JP2007033156A - Radar device - Google Patents

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JP2007033156A JP2005214870A JP2005214870A JP2007033156A JP 2007033156 A JP2007033156 A JP 2007033156A JP 2005214870 A JP2005214870 A JP 2005214870A JP 2005214870 A JP2005214870 A JP 2005214870A JP 2007033156 A JP2007033156 A JP 2007033156A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem wherein a reflected wave from a moving person is hard to be detected because a sharp peak is hardly generated in a frequency spectrum of a Doppler signal therefrom, in a radar device in a dual-frequency CW monopulse system. <P>SOLUTION: Each Doppler signal in L-channel and R-channel is acquired by two reception parts. Distance information 350 of the L-channel and distance information 352 of the R-channel are acquired from each Doppler signal to a dual-frequency transmission wave of each channel. An absolute value 354 of the difference between both of the distance information is determined in each frequency, and a band 358 whose absolute value exceeds a prescribed threshold D<SB>Err</SB>is treated as one including a noise signal and removed, to thereby acquire an effective frequency band including the Doppler signal based on the reflected wave from an object. Similarly, two kinds of information of an angle at which the reflected wave arrives are acquired corresponding to a transmission frequency based on the Doppler signals in both channels, and the effective frequency band is extracted based on correlation thereof. The moving object is detected and its position or the like is measured based on information of the acquired effective frequency band. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、送信周波数を時分割で切り換え、かつ複数の受信部で反射波を受信して移動物体に基づくドップラ信号を検出するレーダ装置に関し、特に、受信信号のスペクトルに現れるノイズと移動物体によるドップラ信号との弁別に関する。   The present invention relates to a radar device that detects a Doppler signal based on a moving object by switching transmission frequencies in a time-division manner and receiving reflected waves at a plurality of receiving units, and more particularly, due to noise appearing in the spectrum of the received signal and the moving object. Discrimination from Doppler signal.

従来、電波を照射し、物体によって反射された電波を受信し、その受信信号の遅延時間や信号の強さ、位相の変化などを利用して、物体までの距離、物体の存在する方位角度や相対速度を測定するマイクロ波レーダ装置がある。このレーダ装置は、移動物体の監視システム(以下、センサと呼ぶ)に利用されている。   Conventionally, a radio wave is irradiated and a radio wave reflected by an object is received, and the distance to the object, the azimuth angle where the object exists, There are microwave radar devices that measure relative velocity. This radar apparatus is used in a moving object monitoring system (hereinafter referred to as a sensor).

電波による距離測定の方法としてはFMCW(Frequency-Modulated Continuous Wave)方式、2周波CW(Continuous Wave)方式等が知られている。特に、2周波CW方式はわずかに異なる周波数の送信波を時分割で交互に切換えて送出するものである。この方式は、移動物体からの反射波を受信した受信信号に含まれるドップラ信号を各送信周波数毎に抽出し、そのドップラ信号の位相差に基づいて距離を測定するものであり、狭い占有周波数帯域幅で監視領域内の移動物体までの距離を近距離まで高精度に測定可能である。   As a distance measurement method using radio waves, an FMCW (Frequency-Modulated Continuous Wave) method, a two-frequency CW (Continuous Wave) method, and the like are known. In particular, the two-frequency CW system transmits a transmission wave having a slightly different frequency alternately by time division. This method extracts the Doppler signal included in the received signal that received the reflected wave from the moving object for each transmission frequency, and measures the distance based on the phase difference of the Doppler signal. The distance to the moving object in the monitoring area can be measured with high accuracy up to a short distance.

一方、電波による角度測定の方法としては、アンテナ切換方式、フェーズドアレイ方式、モノパルス方式などがある。特にモノパルス方式は2つのアンテナで受信した信号の位相差を利用して反射波の到来方向が得られる方式であり、上述の他の方式よりも少ないアンテナで高い角度分解能を得ることが可能である。   On the other hand, as an angle measurement method using radio waves, there are an antenna switching method, a phased array method, a monopulse method, and the like. In particular, the monopulse method is a method in which the arrival direction of a reflected wave is obtained using the phase difference between signals received by two antennas, and it is possible to obtain a high angular resolution with fewer antennas than the other methods described above. .

下記特許文献1、2には、自動車用の衝突防止装置として測距に2周波CW方式、測角にモノパルス方式を利用した車載レーダ装置(以下、2周波CWモノパルス方式と呼ぶ)が記載されている。   Patent Documents 1 and 2 below describe an on-vehicle radar device (hereinafter referred to as a two-frequency CW monopulse method) that uses a two-frequency CW method for distance measurement and a monopulse method for angle measurement as a collision prevention device for automobiles. Yes.

電波を利用したレーダは、風雨など天候の影響を受けにくく、監視範囲内での物体の位置を特定できることから、屋外における侵入検知センサとしても非常に有望視されている。   A radar using radio waves is very promising as an intrusion detection sensor outdoors because it is not easily affected by weather such as wind and rain, and the position of an object within a monitoring range can be specified.

一般に2周波CWモノパルス方式では、受信したドップラ信号を周波数解析しパワースペクトルのピークから物体の存在を判断し、また当該ピーク位置に対応するドップラ周波数での位相情報から距離及び角度を算出する。
特開2003−232853号公報 特開2002−71793号公報
In general, in the two-frequency CW monopulse system, the received Doppler signal is frequency-analyzed to determine the presence of an object from the peak of the power spectrum, and the distance and angle are calculated from the phase information at the Doppler frequency corresponding to the peak position.
Japanese Patent Laid-Open No. 2003-232853 JP 2002-71793 A

ところが、侵入検知センサの場合は、検知対象が人体などであり、車両等に比べて受信強度が弱く、パワースペクトルの明確なピークを得ることが難しい。図8は、人体からの反射波を含むパワースペクトルの一例を示す模式図である。同図に示すように、移動物体の存在に起因するスペクトル上の成分2と、その他の周波数範囲に現れるノイズによる成分との識別が困難であり、物体の検出精度が低下するという問題がある。   However, in the case of an intrusion detection sensor, the detection target is a human body or the like, the reception intensity is weaker than that of a vehicle or the like, and it is difficult to obtain a clear peak of the power spectrum. FIG. 8 is a schematic diagram illustrating an example of a power spectrum including a reflected wave from a human body. As shown in the figure, it is difficult to distinguish between the component 2 on the spectrum due to the presence of the moving object and the component due to noise appearing in other frequency ranges, and there is a problem that the detection accuracy of the object is lowered.

2周波CWモノパルス方式は、その構成上、距離及び角度の測定値を2組得ることができる。特許文献2には、この各々の組の結果を平均することにより誤差を低減できることが示されている。すなわち、2組の平均により、ドップラ信号のピーク検出の精度を補った測定が可能となる。しかし、そもそもピークを検出できないような場合には、このような単純な平均による方法だけでは、物体を精度良く検出することができない。   The two-frequency CW monopulse system can obtain two sets of distance and angle measurement values due to its configuration. Patent Document 2 shows that the error can be reduced by averaging the results of each set. In other words, the average of the two sets enables measurement that compensates for the accuracy of Doppler signal peak detection. However, when a peak cannot be detected in the first place, an object cannot be detected with high accuracy only by such a simple averaging method.

ここで、人体が移動したときに発生するドップラ信号には、人体全体としての移動速度だけでなく、人体全体内での各部の移動速度成分も含んで検出される。そのため、ドップラ信号のスペクトル上において、人体に起因する周波数成分は人体全体の移動速度成分を中心として拡がり、このことがスペクトル上、先鋭なピークの形成を妨げる一因となり、ピークの検出をより困難とする要因となっている。   Here, the Doppler signal generated when the human body moves includes not only the moving speed of the whole human body but also the moving speed components of each part in the whole human body. Therefore, in the spectrum of the Doppler signal, the frequency component due to the human body spreads around the moving speed component of the entire human body, which contributes to hindering the formation of sharp peaks in the spectrum, making it more difficult to detect peaks. It is a factor.

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、2周波CWモノパルス方式のセンサにおいて、移動物体に起因するドップラ信号が先鋭なピークを形成しない場合においても、当該ドップラ信号の検出を可能とし、移動物体の位置等の測定精度の向上が図られるレーダ装置を提供することを目的としている。   The present invention has been made to solve the above problems, and in a two-frequency CW monopulse sensor, even when a Doppler signal caused by a moving object does not form a sharp peak, the Doppler signal is detected. It is an object of the present invention to provide a radar device that can be used to improve the measurement accuracy of the position of a moving object.

本発明に係るレーダ装置は、複数の受信部を備え、送信部から送信周波数が互いに異なる2種類の送信波を時分割送信し、前記各受信部それぞれによって前記各送信波に対する反射波を受信して、移動物体に基づくドップラ信号を検出するものにおいて、前記2種類の送信波に対し前記各受信部にて得られる受信信号それぞれについて周波数解析を行う手段と、前記各受信部毎に、前記各送信波それぞれに対応する前記周波数解析の結果に基づいて周波数成分毎に求めた前記反射波の伝播距離からなる距離情報を生成する距離情報生成手段と、前記複数の受信部に対応して生成された複数の前記距離情報に基づいて、前記受信信号の周波数スペクトルのうち前記移動物体の前記ドップラ信号を含む周波数範囲に対応した関心周波数帯域を抽出する関心帯域抽出手段と、を有するものである。   A radar apparatus according to the present invention includes a plurality of reception units, and transmits two types of transmission waves having different transmission frequencies from a transmission unit in a time-division manner, and receives the reflected waves for the transmission waves by the reception units. Detecting a Doppler signal based on a moving object, means for performing frequency analysis on each of the received signals obtained by the receiving units with respect to the two types of transmission waves, and for each receiving unit, Distance information generating means for generating distance information including propagation distances of the reflected wave obtained for each frequency component based on the result of the frequency analysis corresponding to each transmitted wave, and generated corresponding to the plurality of receiving units. Based on the plurality of distance information, a frequency band of interest corresponding to a frequency range including the Doppler signal of the moving object is extracted from the frequency spectrum of the received signal. And interest band extracting means that those having.

他の本発明に係るレーダ装置は、複数の受信部を備え、送信部から送信周波数が互いに異なる2種類の送信波を時分割送信し、前記各受信部それぞれによって前記各送信波に対する反射波を受信して、移動物体に基づくドップラ信号を検出するものにおいて、前記2種類の送信波に対し前記各受信部にて得られる受信信号それぞれについて周波数解析を行う手段と、前記送信波の種類毎に、前記各受信部に対応する前記周波数解析の結果に基づいて周波数成分毎に求めた前記反射波の到来角度からなる角度情報を生成する角度情報生成手段と、前記送信波の種類に対応して生成された2つの前記角度情報に基づいて、前記受信信号の周波数スペクトルのうち前記移動物体の前記ドップラ信号を含む周波数範囲に対応した関心周波数帯域を抽出する関心帯域抽出手段と、を有するものである。   Another radar apparatus according to the present invention includes a plurality of receiving units, and transmits two types of transmission waves having different transmission frequencies from the transmission unit in a time-division manner, and each of the receiving units generates a reflected wave for each of the transmission waves. For receiving and detecting a Doppler signal based on a moving object, means for performing frequency analysis on each of the received signals obtained by the receiving units for the two types of transmitted waves, and for each type of transmitted wave Angle information generating means for generating angle information including arrival angles of the reflected waves obtained for each frequency component based on the result of the frequency analysis corresponding to each receiving unit, and corresponding to the type of the transmitted wave Based on the two generated angle information, a frequency band of interest corresponding to a frequency range including the Doppler signal of the moving object is extracted from the frequency spectrum of the received signal. And interest band extracting means that those having.

さらに他の本発明に係るレーダ装置は、複数の受信部を備え、送信部から送信周波数が互いに異なる2種類の送信波を時分割送信し、前記各受信部それぞれによって前記各送信波に対する反射波を受信して、移動物体に基づくドップラ信号を検出するものにおいて、前記2種類の送信波に対し前記各受信部にて得られる受信信号それぞれについて周波数解析を行う手段と、前記各受信部毎に、前記各送信波に対応する前記周波数解析の結果に基づいて周波数成分毎に求めた前記反射波の伝播距離からなる距離情報を生成する距離情報生成手段と、前記送信波の種類毎に、前記各受信部に対応する前記周波数解析の結果に基づいて周波数成分毎に求めた前記反射波の到来角度からなる角度情報を生成する角度情報生成手段と、前記複数の受信部に対応して生成された複数の前記距離情報及び前記送信波の種類に対応して生成された2つの前記角度情報に基づいて、前記受信信号の周波数スペクトルのうち前記移動物体の前記ドップラ信号を含む周波数範囲に対応した関心周波数帯域を抽出する関心帯域抽出手段と、を有するものである。   Still another radar apparatus according to another aspect of the invention includes a plurality of reception units, and two types of transmission waves having different transmission frequencies from each other are transmitted in a time-sharing manner, and each of the reception units reflects a reflected wave with respect to each transmission wave. For detecting a Doppler signal based on a moving object, for each of the receiving units, a means for performing frequency analysis on each of the received signals obtained by the receiving units with respect to the two types of transmission waves, and , Distance information generating means for generating distance information including propagation distance of the reflected wave obtained for each frequency component based on the result of the frequency analysis corresponding to each transmission wave, and for each type of the transmission wave, Angle information generating means for generating angle information including arrival angles of the reflected waves obtained for each frequency component based on the result of the frequency analysis corresponding to each receiving unit, and the plurality of receiving units The Doppler signal of the moving object is included in the frequency spectrum of the received signal based on the plurality of distance information generated correspondingly and the two pieces of angle information generated corresponding to the type of the transmission wave. Interest band extracting means for extracting a frequency band of interest corresponding to the frequency range.

別の本発明に係るレーダ装置においては、前記関心帯域抽出手段が、各周波数成分での前記複数の距離情報相互の相関に基づいて前記関心周波数帯域を抽出する。   In another radar apparatus according to the present invention, the band-of-interest extraction unit extracts the frequency band of interest based on a correlation between the plurality of distance information at each frequency component.

また別の本発明に係るレーダ装置においては、前記関心帯域抽出手段が、各周波数成分での前記複数の角度情報相互の相関に基づいて前記関心周波数帯域を抽出する。   In another radar apparatus according to the present invention, the band-of-interest extraction unit extracts the frequency band of interest based on a correlation between the plurality of pieces of angle information at each frequency component.

さらに別の本発明に係るレーダ装置においては、前記関心帯域抽出手段が、さらに前記各周波数成分にて、前記受信信号の前記周波数スペクトルの強度を考慮して前記関心周波数帯域を抽出する。   In still another radar apparatus according to the present invention, the band-of-interest extraction unit further extracts the frequency band of interest in consideration of the intensity of the frequency spectrum of the received signal at each frequency component.

また他の本発明に係るレーダ装置は、前記関心周波数帯域内における前記距離情報及び前記角度情報それぞれの変動幅が所定の許容値以下の周波数範囲である共通属性帯域を求め、当該共通属性帯域を単一の前記移動物体に対応するものとしてラベル付けを行うラベリング手段を有する。   The radar apparatus according to another aspect of the present invention obtains a common attribute band in which a fluctuation range of each of the distance information and the angle information within the frequency band of interest is a predetermined frequency range or less, and the common attribute band is obtained. Labeling means for labeling as corresponding to a single moving object.

さらに他の本発明に係るレーダ装置は、前記関心周波数帯域内における前記距離情報、前記角度情報及び、前記受信信号の前記周波数スペクトルの強度それぞれの変動幅が所定の許容値以下の周波数範囲である共通属性帯域を求め、当該共通属性帯域を単一の前記移動物体に対応するものとしてラベル付けを行うラベリング手段を有する。   Still another radar apparatus according to the present invention is a frequency range in which variation ranges of the distance information, the angle information, and the intensity of the frequency spectrum of the received signal in the frequency band of interest are equal to or less than a predetermined allowable value. Labeling means is provided for obtaining a common attribute band and labeling the common attribute band as corresponding to a single moving object.

本発明によれば、個々の受信部にて、2種類の周波数の送信波それぞれに対応する受信信号に基づいて、受信信号の各周波数成分に対応する反射波の伝播距離が算出される。周波数の関数として得られる伝播距離である距離情報は、受信部の数に対応して、複数得られる。また、複数の受信部それぞれにより得られる受信信号に基づいて、受信信号の各周波数成分に対応する反射波の到来角度が算出される。周波数の関数として得られる到来角度である角度情報は、送信波の周波数の種類に対応して、2つ得られる。   According to the present invention, the propagation distance of the reflected wave corresponding to each frequency component of the received signal is calculated on the basis of the received signal corresponding to each of the two types of transmitted waves at each receiving unit. A plurality of distance information, which is a propagation distance obtained as a function of frequency, is obtained in correspondence with the number of reception units. Further, the arrival angle of the reflected wave corresponding to each frequency component of the received signal is calculated based on the received signal obtained by each of the plurality of receiving units. Two pieces of angle information, which are arrival angles obtained as a function of frequency, are obtained corresponding to the type of frequency of the transmission wave.

距離情報や角度情報は、受信信号の周波数成分が実際には物体からの反射に基づくものではなく、ノイズによるものであっても形式的に算出される。しかしながら、距離情報や角度情報のうちノイズに起因する周波数範囲では、算出値のばらつきが大きくなる。また、受信部の数に応じて複数得られる距離情報相互間においては、同じ周波数成分での伝播距離の算出値の間にはノイズに起因する周波数範囲では原理的に関連が存在しない。同様に、送信周波数の種類に応じて複数得られる角度情報相互間においても、同じ周波数成分での到来角度の算出値の間にはノイズに起因する周波数範囲では原理的に関連が存在しない。   The distance information and the angle information are formally calculated even if the frequency component of the received signal is not actually based on reflection from an object but is due to noise. However, in the frequency range resulting from noise in the distance information and the angle information, the variation of the calculated value becomes large. In addition, among the distance information obtained in accordance with the number of receiving units, there is no relation in principle in the frequency range caused by noise between the calculated values of the propagation distance with the same frequency component. Similarly, even among a plurality of pieces of angle information obtained in accordance with the type of transmission frequency, the calculated values of the arrival angles at the same frequency component have no relation in principle in the frequency range caused by noise.

これに対して、受信信号の周波数成分が物体からの反射に基づくものである場合には、送信周波数や受信部を変えても、得られる距離や角度の算出値は一致又は同程度となることを期待できる。ここで、その物体が人体のように速度分布に拡がりを有するものである場合には、周波数スペクトル上でピークが形成されにくい。しかし、この場合には、距離情報や角度情報のうち当該物体の速度分布に対応した周波数範囲では、距離や角度の算出値は当該物体との実際の距離や角度に基づく、ほぼ一定の値となることを期待できる。   On the other hand, if the frequency component of the received signal is based on reflection from an object, the calculated distance and angle values will be the same or similar, even if the transmission frequency and receiver are changed. Can be expected. Here, when the object has a spread in the velocity distribution like a human body, it is difficult to form a peak on the frequency spectrum. However, in this case, in the frequency range corresponding to the velocity distribution of the object among the distance information and angle information, the calculated values of the distance and angle are almost constant values based on the actual distance and angle with the object. You can expect to be.

よって、距離情報や角度情報において、ノイズに起因する周波数範囲と実際の物体からの反射波に起因する周波数範囲とでは、算出値の分布形態に差異が存在する。本発明によれば、複数の距離情報の組み合わせ、複数の角度情報の組み合わせ、又はそれら両情報をさらに組み合わせることにより、距離情報や角度情報での算出値の分布形態の差異に基づいて、移動物体によるドップラ信号の周波数範囲をノイズの周波数範囲から精度良く弁別することができる。また、受信信号の周波数スペクトルのうち同一の物体の反射波の周波数範囲での強度もほぼ一定となることを期待できるので、当該強度を距離情報や角度情報と組み合わせることで、さらに弁別精度を向上させることが可能となる。   Therefore, in the distance information and the angle information, there is a difference in the distribution form of the calculated values between the frequency range caused by noise and the frequency range caused by the reflected wave from the actual object. According to the present invention, a combination of a plurality of distance information, a combination of a plurality of angle information, or a combination of both of these information allows a moving object based on a difference in distribution form of calculated values in distance information and angle information. Thus, the frequency range of the Doppler signal can be accurately distinguished from the frequency range of noise. In addition, since the intensity of the reflected wave of the same object in the frequency spectrum of the received signal can be expected to be almost constant, combining the intensity with distance information and angle information further improves discrimination accuracy. It becomes possible to make it.

そして、本発明によれば、移動物体からのドップラ信号を精度良く抽出することができることにより、移動物体の位置を精度良く検知することができる。   According to the present invention, since the Doppler signal from the moving object can be extracted with high accuracy, the position of the moving object can be detected with high accuracy.

以下、本発明の実施の形態(以下実施形態という)について、図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described with reference to the drawings.

図1は、実施形態に係る侵入検知装置の概略の構成を示すブロック図である。本装置は2周波CWモノパルス方式のレーダ装置をセンサとして含み、監視領域に出現する人等の移動物体を検知するものであり、送信部10、2つの受信部20,22、A/D(Analog to Digital)変換部30、信号処理部40、記憶部50、及び出力部60を含んで構成される。   FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of an intrusion detection device according to an embodiment. This apparatus includes a two-frequency CW monopulse radar device as a sensor, and detects a moving object such as a person appearing in a monitoring area. The transmitting unit 10, two receiving units 20, 22, and A / D (Analog to Digital) conversion unit 30, signal processing unit 40, storage unit 50, and output unit 60.

送信部10は、電圧制御発振器100、切換信号発生器102及び送信アンテナ104を含んで構成される。電圧制御発振器100は、異なる2つの周波数f,fを有するマイクロ波帯の送信信号W,Wを発生可能に構成され、W1,W2の切り換えは切換信号発生器102により制御される。 The transmission unit 10 includes a voltage-controlled oscillator 100, a switching signal generator 102, and a transmission antenna 104. The voltage controlled oscillator 100 is configured to be capable of generating microwave band transmission signals W 1 and W 2 having two different frequencies f 1 and f 2, and switching of the W 1 and W 2 is controlled by the switching signal generator 102. Is done.

切換信号発生器102は、電圧制御発振器100におけるW1,W2の発生を時分割で切換えるための切換タイミング信号を発生する。切換周波数は、基本的に、本装置が検知対象とする物体の移動によって発生し得るドップラ周波数の2倍以上に設定される。 The switching signal generator 102 generates a switching timing signal for switching the generation of W 1 and W 2 in the voltage controlled oscillator 100 by time division. The switching frequency is basically set to at least twice the Doppler frequency that can be generated by the movement of an object to be detected by the apparatus.

送信アンテナ104は、電圧制御発振器100が出力する送信信号を空中へ送出する。   The transmission antenna 104 transmits a transmission signal output from the voltage controlled oscillator 100 to the air.

受信部20は受信アンテナ120、ミキサ122及び切換器124を含んで構成され、同様に、受信部22は受信アンテナ121、ミキサ123及び切換器125を含んで構成される。     The receiving unit 20 includes a receiving antenna 120, a mixer 122, and a switch 124. Similarly, the receiving unit 22 includes a receiving antenna 121, a mixer 123, and a switch 125.

受信アンテナ120,121はそれぞれ、送信部10が送出した送信波に対する反射波を受信し、受信信号をミキサ122,123へ伝える。受信アンテナ120,121はモノパルス測角できるよう、指向性特性が同じ2つのアンテナで構成され、かつ所定の間隔を置いて配置される。センサから監視領域を臨む向きを基準として、右側のアンテナをアンテナRとしその信号系統をRチャンネル、また左側のアンテナをアンテナLとしその信号系統をLチャンネルとする。   Receiving antennas 120 and 121 receive the reflected wave with respect to the transmitted wave transmitted from transmitting section 10 and transmit the received signal to mixers 122 and 123, respectively. The receiving antennas 120 and 121 are composed of two antennas having the same directivity characteristic so as to perform monopulse angle measurement, and are arranged at a predetermined interval. Based on the direction facing the monitoring area from the sensor, the right antenna is an antenna R and its signal system is an R channel, the left antenna is an antenna L and its signal system is an L channel.

ここで、アンテナRとアンテナLとの間隔は、モノパルス測角の原理から送信波の波長より短く設定される。例えば、送信波の周波数を24GHz帯とし、受信アンテナ間隔をその半波長に設定する場合、具体的な間隔は6mm程度となる。なお、モノパルス測角の原理については後述する。原理的にはこの2つの受信アンテナの位置の違いに起因して、アンテナR,Lそれぞれによって測定される物体までの距離に差異が生じる。しかし、その差異は、本装置が対象とする物体までの距離(例えば1mや10m)に比べ極めて小さく、両アンテナR,Lによる測定距離は実質的に同じと考えることができる。さらに、2つの受信アンテナの指向性特性が同じであり、アンテナR,Lが受信対象とする空間は実質的に一致する。つまり、アンテナR,Lは同じ空間からの反射波を受信するので、R,Lチャンネルそれぞれの受信信号にて検知される移動物体に基づくドップラスペクトルは、基本的に同じとなる。   Here, the interval between the antenna R and the antenna L is set shorter than the wavelength of the transmission wave from the principle of monopulse angle measurement. For example, when the frequency of the transmission wave is 24 GHz band and the receiving antenna interval is set to the half wavelength, the specific interval is about 6 mm. The principle of monopulse angle measurement will be described later. In principle, due to the difference in position between the two receiving antennas, a difference occurs in the distance to the object measured by each of the antennas R and L. However, the difference is extremely small compared to the distance (for example, 1 m or 10 m) to the object targeted by the apparatus, and the measurement distances by both antennas R and L can be considered to be substantially the same. Furthermore, the directivity characteristics of the two receiving antennas are the same, and the spaces that are received by the antennas R and L substantially match. That is, since the antennas R and L receive reflected waves from the same space, the Doppler spectra based on moving objects detected by the received signals of the R and L channels are basically the same.

ミキサ122,123はそれぞれ、受信アンテナ120,121からの受信信号と、電圧制御発振器100からの送信信号をミキシングしドップラ信号を生成する。   The mixers 122 and 123 respectively mix the reception signals from the reception antennas 120 and 121 and the transmission signal from the voltage controlled oscillator 100 to generate a Doppler signal.

切換器124,125はそれぞれ、ミキサ122,123から出力されるドップラ信号を、切換信号発生器102が出力する切換タイミング信号に連動して振り分ける。これら切換器124,125により、ミキサ122,123で生成されたドップラ信号が、送信信号Wに対応するドップラ信号と送信信号Wに対応するドップラ信号とに分離される。 The switchers 124 and 125 respectively distribute the Doppler signals output from the mixers 122 and 123 in conjunction with the switch timing signal output from the switch signal generator 102. These switcher 124 and 125, the Doppler signal generated by the mixer 122 and 123 is separated into the Doppler signal corresponding to the Doppler signal and the transmission signal W 2 corresponding to the transmission signal W 1.

A/D変換部30は、切換器124,125から得られたドップラ信号に、適切な帯域制限を行い、信号処理部40で扱えるデジタルデータに変換する。ここで、適切な帯域制限とは、ナイキスト周波数、つまりデジタル変換する際のサンプリング周波数の1/2以下の周波数のみに帯域を制限することである。   The A / D conversion unit 30 performs appropriate band limitation on the Doppler signals obtained from the switches 124 and 125 and converts the Doppler signals into digital data that can be handled by the signal processing unit 40. Here, the appropriate band limitation is to limit the band only to the Nyquist frequency, that is, a frequency equal to or less than ½ of the sampling frequency for digital conversion.

信号処理部40は、A/D変換部30から入力される波形データに基づいて、監視領域内の物体の位置を特定する処理を行うと共に、監視領域に侵入者がいるかどうかの判断を行い、結果を出力部60へ伝える。信号処理部40は、FFT(Fast Fourier Transform)計算部140、距離算出部142、角度算出部144、ノイズ帯域除去部146、物体位置特定部148、判定部150を含んで構成される。   The signal processing unit 40 performs processing for specifying the position of the object in the monitoring area based on the waveform data input from the A / D conversion unit 30, and determines whether there is an intruder in the monitoring area, The result is transmitted to the output unit 60. The signal processing unit 40 includes an FFT (Fast Fourier Transform) calculating unit 140, a distance calculating unit 142, an angle calculating unit 144, a noise band removing unit 146, an object position specifying unit 148, and a determining unit 150.

FFT計算部140は、A/D変換部30から順次入力される波形データから所定時間幅分のデータを取り出して周波数解析を行い、強度と位相とを得る。ここで、Rチャンネルの送信信号Wに対応するドップラ信号から求めた位相を位相情報φR1(f)、送信信号Wに対応するドップラ信号から求めた位相を位相情報φR2(f)とする。同様にLチャンネルに関する送信信号W,Wに対応するドップラ信号からそれぞれ求めた位相を位相情報φL1(f),φL2(f)とする。また、送信信号W,Wに対応するRチャンネルのドップラ信号から求めた強度情報をPR1(f),PR2(f)、Lチャンネルのドップラ信号から求めた強度情報をPL1(f),PL2(f)とする。 The FFT calculation unit 140 extracts data for a predetermined time width from the waveform data sequentially input from the A / D conversion unit 30, performs frequency analysis, and obtains intensity and phase. Here, the phase obtained from the Doppler signal corresponding to the R channel transmission signal W 1 is the phase information φ R1 (f), and the phase obtained from the Doppler signal corresponding to the transmission signal W 2 is the phase information φ R2 (f). To do. Similarly, the phases obtained from the Doppler signals corresponding to the transmission signals W 1 and W 2 related to the L channel are set as phase information φ L1 (f) and φ L2 (f). Further, the intensity information obtained from the R channel Doppler signals corresponding to the transmission signals W 1 and W 2 is P R1 (f), PR 2 (f), and the intensity information obtained from the L channel Doppler signals is P L1 (f ), P L2 (f).

距離算出部142は、FFT計算部140で得られた位相情報に基づき、後述する処理を行って、物体とセンサとの距離に関する距離情報を生成する。距離算出部142は、Rチャンネルの位相情報φR1(f),φR2(f)からRチャンネルの距離情報D(f)を生成し、同様にLチャンネルの位相情報φL1(f),φL2(f)からLチャンネルの距離情報D(f)を生成する。 The distance calculation unit 142 performs processing described later based on the phase information obtained by the FFT calculation unit 140, and generates distance information regarding the distance between the object and the sensor. The distance calculation unit 142 generates R channel distance information D R (f) from the R channel phase information φ R1 (f), φ R2 (f), and similarly, the L channel phase information φ L1 (f), L channel distance information D L (f) is generated from φ L2 (f).

角度算出部144は、FFT計算部140で得られた位相情報に基づき、後述する処理を行って、センサに対する物体の方位角度に関する角度情報を生成する。角度算出部144は、送信信号Wに対するドップラ信号の位相情報φR1(f),φL1(f)から角度情報θ(f)を生成し、同様に送信信号Wに対するドップラ信号の位相情報φR2(f),φL2(f)から角度情報θ(f)を生成する。 The angle calculation unit 144 performs processing to be described later based on the phase information obtained by the FFT calculation unit 140, and generates angle information related to the azimuth angle of the object with respect to the sensor. Angle calculation unit 144, the transmission signal W 1 of the Doppler signal for the phase information φ R1 (f), φ L1 generates angle information θ 1 (f) from (f), similarly Doppler signal to the transmission signal W 2 phase The angle information θ 2 (f) is generated from the information φ R2 (f) and φ L2 (f).

ノイズ帯域除去部146は、距離算出部142で生成されたRチャンネル、Lチャンネルそれぞれに関する距離情報D(f),D(f)及び、角度算出部144で生成された送信信号W,Wそれぞれに関する角度情報θ(f),θ(f)に基づき、それらの間の相関関係を利用した後述する処理を行って、ミキサ122,123にて得られるドップラ信号の周波数スペクトルのうち、ノイズ信号を含む帯域を除外し、物体の位置特定が可能な信号を含む有効周波数帯域(関心周波数帯域)を抽出する。ここでいうノイズとは、物体の存在以外によって発生する不要な信号を意味し、暗騒音によるものや、機器に発生するスパイクノイズなど様々なものを含むものである。一方、有効周波数帯域には、物体からの反射波に基づくドップラ信号が含まれる。 The noise band removal unit 146 includes distance information D R (f), D L (f) regarding the R channel and the L channel generated by the distance calculation unit 142 and the transmission signal W 1 , generated by the angle calculation unit 144, respectively. Based on the angle information θ 1 (f) and θ 2 (f) relating to each of W 2, processing described later using the correlation between them is performed, and the frequency spectrum of the Doppler signal obtained by the mixers 122 and 123 is obtained. Of these, a band including a noise signal is excluded, and an effective frequency band (interest frequency band) including a signal capable of specifying the position of an object is extracted. The term “noise” as used herein means an unnecessary signal generated due to the presence of an object other than the presence of an object, and includes various types of noise such as background noise and spike noise generated in equipment. On the other hand, the effective frequency band includes a Doppler signal based on a reflected wave from an object.

物体位置特定部148は、ノイズ帯域除去部146にて得られた有効周波数帯域の距離情報と角度情報とに基づいて、後述するラベリング処理を実行する。監視領域に複数物体がある場合は、有効周波数帯域のうち各物体に対応する部分を判別、分離し、それぞれの位置、速度、反射断面積を特定し、物体情報として判定部へ出力する。   The object position specifying unit 148 performs a labeling process to be described later based on the distance information and the angle information of the effective frequency band obtained by the noise band removing unit 146. When there are a plurality of objects in the monitoring area, the portion corresponding to each object in the effective frequency band is discriminated and separated, each position, velocity, and reflection cross-sectional area are specified, and output to the determination unit as object information.

判定部150は、物体位置特定部148にて生成された物体情報から、侵入判定を行う。侵入と判定した場合には出力部60へ通知する。   The determination unit 150 performs intrusion determination from the object information generated by the object position specifying unit 148. If the intrusion is determined, the output unit 60 is notified.

記憶部50は、ノイズ帯域除去部146で利用する距離差及び角度差の閾値や、判定部150で利用する監視領域、対象とすべき反射強度の閾値などの情報を保存しておく。   The storage unit 50 stores information such as distance difference and angle difference thresholds used by the noise band removing unit 146, a monitoring region used by the determination unit 150, and a reflection intensity threshold to be processed.

出力部60は、判定部150からの侵入者ありとの通知を受けると、光や音によって警報を発したり、本装置に接続された通信回線を介して監視センターなどへ異常検出信号を送信する。   Upon receiving the notification that there is an intruder from the determination unit 150, the output unit 60 issues an alarm by light or sound, or transmits an abnormality detection signal to a monitoring center or the like via a communication line connected to the apparatus. .

次に本装置の動作について説明する。図2は、本装置の全体的な動作を示す概略のフロー図である。送信部10が送信信号W,Wを時分割で交互に送信する動作に同期して、波形データが取得される(S200)。各送信信号に対する反射波は、受信アンテナ120,121により受信され、Rチャンネル及びLチャンネルそれぞれの受信信号が得られる。各チャンネルの受信信号はミキサ122,123にて送信信号をミキシングされ、ドップラ信号に変換された後、送信信号Wに対する信号と送信信号Wに対する信号とに分離される。これら各チャンネルの送信信号別に分離されたドップラ信号は、A/D変換部30により、所定周波数でサンプリングされデジタルデータに変換され波形データが生成される。生成された波形データはA/D変換部30内のメモリに蓄積される。 Next, the operation of this apparatus will be described. FIG. 2 is a schematic flowchart showing the overall operation of the apparatus. Waveform data is acquired in synchronization with the operation in which the transmission unit 10 alternately transmits the transmission signals W 1 and W 2 in a time division manner (S200). The reflected wave for each transmission signal is received by the reception antennas 120 and 121, and the reception signals for the R channel and the L channel are obtained. Received signals of each channel are mixed transmission signals at mixers 122 and 123, after being converted to a Doppler signal is separated into a signal for the signal and the transmission signal W 2 to the transmission signal W 1. The Doppler signal separated for each transmission signal of each channel is sampled at a predetermined frequency by the A / D conversion unit 30 and converted into digital data to generate waveform data. The generated waveform data is stored in a memory in the A / D converter 30.

信号処理部40により、受信信号から得られた波形データから物体の距離と方位角度とを特定し、監視領域内での物体の二次元位置を求める処理が行われる(S205)。その処理の詳細については後述する。   The signal processing unit 40 performs processing for specifying the distance and azimuth angle of the object from the waveform data obtained from the received signal and determining the two-dimensional position of the object in the monitoring area (S205). Details of the processing will be described later.

二次元位置特定処理S205により得られた情報に基づいて、監視領域内に検知対象サイズの物体が存在するか否かが判定される(S210)。すなわち、処理S205によって得られた物体の大きさが所定条件、例えば、人体とみなせる大きさ以上である等の条件を満たし、かつ検出された位置が予め設定された監視領域内であるかが判断される。ここで、物体が複数検出されている場合は、それぞれ個別に判断する。   Based on the information obtained by the two-dimensional position specifying process S205, it is determined whether or not an object of the detection target size exists in the monitoring area (S210). That is, it is determined whether the size of the object obtained in step S205 satisfies a predetermined condition, for example, a size that is equal to or larger than a size that can be regarded as a human body, and the detected position is within a preset monitoring area. Is done. Here, when a plurality of objects are detected, each determination is made individually.

監視領域内に検知対象サイズの物体が検出された場合には(S210)、当該物体の監視領域内に存在している時間が測定される。具体的には、信号処理部40は、検出された物体ごとにタイマを割り当てて計時する。処理S210にて物体が検出された場合、当該物体が、既にタイマが起動中の物体であるか判断される(S215)。タイマが起動していなければ、当該物体にタイマを割り当てて起動し、計時が開始される(S220)。   When an object of the detection target size is detected in the monitoring area (S210), the time existing in the monitoring area of the object is measured. Specifically, the signal processing unit 40 assigns a timer to each detected object and measures the time. If an object is detected in step S210, it is determined whether the object is an object whose timer has already been activated (S215). If the timer is not activated, a timer is assigned to the object and activated, and time measurement is started (S220).

このタイマは監視領域外の木の枝が揺れるなどして監視領域に一瞬だけ入った物体を侵入者として検知しないためのもので、一定時間、監視領域内に滞在した場合に侵入者と判断するためのものである。この目的から、判定処理S210にて、物体が監視領域外であると判定された場合には、当該物体に割り当てたタイマをクリアする(S225)。一方、起動している全てのタイマのうちいずれか1つでも規定値を超えている場合は、そのタイマに対応する物体は侵入者として取り扱い(S230)、出力部60へ警報の発生を指示する(S235)。出力部60は、光や音によって警報を発したり、通信回線で監視センターなどへ異常検出信号を送信する。処理S230にて、起動中のタイマのいずれも規定値を超えていなければ、処理S200〜S230の監視処理を反復する。   This timer is used to prevent an object that has entered the monitoring area for a moment, such as a branch of a tree outside the monitoring area, from being detected as an intruder. Is for. For this purpose, when it is determined in the determination process S210 that the object is outside the monitoring area, the timer assigned to the object is cleared (S225). On the other hand, if any one of the activated timers exceeds the specified value, the object corresponding to the timer is handled as an intruder (S230), and the output unit 60 is instructed to generate an alarm. (S235). The output unit 60 issues an alarm by light or sound, or transmits an abnormality detection signal to a monitoring center or the like via a communication line. If none of the running timers exceeds the specified value in process S230, the monitoring process of processes S200 to S230 is repeated.

続いて、信号処理部40での二次元位置特定処理S205を説明する。図3は、当該処理の概略のフロー図である。まず、A/D変換部30にて生成された波形データは、FFT計算部140により周波数解析され、ドップラ信号の位相情報φR1(f),φR2(f),φL1(f),φL2(f)及び強度情報PR1(f),PR2(f),PL1(f),PL2(f)が算出される(S250)。ここで、各位相情報、各強度情報は周波数fの関数であり、この周波数はドップラ周波数fに対応する。得られた位相情報は距離算出部142での距離計算S255、及び角度算出部144での角度計算S260に用いられる。 Subsequently, the two-dimensional position specifying process S205 in the signal processing unit 40 will be described. FIG. 3 is a schematic flowchart of the process. First, the waveform data generated by the A / D conversion unit 30 is subjected to frequency analysis by the FFT calculation unit 140 and phase information φ R1 (f), φ R2 (f), φ L1 (f), φ of the Doppler signal. L2 (f) and intensity information PR1 (f), PR2 (f), PL1 (f), and PL2 (f) are calculated (S250). Here, each phase information, the intensity information is a function of the frequency f, this frequency corresponds to the Doppler frequency f d. The obtained phase information is used for the distance calculation S255 in the distance calculation unit 142 and the angle calculation S260 in the angle calculation unit 144.

距離算出部142は、Rチャンネル、Lチャンネルそれぞれの位相情報に基づいて周波数毎に距離値を計算する。これにより、Rチャンネルの距離情報D(f)、Lチャンネルの距離情報D(f)が得られる。ここで距離は2周波CW方式の原理に基づいて計算され、具体的には次式により、各周波数成分ごとに算出される。 The distance calculation unit 142 calculates a distance value for each frequency based on the phase information of each of the R channel and the L channel. Thus, distance information D R (f) for the R channel and distance information D L (f) for the L channel are obtained. Here, the distance is calculated based on the principle of the two-frequency CW method, and specifically, is calculated for each frequency component by the following equation.

Figure 2007033156
Figure 2007033156

この式において、Dは距離[m]、cは光速[m/s]、ΔφはWに対する位相情報とWに対する位相情報とから与えられる位相差[rad]を表す。 In this equation, D represents the distance [m], c represents the speed of light [m / s], and Δφ represents the phase difference [rad] given from the phase information for W 1 and the phase information for W 2 .

また、ドップラ周波数は対象物体の移動速度に対応しており、その対応関係は次式で与えられる。   The Doppler frequency corresponds to the moving speed of the target object, and the correspondence is given by the following equation.

Figure 2007033156
Figure 2007033156

この式において、vはセンサとの相対速度[m/s]、cは光速[m/s]、fは送信周波数[Hz]、fはドップラ周波数[Hz]である。 In this formula, v is the relative velocity between the sensor [m / s], c is the speed of light [m / s], f is transmitted the frequency [Hz], and a is f d is the Doppler frequency [Hz].

角度算出部144は、各送信信号それぞれに対する位相情報に基づいて周波数毎に反射波が到来する方位角度を計算する。これにより、送信周波数fでの角度情報θ(f)、送信周波数fでの角度情報θ(f)が得られる。ここで角度はモノパルスレーダの原理に基づいて計算され、具体的には次式により、各周波数成分ごとに算出される。 The angle calculation unit 144 calculates the azimuth angle at which the reflected wave arrives for each frequency based on the phase information for each transmission signal. Thus, the angle information theta 1 at the transmission frequency f 1 (f), the angle information θ 2 (f) are obtained at the transmission frequency f 2. Here, the angle is calculated based on the principle of monopulse radar. Specifically, the angle is calculated for each frequency component by the following equation.

Figure 2007033156
Figure 2007033156

この式において、θはセンサを中心とした方位角度[deg]、cは光速[m/s]、ΔφはRチャンネルの位相情報とLチャンネルの位相情報とから与えられる位相差[rad]、dはアンテナの配置間隔[m]、fは送信周波数[Hz]を表す。   In this equation, θ is the azimuth angle [deg] around the sensor, c is the speed of light [m / s], Δφ is the phase difference [rad] given by the R channel phase information and the L channel phase information, d Represents an antenna arrangement interval [m], and f represents a transmission frequency [Hz].

ここで、受信アンテナ120,121の間隔dを送信波長λの半分に設定すると、

Figure 2007033156
である。この場合、上記θを与える(3)式は、位相差Δφだけをパラメータとした次式に単純化できる。 Here, if the interval d between the receiving antennas 120 and 121 is set to half of the transmission wavelength λ,
Figure 2007033156
It is. In this case, the equation (3) that gives θ can be simplified to the following equation using only the phase difference Δφ as a parameter.

Figure 2007033156
Figure 2007033156

処理S255、S260で求めた距離情報D(f),D(f)及び角度情報θ(f),θ(f)は、受信部20,22にて抽出されたドップラ信号の周波数スペクトルのうち、物体からの反射波に基づく成分を含む有効周波数帯域と、ノイズ成分からなる帯域とを弁別する処理に用いられる(S265)。ノイズ帯域除去部146は、有効周波数帯域を求め、距離情報D(f),D(f)及び角度情報θ(f),θ(f)それぞれから、不要なノイズ部分を除去し、有効周波数帯域における距離情報D(f) とD(f)とを平均した距離情報DAve(f)及び、角度情報θ(f)とθ(f)とを平均した角度情報θAve(f)を生成し出力する。 The distance information D R (f), D L (f) and the angle information θ 1 (f), θ 2 (f) obtained in the processes S255 and S260 are the frequencies of the Doppler signals extracted by the receiving units 20 and 22. Of the spectrum, the effective frequency band including the component based on the reflected wave from the object and the band consisting of the noise component are used for the process of discriminating (S265). The noise band removing unit 146 obtains an effective frequency band, and removes unnecessary noise parts from the distance information D R (f), D L (f) and the angle information θ 1 (f), θ 2 (f). , Distance information D Ave (f) obtained by averaging distance information D R (f) and D L (f) in the effective frequency band, and angle information obtained by averaging angle information θ 1 (f) and θ 2 (f). θ Ave (f) is generated and output.

このノイズ帯域除去部146における処理についてさらに詳しく説明する。距離角度変換によって、距離情報はD(f)とD(f)とが対で得られ、角度情報もθ(f)とθ(f)とが対で得られている。 The processing in the noise band removing unit 146 will be described in more detail. By distance angle conversion, distance information is obtained as a pair of D R (f) and D L (f), and angle information is obtained as a pair of θ 1 (f) and θ 2 (f).

本装置の構成では2つの受信アンテナ120,121の位置が近いので、各アンテナから物体までの距離は同じと見なすことができる。すなわち、センサにて物体からの反射波が受信される場合には、基本的に、反射波の各周波数に対応する距離は、距離情報D(f)と距離情報D(f)とで同じ値となる。 In the configuration of this apparatus, since the positions of the two receiving antennas 120 and 121 are close, the distance from each antenna to the object can be regarded as the same. That is, when the reflected wave from the object is received by the sensor, basically, the distance corresponding to each frequency of the reflected wave is the distance information D R (f) and the distance information D L (f). It becomes the same value.

また、角度情報に関しても、同じ一対のアンテナで受信した信号に基づいて生成したものであるので、基本的に、反射波の各周波数に対応する角度は、角度情報θ(f)と角度情報θ(f)とで同じ値となる。 Further, since the angle information is also generated based on signals received by the same pair of antennas, basically, the angle corresponding to each frequency of the reflected wave is the angle information θ 1 (f) and the angle information. θ 2 (f) is the same value.

ここで、(2)式から理解されるようにドップラ信号の周波数fは、物体の速度vに対応する。従って監視空間に移動物体が存在する場合は、その移動速度に対応する周波数帯域に反射波による信号成分が検出される。一方、反射波による信号成分の周波数帯域以外の周波数帯域は、ノイズ成分が検出される。 Here, (2) the frequency f d of the Doppler signal as will be appreciated from the equation, corresponding to the object velocity v. Therefore, when a moving object exists in the monitoring space, a signal component due to the reflected wave is detected in a frequency band corresponding to the moving speed. On the other hand, a noise component is detected in a frequency band other than the frequency band of the signal component due to the reflected wave.

図4のグラフ350,352は、ドップラ周波数成分ごとの距離情報の一例を示す模式図であり、横軸がドップラ周波数、縦軸が距離を表す。グラフ350はD(f)を表し、グラフ352は当該D(f)と対を成して生成されるD(f)を表す。移動物体からの反射波が有る周波数成分に対する距離の算出値の分布300,302は、距離情報D(f),D(f)それぞれにおいて、ほぼ等しい値となり、一方、反射波が無い周波数成分に対する距離の算出値の分布304,306の距離軸方向の範囲は幅広い。さらに、距離情報D(f)とD(f)との間においても、移動物体からの反射波が有る周波数成分に対する距離の算出値の分布300の距離の値と分布302の距離の値とは相関を有し、それらの値は基本的に等しくなり、一方、反射波が無い周波数成分に対する距離の算出値の分布304と分布306との間には基本的に相関がない。ここでは、図4により、距離情報の例を示したが、角度情報についても同様である。 Graphs 350 and 352 in FIG. 4 are schematic diagrams illustrating an example of distance information for each Doppler frequency component, where the horizontal axis represents the Doppler frequency and the vertical axis represents the distance. The graph 350 represents D L (f), and the graph 352 represents D R (f) generated in a pair with the D L (f). Distributions 300 and 302 of distance calculation values for frequency components having a reflected wave from a moving object have substantially the same value in each of the distance information D R (f) and D L (f), while the frequency has no reflected wave. The range of the calculated distance distribution values 304 and 306 for the components in the distance axis direction is wide. Further, between the distance information D R (f) and D L (f), the distance value of the distribution value 300 and the distance value of the distribution 302 with respect to the frequency component having the reflected wave from the moving object. And their values are basically equal, while there is basically no correlation between the distribution 304 and the distribution 306 of distances for frequency components without reflected waves. Here, although the example of distance information was shown by FIG. 4, it is the same also about angle information.

上述のように、移動物体からの反射波が有る周波数成分においては、距離情報D(f)及び距離情報D(f)、角度情報θ(f)及び角度情報θ(f)各々に対し強い相関がある。逆に移動物体からの反射波がない周波数成分では相関がない。ノイズ帯域除去部146は、この性質を利用して、距離情報D(f),D(f)と角度情報θ(f),θ(f)とから反射波のない周波数成分を除去し、残った周波数を物体からの反射による周波数成分(有効周波数帯域)として抽出する。その具体的な処理を以下に示す。 As described above, the distance information D R (f), the distance information D L (f), the angle information θ 1 (f), and the angle information θ 2 (f) are each included in the frequency component having the reflected wave from the moving object. There is a strong correlation. On the contrary, there is no correlation in the frequency component without the reflected wave from the moving object. Using this property, the noise band removing unit 146 uses the distance information D R (f), D L (f) and the angle information θ 1 (f), θ 2 (f) to generate frequency components without reflected waves. The remaining frequency is removed and extracted as a frequency component (effective frequency band) due to reflection from the object. The specific process is shown below.

ノイズ帯域除去部146は距離算出部142から得られた距離情報D(f),D(f)について周波数成分ごとに差を求め、差の絶対値を計算し、その絶対値が所定の閾値DErrよりも大きい周波数を抽出し、距離ノイズ周波数とする。図4は、この処理の模式的な説明図である。グラフ354は、グラフ350,352に示すD(f)とD(f)との差の絶対値を表している。その差の絶対値が、当該グラフ354に点線で示す閾値DErrより大きい周波数が距離ノイズ周波数とされる。グラフ356に斜線で示す範囲358が距離ノイズ周波数に相当する帯域である。 The noise band removing unit 146 calculates a difference for each frequency component with respect to the distance information D R (f), D L (f) obtained from the distance calculating unit 142, calculates an absolute value of the difference, and the absolute value is a predetermined value. A frequency larger than the threshold value D Err is extracted and set as a distance noise frequency. FIG. 4 is a schematic explanatory diagram of this process. A graph 354 represents the absolute value of the difference between D R (f) and D L (f) shown in the graphs 350 and 352. A frequency at which the absolute value of the difference is larger than the threshold value D Err indicated by a dotted line in the graph 354 is set as the distance noise frequency. A range 358 indicated by diagonal lines in the graph 356 is a band corresponding to the distance noise frequency.

周波数が距離ノイズ周波数の帯域に属するか否かを示す状態値として距離ノイズ識別値D(f)を以下のように定義する。 The distance noise identification value D N (f) is defined as follows as a state value indicating whether or not the frequency belongs to the band of the distance noise frequency.

Figure 2007033156
Figure 2007033156

角度情報に対しても上記距離情報と同様の処理が行われる。すなわち、角度算出部144から得られた角度情報θ(f),θ(f)について周波数成分ごとに差を求め、差の絶対値を計算し、その絶対値が所定の閾値θErrよりも大きい周波数を角度ノイズ周波数とする。そして、周波数が角度ノイズ周波数の帯域に属するか否かを示す状態値として角度ノイズ識別値θ(f)を以下のように定義する。 The same processing as the distance information is performed on the angle information. That is, the angle information θ 1 (f), θ 2 (f) obtained from the angle calculation unit 144 is obtained for each frequency component, and the absolute value of the difference is calculated. The absolute value is calculated from a predetermined threshold value θ Err . The larger frequency is the angular noise frequency. Then, the angle noise identification value θ N (f) is defined as follows as a state value indicating whether the frequency belongs to the band of the angle noise frequency.

Figure 2007033156
Figure 2007033156

ここで、距離誤差に関する閾値DErr及び角度誤差に関する閾値θErrは予め記憶部50に記憶しておく。これら閾値は、例えば、実験的に求めた、反射波の有無それぞれにおける距離・角度の算出値のばらつき具合より定めることができる。 Here, the threshold value D Err related to the distance error and the threshold value θ Err related to the angle error are stored in the storage unit 50 in advance. These threshold values can be determined from, for example, the degree of variation in the calculated values of the distance and angle in the presence or absence of the reflected wave obtained experimentally.

ノイズ帯域除去部146は次に、距離ノイズ周波数と角度ノイズ周波数とのどちらか一方にでも含まれている周波数は、物体からの反射による周波数成分ではないものとして、後の位置検出に用いる計算対象から除外し、残された周波数成分を有効周波数帯域として抽出する。すなわち、D(f)・θ(f)を計算し、その値が0であるときノイズ領域とし、一方、その値が1であるとき有効周波数帯域とする。 Next, the noise band removing unit 146 assumes that the frequency included in either the distance noise frequency or the angle noise frequency is not a frequency component due to reflection from the object, and is used for subsequent position detection. And the remaining frequency components are extracted as effective frequency bands. That is, D N (f) · θ N (f) is calculated, and when the value is 0, the noise region is set, and when the value is 1, the effective frequency band is set.

ここで述べる有効周波数帯域とは、距離情報、角度情報からノイズ周波数成分を除外した周波数成分を意味し、複数の連続する成分を1つにまとめたものではないことに留意する。   The effective frequency band described here means a frequency component obtained by excluding the noise frequency component from the distance information and the angle information, and it should be noted that a plurality of continuous components are not combined into one.

次に、距離情報D(f),D(f)の有効周波数帯域ごとにD(f),D(f)を平均し、平均距離情報DAve(f)を求める。角度についても同様にして、平均角度情報θAve(f)を求める。 Next, D R (f) and D L (f) are averaged for each effective frequency band of the distance information D R (f) and D L (f) to obtain average distance information D Ave (f). Similarly, the angle information θ Ave (f) is obtained for the angle.

なお、上述の構成は、距離誤差閾値DErrと角度誤差閾値θErrが一定である例である。この点に関して、同じ物体の場合、物体が遠くなるほどセンサから見た時の角度が小さくなる。そこで、距離が大きい場合ほど角度誤差閾値を小さくするようにしてもよい。その場合、例えば、距離の誤差情報|D(f)−D(f)|と距離誤差閾値DErrによって、有効周波数帯域の平均距離情報DAve(f)を先に求め、この平均距離情報DAve(f)に応じて角度誤差閾値θErrを変化させ、角度の誤差情報|θ(f)−θ(f)|から角度情報の有効周波数帯域を抽出するという手順とすることができる。 The configuration described above is an example in which the distance error threshold value D Err and the angle error threshold value θ Err are constant. In this regard, in the case of the same object, the angle when viewed from the sensor becomes smaller as the object becomes farther. Therefore, the angle error threshold value may be decreased as the distance increases. In this case, for example, the average distance information D Ave (f) of the effective frequency band is first obtained from the distance error information | D R (f) −D L (f) | and the distance error threshold D Err , and this average distance is obtained. The procedure is to change the angle error threshold θ Err according to the information D Ave (f) and extract the effective frequency band of the angle information from the angle error information | θ 1 (f) −θ 2 (f) | Can do.

例えば、物体の幅が50cmの場合、センサからの距離が1mであれば28度の広がりを持って測定され、距離が5mの場合は6度、10mの場合は3度となり、そのように角度誤差閾値θErrを設定することができる。 For example, when the object width is 50 cm, if the distance from the sensor is 1 m, it is measured with a spread of 28 degrees, if the distance is 5 m, it is 6 degrees, and if it is 10 m, it is 3 degrees. An error threshold value θ Err can be set.

なお、有効周波数帯域の抽出方法は上述のものに限らない。例えば、距離情報同士の相関関係と角度情報同士の相関関係とのいずれか一方だけを用いて有効周波数帯域を抽出する構成も可能である。   The effective frequency band extraction method is not limited to the above. For example, a configuration in which the effective frequency band is extracted using only one of the correlation between the distance information and the correlation between the angle information is also possible.

また、FFT計算部140で求めた強度情報PR1(f),PR2(f),PL1(f),PL2(f)に関しても、距離情報、角度情報と同様に、物体からの反射に基づく周波数帯域では強度のばらつきが小さく、ノイズ部分ではばらつきが大きくなり、また、各チャンネル及び各周波数毎の強度情報間にて物体からの反射に基づく周波数帯域では強い相関があり、ノイズ部分では相関が弱くなることが起こる。そこで、この強度情報の相関を利用して有効周波数帯域とノイズ部分との弁別をすることも可能である。その際、強度情報による弁別を距離情報、角度情報による弁別と組み合わせることにより、精度の高い有効周波数帯域の抽出が実現され得る。 Further, regarding the intensity information P R1 (f), P R2 (f), P L1 (f), and P L2 (f) obtained by the FFT calculation unit 140, the reflection from the object is similar to the distance information and the angle information. In the frequency band based on, the intensity variation is small, the noise part is large, and the intensity information for each channel and each frequency has a strong correlation in the frequency band based on reflection from the object, and in the noise part Correlation weakens. Therefore, it is possible to discriminate between the effective frequency band and the noise portion by using the correlation of the intensity information. At that time, the effective frequency band can be extracted with high accuracy by combining the discrimination based on the intensity information with the discrimination based on the distance information and the angle information.

また、FFT計算部140で求めた強度情報に対し、閾値処理を行ってパワーの低いノイズを除いてから前述の処理を行ってもよい。また、監視空間に移動物体が存在しない場合のノイズ成分の強度を記憶部50に記憶して、物体が存在する時の成分との差分を利用することにより有効周波数帯域の抽出を行ってもよい。   The intensity information obtained by the FFT calculation unit 140 may be subjected to threshold processing to remove low power noise, and the above processing may be performed. Further, the effective frequency band may be extracted by storing the intensity of the noise component when there is no moving object in the monitoring space in the storage unit 50 and using the difference from the component when the object exists. .

以上のようにして、有効周波数帯域に関する情報が得られると、それを用いて物体位置特定部148が処理を開始する。まず、物体位置特定部148は、ノイズ帯域除去部146によって抽出された有効周波数帯域の平均距離情報DAve(f)と平均角度情報θAve(f)とから、同じ距離、同じ角度、同じ移動速度(周波数成分が連続する)のものを同じ物体からの反射信号と判定し、固有のラベル付け(以下、ラベリング)を行う(S270)。 As described above, when information regarding the effective frequency band is obtained, the object position specifying unit 148 starts processing using the information. First, the object position specifying unit 148 uses the same distance, the same angle, and the same movement from the average distance information D Ave (f) and the average angle information θ Ave (f) of the effective frequency band extracted by the noise band removing unit 146. A signal having a velocity (continuous frequency components) is determined as a reflection signal from the same object, and unique labeling (hereinafter, labeling) is performed (S270).

人が移動したときなど様々な速度を持った物体が移動している場合は、図4の分布300,302における距離の例のように、距離情報や角度情報の広い周波数帯域において同じ距離や角度となる。   When an object having various velocities is moving, such as when a person moves, the same distance and angle in a wide frequency band of distance information and angle information as in the example of the distance in the distributions 300 and 302 in FIG. It becomes.

この性質を利用して、隣り合う周波数の距離や角度の値が近い場合は1つのグループにまとめ(以下、グルーピング)、それぞれにラベリングを行う。   Utilizing this property, when the distance and angle values of adjacent frequencies are close, they are grouped into one group (hereinafter referred to as grouping), and each is labeled.

グルーピングの条件としては例えば、距離及び角度がA/D変換部30で得られる一定時間中に人間が移動できる移動範囲内であるという条件や、人の発生させるドップラ周波数範囲という条件や、単に距離が±0.5m以内、角度が±1度以内という条件でもよい。例えば、この条件は検出したい物体の特性に合わせて設定する。また、この条件は記憶部50に予め保存しておき、必要な時に読み出して利用するように構成できる。   The grouping conditions include, for example, a condition that the distance and angle are within a movement range in which a person can move within a certain time obtained by the A / D conversion unit 30, a condition of a Doppler frequency range generated by a person, or simply a distance. May be within a range of ± 0.5 m and an angle within ± 1 degree. For example, this condition is set according to the characteristics of the object to be detected. Also, this condition can be stored in advance in the storage unit 50 and read and used when necessary.

有効周波数帯域の全てのドップラ周波数に対して、速度の近い物体が複数存在する場合、それらのドップラ周波数が周波数軸で連続になり、ノイズ除去処理の結果、連続する有効周波数帯域内に複数の物体が存在する場合がある。図5はそのような例を示す模式図である。同図のID1,ID2,ID3はそれぞれラベリングされた周波数帯域である。これらのうちID1とID2とが、連続する有効帯域内に複数の物体が存在する例である。ID1,ID2に対応する2つの物体が同じ距離で存在し、かつ移動速度が近くドップラの周波数が連続しているために、距離情報においては1つの物体として抽出される。しかし、角度情報が異なるため、結果として2つの物体としてラベリングされる。ちなみに、グルーピングの条件である距離や角度を有効帯域抽出処理のように、検出したい物体のサイズに合わせておくことで、ID1,ID2のような場合を2つの物体へと分離できる。   When there are multiple objects with close speeds for all Doppler frequencies in the effective frequency band, the Doppler frequencies are continuous on the frequency axis, and as a result of noise removal processing, multiple objects are in the continuous effective frequency band. May exist. FIG. 5 is a schematic diagram showing such an example. ID1, ID2, and ID3 in the figure are labeled frequency bands. Among these, ID1 and ID2 are examples in which a plurality of objects exist within a continuous effective band. Since two objects corresponding to ID1 and ID2 exist at the same distance, the moving speed is close, and the Doppler frequency is continuous, the distance information is extracted as one object. However, since the angle information is different, the result is labeled as two objects. Incidentally, the case of ID1 and ID2 can be separated into two objects by matching the distance and angle as the grouping conditions to the size of the object to be detected as in the effective band extraction process.

次に物体位置特定部148は、ラベリングによって分離されたラベルごとに、距離、角度、速度、強度の代表値を計算し、二次元平面にマッピングする(S275)。強度は強度情報PR1(f),PR2(f),PL1(f),PL2(f)を周波数ごとに平均し、距離情報や角度情報の有効周波数帯域に対応する部分のみを抽出した平均強度情報PAve(f)を利用する。ここで距離、角度、速度は一致するが、強度が著しく異なる場合は、平均の対象から除外するか、或いは、別の物体としてラベリングを行うようにしてもよい。 Next, the object position specifying unit 148 calculates a representative value of distance, angle, speed, and intensity for each label separated by labeling, and maps it to a two-dimensional plane (S275). The intensity averages the intensity information PR1 (f), PR2 (f), PL1 (f), and PL2 (f) for each frequency, and extracts only the part corresponding to the effective frequency band of distance information and angle information. The average intensity information P Ave (f) is used. Here, the distance, the angle, and the speed are the same, but when the intensity is remarkably different, it may be excluded from the average target or may be labeled as another object.

代表値の計算は、各ラベルに含まれる値の平均値や、平均強度情報PAve(f)での重み付け平均により算出し、ラベルごとに物体情報とする。 The calculation of the representative value is calculated by the average value of the values included in each label or the weighted average by the average intensity information P Ave (f), and is used as object information for each label.

図6は、マッピングする二次元平面の座標系の設定例を示す模式図である。マッピングする二次元平面は、例えば、図6(a)に示すように、センサ400の正面方向をy軸、右方向をx軸とするような座標系や、図6(b)に示すように、センサ400をポール402の上に設置して斜め下を監視した場合に地面平面上の奥行き方向をy軸、横方向をx軸とするような地面上の座標系とすることができる。   FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a setting example of a coordinate system of a two-dimensional plane to be mapped. The two-dimensional plane to be mapped is, for example, as shown in FIG. 6A, a coordinate system in which the front direction of the sensor 400 is the y axis and the right direction is the x axis, or as shown in FIG. When the sensor 400 is installed on the pole 402 and monitored obliquely below, the coordinate system on the ground can be set such that the depth direction on the ground plane is the y-axis and the lateral direction is the x-axis.

図7はマッピングの例を示す模式図である。図7には、図5にてID1,ID2,ID3とラベリングされた物体の位置が示されている。   FIG. 7 is a schematic diagram showing an example of mapping. FIG. 7 shows the positions of the objects labeled ID1, ID2, and ID3 in FIG.

物体位置特定部148は続いて、再ラベリング処理S280を行う。人体のように様々な速度成分を持つ物体はドップラ周波数の周波数帯域が広いが、一様に分布するとは限らず周波数軸上のところどころでドップラ成分が不連続となる場合がある。この場合、ラベリング処理S270において、同じ物体にもかかわらずラベルが分断されてしまう。これを一つにまとめるために、再ラベリングを行う。   Subsequently, the object position specifying unit 148 performs a relabeling process S280. An object having various velocity components such as a human body has a wide frequency band of the Doppler frequency, but it is not necessarily distributed uniformly, and the Doppler component may be discontinuous in places on the frequency axis. In this case, in the labeling process S270, the label is divided despite the same object. In order to bring this together, re-labeling is performed.

マッピングによって得られた二次元位置上での各ラベルの位置と速度と強度とが近い場合には、それらのラベルの結合を行って1つのラベルとする。なお、ここでは、不連続点が存在した場合に1つのラベルとするか否かの判定を二次元平面上にマッピングしてから行うようにしているが
、処理S270の段階で距離情報、角度情報の各々について行ってもよい。
When the position, velocity, and intensity of each label on the two-dimensional position obtained by mapping are close, the labels are combined to form one label. Here, when there is a discontinuous point, whether or not to use one label is determined after mapping on a two-dimensional plane. However, distance information and angle information are processed in step S270. You may perform about each of.

結合の判断は、ラベリング処理S270の判断と同様、A/D変換部30で得られる一定時間中に人間が移動できる距離範囲、人の発生させるドップラ周波数範囲などを考慮して行うことができる。   Similar to the determination in the labeling process S 270, the determination of the coupling can be performed in consideration of the distance range in which the person can move during the predetermined time obtained by the A / D conversion unit 30, the Doppler frequency range generated by the person, and the like.

この再ラベリングに伴い、各ラベルの物体情報を更新する。二次元平面上にマッピングされた距離情報、角度情報は、物体の大きさに応じて広がりを持つ。前述のように二次元平面上で1つの物体としてラベリングされた後、ラベリングされた範囲を物体の大きさの判定に用いることもできる。   With this re-labeling, the object information of each label is updated. The distance information and the angle information mapped on the two-dimensional plane have a spread according to the size of the object. As described above, after labeling as one object on the two-dimensional plane, the labeled range can be used for determining the size of the object.

これは、物体は大きさに応じて、各部位からの距離と角度とが異なるが、周波数スペクトル上から、物体が存在することに起因して発生する情報が含まれる周波数帯域を有効周波数帯域として抽出することにより、物体の大きさ情報を求めることができるものである。   This is because the distance and angle from each part differ depending on the size of the object, but the frequency band containing the information generated due to the existence of the object is considered as the effective frequency band from the frequency spectrum. By extracting, the size information of the object can be obtained.

以上の説明した本発明に係るレーダ装置によれば、移動物体によるドップラスペクトルのピークが明確でない場合でも、良好な位置の測定が可能になる。このため、反射が弱い物体や、様々な速度を有する物体位置など、幅広い物体に関して検出が可能になり、当該レーダ装置を用いた侵入検知装置は、失報や誤報を低減でき信頼性の向上が図られる。   According to the radar apparatus according to the present invention described above, it is possible to measure a good position even when the peak of the Doppler spectrum due to a moving object is not clear. For this reason, it is possible to detect a wide range of objects such as weakly reflected objects and object positions having various velocities, and the intrusion detection device using the radar device can reduce misreports and false alarms and improve reliability. Figured.

実施形態に係る侵入検知装置の概略の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the schematic structure of the intrusion detection apparatus which concerns on embodiment. 実施形態に係る侵入検知装置の全体的な動作を示す概略のフロー図である。It is a schematic flowchart which shows the whole operation | movement of the intrusion detection apparatus which concerns on embodiment. 信号処理部での二次元位置特定処理の概略のフロー図である。It is a general | schematic flowchart of the two-dimensional position specific process in a signal processing part. ノイズ帯域除去部による有効周波数帯域の抽出処理の模式的な説明図である。It is typical explanatory drawing of the extraction process of the effective frequency band by a noise band removal part. ラベリングの一例を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining an example of labeling. マッピングする二次元平面の座標系の設定例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example of a setting of the coordinate system of the two-dimensional plane to map. マッピングの例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example of mapping. 人体からの反射波を含むパワースペクトルの一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the power spectrum containing the reflected wave from a human body.

符号の説明Explanation of symbols

10 送信部、20,22 受信部、30 A/D変換部、40 信号処理部、50 記憶部、60 出力部、100 電圧制御発振器、102 切換信号発生器、104 送信アンテナ、120、121 受信アンテナ、122,123 ミキサ、124,125 切換器、140 FFT計算部、142 距離算出部、144 角度算出部、146 ノイズ帯域除去部、148 物体位置特定部、150 判定部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Transmission part, 20, 22 Reception part, 30 A / D conversion part, 40 Signal processing part, 50 Storage part, 60 Output part, 100 Voltage control oscillator, 102 Switching signal generator, 104 Transmission antenna, 120, 121 Reception antenna 122, 123 mixer, 124, 125 switcher, 140 FFT calculation unit, 142 distance calculation unit, 144 angle calculation unit, 146 noise band removal unit, 148 object position specifying unit, 150 determination unit.

Claims (8)

複数の受信部を備え、送信部から送信周波数が互いに異なる2種類の送信波を時分割送信し、前記各受信部それぞれによって前記各送信波に対する反射波を受信して、移動物体に基づくドップラ信号を検出するレーダ装置において、
前記2種類の送信波に対し前記各受信部にて得られる受信信号それぞれについて周波数解析を行う手段と、
前記各受信部毎に、前記各送信波それぞれに対応する前記周波数解析の結果に基づいて周波数成分毎に求めた前記反射波の伝播距離からなる距離情報を生成する距離情報生成手段と、
前記複数の受信部に対応して生成された複数の前記距離情報に基づいて、前記受信信号の周波数スペクトルのうち前記移動物体の前記ドップラ信号を含む周波数範囲に対応した関心周波数帯域を抽出する関心帯域抽出手段と、
を有することを特徴とするレーダ装置。
A Doppler signal based on a moving object, comprising a plurality of receiving units, time-division-transmitting two types of transmission waves having different transmission frequencies from the transmission unit, and receiving the reflected waves for the respective transmission waves by the respective reception units. In a radar device for detecting
Means for performing frequency analysis on each of the received signals obtained by the receiving units with respect to the two types of transmission waves;
Distance information generating means for generating distance information including propagation distances of the reflected waves obtained for each frequency component based on the result of the frequency analysis corresponding to each of the transmission waves, for each of the receiving units;
Interest of extracting a frequency band of interest corresponding to a frequency range including the Doppler signal of the moving object from the frequency spectrum of the received signal based on the plurality of distance information generated corresponding to the plurality of receiving units. Band extraction means;
A radar apparatus comprising:
複数の受信部を備え、送信部から送信周波数が互いに異なる2種類の送信波を時分割送信し、前記各受信部それぞれによって前記各送信波に対する反射波を受信して、移動物体に基づくドップラ信号を検出するレーダ装置において、
前記2種類の送信波に対し前記各受信部にて得られる受信信号それぞれについて周波数解析を行う手段と、
前記送信波の種類毎に、前記各受信部に対応する前記周波数解析の結果に基づいて周波数成分毎に求めた前記反射波の到来角度からなる角度情報を生成する角度情報生成手段と、
前記送信波の種類に対応して生成された2つの前記角度情報に基づいて、前記受信信号の周波数スペクトルのうち前記移動物体の前記ドップラ信号を含む周波数範囲に対応した関心周波数帯域を抽出する関心帯域抽出手段と、
を有することを特徴とするレーダ装置。
A Doppler signal based on a moving object, comprising a plurality of receiving units, time-division-transmitting two types of transmission waves having different transmission frequencies from the transmission unit, and receiving the reflected waves for the respective transmission waves by the respective reception units. In a radar device for detecting
Means for performing frequency analysis on each of the received signals obtained by the receiving units with respect to the two types of transmission waves;
Angle information generating means for generating angle information including arrival angles of the reflected waves obtained for each frequency component based on the result of the frequency analysis corresponding to each receiving unit for each type of the transmission wave;
Interest of extracting a frequency band of interest corresponding to a frequency range including the Doppler signal of the moving object from the frequency spectrum of the received signal based on the two pieces of angle information generated corresponding to the type of the transmitted wave Band extraction means;
A radar apparatus comprising:
複数の受信部を備え、送信部から送信周波数が互いに異なる2種類の送信波を時分割送信し、前記各受信部それぞれによって前記各送信波に対する反射波を受信して、移動物体に基づくドップラ信号を検出するレーダ装置において、
前記2種類の送信波に対し前記各受信部にて得られる受信信号それぞれについて周波数解析を行う手段と、
前記各受信部毎に、前記各送信波に対応する前記周波数解析の結果に基づいて周波数成分毎に求めた前記反射波の伝播距離からなる距離情報を生成する距離情報生成手段と、
前記送信波の種類毎に、前記各受信部に対応する前記周波数解析の結果に基づいて周波数成分毎に求めた前記反射波の到来角度からなる角度情報を生成する角度情報生成手段と、
前記複数の受信部に対応して生成された複数の前記距離情報及び前記送信波の種類に対応して生成された2つの前記角度情報に基づいて、前記受信信号の周波数スペクトルのうち前記移動物体の前記ドップラ信号を含む周波数範囲に対応した関心周波数帯域を抽出する関心帯域抽出手段と、
を有することを特徴とするレーダ装置。
A Doppler signal based on a moving object, comprising a plurality of receiving units, time-division-transmitting two types of transmission waves having different transmission frequencies from the transmission unit, and receiving the reflected waves for the respective transmission waves by the respective reception units. In a radar device for detecting
Means for performing frequency analysis on each of the received signals obtained by the receiving units with respect to the two types of transmission waves;
Distance information generating means for generating distance information including propagation distances of the reflected waves obtained for each frequency component based on the result of the frequency analysis corresponding to each transmission wave for each of the receiving units;
Angle information generating means for generating angle information including arrival angles of the reflected waves obtained for each frequency component based on the result of the frequency analysis corresponding to each receiving unit for each type of the transmission wave;
The moving object in the frequency spectrum of the received signal based on the plurality of distance information generated corresponding to the plurality of receiving units and the two pieces of angle information generated corresponding to the type of the transmission wave A band of interest extracting means for extracting a frequency band of interest corresponding to a frequency range including the Doppler signal;
A radar apparatus comprising:
請求項1又は請求項3に記載のレーダ装置において、
前記関心帯域抽出手段は、各周波数成分での前記複数の距離情報相互の相関に基づいて前記関心周波数帯域を抽出すること、を特徴とするレーダ装置。
The radar apparatus according to claim 1 or 3,
The radar apparatus according to claim 1, wherein the band-of-interest extraction unit extracts the frequency band of interest based on a correlation between the plurality of distance information at each frequency component.
請求項2又は請求項3に記載のレーダ装置において、
前記関心帯域抽出手段は、各周波数成分での前記複数の角度情報相互の相関に基づいて前記関心周波数帯域を抽出すること、を特徴とするレーダ装置。
The radar apparatus according to claim 2 or 3,
The radar apparatus according to claim 1, wherein the band-of-interest extraction unit extracts the frequency band of interest based on a correlation between the plurality of pieces of angle information at each frequency component.
請求項1から請求項5のいずれか1つに記載のレーダ装置において、
前記関心帯域抽出手段は、さらに前記各周波数成分にて、前記受信信号の前記周波数スペクトルの強度を考慮して前記関心周波数帯域を抽出すること、を特徴とするレーダ装置。
The radar apparatus according to any one of claims 1 to 5,
The said interested band extraction means is a radar apparatus characterized by further extracting the said interested frequency band in consideration of the intensity | strength of the said frequency spectrum of the said received signal with each said frequency component.
請求項3に記載のレーダ装置において、
前記関心周波数帯域内における前記距離情報及び前記角度情報それぞれの変動幅が所定の許容値以下の周波数範囲である共通属性帯域を求め、当該共通属性帯域を単一の前記移動物体に対応するものとしてラベル付けを行うラベリング手段を有すること、を特徴とするレーダ装置。
The radar apparatus according to claim 3, wherein
Assuming that a common attribute band is obtained in a frequency range in which the fluctuation range of each of the distance information and the angle information within the frequency band of interest is a predetermined allowable value or less, and the common attribute band corresponds to a single moving object. A radar apparatus comprising labeling means for performing labeling.
請求項3に記載のレーダ装置において、
前記関心周波数帯域内における前記距離情報、前記角度情報及び、前記受信信号の前記周波数スペクトルの強度それぞれの変動幅が所定の許容値以下の周波数範囲である共通属性帯域を求め、当該共通属性帯域を単一の前記移動物体に対応するものとしてラベル付けを行うラベリング手段を有すること、を特徴とするレーダ装置。
The radar apparatus according to claim 3, wherein
A common attribute band in which the fluctuation range of each of the distance information, the angle information, and the intensity of the frequency spectrum of the received signal within the frequency band of interest is within a predetermined allowable value range is obtained, and the common attribute band is determined. A radar apparatus comprising labeling means for performing labeling as corresponding to a single moving object.
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