP 31368399A JP 2001133542 A JP2001133542 A JP 2001133542A
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JP
Japan
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target
signal
antenna
amplitude
frequency
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JP31368399A
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English (en)
Inventor
Koichi Matsuo
浩一 松尾
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電波を放射し目標の情報を検出する目標情報
検出システムにおいて、目標の距離及び相対速度の他に
新たな目標に関する情報を得ること。 【解決手段】 第1のアンテナと第2のアンテナと受信
信号を振幅変調する振幅変調器と振幅変調器の変調信号
として目標物等の情報を示す変調コード信号を出力する
信号発生部とから構成される振幅変調機能付目標物と、
発振器、電力分配手段、第3及び第4のアンテナ、周波
数変換器、目標物の距離と相対速度を検出する距離及び
相対速度検出回路、目標物のコード情報を得るコード検
出回路とからなるFM−CWレーダとで構成することに
より、目標物との距離及び相対速度の他に、目標物のコ
ード情報を得ることが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、自動車等の移動
体もしくは道路に沿って設置された路止機に搭載し、こ
の搭載された移動体もしくは路上機の周囲の人間、車両
及び障害物等の目標物を、電波を用いて探知する目標情
報検出システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】図6はFM−CWレーダを車両の前方に
搭載した場合の目標情報検出システムの利用状況の一例
である。図において、1は道路、2a及び2bは道路1
をイの方向に通行する車両、3は車両2aの後続車2b
に搭載された前方を監視するFM−CWレーダ、4は道
路1の路側に設置された電柱または路側に駐車された路
上駐車車両等の障害物、5は道路1を通行または横断し
ている人間である。
【0003】次に、利用状況について説明する。道路1
をイの方向に通行している車両2bに搭載されたFM−
CWレーダ3は、周波数変調された送信電波を前方に照
射し、前方を走行している車両2a、障害物4及び人間
5等からの反射波を受け、その強弱、ドップラーによる
周波数のシフト及び電波の伝搬時間を検出し、その結果
から車両2aとの距離及び相対速度を求め、衝突防止の
ための警報あるいはブレーキ制御等の安全対策に用いら
れている。
【0004】このようなシステムの利用状況について
は、例えば、信学技報MW94−48(1994−0
9)「日本におけるミリ波応用システムの開発」及び日
本経済新聞社「ITSのすべて」1995年(P62〜
67)に記載されている。
【0005】図7は、図6における車両2bに搭載され
た従来の目標情報検出システム3の構成ブロック図を示
すもので、6は発振器、7は電力分配手段、8a及び8
bは第1及び第2のアンテナ、9は周波数変換器、10
は距離及び相対速度検出回路、11は目標物である。
【0006】次に動作について説明する。図7におい
て、発振器6は、高周波変調信号(FRF±ΔFの内、
FRFは中心周波数、ΔFは変調周波数幅である)を出
力する。電力分配手段7は、高周波変調信号の一部を局
発信号とし、残りを送信信号として第1のアンテナ8a
に出力する。第1のアンテナ8aは、送信信号を目標物
11に向けて出力する。第2のアンテナ8bは、目標物
からの反射信号を受けて受信信号を出力する。周波数変
換器9は、受信信号と局発信号を受けて両者の周波数の
和及び差の周波数をもつビデオ信号を出力する。距離及
び相対速度検出回路10は、ビデオ信号をフーリエ変換
して周波数軸上で解析し、目標物との距離及び相対速度
等の情報を検出する。
【0007】次に動作について補足説明する。図8は従
来のFM−CWレーダの動作原理図を示す。図8(a)
の曲線aは送信信号及び局発信号(周波数FRF±ΔF
の内、FRFは中心周波数、ΔFは変調周波数幅であ
る)、曲線bは受信信号である。FM−CWレーダの場
合、周波数変調された送信信号が目標物に照射され、そ
の受信信号は目標物までの距離の2倍だけ遅延時間が生
じ、受信信号が局発信号により周波数変換(ホモダイン
検波)され、図8(b)の曲線cのような目標物の距離
・速度に対応したビート周波数成分Fbをもったビデオ
信号となる。ついで、距離及び相対速度検出回路10に
おいて、この周波数Fbから目標物との距離及び相対速
度を演算する。なお、ここでは説明を簡略化するため、
自分の速度と目標物の速度が同じ場合、すなわち相対速
度=0の場合について示している。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記のように構成され
た装置においては、目標物の距離及び相対速度の情報は
得られるがそれ以外の情報例えば目標物の種類等の情報
は得られないという課題があった。
【0009】この発明は上記課題を解決するためになさ
れたものであり、目標物の距離及び相対速度以外に新た
な情報を得ることを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】第1の発明による目標情
報検出システムは、第1のアンテナと第2のアンテナと
受信信号を振幅変調する振幅変調器と振幅変調器の変調
信号として目標物等の情報を示す変調コード信号を出力
する信号発生部とから構成される振幅変調機能付目標物
と、発振器、電力分配手段、第2のアンテナ、第3のア
ンテナ、周波数変換器、目標物の距離と相対速度を検出
する距離及び相対速度検出回路、目標物のコード情報を
得るコード検出回路とからなるFM−CWレーダとで構
成したものである。
【0011】また、第2の発明による目標情報検出シス
テムは、第1の発明による目標情報検出システムにおい
て、送信及び受信信号を分離するサーキュレータを用い
ることにより第1及び第2のアンテナを1つにし送信及
び受信で共用するようにしたものである。
【0012】また、第3の発明による目標情報検出シス
テムは、第1の発明による目標情報検出システムまたは
第2の発明による目標情報検出システムのいずれかにお
いて、送信及び受信信号を分離するサーキュレータを用
いることにより第3及び第4のアンテナを1つにし送信
及び受信で共用するようにしたものである。
【0013】
【発明の実施の形態】実施の形態1.図1はこの発明の
実施の形態1を示すブロック図であり、図において、
3,6〜10は従来のFM−CWレーダシステムと同一
のものであり、12はコード検出回路、13は振幅変調
機能付目標物、14は振幅変調器、15は信号発生部で
ある。
【0014】図2は受信した高周波変調信号の送信振幅
を振幅変調器により時間変化させる振幅変調機能付目標
物13の利得の時間変化特性を示す図である。図に示す
ように、時間に対して高周波変調信号の利得が大小変化
している。
【0015】次に動作について説明する。図1におい
て、発振器6は、高周波変調信号(FRF±ΔFの内、
FRFは中心周波数、ΔFは変調周波数幅である)を出
力する。電力分配手段7は、高周波変調信号の一部を局
発信号とし、残りを送信信号として第1のアンテナ8a
に出力する。第1のアンテナ8aは、送信信号を振幅変
調機能付目標物13に向けて出力する。振幅変調機能付
目標物13はFM−CWレーダ3から送信されてきた高
周波変調信号を第3のアンテナ8cで受信し、振幅変調
器14にて信号発生部15からの目標物等の情報を示す
変調コード信号で振幅変調し、第4のアンテナ8dから
FM−CWレーダ3に向けて送信する。第2のアンテナ
8bは、振幅変調機能付目標物13からの送信信号を受
けて受信信号を出力する。周波数変換器9は、受信信号
と局発信号を受けて両者の周波数の和及び差の周波数を
もつビデオ信号を出力する。距離及び相対速度検出回路
10は、ビデオ信号をフーリエ変換して周波数軸上で解
析し、上記振幅変調機能付目標物13との距離及び相対
速度等の情報を検出する。コード検出回路は、上記ビデ
オ信号を時間軸上で解析し、ビデオ信号のレベルをしき
い値と比較し符号化することで上記振幅変調機能付目標
物13のコード情報を検出する。
【0016】次に動作について補足説明する。図3はこ
の実施の形態によるFM−CWレーダの動作原理図を示
す。図3(a)の曲線aは送信信号及び局発信号(周波
数FRF±ΔFの内、FRFは中心周波数、ΔFは変調
周波数幅である)、曲線bは受信信号である。FM−C
Wレーダの場合、周波数変調された送信信号が目標物に
照射され、その受信信号は目標物までの距離の2倍だけ
遅延時間が生じ、受信信号が局発信号により周波数変換
(ホモダイン検波)され、図3(b)の曲線cのような
目標物の距離・速度に対応したビート周波数成分Fbを
もったビデオ信号となる。なお、図中の曲線b,cにお
いて太線は振幅変調機能付目標物13から返ってきた信
号部分を示す。ついで、距離及び相対速度検出回路10
において、この周波数Fbから目標物との距離及び相対
速度を演算する。なお、ここでは説明を簡略化するた
め、自分の速度と目標物の速度が同じ場合、すなわち相
対速度=0の場合について示している。又、ビート信号
は振幅変調機能付目標物13からの送信信号の振幅が変
化するため、図3(c)の曲線dのようにレベルが変化
する。このビート信号はコード検出回路12において、
例えばビート信号が図3(c)の曲線eに示すしきい値
より高いときを“1”、低いときを“0”として符号化
することで、振幅変調機能付目標物13のコード情報を
検出する。
【0017】上記のように構成された目標情報検出シス
テムにおいては、振幅変調機能付目標物13で、FM−
CWレーダ3から送信されてきた高周波変調信号を目標
物等の情報を示す変調コード信号で振幅変調し送信する
ことにより目標物との距離及び相対速度を検出するとと
もに目標物のコード情報を得ることが可能となる。
【0018】実施の形態2.図4はこの発明の実施の形
態2を示すブロック図であり、図において、3,6〜1
0は従来の目標情報検出システムと同一のもの、12〜
15は実施形態1の構成図に記載したものと同一のも
の、16はサーキュレータである。
【0019】次に動作について説明する。図4におい
て、発振器6は、高周波変調信号(FRF±ΔFの内、
FRFは中心周波数、ΔFは変調周波数幅である)を出
力する。電力分配手段7は、高周波変調信号の一部を局
発信号とし、残りを送信信号として第1のアンテナ8a
に出力する。第1のアンテナ8aは、送信信号を振幅変
調機能付目標物13に向けて出力する。振幅変調機能付
目標物13はFM−CWレーダ3から送信されてきた高
周波変調信号を第5のアンテナ8eで受信し、サーキュ
レータ16により振幅変調器14の入力端子に導き、信
号発生部15からの目標物等の情報を示す変調コード信
号で振幅変調した後、サーキュレータ16、第5のアン
テナ8eからFM−CWレーダ3に向けて送信する。第
2のアンテナ8bは、振幅変調機能付目標物13からの
送信信号を受けて受信信号を出力する。周波数変換器9
は、受信信号と局発信号を受けて両者の周波数の和及び
差の周波数をもつビデオ信号を出力する。距離及び相対
速度検出回路10は、ビデオ信号をフーリエ変換して周
波数軸上で解析し、上記振幅変調機能付目標物13との
距離及び相対速度等の情報を検出する。コード検出回路
は、上記ビデオ信号を時間軸上で解析し、ビデオ信号の
レベルをしきい値と比較し符号化することで上記振幅変
調機能付目標物13のコード情報を検出する。
【0020】上記のように構成された目標情報検出シス
テムにおいては、振幅変調機能付目標物13で、FM−
CWレーダ3から送信されてきた高周波変調信号を振幅
変調し送信することにより目標物との距離及び相対速度
を検出するとともに目標物のコード情報を得ることが可
能となる。
【0021】また、振幅変調機能付目標物13のアンテ
ナを送信及び受信で共用することにより、アンテナ1個
を省略できるため、装置の小型化及び低価格化が可能と
なる。
【0022】実施の形態3.図5はこの発明の実施の形
態3を示すブロック図であり、図において、3,6〜1
0は従来の目標情報検出システムと同一のもの、12〜
15は実施形態1の構成図に記載したものと同一のも
の、16はサーキュレータである。
【0023】次に動作について説明する。図5におい
て、発振器6は、高周波変調信号(FRF±ΔFの内、
FRFは中心周波数、ΔFは変調周波数幅である)を出
力する。電力分配手段7はこの高周波変調信号の一部を
局発信号とし、残りを送信信号として出力する。サーキ
ュレータ16は、送信信号を第6のアンテナ8fに導く
とともに、第6のアンテナ8fから出力される受信信号
を周波数変換器9に導く。第6のアンテナ8fは、送信
信号を振幅変調機能付目標物13に向けて出力する。振
幅変調機能付目標物13はFM−CWレーダ3から送信
されてきた高周波変調信号を第3のアンテナ8cで受信
し、振幅変調器14にて信号発生部15からの目標物等
の情報を示す変調コード信号で振幅変調し、第4のアン
テナ8dからFM−CWレーダ3に向けて送信する。第
2のアンテナ8bは、振幅変調機能付目標物13からの
送信信号を受けて受信信号を出力する。周波数変換器9
は、受信信号と局発信号を受けて両者の周波数の和及び
差の周波数をもつビデオ信号を出力する。距離及び相対
速度検出回路10は、ビデオ信号をフーリエ変換して周
波数軸上で解析し、上記振幅変調機能付目標物13との
距離及び相対速度等の情報を検出する。コード検出回路
は、上記ビデオ信号を時間軸上で解析し、ビデオ信号の
レベルをしきい値と比較し符号化することで上記振幅変
調機能付目標物13のコード情報を検出する。
【0024】また、FM−CWレーダ3のアンテナを送
信及び受信で共用することにより、アンテナ1個を省略
できるため、装置の小型化及び低価格化が可能となる。
【0025】
【発明の効果】第1の発明によれば、受信した高周波変
調信号を目標物等の情報を示す変調コード信号で振幅変
調して送信する振幅変調機能付目標物とコード検出回路
により目標物のコード情報を得ることが可能となる。そ
の結果、目標物との距離及び相対速度の他に、目標物の
コード情報を得られるという効果がある。
【0026】また、第2の発明によれば、第1の発明に
よる目標情報検出システムにおいて、振幅変調機能付目
標物のアンテナを送信及び受信で共用したことにより、
アンテナを1個省略できるため、目標との距離及び相対
速度の他に、目標物のコード情報を得られるとともに小
型化及び低価格化を図れるという効果がある。
【0027】また、第1の発明による目標情報検出シス
テム又は第2の発明による目標情報検出システムのいず
れかにおいて、FM−CWレーダのアンテナを送信及び
受信で共用したことにより、アンテナを1個省略できる
ため、目標との距離及び相対速度の他に、目標物のコー
ド情報を得られるとともに小型化及び低価格化を図れる
という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明による目標情報検出システムの実施
の形態1を示す図である。
【図2】 目標物等の情報を示す変調コード信号に対応
して時間変化する振幅変調機能付目標物の利得の時間変
化特性の一例を示す図である。
【図3】 この発明による目標情報検出システムの実施
の形態1の動作原理を示す図である。
【図4】 この発明による目標情報検出システムの実施
の形態2を示す図である。
【図5】 この発明による目標情報検出システムの実施
の形態3を示す図である。
【図6】 FM−CWレーダを車両の前方に搭載した場
合の目標情報検出システムの一例を示す図である。
【図7】 従来のFM−CWレーダを示す図である。
【図8】 従来のFM−CWレーダの動作原理を示す図
である。
【符号の説明】
1 道路、2a 車両、2b 車両、3 FM−CWレ
ーダ、4 障害物、5人間、6 発振器、7 電力分配
手段、8a 第1のアンテナ、8b 第2のアンテナ、
8c 第3のアンテナ、8d 第4のアンテナ、8e
第5のアンテナ、8f 第6のアンテナ、9 周波数変
換器、10 距離及び相対速度検出回路、11 目標
物、12 コード検出回路、13 振幅変調機能付目標
物、14振幅変調器、15 信号発生部、16 サーキ
ュレータ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G08G 1/16 G08G 1/16 C // G01S 13/93 G01S 13/93 Z

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高周波変調信号を目標物に送信し、上記
    目標物からの受信信号より、上記目標物の距離及び速度
    情報を得る目標情報検出システムにおいて、上記高周波
    変調信号を受信する第1のアンテナ、上記第1のアンテ
    ナの出力信号を振幅変調する振幅変調器、上記振幅変調
    器の出力を送信する第2のアンテナ、上記振幅変調器の
    変調信号として目標物等の情報を示す変調コード信号を
    出力する信号発生部とから成る振幅変調機能目標物と、
    高周波変調信号を出力する発振器、この高周波変調信号
    の一部を局発信号とし残りを送信信号とする電力分配手
    段、送信信号を上記振幅変調機能付目標物に照射する第
    3のアンテナ、上記振幅変調機能付目標物からの反射信
    号を受け受信信号を出力する第4のアンテナ、上記受信
    信号と上記局発信号を受けて周波数変換し上記振幅変調
    機能目標物の距離及び相対速度に応じたビデオ信号を出
    力する周波数変換器、上記ビデオ信号を時間軸上で解析
    し上記ビデオ信号の出力レベルをしきい値と比較し符号
    化することで上記振幅変調機能付目標物のコード情報を
    検出するコード検出回路とから成るFM−CWレーダと
    を備えたことを特徴とする目標情報検出システム。
  2. 【請求項2】 上記第1のアンテナと上記第2のアンテ
    ナを1つのアンテナで共用することを特徴とする請求項
    1に記載の目標情報検出システム。
  3. 【請求項3】 上記第3のアンテナと上記第4のアンテ
    ナを1つのアンテナで共用することを特徴とする請求項
    1または請求項2に記載の目標情報検出システム。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102819951A (zh) * 2011-06-09 2012-12-12 无锡物联网产业研究院 一种道路目标检测系统、方法及装置
CN102819951B (zh) * 2011-06-09 2016-05-11 无锡物联网产业研究院 一种道路目标检测系统、方法及装置

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