JP2005539237A - Ｆｍｃｗレーダーを用いて複数の対象の間隔および速度を測定する方法 - Google Patents

Abstract

少なくとも２つの異なる周波数ランプによる測定が周期的に繰り返され，上記各測定において，送信された信号（ｆｓ）と受信された信号とが混合され，該混合された信号のスペクトルが記録され，マッチング部において，上記異なる周波数ランプについて記録されたスペクトル内の，同一の対象に属するピークが互いに対応づけられ，該ピークの周波数から対象の間隔と速度が計算され，追跡部において，異なる時点で測定された対象が，該対象の間隔および速度データの一貫性を用いて互いに同定される，ＦＭＣＷレーダーを用いて複数の対象の間隔および速度を測定する方法において，各測定サイクルでは，異なる周波数ランプによる多くとも３つの測定を行いそのうち同一のサイクルで記憶された第１の測定と他の第２の測定の２つのピークからなる各々妥当な組合せ［ｉ，ｊ］を利用して，該ピークによって表される存在し得る対象の間隔と速度が計算され上記存在し得る対象の間隔と速度から，少なくとも１つの他の測定の予測される結果が計算され，上記少なくとも１つの予測される結果と実際に測定された結果とが一致しない場合，上記存在し得る対象が破棄されることを特徴とする，複数の対象の間隔および速度を測定する方法が提供される。

Description

本発明は，ＦＭＣＷレーダーを用いて複数の対象の間隔および速度を測定する方法に関するものであって，同方法において，少なくとも２つの異なる周波数ランプによる測定が，周期的に繰り返され，各測定において，送信信号と受信信号とが混合され，混合された信号のスペクトルが記録され，マッチング部において，異なるランプについて記録されたスペクトル内の，同一の対象に属するピークが互いに対応づけられ，ピークの周波数から対象の間隔と速度が計算され，かつ，追跡部において，異なる時間に測定された対象が，その間隔および速度データの一貫性を用いて，互いに同定される。

特に，本発明は，自動車のための間隔警告装置または間隔制御装置において使用される，この種の方法に関する。

従来から自動車のための間隔制御システム，いわゆるＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）システムが知られており，同システムは，ＦＭＣＷ（Frequency Modulated
Continuous Wave）レーダーによって作動する。機能原理は，ロナルド Ｋ．ユルゲンによって出版されたオートモーティブエレクトロニクスハンドブックの第２版，第３０．１章，ヴィナーの「アダプティブクルーズコントロール」（Winner:
"Adaptive Cruise Control", Automotive Electronics Handbook, von
Ronald K. Jurgen, McGraw-Hill Inc.(1999)）に記載されている。

ここで，レーダー波は連続的に放出され，周波数は，異なる勾配を有する周期的な４つのランプからなるランプ関数によって変調される。上記ランプは，上昇するランプと下降するランプからなる２つのペアを形成する。勾配の絶対値は，各ペア内で同一であるが，ペアと他のペアとの間で異なっている。送信された信号と，複数の対象におけるレーダー波の反射によって生じる受信された信号とを混合することによってＮＦ信号が形成される。その周波数は送信された信号の周波数と反射された信号の周波数との差に相当する。各個々の測定において，一定の勾配を有する周波数ランプが継続している間，ＮＦ信号のスペクトルが記録される。

かかるスペクトル内で各対象はピークによって表され，そのピークの周波数ｆは次の数式１に従って対象の間隔ｄと速度（相対速度）ｖから導かれる。
ｆ＝｜（２×Ｆ／ｃ×Ｔ）×ｄ＋（２×ｆｓ／ｃ）×ｖ｜ …（数式１）
上記の数式１において，
ｆは，ＮＦ信号内のピーク周波数，
Ｆは，周波数偏移（ランプの最後における周波数−ランプの最初における周波数），
ｃは，光速度，
Ｔは，（ランプの）変調期間，
ｆｓは，送信された信号の周波数である。
数式１の第１の項は，信号到達時間，ｄ／ｃおよびランプ勾配Ｆ／Ｔに比例する。第２の項は，反射された信号のドップラーシフトに相当する。

唯一の反射する対象しか存在しない場合，この対象の間隔ｄと相対速度ｖは，異なるランプ勾配による２つの測定で得ることのできる，ピーク周波数ｆ１とｆ２から計算される。そのために，次の方程式システムが解かれる。
ｆ１＝α＊ｄ＋β＊ｖ
ｆ２＝γ＊ｄ＋β＊ｖ …（数式２）
このとき，第１のランプについて，
α＝２＊ｆ／ｃ＊Ｔであり，
第２のランプについて，
β＝２＊ｆｓ／ｃ
γ＝２＊Ｆ／ｃ＊Ｔである。

しかし，対象が複数である場合には，どのピークがどの対象に属するかが明確でなく，曖昧（多義的）になる。この曖昧さは，既知の方法において，他の２つの測定を他の（別の）ランプ勾配で実施することによって除去される。勿論，上記４つの測定が実施される時間範囲内で，対象の間隔と相対速度はわずかに変化するので，ピークと対象との間の対応づけを，最初の２つの測定に対して得た間隔および相対速度と同じ値を，最後の２つの測定に対して得られるように，行わなければならない。対象に対してピークを対応づけることは，「マッチング」と称される。

たとえばＡＣＣシステム内で実際に使用する場合，一般に，種々の対象の測定された間隔と相対速度が比較的長い期間にわたって追跡可能であることを要する。従って，「追跡（トラッキング）」と称される手段（プロシージャ）において，特定の測定サイクルで測定された対象は，先行するサイクルで測定された対象によって同定されなければならない。この追跡部（トラッキングプロシージャ）は，以下の判断基準に基づいている。即ち，各対象に対し異なった時間に測定された間隔と相対速度は，対象の妥当な，特に物理的に可能な動作をもたらさなければならないということである。

ＵＳ５６００５６１Ａには，レーダーを用いて間隔のみを測定し，間隔の変化から対象速度を計算する方法が記載されている。その場合に，異なる対象について測定された間隔を個々の対象に対応づけるのは，新しく記録された対象データが，その前に計算された速度と一貫性があることによって行われる。

それに対してＦＭＣＷレーダーは，対象の相対速度を直接測定することができる，という利点を有している。勿論，異なる対象は，その間隔に関しても，その相対速度に関しても，制限された分解能でしか互いに区別することができない。

本発明の課題は，対象分解能の改善が可能なＦＭＣＷレーダーを用いて，間隔および速度を測定する方法を提供することである。

上記の課題は，本発明によれば，冒頭で挙げた種類の方法において，各測定サイクルでは，異なる周波数ランプによる多くとも３つの測定を行い，そのうち同一のサイクルで記憶された第１の測定と他の第２の測定の２つのピークからなる各々妥当な組合せを利用して，該ピークによって表される存在し得る対象の間隔と速度が計算され，上記存在し得る対象の間隔と速度から，少なくとも１つの他の測定の予測される結果が計算され，上記少なくとも１つの予測される結果と実際に測定された結果とが一致しない場合，上記存在し得る対象が破棄される，ことによって解決される。

ＦＭＣＷレーダーの分解能が制限される理由は，個々のスペクトル内で発生するピークが，それぞれある程度の幅を有していることにある。この場合，ピークの幅と，スペクトルの記録に費やされる時間との間には「アンシャープな関係」が存在する。例えば，ｎ個のサンプリング値を有するディスクリートなスペクトルを得るために，ＮＦ信号がサンプリングされる場合，各サンプリング値についてサンプリング時間Ｔ／ｎが提供される（Ｔ＝変調期間）。この場合に，間隔に関する分解能は変調ストロークＦに比例し，相対速度に関する分解能は変調期間Ｔに比例する。

本発明に基づく方法は，従来の方法と比較して，各測定サイクル内において４つではなく多くとも３つの測定しか実施されないので，同じサイクル期間の中において，より大きい変調期間を利用でき，従って相対速度に関するより高い分解能が得られる，という利点を有している。

対象が複数の場合の曖昧さの除去は，本発明に基づく方法において，マッチング部と追跡部を相互に組み合わせることによって可能となる。レーダーの位置測定領域内にｍ個の対象がある場合，第１の測定において周波数ｆ（１，ｉ）でピークが得られ（ｉ＝１…ｍ），第２の測定においてピーク周波数ｆ（２，ｊ）が得られる（ｊ＝１，…，ｍ）。このピークの各ペア（ｉｊ）は，１つの存在し得る対象として考察され，その対象に間隔ｄ_ｉ，ｊと相対速度ｖ_ｉ，ｊが対応づけられる。

各存在し得る対象について，このようにして得られた間隔および相対速度データから，他の測定において，上記の対象のどの結果が予測されるかが計算される。上記他の測定は，それぞれ方法の実施変形例に応じて，他の測定サイクルにおける間隔および速度測定であるか，あるいは同一のサイクル内における最初の２つの測定と相違するランプ勾配による第３の測定である。予測される結果は，その後，他の測定において実際に得られた結果と比較され，この結果が一致しない場合に，該当する対象は捨て去られる。従って，現実の対象に相当する，ピークペアに対する間隔および速度データのみが残る。

本発明の他の形態は，従属請求項から明らかにされる。

実施する場合に，測定サイクルは，逆方向の，勾配が等しいランプ勾配による２つの測定のみを有する。その場合に与えられたサイクル期間において，変調期間は，４つの測定によって処理がなされる従来の方法の２倍の大きさになる。従って相対速度に関する分解能が，係数２の分だけ改善される。他の利点は，全測定を最大の周波数偏移で実施することができることにあって，その周波数の偏移において提供されるマイクロ波送信器の周波数領域を完全に利用することが可能となる。従って各測定においても，間隔に関する最大の分解能が得られる。従来の方法においては４つの測定のうち２つは，より小さいランプ勾配とそれに伴うより小さい周波数偏移で実施しなければならなかった。即ち全体として，比較的小さいサイクル期間において（対象サーチと対象追跡におけるそれに応じた高い時間的分解能においても），間隔測定に関しても，相対速度測定に関しても，高い分解能が得られる。

その結果が予測される結果と比較される，他の測定は，実際に実施する場合，前の，あるいは後の測定サイクルにおける間隔および相対速度測定にある。その場合，結果が一致することは，該当する存在し得る対象が現実の対象であることを意味するだけでなく，同時に，その対象が前または後の測定サイクルにおける対象と同定されたことになるので，追跡部が成功したことも意味する。

例えば，今回のサイクルにおいて測定された間隔と付属の相対速度から，同一の対象がすぐ前の測定サイクルにおいてどの間隔を有してなければならないか，が計算される。このとき，最も簡単なケースでは，測定サイクルから測定サイクルへの相対速度の変化は無視できるくらい小さいと仮定することができる。

しかし，選択的に，拡張された追跡部を使用することができ，そこではすぐ前の測定サイクルだけでなく，もっと大きい数の先行する測定サイクルが考慮される。個々の測定サイクルの範囲内で，外乱によって現実の対象からエコーが受信されないこともあり得る。この場合，複数の測定サイクルを考慮する拡張された追跡部は，その対象を現実の対象として認識して，「追跡」を成功させることができる，という利点を有している。

先行する測定サイクルによって，上記対象における予測される間隔と予測される相対速度を計算し，実際に測定された値と比較する代わりに，改善された本発明の実施においては，今回のサイクルにおいて測定されたデータから，他の（前または後の）サイクルにおいて，上記対象のピークが発見されるべき周波数を直接計算することも可能である。その場合，上記結果は，この箇所におけるピークを狙ってサーチすることにより，極めて容易に検証される。この変形例においても，複数の測定サイクルを考慮する，拡張された追跡が可能である。

１つの測定サイクル内において３つの測定による処理がなされる，本方法の実施において，好ましくは，第３の測定が最初の２つの測定よりも大きい変調期間を有している。このようにして，特に第３の測定における相対速度に関する特に高い分解能が得られる。第３の測定において，再度最大の周波数偏移によって処理することが可能なので，全測定において最大の間隔分解能が達成される。

上記の実施も，すぐ前の測定サイクルまたは複数の先行する測定サイクルを考慮する追跡と組み合わすことができる。例えば，現実の対象に対して，互いに連続する２つの測定内の３つのスペクトル全てにおいて，該当する周波数を測定することを要求することができる。また，選択的に，この方法を追跡と組み合わせ，状況に基づき，単純な追跡を用いて，第３の周波数ランプを用いて，あるいは両方を用いて，それが現実の対象であるかどうかの確認を行うこともできる。

その場合に第３のランプと追跡とは「論理和」によって結合することもできる。従って，それが前の測定サイクルについての結果であろうと，第３の周波数ランプを有する測定についての結果であろうと，予測される結果の１つだけを確認することによって，対象は現実の対象として認識される。この変形例における全ての組合せにおいても，２以上の測定サイクルを考慮する拡張された追跡が可能である。

以下，本発明の実施例を，図面を用いて詳細に説明する。

図１に示すように，ＦＭＣＷレーダーにおいては，可変の周波数ｆｓを有するレーダー波が連続的に放出される。太い線で記入された曲線１０は，周波数ｆｓの時間依存性を示している。この周波数は，上昇する第１のランプ１２と下降する第２のランプ１４とによるランプ関数に従って周期的に変化される。ランプ１２，１４は，周期的に繰り返される２つの測定Ｍ１とＭ２に属している。２つの測定のためのランプは，同一の周波数Ｆおよび同一の変調期間Ｔ１とＴ２を有しており，従ってその勾配は反対方向に等しい。

個々の対象に付属するレーダーエコーに関する周波数曲線１６は破線で示されている。この曲線は，同一のランプ１８と２０で形成されているが，対象間隔によって与えられる時間偏差Δｔとドップラーシフトによって定められる周波数偏差Δｆを有している。

レーダーセンサ内において送信された波が受信されたレーダーエコーと混合され，送信された波と受信された波の間の周波数差に相当する周波数ｆを有する低周波の干渉（Ｓｃｈｗｅｂｕｎｇ）信号（ＮＦ信号）が得られる。各測定Ｍ１，Ｍ２の間に，この干渉信号から例えば高速フーリエ変換によって周波数スペクトルが記録される。

図２は，１つの対象，例えば前を走行する車両が，レーダーの位置測定領域内にある場合，２つの測定Ｍ１とＭ２において得られる２つの周波数ピーク２２，２４の例を示している。この場合において各スペクトルは，該当するランプ１２と１８または１４と２０で表される曲線１０と１６の周波数差に相当するピーク周波数ｆ１またはｆ２を頂点に持つピークを有している。

上記周波数差は，時間偏差Δｔ（信号到達時間）とランプ勾配との積に決定的に依存する。しかし，上昇する側面１２，１８の間は（ドップラーシフトが正である場合に，レーダー対象の接近に応じてより大きい周波数に）ドップラー周波数だけ減少され，それに対して下降する側面１４，２０の間はドップラー周波数だけ増やされる。従って，図２内における２つのピーク２２，２４が位置する周波数ｆ１とｆ２の平均値は，信号到達時間に相当し，即ち，対象の間隔ｄを示し，これらの周波数の間の差の半分がドップラーシフトおよび対象の相対速度の絶対値と符号を表す。相対速度ｖは，（ｆ１−ｆ２）／２に比例する。

個々の測定Ｍ１やＭ２の期間中，図２に示されるそのスペクトルによって理解されるように，ＮＦ信号の周波数はほぼ一定である。それにも拘わらず，ピーク２２，２４は，対象間隔ｄと相対速度ｖがシャープに定められる場合においても所定の幅を有しており，その幅は，フーリエ変換の特性に基づいて測定時間にほぼ反比例する。提供される測定時間自体は，変調期間Ｔ１またはＴ２に比例する。

レーダーの位置測定範囲内に２つの対象があり，それらのピークが互いに近く，その間隔がピークの幅と比較して小さい場合，スペクトル内においてそれに応じたピークはもはや分解できず，従って，２つの対象はもはや互いに区別されない。このピークがよりシャープに定められるほど，即ち変調期間Ｔ１，Ｔ２が大きくなるほど，分解能は良くなる。

対象間隔に関する分解能は，周波数偏移Ｆを増大することにより改良される。これを，図３と４を用いて説明する。

図３には，曲線１０の他に，２つの異なる対象から得られる２つのレーダーエコーの曲線２６，２８が記入されている。曲線２６，２８の各々に関して，第１と第２のランプ上のピーク周波数間の差Ｄ２６，Ｄ２８が示されている。この差は，ドップラーシフトには依存せず，従って，単に到達時間とそれに伴う対象間隔ｄを表している。

図４は，より大きい周波数偏移Ｆに対して図３と同じことを示している。図から明らかなように，ここでは差Ｄ２６，Ｄ２８が周波数偏移に比例して増大されており，ピークはより明確に区別される。差Ｄ２６，Ｄ２８による同様の分離は，周波数偏移Ｆを変化せず，変調期間を縮小することによっても得られるので，図４におけるランプ勾配と同様の勾配が得られる。しかし上記の場合において，より大きい分離がより高い分解能をもたらさない。というのは，測定期間が短くなることによりそれに応じてピークが拡幅されるからである。従って間隔の分解能に対する重要なパラメータは，周波数偏移Ｆである。ここで説明する例においては，２つの測定Ｍ１とＭ２において，レーダー装置のコンセプトに基づく達成可能な最大の周波数偏移によって作業がなされる。

図５と６は，周波数偏移Ｆの増大によっては，相対速度に関する分解能が改善されないことを示している。図５には，２つの曲線２６と２８について，２つのランプ上の周波数差の合計Ｓ２６とＳ２８が記載されている。間隔に依存する到達時間差は２つのランプ内の周波数差に対して正確に逆に作用する。従って合計を形成するときに相殺され，合計Ｓ２６，Ｓ２８は該当する対象に関するドップラーシフトのみを表す。このドップラーシフトは周波数偏移に依存しないので，図６における合計Ｓ２６，Ｓ２８は，図５におけるものより大きくならない。従って相対速度に関するより良い分解能は，より長い変調期間Ｔ１，Ｔ２によってのみ達成されることになる。

しかし他方で，１つの測定サイクルにおいて認識された対象を，間隔と相対速度のための追跡部を用いて，次の測定サイクルにおいても同様に再認識できるように，従って，対象の移動を高い時間分解能で追跡するために，測定時間全体Ｔ＝Ｔ１＋Ｔ２が大きくなり過ぎてはならない。ここに示されている実施形態においては，この互いに矛盾する要請が満たされている。というのは，１つの測定サイクルの間に２つの測定のみを実施すれば済むので，変調期間を比較的大きくとれるからである（サイクル期間の半分の大きさ）。しかし，測定サイクル当たりに２つの測定を行うことにより複数の対象を認識する場合でも，第１の測定の時に記録されたピークと第２の測定の時に記録されたピークとを互いに対して正しく対応づけ，曖昧さを除去することが可能なマッチング部が必要である。

これは，ここに示されている方法においては，図７に大まかに示されているように，マッチング部が追跡部と組み合わされることによって，達成される。

そのために図７のステップＳ１において，まず，全ての「存在し得る対象」［ｉ，ｊ］について間隔と相対速度が計算される。ここでは「存在し得る対象」として，全てのピークのペア［ｉ，ｊ］が考察され，その場合にｉは，第１の測定Ｍ１において記録されたスペクトルに基づく全てのピークの連続する番号であり，ｊは測定Ｍ２において記録されたスペクトルに基づく全てのピークの連続する番号である。全部でｍ個の対象が存在する場合には，各スペクトル内にｍ個のピークがあり，存在し得る対象の数はｍ^２個になる。現実の対象は，全ての存在し得る対象の集合のうち，ｍ個のペアからなる部分集合によって表される。

ステップＳ２においては，履歴，即ち先行する測定の結果が利用されることによって，現実の対象が非現実の対象から区別される。その場合の判断基準は，現実の対象について，今回の測定の結果と先行する測定の結果との間に妥当な関係が存在しなければならないということである。例えば，追跡部において通常行われるように，今回の測定サイクルに基づく間隔および相対速度を，先行する測定サイクルにおける間隔および相対速度と比較することが可能である。

その場合，現実の対象について，相対速度はほぼ同一であるはずであり，間隔間の差は，相対速度とサイクル期間Ｔとの積と近似的に一致しなければならない。先行する測定の少なくとも１つにおいて，この判断基準を満たす相手が見つからないピークペアは，「誤った解」として，即ち非現実の対象として選び出される。勿論，このとき，今回の測定サイクルにおいて，レーダー装置に初めて検出された現実の対象も，不当に選び出される。この対象が後の測定サイクルにおいて認識できるように，ステップＳ３において全ての存在し得る対象について結果が記憶される。しかし，例えば自動車内の間隔制御のための，他の評価には，ステップＳ４で，現実の対象として認識された「妥当な」ピークペアのみが利用される。

図８には，方法シーケンスが，より詳細に示されている。

ステップＳ１に続くステップＳ２１において，全ての存在し得る対象のリストから，第１の存在し得る対象が選択される。その後，ステップＳ２２で，この対象が先行する測定サイクルにおいてどの間隔とどの相対速度を持つべきかが見積もられる。次に，先行する測定サイクルのステップＳ３で記憶された結果を用いて，ステップＳ２３で，先行するサイクルに基づく対象の中に適合する間隔と適合する相対速度を有する対象が実際に見いだされるかが調べられる。見いだされた場合には，ステップＳ２４において，ステップＳ２１で選択された対象を現実の対象のリストへ移す。そうでない場合には，対象は放棄される。

ステップＳ２５において，すでに今回のサイクルの全対象が検査されたかが調べられる。そうでない場合に，ステップＳ２６において，今回のリストから次の対象が選択され，ステップＳ２２へ復帰する。その後，ステップＳ２２−Ｓ２６を有するこのループにおいて，次々と全ての対象が検査される。最後の対象を調べた後，ステップＳ２５からループを抜ける。

先行するサイクルにおいて記憶された存在し得る対象のリストに，今回のサイクルにおいて再び見いだされない対象がまだ含まれていることがあり得る。この対象は，ステップＳ２７で消去される。従って，本実施形態においては，単純な「追跡」のみが実施され，その追跡において，今回の対象はすぐ前の測定サイクルの対象とのみ比較される。

図７と８のステップＳ１は，サブルーチンからなり，そのフローチャートが図９に示されている。ここで，今回の測定サイクルにおける第１の測定と第２の測定で記録されたスペクトルは，それぞれ対象の数に相当する数のピークを有しており，それらのピークがそれぞれ所定の周波数にあると仮定する。従ってｍ個の対象がある場合に，それぞれのスペクトルはピークのあるｍ個の周波数を有している。ステップＳ１１において，第１のスペクトルから第１の周波数が選択される。

同様に，ステップＳ１２において，第２のスペクトルから第１の周波数が選択される。ステップＳ１３において，該当するピークペアが現実の対象である場合，第１のスペクトル内の第１の周波数における振幅と第２のスペクトル内の第２の周波数における振幅は同様な値を持たなければならないという判断基準に基づいて，第１の妥当性検査が行われる。このとき振幅が著しく異なっている場合，明らかにそれは同一の対象からのエコーではないので，該当するピークペアは初めから捨て去ることができる。

ステップＳ１４において，同一の対象から反射された信号は同様な方向から来なければならないという判断基準に基づき，第２の妥当性検査が行われる。考察されるピークについてこの判断基準が満たされない場合，このピークペアを上記同様に捨て去ることができる。ステップＳ１３とステップＳ１４における検査は，計算の手間の削減を可能にする。しかし，本方法にとって必須のものではない。

その後，ステップＳ１５において，該当するピークペアによって表される，存在し得る対象について間隔ｄと相対速度ｖに関する本来の計算が行われる。この計算は，明細書の導入部分に記載されている方程式システム（数式２）を解くことによって行われる。周波数ｆ（１，ｉ）は，ここでは第１のスペクトルにおけるピークｉについての周波数であって，周波数ｆ（２，ｊ）は，第２のスペクトル内のピークｊの周波数である。ステップＳ１３またはＳ１４における妥当性検査が否定的であった場合には，ステップＳ１５は省略される。従ってステップＳ１５における計算は，ピークの全ての組合せに対してではなく，ステップＳ１３とＳ１４における検査の判断基準を満たす意味で妥当性のあるピークの組合せについてのみ行われる。これらのピークペアのみが，存在し得る対象のリスト内に残るように記憶される。

ステップＳ１６からＳ１９は，２つの互いに入れ子になったループにおいてプログラムシーケンスを制御し，それらのループ内で２つのスペクトル内のピークｉとｊの全組合せが次々に検査される。

このように，全ての存在し得る対象（少なくとも全ての妥当な対象）について間隔ｄと相対速度ｖが計算された後，これらのデータを用いて図８のステップＳ２２を実施することができ，そのステップにおいて，相対速度に基づき該当する対象が先行する測定サイクルにおいてどの間隔を有していたかが逆算される。勿論，逆に，今回のサイクルにおいて得られた間隔および速度データを用いて，これらの対象が次の測定サイクルではどの間隔および相対速度になるかを予め計算することもできる。図１０は，図８内のステップＳ２３の，上記後者の原理に基づく可能な解釈を示している。

ステップＳ２３１において，先行する測定サイクルで主張された（前提とされた），第１の存在し得る対象の間隔と相対速度についての値，および選択的に横変位についての値も読み出される。この主張された値は，その後ステップＳ２３２において，まさに考察されている対象に関して今回のサイクルで得られた（図８のステップＳ２１で選択された）値と比較される。かかる偏差が，許容される誤差の内部にある場合，ステップＳ２３３において２つの対象が互いに組み合わされる（追跡）。そうでない場合には，ステップＳ２３３は省略される。

ステップＳ２３４とＳ２３５はループを制御し，そのループによって上述した検査が，先行する測定サイクルに基づく各存在し得る対象について次々と繰り返される。ステップＳ２３３において今回の対象を，先行する測定サイクルによる対象の１つと組み合わせることができた場合，ステップＳ２３の問いに「イエス」で応答し，引き続き上記方法がステップＳ２４で続行される。そうでない場合には，問いに「ノー」で応答し，ステップＳ２５への飛躍が行われる。

図１１は，図８におけるステップＳ２３の他の可能な解釈を示している。ステップＳ２２において見積もられた，先行する測定サイクル時点における対象の間隔から，そして（ほぼ一定であると仮定される）この対象の相対速度から，ステップＳ２３１’では，先行するサイクルで記録された２つのスペクトル内のピークが位置しなければならない周波数が計算される。かかる周波数計算は，明細書の導入部分に記載されている数式１に従って行われる。その後，ステップＳ２３２’において，この周波数が実際に測定されているかが調べられる。測定されている場合，ステップＳ２３は，「イエス」の応答で終了し（ステップＳ２３３’），そうでない場合，「ノー」の応答で終了する（ステップＳ２３４’）。

図１１に示す変形例も，勿論，後続の測定サイクルにおいて，予測される周波数が計算されることで，「前方へ」実施することもできる。

図１２には，図８に示すプログラムシーケンスの変形例が示されている。この変形例は，大体，図８内のステップＳ２７がステップＳ２８に代えられ，その中でいわゆる拡張された追跡が実施されるといった点で図８とは異なる。ここで，ステップＳ２３における検査は，図１０に示す方法に従っても（対象マッチング），図１１に示す方法に従っても（周波数マッチング）行うことができる。前者の場合について，図１３がステップＳ２８の可能な解釈を示している。

図１３において，ステップＳ２８１で現実の対象のリストから第１の要素が選択される。ステップＳ２８２において，この対象が今回の測定サイクルにおいて再び発見されたかが検査される（ステップＳ２３の問いにおける肯定的な結果）。そうでない場合には，所定の確率でこの対象がレーダーの位置測定領域から消えているということとなり，即ちこの対象が後の測定において再度現れるという妥当性は少ない。従って，ステップＳ２８３において，この対象についての妥当性パラメータが減少される。その後ステップＳ２８４において，妥当性がなお所定のしきい値の上にあるかが調べられる。下回った場合には，ステップＳ３８５において対象が捨て去られ，即ち最終的に現実の対象のリストから除去される。

ステップＳ２８４の結果が肯定的である場合，上記対象はさらに現実の対象として案内されるが，間隔と相対速度についての今回の測定データは存在しない。従って，これらのデータは，先行する測定データが補外されることにより，ステップＳ２８６において評価される。

ステップＳ２８２で対象が再び発見された場合には，ステップＳ２８７において，この対象についての妥当性パラメータがすでに上方の限界値に達しているかが検査される。上限に達していない場合には，ステップＳ２８８において妥当性が高められる。そうでない場合には，ステップＳ２８８は省略される。

ステップＳ２８９とＳ２９０は，再びループを制御し，そのループ内で現実の対象のリスト内の各対象について上述した検査が繰り返される。

図１４は，ステップＳ２３において図１１に示す周波数マッチングが使用される場合についての，ステップＳ２８の解釈を示している。図１３と比較して，図１４に示すサブルーチンはさらにステップＳ２９１を有しており，その中で，再び発見されたなかった対象の位置と相対速度について見積もられたデータから，第１と第２のスペクトルにおける付属の周波数が計算される。その場合にこの周波数は，次の測定サイクルにおいてステップＳ２８２’で「測定された」と見なされる。

ステップＳ２８における拡張された追跡は，対象の一時的な欠損に対する方法を強化する。それぞれ対象が頻繁に再び発見されるほど，その妥当性は（上方の限界値まで）高くなる。対象の一時的な損失は妥当性の減少をもたらし，かつ，対象は，妥当性が下方の限界値の下に減少するまで現実の対象のリスト内で案内され続ける。

ステップＳ２３と図１０または１１における「マッチング」に関して，図１２から１４に示す方法においては，勿論，軽い修正が必要である。ステップＳ２３の検査においては，直前の測定に焦点を当てるだけでなく，現実の対象のリスト内にまだ含まれている全ての対象を，それらが直前の測定において一時的に失われている場合においても，ここで計算に入れなければならない。それに対して，代替的に，ステップＳ２８２（図１３）における検査を，今回のサイクルにおけるステップＳ２３では，さしあたり捨て去られた対象まで広げることができる。その場合，かかる対象に関しては，場合によって，ステップＳ２４（現実の対象のリストへ収容）の後に取り入れられる。

上記方法の他の実施形態を，図１５から１８を参照して説明する。

図１５は，図１の周波数曲線１０の変形された形を示している。この周波数曲線においては，測定サイクルが繰り返される前に，下降するランプ１４に再度上昇するランプ３０が続いている。従って，ここでは１つの測定サイクル内で３つの測定Ｍ１，Ｍ２およびＭ３が行われる。第３の測定Ｍ３において，変調期間Ｔ３は，他の２つの測定の場合の倍の大きさである。また，ランプ３０の勾配は，ランプ１２の勾配の半分の大きさである。従って，周波数偏移Ｆは第３の測定Ｍ３においても最大となる。よって，第３の測定においては，対象間隔を最適な分解能で測定することができる。

また，相対速度に関しては，第３の測定で変調期間が長いことから，測定Ｍ１とＭ２の場合の２倍の高さの分解能が得られる。サイクルの長さは，１つのサイクル内で４つの測定が実施される従来の方法と全く同じ長さである。従来の方法と比較した，図１５に示す方法の利点は，１つのサイクル内で，最大の分解能を含む３回ほど，対象間隔を測定することができ，さらに，相対速度は倍の分解能で測定できることにある。

マッチングに関して，ここでは，先行する測定サイクルにおける測定Ｍ１とＭ２の結果の代わりに，あるいはそれに加えて，現在のサイクルにおける，あるいは先行する，あるいは後続のサイクルにおける測定Ｍ３の結果も利用される。

方法シーケンスの例が，図１６に示されている。図１６のステップＳ１０１とＳ１０２は，図８のステップＳ１とＳ２に相当する。ステップＳ１０１で今回のサイクルにおける測定Ｍ１とＭ２に基づいてその間隔と相対速度が計算されている各存在し得る対象によって，ステップＳ１０３において，測定Ｍ３のランプ３０に関して記録されたスペクトル内の該当するピークの予測される周波数が数式１に従って計算される。その後，ステップＳ１０４において，第３の測定において実際にピークがこの周波数において発見されるかが調べられる。発見された場合には，ステップＳ１０５において，存在し得る対象が現実の対象のリストへ移される。そうでない場合には，ステップＳ１０５は省略される。ステップＳ１０６とＳ１０７は，再びループ制御に用いられる。

図１７は，変形例を示しており，その変形例においては図１６と比較して，ステップＳ１０４の問いの結果が否定的である場合に２つのステップＳ１０８とＳ１０９が実施される。ここでは第３の測定に基づくマッチングが，図８同様の単純な追跡と対象マッチングによって捕捉される。そのために，ステップＳ１０８において，考察される対象の測定された間隔および速度データに基づいて，この対象が先行する測定サイクルにおいてどの間隔とどの相対速度を有していたかが見積もられる。ステップＳ１０９において，この間隔とこの相対速度を有する対象が，先行する測定サイクル内に存在していたかが調べられる。そうである場合には，計算された周波数が第３の測定において証明できなかったにも拘わらず，ステップＳ１０５が実施される。ステップＳ１０９における問いが否定された場合にのみ，ステップＳ１０５が省略される。

図１８は，図１７の変形例であって，ここでは手段（プロシージャ）の最後にさらに，ステップＳ１１０において，図１２から１４と同様に拡張された追跡が実施される。

ＦＭＣＷレーダーの機能方法を説明するための，周波数／時間図表である。 ＦＭＣＷレーダーによって記録される，スペクトルの例を示している。 対象間隔を定める方法を説明するための図表である。 図３と同様の図表であるが，レーダー信号のより大きい周波数偏移について示している。 対象の相対速度を定める方法を説明するための図表である。 図５と同様の図表であるが，レーダー信号のより大きい周波数偏移について示している。 本発明に基づく方法の第１の実施形態の一般的な原理を説明するためのフローチャートである。 図７に示す方法の詳細なフローチャートである。 図８に示す方法におけるサブルーチンのフローチャートである。 図８に示す方法における他のサブルーチンの実施例を示している。 図８に示す方法における他のサブルーチンの実施例を示している。 図８に示す方法の変形を示すフローチャートである。 図１２に示す方法におけるサブルーチンの例を示している。 図１２に示す方法におけるサブルーチンの例を示している。 方法の他の実施形態のための周波数／時間図表を示している。 図１５に示す方法の異なる変形例を示すフローチャートである。 図１５に示す方法の異なる変形例を示すフローチャートである。 図１５に示す方法の異なる変形例を示すフローチャートである。

Claims (9)

1. 少なくとも２つの異なる周波数ランプ（１２，１４，３０）による測定（Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３）が周期的に繰り返され，
   前記各測定において，送信された信号（ｆｓ）と受信された信号とが混合され，該混合された信号のスペクトル（２２，２４）が記録され，
   マッチング部において，前記異なる周波数ランプについて記録されたスペクトル内の，同一の対象に属するピークが互いに対応づけられ，該ピークの周波数（ｆ１，ｆ２）から対象の間隔（ｄ）と速度（ｖ）が計算され，
   追跡部において，異なる時点で測定された対象が，該対象の間隔および速度データの一貫性を用いて互いに同定される，
   ＦＭＣＷレーダーを用いて複数の対象の間隔および速度を測定する方法において：
   各測定サイクルでは，異なる周波数ランプによる多くとも３つの測定（Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３）を行い；
   そのうち同一のサイクルで記憶された第１の測定（Ｍ１）と他の第２の測定（Ｍ２）の２つのピークからなる各々妥当な組合せを利用して，該ピークによって表される存在し得る対象の間隔と速度が計算され；
   前記存在し得る対象の間隔と速度から，少なくとも１つの他の測定（Ｍ１，Ｍ２；Ｍ３）の予測される結果が計算され；
   前記少なくとも１つの予測される結果と実際に測定された結果とが一致しない場合，前記存在し得る対象が破棄される；
   ことを特徴とする，複数の対象の間隔および速度を測定する方法。
2. 各測定サイクルでは２つの測定（Ｍ１，Ｍ２）のみが実施され，
   前記他の測定は，他の測定サイクルにおける測定であることを特徴とする，請求項１に記載の方法。
3. 前記他の測定の予測される結果は，前記他の測定サイクルにおける対象の間隔および／または相対速度であることを特徴とする，請求項２に記載の方法。
4. 前記他の測定の予測される結果は，前記他の測定サイクルにおいて記録される少なくとも１つのスペクトル内のピーク周波数であることを特徴とする，請求項２に記載の方法。
5. 各測定サイクル内において，３つの測定（Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３）が実施され，
   前記他の測定は第３の測定（Ｍ３）であって，
   前記第３の測定において，周波数ランプ（３０）の変調期間（Ｔ３）は，第１と第２の測定（Ｍ１，Ｍ２）における変調期間よりも長いことを特徴とする，請求項１に記載の方法。
6. 前記他の測定（Ｍ３）の予測される結果は，他の測定において記録されるスペクトル内のピーク周波数であることを特徴とする，請求項５に記載の方法。
7. 第１と第２の測定（Ｍ１，Ｍ２）について予測される結果は，他の測定サイクル内で計算され，実際の結果と比較されることを特徴とする，請求項５または６に記載の方法。
8. 他の測定の結果との比較が，複数の連続する測定サイクルにおいて実施されることを特徴とする，請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
9. 前記対象毎に妥当性パラメータが対応づけられ，
   前記妥当性パラメータは，前記予測される結果が前記他の測定サイクルで測定された結果と一致した場合に増やされ，前記予測される結果が前記他のサイクルで測定された結果のどれとも一致しない場合に減され，
   前記対象は，妥当性パラメータが予め定められたしきい値より下回った場合にのみ，破棄されることを特徴とする，請求項８に記載の方法。
   
   

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