JP2012225817A - レーダ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】方位解析処理では、角度差絶対値abが閾値α以下となる到来波の組合せがあれば(S390:YES)、その組合せを構成する到来波についての到来方位θA,θBの中間地点を仮想方位とし、その仮想方位に受信波ビームを向けたときの電力を、仮想電力として導出する(S400)。その仮想方位及び仮想電力を方位情報の1つとして、到来波の各々についての到来方位θ及び到来電力(即ち、方位情報)に加えて登録する(S420)。つまり、方位解析処理では、複数の到来波に対する各到来方位のうち、隣接する2つの物標からの到来波に対する到来方位の間の角度範囲が分離能以下となる場合には、より確からしい方位情報として仮想方位及び仮想電力を導出し、物標認識処理にてペアマッチングを実行する際に用いる。
【選択図】図3
Description
このうち、レーダの方位分離能は、隣接する2つの物標からの到来波を正確に分離可能な角度を表し、受信アンテナを構成するアンテナの特性や該アンテナの配置間隔など、受信アンテナの物理的特性等によるハードウェアの性能や、方位推定手法等の信号処理による性能に基づいて決まる。
つまり、安定して分離できる角度差よりも小さい角度差に2つの物標が接近すると、その2つの物標からの到来波を正確に安定して分離できなくなるという問題があった。
なお、本発明の仮想方位導出手段が導出する仮想方位及び仮想電力は、隣接する2つの物標からの到来波に対する到来方位の間の角度範囲が分離能以下となる到来波それぞれの到来方位及び到来電力に加えて生成しても良いし、隣接する2つの物標からの到来波に対する到来方位の間の角度範囲が分離能以下となる到来波それぞれの到来方位及び到来電力に替えて生成しても良い。
このようなレーダ装置によれば、簡易な手法で仮想方位を導出することができる。
このようなレーダ装置によれば、簡易な手法で仮想電力を導出することができる。
〈走行支援制御システムについて〉
図1は、本発明が適用されたレーダ装置を用いて構成され、自動車に搭載して用いられる走行支援制御システムの概略構成を示すブロック図である。
〈レーダ装置の構成について〉
次に、レーダ装置30は、FMCW方式のいわゆるミリ波レーダ装置として構成されたものであり、時間に対して周波数が直線的に増加(漸増)する上り区間、及び周波数が直線的に減少(漸減)する下り区間を一変調周期として有するように変調されたミリ波帯の高周波信号を生成する発振器31と、発振器31が生成する高周波信号を増幅する増幅器32と、増幅器32の出力を送信信号Ssとローカル信号Lsとに電力分配する分配器34と、送信信号Ssに応じたレーダ波を放射する送信アンテナ36と、レーダ波を受信するN個(Nは、2以上の自然数)のアンテナ391〜39Nからなる受信アンテナ40とを備えている。なお、受信アンテナ40を構成するアンテナ391〜39Nは、アレイ状に配置されており、アンテナ391〜39Nのそれぞれに、チャンネルCH1〜CHNが割り当てられている。
〈物標認識処理について〉
次に、レーダ装置30にて実行する物標認識処理について説明する。
この物標認識処理は、予め規定された規定時間間隔(即ち、測定サイクル)毎に起動されるものであり、起動されると、図2に示すように、まず、発振器31を起動してレーダ波の送信を開始する(S110)。続いて、A/D変換器45を介してビート信号BTのサンプリング値を取得し(S120)、必要なだけサンプリング値を取得すると、発振器31を停止することにより、レーダ波の送信を停止する(S130)。
具体的に本実施形態の外挿補間は、前サイクルペアの中で、今サイクルペアと履歴追尾がないもののうち、履歴追尾が途絶えてから予め規定された外挿期間内のものについては、周波数ペアの外挿を許可することにより、周波数ペアの登録を継続する。そして、外挿期間が経過した後に、履歴追尾が再開された周波数ペアが検出されなければ、当該周波数ペアの登録を削除する。この外挿補間は、周知の処理であるため、これ以上の詳しい説明は省略する。
〈方位解析処理について〉
次に、物標認識処理のS160にて実行する方位解析処理について説明する。
この方位解析処理は、図3に示すように、物標認識処理のS160で起動されると、まず、上り区間のパワースペクトルから抽出された周波数ピークfbu、及び下り区間のパワースペクトルから抽出された周波数ピークfbdのうち、本方位解析処理での処理が未処理であるものを1つ選択する(S310)。
続いて、到来波数Lが2以上であるか否かを判定し(S370)、判定の結果、到来波数Lが2以上、即ち、到来波数Lが複数であれば(S370:YES)、S360で求めた到来波の到来方位θ1〜θLのうち、隣接する2つの物標からの到来波における到来方位θの角度差を、絶対値で導出する(S380)。以下、このS380で導出される、隣接する2つの物標からの到来波における到来方位θの角度差の絶対値を角度差絶対値abと称す。
一方、S390での判定の結果、角度差絶対値abが閾値αよりも大きければ(S390:NO)、仮想方位及び仮想電力を推定する必要がないため、S400を実行することなく、S410へと移行する。
また、到来波の数Lが「2」以上(即ち、複数)である場合、その複数の到来波の中に、角度差絶対値abが閾値α以下となる到来波の組合せがなければ、複数の到来波それぞれについての到来方位θ及び到来電力を方位情報として登録する。一方、複数の到来波の中に、角度差絶対値abが閾値α以下となる到来波の組合せがあれば、複数の到来波それぞれについて、到来方位θ及び到来電力を方位情報として登録することに加えて、S400にて導出した仮想方位及び仮想電力を方位情報の1つとして、新たな周波数ピークと対応付けて登録する。
[実施形態の効果]
この結果、本実施形態の物標認識処理によれば、同一物標からの方位情報が上り区間と下り区間との間で大きく異なるような場合であっても、上り区間から抽出した周波数ピークfbuと下り区間から抽出した周波数ピークfbdとを適切にペアマッチングを実施し、周波数ペアを生成することができる。
[その他の実施形態]
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、様々な態様にて実施することが可能である。
[実施形態と特許請求の範囲との対応関係]
最後に、上記実施形態の記載と、特許請求の範囲の記載との関係を説明する。
Claims (4)
- 時間軸に沿って周波数が漸増する上り区間、及び時間軸に沿って周波数が漸減する下り区間を1周期として変調したレーダ波を繰り返し送信し、反射されたレーダ波である到来波を、複数のアンテナからなる受信アンテナにて受信する送受信手段と、
前記送受信手段がレーダ波を送受信する毎に、前記上り区間及び前記下り区間のそれぞれについて、前記受信アンテナにて受信した受信信号に送信に用いた送信信号を混合することで生成したビート信号を周波数解析し、周波数解析それぞれの結果において極大となる周波数成分を各々周波数ピークとして検出するピーク検出手段と、
前記ピーク検出手段にて検出した前記上り区間における周波数ピーク及び前記下り区間における周波数ピークのそれぞれについて、前記アンテナの各々における受信信号の相関行列を導出し、その相関行列を固有値分解した結果から前記送受信手段にて受信した前記到来波の数を求め、その求めた到来波の数分、前記到来波が到来した方位を表す到来方位及び受信した到来波の電力を表す到来電力を推定し、それらの推定結果を含む方位情報を生成する方位推定手段と、
少なくとも、前記方位推定手段で生成した上り区間の周波数ピークそれぞれに対する方位情報と、下り区間の周波数ピークそれぞれに対する方位情報とを照合し、予め規定された条件を満たす前記上り区間の周波数ピークと前記下り区間の周波数ピークとを1つの組とした周波数ペアを生成するペアマッチング手段と、
前記ペアマッチング手段にて生成された周波数ペアに基づいて、各周波数ペアに対応し、かつ前記レーダ波を反射した物標までの距離、該物標の相対速度を導出すると共に、前記方位推定手段で推定した到来方位それぞれを、各周波数ペアに対応する物標の方位とし、それら前記物標までの距離、該物標の相対速度、及び該物標の方位を少なくとも含む物標情報を、前記周波数ペア毎に生成する物標情報生成手段と
を備え、
前記方位推定手段は、
複数の到来波のうち、隣接する2つの到来波に対する前記到来方位の間の角度範囲が、前記受信アンテナの特性によって予め決まる角度範囲である分離能以下である場合、該2つの到来波に対する到来方位の間に存在する方位を表す仮想方位を導出すると共に、該仮想方位からの到来波に対する到来電力を表す仮想電力を導出する仮想方位導出手段を備え、
前記仮想方位導出手段で導出された仮想方位及び仮想電力を、前記方位情報の1つとすることを特徴とするレーダ装置。 - 前記仮想方位導出手段は、
前記2つの物標からの到来波に対する到来方位の中間点となる位置を、前記仮想方位として導出することを特徴とする請求項1に記載のレーダ装置。 - 前記仮想方位導出手段は、
受信波ビームを前記仮想方位に向けたときの電力を、前記仮想電力として導出することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のレーダ装置。 - 前記方位推定手段は、
MUSIC(Multiple Signal Classification)、またはESPRIT(Estimation of signal Parameters via Rotational Invariance Tecniques)により、前記到来方位及び前記到来電力を推定することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のレーダ装置。
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