JP2014106120A - レーダ装置、および、信号処理方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
第1周波数に存在するピーク信号の周波数から、複数のピーク信号の中で選択された1つの選択ピーク信号の周波数相当離れた周波数に特定ピーク信号が存在するか否かを判定し、特定ピーク信号が存在する場合に、選択ピーク信号に対応する物標情報をレーダ装置の出力対象から除外する。これにより、選択ピーク信号が実際には存在しない物標に対応するゴーストのピーク信号か否かを正確に判定でき、本来は制御対象ではない物標情報のレーダ装置からの出力を防止できる。
【選択図】図2
Description
<1.構成等>
<1−1.車両全体図>
図1は、車両CRの全体図である。車両CRは本実施形態の車両制御システム10に含まれるレーダ装置1と、車両制御装置2とを主に備える。車両CRはレーダ装置1を車両前方のバンパー近傍に備えている。このレーダ装置1は、一回の走査で所定の走査範囲を走査して、車両CRと物標との車両進行方向に対応する距離、つまり、物標から反射した反射波がレーダ装置1の受信アンテナに到達するまでの距離(以下、「縦距離」という。)を導出する。また、レーダ装置1は車両CRと物標との車両横方向(車幅方向)に対応する距離、つまり、車両CRの進行方向に仮想的に延伸する基準軸BLに対して略直交する方向の車両CRに対する物標の距離(以下、「横距離」という。)を導出する。なお、横距離は車両CRに対する物標の角度の情報に対して三角関数の演算を行うことで導出される。このように、レーダ装置1は車両CRに対する物標の位置情報を導出する。また、レーダ装置1は、車両CRの速度に対する物標の速度である相対速度を導出する。
図2は、車両制御システム10のブロック図である。車両制御システム10は、レーダ装置1と車両制御装置2とが電気的に接続され、主にレーダ装置1で導出された位置情報および相対速度の物標情報を車両制御装置2に出力する。つまり、レーダ装置1は、車両CRに対する物標の縦距離、横距離、および、相対速度の情報である物標情報を車両制御装置2に出力する。そして、車両制御装置2が物標情報に基づき車両CRの各種装置の動作を制御する。また、車両制御システム10の車両制御装置2は、車速センサ40、および、ステアリングセンサ41などの車両CRに設けられる各種センサと電気的に接続されている。さらに、車両制御装置2はブレーキ50、および、スロットル51などの車両CRに設けられる各種装置と電気的に接続されている。
物標の導出処理に用いられる信号処理の一例としてFM−CW(Frequency Modulated Continuous Wave)方式における信号処理について説明する。なお、本実施形態では、FM−CWの方式を例に説明を行うが、周波数が上昇する区間と周波数が下降する区間のような複数の区間を組み合わせて物標の位置等を検出する方式であれば、FM−CW方式に限定されない。
<2−1.全体処理>
図5〜図7は、信号処理部18が行う物標情報の導出の処理フローチャートである。最初に信号処理部18は、送信波を生成する指示信号を送信制御部107に出力する(ステップS101)。そして、信号処理部18から指示信号が入力された送信制御部107により信号生成部11が制御され、送信信号TXに対応する送信波が生成される。生成された送信波は、車両外部に出力される。
そして、今回処理で今回ペア物標情報と、予測物標情報とに時間的に連続する関係がある場合とは、例えば、今回ペア物標情報と、予測物標情報とに含まれる縦距離、横距離、および、相対速度のそれぞれの差の値が所定値以内の場合である。なお、信号処理部18は、所定値以内に複数の予測物標情報が存在する場合、今回ペア物標情報との差の値が最も小さい所定値以内の予測物標情報が、今回ペア物標情報と時間的に連続する関係を有するものと判定し、このように予測物標情報と時間的な連続性がある今回ペア物標情報を有する今回ペアデータ(以下、「過去対応ペアデータ」という。)に対して後述するステップS110のフィルタ処理を行う。
次に図7のステップS114で説明した不要物除去処理のうち、ゴーストピークに対応する物標情報の除去について図8および図9を用いて詳細に説明する。図8は、第1の実施の形態のゴーストピークの物標情報除去処理のフローチャートである。また、図9は第1の実施の形態のFFTデータFT1を示す図である。
ただし、選択ピーク信号P1だけでは実在する物標のデータかゴーストによる物標のデータかを判断できない。そこで本実施の形態では、制御対象外の遠距離に存在する強反射物のピーク信号(例えば、ピーク信号P12)が通常の車両制御対象のピーク信号の周波数領域外である第2領域に表れるという事実を確認したため、これを利用して選択ピーク信号P1がゴーストピークか否かを判定するようにした。
即ち、FFTデータは0〜1023BINまでのデータしかないため実際の強反射物のピーク信号P12はFFTデータには表れないが、その代わり第2の周波数であるデータFT1のナイキスト周波数F2(1023BIN)でピーク信号が折り返されるため、折り返しの周波数(859BIN)に特定ピーク信号P2が現れる。換言すれば、スイッチングノイズのピーク信号P0と強反射物の折り返しのピーク信号である特定ピーク信号P2の差分周波数に対応する周波数に選択ピーク信号P1に対応するピーク信号が出現する。
従って、ある周波数のピーク信号を選択ピーク信号P1として選択したとき、スイッチングノイズのピーク信号P0(1023BIN)と選択ピーク信号P1(164BIN)との差分周波数(859BIN)の位置に他のピーク信号、即ち特定ピーク信号が存在している場合、選択ピーク信号P1はゴーストピークであると判定できる。
<第2の実施の形態>
次に、第2の実施の形態について説明する。第2の実施の形態のレーダ装置1の信号処理部18は、第1の実施の形態の主に図8を用いて説明した不要物除去処理に対して、ゴーストピークの判定をより正確に行うために、新たな処理を追加したものである。
図10および図11は、第2の実施の形態のゴーストピークの物標情報除去処理のフローチャートである。また、図12は第2の実施の形態のFFTデータFT2を示す図であり、図13は、LPF16のフィルタ特性と信号レベルの値の補正割合を示す図である。
<第3の実施の形態>
次に、第3の実施の形態について説明する。第3の実施の形態のレーダ装置1の信号処理部18は、第1の実施の形態の主に図8を用いて説明した不要物除去処理に対して、前回処理でゴーストフラグがON状態となった物標情報に対して今回処理において時間的に連続性を有する物標情報が導出された場合の処理を追加したものである。
図14および図15は、第3の実施の形態のゴーストピークの物標情報除去処理のフローチャートである。信号処理部18は、今回の物標導出処理において、図6のステップS108の連続性判定処理で過去対応ペアデータ、および、新規ペアデータのうちいずれかのペアデータと判定されて、ステップS110のフィルタ処理で、フィルタリングされた複数の物標情報のうち1つの物標情報を選択する。そして、信号処理部18は選択物標情報が新規物標情報か否かを判定し(ステップS201)、新規物標情報(ステップS201がYes)の場合、第1の実施の形態で説明した処理を行う。
次に、第4の実施の形態について説明する。第4の実施の形態のレーダ装置1の信号処理部18は、第2の実施の形態の主に図10および図11を用いて説明した不要物除去処理に対して、第3の実施の形態で説明した前回処理でゴーストフラグがON状態となった物標情報に対して今回処理において時間的な連続性を有する物標情報が導出された場合の処理を追加したものである。
図16、図17、および、図18では、第4の実施の形態のゴーストピークの物標情報除去処理のフローチャートである。これらの処理フローチャートでは、上述の第3の実施の形態の処理フローチャート図14および図15に対して、第2の実施の形態で説明したステップS204のUP区間前半の特定ピーク信号が存在する(ステップS204がYes)の場合、以降の処理であるステップS211〜ステップS213の処理と、ステップS205のDOWN区間前半の特定ピーク信号が存在する(ステップS205がYes)の場合、以降の処理であるステップS214〜ステップS216の処理を追加したものである。
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、この発明は上記実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。以下では、このような変形例について説明する。なお、上記実施の形態で説明した形態、および、以下で説明する形態を含む全ての形態は、適宜に組み合わせ可能である。
10・・・・車両制御システム
11・・・・信号生成部
12・・・・発振器
13・・・・送信アンテナ
14・・・・受信アンテナ
15・・・・ミキサ
16・・・・LPF
17・・・・AD変換部
18・・・・信号処理部
Claims (8)
- 周波数変調される送信信号に係る送信波を射出し、前記送信波が物標において反射することによって到来する反射波を受信信号として受信し、前記受信信号から生成されるビート信号をFFT処理して抽出されたピーク信号から少なくとも前記物標の位置情報を含む物標情報を導出するレーダ装置であって、
第1周波数に存在する前記ピーク信号の周波数から、複数の前記ピーク信号の中で選択された1つの選択ピーク信号の周波数相当離れた周波数に特定ピーク信号が存在するか否かを判定する判定手段と、
前記特定ピーク信号が存在する場合に、前記選択ピーク信号に対応する前記物標情報を前記レーダ装置の出力対象から除外する除外手段と、
を備えることを特徴とするレーダ装置。
- 請求項1に記載のレーダ装置であって、
前記特定ピーク信号の周波数から所定周波数の第2周波数に対して折り返した周波数に応じて、前記特定ピーク信号の信号レベルの値を所定倍する補正手段をさらに備え、
前記除外手段は、前記選択ピーク信号の信号レベルの値と補正後の前記特定ピーク信号の信号レベルの値とが所定の関係を満たす場合に、前記選択ピーク信号に対応する前記物標情報を前記レーダ装置の出力対象から除外すること、
を特徴とするレーダ装置。
- 請求項1または2に記載のレーダ装置であって、
前記レーダ装置の出力対象となる物標に対応するピーク信号の上限周波数までの周波数を含む周波数領域である第1領域と、前記上限周波数よりも高い周波数で前記レーダ装置の出力対象とはならない物標に対応するピーク信号の周波数を含む周波数領域である第2領域との前記ビート信号の信号レベルの値を有し、前記FFT処理により導出されるFFTデータを取得する取得手段をさらに備え、
前記判定手段は、前記FFTデータを用いて前記特定ピーク信号の存在の有無を判定すること、
を特徴とするレーダ装置。
- 請求項3に記載のレーダ装置であって、
前記第1周波数は、前記第2領域の周波数であること、
を特徴とするレーダ装置。
- 請求項3または4に記載のレーダ装置であって、
前記送信波は、一の送信期間と他の送信期間とで異なるビームパターンで出力され、
前記取得手段は、前記一の送信期間および前記他の送信期間に対応する複数の期間の前記第1領域のみの前記FFTデータと、前記一の送信期間および他の送信期間のいずれか一方の期間に対応する前記FFTデータとを取得すること、
を特徴とするレーダ装置。
- 請求項5に記載のレーダ装置であって、
前記取得手段は、前記一の送信期間および前記他の送信期間のいずれか一方の期間に対応する半周期分の前記FFTデータを取得すること、
を特徴とするレーダ装置。
- 請求項1乃至6のいずれかに記載のレーダ装置であって、
前記除外手段は、今回の処理を含む以降の所定回数の処理において、前回の処理で出力対象から除外された前記物標と同一の物標に対応する特定ピーク信号が存在しないと前記判定手段により判定された場合に、前記選択ピーク信号に対応する前記物標情報を前記レーダ装置の出力対象とすること、
を特徴とするレーダ装置。
- 周波数変調される送信信号に係る送信波を射出し、前記送信波が物標において反射することによって到来する反射波を受信信号として受信し、前記受信信号から生成されるビート信号をFFT処理して抽出されたピーク信号から少なくとも前記物標の位置情報を含む物標情報を導出する信号処理方法であって、
第1周波数に存在する前記ピーク信号の周波数から、複数の前記ピーク信号の中で選択された1つの選択ピーク信号の周波数相当離れた周波数に特定ピーク信号が存在するか否かを判定する工程と、
前記特定ピーク信号が存在する場合に、前記選択ピーク信号に対応する前記物標情報を前記レーダ装置の出力対象から除外する工程と、
を備えることを特徴とする信号処理方法。
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