JP2001242240A - 障害物検出方法、レーダ装置及び車載用レーダ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】障害物検出の演算処理がより高速にでき、しか
も、より正確に複数の障害物を判断することができるレ
ーダ装置を提供する。 【解決手段】周波数変調がなされた送信信号の反射波を
第１及び第２の受信アンテナが受信すると、混合器１
６，１７はその受信した第１及び２の受信信号に基づい
て第１及び第２のビート信号をそれぞれ生成する。第１
及び第２のビート信号はＡ／Ｄ変換器１８，１９にてデ
ジタル値にそれぞれ変換され、ＤＳＰ２０にて周波数分
析され第１及び第２のビート信号の両第アップ区間及び
ダウン区間のパワースペクトラムから閾値より大きいパ
ワースペクトラムの周波数であって方位角が略同一であ
るものをそれぞれ第１及び第２の障害物候補周波数とし
て選択する。ＤＳＰ２０は第１及び第２の障害物候補周
波数の中から共に方位角が略同一となる障害物候補周波
数のペアを同士とで相対距離と相対速度を演算する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は障害物検出方法、レ
ーダ装置及び車載用レーダ装置に係り、詳しくは反射波
を複数の受信アンテナで受信し精度の高い障害物検出を
行う障害物検出方法、レーダ装置及び車載用レーダ装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、車間距離制御装置、衝突警報制御
装置及び自動走行制御装置が走行支援装置の周辺監視技
術として注目されている。これら各支援装置には、ミリ
波レーダ装置が用いられ、ミリ波レーダ装置から放射さ
れるビーム（送信波）の反射波を受信し、受信した反射
波に基づいて車間（障害物）距離及び相対速度を求め
る。そして、上記各支援装置はこの求めた車間（障害
物）距離及び相対速度を用いて車間距離制御、衝突警報
制御又は自動走行制御を実行する。

【０００３】ところで、このミリ波レーダ装置としてＦ
Ｍ−ＣＷレーダ装置（phase-comparision monopluse
frequency-modulate CW radar ）が注目されてい
る。このＦＭ−ＣＷレーダ装置はＦＭ−ＣＷ送信機にお
いて連続波の送信信号に三角状に周波数変調を施し、周
波数変調を施した送信信号を送信波として送信アンテナ
から放射する。

【０００４】詳述すると、ＦＭ−ＣＷ送信機における三
角状の周波数変調は、周波数変調器にて行なわれる。 周
波数変調器は、ガン発振器から発振された連続波を伝搬
される誘電体線路よりなる導波路上に形成されている。
周波数変調器はバラクタダイオードを備え、該バラクタ
ダイオードのバイアス電圧を変更することにより略線形
的に周波数を変調させることができる。そして、周波数
変調器による三角状の周波数変調は、図５に示すよう
に、送信信号の周波数を上昇させる一定の期間（アップ
区間Ｔ１）と、送信信号の周波数を下降させる一定の期
間（ダウン区間Ｔ２）と、送信信号の周波数を変調を施
さない一定の期間（ＣＷ区間）とに区分され、アップ区
間Ｔ１→ダウン区間Ｔ２→ＣＷ区間の順番を繰り返すこ
とにより周波数変調が行なわれる。つまり、アップ区間
Ｔ１ではバイアス電圧を順番に上げて行き順次周波数を
上げて行く。続いて、ダウン区間Ｔ２に入ると、バイア
ス電圧を順番に下げて行き順次周波数を下げていく。や
がて、ＣＷ区間に入ると、バイアス電圧を一定にして、
周波数を一定、即ち周波数変調を行なわない。

【０００５】そして、送信アンテナから放射された送信
波の反射波はＦＭ−ＣＷレーダ装置のＦＭ−ＣＷ受信機
が受信する。図４は、車両に搭載されたＦＭ−ＣＷレー
ダ装置の回路構成を示すブロック回路を示す。

【０００６】図４において、ＦＭ−ＣＷ送信機５１から
周波数変調された送信信号は、送信アンテナ５２から電
波（ビーム）として放射される。そして、放射されたビ
ームは障害物に当たって反射し、その反射波が受信アン
テナ５３にて受信される。受信アンテナ５３は、反射波
を受信信号として混合器５４に出力する。混合器５４
は、この受信信号の他に前記ＦＭ−ＣＷ送信機５１から
周波数変調された送信信号とを入力し、両信号をミキシ
ングした後に検波してビート信号を生成する。このビー
ト信号は、障害物までの相対距離に対応した距離成分及
び相対速度に対応した速度成分のそれぞれ周波数成分が
含まれた信号である。

【０００７】このビート信号は、Ａ／Ｄ変換器５５にて
所定のサンプリング時間毎にサンプリングされデジタル
値に変換され、該デジタル値は高速フーリエ変換回路部
（ＦＦＴ）５６に出力される。ＦＦＴ５６はそのデジタ
ル値に基づいてパワースペクトラムを求めて、その求め
たパワースペクトルはパワー検出回路部５７にてビート
信号に含まれる周波数成分を分析する。つまり、パワー
検出回路部５７は、求めたパワースペクトルの中からに
て予め定めた閾値Ｐｔｈ（障害物の候補と判断してもよ
い値）以上のパワースペクトルを求め、その大きなパワ
ースペクトルの周波数を障害物候補の周波数として抜き
出す。

【０００８】この時、ＦＦＴ５６にて求められるパワー
スペクトラムは、前記したアップ区間Ｔ１に放射された
送信信号とその反射波（受信信号）とに基づくパワース
ペクトラムと、ダウン区間Ｔ２に放射された送信信号と
その反射波（受信信号）とに基づくパワースペクトラム
とがある。そのため、パワー検出回路部５７は、アップ
区間Ｔ１における障害物候補の周波数と、ダウン区間Ｔ
２における障害物候補の周波数とが抜き出されることに
なる。

【０００９】抜き出されたアップ区間Ｔ１とダウン区間
Ｔ２における障害物候補の周波数は、距離・速度演算回
路部５８に出力される。距離・速度演算回路部５８はこ
の二つの障害物候補の周波数に基づいて障害物までの相
対距離と障害物との間の相対速度を演算する。この演算
方法は一般的に行われる公知の演算方法であって、以下
のように行われる。

【００１０】アップ区間Ｔ１における障害物候補の周波
数を「ｆup」、ダウン区間Ｔ２における障害物候補の周
波数を「ｆdown」とするとともに、相対距離周波数を
「ｆｒ」、相対速度周波数を「ｆｄ」とすると、 ｆup＝ｆｒ−ｆｄ ｆdown＝ｆｒ＋ｆｄ 及び ｆｒ＝（４・Δｆ・ｒ）／（Ｃ・Ｔｍ） ｆｄ＝（２・ｆｏ・ｖ）／Ｃ ｒ ；障害物までの距離（メートル） ｖ ；障害物との間の相対速度（メートル／秒） Ｃ ；光速（２．９９８×１０＾８）（メートル／秒） Δｆ；送信信号の送信周波数が変化する変調幅（ヘル
ツ） Ｔｍ；三角状の周波数変調の繰返し周期周期（アップ区
間Ｔ１＋ダウン区間Ｔ２）（秒） ｆｏ；送信信号の中心周波数（ヘルツ） という関係があることから、 ｆｒ＝（ｆup＋ｆdown）／２＝（４・Δｆ・ｒ）／（Ｃ
・Ｔｍ） ｆｄ＝（ｆdown−ｆup）／２＝（２・ｆｏ・ｖ）／Ｃ となる。

【００１１】従って、相対距離ｒ及び相対速度ｖは、 ｒ＝（ｆup＋ｆdown）（Ｃ・Ｔｍ）／（８・Δｆ） ……式（１） ｖ＝（ｆdown−ｆup）・Ｃ／（４・ｆｏ） ……式（２） となる。

【００１２】そして、このように距離・速度演算回路部
５８にて演算された相対距離ｒ及び相対速度ｖが、車間
距離制御、衝突警報制御、自動走行制御に供されること
になる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記障害物
の相対距離ｒ及び相対速度ｖにおいては、障害物が１つ
の場合には、前記アップ区間Ｔ１のビード信号（障害物
候補の周波数）と、ダウン区間Ｔ２のビート信号（障害
物候補の周波数）の組み合わせは容易に見つけだすこと
ができる。

【００１４】しかしながら、障害物が複数存在すると
き、アップ区間Ｔ１のビード信号（障害物候補の周波
数）及びダウン区間Ｔ２のビート信号（障害物候補の周
波数）はそれぞれ複数存在することになる。従って、各
障害物毎にその障害物に対応するアップ区間Ｔ１とダウ
ン区間Ｔ２のビード信号（障害物候補の周波数）はどれ
かを特定することはできなかった。

【００１５】従って、アップ区間Ｔ１の複数のビード信
号（複数の障害物候補の周波数）とダウン区間Ｔ２の複
数のビート信号（複数の障害物候補の周波数）の全ての
組み合わせについて、上記演算を行わなければならなか
った。そして、これら組み合わせの演算結果から予め設
定した条件から最適な演算結果のみ抽出して複数の障害
物の相対距離及び相対速度を求めていた。

【００１６】このように、上記したＦＭ−ＣＷレーダ装
置では、障害物が複数存在するときの各障害物の相対距
離及び相対速度の演算処理は、複雑で時間を要し高速演
算処理を図る上で問題があった。つまり、前記したＦＦ
Ｔ５６、パワー検出回路部５７及び距離・速度演算回路
部５８は、一般にＤＳＰ（デジタル信号プロセッサ；Di
gital Signal Processor）５９にて構成されている。従
って、このＤＳＰ５９をより正確且つより高速演算処理
する上で問題であった。

【００１７】本発明の目的は、複数の障害物に対して相
対距離及び相対速度をより正確に且つより高速に演算す
ることができる障害物検出方法、レーダ装置及び車載用
レーダ装置を提供するにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、周波数を変調させる第１の区間と、その第１の区間
とは異なるように周波数を変調させる第２の区間を周期
的に繰り返す周波数変調がなされた送信信号を１つの送
信アンテナから送信し、その送信信号の反射波を受信信
号として第１及び第２の受信アンテナにて受信し、前記
第１の受信アンテナで受信した第１の受信信号と前記送
信信号とをミキシングして第１のビート信号を生成する
とともに、前記第２の受信アンテナで受信した第２の受
信信号と前記送信信号とをミキシングして第２のビート
信号を生成し、第１及び第２のビート信号について第１
の区間と第２の区間毎にそれぞれ周波数分析し、第１及
び第２のビート信号の両第１の区間において予め定めた
閾値より大きいパワースペクトラムの周波数を選択し、
その選択したパワースペクトラムの周波数の中から方位
角が略同一であるものを第１の障害物候補周波数として
求めるとともに、第１及び第２のビート信号の両第２の
区間において予め定めた閾値より大きいパワースペクト
ラムの周波数を選択しかつ方位角が略同一であるものを
第２の障害物候補周波数として求め、前記両第１の区間
において求めた第１の障害物候補周波数と、前記両第２
の区間において求めた第２の障害物候補周波数の中か
ら、共に方位角が略同一となる障害物候補周波数をペア
として検出し、そのペアとなる第１の障害物候補周波数
と第２の障害物候補周波数とで、相対距離若しくは相対
速度の少なくともいずれか一方を演算するようにした障
害物検出方法をその要旨とする。

【００１９】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の障害物検出方法において、前記周波数を変調させる第
１の区間は周波数を上昇させるアップ区間であり、前記
周波数を変調させる第２の区間は周波数を下降させるダ
ウン区間であることをその要旨とする。

【００２０】請求項３に記載の発明は、周波数を変調さ
せる第１の区間とその第１の変調区間とは異なるように
周波数を変調させる第２の区間を周期的に繰り返す周波
数変調がなされた送信信号を送信する１つの送信アンテ
ナと、前記送信信号の反射波をそれぞれ第１の受信信号
と第２の受信信号としてそれぞれ受信する第１の受信ア
ンテナ及び第２の受信アンテナと、前記第１の受信アン
テナで受信した第１の受信信号と前記送信信号とをミキ
シングして第１のビート信号を生成する第１の混合器
と、前記第２の受信アンテナで受信した第２の受信信号
と前記送信信号とをミキシングして第２のビート信号を
生成する第２の混合器と、前記第１の混合器が生成した
第１のビート信号をサンプリングしてデジタル値に変換
する第１のＡ／Ｄ変換器と、前記第２の混合器が生成し
た第２のビート信号をサンプリングしてデジタル値に変
換する第２のＡ／Ｄ変換器と、第１及び第２のＡ／Ｄ変
換器からの第１及び第２のビート信号のデジタル値を周
波数分析する高速フーリエ変換処理回路部と、前記高速
フーリエ変換処理回路部にて求めた前記第１及び第２の
ビート信号の両第１の区間のパワースペクトラムから予
め定めた閾値より大きいパワースペクトラムの周波数を
選択しかつ方位角が略同一であるものを第１の障害物候
補周波数として選択するとともに、第１及び第２のビー
ト信号の両第２の区間のパワースペクトラムから予め定
めた閾値より大きいパワースペクトラムの周波数を選択
しかつ方位角が略同一であるものを第２の障害物候補周
波数として選択する選択処理回路部と、前記選択処理回
路部が選択した第１の障害物候補周波数と、第２の障害
物候補周波数の中から、共に方位角が略同一となる障害
物候補周波数をペアとして抽出するペア抽出処理回路部
と、前記ペア抽出処理回路部にて抽出したそのペアとな
る第１の障害物候補周波数と第２の障害物候補周波数と
で、相対距離若しくは相対速度の少なくともいずれか一
方を演算するように演算処理回路部とを備えたレーダ装
置をその要旨とする。

【００２１】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
のレーダ装置において、前記周波数を変調させる第１の
区間は周波数を上昇させるアップ区間であり、前記周波
数を変調させる第２の区間は周波数を下降させるダウン
区間であることをその要旨とする。

【００２２】請求項５に記載した発明は、請求項３又は
４に記載のレーダ装置は車両に搭載され、車両と障害物
との相対距離と、車両と障害物との相対速度を演算する
車載用レーダ装置をその要旨とする。

【００２３】（作用）請求項１及び２に記載の発明によ
れば、事前に方位角の同じ第１の区間（アップ区間）の
第１の障害物候補周波数と第２の区間（ダウン区間）の
第２の障害物候補周波数を抽出して相対距離・相対速度
を演算することから、無駄な組み合わせ（方位角の異な
るスペクトラムの周波数）同士、即ち、異なる障害物の
第１の区間（アップ区間）の第１の障害物候補周波数と
第２の区間（ダウン区間）の第２の障害物候補周波数に
基づく相対距離・相対速度を演算を行わない。従って、
複数の障害物検出のための演算処理がより高速に行え、
しかも、より正確に複数の障害物を判断することができ
る。

【００２４】請求項３〜５に記載の発明によれば、選択
処理回路部は、高速フーリエ変換処理回路部にて求めた
前記第１及び第２のビート信号の両第１の区間（アップ
区間）のパワースペクトラムから予め定めた閾値より大
きいパワースペクトラムの周波数を選択しかつ方位角が
略同一であるものを第１の障害物候補周波数として求め
る。又、選択処理回路部は高速フーリエ変換処理回路部
にて求めた第１及び第２のビート信号の両第２の区間
（ダウン区間）のパワースペクトラムから予め定めた閾
値より大きいパワースペクトラムの周波数を選択しかつ
方位角が略同一であるものを第２の障害物候補周波数と
して求める。

【００２５】前記選択処理回路部にて求められた前記両
第１の区間（アップ区間）において求めた第１の障害物
候補周波数と、前記両第２の区間（ダウン区間）におい
て求めた第２の障害物候補周波数の中から、共に方位角
が略同一となる障害物候補周波数をペアとしてペア抽出
処理回路部が抽出すると、演算処理回路部はその抽出し
たそのペアとなる第１の障害物候補周波数と第２の障害
物候補周波数とで、相対距離若しくは相対速度の少なく
ともいずれか一方を演算する。

【００２６】従って、事前に方位角の略同一である第１
の障害物候補周波数と第２の障害物候補周波数を抽出し
て相対距離・相対速度を演算することから、無駄な組み
合わせ、方位角の異なるスペクトラムの周波数同士、即
ち、異なる障害物の第１の障害物候補周波数と第２の障
害物候補周波数に基づく相対距離・相対速度を演算を行
わない。従って、複数の障害物検出のための演算処理が
より高速に行え、しかも、より正確に複数の障害物を判
断することができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を自動車に搭載した
車載用レーダ装置としてのＦＭ−ＣＷレーダ装置に具体
化した一実施形態について図面に従って説明する。

【００２８】図１において、ＦＭ−ＣＷ送信機１１は、
図５に示すように、三角状（第１の区間としてのアップ
区間Ｔ１、第２の区間としてのダウン区間Ｔ２、ＣＷ区
間）に周波数変調を施した連続波の送信信号を生成し、
その送信信号を送信アンテナ１２から電波（ビーム）と
して放射する。尚、本実施形態では、送信信号の中心周
波数ｆｏは６０．５ギガヘルツ、三角状の周波数変調の
繰返し周期Ｔｍ（アップ区間Ｔ１＋ダウン区間Ｔ２）は
１．０ミリ秒、送信信号の送信周波数が変化する変調幅
Δｆは１００メガヘルツとしている。

【００２９】一方、ＦＭ−ＣＷ受信機１３は、第１及び
第２の受信アンテナ１４，１５を備えている。第１及び
第２の受信アンテナ１４，１５は予め定めた間隔で併設
されていて、前記送信アンテナ１２が放射した電波（ビ
ーム）の反射波を受信する。

【００３０】第１の受信アンテナ１４で受信した反射波
は第１の受信信号として第１の混合器１６に入力され
る。又、第２の受信アンテナ１５で受信した反射波は第
２の受信信号として第２の混合器１７に入力される。第
１の混合器１６は、この第１の受信信号と前記ＦＭ−Ｃ
Ｗ送信機１１からの周波数変調を施した送信信号とを入
力し、両信号をミキシングして第１のビート信号を生成
する。又、第２の混合器１７は、この第２の受信信号と
前記ＦＭ−ＣＷ送信機１１からの周波数変調を施した送
信信号とを入力し、両信号をミキシングして第２のビー
ト信号を生成する。

【００３１】第１の混合器１６にて生成された第１のビ
ート信号は第１のＡ／Ｄ変換器１８に出力される。第１
のＡ／Ｄ変換器１８は、第１のビート信号を一定の間隔
（本実施例では１．０マイクロ秒の間隔）でサンプリン
グし、そのサンプリングした値をデジタル値に変換す
る。一方、第２の混合器１７にて生成された第２のビー
ト信号は第２のＡ／Ｄ変換器１９に出力される。第２の
Ａ／Ｄ変換器１９は、第２のビート信号を第１のＡ／Ｄ
変換器１８と同じ一定の間隔（１．０マイクロ秒の間
隔）でサンプリングし、そのサンプリングした値をデジ
タル値に変換する。

【００３２】第１のＡ／Ｄ変換器１８及び第２の第２の
Ａ／Ｄ変換器１９のデジタル値は、高速フーリエ変換処
理回路部、選択処理回路部、ペア抽出処理回路部及び演
算処理回路部を構成するＤＳＰ（デジタル信号プロセッ
サ；Digital Signal Processor）２０に出力される。図
２は、ＤＳＰ２０が行う信号処理動作を説明するための
フローチャートである。

【００３３】ＤＳＰ２０は、ステップ１で初期化された
後、ステップ２において第１のＡ／Ｄ変換器１８からの
第１のビート信号のデジタル値及び第２のＡ／Ｄ変換器
１９からの第２のビート信号のデジタル値を入力する。
ＤＳＰ２０は、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理機能を
有し、ステップ３において第１のビート信号のデジタル
値及び第２のビート信号のデジタル値を使って行った周
波数解析を行う。そして、ＤＳＰ２０は、第１のビート
信号と第２のビート信号毎にパワースペクトラムを求め
るとともに、第１のビート信号と第２のビート信号とで
位相角をそれぞれ求める。

【００３４】図３は第１のビート信号におけるアップ区
間Ｔ１のパワースペクトラムの一例を示す。尚、図示し
ないが、第１のビート信号におけるダウン区間Ｔ２のパ
ワースペクトラム、及び、第２のビート信号におけるア
ップ区間Ｔ１とダウン区間Ｔ２のパワースペクトラムも
それぞれ同様に求められる。

【００３５】そして、ＤＳＰ２０は、ステップ４におい
て、アップ区間Ｔ１とダウン区間Ｔ２毎にそのパワース
ペクトラムから、それぞれ閾値Ｐｔｈ以上のパワースペ
クトラムを選択する。尚、前記した閾値Ｐｔｈは、予め
定められていて路面からの反射成分及びレーダ固有のノ
イズ成分より大きな値であって、周波数に相対して変化
するとともに障害物による反射成分の候補として推定で
きる値に設定されている。

【００３６】又、ＤＳＰ２０は、閾値Ｐｔｈ以上のパワ
ースペクトラムを選択すると、ステップ５において、そ
の選択したパワースペクトラムの周波数のグルーピング
処理を行うようになっている。このＤＳＰ２０によるグ
ルーピング処理は、第１及び第２のビート信号の、即
ち、２つのアップ区間Ｔ１のパワースペクトラムから予
め設定した閾値Ｐｔｈ以上のパワースペクトラムを選択
し、２つのアップ区間Ｔ１の間で選択された閾値Ｐｔｈ
以上のパワースペクトラムの周波数同士から、それぞれ
の方位角が略同一であるパワースペクトラムの周波数か
どうかを判定し特定する。この場合のＤＳＰ２０による
方位角の算出方式は、公知の位相比較モノパルスによる
方位角検出方法であって、二つの受信信号（第１のビー
ト信号と第２のビート信号）の位相差を検出することに
よって反射波の到来方向（方位角）を算出するようにな
っている。そして、ＤＳＰ２０は、このようにして求め
た閾値Ｐｔｈ以上であって方位角が略同一であるパワー
スペクトラムの周波数についてグループ化する。そし
て、この２つのアップ区間Ｔ１の間におけるグループと
同じ方法で２つのダウン区間Ｔ２の間におけるパワース
ペクトラムの周波数についてもグループ化する。

【００３７】つまり、ＤＳＰ２０の演算処理は、こパワ
ースペクトラムの値の大きい周波数から順に閾値Ｐｔｈ
以上か否かの判定を２つのアップ区間Ｔ１の各パワース
ペクトラムについて交互に行い、２つのアップ区間Ｔ１
において閾値Ｐｔｈ以上のパワースペクトラムの周波数
があったときその都度両区間Ｔ１のパワースペクトラム
における方位角を求めながら順次演算処理していくよう
にしている。そして、閾値Ｐｔｈ以上であって方位角の
同じパワースペクトラム同士をグループ化する。

【００３８】同様にＤＳＰ２０は２つのダウン区間Ｔ２
のパワースペクトラムについても行う。ＤＳＰ２０は２
つのダウン区間Ｔ２のパワースペクトラムから予め設定
した閾値Ｐｔｈ以上のパワースペクトラムを選択し、選
択された閾値Ｐｔｈ以上のパワースペクトラム間から、
それぞれの方位角が略同一であるパワースペクトラムを
特定する。そして、ＤＳＰ２０は閾値Ｐｔｈ以上であっ
て方位角が略同一であるパワースペクトラムについてグ
ループ化する。

【００３９】その結果、第１及び第２のＦＦＴ２０ａ，
２０ｂでそれぞれで求めたアップ区間Ｔ１とダウン区間
Ｔ２の閾値Ｐｔｈ以上のパワースペクトルの周波数であ
ってそのスペクトルの方位角が略同一である周波数のも
のがペアとなって特定されることになる。詳述すると、
アップ区間Ｔ１とダウン区間Ｔ２との間でペアとなるパ
ワースペクトラムの周波数は、同じ障害物に反射して得
られたパワースペクトラムであることがわかる。

【００４０】続いて、ＤＳＰ２０は、ステップ６におい
て、アップ区間Ｔ１とダウン区間Ｔ２から方位角が略同
一であって閾値Ｐｔｈ以上のパワースペクトラムのペア
を読み出す。つまり、各ペアのパワースペクトルの周波
数をそれぞれ同一障害物候補の周波数ｆup，ｆdownとし
て抜き出す。例えば、障害物が３つあって各ペアのパワ
ースペクトルの周波数がそれぞれ第１の障害物候補の周
波数ｆup1 ，ｆdown1、第２の障害物候補の周波数ｆup2
，ｆdown2 、及び、第３の障害物候補の周波数ｆup3
，ｆdown3 の場合には、これらペアの周波数が抜き出
される。

【００４１】そして、ＤＳＰ２０は、ステップ７におい
て、この抜き出した各障害物候補の周波数に基づいて前
記した式（１）（２）に従った演算を実行する。つま
り、ＤＳＰ２０は、各障害物までの相対距離及び障害物
との間の相対速度を求める。

【００４２】因みに、第１の障害物までの相対距離ｒ１
及び障害物との間の相対速度ｖ１は、式（１）（２）に
より、 ｒ１＝（ｆup1 ＋ｆdown1 ）（Ｃ・Ｔｍ）／（８・Δ
ｆ） ｖ１＝（ｆdown1 −ｆup1 ）・Ｃ／（４・ｆｏ） 又、第２の障害物までの相対距離ｒ２及び障害物との間
の相対速度ｖ２は、式（１）（２）により、 ｒ２＝（ｆup2 ＋ｆdown2 ）（Ｃ・Ｔｍ）／（８・Δ
ｆ） ｖ２＝（ｆdown2 −ｆup2 ）・Ｃ／（４・ｆｏ） 又、第３の障害物までの相対距離ｒ３及び障害物との間
の相対速度ｖ３は、式（１）（２）により、 ｒ３＝（ｆup3 ＋ｆdown3 ）（Ｃ・Ｔｍ）／（８・Δ
ｆ） ｖ３＝（ｆdown3 −ｆup3 ）・Ｃ／（４・ｆｏ） となる。

【００４３】そして、ＤＳＰ２０は、ステップ８おい
て、このように演算した第１〜第３の障害物の相対距離
ｒ１〜ｒ３及び相対速度ｖ１〜ｖ３を、車間距離制御、
衝突警報制御、自動走行制御のための電子制御装置（Ｅ
ＣＵ）２１に出力する。ＥＣＵ２１は、これら複数の障
害物に対する相対距離ｒ１〜ｒ３及び相対速度ｖ１〜ｖ
３のデータに基づいて自動車を走行制御を行うことにな
る。

【００４４】次に、上記のように構成した、ＦＭ−ＣＷ
レーダ装置の特徴を以下に記載する。 （１）本実施形態では、送信アンテナ１２が放射した三
角状（周波数を上げるアップ区間Ｔ１と周波数を下げる
ダウン区間Ｔ２が周期的に繰返されるように）に周波数
変調された電波（ビーム）の反射波を第１及び第２の受
信アンテナ１４，１５にて受信するようにした。第１及
び第２の受信アンテナ１４，１５はそれぞれ受信した第
１及び第２の受信信号を対応する第１及び第２の混合器
１６，１７に出力する。第１及び第２の混合器１６，１
７は、それぞれ対応する第１及び第２の受信信号と送信
信号とに基づいて第１及び第２のビート信号を生成す
る。

【００４５】そして、この第１及び第２のビート信号を
それぞれデジタル変換した後、ＤＳＰ２０において高速
フーリエ変換して周波数解析し求めたアップ区間Ｔ１と
ダウン区間Ｔ２の閾値Ｐｔｈ以上のパワースペクトラム
の周波数から、ペアとなるパワースペクトラムの周波
数、即ち、同一障害物のパワースペクトラムの周波数を
方位角に基づいて求めた後に、そのペアのパワースペク
トラムの周波数から障害物までの相対距離及び障害物と
の間の相対速度を求めるようにした。従って、複数の障
害物に対して相対距離及び相対速度をより正確に且つよ
り高速に演算することができる。

【００４６】つまり、従来のように、求めたアップ区間
Ｔ１とダウン区間Ｔ２の閾値Ｐｔｈ以上のパワースペク
トラムについての全ての組み合わせについてペアとし、
そのペアのパワースペクトラムの周波数から、全ての組
み合わせについての障害物までの相対距離及び障害物と
の間の相対速度を求め、その中から複数の障害物の存在
を判別した後、その正しい各障害物する相対距離及び相
対速度を抽出するのに比べて、より正確且つより高速に
演算することができる。

【００４７】（２）本実施形態では、第２の受信アンテ
ナ１５、第２の混合器１７及び第２のＡ／Ｄ変換器１９
を追加しＤＳＰ２０で信号処理するだけなので、回路を
複雑にすることなく簡単な回路構成でより正確且つより
高速に複数の障害物に対して相対距離及び相対速度を演
算することができる。

【００４８】尚、発明の実施の形態は、上記実施形態に
限定されるものではなく、以下のように実施してもよ
い。 ・上記実施形態では、自動車に搭載した車載用レーダに
具体化したが、無人搬送車、鉄道車両、船舶等に具体化
してもよい。

【００４９】・上記実施形態では、レーダ装置としての
ＦＭ−ＣＷレーダ装置に具体化し、送信信号の周波数を
一定の期間だけ上昇させるアップ区間Ｔ１と、送信信号
の周波数を一定の期間だけ下降させるダウン区間Ｔ２を
繰り返す周波数変調であったが、これに限定されるもの
ではなく、２種類の異なる周波数変調区間を有し、相対
距離及び相対速度が求められる変調方法であればよい。

【００５０】・上記実施形態のＦＭ−ＣＷレーダ装置
は、障害物までの相対距離及び障害物との間の相対速度
の両方を求めたが、相対距離又は障害物のいずれか一方
しか求めないレーダ装置に応用してもよい。

【００５１】

【発明の効果】請求項１〜５に記載の発明によれば、複
数の障害物検出のための演算処理がより高速に行え、し
かも、より正確に複数の障害物を判断することができる
優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を説明するＦＭ−ＣＷレー
ダ装置の回路構成を示すブロック回路図。

【図２】ＦＭ−ＣＷ受信機中のＤＳＰの処理動作を説明
するためのフローチャート図。

【図３】ＤＳＰの高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理で得
られたパワースペクトラムの一例を示す図。

【図４】従来のＦＭ−ＣＷレーダ装置の回路構成を示す
ブロック回路図。

【図５】ＦＭ−ＣＷ送信機が発信する送信信号の周波数
変調を説明するための説明図。

【符号の説明】

１１ ＦＭ−ＣＷ送信機 １２ 送信アンテナ １３ ＦＭ−ＣＷ受信機 １４ 第１の受信アンテナ １５ 第２の受信アンテナ １６ 第１の混合器 １７ 第２の混合器 １８ 第１のＡ／Ｄ変換器 １９ 第２のＡ／Ｄ変換器 ２０ ＤＳＰ（デジタル信号プロセッサ；Digital Sign
al Processor） ２１ 電子制御装置（ＥＣＵ） Ｔ１ アップ区間 Ｔ２ ダウン区間 Ｐｔｈ 閾値

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 曽雌 邦彦 愛知県刈谷市朝日町２丁目１番地 アイシ ン精機 株式会社内 Ｆターム(参考） 5J070 AB19 AC02 AC06 AD06 AE01 AE20 AF03 AH25 AH31 AH35 AK15 AK22

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 周波数を変調させる第１の区間と、そ
   の第１の区間とは異なるように周波数を変調させる第２
   の区間を周期的に繰り返す周波数変調がなされた送信信
   号を１つの送信アンテナから送信し、その送信信号の反
   射波を受信信号として第１及び第２の受信アンテナにて
   受信し、 前記第１の受信アンテナで受信した第１の受信信号と前
   記送信信号とをミキシングして第１のビート信号を生成
   するとともに、前記第２の受信アンテナで受信した第２
   の受信信号と前記送信信号とをミキシングして第２のビ
   ート信号を生成し、 第１及び第２のビート信号について第１の区間と第２の
   区間毎にそれぞれ周波数分析し、第１及び第２のビート
   信号の両第１の区間において予め定めた閾値より大きい
   パワースペクトラムの周波数を選択し、その選択したパ
   ワースペクトラムの周波数の中から方位角が略同一であ
   るものを第１の障害物候補周波数として求めるととも
   に、第１及び第２のビート信号の両第２の区間において
   予め定めた閾値より大きいパワースペクトラムの周波数
   を選択しかつ方位角が略同一であるものを第２の障害物
   候補周波数として求め、 前記両第１の区間において求めた第１の障害物候補周波
   数と、前記両第２の区間において求めた第２の障害物候
   補周波数の中から、共に方位角が略同一となる障害物候
   補周波数をペアとして検出し、 そのペアとなる第１の障害物候補周波数と第２の障害物
   候補周波数とで、相対距離若しくは相対速度の少なくと
   もいずれか一方を演算するようにしたことを特徴とする
   とともに障害物検出方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の障害物検出方法にお
   いて、 前記周波数を変調させる第１の区間は周波数を上昇させ
   るアップ区間であり、前記周波数を変調させる第２の区
   間は周波数を下降させるダウン区間である障害物検出方
   法。
3. 【請求項３】 周波数を変調させる第１の区間とその
   第１の変調区間とは異なるように周波数を変調させる第
   ２の区間を周期的に繰り返す周波数変調がなされた送信
   信号を送信する１つの送信アンテナと、 前記送信信号の反射波をそれぞれ第１の受信信号と第２
   の受信信号としてそれぞれ受信する第１の受信アンテナ
   及び第２の受信アンテナと、 前記第１の受信アンテナで受信した第１の受信信号と前
   記送信信号とをミキシングして第１のビート信号を生成
   する第１の混合器と、 前記第２の受信アンテナで受信した第２の受信信号と前
   記送信信号とをミキシングして第２のビート信号を生成
   する第２の混合器と、 前記第１の混合器が生成した第１のビート信号をサンプ
   リングしてデジタル値に変換する第１のＡ／Ｄ変換器
   と、 前記第２の混合器が生成した第２のビート信号をサンプ
   リングしてデジタル値に変換する第２のＡ／Ｄ変換器
   と、 第１及び第２のＡ／Ｄ変換器からの第１及び第２のビー
   ト信号のデジタル値を周波数分析する高速フーリエ変換
   処理回路部と、 前記高速フーリエ変換処理回路部にて求めた前記第１及
   び第２のビート信号の両第１の区間のパワースペクトラ
   ムから予め定めた閾値より大きいパワースペクトラムの
   周波数を選択しかつ方位角が略同一であるものを第１の
   障害物候補周波数として選択するとともに、第１及び第
   ２のビート信号の両第２の区間のパワースペクトラムか
   ら予め定めた閾値より大きいパワースペクトラムの周波
   数を選択しかつ方位角が略同一であるものを第２の障害
   物候補周波数として選択する選択処理回路部と、 前記選択処理回路部が選択した第１の障害物候補周波数
   と、第２の障害物候補周波数の中から、共に方位角が略
   同一となる障害物候補周波数をペアとして抽出するペア
   抽出処理回路部と、 前記ペア抽出処理回路部にて抽出したそのペアとなる第
   １の障害物候補周波数と第２の障害物候補周波数とで、
   相対距離若しくは相対速度の少なくともいずれか一方を
   演算するように演算処理回路部とを備えたことを特徴と
   するレーダ装置。
4. 【請求項４】 請求項３に記載のレーダ装置におい
   て、 前記周波数を変調させる第１の区間は周波数を上昇させ
   るアップ区間であり、前記周波数を変調させる第２の区
   間は周波数を下降させるダウン区間であるレーダ装置。
5. 【請求項５】 請求項３又は４に記載のレーダ装置は
   車両に搭載され、車両と障害物との相対距離と、車両と
   障害物との相対速度を演算することを特徴とする車載用
   レーダ装置。