JP2004012198A - レーダ - Google Patents
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Abstract
【課題】静止物の検知を容易且つ確実なものとし、ペアリングのミスも抑えるようにしたレーダを提供する。
【解決手段】同一物標に起因して生じた、上り変調区間と下り変調区間におけるビート信号の周波数スペクトルに現れるそれぞれの突出部の周波数から物標の相対距離または相対速度を検知するＦＭ−ＣＷレーダにおいて、該レーダが搭載された車両等の移動体の移動速度を測定し、その静止物に対応した、上り変調区間と下り変調区間のビート信号の周波数スペクトルに現れる突出部の周波数差を逆算し、その周波数差に対応するペアを優先的に抽出する。
【選択図】 図４
【解決手段】同一物標に起因して生じた、上り変調区間と下り変調区間におけるビート信号の周波数スペクトルに現れるそれぞれの突出部の周波数から物標の相対距離または相対速度を検知するＦＭ−ＣＷレーダにおいて、該レーダが搭載された車両等の移動体の移動速度を測定し、その静止物に対応した、上り変調区間と下り変調区間のビート信号の周波数スペクトルに現れる突出部の周波数差を逆算し、その周波数差に対応するペアを優先的に抽出する。
【選択図】 図４
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、連続波を周波数変調した電波を送受信して物標の探知を行うレーダに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば車載用レーダとして、ミリ波を利用したＦＭ−ＣＷレーダが開発されている。ＦＭ−ＣＷレーダは、連続波（ＣＷ）を周波数変調（ＦＭ）した電波を送受信して物標の探知を行う。すなわち、周波数が次第に上昇する上り変調区間と、周波数が次第に下降する下り変調区間とを繰り返す送信信号を送信し、物標からの反射信号を含む受信信号を受信するようにし、送信信号と受信信号との周波数差の信号であるビート信号の周波数スペクトルに基づいて物標の相対距離および相対速度を求めるものである。また、上記の動作を所定方位を向く１つのビームについて行い、そのビーム方位を順次変化させることによって、所定方位角範囲について分布する物標の方位を求める。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
物標が単一である場合には、上り変調区間と下り変調区間において、物標からの反射波に基づくビート信号の周波数スペクトルにそれぞれ単一の突出部が生じる。従って、その突出部のピーク周波数を、上り変調区間のビート信号の周波数（以下「アップビート周波数」という。）と下り変調区間のビート信号の周波数（以下「ダウンビート周波数」という。）とに基づいて、物標の相対距離および相対速度を求めることができる。
【０００４】
ところが、探知範囲内に複数の物標が存在する場合には、同一ビームについて、上り変調区間と下り変調区間のそれぞれにおいて、周波数スペクトルに多数の突出部が生じる。そのため、複数のアップビート周波数と複数のダウンビート周波数との組み合わせ（以下「ペアリング」という。）にミスが生じるおそれがあった。
また、車載用レーダとして用いる場合に、車両と静止物との判定が重要となる。
【０００５】
そこで、▲１▼特開平７−９８３７５には、車速と同じ相対速度の物標を静止物と判定するようにしたレーダが示されている。▲２▼特開平５−２３２２１４には、車速と同じ相対速度でビート信号の周波数スペクトルが広がっているものを静止物と判定するレーダが示されている。▲３▼特開平１１−２１１８１１には、ビート信号の周波数スペクトルに所定密度以上のピークが存在する時、連続路側物であるものと判定するようにしたレーダが示されている。また、▲４▼特開２０００−１４７１０３には、過去の静止物位置データより静止物によるデータを推測するようにしたレーダが示されている。
【０００６】
ところが、本願発明者らの研究によれば、このような従来のレーダには、次のような課題が有ることを見出した。
【０００７】
▲１▼▲２▼のレーダにおいては、ペアリングにミスが生じると静止物の検知ができず、静止物の方向の或る距離に動体が存在するものとして誤検知してしまう。
【０００８】
▲３▼のレーダにおいては、道路標識や何らかの支柱など、方位方向に狭い物標に対しては路側物として検知できない。
【０００９】
▲４▼のレーダにおいては、連続路側物等は、常に同じ位置（方位）からの反射信号強度が大きいという訳ではないため、履歴から抽出するのは容易ではない。
【００１０】
そこで、この発明の目的は、上述の問題を解消して、静止物の検知を容易且つ確実なものとし、ペアリングのミスも抑えるようにしたレーダを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明は、周波数が次第に上昇する上り変調区間と、周波数が次第に下降する下り変調区間とが時間的に三角波状に繰り返し変化する送信信号を送信し、物標からの反射信号を含む受信信号を受信する送受信手段と、
前記送信信号と前記受信信号との周波数差の信号であるビート信号の周波数スペクトルに関するデータを求める周波数分析手段と、
同一物標に起因して生じた、前記上り変調区間のビート信号の周波数スペクトルに現れる第１突出部と、前記下り変調区間のビート信号の周波数スペクトルに現れる第２突出部とのペアを抽出するペア抽出手段と、
該ペアをなす２つの突出部の周波数に基づいて、物標の相対距離・相対速度の少なくとも一方を検知する手段とを備えたレーダにおいて、
当該レーダ以外の手段により測定された、当該レーダが搭載された移動体の移動速度のデータを入力する手段を設け、
前記ペア抽出手段が、前記移動速度のデータに基づき、静止物に対応した、上り変調区間と下り変調区間のビート信号の周波数スペクトルに現れる突出部の周波数差を逆算するとともに、該周波数差に対応するペアを優先して抽出するようにしたことを特徴としている。
【００１２】
前記ペア抽出手段としては、第１突出部と第２突出部との信号強度の一致度を求め、一致度の高い組合せを優先してペアの抽出を行うこととし、前記静止物に対応した周波数差の関係となるペアについての信号強度の一致度に高い重みをつける。
【００１３】
また、この発明は、前記送信信号のビーム方位を所定走査範囲に亘って変化させる走査手段を備え、前記ペア抽出手段を、第１突出部と第２突出部との方位の一致度を求め、一致度の高い組合せを優先してペアの抽出を行うこととし、静止物に対応した周波数差の関係となるペアについての方位の一致度に高い重みをつけるようにしたことを特徴としている。
【００１４】
また、この発明は、前記ペア抽出手段が、第１突出部と第２突出部との方位方向の信号強度プロファイルの相関度を求め、相関度の高い組合せを優先してペアの抽出を行うこととし、静止物に対応する周波数差の関係となるペアについての相関度に高い重みをつけるようにしたことを特徴としている。
【００１５】
また、この発明は、静止物に対応した周波数差の関係となるペアが、方位方向または距離方向に所定数連続する場合に、それらを連続静止物と判定する手段を設けたことを特徴としている。
【００１６】
また、この発明は、前記連続静止物の存在領域に、静止物に対応した周波数差の関係となるペアを検知したとき、そのペアの抽出が誤りであるものとして判定する手段を設けたことを特徴としている。
【００１７】
また、この発明は、前記連続静止物より遠方に検知した物標に関しては、その検知結果を出力しないようにする手段を設けたことを特徴としている。
【００１８】
【発明の実施の形態】
この発明の実施形態に係るレーダの構成をブロック図として図１に示す。
図１において、１はＲＦブロック、２は信号処理ブロックである。ＲＦブロック１は、レーダ測定用の電波を送受信し、送信波と受信波とのビート信号を信号処理ブロック２へ出力する。信号処理ブロック２の変調カウンタ１１は、結果的にＤＡコンバータ１０から三角波信号を発生させるためのカウントを行い、その値をＤＡコンバータ１０へ出力する。ＤＡコンバータ１０は、それをアナログ電圧信号に変換してＲＦブロック１のＶＣＯ（電圧制御発振器）８へ与える。これにより送信波をＦＭ変調する。すなわち、ＶＣＯ８の発振信号はアイソレータ７、カプラ６、サーキュレータ５を介して１次放射器４へ供給される。この１次放射器４は、誘電体レンズ３の焦点面または焦点面付近にあって、誘電体レンズ３は、１次放射器４から放射されるミリ波信号を鋭いビームとして送信する。物標（車両など）からの反射波が誘電体レンズ３を介し１次放射器４へ入射されると、受信信号がサーキュレータ５を介してミキサ９へ導かれる。ミキサ９には、この受信信号とカプラ６からの送信信号の一部であるローカル信号とを入力して、その周波数差の信号に相当するビート信号を中間周波信号として信号処理ブロック２のＡＤコンバータ１２へ出力する。ＡＤコンバータ１２は、これをデジタルデータに変換する。ＤＳＰ（デジタル信号処理装置）１３は、ＡＤコンバータ１２から入力したデータ列をＦＦＴ（高速フーリエ変換）処理して、後述するように、物標の相対距離および相対速度を算出する。
【００１９】
ＲＦブロック１内の１６で示す部分は、１次放射器４を誘電体レンズ３の焦点面またはそれに平行な面内を平行移動させるスキャンユニットである。この１次放射器４が設けられている可動部と固定部側との間に０ｄＢカプラを構成している。Ｍで示す部分は、その駆動用モータを示している。このモータによって、例えば１００ｍｓ周期で−１０度から＋１０度の範囲をビーム走査する。
信号処理ブロック２内の１４は、変調カウンタ１１およびスキャンユニット１６を制御するマイクロプロセッサである。このマイクロプロセッサ１４は、スキャンユニット１６に対してビーム方位を所定角度に向けるとともに、その静止時間内に上り区間と下り区間の一山分の三角波でＶＣＯ８を変調するように、カウント周期を定める。このマイクロプロセッサ１４が本発明に係る「走査手段」に相当する。マイクロプロセッサ１４は、ＤＳＰ１３が求めた、上り変調区間の周波数スペクトルに現れる突出部と、下り変調区間の周波数スペクトルに現れる突出部とのペアを抽出（ペアリング）する。また、車速センサ１５は自車速を検出するセンサであり、マイクロプロセッサ１４は、この車速センサ１５から自車速を読み取り、静止物に対応したペアを優先的にペアリングする。
【００２０】
図２は、物標までの距離と相対速度に起因する、送信信号と受信信号の周波数変化のずれの例を示している。送信信号の周波数上昇時における送信信号と受信信号との周波数差がアップビートの周波数ｆＢＵであり、送信信号の周波数下降時における送信信号と受信信号との周波数差がダウンビートの周波数ｆＢＤである。Δｆは周波数偏位幅である。この送信信号と受信信号の三角波の時間軸上のずれ（時間差）が、アンテナから物標までの電波の往復時間に相当する。また、送信信号と受信信号の周波数軸上のずれがドップラシフト量であり、これはアンテナに対する物標の相対速度に起因して生じる。この時間差とドップラシフト量によってアップビートｆＢＵとダウンビートｆＢＤの値が変化する。すなわち、このアップビートとダウンビートの周波数を検出することによって、レーダから物標までの距離およびレーダに対する物標の相対速度を算出する。
【００２１】
図３は、レーダの送受信ビームの方位と複数の物標との関係の例を示している。ここでＢｏは自車に搭載されたレーダの正面方向である。Ｂ＋１，Ｂ＋２・・・は、正面から右方向にビーム方位を変異させた時の各ビーム方位を示している。同様に，Ｂ−１，Ｂ−２・・・は、正面から左方向にビーム方位を変異させた時の各ビーム方位を示している。
【００２２】
図３において丸く示している物標ＯＢ２，ＯＢ５は、固定された路側物である。また、四角く表している物標ＯＢ１，ＯＢ３，ＯＢ４は、自車の前方に存在する他車である。矢印はそれらの走行方向を示している。
【００２３】
図３において、ＯＢ２，ＯＢ５等の路側物や路上の駐車車両等の静止物の相対速度は、自車速と同一速度である。そこで、車速センサで求めた自車速のデータを利用してペアリングを行うことにより、ペアリング精度の向上を図る。
【００２４】
渋滞のない通常の走行状態では、レーダが捉える物標はガードレール、標識、防音壁、街灯等の静止物の数の方が多い。また、走行している車両も渋滞時以外は所定の車間距離を保って走行していることが多いため、２台の車両が静止物と同程度の周波数差（アップビート周波数とダウンビート周波数の差）に相当する間隔になるような状況はほとんど生じない。
【００２５】
そこで、静止物に対応した上り変調区間と下り変調区間の周波数スペクトルに表れる突出部の周波数差を自車速に基づいて逆算し、その周波数差に対応するペアをまず抽出し、その後、残った突出部同士の中でペアリングを行うことによって動体物の物標の距離・速度を算出する。
【００２６】
図４は、上り変調区間と下り変調区間のビート信号の周波数スペクトルの例を示している。ここで実線は上り変調区間でのビート信号の周波数スペクトル、破線は下り変調区間でのビート信号の周波数スペクトルである。図４に示した周波数範囲では、上り変調区間でのビート信号に３つの突出部が、下り変調区間のビート信号に２つの突出部がそれぞれ生じている。そして、この時、自車速Ｖが１００ｋｍ／ｈである時、変調信号の中心周波数ｆ０を、ｆ０＝７６．５ＧＨｚとすれば、上り変調区間でのビート信号の周波数と、下り変調区間でのビート信号の周波数との差は次のようになる。
【００２７】
ここで、ｃは光速である。
【００２８】
図４に示した例では、上り変調区間でのビート信号の周波数スペクトルに現れる２つの突出部と下り変調区間ビート信号の周波数スペクトルに現れる２つの突出部とが２８．３ｋＨｚの周波数差を持つため、これらをそれぞれペアとして抽出する。すなわち２つの静止物が検知できる。
【００２９】
但し、静止物に対応する周波数差となる突出部同士をペアとして抽出するだけでは次のような問題が生じる。
【００３０】
上述の例で、周波数偏位幅Δｆ＝３００ＭＨｚ、変調周期の逆数すなわち変調周期ｆｍが５００Ｈｚ、２台の車両が約１４．１ｍ間隔で１００ｋｍ／ｈで走行している時に、
ビート信号の周波数差ｆＢ （＝ｆＢＵ−ｆＢＤ）は、
ここで、Ｒは距離、ｃは光速である。
【００３１】
この関係から、この２台の車両の反射波による突出部のピーク周波数間隔が静止物により生じる周波数差に略一致することになる。
【００３２】
図６はその例について示している。図６は上り変調区間と下り変調区間について、ビート信号の周波数スペクトルと２つの車両の状態を示している。（Ａ）は０ｋｍ／ｈの車両すなわち静止車両によって生じるスペクトルを、また、（Ｂ）は自車両から所定距離離れた前方を、２つの車両が車間距離１４．１ｍで１００ｋｍ／ｈで走行している時のスペクトルを示している。
【００３３】
このように２つの物標により生じる２つの突出部同士のペアリングを行う際、静止物に対応する周波数差２８．３ｋＨｚの組合せとなる突出部同士を優先的にペアとして抽出してしまうおそれがある。
【００３４】
また、その他の状況として、急なカーブの存在する所や、危険な走行を行う車両が存在する場合等においても、走行物と静止物とを認識し誤るおそれが生じる。
【００３５】
そこで、上り変調区間と下り変調区間でのビート信号の周波数差が静止物により生じる周波数差の関係になる組合せだけでペアリングするのではなく、よりペアらしいものをペアとして抽出するように次のような処理を行う。
【００３６】
図５は、図１に示したＤＳＰ１３およびマイクロプロセッサ１４の処理手順を示すフローチャートである。まず、車速センサ１５から自車速のデータを読み取る（ｓ１）。続いて、スキャンユニット１６の制御によって、ビームを初期方位に向ける（ｓ２）。その状態で、Ａ／Ｄコンバータ１２により変換されたビート信号のディジタルデータを所定のサンプリング数だけ取得し、それについてＦＦＴ処理する（ｓ３→ｓ４）。
【００３７】
続いて、周波数スペクトルの信号強度が山型に突出する部分を検出し、そのピーク周波数およびピーク周波数における信号強度を抽出する（ｓ５）。
【００３８】
その後、前回の隣接するビーム方位において抽出したピーク周波数およびその信号強度を参照して、今回のビーム方位におけるピーク周波数と、その信号強度をどのグループに入れるかを判定する（ｓ６）。すなわち、ピーク周波数の周波数差が一定周波数以内であるものをグルーピングする。
【００３９】
その後、ビーム方位をビーム１本分変位させ、同様の処理を行う（ｎ７→ｓ８→ｓ３→・・・）。
【００４０】
以上の処理を最終ビームまで繰り返し行うことによって、方位方向に所定幅広がる探知範囲について、上り変調区間と下り変調区間についてのビーム方位毎のピーク周波数スペクトルを求める。
【００４１】
続いて、各グループの、代表方位、代表ピーク周波数、代表信号強度をペア候補、方位方向のレベルプロファイルを求める（ｓ９）。例えばビーム方位方向と周波数軸方向に広がるグループの中心方位を代表方位とし、その方位において周波数軸上に広がる周波数範囲の中心を代表ピーク周波数とし、その代表ピーク周波数における信号強度を代表信号強度とする。また、グループの代表周波数における方位方向の信号強度変化を信号強度プロファイルとしてを求める。これらの各グループの代表値を上り変調区間と下り変調区間についてそれぞれ求める。
【００４２】
その後、ペア候補のうち静止物に対応した周波数差の関係にあるペアが優先的にペアとなるように、一致度の重み付けを行った後、ペアリングを行う（ｓ１０→ｓ１１）。
【００４３】
ここで、信号強度の一致度をＭａ、方位の一致度をＭｄ、信号強度プロファイルの一致度をＭｃとし、ペアらしさを表すペア評価値の重みをｍとすると、
ペア評価値Ｅは
Ｅ＝ｍ（Ｍａ＊Ｍｄ＊Ｍｃ） …（１）
として表される。これらの一致度Ｍａ，Ｍｄ，Ｍｃは０〜１の係数、重みｍは１以上の値である。
【００４４】
ペア候補として抽出された突出部グループの代表値の全ての組合せについて、このペア評価値Ｅを求め、その値が最大となるものから順にペアとする。上記重みｍは、静止物に対応する周波数差となるペアに対して、１を超える大きな値を与える。その他のペアに対してはｍ＝１とする。
【００４５】
上述の例では、信号強度の一致度、方位の一致度、信号強度プロファイルの一致度に対して重みｍを掛けることによってペア評価値Ｅを求めるようにしたが、静止物に対応する周波数差の組合せが優先的にペアとして抽出されるように、上記３つの一致度を個別に修正するようにしてもよい。
【００４６】
図７は信号強度の一致度を修正する例について示している。ここでＡ，Ｂは上り変調区間でのビート信号の周波数スペクトルに現れる突出部、α，βは下り変調区間でのビート信号の周波数スペクトルに現れる突出部である。ここで、図７に示した例では、αとＡとの信号強度の差は３ｄＢ、αとＢとの信号強度の差は１ｄＢである。しかし、αとＡとの組合せは、静止物に対応する周波数差であるので、その信号強度の差を３ｄＢだけ小さくして信号強度の一致度を求める。したがって、αとＡとは信号強度の差が修正後に０ｄＢとなって、αとＢとの組合せより、αとＡとの組合せが優先される。修正後の信号強度一致度をＭａ′とすれば、全体のペア評価値Ｅは、
Ｅ＝（Ｍａ′＊Ｍｄ＊Ｍｃ） …（２）
で表される。
【００４７】
図８は方位の一致度を修正する例について示している。図８の（Ａ）は、方位の異なるビーム毎の上り変調区間でのビート信号の周波数スペクトルに現れる突出部のピーク周波数を示す図、（Ｂ）は、下り変調区間でのビート信号の周波数スペクトルに現れる突出部のピーク周波数を示す図である。ここで横軸にビーム方位、縦軸に周波数スペクトルに含まれる突出部の周波数を採って直角座標で表している。
【００４８】
この例では、（Ａ）に示すように上り変調区間で、ビーム方位Ｂｊおよび周波数Ｆａを中心として、方位方向および周波数軸方向に突出部の広がったグループＧｕ１が生じている。また、（Ｂ）に示すように下り変調区間でビーム方位Ｂｉおよび周波数Ｆｂを中心として、方位方向および周波数軸方向に突出部の広がったグループＧｄ１が生じている。また、下り変調区間でビーム方位Ｂｋおよび周波数Ｆｃを中心として、方位方向および周波数軸方向に突出部の広がったグループＧｄ２が生じている。
【００４９】
ここで、グループＧｕ１の代表周波数Ｆａと、グループＧｄ２の代表周波数Ｆｃとの周波数差が、静止物に対応する周波数差であるとき、グループＧｕ１の代表方位ＢｊとグループＧｄ２の代表方位Ｂｋとの方位角度差が±１．０°以内のものについては同一方位であるものとみなす。グループＧｕ１の代表周波数ＦａとグループＧｄ１の代表周波数Ｆｂとの周波数差は、上記静止物に対応する周波数差ではないので、両グループの代表方位の角度差はＢｊとＢｉとの差のまま扱う。
【００５０】
このようにして方位の一致度について修正を行う。この時の修正後の方位一致度をＭｄ′とすれば、全体のペア評価値Ｅは、
Ｅ＝（Ｍａ＊Ｍｄ′＊Ｍｃ） …（２）
で表される。
【００５１】
図９は、信号強度プロファイルの一致度を修正する例について示している。 ここでグループＧｕ１とＧｄ１との代表周波数差が静止物に対応する周波数差であるので、両者の信号強度プロファイルの一致度を高める方向に修正する。たとえば信号強度プロファイルの一致度を相関係数として求める場合に、１．０との差を一定の割合で近づけた値（例えば１／２）で評価する。例えばグループＧｕ１とＧｄ１との信号強度プロファイルの相関係数が０．７、Ｇｕ１とＧｄ２との信号強度プロファイルの相関係数が０．８である時、前者は０．７＋（１−０．７）／２＝０．８５として、信号強度プロファイルの一致度を高める。
【００５２】
この時の修正後の信号強度プロファイルの一致度をＭｃ′とすれば、全体のペア評価値Ｅは、
Ｅ＝（Ｍａ＊Ｍｄ＊Ｍｃ′） …（３）
で表される。
【００５３】
次に、第２の実施形態に係るレーダにおける処理内容を図１０〜図１３を参照して説明する。
図１０は第１の実施形態で示した方法により抽出したペアにより算出した各物標の位置を示している。黒丸は各物標の位置である。例えばカードレール、防音壁、中央分離帯、建物の壁面等の連続路側物であれば、図１０の（Ａ）に示すように静止物が近接して複数個検知される。このような連続する静止物を連続静止物として判定する。図１０の（Ａ）に示す例では、２つの連続静止物Ａ１，Ａ２を判定する。
【００５４】
静止物が近接しているかどうかの判断は、所定距離、所定方位角度範囲内に検知された静止物をグループ化していくことにより行う。例えば図１０の（Ｂ）に示すように、ある１つの静止物ＯＢａから所定距離所定方位角度範囲内に存在する静止物ＯＢｂが存在すれば、それを同一グループとみなす。次に、この静止物ＯＢｂについて同様の処理を行い、次々とグループ化する。
【００５５】
この処理は、図１０の（Ｃ）に示すように直交座標上で行ってもよい。すなわち、直交座標上で所定距離範囲内に存在する静止物を逐次グループ化してもよい。
【００５６】
このように連続静止物として判定された領域は、ガードレール、防音壁、中央分離帯、建物の壁面等であるので、普通はその領域内に動体物は存在し得ない。したがって、ペアとして抽出した周波数差から物標の位置および速度を算出した結果、上記連続静止物の領域内に動体物が擬似的に存在することとなった場合、そのペアはミスペアリングであったものとみなすことができる。例えば図１１に示すように、連続静止物の領域Ａ１内に擬似的に存在する速度３０ｋｍ／ｈ，８０ｋｍ／ｈの動体物はミスペアリングによるものとみなす。同様に、連続静止物の領域Ａ２内に擬似的に存在する速度２０ｋｍ／ｈの動体物はミスペアリングによるものとみなす。
【００５７】
なお、現実に連続静止物の領域内に動体物が存在し、その探知結果を除去しても、道路上の走行物体の検出確率等に悪影響を与えることはない。
【００５８】
また、連続静止物の領域より遠方に擬似的に検知された物標に関しては、例えば中央分離帯の向こう側の車線（対向車線）を走行している車両であったり、防音壁やトンネルの壁面等による鏡像であることが多いので、その探知結果も除去する。例えば図１２において物標ＯＢｄは現実に自車両の前方を走行する車両であるが、ＯＢｅは連続静止物の領域Ａ２によるＯＢｄの鏡像であるか、Ａ２が中央分離帯である時にその反対車線を逆走する車両である。したがって、このＯＢｅに関する探知結果は除去し、ホスト装置へは出力しない。
【００５９】
なお、道路上に存在する標識、陸橋等が静止物として検出される場合があるので、自車両の進行方向に存在する連続静止物より遠方の物標に関してはこの除去処理は行わない。なお、自車両の進行方向は、ステアリングホイールの操舵角、ヨーレート、カーナビ等の情報から検出することができる。
【００６０】
図１３は上述の処理手順を示すフローチャートである。この処理は第１の実施形態で図５に示した処理手順に続いて行うものである。
まず、上述した連続静止物の判定を行い、その存在する領域を求める（ｓ２１→ｓ２２）。続いて、その連続静止物の領域内に擬似的に動体物が存在することになるか否かを判定する（ｓ２３）。この連続静止物の領域内に動体物が擬似的に存在することになるような組み合わせ（ペアリング）をミスペアリングとして扱い、そのようなペアリングを避けるように再度ペアリングを行う（ｓ２４）。
【００６１】
また連続静止物の領域より遠方に動体物が擬似的に存在する場合に、その物標の検知結果を除去する（ｓ２５）。その後、新たな探知結果のデータを作成し、ホスト装置へ出力する（ｓ２６）。
【００６２】
【発明の効果】
この発明によれば、静止物に対応した上り変調区間と下り変調区間のビート信号の周波数スペクトルに現れる突出部の周波数差の組合せとなるペアを優先的に抽出するようにしたので、静止物の検知が容易となり、静止物以外の、例えば前方の走行車両の探知がより確実に行えるようになる。
【００６３】
また、この発明によれば、上り変調区間のビート信号の周波数スペクトルに現れる第１突出部と、下り変調区間のビート信号の周波数スペクトルに現れる第２突出部との信号強度の一致度について静止物に対応した周波数差の関係にあるペアについて信号強度の一致度に重みをつけるようにしたことにより、ミスペアリングとなる確率が相対的に抑えられ、静止物によるペアをより確実に抽出できるようになる。
【００６４】
また、この発明によれば、送信信号のビーム方位を所定走査範囲に亘って変化させるようにし、前記第１突出部と前記第２突出部との方位の一致度を求め、該一致度の高い組み合わせを優先してペアの抽出を行い、静止物に対応した周波数差の関係にあるペアについて方位の一致度に高い重みをつけるようにしたことにより、ミスペアリングとなる確率が相対的に抑えられ、静止物によるペアをより確実に抽出できるようになる。
【００６５】
同様に、方位方向の信号強度プロファイルの一致度の高いものを優先してペア抽出を行う場合にも、静止物に対応した周波数差の関係にあるペアについて方位の一致度に高い重みをつけるようにしたことにより、ミスペアリングとなる確率が相対的に抑えられ、静止物によるペアをより確実に抽出できるようになる。
【００６６】
また、この発明によれば、静止物に対応する周波数差の関係となるペアの方位方向または距離方向の連続性に基づいて連続静止物を判定するようにしたので、探知物標の大多数を占める連続静止物の存在領域を確実に検知でき、相対的に前方の走行車両等の動体物を確実に検知できるようになる。
【００６７】
また、この発明によれば、前記連続静止物の存在領域に擬似的に動体物が検知された時、対応するペアの抽出が誤りであったものと判定するようにしたので、ペア抽出の誤りがより確実に抑えられる。
【００６８】
また、この発明によれば、前記連続静止物より遠方に検知した物標については、その結果を出力しないようにしたので、探知した物標のうち、実質的に問題となる物標のみをホスト装置へ出力することができ、全体のデータ処理量を削減でき、探知結果に基づく処理を高速化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】レーダの構成を示すブロック図
【図２】同レーダの上り変調区間と下り変調区間に生じるビート信号の周波数差の例を示す図
【図３】自車両前方に存在する各種物標の例を示す図
【図４】上り変調区間と下り変調区間におけるビート信号の周波数スペクトルの例を示す図
【図５】同レーダの処理手順を示すフローチャート
【図６】自車両前方の車両の状態と周波数スペクトルの例を示す図
【図７】上り変調区間と下り変調区間におけるビート信号の周波数スペクトルに現れる突出部の信号強度の差の例を示す図
【図８】ビート信号の周波数スペクトルに現れる突出部のビーム方位および周波数軸上の分布の例を示す図
【図９】突出部グループの方位方向の信号強度プロファイルの例を示す図
【図１０】連続静止物およびその存在領域の例を示す図
【図１１】連続静止物領域中に擬似的に検知された動体物の例を示す図
【図１２】連続静止物の領域とその他の検知された物標の位置関係の例を示す図
【図１３】連続静止物に関する処理手順を示すフローチャート
【符号の説明】
１−ＲＦブロック
２−信号処理ブロック
３−誘電体レンズ
４−１次放射器
５−サーキュレータ
６−カプラ
７−アイソレータ
８−ＶＣＯ
９−ミキサ
１６−スキャンユニット
【発明の属する技術分野】
この発明は、連続波を周波数変調した電波を送受信して物標の探知を行うレーダに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば車載用レーダとして、ミリ波を利用したＦＭ−ＣＷレーダが開発されている。ＦＭ−ＣＷレーダは、連続波（ＣＷ）を周波数変調（ＦＭ）した電波を送受信して物標の探知を行う。すなわち、周波数が次第に上昇する上り変調区間と、周波数が次第に下降する下り変調区間とを繰り返す送信信号を送信し、物標からの反射信号を含む受信信号を受信するようにし、送信信号と受信信号との周波数差の信号であるビート信号の周波数スペクトルに基づいて物標の相対距離および相対速度を求めるものである。また、上記の動作を所定方位を向く１つのビームについて行い、そのビーム方位を順次変化させることによって、所定方位角範囲について分布する物標の方位を求める。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
物標が単一である場合には、上り変調区間と下り変調区間において、物標からの反射波に基づくビート信号の周波数スペクトルにそれぞれ単一の突出部が生じる。従って、その突出部のピーク周波数を、上り変調区間のビート信号の周波数（以下「アップビート周波数」という。）と下り変調区間のビート信号の周波数（以下「ダウンビート周波数」という。）とに基づいて、物標の相対距離および相対速度を求めることができる。
【０００４】
ところが、探知範囲内に複数の物標が存在する場合には、同一ビームについて、上り変調区間と下り変調区間のそれぞれにおいて、周波数スペクトルに多数の突出部が生じる。そのため、複数のアップビート周波数と複数のダウンビート周波数との組み合わせ（以下「ペアリング」という。）にミスが生じるおそれがあった。
また、車載用レーダとして用いる場合に、車両と静止物との判定が重要となる。
【０００５】
そこで、▲１▼特開平７−９８３７５には、車速と同じ相対速度の物標を静止物と判定するようにしたレーダが示されている。▲２▼特開平５−２３２２１４には、車速と同じ相対速度でビート信号の周波数スペクトルが広がっているものを静止物と判定するレーダが示されている。▲３▼特開平１１−２１１８１１には、ビート信号の周波数スペクトルに所定密度以上のピークが存在する時、連続路側物であるものと判定するようにしたレーダが示されている。また、▲４▼特開２０００−１４７１０３には、過去の静止物位置データより静止物によるデータを推測するようにしたレーダが示されている。
【０００６】
ところが、本願発明者らの研究によれば、このような従来のレーダには、次のような課題が有ることを見出した。
【０００７】
▲１▼▲２▼のレーダにおいては、ペアリングにミスが生じると静止物の検知ができず、静止物の方向の或る距離に動体が存在するものとして誤検知してしまう。
【０００８】
▲３▼のレーダにおいては、道路標識や何らかの支柱など、方位方向に狭い物標に対しては路側物として検知できない。
【０００９】
▲４▼のレーダにおいては、連続路側物等は、常に同じ位置（方位）からの反射信号強度が大きいという訳ではないため、履歴から抽出するのは容易ではない。
【００１０】
そこで、この発明の目的は、上述の問題を解消して、静止物の検知を容易且つ確実なものとし、ペアリングのミスも抑えるようにしたレーダを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明は、周波数が次第に上昇する上り変調区間と、周波数が次第に下降する下り変調区間とが時間的に三角波状に繰り返し変化する送信信号を送信し、物標からの反射信号を含む受信信号を受信する送受信手段と、
前記送信信号と前記受信信号との周波数差の信号であるビート信号の周波数スペクトルに関するデータを求める周波数分析手段と、
同一物標に起因して生じた、前記上り変調区間のビート信号の周波数スペクトルに現れる第１突出部と、前記下り変調区間のビート信号の周波数スペクトルに現れる第２突出部とのペアを抽出するペア抽出手段と、
該ペアをなす２つの突出部の周波数に基づいて、物標の相対距離・相対速度の少なくとも一方を検知する手段とを備えたレーダにおいて、
当該レーダ以外の手段により測定された、当該レーダが搭載された移動体の移動速度のデータを入力する手段を設け、
前記ペア抽出手段が、前記移動速度のデータに基づき、静止物に対応した、上り変調区間と下り変調区間のビート信号の周波数スペクトルに現れる突出部の周波数差を逆算するとともに、該周波数差に対応するペアを優先して抽出するようにしたことを特徴としている。
【００１２】
前記ペア抽出手段としては、第１突出部と第２突出部との信号強度の一致度を求め、一致度の高い組合せを優先してペアの抽出を行うこととし、前記静止物に対応した周波数差の関係となるペアについての信号強度の一致度に高い重みをつける。
【００１３】
また、この発明は、前記送信信号のビーム方位を所定走査範囲に亘って変化させる走査手段を備え、前記ペア抽出手段を、第１突出部と第２突出部との方位の一致度を求め、一致度の高い組合せを優先してペアの抽出を行うこととし、静止物に対応した周波数差の関係となるペアについての方位の一致度に高い重みをつけるようにしたことを特徴としている。
【００１４】
また、この発明は、前記ペア抽出手段が、第１突出部と第２突出部との方位方向の信号強度プロファイルの相関度を求め、相関度の高い組合せを優先してペアの抽出を行うこととし、静止物に対応する周波数差の関係となるペアについての相関度に高い重みをつけるようにしたことを特徴としている。
【００１５】
また、この発明は、静止物に対応した周波数差の関係となるペアが、方位方向または距離方向に所定数連続する場合に、それらを連続静止物と判定する手段を設けたことを特徴としている。
【００１６】
また、この発明は、前記連続静止物の存在領域に、静止物に対応した周波数差の関係となるペアを検知したとき、そのペアの抽出が誤りであるものとして判定する手段を設けたことを特徴としている。
【００１７】
また、この発明は、前記連続静止物より遠方に検知した物標に関しては、その検知結果を出力しないようにする手段を設けたことを特徴としている。
【００１８】
【発明の実施の形態】
この発明の実施形態に係るレーダの構成をブロック図として図１に示す。
図１において、１はＲＦブロック、２は信号処理ブロックである。ＲＦブロック１は、レーダ測定用の電波を送受信し、送信波と受信波とのビート信号を信号処理ブロック２へ出力する。信号処理ブロック２の変調カウンタ１１は、結果的にＤＡコンバータ１０から三角波信号を発生させるためのカウントを行い、その値をＤＡコンバータ１０へ出力する。ＤＡコンバータ１０は、それをアナログ電圧信号に変換してＲＦブロック１のＶＣＯ（電圧制御発振器）８へ与える。これにより送信波をＦＭ変調する。すなわち、ＶＣＯ８の発振信号はアイソレータ７、カプラ６、サーキュレータ５を介して１次放射器４へ供給される。この１次放射器４は、誘電体レンズ３の焦点面または焦点面付近にあって、誘電体レンズ３は、１次放射器４から放射されるミリ波信号を鋭いビームとして送信する。物標（車両など）からの反射波が誘電体レンズ３を介し１次放射器４へ入射されると、受信信号がサーキュレータ５を介してミキサ９へ導かれる。ミキサ９には、この受信信号とカプラ６からの送信信号の一部であるローカル信号とを入力して、その周波数差の信号に相当するビート信号を中間周波信号として信号処理ブロック２のＡＤコンバータ１２へ出力する。ＡＤコンバータ１２は、これをデジタルデータに変換する。ＤＳＰ（デジタル信号処理装置）１３は、ＡＤコンバータ１２から入力したデータ列をＦＦＴ（高速フーリエ変換）処理して、後述するように、物標の相対距離および相対速度を算出する。
【００１９】
ＲＦブロック１内の１６で示す部分は、１次放射器４を誘電体レンズ３の焦点面またはそれに平行な面内を平行移動させるスキャンユニットである。この１次放射器４が設けられている可動部と固定部側との間に０ｄＢカプラを構成している。Ｍで示す部分は、その駆動用モータを示している。このモータによって、例えば１００ｍｓ周期で−１０度から＋１０度の範囲をビーム走査する。
信号処理ブロック２内の１４は、変調カウンタ１１およびスキャンユニット１６を制御するマイクロプロセッサである。このマイクロプロセッサ１４は、スキャンユニット１６に対してビーム方位を所定角度に向けるとともに、その静止時間内に上り区間と下り区間の一山分の三角波でＶＣＯ８を変調するように、カウント周期を定める。このマイクロプロセッサ１４が本発明に係る「走査手段」に相当する。マイクロプロセッサ１４は、ＤＳＰ１３が求めた、上り変調区間の周波数スペクトルに現れる突出部と、下り変調区間の周波数スペクトルに現れる突出部とのペアを抽出（ペアリング）する。また、車速センサ１５は自車速を検出するセンサであり、マイクロプロセッサ１４は、この車速センサ１５から自車速を読み取り、静止物に対応したペアを優先的にペアリングする。
【００２０】
図２は、物標までの距離と相対速度に起因する、送信信号と受信信号の周波数変化のずれの例を示している。送信信号の周波数上昇時における送信信号と受信信号との周波数差がアップビートの周波数ｆＢＵであり、送信信号の周波数下降時における送信信号と受信信号との周波数差がダウンビートの周波数ｆＢＤである。Δｆは周波数偏位幅である。この送信信号と受信信号の三角波の時間軸上のずれ（時間差）が、アンテナから物標までの電波の往復時間に相当する。また、送信信号と受信信号の周波数軸上のずれがドップラシフト量であり、これはアンテナに対する物標の相対速度に起因して生じる。この時間差とドップラシフト量によってアップビートｆＢＵとダウンビートｆＢＤの値が変化する。すなわち、このアップビートとダウンビートの周波数を検出することによって、レーダから物標までの距離およびレーダに対する物標の相対速度を算出する。
【００２１】
図３は、レーダの送受信ビームの方位と複数の物標との関係の例を示している。ここでＢｏは自車に搭載されたレーダの正面方向である。Ｂ＋１，Ｂ＋２・・・は、正面から右方向にビーム方位を変異させた時の各ビーム方位を示している。同様に，Ｂ−１，Ｂ−２・・・は、正面から左方向にビーム方位を変異させた時の各ビーム方位を示している。
【００２２】
図３において丸く示している物標ＯＢ２，ＯＢ５は、固定された路側物である。また、四角く表している物標ＯＢ１，ＯＢ３，ＯＢ４は、自車の前方に存在する他車である。矢印はそれらの走行方向を示している。
【００２３】
図３において、ＯＢ２，ＯＢ５等の路側物や路上の駐車車両等の静止物の相対速度は、自車速と同一速度である。そこで、車速センサで求めた自車速のデータを利用してペアリングを行うことにより、ペアリング精度の向上を図る。
【００２４】
渋滞のない通常の走行状態では、レーダが捉える物標はガードレール、標識、防音壁、街灯等の静止物の数の方が多い。また、走行している車両も渋滞時以外は所定の車間距離を保って走行していることが多いため、２台の車両が静止物と同程度の周波数差（アップビート周波数とダウンビート周波数の差）に相当する間隔になるような状況はほとんど生じない。
【００２５】
そこで、静止物に対応した上り変調区間と下り変調区間の周波数スペクトルに表れる突出部の周波数差を自車速に基づいて逆算し、その周波数差に対応するペアをまず抽出し、その後、残った突出部同士の中でペアリングを行うことによって動体物の物標の距離・速度を算出する。
【００２６】
図４は、上り変調区間と下り変調区間のビート信号の周波数スペクトルの例を示している。ここで実線は上り変調区間でのビート信号の周波数スペクトル、破線は下り変調区間でのビート信号の周波数スペクトルである。図４に示した周波数範囲では、上り変調区間でのビート信号に３つの突出部が、下り変調区間のビート信号に２つの突出部がそれぞれ生じている。そして、この時、自車速Ｖが１００ｋｍ／ｈである時、変調信号の中心周波数ｆ０を、ｆ０＝７６．５ＧＨｚとすれば、上り変調区間でのビート信号の周波数と、下り変調区間でのビート信号の周波数との差は次のようになる。
【００２７】
【００２８】
図４に示した例では、上り変調区間でのビート信号の周波数スペクトルに現れる２つの突出部と下り変調区間ビート信号の周波数スペクトルに現れる２つの突出部とが２８．３ｋＨｚの周波数差を持つため、これらをそれぞれペアとして抽出する。すなわち２つの静止物が検知できる。
【００２９】
但し、静止物に対応する周波数差となる突出部同士をペアとして抽出するだけでは次のような問題が生じる。
【００３０】
上述の例で、周波数偏位幅Δｆ＝３００ＭＨｚ、変調周期の逆数すなわち変調周期ｆｍが５００Ｈｚ、２台の車両が約１４．１ｍ間隔で１００ｋｍ／ｈで走行している時に、
ビート信号の周波数差ｆＢ （＝ｆＢＵ−ｆＢＤ）は、
【００３１】
この関係から、この２台の車両の反射波による突出部のピーク周波数間隔が静止物により生じる周波数差に略一致することになる。
【００３２】
図６はその例について示している。図６は上り変調区間と下り変調区間について、ビート信号の周波数スペクトルと２つの車両の状態を示している。（Ａ）は０ｋｍ／ｈの車両すなわち静止車両によって生じるスペクトルを、また、（Ｂ）は自車両から所定距離離れた前方を、２つの車両が車間距離１４．１ｍで１００ｋｍ／ｈで走行している時のスペクトルを示している。
【００３３】
このように２つの物標により生じる２つの突出部同士のペアリングを行う際、静止物に対応する周波数差２８．３ｋＨｚの組合せとなる突出部同士を優先的にペアとして抽出してしまうおそれがある。
【００３４】
また、その他の状況として、急なカーブの存在する所や、危険な走行を行う車両が存在する場合等においても、走行物と静止物とを認識し誤るおそれが生じる。
【００３５】
そこで、上り変調区間と下り変調区間でのビート信号の周波数差が静止物により生じる周波数差の関係になる組合せだけでペアリングするのではなく、よりペアらしいものをペアとして抽出するように次のような処理を行う。
【００３６】
図５は、図１に示したＤＳＰ１３およびマイクロプロセッサ１４の処理手順を示すフローチャートである。まず、車速センサ１５から自車速のデータを読み取る（ｓ１）。続いて、スキャンユニット１６の制御によって、ビームを初期方位に向ける（ｓ２）。その状態で、Ａ／Ｄコンバータ１２により変換されたビート信号のディジタルデータを所定のサンプリング数だけ取得し、それについてＦＦＴ処理する（ｓ３→ｓ４）。
【００３７】
続いて、周波数スペクトルの信号強度が山型に突出する部分を検出し、そのピーク周波数およびピーク周波数における信号強度を抽出する（ｓ５）。
【００３８】
その後、前回の隣接するビーム方位において抽出したピーク周波数およびその信号強度を参照して、今回のビーム方位におけるピーク周波数と、その信号強度をどのグループに入れるかを判定する（ｓ６）。すなわち、ピーク周波数の周波数差が一定周波数以内であるものをグルーピングする。
【００３９】
その後、ビーム方位をビーム１本分変位させ、同様の処理を行う（ｎ７→ｓ８→ｓ３→・・・）。
【００４０】
以上の処理を最終ビームまで繰り返し行うことによって、方位方向に所定幅広がる探知範囲について、上り変調区間と下り変調区間についてのビーム方位毎のピーク周波数スペクトルを求める。
【００４１】
続いて、各グループの、代表方位、代表ピーク周波数、代表信号強度をペア候補、方位方向のレベルプロファイルを求める（ｓ９）。例えばビーム方位方向と周波数軸方向に広がるグループの中心方位を代表方位とし、その方位において周波数軸上に広がる周波数範囲の中心を代表ピーク周波数とし、その代表ピーク周波数における信号強度を代表信号強度とする。また、グループの代表周波数における方位方向の信号強度変化を信号強度プロファイルとしてを求める。これらの各グループの代表値を上り変調区間と下り変調区間についてそれぞれ求める。
【００４２】
その後、ペア候補のうち静止物に対応した周波数差の関係にあるペアが優先的にペアとなるように、一致度の重み付けを行った後、ペアリングを行う（ｓ１０→ｓ１１）。
【００４３】
ここで、信号強度の一致度をＭａ、方位の一致度をＭｄ、信号強度プロファイルの一致度をＭｃとし、ペアらしさを表すペア評価値の重みをｍとすると、
ペア評価値Ｅは
Ｅ＝ｍ（Ｍａ＊Ｍｄ＊Ｍｃ） …（１）
として表される。これらの一致度Ｍａ，Ｍｄ，Ｍｃは０〜１の係数、重みｍは１以上の値である。
【００４４】
ペア候補として抽出された突出部グループの代表値の全ての組合せについて、このペア評価値Ｅを求め、その値が最大となるものから順にペアとする。上記重みｍは、静止物に対応する周波数差となるペアに対して、１を超える大きな値を与える。その他のペアに対してはｍ＝１とする。
【００４５】
上述の例では、信号強度の一致度、方位の一致度、信号強度プロファイルの一致度に対して重みｍを掛けることによってペア評価値Ｅを求めるようにしたが、静止物に対応する周波数差の組合せが優先的にペアとして抽出されるように、上記３つの一致度を個別に修正するようにしてもよい。
【００４６】
図７は信号強度の一致度を修正する例について示している。ここでＡ，Ｂは上り変調区間でのビート信号の周波数スペクトルに現れる突出部、α，βは下り変調区間でのビート信号の周波数スペクトルに現れる突出部である。ここで、図７に示した例では、αとＡとの信号強度の差は３ｄＢ、αとＢとの信号強度の差は１ｄＢである。しかし、αとＡとの組合せは、静止物に対応する周波数差であるので、その信号強度の差を３ｄＢだけ小さくして信号強度の一致度を求める。したがって、αとＡとは信号強度の差が修正後に０ｄＢとなって、αとＢとの組合せより、αとＡとの組合せが優先される。修正後の信号強度一致度をＭａ′とすれば、全体のペア評価値Ｅは、
Ｅ＝（Ｍａ′＊Ｍｄ＊Ｍｃ） …（２）
で表される。
【００４７】
図８は方位の一致度を修正する例について示している。図８の（Ａ）は、方位の異なるビーム毎の上り変調区間でのビート信号の周波数スペクトルに現れる突出部のピーク周波数を示す図、（Ｂ）は、下り変調区間でのビート信号の周波数スペクトルに現れる突出部のピーク周波数を示す図である。ここで横軸にビーム方位、縦軸に周波数スペクトルに含まれる突出部の周波数を採って直角座標で表している。
【００４８】
この例では、（Ａ）に示すように上り変調区間で、ビーム方位Ｂｊおよび周波数Ｆａを中心として、方位方向および周波数軸方向に突出部の広がったグループＧｕ１が生じている。また、（Ｂ）に示すように下り変調区間でビーム方位Ｂｉおよび周波数Ｆｂを中心として、方位方向および周波数軸方向に突出部の広がったグループＧｄ１が生じている。また、下り変調区間でビーム方位Ｂｋおよび周波数Ｆｃを中心として、方位方向および周波数軸方向に突出部の広がったグループＧｄ２が生じている。
【００４９】
ここで、グループＧｕ１の代表周波数Ｆａと、グループＧｄ２の代表周波数Ｆｃとの周波数差が、静止物に対応する周波数差であるとき、グループＧｕ１の代表方位ＢｊとグループＧｄ２の代表方位Ｂｋとの方位角度差が±１．０°以内のものについては同一方位であるものとみなす。グループＧｕ１の代表周波数ＦａとグループＧｄ１の代表周波数Ｆｂとの周波数差は、上記静止物に対応する周波数差ではないので、両グループの代表方位の角度差はＢｊとＢｉとの差のまま扱う。
【００５０】
このようにして方位の一致度について修正を行う。この時の修正後の方位一致度をＭｄ′とすれば、全体のペア評価値Ｅは、
Ｅ＝（Ｍａ＊Ｍｄ′＊Ｍｃ） …（２）
で表される。
【００５１】
図９は、信号強度プロファイルの一致度を修正する例について示している。 ここでグループＧｕ１とＧｄ１との代表周波数差が静止物に対応する周波数差であるので、両者の信号強度プロファイルの一致度を高める方向に修正する。たとえば信号強度プロファイルの一致度を相関係数として求める場合に、１．０との差を一定の割合で近づけた値（例えば１／２）で評価する。例えばグループＧｕ１とＧｄ１との信号強度プロファイルの相関係数が０．７、Ｇｕ１とＧｄ２との信号強度プロファイルの相関係数が０．８である時、前者は０．７＋（１−０．７）／２＝０．８５として、信号強度プロファイルの一致度を高める。
【００５２】
この時の修正後の信号強度プロファイルの一致度をＭｃ′とすれば、全体のペア評価値Ｅは、
Ｅ＝（Ｍａ＊Ｍｄ＊Ｍｃ′） …（３）
で表される。
【００５３】
次に、第２の実施形態に係るレーダにおける処理内容を図１０〜図１３を参照して説明する。
図１０は第１の実施形態で示した方法により抽出したペアにより算出した各物標の位置を示している。黒丸は各物標の位置である。例えばカードレール、防音壁、中央分離帯、建物の壁面等の連続路側物であれば、図１０の（Ａ）に示すように静止物が近接して複数個検知される。このような連続する静止物を連続静止物として判定する。図１０の（Ａ）に示す例では、２つの連続静止物Ａ１，Ａ２を判定する。
【００５４】
静止物が近接しているかどうかの判断は、所定距離、所定方位角度範囲内に検知された静止物をグループ化していくことにより行う。例えば図１０の（Ｂ）に示すように、ある１つの静止物ＯＢａから所定距離所定方位角度範囲内に存在する静止物ＯＢｂが存在すれば、それを同一グループとみなす。次に、この静止物ＯＢｂについて同様の処理を行い、次々とグループ化する。
【００５５】
この処理は、図１０の（Ｃ）に示すように直交座標上で行ってもよい。すなわち、直交座標上で所定距離範囲内に存在する静止物を逐次グループ化してもよい。
【００５６】
このように連続静止物として判定された領域は、ガードレール、防音壁、中央分離帯、建物の壁面等であるので、普通はその領域内に動体物は存在し得ない。したがって、ペアとして抽出した周波数差から物標の位置および速度を算出した結果、上記連続静止物の領域内に動体物が擬似的に存在することとなった場合、そのペアはミスペアリングであったものとみなすことができる。例えば図１１に示すように、連続静止物の領域Ａ１内に擬似的に存在する速度３０ｋｍ／ｈ，８０ｋｍ／ｈの動体物はミスペアリングによるものとみなす。同様に、連続静止物の領域Ａ２内に擬似的に存在する速度２０ｋｍ／ｈの動体物はミスペアリングによるものとみなす。
【００５７】
なお、現実に連続静止物の領域内に動体物が存在し、その探知結果を除去しても、道路上の走行物体の検出確率等に悪影響を与えることはない。
【００５８】
また、連続静止物の領域より遠方に擬似的に検知された物標に関しては、例えば中央分離帯の向こう側の車線（対向車線）を走行している車両であったり、防音壁やトンネルの壁面等による鏡像であることが多いので、その探知結果も除去する。例えば図１２において物標ＯＢｄは現実に自車両の前方を走行する車両であるが、ＯＢｅは連続静止物の領域Ａ２によるＯＢｄの鏡像であるか、Ａ２が中央分離帯である時にその反対車線を逆走する車両である。したがって、このＯＢｅに関する探知結果は除去し、ホスト装置へは出力しない。
【００５９】
なお、道路上に存在する標識、陸橋等が静止物として検出される場合があるので、自車両の進行方向に存在する連続静止物より遠方の物標に関してはこの除去処理は行わない。なお、自車両の進行方向は、ステアリングホイールの操舵角、ヨーレート、カーナビ等の情報から検出することができる。
【００６０】
図１３は上述の処理手順を示すフローチャートである。この処理は第１の実施形態で図５に示した処理手順に続いて行うものである。
まず、上述した連続静止物の判定を行い、その存在する領域を求める（ｓ２１→ｓ２２）。続いて、その連続静止物の領域内に擬似的に動体物が存在することになるか否かを判定する（ｓ２３）。この連続静止物の領域内に動体物が擬似的に存在することになるような組み合わせ（ペアリング）をミスペアリングとして扱い、そのようなペアリングを避けるように再度ペアリングを行う（ｓ２４）。
【００６１】
また連続静止物の領域より遠方に動体物が擬似的に存在する場合に、その物標の検知結果を除去する（ｓ２５）。その後、新たな探知結果のデータを作成し、ホスト装置へ出力する（ｓ２６）。
【００６２】
【発明の効果】
この発明によれば、静止物に対応した上り変調区間と下り変調区間のビート信号の周波数スペクトルに現れる突出部の周波数差の組合せとなるペアを優先的に抽出するようにしたので、静止物の検知が容易となり、静止物以外の、例えば前方の走行車両の探知がより確実に行えるようになる。
【００６３】
また、この発明によれば、上り変調区間のビート信号の周波数スペクトルに現れる第１突出部と、下り変調区間のビート信号の周波数スペクトルに現れる第２突出部との信号強度の一致度について静止物に対応した周波数差の関係にあるペアについて信号強度の一致度に重みをつけるようにしたことにより、ミスペアリングとなる確率が相対的に抑えられ、静止物によるペアをより確実に抽出できるようになる。
【００６４】
また、この発明によれば、送信信号のビーム方位を所定走査範囲に亘って変化させるようにし、前記第１突出部と前記第２突出部との方位の一致度を求め、該一致度の高い組み合わせを優先してペアの抽出を行い、静止物に対応した周波数差の関係にあるペアについて方位の一致度に高い重みをつけるようにしたことにより、ミスペアリングとなる確率が相対的に抑えられ、静止物によるペアをより確実に抽出できるようになる。
【００６５】
同様に、方位方向の信号強度プロファイルの一致度の高いものを優先してペア抽出を行う場合にも、静止物に対応した周波数差の関係にあるペアについて方位の一致度に高い重みをつけるようにしたことにより、ミスペアリングとなる確率が相対的に抑えられ、静止物によるペアをより確実に抽出できるようになる。
【００６６】
また、この発明によれば、静止物に対応する周波数差の関係となるペアの方位方向または距離方向の連続性に基づいて連続静止物を判定するようにしたので、探知物標の大多数を占める連続静止物の存在領域を確実に検知でき、相対的に前方の走行車両等の動体物を確実に検知できるようになる。
【００６７】
また、この発明によれば、前記連続静止物の存在領域に擬似的に動体物が検知された時、対応するペアの抽出が誤りであったものと判定するようにしたので、ペア抽出の誤りがより確実に抑えられる。
【００６８】
また、この発明によれば、前記連続静止物より遠方に検知した物標については、その結果を出力しないようにしたので、探知した物標のうち、実質的に問題となる物標のみをホスト装置へ出力することができ、全体のデータ処理量を削減でき、探知結果に基づく処理を高速化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】レーダの構成を示すブロック図
【図２】同レーダの上り変調区間と下り変調区間に生じるビート信号の周波数差の例を示す図
【図３】自車両前方に存在する各種物標の例を示す図
【図４】上り変調区間と下り変調区間におけるビート信号の周波数スペクトルの例を示す図
【図５】同レーダの処理手順を示すフローチャート
【図６】自車両前方の車両の状態と周波数スペクトルの例を示す図
【図７】上り変調区間と下り変調区間におけるビート信号の周波数スペクトルに現れる突出部の信号強度の差の例を示す図
【図８】ビート信号の周波数スペクトルに現れる突出部のビーム方位および周波数軸上の分布の例を示す図
【図９】突出部グループの方位方向の信号強度プロファイルの例を示す図
【図１０】連続静止物およびその存在領域の例を示す図
【図１１】連続静止物領域中に擬似的に検知された動体物の例を示す図
【図１２】連続静止物の領域とその他の検知された物標の位置関係の例を示す図
【図１３】連続静止物に関する処理手順を示すフローチャート
【符号の説明】
１−ＲＦブロック
２−信号処理ブロック
３−誘電体レンズ
４−１次放射器
５−サーキュレータ
６−カプラ
７−アイソレータ
８−ＶＣＯ
９−ミキサ
１６−スキャンユニット
Claims (7)
- 周波数が次第に上昇する上り変調区間と、周波数が次第に下降する下り変調区間とを交互に繰り返す送信信号を送信し、物標からの反射信号を含む受信信号を受信する送受信手段と、
前記送信信号と前記受信信号との周波数差の信号であるビート信号の周波数スペクトルに関するデータを求める周波数分析手段と、
同一物標に起因して生じた、前記上り変調区間のビート信号の周波数スペクトルに現れる第１突出部と、前記下り変調区間のビート信号の周波数スペクトルに現れる第２突出部とのペアを抽出するペア抽出手段と、
該ペアをなす２つの突出部の周波数に基づいて、物標の相対距離・相対速度の少なくとも一方を検知する手段とを備えたレーダにおいて、
当該レーダが搭載された移動体の移動速度のデータを入力する手段を設け、
前記ペア抽出手段が、前記移動速度のデータに基づき、静止物に対応した、上り変調区間と下り変調区間のビート信号の周波数スペクトルに現れる突出部の周波数差を逆算するとともに、該周波数差に対応するペアを優先して抽出するようにしたレーダ。 - 前記ペア抽出手段は、前記第１突出部と前記第２突出部との信号強度の一致度を求め、該一致度の高い組み合わせを優先してペアの抽出を行い、前記周波数差の関係となるペアについての前記信号強度の一致度に高い重みをつけるようにした請求項１に記載のレーダ。
- 前記送信信号のビーム方位を所定走査範囲に亘って変化させる走査手段を備え、前記ペア抽出手段は、前記第１突出部と前記第２突出部との方位の一致度を求め、該一致度の高い組み合わせを優先してペアの抽出を行い、前記周波数差の関係となるペアについての前記方位の一致度に高い重みをつけるようにした請求項１または２に記載のレーダ。
- 前記送信信号のビーム方位を所定走査範囲に亘って変化させる走査手段を備え、前記ペア抽出手段は、前記第１突出部と前記第２突出部との方位方向の信号強度プロファイルの相関度を求め、該相関度の高い組み合わせを優先してペアの抽出を行い、前記周波数差の関係となるペアについての前記相関度に高い重みをつけるようにした請求項１、２または３に記載のレーダ。
- 前記周波数差の関係となるペアが、方位方向にまたは距離方向に所定数連続した場合に、それらを連続静止物と判定する手段を設けた請求項１〜４のいずれかに記載のレーダ。
- 前記連続静止物の存在領域に、前記周波数差に対応しないペアによる物標を検知したとき、当該ペアの抽出が誤りであるものとして判定する手段を設けた請求項１〜５のいずれかに記載のレーダ。
- 前記連続静止物より遠方に検知した物標に関しては、当該検知結果を出力しない手段を設けた請求項１〜６にいずれかに記載のレーダ。
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