JP2020030140A - Target detection device and target detection method - Google Patents

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樹 川瀬
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久輝 浅沼
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Abstract

To provide a target detection device and a target detection method capable of obtaining a desired range of a detection speed in a state where speed resolution is made fine.SOLUTION: A target detection device according to an embodiment comprises: a generation unit; and a detection unit. The generation unit performs frequency analysis to a beat signal obtained by mixing a frequency-modulated transmission wave with a reflected wave of a transmission wave due to a target to generate a two-dimensional frequency spectrum having a frequency axis corresponding to the distance and relative speed of the target. The detection unit detects the distance and relative speed of the target on the basis of a peak extracted from the two-dimensional frequency spectrum generated by the generation unit. Also, the detection unit shifts a predetermined speed range associated with the frequency axis corresponding to the relative speed in an upper limit direction or a lower limit direction in accordance with a traveling state of an own vehicle.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、物標検出装置および物標検出方法に関する。   The present invention relates to a target detection device and a target detection method.

従来、物標を検出する物標検出装置として、周波数変調された信号を送信して物標との距離および相対速度を含む物標情報を検出するレーダ装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。かかるレーダ装置は、FCM(Fast Chirp Modulation)方式のレーダ装置とも呼ばれる。   2. Description of the Related Art Conventionally, as a target detection device that detects a target, a radar device that transmits a frequency-modulated signal and detects target information including a distance to the target and a relative speed has been proposed (for example, Patent Document 1). 1). Such a radar device is also called an FCM (Fast Chirp Modulation) type radar device.

特開2016−3873号公報JP-A-2006-3873

しかしながら、上述したレーダ装置では、検知可能な速度範囲である最大検知速度と、速度分解能とはトレードの関係にある。このため、速度分解能を細かくした状態で所望の速度範囲を得ることが課題であった。   However, in the above-described radar apparatus, there is a trade relationship between the maximum detection speed, which is a detectable speed range, and the speed resolution. Therefore, it has been a problem to obtain a desired speed range with the speed resolution being fine.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、速度分解能を細かくした状態で所望の検知速度の範囲を得ることができる物標検出装置および物標検出方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a target detection device and a target detection method capable of obtaining a desired detection speed range in a state where the speed resolution is fine. .

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る物標検出装置は、生成部と、検出部とを備える。前記生成部は、周波数変調された送信波と、物標による当該送信波の反射波とを混合して得られるビート信号に対して周波数解析を行うことで、物標の距離および相対速度に対応した周波数軸を有する2次元周波数スペクトルを生成する。前記検出部は、前記生成部によって生成された前記2次元周波数スペクトルから抽出されたピークに基づいて前記物標の距離および相対速度を検出する。また、前記検出部は、前記相対速度に対応した周波数軸に対応させる所定の速度範囲を、自車両の走行状態に応じて上限方向または下限方向へ移動する。   In order to solve the above-described problem and achieve the object, a target detection device according to the present invention includes a generation unit and a detection unit. The generation unit performs a frequency analysis on a beat signal obtained by mixing a frequency-modulated transmission wave and a reflected wave of the transmission wave by the target to correspond to the distance and relative speed of the target. A two-dimensional frequency spectrum having a frequency axis is generated. The detection unit detects a distance and a relative speed of the target based on a peak extracted from the two-dimensional frequency spectrum generated by the generation unit. Further, the detection unit moves in a predetermined speed range corresponding to a frequency axis corresponding to the relative speed in an upper limit direction or a lower limit direction according to a traveling state of the host vehicle.

本発明によれば、速度分解能を細かくした状態で所望の検知速度の範囲を得ることができる。   According to the present invention, a desired detection speed range can be obtained with the speed resolution being fine.

図1Aは、実施形態に係る物標検出方法の概要を示す図である。FIG. 1A is a diagram illustrating an outline of a target detection method according to the embodiment. 図1Bは、実施形態に係る物標検出方法の概要を示す図である。FIG. 1B is a diagram illustrating an outline of a target detection method according to the embodiment. 図1Cは、実施形態に係る物標検出方法の概要を示す図である。FIG. 1C is a diagram illustrating an outline of the target detection method according to the embodiment. 図2は、レーダ装置のブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of the radar device. 図3は、生成部の処理内容を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating the processing content of the generation unit. 図4は、生成部の処理内容を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating the processing content of the generation unit. 図5は、ピーク抽出部による検知速度範囲のシフト処理を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating the shift processing of the detection speed range by the peak extracting unit. 図6は、ピーク抽出部による検知速度範囲のシフト処理を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a shift process of the detection speed range by the peak extraction unit. 図7は、ピーク抽出部による検知速度範囲のシフト処理を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a shift process of the detection speed range by the peak extraction unit. 図8は、レーダ装置が実行する処理の処理手順を示すフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart illustrating a processing procedure of processing performed by the radar device.

以下、添付図面を参照して、本願の開示する物標検出装置および物標検出方法の実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではない。また、以下では、実施形態に係る物標検出装置であるレーダ装置が物標検出方法を実行する場合について説明する。   Hereinafter, an embodiment of a target detection device and a target detection method disclosed in the present application will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Note that the present invention is not limited by this embodiment. Hereinafter, a case will be described in which a radar device that is the target detection device according to the embodiment executes the target detection method.

まず、図1A〜図1Cを用いて、実施形態に係る物標検出方法の概要について説明する。図1A〜図1Cは、実施形態に係る物標検出方法の概要を示す図である。図1Aでは、レーダ装置1を搭載した自車両MCと、自車両MCに先行する他車両OCとを示している。   First, an outline of a target detection method according to the embodiment will be described with reference to FIGS. 1A to 1C. 1A to 1C are diagrams illustrating an outline of a target detection method according to the embodiment. FIG. 1A shows a host vehicle MC on which the radar device 1 is mounted, and another vehicle OC preceding the host vehicle MC.

図1Aに示すように、実施形態に係るレーダ装置1は、例えば、車両MCの前端部に搭載され、他車両OC等の移動物や、静止物等の物標を検出する。また、図1Aに示すレーダ装置1は、例えば、FCM(Fast Chirp Modulation)方式のレーダ装置である。   As shown in FIG. 1A, a radar device 1 according to the embodiment is mounted, for example, on a front end of a vehicle MC, and detects a moving object such as another vehicle OC and a target such as a stationary object. The radar device 1 shown in FIG. 1A is, for example, a FCM (Fast Chirp Modulation) type radar device.

FCM方式とは、周波数が連続的に変化する複数のチャープ波Ch1〜Chn(図1B参照)が繰り返される送信波を出力して検出範囲内に存在する各物標との距離および相対速度を含む物標情報を検出する方式である。   The FCM method includes transmitting a transmission wave in which a plurality of chirp waves Ch <b> 1 to Chn (see FIG. 1B) whose frequency continuously changes are repeated, and includes a distance and a relative speed with each target existing within a detection range. This is a method for detecting target information.

具体的には、FCM方式のレーダ装置1は、「周波数解析処理」、「ピーク抽出処理」および「物標検出処理」を行うことで物標情報を生成する。   Specifically, the FCM radar apparatus 1 generates target information by performing “frequency analysis processing”, “peak extraction processing”, and “target detection processing”.

「周波数解析処理」では、周波数変調された送信波(チャープ波)と、物標による当該送信波の反射波とを混合して得られるビート信号に対して周波数解析を行う。具体的には、「周波数解析処理」では、ビート信号を各チャープ単位でまとめて2次元データ(1チャープ分の信号時間軸と、チャープ数軸)とし、2次元の高速フーリエ変換処理(以下、2次元FFT処理と記載する場合がある)を行うことで、信号時間軸に対応する距離周波数軸およびチャープ数軸に対応する相対速度周波数軸を有する2次元周波数スペクトルが生成される。2次元周波数スペクトルでは、物標までの距離(縦距離)に対応する周波数毎(以下、距離ビンと記載する)、および物標との相対速度に対応する周波数毎(以下、速度ビンと記載する)の信号情報、例えばパワーなどが含まれる(図1B参照)。   In the “frequency analysis process”, a frequency analysis is performed on a beat signal obtained by mixing a frequency-modulated transmission wave (chirp wave) and a reflected wave of the transmission wave from the target. More specifically, in the “frequency analysis processing”, beat signals are grouped in units of chirps to form two-dimensional data (a signal time axis for one chirp and a chirp number axis), and a two-dimensional fast Fourier transform processing (hereinafter, referred to as “fourth-order”). By performing the two-dimensional FFT processing, a two-dimensional frequency spectrum having a distance frequency axis corresponding to the signal time axis and a relative velocity frequency axis corresponding to the chirp number axis is generated. In the two-dimensional frequency spectrum, each frequency corresponding to the distance (vertical distance) to the target (hereinafter referred to as distance bin) and each frequency corresponding to the relative speed with respect to the target (hereinafter referred to as speed bin) ), For example, power (see FIG. 1B).

「ピーク抽出処理」では、生成した2次元周波数スペクトルの中からパワーが所定値以上のピークを抽出する。また、「ピーク抽出処理」では、2次元周波数スペクトルのうち、相対速度方向における後述の検知速度範囲の中から任意の優先範囲(速度ビンの範囲)を選択し、かかる優先範囲のピークを優先的に抽出する。「物標検出処理」は、抽出したピークに基づいて物標の距離(縦距離)および相対速度を検出する。具体的には、「物標検出処理」では、ピークに対応する距離ビンを物標の距離とし、速度ビンを物標の相対速度として検出する。   In the “peak extraction processing”, a peak whose power is equal to or more than a predetermined value is extracted from the generated two-dimensional frequency spectrum. In the “peak extraction processing”, an arbitrary priority range (range of speed bins) is selected from the below-described detected speed ranges in the relative speed direction in the two-dimensional frequency spectrum, and the peaks in such priority ranges are given priority. To extract. The “target detection process” detects a distance (longitudinal distance) and a relative speed of the target based on the extracted peak. Specifically, in the “target detection process”, the distance bin corresponding to the peak is detected as the distance of the target, and the speed bin is detected as the relative speed of the target.

ここで、図1Bを用いて、FCM方式における最大検知速度と速度分解能との関係性について説明する。ここでいう最大検知速度とは、ピーク抽出処理において検知可能な相対速度の範囲(以下、検知速度範囲と記載する場合がある)であり、速度分解能とは、ピーク抽出処理における速度ビンのメモリ間隔である。   Here, the relationship between the maximum detection speed and the speed resolution in the FCM method will be described with reference to FIG. 1B. Here, the maximum detection speed is a range of a relative speed that can be detected in the peak extraction process (hereinafter, sometimes referred to as a detection speed range), and the speed resolution is a memory interval of a speed bin in the peak extraction process. It is.

図1Bに示すように、FCM方式では、相対速度検出において、チャープ波Ch1〜Chnの各変調時間を長くするほど、最大検知速度が小さくなる(検知速度範囲が狭くなる)。一方で、チャープ波Ch1〜Chnの各変調時間を長くするほど、速度分解能が細かくなる。   As shown in FIG. 1B, in the FCM method, in the relative speed detection, the longer the modulation time of each of the chirp waves Ch1 to Chn, the smaller the maximum detection speed (the narrower the detection speed range). On the other hand, the longer the modulation time of each of the chirp waves Ch1 to Chn, the finer the speed resolution becomes.

例えば、最大検知速度が小さい(検知速度範囲が狭い)と、検知速度範囲外の実速度が繰り返されて(いわゆる速度折り返し)、検知速度範囲内の速度をもつピークが抽出されるおそれがある。そのため、変調時間を短くして最大検知速度を大きく(検知速度範囲を広く)すると、速度分解能が粗くなるため、例えば、同一距離に相対速度が異なる複数の物標が存在した場合、1つの物標として検出(つまり、1つのピークのみ抽出)してしまうおそれがある。このように、速度分解能および最大検知速度は、トレードオフの関係にあり、従来の物標検出方法では、速度分解能を細かくした状態を保ちつつ所望の検知速度範囲を得ることが難しかった。   For example, when the maximum detection speed is small (the detection speed range is narrow), the actual speed outside the detection speed range is repeated (so-called speed turning back), and a peak having a speed within the detection speed range may be extracted. Therefore, if the modulation time is shortened and the maximum detection speed is increased (the detection speed range is widened), the speed resolution becomes coarse. For example, when there are a plurality of targets with different relative speeds at the same distance, one object It may be detected as a target (that is, only one peak is extracted). As described above, the speed resolution and the maximum detection speed are in a trade-off relationship, and it is difficult for the conventional target detection method to obtain a desired detection speed range while keeping the speed resolution fine.

そこで、実施形態に係る物標検出方法では、自車両MCの走行状態に応じて検知速度範囲(所定の速度範囲の一例)そのものをシフトさせることとした。具体的には、実施形態に係る物標検出方法では、「ピーク抽出処理」において、検知速度範囲を、自車両MCの走行状態に応じて上限方向および下限方向へ移動する。走行状態とは、自車両MCの走行時の状態であり、例えば、自車両MCの走行速度や、停止の有無、渋滞走行の有無等の状態を含む。   Therefore, in the target detection method according to the embodiment, the detected speed range (an example of a predetermined speed range) itself is shifted according to the traveling state of the host vehicle MC. Specifically, in the target detection method according to the embodiment, in the “peak extraction process”, the detected speed range is moved in the upper limit direction and the lower limit direction according to the traveling state of the host vehicle MC. The traveling state is a state when the vehicle MC is traveling, and includes, for example, the traveling speed of the vehicle MC, the presence or absence of a stop, and the presence or absence of a traffic jam.

例えば、図1Cに示すように、実施形態に係る物標検出方法は、自車両MCの走行状態に応じて当初は速度ビン0から速度ビンfv3までの範囲として設定していた検知速度範囲を、速度ビン−fv1から速度ビンfv2までの範囲にシフトさせる。これは例えば、上限である速度ビンfv3を速度ビン−fv1へ移動することで実現できる。つまり、ピーク抽出処理における検知速度範囲を下限方向へシフトする。これにより、負の相対速度をもつ物標を検出できる。換言すれば、速度折り返しにより正の相対速度として誤って検出されていた物標を、負の相対速度をもつ物標として正しく検出することができる。また、実施形態に係る物標検出方法では、検知速度範囲の幅をそのまま維持しつつ、優先したい検知速度範囲の位置へシフトさせるため、速度分解能が荒くなることもない。   For example, as shown in FIG. 1C, the target detection method according to the embodiment uses a detection speed range that is initially set as a range from speed bin 0 to speed bin fv3 according to the traveling state of the host vehicle MC. Shift to the range from speed bin -fv1 to speed bin fv2. This can be realized, for example, by moving the speed bin fv3, which is the upper limit, to the speed bin -fv1. That is, the detection speed range in the peak extraction processing is shifted in the lower limit direction. As a result, a target having a negative relative speed can be detected. In other words, a target that has been erroneously detected as a positive relative speed due to the speed return can be correctly detected as a target having a negative relative speed. Further, in the target detection method according to the embodiment, since the detection speed range is shifted to a position in the detection speed range to be prioritized while maintaining the width of the detection speed range, the speed resolution does not deteriorate.

すなわち、実施形態に係る物標検出方法では、自車両MCの走行状態に応じて優先して検出すべき物標の速度範囲へ検知速度範囲をシフトすることで、速度分解能を細かくした状態を保ちつつ所望の検知速度範囲を得ることができる。   That is, in the target detection method according to the embodiment, the speed resolution is kept fine by shifting the detection speed range to the speed range of the target to be detected preferentially according to the traveling state of the host vehicle MC. It is possible to obtain a desired detection speed range while performing the above operation.

なお、各走行状態に応じた検知速度範囲の具体的な移動例については、図5〜図7で後述する。   A specific example of movement of the detection speed range according to each traveling state will be described later with reference to FIGS.

次に、図2を用いて実施形態に係るレーダ装置1の構成について説明する。図2は、レーダ装置1のブロック図である。図2に示すように、レーダ装置1は、車両制御装置2に接続される。   Next, the configuration of the radar device 1 according to the embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a block diagram of the radar device 1. As shown in FIG. 2, the radar device 1 is connected to a vehicle control device 2.

車両制御装置2は、レーダ装置1による物標の検出結果に基づいてPCS(Pre-crash Safety System)やAEB(Advanced Emergency Braking System)などの車両制御を行う。なお、レーダ装置1は、車載レーダ装置以外の各種用途(例えば、飛行機や船舶の監視等)に用いられてもよい。   The vehicle control device 2 controls a vehicle such as a PCS (Pre-crash Safety System) or an AEB (Advanced Emergency Braking System) based on the detection result of the target by the radar device 1. The radar device 1 may be used for various purposes other than the on-vehicle radar device (for example, monitoring an airplane or a ship).

レーダ装置1は、送信部10と、受信部20と、処理部30とを備える。送信部10は、信号生成部11と、発振器12と、送信アンテナ13とを備える。信号生成部11はノコギリ波状に電圧が変化する変調信号を生成し、発振器12へ供給する。発振器12は、信号生成部11で生成された変調信号に基づいてチャープ信号STを生成して、送信アンテナ13へ出力する。   The radar device 1 includes a transmitting unit 10, a receiving unit 20, and a processing unit 30. The transmission unit 10 includes a signal generation unit 11, an oscillator 12, and a transmission antenna 13. The signal generation unit 11 generates a modulation signal whose voltage changes in a sawtooth waveform and supplies the modulation signal to the oscillator 12. The oscillator 12 generates a chirp signal ST based on the modulation signal generated by the signal generation unit 11, and outputs the generated chirp signal ST to the transmission antenna 13.

送信アンテナ13は、発振器12から入力されるチャープ信号STを送信波SWへ変換し、かかる送信波SWを車両MCの外部へ出力する。送信アンテナ13が出力する送信波SWは、複数のチャープ波Ch1〜Chnが繰り返される波形である。送信アンテナ13から自車両MCの前方に送信された送信波SWは、他車両OCなどの物標で反射されて反射波となる。   The transmission antenna 13 converts the chirp signal ST input from the oscillator 12 into a transmission wave SW, and outputs the transmission wave SW to the outside of the vehicle MC. The transmission wave SW output by the transmission antenna 13 has a waveform in which a plurality of chirp waves Ch1 to Chn are repeated. The transmission wave SW transmitted from the transmission antenna 13 ahead of the own vehicle MC is reflected by a target such as another vehicle OC and becomes a reflected wave.

受信部20は、アレーアンテナを形成する複数の受信アンテナ21a〜21d、ミキサ22a〜22dおよびA/D変換器23a〜23dを備える。各受信アンテナ21は物標からの反射波を受信波RWとして受信し、かかる受信波RWを受信信号SRへ変換して受信アンテナ21毎に設けられたミキサ22へそれぞれ出力する。なお、図2に示す受信アンテナ21の数は、4つであるが3つ以下または5つ以上であってもよい。   The receiving unit 20 includes a plurality of receiving antennas 21a to 21d forming an array antenna, mixers 22a to 22d, and A / D converters 23a to 23d. Each receiving antenna 21 receives a reflected wave from a target as a received wave RW, converts the received wave RW into a received signal SR, and outputs the received signal SR to a mixer 22 provided for each receiving antenna 21. Although the number of receiving antennas 21 shown in FIG. 2 is four, it may be three or less or five or more.

各受信アンテナ21から出力された受信信号SRは、不図示の増幅器(例えば、ローノイズアンプ)で増幅された後にミキサ22へ入力される。ミキサ22は、チャープ信号STと受信信号SRとの一部をミキシング(混合)し不要な信号成分を除去してビート信号SBを生成し、A/D変換器23へ出力する。   The reception signal SR output from each reception antenna 21 is input to the mixer 22 after being amplified by an amplifier (not shown) (for example, a low noise amplifier). The mixer 22 mixes (mixes) a part of the chirp signal ST and the received signal SR, removes unnecessary signal components, generates a beat signal SB, and outputs the beat signal SB to the A / D converter 23.

これにより、チャープ信号STの周波数fST(以下、送信周波数fSTと記載する)と受信信号SRの周波数fSR(以下、受信周波数fSRと記載する)との差となるビート周波数fSB(=fST−fSR)を有するビート信号SBが生成される。ミキサ22で生成されたビート信号SBは、A/D変換器23でデジタルの信号へ変換された後に処理部30に出力される。 Thus, the chirp signal ST the frequency f ST (hereinafter, the transmission frequency f ST and described) and the frequency f SR of the received signal SR (hereinafter, the receiving frequency f to as SR) and the difference to become beat frequency f SB of ( = F ST −f SR ). The beat signal SB generated by the mixer 22 is output to the processing unit 30 after being converted into a digital signal by the A / D converter 23.

処理部30は、送信制御部31と、信号処理部32と、記憶部33とを備える。信号処理部32は、生成部321および検出部322を備える。検出部322は、ピーク抽出部322a、演算部322bおよび出力部322cを備える。   The processing unit 30 includes a transmission control unit 31, a signal processing unit 32, and a storage unit 33. The signal processing unit 32 includes a generation unit 321 and a detection unit 322. The detection unit 322 includes a peak extraction unit 322a, a calculation unit 322b, and an output unit 322c.

かかる処理部30は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、入出力ポート等を含むマイクロコンピュータであり、レーダ装置1全体を制御する。   The processing unit 30 is, for example, a microcomputer including a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), an input / output port, and the like, and controls the entire radar device 1.

かかるマイクロコンピュータのCPUがROMに記憶されたプログラムを読み出して実行することによって、送信制御部31および信号処理部32として機能する。なお、送信制御部31および信号処理部32のうち少なくとも一部または全部をASIC(Application Specific Integrated Circuit)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等のハードウェアで構成することもできる。   When the CPU of the microcomputer reads out and executes the program stored in the ROM, the microcomputer functions as the transmission control unit 31 and the signal processing unit 32. Note that at least a part or all of the transmission control unit 31 and the signal processing unit 32 may be configured by hardware such as an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) or an FPGA (Field Programmable Gate Array).

記憶部33は、RAMに対応する。記憶部33には、例えば、レーダ装置1で実行される各種プログラムの情報等が記憶される。   The storage unit 33 corresponds to a RAM. The storage unit 33 stores, for example, information of various programs executed by the radar device 1 and the like.

送信制御部31は、送信部10の信号生成部11を制御し、信号生成部11からノコギリ状に電圧が変化する変調信号を発振器12へ出力させる。これにより、時間の経過に従って周波数が変化するチャープ信号STが発振器12から送信アンテナ13へ出力される。   The transmission control unit 31 controls the signal generation unit 11 of the transmission unit 10, and causes the signal generation unit 11 to output a modulated signal whose voltage changes in a sawtooth manner to the oscillator 12. As a result, a chirp signal ST whose frequency changes with the passage of time is output from the oscillator 12 to the transmitting antenna 13.

信号処理部32は、各A/D変換器23から出力されるビート信号SBに対してそれぞれ2次元FFT処理を行い、かかる2次元FFT処理の結果に基づいて物標の距離、相対速度および方位を演算する。以下、信号処理部32の各部の処理について説明する。   The signal processing unit 32 performs a two-dimensional FFT process on the beat signal SB output from each A / D converter 23, and based on the result of the two-dimensional FFT process, a distance, a relative speed, and an azimuth of the target. Is calculated. Hereinafter, processing of each unit of the signal processing unit 32 will be described.

生成部321は、各A/D変換器23から出力されるビート信号SBそれぞれに対して周波数解析を行うことで、物標の距離および相対速度に対応した周波数軸を有する2次元周波数スペクトルを生成する。ここで、図3および図4を用いて、生成部321の処理内容について具体的に説明する。   The generation unit 321 generates a two-dimensional frequency spectrum having a frequency axis corresponding to the distance and the relative speed of the target by performing frequency analysis on each of the beat signals SB output from each of the A / D converters 23. I do. Here, the processing content of the generation unit 321 will be specifically described with reference to FIGS.

図3および図4は、生成部321の処理内容を示す図である。なお、図3では、2つの太い下向きの白色矢印で3つの領域に区切られているが、これら領域を上から順に、上段、中段、下段と記載する。   FIG. 3 and FIG. 4 are diagrams illustrating the processing contents of the generation unit 321. In FIG. 3, two thick white downward arrows are used to separate the three regions, but these regions are referred to as an upper stage, a middle stage, and a lower stage in order from the top.

まず、送信部10による送信処理、および、受信部20による受信処理により、ビート信号が生成される点については既に述べた。これにより、図3の上段に示すように、送信周波数fSTと受信周波数fSRとの差となるビート周波数fSB(=fST−fSR)を有するビート信号が、チャープ波ごとに生成される。なお、ここでは、1回目のチャープ波Ch1によって得られるビート信号を「B1」とし、2回目のチャープ波Ch2によって得られるビート信号を「B2」とし、n回目のチャープ波Chnによって得られるビート信号を「Bn」としている。 First, the point that the beat signal is generated by the transmission process by the transmission unit 10 and the reception process by the reception unit 20 has already been described. Thereby, as shown in the upper part of FIG. 3, a beat signal having a beat frequency f SB (= fST−fSR) that is a difference between the transmission frequency f ST and the reception frequency f SR is generated for each chirp wave. Here, the beat signal obtained by the first chirp wave Ch1 is “B1”, the beat signal obtained by the second chirp wave Ch2 is “B2”, and the beat signal obtained by the n-th chirp wave Chn Is “Bn”.

また、図3の上段に示す例では、送信周波数fSTは、チャープ波ごとに、基準周波数f0から時間に伴って傾きθ(=(f1−f0)/Tm)で増加し、最大周波数f1に達すると基準周波数f0に短時間で戻るノコギリ波状である。また、チャープ波の変調周波数Δfは、Δf=f1―f0で表すことができる。 In the example shown in the upper part of FIG. 3, the transmission frequency f ST increases from the reference frequency f0 with time with a gradient θ (= (f1−f0) / Tm) with time for each chirp wave, and becomes the maximum frequency f1. When it reaches, it has a sawtooth waveform that returns to the reference frequency f0 in a short time. Further, the modulation frequency Δf of the chirp wave can be expressed by Δf = f1−f0.

なお、図示していないが、送信周波数fSTは、チャープ波ごとに、基準周波数f0から最大周波数f1へ短時間で到達し、かかる最大周波数f1から時間に伴って傾きθ(=(f1−f0)/Tm)で減少し、基準周波数f0に達するノコギリ波状であってもよい。 Although not shown, the transmission frequency f ST reaches the maximum frequency f1 from the reference frequency f0 in a short time for each chirp wave, and the inclination θ (= (f1−f0) from the maximum frequency f1 with time. ) / Tm), and may have a sawtooth waveform that reaches the reference frequency f0.

このように生成され、入力される各ビート信号に対し、生成部321は、まず「1回目のFFT処理」を行う。上述したように、送信信号に基づく送信波は、送信アンテナ13から送信され、かかる送信波が物標で反射して反射波となり、かかる反射波が受信波として受信アンテナ21で受信されて受信信号として出力される。送信波が送信アンテナ13から送信されてから受信信号が出力されるまでの期間は、物標とレーダ装置1との間の距離に比例して増減し、ビート信号の周波数であるビート周波数fSBは、物標とレーダ装置1との間の距離に比例する。 The generation unit 321 first performs “first FFT processing” on each of the generated and input beat signals. As described above, the transmission wave based on the transmission signal is transmitted from the transmission antenna 13, and the transmission wave is reflected by the target and becomes a reflected wave, and the reflected wave is received by the reception antenna 21 as a reception wave and the reception signal is received. Is output as The period from when the transmission wave is transmitted from the transmission antenna 13 to when the reception signal is output increases / decreases in proportion to the distance between the target and the radar apparatus 1, and the beat frequency f SB which is the frequency of the beat signal Is proportional to the distance between the target and the radar device 1.

そのため、ビート信号に対して1回目のFFT処理を行って生成したビート信号の周波数スペクトルには、物標との距離に対応する周波数ビンfr(距離ビンfr)にピークが出現する。したがって、かかるピークが存在する距離ビンfrを特定することで、物標との距離を検出することができる。   Therefore, in the frequency spectrum of the beat signal generated by performing the first FFT processing on the beat signal, a peak appears at a frequency bin fr (distance bin fr) corresponding to the distance to the target. Therefore, the distance to the target can be detected by specifying the distance bin fr where such a peak exists.

ところで、物標とレーダ装置1との間の相対速度がゼロである場合、受信信号にドップラー成分は生じず、各チャープ波に対応する受信信号間で位相は同じであるため、各ビート信号の位相も同じである。一方、物標とレーダ装置1との間の相対速度がゼロでない場合、受信信号にドップラー成分が生じ、各チャープ波に対応する受信信号間で位相が異なるため、時間的に連続するビート信号間にドップラー周波数に応じた位相の変化が現われる。   By the way, when the relative speed between the target and the radar device 1 is zero, no Doppler component occurs in the received signal and the phases are the same between the received signals corresponding to each chirp wave. The phase is the same. On the other hand, when the relative speed between the target and the radar device 1 is not zero, a Doppler component occurs in the received signal, and the phase differs between the received signals corresponding to each chirp wave. A phase change corresponding to the Doppler frequency appears.

図3の中段には、時間的に連続するビート信号(B1〜B8)の1回目のFFT処理結果とビート信号間のピークの位相変化の一例を示している。かかる例では、同一の距離ビンfr10にピークがあり、かかるピークの位相が変化していることを示している。   The middle part of FIG. 3 shows an example of the first FFT processing result of the temporally continuous beat signals (B1 to B8) and the phase change of the peak between the beat signals. In this example, the same distance bin fr10 has a peak, indicating that the phase of such a peak is changing.

このように、物標とレーダ装置1との間の相対速度がゼロでない場合、ビート信号間において同じ物標のピークにドップラー周波数に応じた位相の変化が現われる。そこで、各ビート信号の1回目のFFT処理により得られる周波数スペクトルを時系列に並べて、図3の下段に示すように「2回目のFFT処理」を行うことで、ドップラー周波数に対する周波数ビンにピークが出現する周波数スペクトルを得ることができる。すなわち、生成部321は、周波数解析である2回のFFT処理を行うことで、図4に示す距離ビン(距離方向)および速度ビン(相対速度方向)毎にピークが出現する2次元周波数スペクトルを取得できる。なお、後段の演算部322bは、かかるピークが出現した周波数ビン、すなわち速度ビンを検出することで、物標との相対速度を検出することができる。   As described above, when the relative speed between the target and the radar apparatus 1 is not zero, a change in phase according to the Doppler frequency appears at the peak of the same target between beat signals. Therefore, by arranging the frequency spectra obtained by the first FFT processing of each beat signal in chronological order and performing the “second FFT processing” as shown in the lower part of FIG. 3, a peak is found in the frequency bin for the Doppler frequency. The appearing frequency spectrum can be obtained. That is, the generation unit 321 performs the two-time FFT processing, which is a frequency analysis, to generate a two-dimensional frequency spectrum in which a peak appears for each distance bin (distance direction) and each speed bin (relative speed direction) shown in FIG. Can be obtained. The calculating unit 322b at the subsequent stage can detect the frequency bin in which the peak appears, that is, the speed bin, thereby detecting the relative speed with respect to the target.

図2に戻って、検出部322について説明する。検出部322は、生成部321によって生成された2次元周波数スペクトルから抽出されたピークに基づいて物標の距離および相対速度を検出する。以下、検出部322が備える各部について説明する。   Returning to FIG. 2, the detection unit 322 will be described. The detection unit 322 detects the distance and the relative speed of the target based on the peak extracted from the two-dimensional frequency spectrum generated by the generation unit 321. Hereinafter, each unit included in the detection unit 322 will be described.

ピーク抽出部322aは、生成部321によって生成された2次元周波数スペクトルからパワーが閾値以上のピークを抽出する。具体的には、ピーク抽出部322aは、まず、生成部321によって生成された2次元周波数スペクトルの相対速度周波数軸に対応させる検知速度範囲を、自車両の走行状態に応じて上限方向または下限方向へシフトする。そして、ピーク抽出部322aは、シフトした検知速度範囲の中からパワーが所定値以上のピークを抽出する。例えば、ピーク抽出部322aは、シフトさせた検知速度範囲の中から、優先範囲を選択し、かかる優先範囲のピークを優先的に抽出する。   The peak extracting unit 322a extracts a peak whose power is equal to or more than a threshold from the two-dimensional frequency spectrum generated by the generating unit 321. Specifically, the peak extracting unit 322a first sets the detected speed range corresponding to the relative speed frequency axis of the two-dimensional frequency spectrum generated by the generating unit 321 in the upper limit direction or the lower limit direction according to the traveling state of the vehicle. Shift to Then, the peak extracting unit 322a extracts a peak whose power is equal to or more than a predetermined value from the shifted detection speed range. For example, the peak extracting unit 322a selects a priority range from the shifted detection speed range, and preferentially extracts a peak in the priority range.

ここで、図5〜図7を用いて、ピーク抽出部322aによる各走行状態での検知速度範囲のシフト処理について説明する。   Here, the shift processing of the detected speed range in each traveling state by the peak extracting unit 322a will be described with reference to FIGS.

図5〜図7は、ピーク抽出部322aによる検知速度範囲のシフト処理を示す図である。図5には、自車両MCが停止時のシフト処理を示し、図6には、自車両MCが走行時のシフト処理を示し、図7には、自車両MCが渋滞時のシフト処理を示す。なお、図5〜図7では、2次元周波数スペクトルを速度ビンおよび距離ビンのピークを2次元平面で表しており、1セルが1ピークに対応している。   FIG. 5 to FIG. 7 are diagrams illustrating the shift processing of the detection speed range by the peak extracting unit 322a. FIG. 5 shows a shift process when the own vehicle MC is stopped, FIG. 6 shows a shift process when the own vehicle MC is running, and FIG. 7 shows a shift process when the own vehicle MC is in a traffic jam. . In FIGS. 5 to 7, the two-dimensional frequency spectrum represents the peaks of the speed bin and the distance bin on a two-dimensional plane, and one cell corresponds to one peak.

まず、図5を用いて、自車両MCが停止時のシフト処理について説明する。なお、自車両MCが停止していることを示す走行状態とは、例えば、自車両MCの走行速度が略ゼロであることや、シフトレバーがパーキングに位置していることである。   First, a shift process when the host vehicle MC stops will be described with reference to FIG. Note that the traveling state indicating that the host vehicle MC is stopped is, for example, that the traveling speed of the host vehicle MC is substantially zero or that the shift lever is located at the parking position.

ピーク抽出部322aは、自車両MCが停止していることを示す走行状態である場合、自車両MCに対して離反方向および接近方向への速度範囲が略同じとなるように検知速度範囲をシフトする。   The peak extracting unit 322a shifts the detected speed range such that the speed ranges in the departure direction and the approach direction with respect to the own vehicle MC are substantially the same in the traveling state indicating that the own vehicle MC is stopped. I do.

図5に示す例では、ピーク抽出部322aは、シフト前の検知速度範囲である速度ビンfv1〜fv6を、シフト後において、速度ビン−fv3〜fv3に設定する。つまり、ピーク抽出部322aは、検知速度範囲全体の幅はそのままにして、離反方向(正)および接近方向(負)の相対速度を均等に検出可能な検知速度範囲にシフトする。   In the example illustrated in FIG. 5, the peak extracting unit 322a sets the speed bins fv1 to fv6, which are the detected speed ranges before the shift, to the speed bins -fv3 to fv3 after the shift. That is, the peak extracting unit 322a shifts the relative speeds in the separation direction (positive) and the approaching direction (negative) to the detection speed range in which the relative speeds in the separation direction (positive) and the approach direction (negative) can be uniformly detected, while keeping the entire width of the detection speed range.

つまり、自車両MCが停止中は、離反および接近する物標をまんべんなく検出する必要があるため、離反方向および接近方向への検知速度範囲を略同じとすることにより、自車両MCに対して離反および接近する物標を偏りなく検出することができる。   In other words, when the own vehicle MC is stopped, it is necessary to detect the target that is coming away and approaching evenly. Therefore, the detection speed ranges in the separating direction and the approaching direction are made substantially the same, so that the own vehicle MC is separated from the own vehicle MC. And the approaching target can be detected without bias.

次に、図6を用いて、自車両MCが走行時のシフト処理について説明する。なお、自車両MCが走行していることを示す走行状態とは、例えば、自車両MCの走行速度が所定値(例えば、ゼロ)を超える場合である。   Next, a shift process when the vehicle MC is traveling will be described with reference to FIG. The traveling state indicating that the own vehicle MC is traveling is, for example, a case where the traveling speed of the own vehicle MC exceeds a predetermined value (for example, zero).

ピーク抽出部322aは、自車両MCが走行していることを示す走行状態である場合、自車両MCに対して接近方向の速度範囲が広くなるように検知速度範囲をシフトする。   When the running state indicates that the host vehicle MC is running, the peak extracting unit 322a shifts the detection speed range so that the speed range in the approaching direction with respect to the host vehicle MC is widened.

図6では、自車両MCが高速時と、低速時で検知速度範囲のシフト量が異なる場合を示している。高速とは、走行速度が所定の閾値以上であり、低速とは、走行速度が所定の閾値未満であることとする。   FIG. 6 shows a case where the shift amount of the detected speed range is different between when the host vehicle MC is at high speed and when it is at low speed. High speed means that the running speed is equal to or higher than a predetermined threshold, and low speed means that the running speed is lower than the predetermined threshold.

ピーク抽出部322aは、自車両MCの走行速度に基づいて検知速度範囲のシフト量を決定する。例えば、図6に示すように、ピーク抽出部322aは、自車両MCが高速で走行している場合のほうが、低速で走行している場合に比べて、検知速度範囲のシフト量を多くする。   The peak extracting unit 322a determines the shift amount of the detected speed range based on the traveling speed of the vehicle MC. For example, as shown in FIG. 6, the peak extracting unit 322a increases the shift amount of the detection speed range when the vehicle MC is traveling at a high speed, as compared with when traveling at a low speed.

つまり、ピーク抽出部322aは、高速時のほうが低速時に比べて、接近側の相対速度をより広く検出可能な検知速度範囲にシフトする。これは、走行速度が速いほど、物標が離反方向へ移動する可能性が低くなるためである。つまり、離反方向の相対速度をもつ物標が存在する可能性が低く、ピーク抽出処理をしたとしてもピーク抽出されない可能性が高いためである。   In other words, the peak extracting unit 322a shifts the relative speed on the approach side to a wider detection speed range at a high speed than at a low speed. This is because the higher the traveling speed, the lower the possibility that the target moves in the separating direction. That is, there is a low possibility that a target having a relative speed in the separating direction exists, and there is a high possibility that a peak will not be extracted even if the peak extraction processing is performed.

このように、自車両MCの走行速度が速い場合に、ピークが存在する可能性が低い離反側の検知速度範囲を小さくし、ピークが存在する可能性が高い接近側の検知速度範囲を大きくすることで、物標の検出精度を向上させることができる。   As described above, when the traveling speed of the host vehicle MC is high, the detection speed range on the departure side where the peak is unlikely to be present is reduced, and the detection speed range on the approach side where the peak is likely to exist is increased. Thereby, the detection accuracy of the target can be improved.

換言すれば、接近側の検知速度範囲を広くして、離反側の検知速度範囲を狭くすることで、接近側の相対速度が折り返されて離反側の相対速度として誤検出されることを防止できるとともに、接近側の相対速度のピークとして正しく検出することができる。   In other words, by increasing the detection speed range on the approach side and narrowing the detection speed range on the separation side, it is possible to prevent the relative speed on the approach side from being turned back and being erroneously detected as the relative speed on the separation side. At the same time, it can be correctly detected as a peak of the relative speed on the approach side.

なお、自車両MCが走行中であっても、渋滞を走行している場合には、図6とは異なるシフト処理をすることが好ましい。図7には、自車両MCが渋滞を走行している走行状態のシフト処理を示している。なお、自車両MCが渋滞を走行している走行状態とは、例えば、自車両MCの走行速度が所定の閾値未満で、かつ、前方車両との距離が所定値未満が継続して続いてる場合である。つまり、渋滞を走行している走行状態とは、低速、かつ、車間距離が比較的短い場合の走行状態である。   Note that, even when the host vehicle MC is running, it is preferable to perform a shift process different from that in FIG. FIG. 7 shows a shift process in a traveling state in which the host vehicle MC is traveling in a traffic jam. Note that the traveling state in which the host vehicle MC is traveling in congestion is, for example, a case where the traveling speed of the host vehicle MC is less than a predetermined threshold value and the distance from the preceding vehicle is continuously less than a predetermined value. It is. In other words, the traveling state in which the vehicle is traveling in traffic congestion is a traveling state when the vehicle is traveling at a low speed and the distance between the vehicles is relatively short.

ピーク抽出部322aは、自車両MCが渋滞を走行していることを示す走行状態である場合、離反方向の速度範囲が接近方向の速度範囲よりも広くなるように検知速度範囲をシフトする。   When the own vehicle MC is traveling in a traffic jam, the peak extracting unit 322a shifts the detected speed range so that the speed range in the separating direction is wider than the speed range in the approaching direction.

これは、渋滞走行時には、自車両MCおよび他車両の走行速度が極めて低速であることから、後方車両や前方車両の接近速度は比較的遅くなるため、接近方向の検知速度範囲を狭くしても接近する物標の検出精度を維持できるためである。さらに、渋滞走行時には、例えば、自動追従システム等の場合には、前方車両を追従する必要があるため、離反方向の検知速度範囲を広くすることによって、前方車両の追従性を向上させることができる。   This is because the traveling speed of the own vehicle MC and the other vehicle is extremely low during traffic congestion, and the approach speed of the following vehicle or the forward vehicle becomes relatively slow. This is because the detection accuracy of the approaching target can be maintained. Further, during traffic congestion, for example, in the case of an automatic following system, it is necessary to follow the preceding vehicle. Therefore, by increasing the detection speed range in the separating direction, the following performance of the preceding vehicle can be improved. .

このように、渋滞走行時には、離反側の検知速度範囲を広くすることで、接近する物標の検出精度を維持しつつ、例えば、自動追従システムにおける前方車両の追従性能を向上させることができる。   As described above, during traffic congestion, by widening the detection speed range on the departure side, for example, the following performance of the preceding vehicle in the automatic following system can be improved while maintaining the detection accuracy of the approaching target.

図6および図7で示したように、ピーク抽出部322aは、自車両MCが走行(渋滞走行を含む)していることを示す走行状態である場合、自車両MCに対して離反方向または接近方向のいずれか一方の速度範囲が広くなるように検知速度範囲をシフトする。   As shown in FIGS. 6 and 7, when the vehicle MC is in a traveling state indicating that the vehicle MC is traveling (including traffic congestion), the peak extraction unit 322a moves away from or approaches the vehicle MC. The detected speed range is shifted so that the speed range in one of the directions is widened.

これにより、速度分解能を保った状態で、走行状態に応じて優先して検出すべき検知速度範囲を設定できる。なお、図5〜図7に示した検知速度範囲のシフト処理は一例であって、上記したシフト量等は任意の値であってよい。   Thereby, it is possible to set the detection speed range to be detected with priority according to the traveling state while maintaining the speed resolution. Note that the shift processing of the detection speed range shown in FIGS. 5 to 7 is an example, and the above-described shift amount and the like may be arbitrary values.

演算部322bは、ピーク抽出部322aによって抽出されたピークに基づいて物標との距離、相対速度および角度(方位)を演算する。   The calculation unit 322b calculates the distance to the target, the relative speed, and the angle (azimuth) based on the peak extracted by the peak extraction unit 322a.

具体的には、演算部322bは、ピーク抽出部322aによって抽出されたピークの距離ビンおよび速度ビンの組み合わせに基づいて物標との距離および相対速度を導出する。   Specifically, the calculation unit 322b derives the distance to the target and the relative speed based on a combination of the distance bin and the speed bin of the peak extracted by the peak extraction unit 322a.

また、演算部322bは、所定の角度演算処理により物標の角度を推定する。具体的には、演算部322bは、4つの受信アンテナ21a〜21dの受信信号SRに基づく4つのビート信号SBの周波数スペクトルそれぞれの同一距離ビンのピークの位相の違いにより物標の角度を推定する。なお、同一距離ビンのピークの位相の違いにより、同一距離ビンに複数の物標が存在することが検出された場合、それら複数の物標それぞれについて角度推定を行う。   The calculation unit 322b estimates the angle of the target by a predetermined angle calculation process. Specifically, the calculation unit 322b estimates the angle of the target based on the phase difference between the peaks of the same distance bins of the frequency spectra of the four beat signals SB based on the reception signals SR of the four reception antennas 21a to 21d. . When it is detected that a plurality of targets exist in the same distance bin due to a difference in the phase of the peak of the same distance bin, the angle estimation is performed for each of the plurality of targets.

なお、演算部322bにおける角度推定は、例えば、ESPRIT(Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques)、DBF(Digital Beam Forming)、または、MUSIC(Multiple Signal Classification)などの所定の推定方式を用いて行われる。   Note that the angle estimation in the arithmetic unit 322b is performed using a predetermined estimation method such as ESPRIT (Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques), DBF (Digital Beam Forming), or MUSIC (Multiple Signal Classification). .

出力部322cは、車両制御装置2に対して物標情報を出力する。例えば、出力部322cは、検出した物標の距離、相対速度および角度を物標情報として車両制御装置2へ出力する。   The output unit 322c outputs target information to the vehicle control device 2. For example, the output unit 322c outputs the detected distance, relative speed, and angle of the target to the vehicle control device 2 as target information.

次に、図8を用いて実施形態に係るレーダ装置1が実行する処理の処理手順について説明する。図8は、レーダ装置1が実行する処理の処理手順を示すフローチャートである。   Next, a processing procedure of processing executed by the radar device 1 according to the embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a flowchart illustrating a processing procedure of processing executed by the radar device 1.

まず、図8に示すように、生成部321は、周波数変調された送信波(チャープ波)と、物標による送信波の反射波とを混合して得られるビート信号に対して周波数解析を行うことで、物標の距離および相対速度に対応した周波数軸を有する2次元周波数スペクトルを生成する(ステップS101)。   First, as illustrated in FIG. 8, the generation unit 321 performs frequency analysis on a beat signal obtained by mixing a frequency-modulated transmission wave (chirp wave) and a reflected wave of a transmission wave from a target. Thus, a two-dimensional frequency spectrum having a frequency axis corresponding to the distance and the relative speed of the target is generated (step S101).

つづいて、検出部322は、自車両MCの走行状態が停止中であるか否かを判定する(ステップS102)。検出部322は、自車両MCが停止していることを示す走行状態である場合(ステップS102,Yes)、離反方向および接近方向の検知速度範囲が同じになるように設定し(ステップS103)、処理を終了する。   Subsequently, the detection unit 322 determines whether or not the traveling state of the vehicle MC is stopped (Step S102). If the traveling state indicates that the host vehicle MC is stopped (Step S102, Yes), the detection unit 322 sets the detection speed ranges in the separation direction and the approach direction to be the same (Step S103). The process ends.

一方、ステップS102において、検出部322は、自車両MCが走行していることを示す走行状態である場合(ステップS102,No)、自車両MCが渋滞を走行している走行状態であるか否かを判定する(ステップS104)。   On the other hand, in step S102, when the traveling state indicates that the own vehicle MC is traveling (No in step S102), the detection unit 322 determines whether the traveling state is that the own vehicle MC is traveling in traffic. Is determined (step S104).

検出部322は、自車両MCが渋滞を走行している走行状態である場合(ステップS104,Yes)、離反側(正側)が接近側(負側)よりも広い検知速度範囲を設定し(ステップS105)、処理を終了する。   When the own vehicle MC is traveling in a traffic jam (Step S104, Yes), the detection unit 322 sets a detection speed range wider on the departure side (positive side) than on the approach side (negative side) ( Step S105), the process ends.

また、検出部322は、自車両MCが渋滞を走行している走行状態でない、つまり、通常通りに走行していることを示す走行状態である場合(ステップS104,No)、接近側(負側)が離反側(正側)よりも広い検知速度範囲を設定し(ステップS106)、処理を終了する。   In addition, when the own vehicle MC is not in a traveling state in which the vehicle MC is traveling in a traffic jam, that is, in a traveling state indicating that the vehicle MC is traveling as usual (No in step S104), the detection unit 322 determines that the vehicle is approaching (negative side). ) Sets a detection speed range wider than the separation side (positive side) (step S106), and ends the processing.

上述してきたように、実施形態に係るレーダ装置1は、生成部321と、検出部322とを備える。生成部321は、周波数変調された送信波と、物標による送信波の反射波とを混合して得られるビート信号に対して周波数解析を行うことで、物標の距離および相対速度に対応した周波数軸を有する2次元周波数スペクトルを生成する。検出部322は、生成部321によって生成された2次元周波数スペクトルから抽出されたピークに基づいて物標の距離および相対速度を検出する。また、検出部322は、相対速度に対応した周波数軸に対応させる所定の速度範囲(検知速度範囲)を、自車両MCの走行状態に応じて上限方向または下限方向へシフトする。これにより、速度分解能を細かくした状態で所望の検知速度範囲を得ることができる。   As described above, the radar device 1 according to the embodiment includes the generation unit 321 and the detection unit 322. The generation unit 321 performs frequency analysis on a beat signal obtained by mixing the frequency-modulated transmission wave and the reflected wave of the transmission wave from the target, thereby coping with the distance and relative speed of the target. Generate a two-dimensional frequency spectrum having a frequency axis. The detection unit 322 detects the distance and the relative speed of the target based on the peak extracted from the two-dimensional frequency spectrum generated by the generation unit 321. The detecting unit 322 shifts a predetermined speed range (detected speed range) corresponding to the frequency axis corresponding to the relative speed in the upper limit direction or the lower limit direction according to the traveling state of the vehicle MC. Thus, a desired detection speed range can be obtained with the speed resolution being fine.

なお、上述した実施形態では、送信波SWの複数のチャープ波Chすべては、周波数が連続的に増加する(すなわち、アップチャープ)場合を示したが、例えば、周波数が連続的に減少する(すなわち、ダウンチャープ)チャープ波Chであってもよい。   In the above-described embodiment, the case where the frequency of all of the plurality of chirp waves Ch of the transmission wave SW continuously increases (that is, up-chirp) is shown. However, for example, the frequency continuously decreases (that is, the frequency decreases). , Down-chirp) chirp wave Ch.

また、上述した実施形態では、「ピーク選択処理」の際にピーク抽出する検知速度範囲をシフトする場合について説明したが、これに限らず、例えば、「周波数解析処理」における2回目(2次元目)のFFT処理の速度範囲を移動させてもよい。   Further, in the above-described embodiment, the case where the detection speed range for extracting the peak is shifted in the “peak selection processing” is described. However, the present invention is not limited to this. For example, the second (second dimension) in the “frequency analysis processing” may be used. The speed range of the FFT processing of ()) may be moved.

具体的には、生成部321は、まず、得られたビート信号に対して距離方向の1回目のFFT処理を行う。つづいて、生成部321は、各ビート信号の1回目のFFT処理結果に対して相対速度方向の2回目のFFT処理を行うことで、物標の距離および相対速度に対応した周波数軸を有する2次元周波数スペクトルを生成する。   Specifically, the generation unit 321 first performs the first FFT processing in the distance direction on the obtained beat signal. Subsequently, the generation unit 321 performs the second FFT processing in the relative speed direction on the result of the first FFT processing of each beat signal, thereby having a frequency axis corresponding to the distance and the relative speed of the target. Generate a dimensional frequency spectrum.

2回目のFFT処理の際、生成部321は、2回目のFFT処理における相対速度方向の速度範囲(速度ビンの範囲)をシフトする。具体的には、生成部321は、2回目のFFT処理において、相対速度周波数軸に対応させる速度範囲を、自車両MCの走行状態に応じて上限方向または下限方向へシフトする。   At the time of the second FFT processing, the generation unit 321 shifts the speed range (speed bin range) in the relative speed direction in the second FFT processing. Specifically, in the second FFT process, the generation unit 321 shifts the speed range corresponding to the relative speed frequency axis in the upper limit direction or the lower limit direction according to the traveling state of the host vehicle MC.

そして、検出部322は、生成部321によって生成された2次元周波数スペクトルから抽出されたピークに基づいて物標の距離および相対速度を検出する。   Then, the detection unit 322 detects the distance and the relative speed of the target based on the peak extracted from the two-dimensional frequency spectrum generated by the generation unit 321.

このように、生成部321は、2回目のFFT処理の際、FFT処理を行う速度範囲をシフトすることによって、速度分解能を細かくした状態を保ちつつ、所望の検知速度の範囲を得ることができる。   As described above, the generation unit 321 can obtain a desired detection speed range while maintaining a state in which the speed resolution is fine, by shifting the speed range in which the FFT process is performed in the second FFT process. .

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。   Further effects and modifications can be easily derived by those skilled in the art. For this reason, the broader aspects of the present invention are not limited to the specific details and representative embodiments shown and described above. Accordingly, various modifications may be made without departing from the spirit or scope of the general inventive concept as defined by the appended claims and equivalents thereof.

1 レーダ装置
2 車両制御装置
10 送信部
11 信号生成部
12 発振器
13 送信アンテナ
20 受信部
21,21a〜21d 受信アンテナ
22,22a〜22d ミキサ
23,23a〜23d A/D変換器
30 処理部
31 送信制御部
32 信号処理部
33 記憶部
321 生成部
322 検出部
322a ピーク抽出部
322b 演算部
322c 出力部
100 レーダ装置
MC 車両
P 物標
S レーダシステム
REFERENCE SIGNS LIST 1 radar device 2 vehicle control device 10 transmission unit 11 signal generation unit 12 oscillator 13 transmission antenna 20 reception unit 21, 21a to 21d reception antenna 22, 22a to 22d mixer 23, 23a to 23d A / D converter 30 processing unit 31 transmission Control unit 32 signal processing unit 33 storage unit 321 generation unit 322 detection unit 322a peak extraction unit 322b calculation unit 322c output unit 100 radar device MC vehicle P target S radar system

Claims (7)

周波数変調された送信波と、物標による当該送信波の反射波とを混合して得られるビート信号に対して周波数解析を行うことで、物標の距離および相対速度に対応した周波数軸を有する2次元周波数スペクトルを生成する生成部と、
前記生成部によって生成された前記2次元周波数スペクトルから抽出されたピークに基づいて前記物標の距離および相対速度を検出する検出部と、を備え、
前記検出部は、
前記相対速度に対応した周波数軸に対応させる所定の速度範囲を、自車両の走行状態に応じて上限方向または下限方向へシフトすること
を特徴とする物標検出装置。
By performing frequency analysis on a beat signal obtained by mixing a frequency-modulated transmission wave and a reflected wave of the transmission wave from the target, the frequency signal has a frequency axis corresponding to the distance and relative speed of the target. A generation unit that generates a two-dimensional frequency spectrum;
A detection unit that detects a distance and a relative speed of the target based on a peak extracted from the two-dimensional frequency spectrum generated by the generation unit,
The detection unit,
A target detecting device, wherein a predetermined speed range corresponding to a frequency axis corresponding to the relative speed is shifted in an upper limit direction or a lower limit direction according to a traveling state of the host vehicle.
前記検出部は、
前記自車両が停止していることを示す前記走行状態である場合、前記自車両に対して離反方向および接近方向への速度範囲が略同じとなるように前記所定の速度範囲をシフトすること
を特徴とする請求項1に記載の物標検出装置。
The detection unit,
When the traveling state indicates that the host vehicle is stopped, the predetermined speed range is shifted so that the speed ranges in the separating direction and the approaching direction with respect to the host vehicle are substantially the same. The target detection device according to claim 1, wherein:
前記検出部は、
前記自車両が走行していることを示す前記走行状態である場合、前記自車両に対して離反方向または接近方向のいずれか一方の速度範囲が広くなるように前記所定の速度範囲をシフトすること
を特徴とする請求項1または2に記載の物標検出装置。
The detection unit,
When the traveling state indicates that the vehicle is traveling, the predetermined speed range is shifted such that one of the speed ranges in the separating direction or the approaching direction with respect to the vehicle is widened. The target detection device according to claim 1 or 2, wherein:
前記検出部は、
前記自車両の走行速度に基づいて前記所定の速度範囲のシフト量を決定すること
を特徴とする請求項3に記載の物標検出装置。
The detection unit,
The target detection device according to claim 3, wherein the shift amount in the predetermined speed range is determined based on a traveling speed of the host vehicle.
前記検出部は、
前記自車両が渋滞を走行していることを示す前記走行状態である場合、前記離反方向の速度範囲が前記接近方向の速度範囲よりも広くなるように前記所定の速度範囲をシフトすること
を特徴とする請求項3または4に記載の物標検出装置。
The detection unit,
When the traveling state indicates that the host vehicle is traveling in traffic, the predetermined speed range is shifted such that the speed range in the separating direction is wider than the speed range in the approaching direction. The target detection device according to claim 3 or 4, wherein:
周波数変調された送信波と、物標による当該送信波の反射波とを混合して得られるビート信号に対して距離方向の1回目のFFT処理を行い、前記一回目のFFT処理の結果に対して相対速度方向の2回目のFFT処理を行うことで、物標の距離および相対速度に対応した周波数軸を有する2次元周波数スペクトルを生成する生成部と、
前記生成部によって生成された前記2次元周波数スペクトルから抽出されたピークに基づいて前記物標の距離および相対速度を検出する検出部と、を備え、
前記生成部は、
前記2回目のFFT処理において、前記相対速度に対応した周波数軸に対応させる所定の速度範囲を、自車両の走行状態に応じて上限方向または下限方向へシフトすること
を特徴とする物標検出装置。
The first FFT processing in the distance direction is performed on a beat signal obtained by mixing the frequency-modulated transmission wave and the reflected wave of the transmission wave from the target, and the result of the first FFT processing is performed. Performing a second FFT process in the relative velocity direction to generate a two-dimensional frequency spectrum having a frequency axis corresponding to the distance and the relative velocity of the target;
A detection unit that detects a distance and a relative speed of the target based on a peak extracted from the two-dimensional frequency spectrum generated by the generation unit,
The generation unit includes:
In the second FFT processing, a predetermined speed range corresponding to a frequency axis corresponding to the relative speed is shifted in an upper limit direction or a lower limit direction according to a traveling state of the host vehicle. .
周波数変調された送信波と、物標による当該送信波の反射波とを混合して得られるビート信号に対して周波数解析を行うことで、物標の距離および相対速度に対応した周波数軸を有する2次元周波数スペクトルを生成する生成工程と、
前記生成工程によって生成された前記2次元周波数スペクトルから抽出されたピークに基づいて前記物標の距離および相対速度を検出する検出工程と、を含み、
前記検出工程は、
前記相対速度に対応する周波数軸に対応させる所定の速度範囲を、自車両の走行状態に応じて上限方向または下限方向へシフトすること
を特徴とする物標検出方法。
By performing frequency analysis on a beat signal obtained by mixing a frequency-modulated transmission wave and a reflected wave of the transmission wave from the target, the frequency signal has a frequency axis corresponding to the distance and relative speed of the target. Generating a two-dimensional frequency spectrum;
A detecting step of detecting a distance and a relative speed of the target based on a peak extracted from the two-dimensional frequency spectrum generated by the generating step,
The detecting step includes:
A target detection method, wherein a predetermined speed range corresponding to a frequency axis corresponding to the relative speed is shifted in an upper limit direction or a lower limit direction according to a traveling state of the host vehicle.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2021240577A1 (en) * 2020-05-25 2021-12-02
WO2023008471A1 (en) * 2021-07-30 2023-02-02 株式会社デンソー Vehicle radar device

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004069340A (en) * 2002-08-02 2004-03-04 Mitsubishi Electric Corp Radar installation
JP2006516736A (en) * 2003-01-30 2006-07-06 レイセオン・カンパニー Techniques for incoherent integration of targets with vague velocities.
JP2010038704A (en) * 2008-08-05 2010-02-18 Fujitsu Ten Ltd Signal processing apparatus, radar device, and signal processing method
JP2013130410A (en) * 2011-12-20 2013-07-04 Toshiba Corp Target detection device, guidance device and target detection method
JP2017090143A (en) * 2015-11-06 2017-05-25 富士通テン株式会社 Radar device, signal processing device for radar device, and signal processing method
JP2017207368A (en) * 2016-05-18 2017-11-24 株式会社デンソー Speed detector
JP2018059813A (en) * 2016-10-05 2018-04-12 株式会社デンソーテン Radar system, and target detecting method

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004069340A (en) * 2002-08-02 2004-03-04 Mitsubishi Electric Corp Radar installation
JP2006516736A (en) * 2003-01-30 2006-07-06 レイセオン・カンパニー Techniques for incoherent integration of targets with vague velocities.
JP2010038704A (en) * 2008-08-05 2010-02-18 Fujitsu Ten Ltd Signal processing apparatus, radar device, and signal processing method
JP2013130410A (en) * 2011-12-20 2013-07-04 Toshiba Corp Target detection device, guidance device and target detection method
JP2017090143A (en) * 2015-11-06 2017-05-25 富士通テン株式会社 Radar device, signal processing device for radar device, and signal processing method
JP2017207368A (en) * 2016-05-18 2017-11-24 株式会社デンソー Speed detector
JP2018059813A (en) * 2016-10-05 2018-04-12 株式会社デンソーテン Radar system, and target detecting method

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2021240577A1 (en) * 2020-05-25 2021-12-02
WO2021240577A1 (en) * 2020-05-25 2021-12-02 三菱電機株式会社 Radar device
JP7309062B2 (en) 2020-05-25 2023-07-14 三菱電機株式会社 radar equipment
WO2023008471A1 (en) * 2021-07-30 2023-02-02 株式会社デンソー Vehicle radar device
JP7424548B2 (en) 2021-07-30 2024-01-30 株式会社デンソー Vehicle radar equipment

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