JP2019120613A - Rader system, method of controlling rader system, and program - Google Patents
Rader system, method of controlling rader system, and program Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019120613A JP2019120613A JP2018001379A JP2018001379A JP2019120613A JP 2019120613 A JP2019120613 A JP 2019120613A JP 2018001379 A JP2018001379 A JP 2018001379A JP 2018001379 A JP2018001379 A JP 2018001379A JP 2019120613 A JP2019120613 A JP 2019120613A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- code
- correlation value
- signal
- radar apparatus
- transmission
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、レーダ装置、レーダ装置の制御方法、およびプログラムに関する。 The present invention relates to a radar device, a control method of the radar device, and a program.
レーダ装置は、電波(送信信号)を送信し、物体に反射した電波(受信信号)を受信することで、物体の検出および位置の測定を行う装置である。レーダ装置において、レーダ装置の性能や特性を決める一つの要素に、送信信号の変調方式が挙げられる。例えば、送信信号の変調方式のうち、パルス圧縮方式では、送信符号を用いて生成される送信信号を送信し、物体に反射して戻った受信信号と送信符号間との相関値から得られる物体検出信号から、物体の検出およびの位置の測定を行なうことができる。このパルス圧縮方式によれば、送信符号との相関が低い外部電波による干渉を回避することが可能となる。 The radar apparatus is an apparatus that transmits an electric wave (transmission signal) and receives an electric wave (reception signal) reflected by the object to perform detection of the object and measurement of the position. In the radar apparatus, one of the factors determining the performance and characteristics of the radar apparatus is the modulation method of the transmission signal. For example, in the pulse compression method among the modulation methods of the transmission signal, the transmission signal generated using the transmission code is transmitted, and an object obtained from the correlation value between the reception signal reflected back to the object and the transmission code From the detection signal, it is possible to detect an object and measure its position. According to this pulse compression method, it is possible to avoid interference due to external radio waves having a low correlation with the transmission code.
しかしながら、送信符号として距離サイドローブ(自己相関関数において物体の位置に対応する位置以外に現れる信号)が生じる符号を利用する場合、物体の検出に失敗する可能性がある。すなわち、このような符号を利用する場合、反射強度の小さい物体が反射強度の大きい物体の付近に存在している時に、前者の物体による物体検出信号が、後者の物体による物体検出信号の距離サイドローブに埋もれてしまう可能性がある。 However, when using a code in which a distance sidelobe (a signal appearing other than the position corresponding to the position of the object in the autocorrelation function) is used as the transmission code, detection of the object may fail. That is, when such a code is used, the object detection signal by the former object is the distance side of the object detection signal by the latter object when the object with small reflection intensity exists in the vicinity of the object with large reflection intensity. It may be buried in the robe.
そこで、相補符号と呼ばれる、複数の符号から構成される符号が、距離サイドローブを回避する送信符号としてしばしば用いられている。例えば、符号Aと符号Bからなる相補符号について、符号Aと符号Bのi番目の要素をそれぞれAi、Biと表す。このとき、A、Bそれぞれの時刻tにおける自己相関値RAA(t)とRBB(t)は、以下のように表される。
この2つの自己相関値のそれぞれは、距離サイドローブを有するが、これらの相関値の和(物体検出信号)を求めると以下の特性を示す。
例として、相補符号A=(1、−1、−1、−1)と相補符号B=(1、1、−1、1)の場合、自己相関値RAAとRBBは、以下のように表される。
一方、自己相関値RAAとRBBとの和を求めると、
また、既知の相補符号をもとに、より要素数の多い相補符号を得ることもできる。例えば、相補符号を構成する符号Aと符号Bを用いて、相補符号Cと相補符号Dを以下の式から求めることができる。
このように、相補符号は、複数の符号から構成され、当該符号間の相互相関値が0でないという性質を有する。そのため、相補符号を構成する符号Aと符号Bを送信符号として用いる場合、符号Aと符号Bを送信信号として一定の間隔を設けて送信し、物体に反射したそれぞれの送信信号を受信信号として時分割に受信する必要がある。このような時分割での送受信では、検出対象の物体が移動する場合に課題が生じる。すなわち、当該物体が移動している場合は、送信信号がドップラーシフトを受けてしまうために、符号ごとの受信信号に位相差が生じてしまい、結果として、相関値の和(物体検出信号)に距離サイドローブが発生してしまう。 Thus, the complementary code is composed of a plurality of codes, and has the property that the cross correlation value between the codes is not zero. Therefore, when using code A and code B that make up a complementary code as a transmission code, transmit code A and code B as transmission signals with a fixed interval, and transmit each transmission signal reflected by an object as a reception signal. Need to receive in split. Such time division transmission / reception causes a problem when an object to be detected moves. In other words, when the object is moving, the transmission signal is subject to Doppler shift, which causes a phase difference in the reception signal for each code, and as a result, the sum of correlation values (object detection signal) A distance side lobe will occur.
距離サイドローブの発生を具体的に説明する。検出対象の物体の移動速度をv、符号送信周期をTPRI、送信電波波長λとすると、位相差(位相変化量)αは、
検出対象の物体の移動に伴う距離サイドローブの発生を抑制する方法として、いくつかの方法が提案されている。例えば、受信信号を時系列で取得し、当該物体からの反射信号の位相時間変化からドップラーシフトを算出し補正する方法や、相補符号の適切な順序決定や符号内ビット列順序反転操作などによりドップラーシフトの影響を抑制する方法(非特許文献1)がある。 Several methods have been proposed as methods of suppressing the occurrence of distance side lobes accompanying movement of an object to be detected. For example, Doppler shift is obtained by acquiring received signals in time series, calculating the Doppler shift from phase time change of the reflected signal from the object, and correcting it, or determining the appropriate order of complementary code, in-code bit string reordering operation, etc. There is a method (Non-patent document 1) to suppress the influence of
以上述べた従来技術において、ドップラーシフトの補正処理を行う場合はドップラーシフト算出やその補正のために演算処理量が増え、計算機の性能が要求される。また、適切な符号列を決定する方法により距離サイドローブ減衰量を大きくしたい場合は、より多くの符号を適切な順序で送受信することが必要となるため、測定時間増大、処理時間増大などの課題がある。 In the prior art described above, when performing the Doppler shift correction processing, the amount of operation processing increases for the Doppler shift calculation and the correction thereof, and the computer performance is required. In addition, when it is desired to increase the distance sidelobe attenuation amount by a method of determining an appropriate code string, it is necessary to transmit and receive more codes in an appropriate order, so problems such as increase in measurement time and processing time are required. There is.
本発明は上述の事情に鑑みてなされたもので、物体を検出するための信号に対してドップラーシフトによって生じる距離サイドローブを、複雑な構成や演算を要せず除去することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to remove a distance side lobe generated by a Doppler shift with respect to a signal for detecting an object without requiring a complicated configuration or calculation.
上記目的を達成するための一手段として、本発明のレーダ装置は以下の構成を有する。すなわち、相補符号を構成する、第1の符号と第2の符号とを生成する第1の生成手段と、前記第1の符号と前記第2の符号それぞれに対して変調を行った後に合成することにより生成された送信信号を送信する送信手段と、対象物に反射した前記送信信号を、受信信号として受信する受信手段と、前記受信信号と前記第1の符号との相関値を示す第1の相関値と、前記受信信号と前記第2の符号に基づく符号との相関値を示す第2の相関値を算出する算出手段と、前記算出手段により算出された前記第1の相関値と前記第2の相関値とに基づいて、前記対象物の検出処理を行う検出手段と、を有する。 As one means for achieving the above object, the radar device of the present invention has the following configuration. That is, first generation means for generating a first code and a second code, which constitute a complementary code, and combining after modulation for each of the first code and the second code Transmitting means for transmitting a transmission signal generated thereby, receiving means for receiving the transmission signal reflected from the object as a reception signal, and a first value indicating a correlation value between the reception signal and the first code. Calculating means for calculating a second correlation value indicating a correlation value of the correlation value between the received signal and the code based on the second code; and the first correlation value calculated by the calculating means And detection means for detecting the object based on the second correlation value.
本発明によれば、物体を検出するための信号に対してドップラーシフトによって生じる距離サイドローブを、複雑な構成や演算を要せず除去することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to remove distance side lobes generated by Doppler shift with respect to a signal for detecting an object without requiring complicated configuration or calculation.
以下、添付の図面を参照して、本発明をその実施形態の一例に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態において示す構成は一例に過ぎず、本発明は図示された構成に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail based on an example of the embodiment with reference to the attached drawings. In addition, the structure shown in the following embodiment is only an example, and this invention is not limited to the illustrated structure.
(第1の実施形態)
[レーダ装置の構成]
図1に、第1の実施形態のレーダ装置101の構成を示す。レーダ装置101は、概略的には、送信部1021、受信部1022、解析部1023、制御部1024、および出力部1025から構成される。
First Embodiment
[Configuration of radar device]
FIG. 1 shows the configuration of the
送信部1021は、送信符号の生成、変調および送信を行う。送信部1021では、符号生成部103、DA変換部104、変調部105が、それぞれ対となって構成される。まず、符号生成部103は、相補符号を構成する2つの符号(符号Aと符号B)を一定の時間間隔(以下、符号送信周期)で交互に生成する。DA(デジタル−アナログ)変換部104は、符号生成部103により生成された符号をアナログ信号に変換する。変調部105は、局所発振器109から位相シフタ110を介して出力される2つの信号を利用して、DA変換部104により得られたアナログ信号を変調する。加算部106は、変調部105により得られた2つの信号を合成して和信号を生成する。送信RF部107は、加算部106により得られた和信号に対して強度調節や不要周波数帯信号フィルタリングを行い、送信アンテナ108は、送信RF部107により得られた信号を電波として出力(送信)する。送信アンテナ108から出力された電波(送信信号)は、検出対象の物体である対象物100に照射される。なお、送信アンテナ108は、図1では単一のアンテナとして描かれているが、フェーズドアレイアンテナなどのアレイアンテナでも良く、その他には、全方向アンテナ、ホーンアンテナ、レンズアンテナなど様々な形態が想定される。
The
受信部1022は、送信部1021から送信された信号の受信処理を行う。受信部1022では、復調部113、AD変換部114が、それぞれ対となって構成される。まず、受信RF部112は、受信アンテナ111を介して、送信アンテナ108から出力されて対象物100で反射された電波を受信信号として受信する。復調部113は、変調部105で変調用搬送波として用いられた信号と同じ信号を用いて(すなわち、互いに位相が90度異なる2つの信号を用いて)、受信信号を復調し、IQ復調信号を得る。AD (アナログ−デジタル)変換部114は、復調部113により得られたIQ復調信号をAD変換することでサンプリング時間間隔ごとにデジタルIQ信号へと変換する。
The
解析部1023は、受信部1022により得られた信号を用いて、対象物100の検出処理(対象物100の検出および対象物100の位置の測定等)を行う。解析部1023では、相関値算出部115が対となって構成され、符号送信周期毎に、AD変換部114により生成されたデジタルIQ信号と、符号生成部103により生成された2つの相補符号との相関値をそれぞれ計算する。合成処理部116と速度算出部117と平均化部118は、対象物100の検出処理を担う。合成処理部116は、物体検出信号(対象物の検出および/または対象物の位置の測定を行なうための信号)として、相関値算出部115により得られた2つの相関値の差分値(Xsub)を計算する。速度算出部117は、合成処理部116により得られた差分値の要素(Xsub(n、j)(nは符号信号周期のインデックス、jは要素の順番のインデックス))を用いて、対象物100の速度スペクトル(F(f、j))を計算する。平均化部118は、速度算出部117により計算された速度スペクトルを積算して、平均速度を算出する。結果処理部119は、ユーザに結果として提示するため結果データを生成する。また、結果処理部119は合成処理部116により得られた物体検出信号(差分値)に基づいて、レーダ装置101と対象物100との距離を測定する。また、結果処理部119は生成した結果データを、出力部1025を介してユーザに提示するための制御を行う。
The
制御部1024は、レーダ装置101内の各種制御を担う。出力部1025は、レーダ装置101内で生成された各種データの出力(表示等を含む)を行う。
The
[第1の実施形態におけるレーダ装置101の具体的な動作]
続いて、本実施形態におけるレーダ装置101の具体的な動作について説明する。まず、符号生成部103は、相補符号を構成する2つの符号(符号Aと符号B)を、符号送信周期TPRIで交互に繰り返し生成する。また、符号Aと符号Bそれぞれの要素数をncとする。符号生成部103により生成された符号Aと符号Bは、DA変換部104によりアナログ信号に変換され、変調部105により局所発振器109から出力される信号を変調用搬送波として用いて変調される。2つの変調部105に入力される信号の位相は90度異なっている。これは、局所発振器109から出力される2つの信号の一方が、位相シフタ110により90度位相を変えることにより実現される。
[Specific Operation of
Subsequently, specific operations of the
変調部105から出力された2つの信号は、加算部106により加算されて和信号として出力される。和信号は、送信RF部107において適切な形で強度調節や不要周波数帯信号フィルタリングが行われ、送信アンテナ108に送られる。送信アンテナ108は、送信RF部により得られた信号を電波として出力する。送信アンテナ108から出力された電波は、対象物100に照射され、受信アンテナ111で受信される。
The two signals output from the
受信RF部112を介して信号を受信した復調部113は、変調部105で変調用搬送波として用いられた信号と同じ信号を用いて、受信信号を復調し、IQ復調信号を得る。AD変換部114は、IQ復調信号をAD変換することでサンプリング時間間隔tsごとにデジタルIQ信号へと変換する。相関値算出部115は、符号送信周期毎に、AD変換部114により生成されたデジタルIQ信号と、符号生成部103により生成された2つの符号(符号Aと符号B)との相関値をそれぞれ計算する。
ここで、図2を参照して、符号Aの時間的性質を説明する。説明のため、符号Aについて述べるが、符号Bについても同様である。図2は、符号送信タイミングを説明する図である。図2において、符号Aを構成する1つの要素に割り当てられる時間をビット継続時間tbitと表す(図2の上段参照)。ビット継続時間tbitは、サンプリング時間間隔tsの自然数倍である。符号Aの要素数はncであるから、符号Aの時間的長さは、tbit×ncとなる(図2の中段参照)。tbit×ncの時間的長さを有する符号Aは、符号送信周期TPRI間の間隔を有して生成/送信される(図2の下段参照)。 Here, with reference to FIG. 2, the temporal property of the code A will be described. Although the code A is described for the purpose of explanation, the same applies to the code B. FIG. 2 is a diagram for explaining code transmission timing. In FIG. 2, a time allocated to one element constituting the code A is represented as a bit duration t bit (see the upper part of FIG. 2). The bit duration t bit is a natural number multiple of the sampling time interval t s . Since the number of elements of the code A is n c , the time length of the code A is t bit × n c (see the middle part of FIG. 2). A code A having a time length of t bit × n c is generated / sent with an interval between code transmission cycles T PRI (see the lower part of FIG. 2).
続いて、相関値算出部115の処理を具体的に説明する。符号生成部103により生成された符号Aと符号Bのうち、符号Bの各要素に虚数単位i(i2=−1)を乗算した配列を符号B’( =iB)とする。AD変換部114により生成されたデジタルIQ信号について、n番目の符号送信周期においてk番目に得られたI信号成分とQ信号成分を、それぞれSI(n、k)とSQ(n、k)と表す。そして、複素平面上において、I信号成分(SI(n、k))を実軸に、Q信号成分(SQ(n、k))を虚軸に割り当てると、複素系列SI(n、k)+iSQ(n、k)が得られる。相関値算出部115は、この複素系列と符号A,符号B’のそれぞれとの、要素kdにおける相関値(相関値XA(n、kd)と相関値XB(n、kd))を以下のように計算する。なお、符号Aと符号Bの実時間信号を、それぞれA(t)とB(t)(0≦t≦tbit×nc)と表す。
2つの相関値(相関値XA(n、kd)と相関値XB(n、kd))は、合成処理部116に送られる。合成処理部116は、相関値XA(n、kd)と相関値XB(n、kd)との差分値Xsub(n、kd)を計算する。
The two correlation values (correlation value X A (n, k d ) and correlation value X B (n, k d )) are sent to the
このような処理により、レーダ装置101が適切な自己相関値を得ることができることは、以下のようにして説明できる。受信信号を復調して得られる信号は、複素数を用いると、A+iBと表される。本来は、さらに対象物100の反射断面積や位置によって定まる強度や位相因子を乗算したものとなるが、特段の影響はないため、本説明では省略する。A+iBと符号AおよびB’(=iB)との相関値を求めると、
このように、本実施形態では、2つの符号Aと符号Bとを同時に送受信しているため、受信信号が対象物100の移動の影響を受けないことが分かる。また、上記の計算はすべて線形であるため、複数の対象物の検出および距離の測定に対しても有効である。
As described above, in the present embodiment, since two codes A and B are simultaneously transmitted and received, it can be understood that the received signal is not affected by the movement of the
合成処理部116は、計算して求めた差分値Xsubを、速度算出部117に送信する。差分値Xsubの位相は、対象物100の移動に伴うレーダ装置101と対象物間の距離の変化によって変化する。対象物100が等速度運動していると仮定すると、差分値Xsubの位相は、等速度で変化する。そのため、高速フーリエ変換(FFT:Fast Fourier Transform)による周波数解析により、対象物100の速度のレーダ装置101と対象物100を通る直線方向成分を求めることができる。
The combining
差分値Xsubの、n番目の符号送信周期におけるj番目の要素をXsub(n、j)と表す場合、要素Xsub(n+1、j)は、要素(n、j)を得てから符号送信周期TPRI後に得られる。対象物100が移動している場合は、要素Xsub(n、j)と要素Xsub(n+1、j)は、符号送信周期TPRI間で起こる、対象物100の動きに伴う位相差を有する。そこで、速度算出部117は、下式のように、Xsub(n、j)(n=1、2、…、N)に対してFFTを行って、速度スペクトルF(f、j)を求める。
差分値Xsubの要素Xsub(n、j)は、n番目の符号送信周期において受信される、対象物100に対する反射信号を含めた全ての受信信号の総和から求められるものである。要素Xsub(n、j)に対して線形計算であるFFTを行うことによって、同じ要素に対する全符号送信周期におけるすべての受信信号の速度スペクトルを求めることができる。
The element X sub (n, j) of the difference value X sub is obtained from the sum of all received signals received in the nth code transmission cycle, including the reflected signal to the
ここで、本実施形態において求めた検出物の移動速度vtと、非特許文献1に開示される従来技術における検出可能な移動速度との比較を行う。本実施形態では、符号送信周期TPRI毎に得られる複数の受信信号からから速度を算出する。一方、従来技術では、複数の相補符号の組を複数回送受信する。例えば、相補符号を構成する符号Aと符号Bについて、各符号の要素を逆順序にした符号を符号A’と符号B’とすると、(A,B,A’,B’)の順序で送信される。つまり、4つの符号を1つの周期とする。FFTを行うデータとして、符号送信周期毎に得られる同じ要素に対しての差分値要素Xsub(n、j)が必要である。そのため、1つの周期中に送信する符号数をnper(従来技術ではnper=4となる)とすると、FFTを行うデータはnper×TPRI毎に得られることになる。FFTの性質上、最大検出速度vmaxは、
速度算出部117は、得られた速度スペクトルF(f、j)を平均化部118に送る。平均化部118は、上記手順を複数回繰り返して同様に得られた速度スペクトルF(f、j)を積算することでSN比を向上させ、平均速度を算出する。平均化部118は、算出した平均速度を結果処理部119に送信する。
The
結果処理部119は、ユーザに結果として提示するため結果データを、信号処理を介して生成する。例えば、送信アンテナ108が、送信ビームを形成するアナログビームフォーミングアンテナで構成される場合を説明する。図3に、送信アンテナ108としてのアナログビームフォーミングアンテナ301の構成を示す。アナログビームフォーミングアンテナ301は、適当なアンテナゲインを有し、電波照射領域の一部に送信電波302を送信する。アナログビームフォーミングアンテナ301は、複数のアンテナ素子から構成され、各アンテナ素子から送信される電波のゲインと位相は、アンテナ素子中の位相シフタ303や増幅器304などの回路によって調節される。この回路の制御はレーダ装置101の制御部1024により行われる。すべてのアンテナ素子からの出力電波は、重なり合い、設定されたゲインと位相によって電波送信方向が定まる。つまり、制御部1024が電力送信角度を設定することができる。制御部1024が電力送信角度を時々刻々と変更して設定することで、電波照射領域中に電波がスキャンされ得る。このような状況で、結果処理部119は、設定された各電波送信角度と、平均化部118により算出された平均速度とを対応付けた結果データを生成することが可能となる。
The
また、例えば、受信アンテナ111が、受信ビームを形成するデジタルビームフォーミングアンテナで構成される場合を説明する。図4に、受信アンテナ111がデジタルビームフォーミングアンテナで構成されるレーダ装置101の構成を示す。デジタルビームフォーミングアンテナは、複数の素子アンテナから構成され、各素子アンテナに対応して、それぞれ複数の、受信RF部112、復調部113、AD変換部114、相関値算出部115、合成処理部116が構成される。各素子アンテナから得られる相補符号の相関値の和をあわせて解析することで、到来電波の角度分布を求めることができる。到来方向推定方法にはビームフォーマー法、CAPON法、MUSIC法、ESPRIT法など様々知られている。
Also, for example, the case where the receiving
図4の例では、合成処理部116により得られた差分値は速度算出部117に送られ、上述のように速度スペクトルが算出される。当該速度スペクトルは更に平均化部118に送られ、平均速度が算出される。更に、当該平均速度は到来方向推定部120に送られ、到来方向推定が行われる。このような状況で、結果処理部119は、解析結果は結果処理部119に送られ、対象物100の移動速度、距離、受信アンテナ111における角度ごとの反射信号強度と位相のマップ等を、結果データとして生成することが可能となる。また、結果処理部119は、使用環境中で検出対象外とみなされる物体反射波の特性を利用した除去処理や、信号をもとに物体の特徴を抽出する機械学習などの物体検出に関わる信号処理など、想定用途に応じた信号処理を行って、結果データを生成しても良い。
In the example of FIG. 4, the difference value obtained by the
このように本実施形態によれば、検出の対象物が移動している時であっても当該対象物からの反射信号に含まれるドップラーシフトの影響を回避した低距離サイドローブな物体検出信号を得ることができる。また、物体の検出に関する計算はすべて線形であるため、複数の検出物体を分離検出する際にも有効である。 As described above, according to the present embodiment, even when an object to be detected is moving, a low-distance sidelobe object detection signal in which the influence of the Doppler shift included in the reflected signal from the object is avoided is used. You can get it. Moreover, since all calculations related to object detection are linear, they are also effective in separating and detecting a plurality of detected objects.
(第2の実施形態)
[レーダ装置の構成]
第2の実施形態として、移動物体が存在するか否かに応じて、生成する送信符号を変更するレーダ装置について説明する。図5(a)に、第2の実施形態のレーダ装置102の構成を示す。第1の実施形態において説明した図1と同じ構成には、同じ参照番号を付し、説明を省略する。図5において、レーダ装置102は、図1の構成に追加して移動判定部502を有し、合成処理部116に替えて合成処理部501を有する。移動判定部502は、速度算出部117から受け取った情報に基づいて、電波照射領域に移動物体が存在するか否か(検出対象の物体が移動しているか否か)を判定する。合成処理部501は、相関値算出部115により得られた相関値に対する合成処理を行う。
Second Embodiment
[Configuration of radar device]
As a second embodiment, a radar apparatus that changes the transmission code to be generated according to whether or not there is a moving object will be described. FIG. 5A shows the configuration of the radar device 102 according to the second embodiment. The same reference numerals as in FIG. 1 described in the first embodiment denote the same parts in FIG. In FIG. 5, the radar apparatus 102 has a
[第2の実施形態におけるレーダ装置102の具体的な動作]
続いて、本実施形態におけるレーダ装置102の具体的な動作について説明する。第1の実施形態において述べた動作と同様な動作については、説明を省略する。
[Specific Operation of Radar Device 102 in Second Embodiment]
Subsequently, the specific operation of the radar device 102 in the present embodiment will be described. The description of the same operations as the operations described in the first embodiment will be omitted.
まず、第1の実施形態と同様に、レーダ装置102は、相補符号を構成する2つの符号から生成された和信号を送信し、対象物100に反射した信号を受信しているものとする。移動判定部502は、速度算出部117から、検出した対象物100の速度情報を受け取る。当該速度情報は、第1の実施形態において説明した手法により得られた相関値の差分値に対するFFT演算結果である速度スペクトルであり、当該速度スペクトルは、位相変化量(ドップラーシフト量)に対応する。位相変化量が大きいほど、(数7)に示したように、時分割して符号を送受信した時の自己相関値の和に発生する距離サイドローブが大きくなる。
First, as in the first embodiment, it is assumed that the radar apparatus 102 transmits a sum signal generated from two codes forming complementary codes and receives a signal reflected by the
本実施形態では、移動判定部502は、メインローブと距離サイドローブとの比について所定の閾値rthを有する。当該閾値rthは、ユーザにより予め設定され得る。移動判定部502は、速度算出部117から受け取った速度スペクトル(位相変化量φd)から、メインローブと距離サイドローブの比rs(φd)を求め、この比rs(φd)が閾値rthを超えるか否かを判定する。比rs(φd)が閾値rthを超える場合、移動判定部502は対象物100が移動している(対象物100は移動物体である)と判定する。なお、移動判定部502は、これ以外の手法で対象物100が移動しているか否かを判定してもよい。
In the present embodiment, the
移動判定部502により対象物100が移動していると判定された場合は、レーダ装置102は、継続して、第1の実施形態と同様の手法で、相補符号を構成する2つの符号を同時に送受信する。合成処理部501は、図1の合成処理部116と同様に機能し、相関値算出部115により得られた相関値の差分値を計算する。
When it is determined by the
一方、移動判定部502により対象物100が移動していない(対象物100は移動物体ではない)と判定された場合は、制御部1024は、図5(b)に示すように、符号生成部103、DA変換部104、変調部105の片方を停止させる。図5(b)は、図5(a)に対して、移動判定部502により移動物体が存在しないと判定された場合に動作が停止するブロックを灰色で塗りつぶした図である。図5(b」のように構成されるレーダ装置102において、符号生成部103は、相補符号を構成する2つの符号を交互に繰り返し生成する。このように生成された符号は、DA変換部104、変調部105、加算部106、送信RF部107を介して送信信号に変換され、時分割で送信アンテナ108から送信される。送信信号は対象物100に反射し、受信アンテナ111で受信され、受信RF部112、復調部113、AD変換部114、相関値算出部115を介して2つの相関値が算出される。続いて、合成処理部501は、2つの相関値の和を計算することで物体検出信号を得ることができる。得られた信号は速度算出部117に送られ、以降は第1の実施形態と同様の信号処理が行われる。なお、移動判定部502により対象物100が移動していないと判定された場合には、合成処理部501から出力された信号は、速度算出部117と平均化部118を通過してもよい。この場合、結果処理部119で、物体検出信号に基づいて、レーダ装置101と対象物100との距離が測定される。
On the other hand, when it is determined by the
このように、本実施形態では、近隣に移動物体が存在する場合には、ドップラーシフトの影響を回避した低距離サイドローブな物体検出信号を得て、移動物体が存在しない場合には、従来の手法で物体検出信号を得る。すなわち、レーダ装置102は、検出対象の物体の動きに応じて物体検出信号を得るための処理を適切に切り換えることができ、結果として処理負荷の軽減につながるという効果がある。 As described above, in the present embodiment, when there is a moving object in the vicinity, a low-range side lobe like object detection signal that avoids the influence of the Doppler shift is obtained, and when there is no moving object, An object detection signal is obtained by a method. That is, the radar apparatus 102 can appropriately switch the process for obtaining the object detection signal according to the movement of the object to be detected, and as a result, the processing load can be reduced.
また、電波規制の観点から、2つの符号を同時に送信する場合は、1つの符号あたりの符号変調信号の最大強度を、2つの符号を時分割送信した時に比べて半分にまで弱くする必要がある。よって移動物体が存在しない場合は適応的に2つの符号を時分割送信することで最大検出距離を伸ばすことが期待できる。 Also, from the viewpoint of radio regulation, when transmitting two codes simultaneously, it is necessary to weaken the maximum strength of the code modulation signal per one code to half of that when time-division transmitting two codes. . Therefore, when there is no moving object, it can be expected to extend the maximum detection distance by time-divisionally transmitting two codes adaptively.
[その他の実施形態]
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
Other Embodiments
The present invention supplies a program that implements one or more functions of the above-described embodiments to a system or apparatus via a network or storage medium, and one or more processors in a computer of the system or apparatus read and execute the program. Can also be realized. It can also be implemented by a circuit (eg, an ASIC) that implements one or more functions.
101 102 レーダ装置、1021 送信部、1222 受信部、1023 解析部、1024 制御部、1025 出力部 101 102 radar apparatus, 1021 transmitting unit, 1222 receiving unit, 1023 analyzing unit, 1024 control unit, 1025 output unit
Claims (18)
前記第1の符号と前記第2の符号それぞれに対して変調を行った後に合成することにより生成された送信信号を送信する送信手段と、
対象物に反射した前記送信信号を、受信信号として受信する受信手段と、
前記受信信号と前記第1の符号との相関値を示す第1の相関値と、前記受信信号と前記第2の符号に基づく符号との相関値を示す第2の相関値を算出する算出手段と、
前記算出手段により算出された前記第1の相関値と前記第2の相関値とに基づいて、前記対象物の検出処理を行う検出手段と、
を有することを特徴とするレーダ装置。 First generation means for generating a first code and a second code that constitute a complementary code;
Transmission means for transmitting a transmission signal generated by combining the first code and the second code after modulation;
Receiving means for receiving the transmission signal reflected by the object as a reception signal;
Calculation means for calculating a second correlation value indicating a correlation value between a first correlation value indicating a correlation value between the received signal and the first code, and a correlation value between the received signal and a code based on the second code When,
Detection means for performing detection processing of the object based on the first correlation value and the second correlation value calculated by the calculation means;
The radar apparatus characterized by having.
レーダ装置。 The radar apparatus according to claim 1, wherein the detection unit performs the process of detecting the object based on a difference value between the first correlation value and the second correlation value.
Radar equipment.
前記算出手段は、前記IQ復調信号のI信号成分を実軸、Q信号成分を虚軸として複素平面上に割り当てることにより複素系列を生成し、前記複素系列と前記第1の符号との相関値を前記第1の相関値として生成し、前記複素系列と前記第2の符号に基づく符号との相関値を前記第2の相関値として算出することを特徴とする請求項3に記載のレーダ装置。 The signal processing apparatus further comprises third generation means for generating an IQ demodulated signal by performing demodulation on the received signal using the signal whose phase is different by 90 degrees,
The calculation means generates a complex sequence by assigning the I signal component of the IQ demodulated signal as a real axis and the Q signal component as an imaginary axis on a complex plane, and the correlation value between the complex sequence and the first code The radar apparatus according to claim 3, wherein the radar apparatus generates the first correlation value and calculates the correlation value between the complex sequence and the code based on the second code as the second correlation value. .
前記判定手段により、前記対象物が移動していないと判定された場合に、
前記送信手段は、前記第1の符号と前記第2の符号それぞれに対して変調を行った後の信号である第1の送信信号と第2の送信信号を時分割で送信し、
前記受信手段は、前記対象物に反射した前記第1の送信信号と前記第2の送信信号を、それぞれ第1の受信信号と第2の受信信号として受信し、
前記算出手段は、前記第1の受信信号と前記第1の符号との相関値を示す第3の相関値と、前記第2の受信信号と前記第2の符号との相関値を示す第4の相関値とを算出し、
前記検出手段は、前記第3の相関値と前記第4の相関値とに基づいて前記検出処理を行うことを特徴とする請求項1から11のいずれか1項に記載のレーダ装置。 The apparatus further comprises determination means for determining whether the object is moving or not.
When it is determined by the determination unit that the object has not moved:
The transmission means transmits, in time division, a first transmission signal and a second transmission signal, which are signals obtained by performing modulation on the first code and the second code, respectively.
The receiving means receives the first transmission signal and the second transmission signal reflected by the object as a first reception signal and a second reception signal, respectively.
The calculation means may include a third correlation value indicating a correlation value between the first received signal and the first code, and a fourth correlation value indicating the correlation value between the second received signal and the second code. Calculate the correlation value of
The radar apparatus according to any one of claims 1 to 11, wherein the detection means performs the detection process based on the third correlation value and the fourth correlation value.
相補符号を構成する、第1の符号と第2の符号とを生成する第1の生成工程と、
前記第1の符号と前記第2の符号それぞれに対して変調を行った後に合成することにより生成された送信信号を送信する送信工程と、
対象物に反射した前記送信信号を、受信信号として受信する受信工程と、
前記受信信号と前記第1の符号との相関値を示す第1の相関値と、前記受信信号と前記第2の符号に基づく符号との相関値を示す第2の相関値を算出する算出工程と、
前記算出工程において算出された前記第1の相関値と前記第2の相関値とに基づいて、前記対象物の検出処理を行う検出工程と、
を有することを特徴とするレーダ装置の制御方法。 A method of controlling a radar device
A first generation step of generating a first code and a second code that constitute a complementary code;
A transmitting step of transmitting a transmission signal generated by combining the first code and the second code after modulation;
Receiving the transmission signal reflected by the object as a reception signal;
Calculating a second correlation value indicating a correlation value between a first correlation value indicating a correlation value between the received signal and the first code and a correlation value between the received signal and a code based on the second code When,
A detection step of performing a detection process of the object based on the first correlation value and the second correlation value calculated in the calculation step;
A control method of a radar device, comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018001379A JP2019120613A (en) | 2018-01-09 | 2018-01-09 | Rader system, method of controlling rader system, and program |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018001379A JP2019120613A (en) | 2018-01-09 | 2018-01-09 | Rader system, method of controlling rader system, and program |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019120613A true JP2019120613A (en) | 2019-07-22 |
Family
ID=67307229
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018001379A Pending JP2019120613A (en) | 2018-01-09 | 2018-01-09 | Rader system, method of controlling rader system, and program |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2019120613A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11435455B2 (en) | 2021-01-14 | 2022-09-06 | Chun Soo Park | Multi-phase correlation vector synthesis ranging method and apparatus |
-
2018
- 2018-01-09 JP JP2018001379A patent/JP2019120613A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11435455B2 (en) | 2021-01-14 | 2022-09-06 | Chun Soo Park | Multi-phase correlation vector synthesis ranging method and apparatus |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6818541B2 (en) | Radar device and positioning method | |
US10613195B2 (en) | Radar apparatus and radar method | |
JP5535024B2 (en) | Radar equipment | |
US9921305B2 (en) | Radar apparatus and object sensing method | |
JP6566396B2 (en) | Radar equipment | |
JP6123974B2 (en) | Radar equipment | |
US10024958B2 (en) | Radar apparatus | |
US10955542B2 (en) | Radar apparatus and direction-of-arrival estimation device | |
JP6148622B2 (en) | Radar equipment | |
JP2021165760A (en) | Radar apparatus and rader method | |
JP2016151425A (en) | Radar system | |
JPWO2014199609A1 (en) | Radar equipment | |
JP7108929B2 (en) | Radar device and target determination method | |
JP3600459B2 (en) | Method and apparatus for estimating direction of arrival of radio wave | |
US20220003835A1 (en) | Radar apparatus and method for determining range side lobe | |
JP2017146273A (en) | Radar system | |
JP2019168255A (en) | Pulse compression radar device and radar signal processing method therefor | |
JP2012181109A (en) | Radar device | |
JP4494233B2 (en) | Arrival time estimation device | |
RU2337373C1 (en) | Method for azimuth resolution of moving targets, method for surveillance pulse radar set operation in azimuth resolution mode for moving targets, and radar system for method implementation | |
JP2020056772A (en) | Radar device, and radar method | |
JP2019120613A (en) | Rader system, method of controlling rader system, and program | |
JP7056212B2 (en) | Direction estimation method and equipment | |
JP6573748B2 (en) | Radar equipment | |
JP2020056589A (en) | Radar device, and radar method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20210103 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210113 |