JP2016148515A - Radar device - Google Patents

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真琴 中井
Makoto Nakai
真琴 中井
小川 勝
Masaru Ogawa
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南 義明
Yoshiaki Minami
義明 南
悠司 小田
Yuji Oda
悠司 小田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To determine the possibility of being a pedestrian or not with high accuracy.SOLUTION: A peak group of a first spectrum included in one peak of a second spectrum when the first spectrum and the second spectrum are stacked one on top of another is made one group. Each of the amount of peak count variation, the amount of peak amplitude variation, and the amount of peak position variation are calculated a prescribed number of times from the most recently acquired first and second spectra and the previously acquired first and second spectra. A flag is turned on when the amounts of peak count variation of a prescribed number of times are greater than or equal to a peak count variation threshold any once. Comparison is made for the amount of peak amplitude variation and the amount of peak position variation as well, with a peak amplitude variation threshold and a peak position variation threshold and a flag is turned on. The target is determined to be a pedestrian when all of three flags are on.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、目標物が歩行者であるか否かを判定することができるレーダ装置に関する。なお、本発明において歩行者は、純粋な歩行者のみならず、自転車等に搭乗している者も含む。   The present invention relates to a radar apparatus that can determine whether or not a target is a pedestrian. In the present invention, the pedestrian includes not only a pure pedestrian but also a person on a bicycle or the like.

目標物を検知する装置として、レーダ装置が知られている。レーダ装置は、電波を目標物に対して照射し、目標物によって反射された反射波を受信して目標物までの距離、速度、方位を検出するものである。距離、速度を測定する方式として、FM−CW方式、多周波CW方式、パルス方式などが知られている。また、方位測定の方式として、デジタルビームフォーミング方式や位相モノパルス方式などが知られている。近年、自動車などにもレーダ装置が搭載され、車両間隔の制御や衝突回避などに利用されている。   A radar device is known as a device for detecting a target. The radar device irradiates a target with radio waves, receives a reflected wave reflected by the target, and detects a distance, speed, and direction to the target. As a method for measuring distance and speed, an FM-CW method, a multi-frequency CW method, a pulse method, and the like are known. Further, as a method for measuring the azimuth, a digital beam forming method, a phase monopulse method, and the like are known. In recent years, radar devices are also mounted on automobiles and the like, which are used for vehicle interval control and collision avoidance.

また、レーダ装置によって検知した対象物が歩行者であるか否かを判定する方法として、特許文献1に記載の方法がある。特許文献1では、レーダ装置によって対象物の距離、方位を検知するとともに、カメラによって画像データを取得し、レーダ装置で検知した対象物の距離、方位付近の画像データを解析することによって、対象物が歩行者であるか否かを判定している。   Further, as a method for determining whether or not the object detected by the radar device is a pedestrian, there is a method described in Patent Document 1. In Patent Document 1, the distance and azimuth of an object are detected by a radar apparatus, image data is acquired by a camera, and image data in the vicinity of the distance and azimuth of the object detected by the radar apparatus is analyzed. It is determined whether or not is a pedestrian.

また、特許文献3には、以下のようにして対象物の種類を判定することが記載されている。レーダ装置によって得られた周波数スペクトルの複数のピークのうち、ある1つのピークについて、前回測定したピークと比較して時間変動量を算出し、その変動量と確率分布テーブルとを比較して、その変動量となる可能性が最も高い対象物の種類を、実際の対象物の種類であると判定する。他のピークについても同様に判定する。たとえば、車両はピークの時間変動量が少なく、歩行者は逆に大きいため、上記方法で車両か歩行者かの判定が可能である。   Patent Document 3 describes that the type of an object is determined as follows. Of a plurality of peaks in the frequency spectrum obtained by the radar device, a certain peak is compared with the previously measured peak, the amount of time fluctuation is calculated, and the fluctuation amount is compared with the probability distribution table. It is determined that the type of the object that is most likely to be the variation amount is the actual type of the object. The other peaks are similarly determined. For example, since a vehicle has a small amount of peak time fluctuation and a pedestrian is large, it can be determined whether the vehicle is a pedestrian or not by the above method.

また、レーダ装置によって距離を測定する場合、目標物は通常大きさを有した立体的形状であるため、1つの目標物に対して複数の反射点が存在し、その結果複数のピークが検出される場合がある。つまり、1つの目標物しか存在していないにもかかわらず、複数の目標物があるかのように誤検知されるおそれがある。そのため、検出された複数のピークを各目標物ごとにグループ分け(グルーピング)し、グループの数と目標物の数を一致させて正しく目標物の検知が行われるようにする必要がある。   Also, when measuring the distance with a radar device, the target has a three-dimensional shape with a normal size, so there are multiple reflection points for one target, and as a result, multiple peaks are detected. There is a case. That is, although there is only one target, there is a risk of erroneous detection as if there were a plurality of targets. Therefore, it is necessary to group a plurality of detected peaks for each target (grouping) so that the number of groups matches the number of targets so that the target can be detected correctly.

このグルーピングの方法として、特許文献2に記載の方法がある。特許文献2には、複数の方位角で距離が同一ないしおよそ一致し、かつ極大値を形成しているピーク群を、1つのグループとしてまとめることが記載されている。そして、カメラ等による画像認識により目標物の方位角を検出し、グループ分けを補正することが記載されている。たとえば、隣接する2つの目標物が1つのグループとして検出された場合に、画像認識による補正によって2つのグループに分割することが行われる。   As a grouping method, there is a method described in Patent Document 2. Patent Document 2 describes that peak groups having the same or approximately the same distance at a plurality of azimuth angles and forming a maximum value are grouped as one group. Then, it is described that the azimuth angle of the target is detected by image recognition using a camera or the like and the grouping is corrected. For example, when two adjacent targets are detected as one group, division into two groups is performed by correction by image recognition.

また、他のグルーピング方法として、以下の方法がある(特許文献4)。まず、受信波をFFTして周波数スペクトルである第1スペクトルを生成し、受信波の周波数帯域の一部をFFTして周波数スペクトルである第2スペクトルを生成する。周波数帯域の一部を用いることで分解能を低くし、1つの目標物の反射点を区別できなくすることで、第2スペクトルの1つのピークは1つの目標物のピークとなるようにしている。そして、第2スペクトルのあるピークに含まれる第1スペクトルのピーク群を1つの目標物からのピーク群としてグループ化する。   As another grouping method, there is the following method (Patent Document 4). First, the received wave is FFT to generate a first spectrum that is a frequency spectrum, and a part of the frequency band of the received wave is FFT to generate a second spectrum that is a frequency spectrum. By using a part of the frequency band, the resolution is lowered and the reflection point of one target cannot be distinguished, so that one peak of the second spectrum becomes the peak of one target. Then, the peak group of the first spectrum included in a certain peak of the second spectrum is grouped as a peak group from one target.

特開2009−295184号公報JP 2009-295184 A 特開2010−151621号公報JP 2010-151621 A 特開2012−112653号公報JP 2012-112653 A 特開2014−224794号公報JP 2014-224794 A

しかし、特許文献1の判定方法では、レーダ装置とは別途カメラを用いる必要からコストが高くなる。そのため、より低コストで歩行者を判定する方法が望まれている。   However, the determination method disclosed in Patent Document 1 is expensive because a camera is required separately from the radar apparatus. Therefore, a method for determining a pedestrian at a lower cost is desired.

また、特許文献3の歩行者判定方法では、たとえば歩行者の後ろに車両が存在する状況では、車両からの反射波は歩行者によって遮られ、ピーク値の変動が大きくなる。このピーク値の変動量で特許文献3の歩行者判定方法を実行すると、車両も歩行者として判定されてしまう可能性が高い。そのため、車両の自動運転システムや衝突防止システムなどのアプリケーションに特許文献3の歩行者判定方法を用いた場合、誤動作の原因となる。   In the pedestrian determination method of Patent Document 3, for example, in a situation where a vehicle is present behind the pedestrian, the reflected wave from the vehicle is blocked by the pedestrian, and the peak value fluctuates greatly. When the pedestrian determination method of Patent Document 3 is executed with the fluctuation amount of the peak value, the vehicle is likely to be determined as a pedestrian. Therefore, when the pedestrian determination method of Patent Document 3 is used for an application such as an automatic driving system or a collision prevention system of a vehicle, it causes a malfunction.

そこで本発明の目的は、各目標物が歩行者であるか否かを判定することが可能なレーダ装置を実現することである。   Therefore, an object of the present invention is to realize a radar apparatus that can determine whether or not each target object is a pedestrian.

本発明は、目標物に対して送信波を送信し、その目標物によって反射された受信波を受信するレーダ装置において、受信波を用いて、距離の測定に用いる物理量の関数である第1スペクトルを算出する第1スペクトル算出手段と、第1スペクトル算出手段で用いた受信波の周波数帯域の一部を用いて、距離の測定に用いる物理量の関数である第2スペクトルを算出する第2スペクトル算出手段と、第2スペクトルの各ピークにおいて、その各ピークに含まれる位置の第1スペクトルのピーク群を、同一の目標物からのものとしてグルーピングするグループ化部と、各グループごとに、第1スペクトルのピーク群のピーク数の変動量であるピーク数変動量を算出するピーク数変動量算出手段と、各グループごとに、第2スペクトルのピークの振幅の変動量であるピーク振幅変動量を算出するピーク振幅変動量算出手段と、各グループごとに、第2スペクトルのピークの位置の変動量であるピーク位置変動量を算出するピーク位置変動量算出手段と、ピーク数変動量、ピーク振幅変動量、およびピーク位置変動量を所定回数分記憶する記憶部と、あるグループについて、所定回数分のピーク数変動量のうち、少なくとも1回は、所定の値であるピーク数変動量しきい値を超えていて、かつ、所定回数分のピーク振幅変動量のうち、少なくとも1回は、所定の値であるピーク振幅変動量しきい値を超えていて、かつ、所定回数分のピーク位置変動量のうち、少なくとも1回は、所定の値であるピーク位置変動量しきい値を超えている場合に、そのグループに対応する目標物が歩行者であると判定する歩行者判定手段と、を有することを特徴とするレーダ装置である。   The present invention provides a first spectrum which is a function of a physical quantity used for distance measurement using a received wave in a radar device that transmits a transmitted wave to a target and receives a received wave reflected by the target. The first spectrum calculation means for calculating the second spectrum calculation and the second spectrum calculation for calculating the second spectrum as a function of the physical quantity used for the distance measurement using a part of the frequency band of the received wave used by the first spectrum calculation means Means, a grouping unit for grouping a peak group of the first spectrum at a position included in each peak of the second spectrum as from the same target, and a first spectrum for each group. A peak number fluctuation amount calculating means for calculating a peak number fluctuation amount, which is a fluctuation amount of the peak number of the peak group, and a peak spectrum of the second spectrum for each group. Peak amplitude fluctuation amount calculating means for calculating the peak amplitude fluctuation amount that is the fluctuation amount of the second spectrum, and peak position fluctuation amount calculating means for calculating the peak position fluctuation amount that is the fluctuation amount of the peak position of the second spectrum for each group And a storage unit for storing the peak number fluctuation amount, the peak amplitude fluctuation amount, and the peak position fluctuation amount for a predetermined number of times, and, for a certain group, at least one of the predetermined number of peak number fluctuation amounts is a predetermined value. The peak number fluctuation amount threshold value is exceeded, and at least one of the peak amplitude fluctuation amounts for a predetermined number of times exceeds the predetermined peak amplitude fluctuation amount threshold value, and The target corresponding to the group is a pedestrian when the peak position fluctuation amount exceeds a predetermined value, at least once among the predetermined number of peak position fluctuation amounts. Determining a pedestrian determination unit, a radar device, characterized in that it comprises a.

距離の測定に用いる物理量は、周波数、位相、時間、距離などの物理量であり、本発明のレーダ装置の測距方式に依存する。たとえば、FM−CW方式においては周波数、パルス方式においては時間である。   The physical quantity used for the distance measurement is a physical quantity such as frequency, phase, time, and distance, and depends on the distance measuring method of the radar apparatus of the present invention. For example, frequency is used in the FM-CW system, and time is used in the pulse system.

ピーク数変動量、ピーク振幅変動量、およびピーク位置変動量は、それぞれピーク数、ピークの振幅値、ピークの位置の変動を表わした量であればよく、たとえば差の絶対値、標準偏差、標準誤差、時間微分の絶対値などであり、それら複数の値を考慮してもよい。特に、差の絶対値とすることが算出が簡便で望ましい。   The peak number fluctuation amount, peak amplitude fluctuation amount, and peak position fluctuation amount may be any quantities that represent the peak number, peak amplitude value, and peak position fluctuation, for example, absolute value of difference, standard deviation, standard These are errors, absolute values of time differentiation, etc., and a plurality of these values may be considered. In particular, the absolute value of the difference is desirable because it is simple to calculate.

ピーク数変動量、ピーク振幅変動量、およびピーク位置変動量の記憶部に記憶する所定回数は、レーダの装置構成、測定環境などによって適切な値に設定し、測定環境などに合わせて随時変更してもよい。   The predetermined number of times to be stored in the peak number fluctuation amount, peak amplitude fluctuation amount, and peak position fluctuation amount storage unit is set to an appropriate value according to the radar device configuration, measurement environment, etc., and is changed as needed according to the measurement environment. May be.

ピーク変動量しきい値、ピーク振幅変動量しきい値、ピーク位置変動量しきい値は、レーダ装置の構成、測定方式、測定環境などによって適切な値に設定する。また、測定環境などに合わせて随時変更してもよい。   The peak fluctuation amount threshold value, the peak amplitude fluctuation amount threshold value, and the peak position fluctuation amount threshold value are set to appropriate values depending on the configuration of the radar apparatus, the measurement method, the measurement environment, and the like. Moreover, you may change at any time according to a measurement environment.

本発明のグルーピング方法に、従来知られている各種方法を組み合わせて用いてもよい。たとえば、レーダ装置によって対象物の方位や速度を検出し、方位ごとあるいは速度ごとにグループ分けする方法を用いることができる。方位の測定方式には、デジタルビームフォーミング(DBF)方式や位相モノパルス方式、機械的にアンテナを走査する方式などを用いることができる。   The grouping method of the present invention may be used in combination with various conventionally known methods. For example, it is possible to use a method of detecting the azimuth and speed of an object with a radar device and grouping the azimuth or speed. As the azimuth measurement method, a digital beam forming (DBF) method, a phase monopulse method, a method of mechanically scanning an antenna, or the like can be used.

第2スペクトルを算出する際の受信波の周波数帯域の一部とは、受信波そのものの一部のみならず、ビート信号やベースバンドの信号に変換後の信号の一部であってもよい。また、周波数帯域のみならず、周波数に直接・間接に関連するパラメータの区間(たとえば時間)も意味するものとする。   The part of the frequency band of the received wave at the time of calculating the second spectrum may be not only a part of the received wave itself but also a part of the signal after being converted into a beat signal or a baseband signal. Further, not only the frequency band but also a section (for example, time) of a parameter directly or indirectly related to the frequency is meant.

また、本発明において歩行者とは、歩いたり走ったりなどの動作をしている人や停止している人のみならず、自転車等に乗車している人も含む。   In the present invention, the pedestrian includes not only a person who is walking or running or a person who is stopped, but also a person who is riding a bicycle or the like.

本発明のレーダ装置がFM−CW方式である場合、第1スペクトル算出手段は、送信波と受信波との差周波数を有したビート信号を生成し、そのビート信号の周波数スペクトルを算出する手段とし、第2スペクトル算出手段は、送信波と受信波との差周波数を有したビート信号を生成し、そのビート信号の時間波形の連続した所定区間を抜き出し、その抜き出したビート信号の周波数スペクトルを算出する手段とすることができる。   When the radar apparatus of the present invention is an FM-CW system, the first spectrum calculation means is a means for generating a beat signal having a difference frequency between a transmission wave and a reception wave and calculating a frequency spectrum of the beat signal. The second spectrum calculation means generates a beat signal having a difference frequency between the transmission wave and the reception wave, extracts a predetermined continuous section of the time waveform of the beat signal, and calculates a frequency spectrum of the extracted beat signal. It can be a means to do.

本発明のレーダ装置がパルス方式である場合、第1スペクトル算出手段は、受信波の時間波形を検出する手段であり、第2スペクトル算出手段は、所定の周波数帯域のフィルタに受信波を通し、その透過した受信波の時間波形を検出する手段とすることができる。また、本発明にはパルス圧縮方式を用いることができる。   When the radar apparatus of the present invention is a pulse system, the first spectrum calculating means is means for detecting the time waveform of the received wave, and the second spectrum calculating means passes the received wave through a filter of a predetermined frequency band, It can be a means for detecting the time waveform of the transmitted reception wave. Further, a pulse compression method can be used in the present invention.

本発明によれば、複数の検出ピークを目標物ごとに精度よくグルーピングすることができ、また各目標物が歩行者であるか否かを精度よく判定することができる。   According to the present invention, it is possible to group a plurality of detection peaks with high accuracy for each target, and it is possible to accurately determine whether each target is a pedestrian.

実施例1のレーダ装置の構成を示した図。1 is a diagram illustrating a configuration of a radar apparatus according to Embodiment 1. FIG. 信号の周波数の時間変化を示したグラフ。The graph which showed the time change of the frequency of a signal. コンピュータ18のハードウェア構成を示した図。The figure which showed the hardware constitutions of the computer. 第1、2スペクトルの1例を示したグラフ。A graph showing an example of the first and second spectra. 歩行者判定のフローチャートを示した図。The figure which showed the flowchart of pedestrian determination. ピーク振幅変動量の積算値と積算割合の関係を示したグラフ。The graph which showed the relationship between the integration value of peak amplitude fluctuation amount, and integration rate. ピーク位置変動量の積算値と積算割合の関係を示したグラフ。The graph which showed the relationship between the integrated value of peak position fluctuation amount, and an integration rate. 実施例2のレーダ装置の構成を示した図。FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of a radar apparatus according to a second embodiment. 送信信号の時間波形を示したグラフ。The graph which showed the time waveform of the transmission signal. 第1、2時間波形の1例を示したグラフ。The graph which showed one example of the 1st and 2nd time waveform.

以下、本発明の具体的な実施例について図を参照に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, specific examples of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the examples.

図1は、実施例1のレーダ装置1の構成を示した図である。実施例1のレーダ装置1は、距離・速度の測定にFM−CW方式を用い、方位の測定に位相モノパルス方式を用いた装置である。図1のように、実施例1のレーダ装置1は、発振器10と、方向性結合器11と、送信アンテナ12と、受信アンテナ13と、ミキサ15と、ローパスフィルタ(LPF)16と、AD変換器17と、コンピュータ18と、によって構成されている。   FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a radar apparatus 1 according to the first embodiment. The radar apparatus 1 according to the first embodiment is an apparatus that uses an FM-CW method for measuring distance and speed and a phase monopulse method for measuring azimuth. As shown in FIG. 1, the radar apparatus 1 according to the first embodiment includes an oscillator 10, a directional coupler 11, a transmission antenna 12, a reception antenna 13, a mixer 15, a low-pass filter (LPF) 16, and AD conversion. The device 17 and the computer 18 are configured.

以下、実施例1のレーダ装置1の各構成について説明するとともに、その動作について説明する。   Hereinafter, each structure of the radar apparatus 1 of Example 1 is demonstrated, and the operation | movement is demonstrated.

発振器10は、図2のように周波数変調された信号(送信信号)を発振する。その送信信号は、具体的には、周期T、周波数変位幅ΔF、中心周波数f0 とする三角波であり、0〜T/2の区間では周波数が時間に対して線形にΔF増加し、T/2〜Tの区間では周波数が時間に対して線形にΔF減少する。発振器10は、方向性結合器11の入力ポートに接続されている。 The oscillator 10 oscillates a frequency-modulated signal (transmission signal) as shown in FIG. Specifically, the transmission signal is a triangular wave having a period T, a frequency displacement width ΔF, and a center frequency f 0, and the frequency increases ΔF linearly with respect to time in the interval 0 to T / 2. In the interval from 2 to T, the frequency decreases by ΔF linearly with respect to time. The oscillator 10 is connected to the input port of the directional coupler 11.

なお、送信信号は0〜Tの区間において周波数が時間に対して線形にΔF増加あるいは減少するのこぎり波であってもよい。   The transmission signal may be a sawtooth wave in which the frequency increases or decreases ΔF linearly with respect to time in the interval from 0 to T.

発振器10からの送信信号は、方向性結合器11に入力される。方向性結合器11は、出力ポートは送信アンテナ12、結合ポートはミキサ15に接続されており、発振器10からの送信信号を分岐して送信アンテナ12、ミキサ15にそれぞれ出力する。   A transmission signal from the oscillator 10 is input to the directional coupler 11. The directional coupler 11 has an output port connected to the transmission antenna 12 and a coupling port connected to the mixer 15. The transmission signal from the oscillator 10 is branched and output to the transmission antenna 12 and the mixer 15.

送信アンテナ12には、方向性結合器11を介して発振器10から送信信号が入力され、送信アンテナ12から電磁波として送信波が放射される。受信アンテナ13は、目標物によって反射された受信波を受信する。送信アンテナ12、受信アンテナ13には、マイクロストリップアンテナなどを用いることができる。   A transmission signal is input to the transmission antenna 12 from the oscillator 10 via the directional coupler 11, and a transmission wave is radiated as an electromagnetic wave from the transmission antenna 12. The receiving antenna 13 receives the received wave reflected by the target. As the transmission antenna 12 and the reception antenna 13, a microstrip antenna or the like can be used.

ミキサ15は、2つの入力端子がそれぞれ方向性結合器11の結合ポートと受信アンテナ13の出力側に接続されており、方向性結合器11からの送信信号と受信アンテナ13からの受信信号とを混合して出力する。そして、その出力信号はローパスフィルタ16に通され、ビート信号が取り出される。ビート信号は、送信信号の周波数と受信信号の周波数との差の周波数の信号である。ビート信号は、AD変換器17によってデジタル信号としてサンプリングされ、コンピュータ18に入力される。   The mixer 15 has two input terminals respectively connected to the coupling port of the directional coupler 11 and the output side of the receiving antenna 13, and transmits the transmission signal from the directional coupler 11 and the reception signal from the receiving antenna 13. Mix and output. Then, the output signal is passed through the low-pass filter 16 to extract the beat signal. The beat signal is a signal having a frequency that is the difference between the frequency of the transmission signal and the frequency of the reception signal. The beat signal is sampled as a digital signal by the AD converter 17 and input to the computer 18.

コンピュータ18は、プログラムによるデジタル信号処理により、第1スペクトル算出手段18a、第2スペクトル算出手段18b、グループ化部18c、ピーク数変動量算出手段18d、ピーク振幅変動量算出手段18e、ピーク位置変動量算出手段18f、歩行者判定手段18gを実現している。また、コンピュータ18のストレージが信号処理によるデータを記憶する記憶部18hとなっている。AD変換器17から入力されるデジタル信号であるビート信号は、第1スペクトル算出手段18a、第2スペクトル算出手段18bにそれぞれ入力され、それぞれ周波数スペクトルが算出される。そして、その周波数スペクトルに基づき、目標物が検知され、目標物が歩行者であるか否かが判定される。コンピュータ18での動作については後に詳しく説明する。   The computer 18 performs first signal calculation means 18a, second spectrum calculation means 18b, grouping unit 18c, peak number fluctuation amount calculation means 18d, peak amplitude fluctuation amount calculation means 18e, peak position fluctuation amount by digital signal processing by a program. The calculation means 18f and the pedestrian determination means 18g are realized. The storage of the computer 18 is a storage unit 18h that stores data by signal processing. The beat signal, which is a digital signal input from the AD converter 17, is input to the first spectrum calculation unit 18a and the second spectrum calculation unit 18b, respectively, and the frequency spectrum is calculated. And based on the frequency spectrum, a target is detected and it is determined whether a target is a pedestrian. The operation of the computer 18 will be described in detail later.

図3は、コンピュータ18の具体的なハードウェア構成を示した図である。図3のように、コンピュータ18は、CPU100、メモリ101、ストレージ102を備え、入出力装置103が接続されている。ストレージ102はOSやプログラムが記憶されている。また、周波数スペクトルのデータが記憶される。このストレージ102は、記憶部18hに対応する。メモリ101は、一時的な情報が記憶されている。CPU100は、プログラムを実行してAD変換器17から入力されるデジタル信号の処理を行う。入出力装置103は、たとえばタッチパネルディスプレイなどであり、ディスプレイに歩行者の検出結果を表示したり、ディスプレイへのタッチ入力によりプログラムの設定変更などを行う。   FIG. 3 is a diagram showing a specific hardware configuration of the computer 18. As shown in FIG. 3, the computer 18 includes a CPU 100, a memory 101, and a storage 102, and an input / output device 103 is connected to the computer 18. The storage 102 stores an OS and a program. In addition, frequency spectrum data is stored. This storage 102 corresponds to the storage unit 18h. The memory 101 stores temporary information. The CPU 100 executes a program and processes a digital signal input from the AD converter 17. The input / output device 103 is a touch panel display, for example, and displays a detection result of a pedestrian on the display, or changes a program setting by touch input to the display.

なお、ローパスフィルタ16を設けずに、ローパスフィルタ16と同等の処理をコンピュータ18におけるデジタル信号処理として実現してもよい。   Note that the processing equivalent to the low-pass filter 16 may be realized as digital signal processing in the computer 18 without providing the low-pass filter 16.

次に、実施例1のレーダ装置1の動作について、距離速度測定、グルーピング、歩行者判定の順に説明する。   Next, the operation of the radar apparatus 1 according to the first embodiment will be described in the order of distance / speed measurement, grouping, and pedestrian determination.

[距離速度測定]
実施例1のレーダ装置1では、コンピュータ18において、そのコンピュータ18に入力されるビート信号をFFT(高速フーリエ変換)して周波数スペクトルを算出し、その周波数スペクトルのピーク位置から目標物の距離L、速度Vを測定する。具体的には、周波数増加区間(図2における0〜T/2の区間)でのビート信号の周波数スペクトルを算出し、そのピーク位置からビート周波数fuを求め、周波数減少区間(図2におけるT/2〜Tの区間)でのビート信号の周波数スペクトルを算出し、そのピーク位置からビート周波数fdを求めることで、L=cT(fu+fd)/(8ΔF)、ここでcは光速、により距離Lを算出することができ、V=c(fd−fu)/(4f0 )によって速度Vを算出することができる。
[Distance speed measurement]
In the radar apparatus 1 according to the first embodiment, the computer 18 calculates a frequency spectrum by performing FFT (Fast Fourier Transform) on the beat signal input to the computer 18, and the distance L of the target from the peak position of the frequency spectrum. Velocity V is measured. Specifically, the frequency spectrum of the beat signal in the frequency increase interval (0 to T / 2 interval in FIG. 2) is calculated, the beat frequency fu is obtained from the peak position, and the frequency decrease interval (T / T in FIG. 2) is calculated. 2 to T), the beat frequency fd is calculated from the peak position, and L = cT (fu + fd) / (8ΔF), where c is the speed of light and the distance L is The speed V can be calculated by V = c (fd−fu) / (4f 0 ).

なお、目標物の方位について測定したい場合には、受信アンテナ13を複数本設け、受信アンテナ13とミキサ15の間にスイッチを設けて複数本の受信アンテナ13のうち1の受信信号を選択的に受信できるようにし、スイッチの切り換えによって各受信アンテナ13からの受信信号を時分割でそれぞれ受信することで、各受信アンテナ13からの受信信号の位相の違いから、目標物の方位を測定することができる。   If it is desired to measure the orientation of the target, a plurality of receiving antennas 13 are provided, and a switch is provided between the receiving antenna 13 and the mixer 15 to selectively receive one of the plurality of receiving antennas 13. By receiving the received signals from the respective receiving antennas 13 in a time-sharing manner by switching the switches, the direction of the target can be measured from the difference in the phase of the received signals from the respective receiving antennas 13. it can.

[グルーピング]
目標物は、通常大きさを有した立体的形状である。そのため、距離分解能が高いと目標物の反射点が複数存在する場合がある。ΔFが十分に大きいと、すなわち十分に距離分解能が高いと、ビート信号の周波数スペクトルには、各反射点に対応した複数のピークが存在することとなる。たとえば、車載レーダでは車両や歩行者などが目標物となるが、目標物が歩行者である場合、1〜5程度のピークが存在する。目標物を正しく検知するためには、それら複数のピークを目標物ごとにグループ分け(グルーピング)する必要がある。
[grouping]
The target is a three-dimensional shape having a normal size. Therefore, if the distance resolution is high, there may be a plurality of reflection points of the target. If ΔF is sufficiently large, that is, if the distance resolution is sufficiently high, there will be a plurality of peaks corresponding to each reflection point in the frequency spectrum of the beat signal. For example, in a vehicle-mounted radar, a vehicle, a pedestrian, or the like is a target. When the target is a pedestrian, a peak of about 1 to 5 exists. In order to correctly detect the target, it is necessary to group these multiple peaks for each target.

そこで実施例1のレーダ装置1では、コンピュータ18において以下のように信号処理を行うことでグルーピングする。   Therefore, the radar apparatus 1 according to the first embodiment performs grouping by performing signal processing in the computer 18 as follows.

コンピュータ18に入力されたビート信号は、第1スペクトル算出手段18a、第2スペクトル算出手段18bのそれぞれにおいて次のように処理される。   The beat signal input to the computer 18 is processed as follows in each of the first spectrum calculating means 18a and the second spectrum calculating means 18b.

第1スペクトル算出手段18aでは、周波数増加区間あるいは周波数減少区間のT/2分のビート信号を用いてFFT(高速フーリエ変換)して、ビート信号の周波数スペクトル(以下、第1周波数スペクトルとする)を算出する。   The first spectrum calculation means 18a performs FFT (Fast Fourier Transform) using the beat signal of T / 2 in the frequency increasing section or the frequency decreasing section to perform the frequency spectrum of the beat signal (hereinafter referred to as the first frequency spectrum). Is calculated.

また、第2スペクトル算出手段18bでは、周波数増加区間あるいは周波数減少区間のT/2分のビート信号のうち、T/2よりも小さな所定の区間T’の部分のみを抽出し、その抽出したビート信号を用いてFFTして、周波数スペクトル(以下、第2スペクトルとする)を算出する。区間T’は、レーダの装置構成、測定環境、目標物の種類などによって適切な値に設定する。   Further, the second spectrum calculating means 18b extracts only the portion of the predetermined section T ′ smaller than T / 2 from the beat signal for T / 2 in the frequency increasing section or the frequency decreasing section, and the extracted beat FFT is performed using the signal to calculate a frequency spectrum (hereinafter referred to as a second spectrum). The section T ′ is set to an appropriate value depending on the radar device configuration, measurement environment, target type, and the like.

なお、第1スペクトル算出手段18a、第2スペクトル算出手段18bにおける周波数解析には、FFT以外の従来知られている手法を用いてもよい。   For the frequency analysis in the first spectrum calculation means 18a and the second spectrum calculation means 18b, a conventionally known method other than FFT may be used.

グループ化部18cでは、第1スペクトルと第2スペクトルのそれぞれのピークを検出し、比較する。そして、第2スペクトルの各ピークについて、そのピークに含まれる第1スペクトルのピーク群を1つのグループとしてグルーピングを行う。   The grouping unit 18c detects and compares the peaks of the first spectrum and the second spectrum. Then, for each peak of the second spectrum, grouping is performed with the peak group of the first spectrum included in the peak as one group.

ここで、第2スペクトルを算出するのに用いた区間T’のビート信号は、送信信号の周波数変位幅をΔF・2T’/Tとした場合のビート信号に相当するものである(図2参照)。周波数変位幅がΔFの場合よりも周波数変位幅が小さくなるため、周波数分解能は低くなり、第1スペクトルでは分離できていたピークが、第2スペクトルでは分離できなくなる。つまり、第1スペクトルでは、1つの目標物に複数の反射点が存在していたために、複数のピークが存在していたが、分解能の低い第2スペクトルでは、目標物の複数の反射点を区別できなくなり、1つの目標物に対してピークは1つとなる。このことから、第1スペクトルと第2スペクトルとを重ね合わせたときに、第2スペクトルのある1つのピークに含まれる第1スペクトルのピーク群は、ある1つの目標物に由来するものと言うことができる。したがって、第1スペクトルのピークをそのようなピーク群ごとに分けることで、グルーピングを行うことができる。   Here, the beat signal in the section T ′ used to calculate the second spectrum corresponds to a beat signal when the frequency displacement width of the transmission signal is ΔF · 2T ′ / T (see FIG. 2). ). Since the frequency displacement width is smaller than when the frequency displacement width is ΔF, the frequency resolution is low, and the peak that can be separated in the first spectrum cannot be separated in the second spectrum. That is, in the first spectrum, a plurality of reflection points existed in one target, and thus a plurality of peaks existed. In the second spectrum with low resolution, a plurality of reflection points of the target are distinguished. It becomes impossible to have one peak for one target. From this, when the first spectrum and the second spectrum are overlapped, the peak group of the first spectrum included in one peak of the second spectrum is derived from one target. Can do. Therefore, grouping can be performed by dividing the peak of the first spectrum for each such peak group.

ある第2スペクトルのピークに、第1スペクトルのピークが含まれるか否かの判定は、たとえば以下のようにして行う。まず、ある第2スペクトルのピークの直前直後に存在する2つの極小値を抽出する。極小値が存在しない場合には、所定のしきい値以下となる点を抽出する。そして、2つの極小値間に存在する第1スペクトルのピークを、その第1スペクトルのピークに含まれるものとする。他にも、ピークの半値幅などを基準として、ピークの包含を判定してもよい。   Whether or not the peak of the first spectrum is included in the peak of a certain second spectrum is determined as follows, for example. First, two local minimum values existing immediately before and after a certain second spectrum peak are extracted. If there is no minimum value, a point that is equal to or less than a predetermined threshold is extracted. The peak of the first spectrum existing between the two minimum values is included in the peak of the first spectrum. In addition, the inclusion of the peak may be determined based on the half width of the peak.

図4は、第1スペクトルおよび第2スペクトルの一例を示した図である。この図4を用い、上記グルーピングの方法を具体的に説明する。図4に示した第1スペクトルでは、低周波数側から順に、8つのピークa〜hが存在している。なお、周波数が0の付近に存在するピークは、送信波の回り込みなどの影響によるものなので、ここでは無視する。一方、第2スペクトルは、低周波数側から順に、2つのピークA、Bが存在している。この2つのピークのうち、低周波数側のピークAの極小値間には、第1スペクトルの4つのピークa〜dが存在している。そこで、この4つのピークa〜dを1つのグループとする。また、第2スペクトルのピークのうち高周波数側のピークBの極小値間には、第1スペクトルの4つのピークe〜hが存在している。この4つのピークe〜hを1つのグループとする。以上により、第1スペクトルの8つのピークを、2つのピーク群にグルーピングする。   FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the first spectrum and the second spectrum. The grouping method will be specifically described with reference to FIG. In the first spectrum shown in FIG. 4, there are eight peaks a to h in order from the low frequency side. Note that the peak existing in the vicinity of the frequency of 0 is due to the influence of the sneak of the transmission wave, and is ignored here. On the other hand, the second spectrum has two peaks A and B in order from the low frequency side. Among these two peaks, four peaks a to d of the first spectrum exist between the minimum values of the peak A on the low frequency side. Therefore, these four peaks a to d are set as one group. Further, four peaks e to h of the first spectrum exist between the minimum values of the peak B on the high frequency side among the peaks of the second spectrum. These four peaks e to h are set as one group. As described above, the eight peaks of the first spectrum are grouped into two peak groups.

上記のグルーピングにおいて、方位の検出結果を用いたグルーピングを併用することも可能である。方位の検出結果を用いたグルーピングは、たとえば、ある所定の方位角の範囲内に存在するピークを1つのグループとしてまとめることにより行うことができる。この方位検出結果を用いたグルーピングによって、上記グルーピング結果を補正したり、グループの細分化などを行うことができる。また、先に方位検出結果を用いたグルーピングを行ってから、後に上記グルーピングを行うことで、上記グルーピング処理の負荷を軽減することができる。もちろん、方位の検出結果を用いたグルーピングのみを行ってもよいし、他のグルーピング方法を用いてもよい。   In the above grouping, it is also possible to use a grouping using a direction detection result. The grouping using the detection result of the azimuth can be performed, for example, by grouping peaks existing within a predetermined azimuth angle range as one group. By the grouping using the azimuth detection result, the grouping result can be corrected, or the group can be subdivided. Further, by performing grouping using the orientation detection result first and then performing the grouping later, the load of the grouping process can be reduced. Of course, only grouping using the direction detection result may be performed, or another grouping method may be used.

また、速度を測定する場合、周波数増加区間での周波数スペクトルのピークと、周波数減少区間での周波数スペクトルのピークとを1対に対応させること(ペアリングという)が必要であるが、先に上記グルーピングを行えば、ペアリングの組み合わせは同一のグループ内で探索すればよく、ペアリング処理の負荷を軽減することができる。   Further, when measuring the speed, it is necessary to associate the peak of the frequency spectrum in the frequency increasing section with the peak of the frequency spectrum in the frequency decreasing section (referred to as pairing). If grouping is performed, a pairing combination may be searched in the same group, and the load of the pairing process can be reduced.

[歩行者判定]
グルーピングによって分けられた各グループに対応する各目標物について、歩行者であるか否かを図5のフローチャートに従って判定する。
[Pedestrian judgment]
It is determined according to the flowchart of FIG. 5 whether each target corresponding to each group divided by grouping is a pedestrian.

[ステップS1]
まず、第1、2スペクトルを所定間隔で繰り返し取得し、前回取得した第1、第2スペクトルと、今回取得した第1、第2スペクトルから、各グループごとに、ピーク数変動量、ピーク振幅変動量、ピーク位置変動量をそれぞれ下記のようにして算出する(ステップS1)。これらの変動量はそれぞれ平行して算出処理を行ってもよいし、順次算出処理を行うようにしてもよい。なお、前回取得した第1、第2スペクトルのデータは、記憶部18hに記憶しておく。
[Step S1]
First, the first and second spectra are repeatedly acquired at predetermined intervals, and the peak number fluctuation amount and peak amplitude fluctuation are obtained for each group from the first and second spectra acquired last time and the first and second spectra acquired this time. The amount and the peak position fluctuation amount are calculated as follows (step S1). These fluctuation amounts may be calculated in parallel, or may be sequentially calculated. The first and second spectrum data acquired last time are stored in the storage unit 18h.

[ステップS1−A]
ピーク数変動量は、今回取得した第1スペクトルのあるグループに対応するピーク群のピーク数と、前回取得したピーク数との差の絶対値である。第1スペクトルは、所定間隔で繰り返し取得し、その第1スペクトルのデータを記憶部18に記憶しておく。そして、ピーク数変動量算出手段18dは、前回取得した第1スペクトルのデータと、今回取得した第1スペクトルのデータから、ピーク数変動量を算出する(ステップS1−A)。算出したピーク数変動量は、記憶部18hに記憶しておく。
[Step S1-A]
The peak number fluctuation amount is an absolute value of the difference between the peak number of the peak group corresponding to a certain group of the first spectrum acquired this time and the peak number acquired last time. The first spectrum is repeatedly acquired at a predetermined interval, and the data of the first spectrum is stored in the storage unit 18. Then, the peak number fluctuation amount calculating unit 18d calculates the peak number fluctuation amount from the first spectrum data acquired last time and the first spectrum data acquired this time (step S1-A). The calculated peak number fluctuation amount is stored in the storage unit 18h.

[ステップS1−B]
ピーク振幅変動量は、今回取得した第2スペクトルのあるグループのピークのピーク振幅値(ピークにおける第2スペクトルの強度)と、前回取得したピーク振幅値との差の絶対値である。第2スペクトルは、所定間隔で繰り返し取得し、その第2スペクトルのデータを記憶部18に記憶しておく。そして、ピーク振幅変動量算出手段18eは、前回取得した第2スペクトルのデータと、今回取得した第2スペクトルのデータから、ピーク振幅変動量を算出する(ステップS1−B)。算出したピーク振幅変動量は、記憶部18hに記憶しておく。
[Step S1-B]
The peak amplitude fluctuation amount is the absolute value of the difference between the peak amplitude value of the peak of a certain group of the second spectrum acquired this time (the intensity of the second spectrum at the peak) and the previously acquired peak amplitude value. The second spectrum is repeatedly acquired at a predetermined interval, and the data of the second spectrum is stored in the storage unit 18. Then, the peak amplitude variation calculating means 18e calculates the peak amplitude variation from the previously acquired second spectrum data and the currently acquired second spectrum data (step S1-B). The calculated peak amplitude fluctuation amount is stored in the storage unit 18h.

[ステップS1−C]
ピーク位置変動量は、今回取得した第2スペクトルのあるグループのピークのピーク位置(ピーク周波数を距離に換算した値)と、前回取得したピーク位値との差の絶対値である。ピーク位置変動量算出手段18fは、前回取得した第2スペクトルのデータと、今回取得した第2スペクトルのデータから、ピーク位置変動量を算出する(ステップS1−C)。算出したピーク位置変動量は、記憶部18hに記憶しておく。なお、ピーク位置変動量は周波数を距離に換算した値としているが、換算せずに周波数のまま用いてもよい。
[Step S1-C]
The peak position fluctuation amount is an absolute value of a difference between a peak position of a peak in a group of the second spectrum acquired this time (a value obtained by converting a peak frequency into a distance) and a previously acquired peak position value. The peak position variation calculation means 18f calculates the peak position variation from the previously acquired second spectrum data and the currently acquired second spectrum data (step S1-C). The calculated peak position fluctuation amount is stored in the storage unit 18h. In addition, although the peak position variation | change_quantity is taken as the value which converted the frequency into distance, you may use it as it is, without converting.

目標物が相対速度を有している場合、第1スペクトルのピーク群の各ピークの位置、および第2スペクトルのピーク位置が前回と今回とで異なる。そのため、実施例1のレーダ装置1による目標物の距離速度の測定結果から目標物の移動距離を推定して、前回のピークと今回のピークの対応づけを行った上で、ピーク数変動量、ピーク振幅変動量、およびピーク位置変動量を算出する。   When the target has a relative speed, the position of each peak in the peak group of the first spectrum and the peak position of the second spectrum are different between the previous time and the current time. Therefore, the movement distance of the target is estimated from the measurement result of the distance and speed of the target by the radar apparatus 1 of the first embodiment, the previous peak and the current peak are associated with each other, the peak number variation amount, The peak amplitude fluctuation amount and the peak position fluctuation amount are calculated.

ピーク数変動量は、ピークの変動を表わした量であればよく、実施例1のようなピーク数の差の絶対値だけでなく、標準偏差、標準誤差などであってもよく、それら複数の値を考慮してもよい。特に、簡便に算出することができる点でピーク数変動量をピーク数の差分の絶対値とすることが最も望ましい。ピーク振幅変動量や、ピーク位置変動量についても同様である。   The peak number variation amount may be an amount representing the peak variation, and may be not only the absolute value of the peak number difference as in Example 1, but also a standard deviation, a standard error, and the like. The value may be taken into account. In particular, it is most desirable that the peak number fluctuation amount be an absolute value of the difference between the peak numbers because it can be easily calculated. The same applies to the peak amplitude fluctuation amount and the peak position fluctuation amount.

[ステップS2]
ピーク数変動量算出手段18d、ピーク振幅変動量算出手段18e、ピーク位置変動量算出手段18fにおいて、ピーク数変動量、ピーク振幅変動量、およびピーク位置変動量をそれぞれ繰り返し算出し、所定の回数(n回)分を記憶部18hに記憶しておく(ステップS2)。所定の回数nをいくつにするかは、目標物の検出時間やグルーピングに要する時間、各変動量の算出時間などを考慮して決定する。記憶する回数nが少ないとばらつきが大きく歩行者の推定精度が悪化する可能性があり、回数nが多いと歩行者の推定に時間がかかってしまうので、両者のバランスが取れる回数に設定する。
[Step S2]
The peak number fluctuation amount calculating means 18d, the peak amplitude fluctuation amount calculating means 18e, and the peak position fluctuation amount calculating means 18f repeatedly calculate the peak number fluctuation amount, the peak amplitude fluctuation amount, and the peak position fluctuation amount, respectively, for a predetermined number of times ( n times) is stored in the storage unit 18h (step S2). The number n of the predetermined number of times is determined in consideration of the target detection time, the time required for grouping, the calculation time of each variation amount, and the like. If the number of times n to be stored is small, there is a large variation and the estimation accuracy of the pedestrian may be deteriorated. If the number of times n is large, it will take time to estimate the pedestrian.

なお、記憶する所定の回数nは、測定環境などによって適宜変動させてもよい。また、ピーク数変動量、ピーク振幅変動量、ピーク位置変動量のそれぞれで記憶する回数を異なるようにしてもよいが、同一とするのが簡便で望ましい。   Note that the predetermined number of times n to be stored may be appropriately changed depending on the measurement environment or the like. Further, the number of times of storage may be different for each of the peak number fluctuation amount, the peak amplitude fluctuation amount, and the peak position fluctuation amount, but it is simple and desirable that they are the same.

[ステップS3−A、S4−A]
次に、歩行者判定手段18gにおいて、記憶したn回分のピーク数変動量について、ピーク数変動量しきい値以上か否かを判定する(ステップS3−A)。n回分のピーク数変動量のうち1回でもピーク数変動量しきい値以上であったらピーク数フラグをオンにし、記憶部18hに記憶する(ステップS4−A)。n回分のピーク数変動量のうちすべてがピーク数変動量しきい値未満であったらピーク数フラグはオフのままとする。
[Steps S3-A, S4-A]
Next, in the pedestrian determination means 18g, it is determined whether or not the stored peak number fluctuation amount for n times is equal to or greater than a peak number fluctuation amount threshold value (step S3-A). If at least one of the n peak number fluctuation amounts is equal to or greater than the peak number fluctuation amount threshold, the peak number flag is turned on and stored in the storage unit 18h (step S4-A). If all of the n peak number fluctuation amounts are less than the peak number fluctuation amount threshold value, the peak number flag remains off.

[ステップS3−B、ステップS4−B]
同様に、ピーク振幅変動量についても、歩行者判定手段18gにおいて、ピーク振幅変動量しきい値以上か否かを判定する(ステップS3−B)。n回分のピーク振幅変動量のうち1回でもピーク振幅変動量しきい値以上であったら、ピーク振幅フラグをオンにし、記憶部18hに記憶する(ステップS4−B)。n回分のピーク振幅変動量のうちすべてがピーク振幅変動量しきい値未満であったらピーク振幅フラグはオフのままとする。
[Step S3-B, Step S4-B]
Similarly, regarding the peak amplitude fluctuation amount, the pedestrian determination unit 18g determines whether or not the peak amplitude fluctuation amount is equal to or greater than the peak amplitude fluctuation amount threshold value (step S3-B). If at least one of the n peak amplitude fluctuation amounts is equal to or greater than the peak amplitude fluctuation threshold value, the peak amplitude flag is turned on and stored in the storage unit 18h (step S4-B). If all of the n peak amplitude fluctuation amounts are less than the peak amplitude fluctuation amount threshold value, the peak amplitude flag remains off.

[ステップS3−C、ステップS4−C]
同様に、ピーク位置変動量についても、歩行者判定手段18gにおいて、ピーク位置変動量しきい値以上か否かを判定する(ステップS3−C)。n回分のピーク位置変動量のうち1回でもピーク位置変動量しきい値以上であったらピーク位置フラグをオンにし、記憶部18hに記憶する(ステップS4−C)。n回分のピーク位置変動量のうちすべてがピーク位置変動量しきい値未満であったらピーク位置フラグはオフのままとする。
[Step S3-C, Step S4-C]
Similarly, the pedestrian determination unit 18g also determines whether or not the peak position fluctuation amount is equal to or greater than the peak position fluctuation amount threshold value (step S3-C). If at least one of the n peak position fluctuation amounts is equal to or greater than the peak position fluctuation amount threshold value, the peak position flag is turned on and stored in the storage unit 18h (step S4-C). If all of the n peak position fluctuation amounts are less than the peak position fluctuation amount threshold value, the peak position flag remains off.

ピーク数変動量しきい値、ピーク振幅変動量しきい値、またはピーク位置変動量しきい値は、測定環境やアプリケーションなどによって適宜変動させてもよい。   The peak number variation threshold, peak amplitude variation threshold, or peak position variation threshold may be appropriately varied depending on the measurement environment, application, and the like.

ピーク数変動量しきい値は、たとえば次のようにして設定する。既知の歩行者と既知の車両(車両以外にも歩行者との区別をしたい目標物であればよい)のピーク数変動量を数秒間に所定回数測定し、歩行者のピーク数が変動した割合(所定回数中何回ピーク数が変動したか)をA、車両のピーク数が変動した割合をBとして、ピーク数変動量しきい値Cを、A>C/n>Bとなるように設定する。一例として、歩行者のピーク数変動割合Aが0.5、車両のピーク数変動割合Bが0.1で所定回数が4回であれば、C/4として0.1と0.5の間の値である0.3を選択し、ピーク数変動量しきい値Cを1.2と設定する。このようにピーク数変動量しきい値Cを設定すれば、その設定が容易であり、かつ歩行者と車両の違いを精度よく判別可能となる。   For example, the peak number variation threshold is set as follows. Percentage of fluctuation in peak number of pedestrians measured by measuring the number of peak fluctuations of a known pedestrian and a known vehicle (other than the vehicle, which is a target to be distinguished from a pedestrian) a predetermined number of times in a few seconds The peak number variation threshold C is set so that A> C / n> B, where A is (how many times the number of peaks have changed during a predetermined number of times) and B is the ratio of the change in the number of vehicle peaks. To do. As an example, if the pedestrian peak number fluctuation ratio A is 0.5, the vehicle peak number fluctuation ratio B is 0.1 and the predetermined number of times is 4, the C / 4 is between 0.1 and 0.5. Is set to 0.3, and the peak number variation threshold C is set to 1.2. If the peak number variation threshold value C is set in this way, the setting is easy, and the difference between the pedestrian and the vehicle can be accurately determined.

ピーク振幅変動量しきい値は、たとえば次のようにして設定する。既知の歩行者と既知の車両のピーク振幅変動量を数秒間に複数回測定する。そして、得られたピーク振幅変動量を小さい値から順に積算する。図6は、積算割合とピーク振幅変動量の関係を示したグラフである。縦軸は積算割合である。積算割合は、全体の積算回数に対する、ピーク振幅変動量の小さい順に積算した積算回数の割合を表している。横軸はピーク振幅変動量を小さい順に並べた値である。   The peak amplitude fluctuation amount threshold value is set as follows, for example. Measure peak amplitude fluctuations for known pedestrians and known vehicles multiple times in a few seconds. Then, the obtained peak amplitude fluctuation amount is integrated in order from a small value. FIG. 6 is a graph showing the relationship between the integration ratio and the peak amplitude fluctuation amount. The vertical axis represents the integration rate. The integration ratio represents the ratio of the number of integrations integrated in ascending order of the peak amplitude fluctuation amount with respect to the total number of integrations. The horizontal axis represents values obtained by arranging the peak amplitude fluctuation amounts in ascending order.

実際のピーク振幅変動量の測定数はn回であるから、積算割合が1/nの時点での歩行者のピーク振幅変動量Eと、車両のピーク振幅変動量Fとの間の値G(たとえばEとFの中点)をピーク振幅変動量しきい値に選ぶ。このようにピーク振幅変動しきい値Gを設定すれば、その設定が容易であり、かつ歩行者と車両の違いを精度よく判別可能となる。   Since the actual number of peak amplitude fluctuations is n, the value G () between the pedestrian peak amplitude fluctuation amount E and the vehicle peak amplitude fluctuation amount F when the integration ratio is 1 / n. For example, the midpoint of E and F) is selected as the peak amplitude fluctuation amount threshold value. If the peak amplitude variation threshold G is set in this way, the setting is easy, and the difference between a pedestrian and a vehicle can be accurately determined.

ピーク位置変動量しきい値は、たとえば次のようにして設定する。既知の歩行者と既知の車両のピーク位置変動量を数秒間に複数回測定する。そして、得られたピーク位置変動量を小さい値から順に積算する。図7は、積算割合とピーク位置変動量の関係を示したグラフである。横軸はピーク位置変動量を小さい順に並べた値である。縦軸は積算割合である。   The peak position fluctuation amount threshold value is set as follows, for example. Measure peak position fluctuations of known pedestrians and known vehicles multiple times in a few seconds. Then, the obtained peak position fluctuation amount is integrated in order from a small value. FIG. 7 is a graph showing the relationship between the integration ratio and the peak position fluctuation amount. The horizontal axis represents values obtained by arranging the peak position fluctuation amounts in ascending order. The vertical axis represents the integration rate.

実際のピーク振幅変動量の測定数はn回であるから、積算割合が1/nの時点での歩行者のピーク位置変動量Hと、車両のピーク振幅変動量Iとの間の値Jをピーク振幅変動量しきい値に選ぶ。このようにピーク位置変動しきい値Jを設定すれば、その設定が容易であり、かつ歩行者と車両の違いを精度よく判別可能となる。   Since the actual number of peak amplitude fluctuations is n, the value J between the pedestrian peak fluctuation amount H and the vehicle peak amplitude fluctuation amount I when the integration ratio is 1 / n is obtained. Select the peak amplitude fluctuation threshold. If the peak position variation threshold value J is set in this way, the setting is easy, and the difference between the pedestrian and the vehicle can be accurately determined.

図6、7のように、車両はピーク振幅変動量およびピーク位置変動量のばらつきが小さく、積算割合の増加に対して直線的に変動量が変化する。車両の場合、各反射点での反射強度や各反射点の位置変化がほぼ一定であるためである。一方、歩行者はピーク振幅変動量およびピーク位置変動量のばらつきが大きく、積算割合が高くなると急激に積算量が増加する。つまり、変動量の小さい領域では積算割合が急激に変化し、変動量の大きい領域では積算割合がゆっくり変化する。歩行者の場合、各反射点での反射強度や各反射点の位置は、歩行者の体型や姿勢、衣服、歩行者の呼吸などによってばらつきが大きいためである。このような歩行者と車両の特性の違いに基づき、図6、7のようにしてピーク振幅変動量しきい値G、およびピーク位置変動量しきい値Jを決定しているため、歩行者と車両の違いを精度よく判別可能となっているのである。   As shown in FIGS. 6 and 7, the variation in the peak amplitude fluctuation amount and the peak position fluctuation amount is small in the vehicle, and the fluctuation amount linearly changes as the integration ratio increases. This is because in the case of a vehicle, the reflection intensity at each reflection point and the change in position of each reflection point are substantially constant. On the other hand, pedestrians have large variations in peak amplitude fluctuation amount and peak position fluctuation amount, and the cumulative amount increases rapidly as the cumulative ratio increases. That is, the integration ratio changes rapidly in the region where the fluctuation amount is small, and the integration ratio changes slowly in the region where the fluctuation amount is large. This is because, in the case of a pedestrian, the reflection intensity at each reflection point and the position of each reflection point vary greatly depending on the pedestrian's body shape, posture, clothing, pedestrian breathing, and the like. Since the peak amplitude fluctuation threshold G and the peak position fluctuation threshold J are determined as shown in FIGS. 6 and 7 based on the difference between the characteristics of the pedestrian and the vehicle, This makes it possible to accurately discriminate between vehicles.

[ステップS5〜S7]
次に、歩行者判定手段18gにおいて、ピーク数フラグ、ピーク振幅フラグ、ピーク位置フラグの3つのフラグについて、すべてがオンであるか否かを判定する(ステップS5)。3つのフラグすべてがオンである場合には、目標物が歩行者であると判定する(ステップS6)。1つでもフラグがオフであれば、目標物は歩行者でないと判定する(ステップS7)。
[Steps S5 to S7]
Next, the pedestrian determination means 18g determines whether or not all of the three flags, the peak number flag, peak amplitude flag, and peak position flag, are on (step S5). If all three flags are on, it is determined that the target is a pedestrian (step S6). If even one flag is off, it is determined that the target is not a pedestrian (step S7).

以上の歩行者判定を各グループごとに行い、各グループに対応する各目標物が歩行者であるか否かを判定する。なお、歩行者判定はすべてのグループに対して行ってもよいが、特定のグループに対してのみを行ってもよい。たとえば歩行者でないことが明らかなグループについては歩行者判定を行わずに省略してもよい。   The above pedestrian determination is performed for each group, and it is determined whether each target corresponding to each group is a pedestrian. In addition, although pedestrian determination may be performed with respect to all groups, you may perform only with respect to a specific group. For example, a group that is clearly not a pedestrian may be omitted without performing pedestrian determination.

このような方法によって高精度に歩行者判定が可能となる理由について説明する。   The reason why pedestrian determination can be performed with high accuracy by such a method will be described.

目標物が歩行者である場合、レーダ装置1からの電磁波の反射点は歩行者の呼吸などのわずかな動きにより変化し、また反射電力が弱くなったり強くなったりする。そのため、受信信号の振幅は経時的に大きく変動し、歩行者からのピーク数も変動する。したがって、ピーク数変動量が所定の値を超えている場合は、その目標物が歩行者である可能性が高い。   When the target is a pedestrian, the reflection point of the electromagnetic wave from the radar device 1 changes due to slight movement such as breathing of the pedestrian, and the reflected power becomes weaker or stronger. Therefore, the amplitude of the received signal varies greatly with time, and the number of peaks from pedestrians also varies. Therefore, when the peak number fluctuation amount exceeds a predetermined value, there is a high possibility that the target is a pedestrian.

また、第2スペクトルは、分解能を低くすることにより1つの目標物に対して1つのピークが対応するようにしたものである。つまり、そのピークはある目標物の複数の反射点からの受信信号を合成したものである。歩行者の呼吸によるわずかな動きであっても、反射点が変化したり、反射強度が変化したりするため、歩行者により反射された信号の位相や振幅はばらつきがあり、それらの合成信号の振幅も頻繁に変動する。したがって、ピーク振幅変動量が所定の値を超えている場合は、その目標物が歩行者である可能性が高い。   The second spectrum is such that one peak corresponds to one target by lowering the resolution. That is, the peak is a combination of received signals from a plurality of reflection points of a target. Even if there is a slight movement due to the pedestrian's breathing, the reflection point changes or the reflection intensity changes, so the phase and amplitude of the signal reflected by the pedestrian varies, and the composite signal of these signals The amplitude also varies frequently. Therefore, when the peak amplitude fluctuation amount exceeds a predetermined value, there is a high possibility that the target is a pedestrian.

また、同様に、歩行者の呼吸による反射点の変化や反射強度の変化により、第2スペクトルのピーク位置も変動しやすい。したがって、第2スペクトルのピーク位置変動量が所定の値を超えている場合は、その目標物が歩行者である可能性が高い。   Similarly, the peak position of the second spectrum is likely to fluctuate due to a change in reflection point or a change in reflection intensity due to pedestrian breathing. Therefore, when the peak position fluctuation amount of the second spectrum exceeds a predetermined value, there is a high possibility that the target is a pedestrian.

そこで、これら3つの変動量(ピーク数変動量、ピーク振幅変動量、ピーク位置変動量)を所定回数測定し、3つの変動量のいずれもが所定のしきい値を超えた場合に目標物が歩行者であると判定すれば、高い精度で目標物の歩行者判定を行うことができる。   Therefore, these three fluctuation amounts (peak number fluctuation amount, peak amplitude fluctuation amount, peak position fluctuation amount) are measured a predetermined number of times, and if any of the three fluctuation amounts exceeds a predetermined threshold value, If it is determined that the user is a pedestrian, the target pedestrian can be determined with high accuracy.

以上、実施例1のレーダ装置1によれば、精度よくグルーピングを行うことができるとともに、各グループに対応する目標物が歩行者であるか否かを精度よく判定することができる。   As described above, according to the radar apparatus 1 of the first embodiment, it is possible to perform grouping with high accuracy and to accurately determine whether or not the target corresponding to each group is a pedestrian.

図8は、実施例2のレーダ装置2の構成を示した図である。実施例2のレーダ装置2は、パルス方式により距離の測定をするものである。つまり、パルスの時間遅延から目標物の距離を測定するものである。図8のように、実施例2のレーダ装置2は、実施例1のレーダ装置1において、以下のように構成を変更したものである。   FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration of the radar apparatus 2 according to the second embodiment. The radar apparatus 2 according to the second embodiment measures a distance by a pulse method. That is, the target distance is measured from the time delay of the pulse. As shown in FIG. 8, the radar apparatus 2 according to the second embodiment is obtained by changing the configuration of the radar apparatus 1 according to the first embodiment as follows.

実施例2のレーダ装置2は、実施例1のレーダ装置1における発振器10を発振器20に置き替え、方向性結合器11と送信アンテナ12との間にスイッチ29を設けている。さらにミキサ25A、B、90°移相器28を設け、ローパスフィルタ(LPF)26A〜D、AD変換器27A〜D、コンピュータ28が設けられている。   In the radar apparatus 2 according to the second embodiment, the oscillator 10 in the radar apparatus 1 according to the first embodiment is replaced with an oscillator 20, and a switch 29 is provided between the directional coupler 11 and the transmission antenna 12. Further, mixers 25A and B, a 90 ° phase shifter 28 are provided, low pass filters (LPF) 26A to D, AD converters 27A to 27D, and a computer 28 are provided.

発振器20は、所定の周波数の連続波である信号(送信信号)を発振する。スイッチ29は、方向性結合器11からの信号を所定の間隔で導通・遮断するものである。このスイッチ29によって、発振器20からの信号を、パルス幅τのパルス状に調整する(図9参照)。そして、送信アンテナ12よりパルス状の送信波が送信される。   The oscillator 20 oscillates a signal (transmission signal) that is a continuous wave of a predetermined frequency. The switch 29 conducts / cuts off the signal from the directional coupler 11 at a predetermined interval. The switch 29 adjusts the signal from the oscillator 20 into a pulse shape having a pulse width τ (see FIG. 9). Then, a pulsed transmission wave is transmitted from the transmission antenna 12.

方向性結合器11の結合ポート側は2分配され、一方はミキサ25Aの入力端子、他方は90°移相器28を介してミキサ25Bの入力端子に接続されている。また、受信アンテナ13からの受信信号は2分配されてミキサ25A、Bの入力端子にそれぞれ入力される。ミキサ25Aは、方向性結合器11からの信号と受信アンテナ13からの受信信号を混合して出力する。また、90°移相器28は方向性結合器11からの信号を90°移相し、ミキサ25Bは、90°移相器28からの信号と受信アンテナ13からの受信信号を混合して出力する。   The coupling port side of the directional coupler 11 is divided into two parts, one being connected to the input terminal of the mixer 25A and the other being connected to the input terminal of the mixer 25B via the 90 ° phase shifter 28. The received signal from the receiving antenna 13 is divided into two and input to the input terminals of the mixers 25A and 25B, respectively. The mixer 25A mixes and outputs the signal from the directional coupler 11 and the received signal from the receiving antenna 13. The 90 ° phase shifter 28 shifts the signal from the directional coupler 11 by 90 °, and the mixer 25B mixes and outputs the signal from the 90 ° phase shifter 28 and the reception signal from the receiving antenna 13. To do.

ミキサ25Aの出力側は、ローパスフィルタ26A、Bにそれぞれ接続されており、ミキサ25Aからの出力信号は、ローパスフィルタ26A、Bにそれぞれ通され、ビート信号が取り出される。また、ミキサ25Bの出力側は、ローパスフィルタ26C、Dにそれぞれ接続されており、ミキサ25Bからの出力信号は、ローパスフィルタ26C、Dにそれぞれ通され、ビート信号が取り出される。ビート信号は、送信信号の周波数と受信信号の周波数との差の周波数の信号である。ローパスフィルタ26A、Cはローパスフィルタ16と同様のものであり、これにより所定の帯域の信号が透過されて信号が取り出される。また、ローパスフィルタ26B、Dには、ローパスフィルタ26A、Cよりもカットオフ周波数が低いものを用いる。   The output side of the mixer 25A is connected to the low-pass filters 26A and B, respectively. The output signal from the mixer 25A is passed through the low-pass filters 26A and B, respectively, and the beat signal is extracted. The output side of the mixer 25B is connected to the low-pass filters 26C and D, respectively. The output signal from the mixer 25B is passed through the low-pass filters 26C and D, respectively, and the beat signal is extracted. The beat signal is a signal having a frequency that is the difference between the frequency of the transmission signal and the frequency of the reception signal. The low-pass filters 26A and C are the same as the low-pass filter 16, whereby a signal in a predetermined band is transmitted and a signal is extracted. In addition, low-pass filters 26B and D having a lower cutoff frequency than the low-pass filters 26A and C are used.

なお、ローパスフィルタ26B、Dのカットオフ周波数については、レーダ装置の構成、測定環境、目標物の種類などによって適切な値に設定する。また、測定環境などの変化に合わせて適宜カットオフ周波数を可変としてもよい。   Note that the cutoff frequencies of the low-pass filters 26B and D are set to appropriate values depending on the configuration of the radar apparatus, the measurement environment, the type of the target, and the like. Further, the cut-off frequency may be varied as appropriate in accordance with changes in the measurement environment.

ローパスフィルタ26A〜Dの出力側は、それぞれAD変換器27A〜Dを介してコンピュータ28に接続されている。ローパスフィルタ26A〜Dからのビート信号は、AD変換器27A〜Dによってデジタル信号としてサンプリングされ、コンピュータ28に入力される。   Output sides of the low-pass filters 26A to 26D are connected to a computer 28 via AD converters 27A to 27D, respectively. The beat signals from the low-pass filters 26A to 26D are sampled as digital signals by the AD converters 27A to 27D and input to the computer 28.

コンピュータ28は、図8のように、第1スペクトル算出手段28a、第2スペクトル算出手段28b、グループ化部28c、ピーク数変動量算出手段28d、ピーク振幅変動量算出手段28e、ピーク位置変動量算出手段28f、歩行者判定手段18、記憶部18h、を有している。同一符号は実施例1のコンピュータ18と同様の構成部分である。ローパスフィルタ26A、Cからの信号は、第1スペクトル算出手段28aに入力され、ローパスフィルタ26B、Dからの信号は、第2スペクトル算出手段28bに入力される。歩行者判定手段18g、記憶部18hについては実施例1と同様である。   As shown in FIG. 8, the computer 28 includes a first spectrum calculation unit 28a, a second spectrum calculation unit 28b, a grouping unit 28c, a peak number variation calculation unit 28d, a peak amplitude variation calculation unit 28e, and a peak position variation calculation. It has means 28f, pedestrian determination means 18, and storage unit 18h. The same reference numerals are the same as those of the computer 18 of the first embodiment. Signals from the low-pass filters 26A and C are input to the first spectrum calculation unit 28a, and signals from the low-pass filters 26B and D are input to the second spectrum calculation unit 28b. About the pedestrian determination means 18g and the memory | storage part 18h, it is the same as that of Example 1. FIG.

コンピュータ28のハードウェア構成は実施例1のコンピュータ18と同様であり、記憶部18hに記憶されているデジタル信号処理のプログラムに違いがある。   The hardware configuration of the computer 28 is the same as that of the computer 18 of the first embodiment, and there is a difference in the digital signal processing program stored in the storage unit 18h.

なお、ローパスフィルタ26B、Dを設けずに同等の処理をコンピュータ28におけるデジタル信号処理で実現してもよい。ローパスフィルタ26A、Cについても同様である。   Note that equivalent processing may be realized by digital signal processing in the computer 28 without providing the low-pass filters 26B and 26D. The same applies to the low-pass filters 26A and 26C.

実施例2のレーダ装置2は、第1スペクトル算出手段28aにより得られるビート信号の時間波形(第1時間波形)のピーク位置の違いから目標物までの距離を算出し、ビート信号のビート周波数から目標物の相対速度を検出する。ここで、目標物の相対速度が0の場合はビート信号は差周波数が0なので直流成分のみとなってしまう。そこで、2つのミキサ25A、Bと90°移相器28を設けて直交検波を行い、ローパスフィルタ26Aとローパスフィルタ26Cの2つの出力信号の直流成分の振幅値の違いによって、相対速度が0の目標物についても検出が可能となるようにしている。   The radar apparatus 2 according to the second embodiment calculates the distance to the target from the difference in the peak position of the time waveform (first time waveform) of the beat signal obtained by the first spectrum calculating unit 28a, and calculates the beat frequency from the beat frequency of the beat signal. Detect the relative speed of the target. Here, when the relative speed of the target is zero, the beat signal has only a direct current component because the difference frequency is zero. Therefore, two mixers 25A, B and a 90 ° phase shifter 28 are provided to perform quadrature detection, and the relative speed is 0 due to the difference in the amplitude values of the DC components of the two output signals of the low pass filter 26A and the low pass filter 26C. The target can also be detected.

この実施例2のレーダ装置2においても、パルス幅τが小さいと、目標物は複数の反射点を有する場合があり、そのような場合には第1スペクトル算出手段28aにおいて検出される第1時間波形は複数のピークを有する。そこで、実施例2のレーダ装置2では、以下のようにしてグルーピングを行う。   Also in the radar apparatus 2 according to the second embodiment, if the pulse width τ is small, the target may have a plurality of reflection points. In such a case, the first time detected by the first spectrum calculation unit 28a. The waveform has a plurality of peaks. Therefore, the radar apparatus 2 according to the second embodiment performs grouping as follows.

まず、第1スペクトル算出手段28aにて、ローパスフィルタ26A、Cからの信号の時間波形(以下、第1時間波形とする)を検出する。同じく、第2スペクトル算出手段28bにて、ローパスフィルタ26B、Dからの信号の時間波形(以下、第2時間波形)を検出する。ローパスフィルタ26B、Dのカットオフ周波数はローパスフィルタ26A、Cよりも低いため、パルス幅は逆に広がる。   First, the first spectrum calculation means 28a detects the time waveform of the signals from the low-pass filters 26A and 26C (hereinafter referred to as the first time waveform). Similarly, the second spectrum calculation means 28b detects the time waveform of the signals from the low pass filters 26B and 26D (hereinafter referred to as the second time waveform). Since the cut-off frequency of the low-pass filters 26B and 26D is lower than that of the low-pass filters 26A and 26C, the pulse width spreads conversely.

次に、コンピュータ28のグループ化部28cにおいて、第1時間波形と第2時間波形のピークをそれぞれ抽出する。第1時間波形と第2時間波形のピーク位置を比較し、第2時間波形の各ピークについて、そのピークに含まれる第1時間波形のピーク群を1つのグループとしてグルーピングを行う。ピークに含まれるか否かの判定方法は実施例1と同様である。   Next, the grouping unit 28c of the computer 28 extracts the peaks of the first time waveform and the second time waveform, respectively. The peak positions of the first time waveform and the second time waveform are compared, and the peaks of the first time waveform included in the peaks are grouped for each peak of the second time waveform. The method for determining whether or not the peak is included is the same as in the first embodiment.

図10に示した第1、2時間波形の一例を参照に、上記グルーピングを具体的に説明する。図10に示した例では、第2時間波形には2つのピークA、Bが存在している。そして、第1時間波形には7つのピークa〜gが存在している。第2時間波形のピークAは、第1時間波形のピークa〜cを含んでおり、第2時間波形のピークBは、第1時間波形のピークd〜gを含んでいる。そこで、第1時間波形の7つのピークのうち、ピークa〜cを1つのグループにまとめ、ピークd〜gを1つのグループにまとめる。   The grouping will be specifically described with reference to an example of first and second time waveforms shown in FIG. In the example shown in FIG. 10, there are two peaks A and B in the second time waveform. There are seven peaks a to g in the first time waveform. The peak A of the second time waveform includes the peaks a to c of the first time waveform, and the peak B of the second time waveform includes the peaks d to g of the first time waveform. Therefore, among the seven peaks of the first time waveform, the peaks a to c are grouped into one group, and the peaks d to g are grouped into one group.

上記の方法により的確にグルーピングできる理由は、実施例1の場合と同様である。パルス方式での距離測定では、距離分解能はパルス幅により決定され、パルス幅が広いほど距離分解能が低くなる。   The reason why the grouping can be performed accurately by the above method is the same as in the first embodiment. In the distance measurement by the pulse method, the distance resolution is determined by the pulse width, and the distance resolution decreases as the pulse width increases.

ここで、パルスのパルス幅と周波数帯域とは、反比例する関係にある。また、ローパスフィルタ26B、Dの通過帯域は、ローパスフィルタ26A、Cのカットオフ周波数よりも低い。そのため、ローパスフィルタ26B、Dから出力される信号は、ローパスフィルタ26A、Cから出力される信号よりもパルス幅が広くなる。   Here, the pulse width of the pulse and the frequency band are in an inversely proportional relationship. Further, the passbands of the low-pass filters 26B and D are lower than the cutoff frequency of the low-pass filters 26A and C. Therefore, the signals output from the low-pass filters 26B and D have a wider pulse width than the signals output from the low-pass filters 26A and C.

したがって、ローパスフィルタ26B、Dから出力される信号の時間波形は、距離分解能(時間分解能)が、ローパスフィルタ26A、Cから出力される信号よりも低くなっている。その結果、第2時間波形では、目標物の複数の反射点を区別できなくなり、1つの目標物に対して1つのピークが存在する。このことから、第2時間波形のピークに含まれる第1時間波形のピーク群は、ある1つの目標物の複数の反射点に由来すると言うことができ、上記方法によってグルーピングを行うことができる。   Accordingly, the time waveform of the signals output from the low-pass filters 26B and D has a lower distance resolution (time resolution) than the signals output from the low-pass filters 26A and C. As a result, in the second time waveform, a plurality of reflection points of the target cannot be distinguished, and one peak exists for one target. From this, it can be said that the peak group of the first time waveform included in the peak of the second time waveform is derived from a plurality of reflection points of a certain target, and grouping can be performed by the above method.

前回取得した受信信号から得られるグループと、今回取得した受信信号から得られるグループとの対応づけは、次のようにして行う。相対速度が0の目標物については、ローパスフィルタ26A、Bからのビート信号と、ローパスフィルタ26C、Dからのビート信号の直流成分を比較し、同じ距離に位置するものを同じ目標物によるグループとして対応づける。相対速度を有する目標物については、相対速度、移動距離を推定して該当するビート周波数、距離に位置するグループを同じ目標物によるグループとして対応づける。   The association between the group obtained from the previously acquired reception signal and the group obtained from the reception signal acquired this time is performed as follows. For a target with a relative speed of 0, the beat signals from the low-pass filters 26A and B and the beat signal from the low-pass filters 26C and D are compared, and those located at the same distance are grouped with the same target. Associate. For a target having a relative speed, the relative speed and the moving distance are estimated, and the group located at the corresponding beat frequency and distance is associated as a group of the same target.

また、実施例2のレーダ装置2における目標物の歩行者判定は、実施例1のレーダ装置1と同様に行うことができる。つまり、コンピュータ28のグループ化部28cによって目標物ごとにグルーピングされた第1時間波形の複数のピークについて、図5のフローチャートにしたがってコンピュータ28のピーク数変動量算出手段28d、ピーク振幅変動量算出手段28e、ピーク位置変動量算出手段28f、歩行者判定手段18gにおいてデジタル信号処理を行うことで、目標物が歩行者であるか否かの判定を行うことができる。   Further, the pedestrian determination of the target in the radar device 2 of the second embodiment can be performed in the same manner as the radar device 1 of the first embodiment. That is, for a plurality of peaks of the first time waveform grouped for each target by the grouping unit 28c of the computer 28, the peak number variation calculation means 28d and the peak amplitude variation calculation means of the computer 28 according to the flowchart of FIG. It is possible to determine whether or not the target is a pedestrian by performing digital signal processing in 28e, the peak position variation calculation unit 28f, and the pedestrian determination unit 18g.

なお、相対速度が0の目標物も検出対象とするときには、信号の正しい振幅値を得るために、ローパスフィルタ26A、Cとローパスフィルタ26B、Dの双方のビート信号を組み合わせて歩行者判定を行う必要がある。一方、相対速度を有する目標物のみ検出対象とするときは、ローパスフィルタ26A、Bからのビート信号と、ローパスフィルタ26C、Dからのビート信号のうち一方のみを用いて歩行者判定を行ってもよい。   When a target having a relative speed of 0 is also detected, in order to obtain a correct amplitude value of the signal, pedestrian determination is performed by combining beat signals of both the low-pass filters 26A and C and the low-pass filters 26B and D. There is a need. On the other hand, when only a target having a relative speed is to be detected, the pedestrian determination may be performed using only one of the beat signals from the low-pass filters 26A and 26B and the beat signals from the low-pass filters 26C and 26D. Good.

以上、実施例2のレーダ装置2もまた、実施例1のレーダ装置1と同様に、精度よくグルーピングを行うことができるとともに、目標物の歩行者判定を精度よく行うことができる。   As described above, the radar apparatus 2 according to the second embodiment can also perform grouping with high accuracy and perform pedestrian determination with respect to the target with high accuracy, similarly to the radar apparatus 1 according to the first embodiment.

なお、測距方式として、実施例1ではFM−CW方式、実施例2ではパルス方式を用いているが、本発明は他の測距方式にも適用することができる。たとえば2周波CW方式、多周波CW方式、パルス圧縮方式など、従来知られている方式にも本発明を適用して歩行者の判定を精度よく行うことができる。本発明における第1、2スペクトルは距離に関するパラメータの強度分布であればよく、測距方式によるものである。たとえば、パルス方式では時間、FMCW方式では周波数である。   As the ranging method, the FM-CW method is used in the first embodiment and the pulse method is used in the second embodiment. However, the present invention can also be applied to other ranging methods. For example, the present invention can be applied to a conventionally known method such as a two-frequency CW method, a multi-frequency CW method, a pulse compression method, and the like, so that a pedestrian can be accurately determined. The first and second spectra in the present invention may be intensity distributions of parameters related to distance, and are based on a distance measuring method. For example, time is used in the pulse system, and frequency is used in the FMCW system.

また、実施例1、2のレーダ装置は、目標物の距離や速度、方位を測定するものであったが、本発明のレーダ装置はそれらの測定は必ずしも必要ではなく、目標物の歩行者判定のみを行うものであってもよい。   In addition, the radar apparatus according to the first and second embodiments measures the distance, speed, and direction of the target. However, the radar apparatus according to the present invention does not necessarily require the measurement, and the pedestrian determination of the target is performed. You may only do.

本発明のレーダ装置は、たとえば車載レーダとして用いることができる。   The radar apparatus of the present invention can be used as an on-vehicle radar, for example.

1、2:レーダ装置
10、20:発振器
11:方向性結合器
12:送信アンテナ
13:受信アンテナ
15:ミキサ
16、26A〜D:ローパスフィルタ
17、27A〜D:AD変換器
18、28:コンピュータ
18a、28a:第1スペクトル算出手段
18b、28b:第2スペクトル算出手段
18c、28c:グループ化部
18d、28d:ピーク数変動量算出手段
18e、28e:ピーク振幅変動量算出手段
18f、28f:ピーク位置変動量算出手段
18g:歩行者判定手段
18h:記憶部
28:90°移相器
29:スイッチ
100:CPU
101:メモリ
102:ストレージ
103:入出力装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2: Radar apparatus 10, 20: Oscillator 11: Directional coupler 12: Transmission antenna 13: Reception antenna 15: Mixer 16, 26A-D: Low pass filter 17, 27A-D: AD converter 18, 28: Computer 18a, 28a: First spectrum calculation means 18b, 28b: Second spectrum calculation means 18c, 28c: Grouping units 18d, 28d: Peak number fluctuation amount calculation means 18e, 28e: Peak amplitude fluctuation amount calculation means 18f, 28f: Peak Position variation calculation means 18g: Pedestrian determination means 18h: Storage unit 28: 90 ° phase shifter 29: Switch 100: CPU
101: Memory 102: Storage 103: Input / output device

Claims (4)

目標物に対して送信波を送信し、その目標物によって反射された受信波を受信するレーダ装置において、
前記受信波を用いて、距離の測定に用いる物理量の関数である第1スペクトルを算出する第1スペクトル算出手段と、
前記第1スペクトル算出手段で用いた前記受信波の周波数帯域の一部を用いて、距離の測定に用いる物理量の関数である第2スペクトルを算出する第2スペクトル算出手段と、
前記第2スペクトルの各ピークにおいて、その各ピークに含まれる位置の前記第1スペクトルのピーク群を、同一の目標物からのものとしてグルーピングするグループ化部と、
各グループごとに、前記第1スペクトルのピーク群のピーク数の変動量であるピーク数変動量を算出するピーク数変動量算出手段と、
各グループごとに、前記第2スペクトルのピークの振幅の変動量であるピーク振幅変動量を算出するピーク振幅変動量算出手段と、
各グループごとに、前記第2スペクトルのピークの位置の変動量であるピーク位置変動量を算出するピーク位置変動量算出手段と、
前記ピーク数変動量、前記ピーク振幅変動量、および前記ピーク位置変動量を所定回数分記憶する記憶部と、
あるグループについて、所定回数分の前記ピーク数変動量のうち、少なくとも1回は、所定の値であるピーク数変動量しきい値を超えていて、かつ、前記所定回数分のピーク振幅変動量のうち、少なくとも1回は、所定の値であるピーク振幅変動量しきい値を超えていて、かつ、前記所定回数分のピーク位置変動量のうち、少なくとも1回は、所定の値であるピーク位置変動量しきい値を超えている場合に、そのグループに対応する目標物が歩行者であると判定する歩行者判定手段と、
を有することを特徴とするレーダ装置。
In a radar apparatus that transmits a transmission wave to a target and receives a reception wave reflected by the target,
First spectrum calculation means for calculating a first spectrum that is a function of a physical quantity used for distance measurement using the received wave;
Second spectrum calculating means for calculating a second spectrum that is a function of a physical quantity used for distance measurement using a part of the frequency band of the received wave used in the first spectrum calculating means;
In each peak of the second spectrum, a grouping unit that groups the peak group of the first spectrum at a position included in each peak as from the same target,
For each group, a peak number fluctuation amount calculating means for calculating a peak number fluctuation amount that is a fluctuation amount of the peak number of the peak group of the first spectrum,
For each group, a peak amplitude fluctuation amount calculating means for calculating a peak amplitude fluctuation amount that is a fluctuation amount of the peak amplitude of the second spectrum;
For each group, a peak position fluctuation amount calculating means for calculating a peak position fluctuation amount that is a fluctuation amount of the peak position of the second spectrum;
A storage unit for storing the peak number variation, the peak amplitude variation, and the peak position variation for a predetermined number of times;
For a certain group, at least one of the peak number fluctuation amounts for a predetermined number of times exceeds a peak number fluctuation amount threshold value which is a predetermined value, and the peak amplitude fluctuation amount for the predetermined number of times. Among them, at least once, a peak amplitude fluctuation amount threshold value that is a predetermined value is exceeded, and at least one of the predetermined number of peak position fluctuation amounts is a predetermined value. Pedestrian determination means for determining that the target corresponding to the group is a pedestrian when the variation amount threshold is exceeded;
A radar apparatus comprising:
前記ピーク数変動量は、前回取得したピーク数と、今回取得したピーク数との差の絶対値であり、
前記ピーク振幅変動量は、前回取得したピークの振幅値と、今回取得したピークの振幅値との差の絶対値であり、
前記ピーク位置変動量は、前回取得したピーク位置と、今回取得したピーク位置との差の絶対値である、
ことを特徴とする請求項1に記載のレーダ装置。
The peak number fluctuation amount is an absolute value of a difference between the peak number acquired last time and the peak number acquired this time,
The peak amplitude fluctuation amount is an absolute value of a difference between the amplitude value of the peak acquired last time and the amplitude value of the peak acquired this time,
The peak position fluctuation amount is an absolute value of a difference between the peak position acquired last time and the peak position acquired this time.
The radar apparatus according to claim 1.
前記レーダ装置は、FM−CW方式であり、
前記第1スペクトル算出手段は、前記送信波と前記受信波との差周波数を有したビート信号を生成し、そのビート信号の周波数スペクトルを第1スペクトルとして算出する手段であり、
前記第2スペクトル算出手段は、前記送信波と前記受信波との差周波数を有したビート信号を生成し、そのビート信号の時間波形の連続した所定区間を抜き出し、その抜き出したビート信号の周波数スペクトルを第2スペクトルとして算出する手段である、
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。
The radar apparatus is an FM-CW system,
The first spectrum calculation means is a means for generating a beat signal having a difference frequency between the transmission wave and the reception wave, and calculating a frequency spectrum of the beat signal as a first spectrum,
The second spectrum calculation unit generates a beat signal having a difference frequency between the transmission wave and the reception wave, extracts a predetermined continuous section of the time waveform of the beat signal, and extracts the frequency spectrum of the extracted beat signal. Is a means for calculating as a second spectrum,
The radar apparatus according to claim 1 or 2, wherein
前記レーダ装置は、パルス方式であり、
前記第1スペクトル算出手段は、前記受信波の時間波形を第1スペクトルとして検出する手段であり、
前記第2スペクトル算出手段は、所定の周波数帯域のフィルタに前記受信波を通し、その透過した前記受信波の時間波形を第2スペクトルとして検出する手段である、
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。
The radar device is a pulse system,
The first spectrum calculating means is means for detecting a time waveform of the received wave as a first spectrum,
The second spectrum calculating means is means for passing the received wave through a filter of a predetermined frequency band and detecting a time waveform of the transmitted received wave as a second spectrum.
The radar apparatus according to claim 1 or 2, wherein
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