JP2009014631A - Radar device and method for detecting target thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、周波数の漸増と漸減を交互に繰返すレーダ波を送信信号として所定の角度範囲に送信し、物標により反射された送信信号を受信信号として受信するレーダ装置、及びその物標検出方法に関し、特に、送信信号と受信信号の周波数差に基づき物標の相対距離または相対速度を検出するレーダ装置、およびその物標検出方法に関する。 The present invention relates to a radar apparatus that transmits a radar wave that alternately repeats gradual increase and decrease in frequency as a transmission signal to a predetermined angle range, and receives a transmission signal reflected by the target as a reception signal, and a target detection method therefor In particular, the present invention relates to a radar apparatus that detects a relative distance or a relative speed of a target based on a frequency difference between a transmission signal and a reception signal, and a target detection method thereof.
周波数変調された連続波をレーダ波として用いるFM−CW(Frequency Modulated-Continuous Wave)レーダ装置が知られている。FM−CWレーダ装置は、三角波状に周波数が漸増する周波数上昇期間と、周波数が漸減する周波数下降期間を交互に繰返すレーダ波を送信信号として送信し、物標により反射された送信信号を受信信号として受信する。そして、FM−CWレーダ装置は、送信信号と受信信号をミキシングして、両者の周波数差に対応するビート信号を生成する。そして、FM−CWレーダ装置は、送信信号の周波数上昇期間でのビート信号(アップビート信号)の周波数(アップビート周波数)と、周波数下降期間でのビート信号(ダウンビート信号)の周波数(ダウンビート周波数)に基づいて、物標の相対距離と相対速度を検出する。 There is known an FM-CW (Frequency Modulated-Continuous Wave) radar apparatus that uses a frequency-modulated continuous wave as a radar wave. The FM-CW radar apparatus transmits, as a transmission signal, a radar wave that alternately repeats a frequency increase period in which the frequency gradually increases in a triangular wave shape and a frequency decrease period in which the frequency gradually decreases, and receives the transmission signal reflected by the target as a reception signal As received. Then, the FM-CW radar device mixes the transmission signal and the reception signal, and generates a beat signal corresponding to the frequency difference between the two. The FM-CW radar apparatus then uses the frequency (upbeat frequency) of the beat signal (upbeat signal) during the frequency increase period of the transmission signal and the frequency (downbeat signal) of the beat signal (downbeat signal) during the frequency decrease period. The relative distance and relative speed of the target are detected based on the frequency.
このようなFM−CWレーダ装置は、車両に搭載されて、先行車両などの物標の相対速度、及び相対距離の検出に用いられる。また、車載用のFM−CWレーダ装置は、アンテナを揺動させることにより、所定の角度範囲を送信信号によりスキャンする。このとき、物標が存在すると、角度方向に分布するアップ/ダウンビート信号それぞれのレベルピーク群が形成される。そして、FM−CWレーダ装置は、各レベルピーク群において極大値が形成される角度を、物標が位置する角度として検出する。また、それぞれの極大値を示すアップビート周波数とダウンビート周波数から、その物標の相対速度、相対距離が算出される。特許文献1には、かかる車載用のFM−CWレーダ装置の例が記載されている。
Such an FM-CW radar apparatus is mounted on a vehicle and used to detect the relative speed and relative distance of a target such as a preceding vehicle. The in-vehicle FM-CW radar apparatus scans a predetermined angle range with a transmission signal by swinging the antenna. At this time, if a target exists, level peak groups of up / down beat signals distributed in the angular direction are formed. The FM-CW radar apparatus detects the angle at which the maximum value is formed in each level peak group as the angle at which the target is located. Further, the relative speed and the relative distance of the target are calculated from the upbeat frequency and the downbeat frequency indicating the respective maximum values.
上記のようなスキャン式のFM−CWレーダ装置が、所定の角度範囲をスキャンするとき、その角度範囲に単一の物標が存在する場合には、アップ/ダウンビート信号それぞれのレベルピーク群において、それぞれ単一の極大値が形成される。よって、それぞれの極大値を示すアップビート周波数とダウンビート周波数の対が一意に求められ、これに基づきその物標の相対速度、相対距離が算出される。 When a scanning FM-CW radar apparatus as described above scans a predetermined angular range, and there is a single target in that angular range, the level peak group of each up / down beat signal , Each forming a single maximum. Therefore, a pair of upbeat frequency and downbeat frequency indicating each maximum value is uniquely obtained, and based on this, the relative speed and relative distance of the target are calculated.
ところが、スキャンされる角度範囲に複数の物標が存在する場合は、アップ/ダウンビート信号のレベルピーク群のそれぞれにおいて、複数の極大値が形成される。そのため、各物標の相対距離、相対速度を算出するためには、同一の物標により形成される極大値同士の対応付け(ペアリング)が必要となる。 However, when there are a plurality of targets in the scanned angle range, a plurality of maximum values are formed in each of the level peak groups of the up / down beat signal. Therefore, in order to calculate the relative distance and relative speed of each target, it is necessary to associate (pair) the local maximum values formed by the same target.
この点、従来の従来のFM−CWレーダ装置は、極大値が形成される角度を、同一物標の判断基準としていた。すなわち、アップ/ダウンビート信号のレベルピーク群のそれぞれにおいて、角度が最も近似した極大値同士がペアリングされていた。
ところで、車載用のレーダ装置においては、物標もレーダ装置も高速に移動しているので、送信されたレーダ波に対し、物標の反射面の角度が微妙に変化する。すると、物標の中心部以外の角度で、レベルピーク群の極大値が形成される場合がある。 By the way, in the in-vehicle radar device, since the target and the radar device are moving at high speed, the angle of the reflecting surface of the target slightly changes with respect to the transmitted radar wave. Then, the maximum value of the level peak group may be formed at an angle other than the center of the target.
すると、同一物標に対するアップ/ダウンビート信号で、極大値が形成される角度が異なり、極大値同士がペアリングされない場合がある。すると、その物標については相対距離、相対速度の検出ができないという問題が生じる。 Then, in the up / down beat signals for the same target, the angle at which the maximum value is formed is different, and the maximum values may not be paired. Then, there arises a problem that the relative distance and relative velocity cannot be detected for the target.
また、複数の物標が角度的に近接していると、極大値が形成される角度同士が近接する。このため、異なる物標間で極大値同士がペアリングされる場合がある。すると、異なる物標のアップビート周波数とダウンビート周波数が用いられ、相対距離や相対速度が誤って検出されるという問題が生じる。 In addition, when a plurality of targets are close in angle, angles at which local maximum values are formed are close to each other. For this reason, local maximum values may be paired between different targets. Then, the upbeat frequency and the downbeat frequency of different targets are used, and there arises a problem that the relative distance and the relative speed are erroneously detected.
さらに、検出結果に基づいて自車両の動作が制御される場合、物標の相対距離、相対速度が検出されなかったり、誤って検出されたりすると、安全性が低下する。 Furthermore, when the operation of the host vehicle is controlled based on the detection result, if the relative distance and relative speed of the target are not detected or are detected erroneously, the safety is lowered.
そこで、本発明の目的は、複数の物標の角度が近接し、それぞれの物標のアップ/ダウンビート信号のレベルピーク群における極大値が形成される角度が異なる場合でも、ペアリングの失敗や誤ったペアリングを防止するレーダ装置、及び物標の検出方法を提供することにある。 Therefore, the object of the present invention is that even when the angles of a plurality of targets are close to each other and the angle at which the maximum value is formed in the level peak group of the up / down beat signal of each target is different, An object of the present invention is to provide a radar apparatus and a target detection method that prevent erroneous pairing.
上記の目的を達成するために、本発明の第1の側面によれば、周波数が漸増する周波数上昇期間と漸減する周波数下降期間を交互に繰返すレーダ波を送信信号として所定の角度範囲に送信し、物標により反射された前記送信信号を受信信号として受信し、前記送信信号と受信信号とに基づき前記物標の相対距離または相対速度を検出するレーダ装置において、前記周波数上昇期間での前記送信信号と前記受信信号との周波数差に対応するアップビート信号のレベルピークと、前記周波数下降期間での前記送信信号と前記受信信号との周波数差に対応するダウンビート信号のレベルピークとを検出するレベルピーク検出手段と、前記角度方向に分布する前記アップビート信号のレベルピーク群における複数の第1の極大値と、前記角度方向に分布する前記ダウンビート信号のレベルピーク群における複数の第2の極大値のうち、極大値の近似性と極大値が形成される角度の近似性とに基づき、第1、第2の極大値同士の対応付けを行うペアリング手段と、前記対応付けされた第1の極大値を示すアップビート信号の周波数と、第2の極大値を示すダウンビート信号の周波数から、前記物標の相対距離または相対速度を検出する距離・速度検出手段とを有することを特徴とする。 To achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a radar wave that alternately repeats a frequency rising period in which the frequency gradually increases and a frequency falling period in which the frequency gradually decreases is transmitted as a transmission signal in a predetermined angle range. In the radar apparatus that receives the transmission signal reflected by the target as a reception signal and detects the relative distance or the relative speed of the target based on the transmission signal and the reception signal, the transmission in the frequency increase period An upbeat signal level peak corresponding to a frequency difference between a signal and the reception signal and a downbeat signal level peak corresponding to a frequency difference between the transmission signal and the reception signal in the frequency drop period are detected. A level peak detecting means; a plurality of first maximum values in a level peak group of the upbeat signal distributed in the angular direction; Among the plurality of second maximum values in the level peak group of the downbeat signal, based on the closeness of the maximum value and the closeness of the angle at which the maximum value is formed, between the first and second maximum values From the pairing means for performing association, the frequency of the upbeat signal indicating the associated first maximum value, and the frequency of the downbeat signal indicating the second maximum value, the relative distance or relative of the target It has a distance / speed detecting means for detecting the speed.
上記側面の好ましい実施態様によれば、前記ペアリング手段は、前記複数の第1の極大値と前記複数の第2の極大値との複数の組合せのうち、前記第1、第2の極大値同士の差と、前記第1、第2の極大値それぞれが形成される角度同士の差とにそれぞれ重み付けを行い、前記重み付けされた極大値同士の差と角度同士の差とに基づき前記対応付けを行うことを特徴とする。 According to a preferred embodiment of the above aspect, the pairing means includes the first and second maximum values among a plurality of combinations of the plurality of first maximum values and the plurality of second maximum values. The difference between each other and the difference between the angles at which the first and second maximum values are formed are respectively weighted, and the association is performed based on the difference between the weighted maximum values and the difference between the angles. It is characterized by performing.
上記側面の別の好ましい実施態様によれば、前記ペアリング手段は、1つの前記第1(または第2)の極大値に対し、差が規定値以内となる第1の数の前記第2(または第1)の極大値が検出されたときは、当該第1(または第2)の極大値と当該第2(または第1)の極大値の対応付けを行い、前記第1(または第2)の極大値に対し、差が規定値以内となる前記第1の数より大きい第2の数の前記第2(または第1)の極大値が検出されたときは、当該第1(または第2)の極大値と当該第2(または第1)の極大値の複数の組合せについて、極大値と極大値が形成される角度とに基づく前記対応付けを行うことを特徴とする。 According to another preferred embodiment of the above-mentioned aspect, the pairing means has a first number of the second (with a difference within a specified value) with respect to one of the first (or second) maximum values. Alternatively, when the first maximum value is detected, the first (or second) maximum value is associated with the second (or first) maximum value, and the first (or second) ) When a second number of the second (or first) maximum value that is larger than the first number, the difference of which is within a specified value, is detected. For the plurality of combinations of the local maximum value 2) and the second (or first) local maximum value, the association is performed based on the local maximum value and the angle at which the local maximum value is formed.
上記側面によれば、ペアリング手段は、角度方向に分布するダウンビート信号のレベルピーク群における複数の第1の極大値と、角度方向に分布するダウンビート信号のレベルピーク群における複数の第2の極大値のうち、極大値の近似性と極大値が形成される角度の近似性とに基づき、第1、第2の極大値同士の対応付けを行う。異なる物標間では、レーダ波の反射面の角度や形状が異なるので、アップ/ダウンビート信号のレベルが異なることに着目すると、極大値のレベルが一致すれば同一物標、異なれば別物標と判断できる。よって、複数の物標が近接し、各物標においてアップ/ダウンビート信号の極大値が形成される角度が異なるような場合であっても、角度の近似性に加え、さらに極大値の近似性に基づいてペアリングを行うことにより、複数物標間でのペアリングの失敗や誤ったペアリングを防止することができる。 According to the above aspect, the pairing means includes a plurality of first maximum values in the level peak group of the downbeat signal distributed in the angular direction and a plurality of second values in the level peak group of the downbeat signal distributed in the angular direction. The first and second maximum values are associated with each other based on the closeness of the maximum value and the closeness of the angle at which the maximum value is formed. Since the angle and shape of the reflection surface of the radar wave differs between different targets, paying attention to the difference in the level of the up / down beat signal, the same target is obtained if the maximum values are the same, and the other target is different. I can judge. Therefore, even when multiple targets are close to each other and the angle at which the maximum value of the up / down beat signal is formed is different for each target, in addition to the closeness of the angle, the closeness of the maximum value is further increased. By performing pairing based on the above, it is possible to prevent pairing failure or erroneous pairing between a plurality of targets.
上記実施態様によれば、第1、第2の極大値同士の差と、第1、第2の極大値それぞれが形成される角度同士の差とにそれぞれ重み付けを行うので、極大値間の差が小さいような場合において、角度の近似性を重視してペアリングをすることができる。あるいは、その逆に、極大値間の角度が近接する場合において、極大値の近似性を重視してペアリングすることができる。 According to the above embodiment, the difference between the first and second maximum values and the difference between the angles at which the first and second maximum values are formed are respectively weighted. In such a case, the pairing can be performed with an emphasis on the closeness of the angle. Or, conversely, when the angle between the local maximum values is close, pairing can be performed with an emphasis on the closeness of the local maximum value.
上記の別の実施態様によれば、1つの前記第1(または第2)の極大値に対し、極大値が形成される角度の差が規定値以内となる前記第2(または第1)の極大値の数に応じて、角度差に基づくペアリングと、極大値とその角度差とに基づくペアリングとを切り替える。すなわち、ペアリングの候補が少ないときは、ペアリングの失敗や誤ったペアリングの可能性が小さいので角度差を用い、ペアリングの候補が多いときは、ペアリングの失敗や誤ったペアリングの可能性が大きいので極大値とその角度差とを用いる。そうすることによって、ペアリング処理全体としての効率を向上できる。 According to another embodiment described above, the second (or first) difference in which the difference in angle at which the maximum value is formed is within a specified value with respect to one first (or second) maximum value. The pairing based on the angle difference and the pairing based on the maximum value and the angle difference are switched according to the number of maximum values. That is, when there are few pairing candidates, the possibility of pairing failure or incorrect pairing is small, so use the angle difference.When there are many pairing candidates, pairing failure or incorrect pairing Since the possibility is great, the maximum value and the angle difference are used. By doing so, the efficiency of the entire pairing process can be improved.
以下、図面にしたがって本発明の実施の形態について説明する。但し、本発明の技術的範囲はこれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された事項とその均等物まで及ぶものである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the technical scope of the present invention is not limited to these embodiments, but extends to the matters described in the claims and equivalents thereof.
図1は、本実施形態におけるレーダ装置が車両に搭載される例を示す。車両1の前部フロントグリル内に搭載されるレーダ装置10は、周波数変調された連続波をレーダ波として用いるFM−CWレーダ装置である。レーダ装置10は、アンテナを揺動させる機構を備え、車両前方中央を基準とした一定の角度範囲(例えば±8度)を送信信号によりスキャンする。そして、レーダ装置10は、先行車両2などの物標により反射される送信信号を受信信号として受信し、自車両1の前方中央に対する先行車両2の中心部の角度θc、先行車両2の相対距離R、相対速度Vを検出する。そして、レーダ装置10の検出結果に基づいて、車両1の図示されない制御装置が、車両2に追従走行したり、衝突を回避したりするように車両1の動作を制御する。
FIG. 1 shows an example in which a radar apparatus according to this embodiment is mounted on a vehicle. The
図2は、レーダ装置10が物標の相対速度、相対距離を検出する方法を説明する図である。図2(A)は、レーダ装置10の送信信号と受信信号の、時間に対する周波数変化を示す。レーダ装置10が送信する送信信号の周波数は、実線で示すように、三角波の上昇期間に対応する周波数上昇期間UPで漸増し、三角波の下降期間に対応する周波数下降期間DNで漸減する。そして、これが交互に繰返される。そして、この送信信号が物標により反射されると、点線で示すように、相対距離に応じた時間的遅れΔTと、相対速度に応じたドップラ効果の影響による周波数偏移ΔDを受けて、受信信号として受信される。
FIG. 2 is a diagram illustrating a method in which the
このような送信信号と受信信号をミキシングすると、両者の周波数差に対応して、図2(B)に示すように周波数変化するビート信号が得られる。すなわち、周波数上昇期間UPではアップビート周波数fuのアップビート信号、周波数下降期間DNでダウンビート周波数fdのダウンビート信号が得られる。 When such a transmission signal and reception signal are mixed, a beat signal whose frequency changes is obtained as shown in FIG. 2B corresponding to the frequency difference between the two. That is, an upbeat signal with an upbeat frequency fu is obtained in the frequency rise period UP, and a downbeat signal with a downbeat frequency fd is obtained in the frequency fall period DN.
レーダ装置10は、このようなアップビート周波数fuとダウンビート周波数fdを用いて、物標の相対距離Rと相対速度Vを、次の式により算出する(なお、Cは光速、fmは三角波の周波数、f0は三角波の中心周波数、ΔFは三角波の周波数偏移幅である)。
The
R=C・(fu+fd)/(8・ΔF・fm)
V=C・(fd−fu)/(4.f0)
図3は、本実施形態におけるレーダ装置10の構成を示す。レーダ装置10は、レーダ波を送受信するアンテナ11と、アンテナ11を揺動させるアンテナ駆動部12を有する。また、レーダ装置10は、送信信号の生成、アンテナ駆動部12の制御、及びアップ/ダウンビート信号の生成を行う送受信回路14を有する。さらに、レーダ装置10は、アップ/ダウンビート信号を処理してそのレベルピークを検出する信号処理回路15と、アップ/ダウンビート信号のレベルピーク群の分布から、物標の角度、相対速度、相対距離を検出して車両の制御装置に出力する信号処理装置20を有する。
R = C · (fu + fd) / (8 · ΔF · fm)
V = C · (fd−fu) / (4.f0)
FIG. 3 shows a configuration of the
送受信回路14は、図1に示した周波数変調された送信信号を生成し、その一部をアンテナ11に送信させる。このとき、送受信回路14は、アンテナ11を揺動させて、レーダ装置前方中央を基準に±8度の角度範囲を送信信号W1によりスキャンする。そして、送受信回路14は、所定の単位角度範囲ごとに一対の周波数上昇期間UPと周波数下降期間DNが対応するように、周波数変調周期とアンテナ11の揺動動作を同期させる。
The transmission /
また、送受信回路14は、送信信号の他の部分を受信信号とミキシングして、両者の周波数差に対応するアップ/ダウンビート信号を生成する。
The transmission /
信号処理回路15は、例えば、特定用途用集積回路により構成され、その各部は機能モジュールに対応する。AD変換部16は、アップ/ダウンビート信号をAD変換する。そして、FFT(高速フーリエ変換)処理部17は、デジタル信号化されたアップ/ダウンビート信号をFFT処理する。そして、レベルピーク検出部18は、FFT処理結果から、アップ/ダウンビート信号の周波数ごとのレベルピークを検出する。よって、レベルピーク検出部18は、「レベルピーク検出手段」に対応する。
The
信号処理装置20は、一例としてCPU、各種処理プログラムを格納するROM、CPUによる演算の作業領域として用いられるRAMを有するマイクロコンピュータで構成される。信号処理装置20の各手段は、それぞれの処理プログラムに従って動作するCPUにより実現される。
まず、データ受信手段22は、上記処理結果データを受信し、RAMに格納する。そして、物標位置予測手段24は、アンテナ11の1回の往復を1スキャンとしたときの、前回スキャン時の物標の検出結果に基づき、今回の物標の角度、相対距離、相対速度等を予測する。この予測は、後述する、今回の検出結果の連続性判定に用いられる。
As an example, the
First, the data receiving means 22 receives the processing result data and stores it in the RAM. The target
次に、グルーピング手段32は、アップ/ダウンビート信号それぞれの、スキャンの角度方向に分布するレベルピーク群から、同一物標に対応するレベルピーク群をそれぞれ1つのグループにグルーピングする。ここで、グルーピングについて図4、図5を用いて説明する。 Next, the grouping unit 32 groups the level peak groups corresponding to the same target from the level peak groups distributed in the scan angle direction of each of the up / down beat signals. Here, grouping will be described with reference to FIGS.
図4は、1つの物標に対する送受信信号から生成されたアップ/ダウンビート信号のレベルピーク群の例を示す。図4(A)、(B)の横軸は角度、縦軸はアップ/ダウンビート周波数、そして、プロットされた点の大きさは、各レベルピークの大きさを表す。また、枠内には、角度を横軸、縦軸をレベルピークの大きさとしたときの各レベルピーク群が示される。 FIG. 4 shows an example of level peak groups of up / down beat signals generated from transmission / reception signals for one target. 4A and 4B, the horizontal axis represents the angle, the vertical axis represents the up / down beat frequency, and the size of the plotted points represents the size of each level peak. In the frame, each level peak group is shown with the angle as the horizontal axis and the vertical axis as the level peak level.
まず、車両などの物標は横方向の広がりを有するので、同一物標に対する送受信信号からは、隣接した複数の角度でほぼ同一周波数のアップビート信号と、ほぼ同一周波数のダウンビート信号が生成される。よって、図4(A)は、角度α±2度の範囲において検出された、アップビート周波数fu1のアップビート信号のレベルピーク群を示す。また、図4(B)は、角度α±2度の範囲において検出された、ダウンビート周波数fd1のダウンビート信号のレベルピーク群を示す。 First, since a target such as a vehicle has a lateral spread, an upbeat signal of almost the same frequency and a downbeat signal of almost the same frequency are generated from a plurality of adjacent angles from the transmission / reception signals for the same target. The Therefore, FIG. 4A shows a level peak group of the upbeat signal of the upbeat frequency fu1 detected in the range of the angle α ± 2 degrees. FIG. 4B shows a level peak group of the downbeat signal of the downbeat frequency fd1 detected in the range of the angle α ± 2 degrees.
なお、上述したように、アンテナ11がスキャンする角度範囲において、所定の単位角度範囲ごとに一対の周波数上昇期間UPと周波数下降期間DNが対応させられる。よって、アップビート信号とダウンビート信号とは、各単位角度範囲内においてそれぞれ異なった角度で得られる。しかし、以下の説明においては、便宜上、角度α±n度(n=1、2、…)は、各単位角度範囲の中心の角度を示すものとする。すなわち、角度α±n度で得られるアップビート信号とダウンビート信号は、角度α±n度を中心とする単位角度範囲内で検出されるアップビート信号またはダウンビート信号を意味する。
As described above, in the angle range scanned by the antenna 11, the pair of frequency increase periods UP and frequency decrease periods DN are associated with each other for each predetermined unit angle range. Therefore, the upbeat signal and the downbeat signal are obtained at different angles within each unit angle range. However, in the following description, for the sake of convenience, the angle α ± n degrees (n = 1, 2,...) Indicates the center angle of each unit angle range. That is, an upbeat signal and a downbeat signal obtained at an angle α ± n degrees mean an upbeat signal or a downbeat signal detected within a unit angle range centered on the angle α ± n degrees.
次に、受信信号のレベルは、物標の中心部において最も大きくなる。よって、同一の物標に対する送受信信号から生成されるアップ/ダウンビート信号のレベルピーク群は、物標の中心の角度において極大値を示す。このことに着目すると、図4(A)が示すアップビート信号のレベルピーク群においては、角度αで極大値UP1が形成される。よって、この極大値UP1に隣接して山状の分布を形成するレベルピーク群は、同一物標に対応する1つのグループUG1としてグルーピングされる。同様に、図4(B)が示すダウンビート信号のレベルピーク群においても、角度αで極大値DP1が形成される。そして、この極大値DP1に隣接して山状の分布を形成するレベルピーク群は、同一物標に対応する1つのグループDG1としてグルーピングされる。 Next, the level of the received signal is highest at the center of the target. Therefore, the level peak group of the up / down beat signal generated from the transmission / reception signals for the same target shows a maximum value at the angle of the center of the target. When attention is paid to this, in the level peak group of the upbeat signal shown in FIG. 4A, the maximum value UP1 is formed at the angle α. Therefore, the level peak group that forms a mountain-shaped distribution adjacent to the maximum value UP1 is grouped as one group UG1 corresponding to the same target. Similarly, also in the level peak group of the downbeat signal shown in FIG. 4B, the maximum value DP1 is formed at the angle α. Then, the level peak group that forms a mountain-shaped distribution adjacent to the maximum value DP1 is grouped as one group DG1 corresponding to the same target.
このように、同一物標により生成されるアップ/ダウンビート信号のレベルピーク群をそれぞれグルーピングして、その物標の角度、相対距離、相対速度を求めるときに、各グループの極大値を代表として用いる。すなわち、各グループの極大値が形成される角度が物標の角度として検出され、極大値を示すアップ/ダウンビート周波数からその物標の相対距離、相対速度が算出される。 In this way, when grouping the level peak groups of up / down beat signals generated by the same target and determining the angle, relative distance, and relative speed of the target, the local maximum value of each group is used as a representative. Use. That is, the angle at which the maximum value of each group is formed is detected as the angle of the target, and the relative distance and relative speed of the target are calculated from the up / down beat frequency indicating the maximum value.
ところで、レーダ装置10がスキャンする角度範囲には、複数の物標が存在する場合がある。
By the way, there may be a plurality of targets in the angle range scanned by the
図5は、複数の物標が存在する場合のグルーピングの例を示す。図5では、便宜上、極大値についてのみそのレベルの大きさをプロットした点の大きさで示し、極大値以外のレベルピークは、同サイズの白抜きの点で示す。 FIG. 5 shows an example of grouping when a plurality of targets are present. In FIG. 5, for convenience, only the maximum value is indicated by the size of the plotted points, and level peaks other than the maximum value are indicated by white dots of the same size.
図5(A)に示すように、アップビート信号のレベルピーク群においては、アップビート周波数fu1、fu2、fu3で、それぞれ極大値UP1、UP2、UP3を形成するレベルピーク群がそれぞれグループUG1、UG2、UG3としてグルーピングされる。一方、図5(B)に示すように、ダウンビート信号のレベルピーク群には、ダウンビート周波数fd1、fd2、fd3で、極大値DP1、DP2、DP3をそれぞれ形成するレベルピーク群が、それぞれグループDG1、DG2、DG3としてグルーピングされる。 As shown in FIG. 5A, in the level peak group of the upbeat signal, the level peak groups forming the maximum values UP1, UP2, UP3 at the upbeat frequencies fu1, fu2, fu3, respectively, are group UG1, UG2. , Grouped as UG3. On the other hand, as shown in FIG. 5B, the level peak groups of the downbeat signals are grouped into the level peak groups that respectively form the maximum values DP1, DP2, and DP3 at the downbeat frequencies fd1, fd2, and fd3. Grouped as DG1, DG2, and DG3.
このように、アップ/ダウンビート信号それぞれのレベルピーク群において、複数の極大値が形成され、それぞれの極大値ごとにグルーピングがなされる。すると、複数の物標それぞれについて、アップビート周波数とダウンビート周波数を用いて相対速度、相対距離を検出するためには、同一の物標から生成されたアップ/ダウンビート信号それぞれのレベルピーク群における極大値同士を対応付ける必要がある。この処理を、ペアリングという。 Thus, a plurality of maximum values are formed in the level peak group of each up / down beat signal, and grouping is performed for each maximum value. Then, in order to detect the relative speed and the relative distance using the upbeat frequency and the downbeat frequency for each of the plurality of targets, the level peak group of each of the up / down beat signals generated from the same target is used. It is necessary to associate the local maxima with each other. This process is called pairing.
よって、グルーピング手段32は、後述するペアリング処理に備えて、アップ/ダウンビート信号それぞれのレベルピーク群のグループについて、各グループの極大値のレベル、極大値が形成される角度、及び極大値を示す周波数からなるデータセットを、RAMのバッファ領域に格納する。 Accordingly, the grouping means 32 prepares the level peak group of each up / down beat signal, the angle at which the maximum value is formed, and the maximum value for each group of level peaks of the up / down beat signal in preparation for the pairing process described later. A data set having the indicated frequency is stored in the buffer area of the RAM.
具体的には、図5(A)に示すように、アップビート信号側の極大値UP1、UP2、UP3それぞれのデータセットが、極大値のレベルの大きさの順に、バッファ領域BUF11、BUF12、BUF13に順次格納される。また、図5(B)に示すように、ダウンビート信号側の極大値DP1、DP2、DP3それぞれのデータセットが、極大値のレベルの大きさの順に、バッファ領域BUF21、BUF22、BUF23に順次格納される。 Specifically, as shown in FIG. 5A, each of the data sets of the maximum values UP1, UP2, and UP3 on the upbeat signal side is in the order of the level of the maximum value in the buffer areas BUF11, BUF12, and BUF13. Are stored sequentially. Further, as shown in FIG. 5B, the data sets of the maximum values DP1, DP2, and DP3 on the downbeat signal side are sequentially stored in the buffer areas BUF21, BUF22, and BUF23 in the order of the level of the maximum value. Is done.
次にペアリング手段34は、バッファ領域に格納されたアップ/ダウンビート信号のレベルピーク群の複数の極大値を互いにペアリングする。 Next, the pairing means 34 pairs a plurality of maximum values of the level peak group of the up / down beat signal stored in the buffer area with each other.
図6は、ペアリングの手順を説明するフローチャート図である。図7は、ペアリングが行われる極大値を示す。なお、図7において、極大値UP1と極大値DP1、極大値UP2と極大値DP2、極大値UP3と極大値DP3は、それぞれ同一の物標に対応するものとする。 FIG. 6 is a flowchart for explaining the pairing procedure. FIG. 7 shows the local maximum at which pairing is performed. In FIG. 7, it is assumed that the maximum value UP1 and the maximum value DP1, the maximum value UP2 and the maximum value DP2, and the maximum value UP3 and the maximum value DP3 correspond to the same target.
ペアリング手段34は、アップビート信号側の極大値から、バッファに格納された順、つまり極大値のレベルの大きさの順に、ペアとなるダウンビート信号側の極大値を検索する。 The pairing means 34 searches for the maximum value on the downbeat signal side to be paired from the maximum value on the upbeat signal side in the order stored in the buffer, that is, in the order of the level of the maximum value.
まず、ペアリング手段34は、アップビート信号側のレベルが最大の極大値UP1を抽出する(S1のYES、S2)。そして、ペアリング手段34は、極大値UP1を基準として、所定の検索条件を満たすダウンビート信号側の極大値を検索する(S4)。ここで、検索条件の基準となる極大値UP1を、検索基準極大値という。そして、検索条件を、例えば、極大値が形成される角度差が2度以内のものとすると、極大値DP1とDP3が抽出される。なお、極大値のレベル差が所定範囲内、または、極大値を示す周波数の差が所定範囲内などの条件を加えた検索条件としてもよい。 First, the pairing means 34 extracts the maximum value UP1 having the maximum level on the upbeat signal side (YES in S1, S2). Then, the pairing means 34 searches for the maximum value on the downbeat signal side satisfying a predetermined search condition on the basis of the maximum value UP1 (S4). Here, the maximum value UP1 serving as a reference for the search condition is referred to as a search reference maximum value. If the search condition is, for example, that the angle difference at which the maximum value is formed is within 2 degrees, the maximum values DP1 and DP3 are extracted. Note that the search condition may include a condition such that the level difference of the maximum value is within a predetermined range, or the frequency difference indicating the maximum value is within the predetermined range.
次に、ペアリング手段34は、検索された極大値が複数なので(S8のYES)、検索基準極大値である極大値UP1と角度が最も近似する、つまり、角度差が最小となる極大値を、極大値DP1とDP3から抽出する。このとき、極大値UP1が形成される角度は(α+2)である。よって、極大値UP1と角度差が最小となる極大値を検索すると、角度(α+2)に形成される極大値DP1が抽出される(S8、図7のP1)。 Next, since there are a plurality of searched local maximum values (YES in S8), the pairing means 34 finds the local maximum value that is closest in angle to the local maximum value UP1 that is the search reference local maximum value, that is, has the smallest angular difference. Extract from local maximum values DP1 and DP3. At this time, the angle at which the maximum value UP1 is formed is (α + 2). Therefore, when a local maximum value having a minimum angle difference from the local maximum value UP1 is searched, the local maximum value DP1 formed at the angle (α + 2) is extracted (S8, P1 in FIG. 7).
次に、ペアリング手段34は、ダウンビート信号側の抽出された極大値DP1を検索基準極大値とし、検索条件を満たすアップビート信号側の極大値を検索する(S10)。すると、極大値UP1、UP3が抽出される。そして、検索基準極大値である極大値DP1と角度差が最小となる極大値を、極大値UP1とUP3から抽出する(S12のYES、S14)。すると、角度(α+2)に形成される極大値UP1が抽出される(図7のP2)。 Next, the pairing means 34 uses the extracted maximum value DP1 on the downbeat signal side as the search reference maximum value, and searches for the maximum value on the upbeat signal side that satisfies the search condition (S10). Then, maximum values UP1 and UP3 are extracted. Then, the local maximum value that minimizes the angle difference from the local maximum value DP1 that is the search reference local maximum value is extracted from the local maximum values UP1 and UP3 (YES in S12, S14). Then, the maximum value UP1 formed at the angle (α + 2) is extracted (P2 in FIG. 7).
すると、アップビート信号側からの検索結果と、ダウンビート信号側からの検索結果が一致する(S16のYES)。すなわち、極大値UP1と極大値DP1は、それぞれが形成される角度が最も近似している。よって、まず、極大値UP1とDP1がペアリングされる(S18)。 Then, the search result from the upbeat signal side matches the search result from the downbeat signal side (YES in S16). That is, the angle at which each of the local maximum value UP1 and the local maximum value DP1 is formed is the closest. Therefore, first, the local maximum values UP1 and DP1 are paired (S18).
極大値UP1のペアリングがされると、ペアリング手段34は、次にレベルが大きいアップビート信号側の極大値UP2を検索基準極大値として、上記同様の手順でペアリングを行う(S1のYES、S2)。まず、角度(α−2)に形成される極大値DP2と2度以内の角度差の極大値が検索される(S4)。なお、このとき、すでにペアリングされた極大値DP1は検索対象から除外される。すると、角度(α−2)に形成される極大値DP2が抽出される(図7のP3)。この場合、他の候補が存在しないので(S6のNO)、次に極大値DP2を検索基準極大値とすると、2度以内の角度(α−2)に形成される極大値UP2が抽出される(S10、S12のNO、図7のP4)。よって、極大値UP2とDP2がペアリングされる(S18)。 When the maximum value UP1 is paired, the pairing means 34 performs pairing in the same procedure as described above with the maximum value UP2 on the upbeat signal side having the next highest level as the search reference maximum value (YES in S1). , S2). First, the maximum value DP2 formed at the angle (α-2) and the maximum value of the angle difference within 2 degrees are searched (S4). At this time, the already paired local maximum DP1 is excluded from the search target. Then, the maximum value DP2 formed at the angle (α-2) is extracted (P3 in FIG. 7). In this case, since there are no other candidates (NO in S6), if the maximum value DP2 is set as the search reference maximum value, the maximum value UP2 formed at an angle (α-2) within 2 degrees is extracted. (NO in S10 and S12, P4 in FIG. 7). Therefore, the local maximum values UP2 and DP2 are paired (S18).
そして、次にレベルが大きいアップビート信号側の極大値UP3を検索基準極大値として、検索が行われる(S1のYES、S2)。このとき、すでにペアリングされた極大値DP1、DP2は検索対象から除外される。すると、極大値UP3が形成される角度αと2度以内の角度αに形成される、極大値DP3が抽出される(S4、)。そして、極大値DP3を検索基準極大値とすると、2度以内の角度に形成される極大値UP3が抽出される(S6のNO、S10、S12のNO、図7のP6)。よって、極大値UP3とDP3がペアリングされる(S18)。 Then, the search is performed with the maximum value UP3 on the upbeat signal side having the next highest level as the search reference maximum value (YES in S1, S2). At this time, the already paired local maximum values DP1 and DP2 are excluded from the search target. Then, the maximum value DP3 formed at the angle α within 2 degrees with the angle α at which the maximum value UP3 is formed is extracted (S4,). Then, if the maximum value DP3 is set as the search reference maximum value, the maximum value UP3 formed at an angle of 2 degrees or less is extracted (NO in S6, NO in S10, NO in S12, P6 in FIG. 7). Therefore, the local maximum values UP3 and DP3 are paired (S18).
上記の手順の結果、極大値UP1と極大値DP1、極大値UP2と極大値DP2、極大値UP3と極大値DP3は、それぞれ形成される角度が最も近似するので、互いにペアリングされる。すなわち、同一の物標により形成される極大値同士がペアリングされる。 As a result of the above procedure, the local maximum value UP1 and the local maximum value DP1, the local maximum value UP2 and the local maximum value DP2, and the local maximum value UP3 and the local maximum value DP3 are paired with each other because the formed angles are the closest. That is, local maxima formed by the same target are paired.
このように、ペアリング手段34は、ペアリングされた極大値を検索対象から除外し、残った極大値同士で同様の処理を行う。そうすることにより、最終的に、アップビート信号側、ダウンビート信号側のすべての極大値すべてについてペアリングが行われる。また、ペアリングの過程で、それぞれの物標の角度、つまり極大値が形成される角度が検出される。
In this way, the
ペアリングが終了すると距離・速度検出手段35は、ペアリングされた極大値を示すアップビート周波数とダウンビート周波数に基づいて、物標の相対距離、相対速度を検出する。 When the pairing is completed, the distance / speed detection means 35 detects the relative distance and the relative speed of the target based on the upbeat frequency and the downbeat frequency indicating the paired maximum values.
次に、連続性判定手段36は、前回のスキャンの検出結果から予測した今回の検出結果と、実際に今回のスキャンで検出された検出結果との誤差から連続性の有無を判定する。このとき、誤差が所定範囲内であれば、連続性有りと判定される。そして、連続性有りと判定された回数がRAMに記憶される。 Next, the continuity determination means 36 determines the presence or absence of continuity from the error between the current detection result predicted from the detection result of the previous scan and the detection result actually detected in the current scan. At this time, if the error is within a predetermined range, it is determined that there is continuity. The number of times determined to have continuity is stored in the RAM.
次に、出力可能判定手段46は、所定回数以上連続性有りと判定された物標の検出結果を、車両の制御装置への出力可と判定する。 Next, the output possibility determination means 46 determines that the detection result of the target determined to have continuity for a predetermined number of times or more can be output to the vehicle control device.
また、物標結合手段48は、単一の物標から複数の角度等が検出された場合に、これらを結合させて単一物標の検出結果を生成する。
In addition, when a plurality of angles are detected from a single target, the
そして、データ出力手段50は、出力可と判定された物標の検出結果を、車両の制御装置に出力する。 Then, the data output means 50 outputs the detection result of the target determined to be output to the vehicle control device.
上記のようにして、物標の検出結果が出力されると、車両の制御装置は、この検出結果に基づいて、自車両の加減速を行い、先行車両と適切な車間距離を保つように追従走行制御を行ったり、衝突回避を行ったりする。 When the target detection result is output as described above, the vehicle control device performs acceleration / deceleration of the host vehicle based on the detection result, and follows the vehicle so as to maintain an appropriate inter-vehicle distance. Run control and avoid collisions.
ところで、車載用のレーダ装置10においては、物標もレーダ装置10も高速に移動している。このため、送信されたレーダ波に対し、物標の反射面の角度が微妙に変化する。すると、物標の中心部以外で、アップ/ダウンビート信号のレベルピーク群の極大値が形成される場合がある。すると、同一物標からの受信信号に基づくアップ/ダウンビート信号で、レベルピーク群の極大値が形成される角度が異なる場合がある。次に、かかる場合のペアリングの例を示す。
By the way, in the on-
図8は、極大値の角度がずれた場合のペアリングの例を示す。極大値UP11と極大値DP11、極大値UP12と極大値DP12、極大値UP13と極大値DP13は、それぞれ同一の物標に対応するものとする。しかし、この場合は、極大値UP11、DP11、及びDP13は、それぞれの物標の中心と異なる角度で形成されている。 FIG. 8 shows an example of pairing when the angle of the maximum value is shifted. The local maximum value UP11 and the local maximum value DP11, the local maximum value UP12 and the local maximum value DP12, and the local maximum value UP13 and the local maximum value DP13 correspond to the same target. However, in this case, the maximum values UP11, DP11, and DP13 are formed at an angle different from the center of each target.
まず、アップビート信号側でレベルが最も大きい極大値UP11が形成される角度は(α+3)である。すると、角度差が最小の極大値として、角度(α+1)に形成される極大値DP13が抽出される(P11)。次に、極大値DP13の角度(α+1)から、角度差が最小の極大値を検索すると、角度αに形成される極大値UP13が抽出される(P12)。すると、両者の検索結果が異なるのでペアリングは失敗する。 First, the angle at which the maximum value UP11 having the highest level on the upbeat signal side is formed is (α + 3). Then, the maximum value DP13 formed at the angle (α + 1) is extracted as the maximum value with the smallest angle difference (P11). Next, when the local maximum value with the smallest angle difference is searched from the angle (α + 1) of the local maximum value DP13, the local maximum value UP13 formed at the angle α is extracted (P12). Then, pairing fails because both search results are different.
極大値UP11のペアリングが失敗したので、次に、2番目のレベルの極大値UP12についてペアリングを行う。極大値UP12が形成される角度は(α−2)である。すると、角度差が最小となる、角度(α−2)に形成される極大値DP12が抽出される(P13)。次に、極大値DP12からも角度差が最小となる極大値を検索すると、角度(α−2)に形成される極大値UP12が抽出される(P14)。すると、両者の検索結果が一致し、ペアリングされる。 Since pairing of the maximum value UP11 has failed, next, pairing is performed for the second level maximum value UP12. The angle at which the maximum value UP12 is formed is (α−2). Then, the maximum value DP12 formed at the angle (α-2) that minimizes the angle difference is extracted (P13). Next, when a local maximum value having the smallest angle difference is searched from the local maximum value DP12, the local maximum value UP12 formed at the angle (α-2) is extracted (P14). Then, the search results of both match and pair.
よって、この場合、本来極大値UP11とDP11により検出されるべき物標、及び、極大値UP13とDP13により検出されるべき物標の角度、相対速度、相対距離の検出が行われない。よって、これらの物標の検出結果の連続性が途切れ、車両の制御装置に出力されないという問題が生じる。 Therefore, in this case, detection of the angle, relative speed, and relative distance of the target that should originally be detected by the maximum values UP11 and DP11 and the target that should be detected by the maximum values UP13 and DP13 is not performed. Therefore, the continuity of the detection results of these targets is interrupted, and there is a problem that they are not output to the vehicle control device.
図9は、極大値の角度がずれた場合のペアリングの別の例を示す。図9が示す例では、極大値UP3の角度が、図10の例と異なる。 FIG. 9 shows another example of pairing when the angle of the maximum value is shifted. In the example shown in FIG. 9, the angle of the maximum value UP3 is different from that in the example of FIG.
まず、アップビート信号側でレベルが最も大きい極大値UP11が形成される角度は(α+2)である。すると、角度差が最小の極大値として、角度(α+1)に形成される極大値DP13が抽出される(P21)。次に、極大値DP13からも角度差が最小となる極大値を検索すると、角度(α+2)に形成される極大値UP11が抽出される(P22)。すると、両者の検索結果が一致するのでペアリングされる。 First, the angle at which the maximum value UP11 having the highest level on the upbeat signal side is formed is (α + 2). Then, the maximum value DP13 formed at the angle (α + 1) is extracted as the maximum value with the smallest angle difference (P21). Next, when searching for a maximum value that minimizes the angle difference from the maximum value DP13, the maximum value UP11 formed at the angle (α + 2) is extracted (P22). Then, since the search results of both match, it is paired.
次に、2番目のレベルの極大値UP12についてペアリングを行う。極大値UP12が形成される角度は(α−2)である。すると、角度差が最小となる、角度(α−2)に形成される極大値DP12が抽出される(P23)。次に、極大値DP12からも角度差が最小となる極大値を検索すると、角度(α−2)に形成される極大値UP12が抽出される(P24)。すると、両者の検索結果が一致し、ペアリングがされる。 Next, pairing is performed on the maximum value UP12 of the second level. The angle at which the maximum value UP12 is formed is (α−2). Then, the maximum value DP12 formed at the angle (α-2) that minimizes the angle difference is extracted (P23). Next, when searching for a maximum value that minimizes the angle difference from the maximum value DP12, a maximum value UP12 formed at the angle (α-2) is extracted (P24). Then, the search results of both match and pairing is performed.
さらに、3番目のレベルの極大値UP13についてペアリングを行う。極大値UP13が形成される角度は(α-1)である。すると、角度差が最小となる、角度αに形成される極大値DP11が抽出される(P25)。次に、極大値DP13からも角度差が最小となる極大値を検索すると、角度αに形成される極大値UP13が抽出される(P26)。すると、両者の検索結果が一致し、ペアリングされる。 Further, pairing is performed for the maximum value UP13 of the third level. The angle at which the maximum value UP13 is formed is (α-1). Then, the maximum value DP11 formed at the angle α that minimizes the angle difference is extracted (P25). Next, when a local maximum value having the smallest angle difference is searched from the local maximum value DP13, the local maximum value UP13 formed at the angle α is extracted (P26). Then, the search results of both match and pair.
しかし、この場合、極大値UP11とDP13、極大値UP13とDP11が、それぞれ異なる物標間でペアリングされる。すると、検出される物標の相対距離、相対速度が誤った結果となる。すると、かかる結果に基づき自車両の動作が制御された場合、走行の安全性が低下するおそれがある。 However, in this case, the maximum values UP11 and DP13 and the maximum values UP13 and DP11 are paired between different targets. Then, the relative distance and relative speed of the detected target are incorrect. Then, when the operation of the host vehicle is controlled based on such a result, there is a risk that the safety of traveling is reduced.
このように、角度差が最小となる、つまり角度が最も近似する極大値同士をペアリングする手順において、極大値の角度がずれた場合に、角度的に近接する物標が存在すると、ペアリングが失敗したり、誤ったペアリングがなされたりする。この点、アップ/ダウンビート信号のレベルの大きさに着目すると、異なる物標間では、レーダ波の反射面の角度や形状が異なるので、アップ/ダウンビート信号のレベルも異なる。例えば、トラックなどの大型車と乗用車とを比べると、前者の反射面は後者の反射面より面積的に大きいので、前者からの受信信号のレベルの方が、後者からの受信信号のレベルより大きい。よって、アップ/ダウンビート信号のレベルにもこれに応じて差が生じる。よって、アップ/ダウンビート信号それぞれのレベルピーク群の極大値のレベルが、一致または近似すれば同一物標と判断でき、異なれば別物標と判断できる。 In this way, in the procedure for pairing the local maxima with the smallest angle difference, that is, the angle that approximates the angle most closely, if there is a target that is close in angle when the local maxima are misaligned, Fails or is paired incorrectly. In this regard, focusing on the level of the up / down beat signal, the angle of the reflection surface of the radar wave and the shape are different between different targets, so the level of the up / down beat signal is also different. For example, when comparing a large vehicle such as a truck with a passenger car, the former reflecting surface is larger in area than the latter reflecting surface, so the level of the received signal from the former is greater than the level of the received signal from the latter . Therefore, a difference also occurs in the level of the up / down beat signal. Therefore, if the level of the maximum value of the level peak group of each up / down beat signal matches or approximates, it can be determined as the same target, and if it is different, it can be determined as a different target.
そこで、本実施形態におけるレーダ装置10は、極大値が形成される角度の差だけでなく、極大値のレベルも判断基準として、ペアリングを行う。
Therefore, the
図10は、本実施形態におけるペアリング手順を説明するフローチャート図である。図7〜8で示した極大値を例に説明する。 FIG. 10 is a flowchart for explaining the pairing procedure in the present embodiment. The maximum value shown in FIGS. 7 to 8 will be described as an example.
本実施形態では、ペアリング手段34は、まず、極大値UP11、UP12、UP13のそれぞれと、極大値DP11、DP12、DP13のそれぞれ全ての組合せを作成する(S100)。組合せのマトリクスの例が、図11に示される。 In the present embodiment, the pairing means 34 first creates all combinations of the local maximum values UP11, UP12, and UP13 and the local maximum values DP11, DP12, and DP13 (S100). An example of a matrix of combinations is shown in FIG.
そして、ペアリング手段34は、すべての組合せにおいて、極大値が形成される角度の差と、極大値のレベルの差を求め、角度の差とレベルの差の合計を評価点SC11、SC12、…、SC33として計算する(S120)。そして、ペアリング手段34は、評価点が大きい極大値同士から順にペアリングする(S130)。 Then, the pairing means 34 obtains the difference in angle at which the maximum value is formed and the difference in level of the maximum value in all combinations, and evaluates the sum of the difference in angle and the level as the evaluation points SC11, SC12,. , SC33 is calculated (S120). Then, the pairing means 34 performs pairing in order from the local maximum values having the large evaluation points (S130).
そうすることによって、同一物標から形成されるアップビート信号側の極大値とダウンビート信号側の極大値の角度がずれていても、レベル差が小さければペアリングされる。よって、ペアリングの失敗を防ぐことができる。また、異なる物標により形成される極大値の角度が近接していても、レベルの差が大きければ、これらを誤ってペアリングすることはない。よって、誤ったペアリングを防ぐことができる。 By doing so, even if the angle between the maximum value on the upbeat signal side and the maximum value on the downbeat signal side formed from the same target is shifted, pairing is performed if the level difference is small. Therefore, pairing failure can be prevented. Further, even if local maximum angles formed by different targets are close to each other, they are not paired by mistake if the level difference is large. Therefore, erroneous pairing can be prevented.
上記の変形例として、評価点に重みづけをしてもよい。 As a modified example, the evaluation points may be weighted.
図12は、評価点の重み付けの例を説明する図である。図12(A)は、角度差に対する評価点を示す。すなわち、角度差が小さいほど高い評価点が付される。図12(B)は、レベル差に対する評価点を示す。すなわち、レベル差が小さいほど高い評価点が付される。なお、図12(A)(B)が示すように、レベル差より角度差により大きい重み付けがされている。そして、この場合は、評価点の合計が大きいものから順にペアリングがされる。 FIG. 12 is a diagram illustrating an example of weighting evaluation points. FIG. 12A shows the evaluation points for the angle difference. That is, a higher evaluation score is assigned as the angle difference is smaller. FIG. 12B shows the evaluation points for the level difference. That is, a higher evaluation score is assigned as the level difference is smaller. As shown in FIGS. 12A and 12B, the angle difference is weighted more than the level difference. In this case, pairing is performed in descending order of the total evaluation points.
このようにして、極大値間のレベルの差が小さいような場合において、角度差を重視してペアリングをすることができる。あるいは、その逆に、極大値間の角度が近接する場合において、極大値のレベル差を重視してペアリングすることができる。 In this way, when the level difference between the local maximum values is small, pairing can be performed with an emphasis on the angle difference. Or, conversely, when the angles between the local maximum values are close to each other, the pairing can be performed with an emphasis on the level difference between the local maximum values.
さらに、極大値のデータセットに、極大値が形成されるレベルピーク群のレベルピーク数を加えてもよい。この場合、レベルピークの数が一致すれば同一物標と判断できる。よって、レベルピーク数の差に対し、図12(C)に示すような重み付けをした評価点を適用してもよい。 Furthermore, the number of level peaks of the level peak group in which the maximum value is formed may be added to the maximum value data set. In this case, if the number of level peaks matches, it can be determined that they are the same target. Therefore, a weighted evaluation point as shown in FIG. 12C may be applied to the level peak number difference.
さらに、送受信回路15に、アップ/ダウンビート信号の位相差を検出する手段を設け、極大値のデータセットに、その極大値が形成されるアップ/ダウンビート信号の位相差を加えてもよい。この場合、アップ/ダウンビート信号の位相が一致すれば同一物標と判断できる。よって、ペアリング手段34は、この位相差に対し、図12(D)に示すような重み付けをした評価点を適用してもよい。
Further, the transmission /
これらの評価点の合計に基づいてペアリングを行うことにより、より確度の高いペアリングが可能となる。 By performing pairing based on the total of these evaluation points, pairing with higher accuracy becomes possible.
また、上記のような重み付けを、状況に応じて可変としてもよい。例えば、前回スキャンで検出された物標の相対距離が所定の基準値より小さいとき、すなわち、比較的近距離のときは、複数物標の角度差が近接する可能性が大きい。その一方で、物標の反射面と送信信号との角度が大きくなるので、物標の中心以外で極大値が形成される可能性が大きくなる。よって、そのような場合に、図12(A)の点線で示すように角度差に対する重み付けを小さくする。そうすることで、角度差を重視した場合に生じるペアリングの失敗や誤ったペアリングを防ぐことができる。 Further, the weighting as described above may be variable depending on the situation. For example, when the relative distance of the target detected in the previous scan is smaller than a predetermined reference value, that is, when the distance is relatively close, there is a high possibility that the angle difference between the targets is close. On the other hand, since the angle between the reflecting surface of the target and the transmission signal is increased, the possibility that a maximum value is formed at a position other than the center of the target is increased. Therefore, in such a case, as shown by the dotted line in FIG. By doing so, it is possible to prevent pairing failure or erroneous pairing that occurs when the angle difference is emphasized.
さらに、上記の場合において、ペアリング手段34は、車両の制御装置から、低速での追従走行のモードか、高速での追従走行のモードかを受信し、物標の距離を判断してもよい。すなわち、低速での追従走行モードのときは、追従走行の対象となる物標は比較的近距離に存在するので、その場合に角度差に対する重み付けを小さくしてもよい。 Further, in the above case, the pairing means 34 may receive the low-speed tracking mode or the high-speed tracking mode from the vehicle control device and determine the distance of the target. . In other words, in the low-speed follow-up running mode, the target that is the subject of follow-up running is present in a relatively short distance, and in this case, the weighting for the angle difference may be reduced.
さらに、上記のような評価点計算による信号処理装置20に対する処理負荷を軽減するために、次のような別の変形例も可能である。
Furthermore, in order to reduce the processing load on the
図13は、別の変形例におけるペアリング手順を説明するフローチャート図である。ペアリング手段34は、まず、アップビート信号側の極大値から、ダウンビート信号側の極大値を検索する。このとき、極大値が形成される角度の差が1度以内のものを検索する(S201)。そして、まず検索結果が単数の場合は(S202のYES)、図6、図7で示した通常の手順でペアリングを行う(S203)。この場合、角度が近接する物標が他にないので、通常の手順で正しいペアリングが行われる。一方、検索結果が複数の場合(S202のNO)、ペアリング手段34は、図10〜図12で示した、評価点を用いたペアリングを行う(S204)。この場合、極大値のすべての組合せについて評価点を計算してもよいし、より好適には、角度差が1度以内の複数の極大値の組合せについて評価点を計算してもよい。そして、最も高い評価点の組合せについてペアリングを行う。
FIG. 13 is a flowchart for explaining a pairing procedure in another modification. The pairing means 34 first searches for the maximum value on the downbeat signal side from the maximum value on the upbeat signal side. At this time, a search is made for an angle difference within which the maximum value is formed is within 1 degree (S201). When the search result is singular (YES in S202), pairing is performed according to the normal procedure shown in FIGS. 6 and 7 (S203). In this case, since there is no other target whose angle is close, correct pairing is performed by a normal procedure. On the other hand, when there are a plurality of search results (NO in S202), the
このようにして、通常のペアリングが可能なときはこれを行い、ペアリングの失敗や誤ったペアリングの可能性が大きいときは、評価点を用いたペアリングを行う。そうすることにより、ペアリング処理全体としての処理効率を改善できる。 In this way, when normal pairing is possible, this is performed, and when there is a high possibility of pairing failure or incorrect pairing, pairing using evaluation points is performed. By doing so, the processing efficiency of the whole pairing process can be improved.
なお、上述においては、レーダ装置10が車両の前方を探索する場合を例に説明したが、レーダ装置10が車両の側方や後方を探索する場合であっても、本実施形態は適用できる。
In the above description, the case where the
以上説明したように、本実施形態によれば、複数の物標が近接し、それぞれの物標のアップ/ダウンビート信号のレベルピーク群における極大値が形成される角度が異なる場合でも、ペアリングの失敗や誤ったペアリングを防止することができる。 As described above, according to the present embodiment, even when a plurality of targets are close to each other and the angle at which the maximum value in the level peak group of the up / down beat signal of each target is formed is different, pairing is performed. Failure and incorrect pairing can be prevented.
10:レーダ装置、11:アンテナ、18:レベルピーク検出部、34:ペアリング手段、
35:距離・速度検出手段
10: radar device, 11: antenna, 18: level peak detector, 34: pairing means,
35: Distance / speed detection means
Claims (4)
前記周波数上昇期間での前記送信信号と前記受信信号との周波数差に対応するアップビート信号のレベルピークと、前記周波数下降期間での前記送信信号と前記受信信号との周波数差に対応するダウンビート信号のレベルピークとを検出するレベルピーク検出手段と、
前記角度方向に分布する前記アップビート信号のレベルピーク群における複数の第1の極大値と、前記角度方向に分布する前記ダウンビート信号のレベルピーク群における複数の第2の極大値のうち、極大値の近似性と極大値が形成される角度の近似性とに基づき、第1、第2の極大値同士の対応付けを行うペアリング手段と、
前記対応付けされた第1の極大値を示すアップビート信号の周波数と、第2の極大値を示すダウンビート信号の周波数から、前記物標の相対距離または相対速度を検出する距離・速度検出手段とを有することを特徴とするレーダ装置。 A radar wave that alternately repeats a frequency increase period in which the frequency gradually increases and a frequency decrease period in which the frequency gradually decreases is transmitted as a transmission signal to a predetermined angle range, and the transmission signal reflected by the target is received as a reception signal. And a radar device that detects the relative distance or relative speed of the target based on the received signal,
Level beat of the upbeat signal corresponding to the frequency difference between the transmission signal and the reception signal during the frequency increase period, and downbeat corresponding to the frequency difference between the transmission signal and the reception signal during the frequency decrease period Level peak detection means for detecting the level peak of the signal;
Among the plurality of first maximum values in the level peak group of the upbeat signal distributed in the angular direction and the plurality of second maximum values in the level peak group of the downbeat signal distributed in the angular direction, the local maximum Pairing means for associating the first and second maximum values based on the closeness of the values and the closeness of the angle at which the maximum value is formed;
Distance / speed detection means for detecting the relative distance or the relative speed of the target from the frequency of the upbeat signal indicating the first maximum value and the frequency of the downbeat signal indicating the second maximum value. And a radar apparatus.
前記ペアリング手段は、前記複数の第1の極大値と前記複数の第2の極大値との複数の組合せのうち、前記第1、第2の極大値同士の差と、前記第1、第2の極大値それぞれが形成される角度同士の差とにそれぞれ重み付けを行い、前記重み付けされた極大値同士の差と角度同士の差とに基づき前記対応付けを行うことを特徴とするレーダ装置。 In claim 1,
The pairing means includes a plurality of combinations of the plurality of first maximum values and the plurality of second maximum values, a difference between the first and second maximum values, and the first and second values. A radar apparatus characterized in that weighting is performed on a difference between angles at which two local maximum values are formed, and the association is performed based on the difference between the weighted local maximum values and the difference between angles.
前記ペアリング手段は、1つの前記第1(または第2)の極大値に対し、極大値が形成される角度の差が規定値以内となる第1の数の前記第2(または第1)の極大値が検出されたときは、当該第1(または第2)の極大値と当該第2(または第1)の極大値の対応付けを行い、前記第1(または第2)の極大値に対し、極大値が形成される角度の差が規定値以内となる前記第1の数より大きい第2の数の前記第2(または第1)の極大値が検出されたときは、当該第1(または第2)の極大値と当該第2(または第1)の極大値の複数の組合せについて、極大値と極大値が形成される角度とに基づく前記対応付けを行うことを特徴とするレーダ装置。 In claim 1,
The pairing means has a first number of the second (or first) in which a difference in angle at which a maximum value is formed is within a specified value with respect to one first (or second) maximum value. When the local maximum value is detected, the first (or second) local maximum value is associated with the second (or first) local maximum value, and the first (or second) local maximum value is obtained. On the other hand, when a second number of the second (or first) maximum value that is larger than the first number and the difference in angle at which the maximum value is formed is within a specified value is detected, A plurality of combinations of the 1 (or second) local maximum value and the second (or first) local maximum value are associated based on the local maximum value and the angle at which the local maximum value is formed. Radar device.
前記周波数上昇期間での前記送信信号と前記受信信号との周波数差に対応するアップビート信号のレベルピークと、前記周波数下降期間での前記送信信号と前記受信信号との周波数差に対応するダウンビート信号のレベルピークとを検出するレベルピーク検出工程と、
前記角度方向に分布する前記アップビート信号のレベルピーク群における複数の第1の極大値と、前記角度方向に分布する前記ダウンビート信号のレベルピーク群における複数の第2の極大値のうち、極大値の近似性と極大値が形成される角度の近似性とに基づき、第1、第2の極大値同士の対応付けを行うペアリング工程と、
前記対応付けされた第1の極大値を示すアップビート信号の周波数と、第2の極大値を示すダウンビート信号の周波数から、前記物標の相対距離または相対速度を検出する距離・速度検出工程とを有することを特徴とする物標検出方法。 A radar apparatus that transmits a radar wave that alternately repeats a frequency rising period in which the frequency gradually increases and a frequency falling period in which the frequency gradually decreases to a predetermined angle range as a transmission signal, and receives the transmission signal reflected by the target as a reception signal. In the target detection method for detecting the relative distance or relative speed of the target based on the transmission signal and the reception signal,
Level beat of the upbeat signal corresponding to the frequency difference between the transmission signal and the reception signal during the frequency increase period, and downbeat corresponding to the frequency difference between the transmission signal and the reception signal during the frequency decrease period A level peak detection step for detecting a level peak of the signal;
Among the plurality of first maximum values in the level peak group of the upbeat signal distributed in the angular direction and the plurality of second maximum values in the level peak group of the downbeat signal distributed in the angular direction, the local maximum A pairing step for associating the first and second local maximum values based on the closeness of the values and the approximateness of the angle at which the local maximum is formed;
A distance / speed detection step of detecting a relative distance or a relative speed of the target from the frequency of the upbeat signal indicating the associated first maximum value and the frequency of the downbeat signal indicating the second maximum value. And a target detection method.
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