JP2020041878A - Moving body detection device - Google Patents

Moving body detection device Download PDF

Info

Publication number
JP2020041878A
JP2020041878A JP2018168680A JP2018168680A JP2020041878A JP 2020041878 A JP2020041878 A JP 2020041878A JP 2018168680 A JP2018168680 A JP 2018168680A JP 2018168680 A JP2018168680 A JP 2018168680A JP 2020041878 A JP2020041878 A JP 2020041878A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
unit
moving object
receiving
moving body
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
Application number
JP2018168680A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
順一 小俣
Junichi Komata
順一 小俣
信貴 清水
Nobutaka Shimizu
信貴 清水
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsumi Electric Co Ltd
Original Assignee
Mitsumi Electric Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsumi Electric Co Ltd filed Critical Mitsumi Electric Co Ltd
Priority to JP2018168680A priority Critical patent/JP2020041878A/en
Priority to PCT/JP2019/033712 priority patent/WO2020054423A1/en
Publication of JP2020041878A publication Critical patent/JP2020041878A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/50Systems of measurement based on relative movement of target
    • G01S13/58Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/50Systems of measurement based on relative movement of target
    • G01S13/58Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems
    • G01S13/62Sense-of-movement determination
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/03Details of HF subsystems specially adapted therefor, e.g. common to transmitter and receiver
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/41Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00 using analysis of echo signal for target characterisation; Target signature; Target cross-section

Abstract

To provide a low-cost moving body detection device with low power consumption that can obtain at least direction information and rotation information of a moving body.SOLUTION: The moving body detection device has: a transmission antenna 11 for emitting a transmission wave toward a moving body; an array antenna 12 having a plurality of first receiving antennas for receiving a reflection wave from the moving body; a second receiving antenna 13 for receiving the reflection wave; a transmission part 30 for generating a transmission signal and supplying it to the transmission antenna; a first receiving part 40 for generating a first signal used to obtain direction information of the moving body from the reception signal of the reflection wave received by the array antenna; and a second receiving part 41 for generating a second signal used to obtain rotation information of the moving body from the reception signal of the reflection wave received by the second receiving antenna.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、移動体検出装置に関する。   The present invention relates to a moving object detection device.

従来、検出対象の移動体に向けてマイクロ波等の電波を放射し、移動体から受信する反射波の周波数変化等に基づいて移動体の速度に関する情報(以下、速度情報という)を取得する装置が知られている。当該装置は、ドップラーセンサと呼ばれている。   2. Description of the Related Art Conventionally, a device that radiates radio waves such as microwaves toward a moving object to be detected and acquires information on the speed of the moving object (hereinafter referred to as speed information) based on a change in the frequency of a reflected wave received from the moving object. It has been known. The device is called a Doppler sensor.

また、複数の受信アンテナを配列したアレーアンテナで移動体からの反射波を受信し、受信信号にビームフォーマ法などに基づく処理を適用することにより、移動体の方向に関する情報(以下、方向情報という)を取得することが知られている(例えば、特許文献1参照)。   In addition, by receiving a reflected wave from a moving object with an array antenna in which a plurality of receiving antennas are arranged and applying processing based on a beamformer method or the like to a received signal, information on the direction of the moving object (hereinafter referred to as direction information) ) Is known (for example, see Patent Document 1).

さらに、受信信号に含まれる変調成分に基づいて、ゴルフボール等の移動体の回転に関する情報(以下、回転情報という)を取得することが知られている(例えば、特許文献2参照)。   Further, it is known to acquire information on rotation of a moving body such as a golf ball (hereinafter referred to as rotation information) based on a modulation component included in a received signal (for example, see Patent Document 2).

しかし、移動体がボールのように球体である場合には、形状の不均一性が小さいことから、回転に起因する変調成分が小さいので、回転情報の取得は容易でない。このため、例えば、金属テープ等でボールにマーキングをすることにより、変調成分の拡大が行われている。   However, when the moving object is a sphere such as a ball, since the non-uniformity of the shape is small, the modulation component due to the rotation is small, so that it is not easy to obtain the rotation information. For this reason, the modulation component is expanded by, for example, marking the ball with a metal tape or the like.

特開2015−114143号公報JP-A-2015-114143 特表2016−508764号公報JP 2006-508768 A

移動体の回転情報の取得には、1つの受信アンテナを用いればよいが、方向情報と回転情報とを共に取得可能とする移動体検出装置では、アレーアンテナによる受信信号を用いて両者を取得することが考えられる。   Although one reception antenna may be used to acquire the rotation information of the moving object, a moving object detection device that can acquire both the direction information and the rotation information acquires both using the reception signal from the array antenna. It is possible.

このようにアレーアンテナを用いて方向情報と回転情報とを取得する場合には、上述のように移動体の回転に起因する変調成分が小さいので、アレーアンテナの各受信アンテナに対する受信チャネルを高感度化する必要がある。   When the direction information and the rotation information are obtained by using the array antenna in this manner, the modulation component due to the rotation of the moving object is small as described above, so that the reception channel for each reception antenna of the array antenna has high sensitivity. Need to be

しかし、回転情報の取得のために全ての受信チャネルを高感度化すると、製造コストや消費電力の増大を招いてしまう。   However, if the sensitivity of all the receiving channels is increased to acquire the rotation information, manufacturing costs and power consumption increase.

本発明は、少なくとも移動体の方向情報及び回転情報が取得可能であって、低コストでかつ低消費電力の移動体検出装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a low-cost and low-power-consumption mobile object detection device capable of acquiring at least direction information and rotation information of a mobile object.

開示の技術は、移動体に向けて送信波を放射する送信アンテナと、前記移動体から反射波を受信する複数の第1受信アンテナを有するアレーアンテナと、前記反射波を受信する第2受信アンテナと、送信信号を生成して前記送信アンテナに供給する送信部と、前記アレーアンテナにより受信される前記反射波の受信信号から前記移動体の方向情報の取得に用いる第1信号を生成する第1受信部と、前記第2受信アンテナにより受信される前記反射波の受信信号から前記移動体の回転情報の取得に用いる第2信号を生成する第2受信部と、を有する移動体検出装置である。   The disclosed technology relates to a transmitting antenna that radiates a transmitting wave toward a moving object, an array antenna having a plurality of first receiving antennas that receive a reflected wave from the moving object, and a second receiving antenna that receives the reflected wave A transmitting unit that generates a transmission signal and supplies the transmission signal to the transmission antenna; and a first unit that generates a first signal used for acquiring direction information of the moving object from a reception signal of the reflected wave received by the array antenna. A mobile object detection device comprising: a reception unit; and a second reception unit that generates a second signal used for acquiring rotation information of the mobile object from a reception signal of the reflected wave received by the second reception antenna. .

本発明によれば、少なくとも移動体の方向情報及び回転情報が取得可能であって、低コストでかつ低消費電力の移動体検出装置を提供することができる。   Advantageous Effects of Invention According to the present invention, it is possible to provide a low cost and low power consumption mobile object detection device capable of acquiring at least direction information and rotation information of a mobile object.

移動体検出装置の概略構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a moving object detection device. 移動体検出装置を基準とした移動体の位置を定義する図である。It is a figure which defines the position of the mobile object based on the mobile object detection device. フロントエンド回路の構成を例示する回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a configuration of a front end circuit. 信号処理部の構成を例示するブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a signal processing unit. 回転している移動体の移動体検出装置に対する座標を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating coordinates of a rotating moving object with respect to the moving object detection device. 第1受信部を高感度化する構成を例示する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration for increasing the sensitivity of a first receiving unit.

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。   Hereinafter, embodiments for carrying out the invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted.

[概略構成]
本発明の一実施形態に係る移動体検出装置の構成について説明する。本実施形態の移動体検出装置は、FM−CW(Frequency Modulated Continuous Wave)方式で対象物としての移動体の運動に関する情報を検出するレーダ装置である。
[Schematic configuration]
A configuration of a moving object detection device according to an embodiment of the present invention will be described. The moving object detection device according to the present embodiment is a radar device that detects information related to the motion of a moving object as an object by an FM-CW (Frequency Modulated Continuous Wave) method.

図1は、移動体検出装置10の概略構成を示すブロック図である。図2は、移動体検出装置10を基準とした移動体20の位置を定義する図である。   FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the moving object detection device 10. FIG. 2 is a diagram that defines the position of the moving object 20 with respect to the moving object detection device 10.

図1に示すように、移動体検出装置10は、送信アンテナ11と、複数の第1受信アンテナ12aを有するアレーアンテナ12と、第2受信アンテナ13と、フロントエンド回路14と、信号処理部15と、制御部16と、操作部17と、通信部18とを含む。   As shown in FIG. 1, the mobile object detection device 10 includes a transmitting antenna 11, an array antenna 12 having a plurality of first receiving antennas 12a, a second receiving antenna 13, a front end circuit 14, a signal processing unit 15 , A control unit 16, an operation unit 17, and a communication unit 18.

移動体20は、例えば、野球、ゴルフ、テニス等に用いられるほぼ球状のボールである。移動体20は、ある初期位置から打ち出された物体であり、並進運動と回転運動とを行いながら空気中を移動する。ここで、並進運動とは、移動体20の重心が移動する方向への運動である。回転運動とは、移動体20の重心回りの運動、いわゆるスピン運動である。   The moving body 20 is, for example, a substantially spherical ball used for baseball, golf, tennis, and the like. The moving body 20 is an object launched from a certain initial position, and moves in the air while performing translational movement and rotational movement. Here, the translational movement is a movement in a direction in which the center of gravity of the moving body 20 moves. The rotational motion is a motion around the center of gravity of the moving body 20, that is, a so-called spin motion.

送信アンテナ11は、送信波21を発生し、空間中を移動する移動体20に向けて放射する。送信波21は、例えば、一定の周波数を有する正弦連続波であり、例えばマイクロ波である。   The transmission antenna 11 generates a transmission wave 21 and radiates it toward a moving body 20 moving in space. The transmission wave 21 is, for example, a sinusoidal continuous wave having a constant frequency, for example, a microwave.

移動体20は、送信波21を受けて反射する。この反射波22には、ドップラー効果によって、移動体20の運動(並進運動及び回転運動)に応じた周波数変調(ドップラーシフト)が生じる。また、反射波22には、移動体20の形状及び運動に起因してレーダ反射断面積が変化することによる振幅変調が生じる。   The moving body 20 receives and reflects the transmission wave 21. Due to the Doppler effect, the reflected wave 22 undergoes frequency modulation (Doppler shift) in accordance with the movement (translational movement and rotational movement) of the moving body 20. The reflected wave 22 undergoes amplitude modulation due to a change in the radar reflection cross-sectional area due to the shape and movement of the moving body 20.

アレーアンテナ12は、複数の第1受信アンテナ12aが配列されたものである。アレーアンテナ12は、送信アンテナ11の近傍に配置されていることが好ましい。アレーアンテナ12は、移動体20からの反射波22を受信する。アレーアンテナ12による受信信号は、移動体20の方向に関する情報(方向情報)を取得するために用いられる。ここで、移動体20の方向とは、移動体検出装置10への反射波22の到来方向であり、具体的には、図2に示すように、移動体検出装置10の位置を基準とした移動体20の方位角θ及び仰角δで表される。   The array antenna 12 has a plurality of first receiving antennas 12a arranged therein. The array antenna 12 is preferably arranged near the transmission antenna 11. The array antenna 12 receives the reflected wave 22 from the moving body 20. The signal received by the array antenna 12 is used to acquire information (direction information) on the direction of the moving body 20. Here, the direction of the moving object 20 is the arrival direction of the reflected wave 22 to the moving object detecting device 10, and specifically, as shown in FIG. 2, based on the position of the moving object detecting device 10. It is represented by the azimuth angle θ and the elevation angle δ of the moving body 20.

アレーアンテナ12は、方位角θ及び仰角δを推定するために、複数の第1受信アンテナ12aが少なくとも2方向に配列されたものである。複数の第1受信アンテナ12aは、例えば十字状やL字状に配列されている。なお、複数の第1受信アンテナ12aの配列パターンは、二次元正方格子状等であってもよい。   The array antenna 12 has a plurality of first receiving antennas 12a arranged in at least two directions in order to estimate the azimuth angle θ and the elevation angle δ. The plurality of first receiving antennas 12a are arranged, for example, in a cross shape or an L shape. The arrangement pattern of the plurality of first receiving antennas 12a may be a two-dimensional square lattice or the like.

また、アレーアンテナ12による受信信号は、移動体20の速度に関する情報(速度情報)の取得に用いられる。ここで、推定される移動体20の速度は、反射波22の受信方向に沿った速度であり、具体的には、図2に示すように、移動体検出装置10と移動体20とを結ぶ直線方向への速度Vradである。速度Vradは、移動体20の並進運動方向への真の速度Vとは異なる。 The signal received by the array antenna 12 is used for obtaining information (speed information) on the speed of the moving body 20. Here, the estimated speed of the moving object 20 is a speed along the receiving direction of the reflected wave 22. Specifically, as shown in FIG. 2, the moving object detecting device 10 and the moving object 20 are connected. The velocity V rad in the linear direction. The speed V rad is different from the true speed V of the moving body 20 in the translation direction.

第2受信アンテナ13は、移動体20からの反射波22を受信する。第2受信アンテナ13による受信信号は、移動体20の回転に関する情報(回転情報)を取得するために用いられる。   The second receiving antenna 13 receives the reflected wave 22 from the moving body 20. The signal received by the second receiving antenna 13 is used to acquire information (rotation information) about the rotation of the moving body 20.

フロントエンド回路14は、送信アンテナ11に供給する送信信号の生成や、アレーアンテナ12及び第2受信アンテナ13により受信される受信信号からの検波を行う。   The front end circuit 14 generates a transmission signal to be supplied to the transmission antenna 11 and performs detection from the reception signals received by the array antenna 12 and the second reception antenna 13.

信号処理部15は、フロントエンド回路14により生成された検波信号に基づき、移動体20の運動情報(方向情報、速度情報、回転情報等)の推定に関する信号処理を行う。信号処理部15は、CPU(Central Processing Unit)やメモリ等により構成されている。   The signal processing unit 15 performs signal processing relating to estimation of motion information (direction information, speed information, rotation information, and the like) of the moving body 20 based on the detection signal generated by the front end circuit 14. The signal processing unit 15 includes a CPU (Central Processing Unit), a memory, and the like.

制御部16は、操作部17からの操作信号等に基づき、フロントエンド回路14及び信号処理部15の動作を制御する。通信部18は、有線又は無線で図示しない表示装置等に接続され、制御部16の制御に基づいて、信号処理部15により得られた移動体20の情報を送信する。   The control unit 16 controls operations of the front-end circuit 14 and the signal processing unit 15 based on an operation signal from the operation unit 17 and the like. The communication unit 18 is connected to a display device (not shown) by wire or wirelessly, and transmits information on the moving body 20 obtained by the signal processing unit 15 under the control of the control unit 16.

[フロントエンド回路の構成]
次に、フロントエンド回路14の構成について説明する。
[Configuration of front-end circuit]
Next, the configuration of the front end circuit 14 will be described.

図3は、フロントエンド回路14の構成を例示する回路図である。図3に示すように、フロントエンド回路14は、送信部30と、第1受信部40と、第2受信部41とを有する。第1受信部40は、マルチプレクサ42と、第1同期検波部50とを含む。第2受信部41は、第2同期検波部60を含む。   FIG. 3 is a circuit diagram illustrating the configuration of the front end circuit 14. As shown in FIG. 3, the front-end circuit 14 includes a transmission unit 30, a first reception unit 40, and a second reception unit 41. The first receiver 40 includes a multiplexer 42 and a first synchronous detector 50. The second receiving section 41 includes a second synchronous detection section 60.

送信部30は、発信器31と、周波数逓倍器32と、アンプ33と、可変ゲインアンプ34と、パワーアンプ35とを有する。また、送信部30は、送信信号の一部を第1同期検波部50と第2同期検波部60とに分配する構成として、第1分配器36と、第2分配器37と、アンプ38,39とを有する。   The transmission unit 30 includes a transmitter 31, a frequency multiplier 32, an amplifier 33, a variable gain amplifier 34, and a power amplifier 35. Further, the transmission unit 30 is configured to distribute a part of the transmission signal to the first synchronous detection unit 50 and the second synchronous detection unit 60, and includes a first distributor 36, a second distributor 37, an amplifier 38, 39.

発信器31は、一定の周波数を有する正弦連続波からなる送信信号を発生して出力する。周波数逓倍器32は、発信器31から出力された送信信号の周波数を、例えば2倍の高周波に変換して出力する。周波数逓倍器32から出力された送信信号は、アンプ33を介して第1分配器36に入力される。   The transmitter 31 generates and outputs a transmission signal composed of a sinusoidal continuous wave having a constant frequency. The frequency multiplier 32 converts the frequency of the transmission signal output from the transmitter 31 into, for example, twice as high and outputs it. The transmission signal output from the frequency multiplier 32 is input to the first distributor 36 via the amplifier 33.

第1分配器36は、入力された送信信号を、可変ゲインアンプ34と第2分配器37とに分配する。第2分配器37は、第1分配器36から供給された送信信号を、第1同期検波部50と第2同期検波部60とに分配する。第2分配器37により分配された送信信号は、それぞれアンプ38,39を介して第1同期検波部50と第2同期検波部60とに供給される。   The first distributor 36 distributes the input transmission signal to the variable gain amplifier 34 and the second distributor 37. The second distributor 37 distributes the transmission signal supplied from the first distributor 36 to the first synchronous detector 50 and the second synchronous detector 60. The transmission signal distributed by the second distributor 37 is supplied to the first synchronous detector 50 and the second synchronous detector 60 via the amplifiers 38 and 39, respectively.

可変ゲインアンプ34は、第1分配器36から供給された送信信号を、前述の制御部16により設定される増幅率に応じて増幅し、パワーアンプ35に入力する。パワーアンプ35は、可変ゲインアンプ34から入力された送信信号を増幅して、送信アンテナ11に供給する。送信アンテナ11は、供給された送信信号に応じて送信波21を放射する。   The variable gain amplifier 34 amplifies the transmission signal supplied from the first distributor 36 according to the amplification factor set by the control unit 16 and inputs the amplified signal to the power amplifier 35. The power amplifier 35 amplifies the transmission signal input from the variable gain amplifier 34 and supplies the transmission signal to the transmission antenna 11. The transmission antenna 11 radiates a transmission wave 21 according to the supplied transmission signal.

第1受信部40に含まれるマルチプレクサ42は、入力側がアレーアンテナ12、出力側が第1同期検波部50となるように、アレーアンテナ12と第1同期検波部50との間に接続されている。   The multiplexer 42 included in the first receiver 40 is connected between the array antenna 12 and the first synchronous detector 50 so that the input side is the array antenna 12 and the output side is the first synchronous detector 50.

マルチプレクサ42は、複数のスイッチ43を有しており、制御部16の制御に基づき、複数のスイッチ43のうちのいずれか1つがオンとされる。すなわち、マルチプレクサ42は、アレーアンテナ12に含まれる複数の第1受信アンテナ12aのうちいずれか1つを選択的に第1同期検波部50に接続する。複数の第1受信アンテナ12aは、制御部16により、順次時分割的に選択される。例えば、第1受信アンテナ12aの選択は、送信波21の周波数に同期して制御される。   The multiplexer 42 has a plurality of switches 43, and any one of the plurality of switches 43 is turned on based on the control of the control unit 16. That is, the multiplexer 42 selectively connects any one of the plurality of first receiving antennas 12a included in the array antenna 12 to the first synchronous detection unit 50. The plurality of first receiving antennas 12a are sequentially selected by the control unit 16 in a time-division manner. For example, the selection of the first receiving antenna 12a is controlled in synchronization with the frequency of the transmission wave 21.

このように、本実施形態では、複数の第1受信アンテナ12aに対して設けられた受信チャネルは1つのみである。   As described above, in the present embodiment, only one reception channel is provided for the plurality of first reception antennas 12a.

第1同期検波部50は、ローノイズアンプ(LNA)51と、移相器52と、ミキサ53a,53bと、IF(Intermediate Frequency)アンプ54a,54bと、ローパスフィルタ(LPF)55a,55bと、A/Dコンバータ(ADC)56a,56bとを有する。   The first synchronous detection unit 50 includes a low noise amplifier (LNA) 51, a phase shifter 52, mixers 53a and 53b, IF (Intermediate Frequency) amplifiers 54a and 54b, low-pass filters (LPF) 55a and 55b, and A / D converters (ADCs) 56a and 56b.

ローノイズアンプ51は、マルチプレクサ42により選択された第1受信アンテナ12aが受信した反射波22の受信信号を増幅し、ミキサ53a,53bに入力する。移相器52は、送信部30から供給される送信信号(正弦波)と、送信信号の位相を90度シフトさせた信号(余弦波)とを出力し、それぞれ参照信号としてミキサ53a,53bに入力する。例えば、ミキサ53aには第1参照信号(正弦波)が入力され、ミキサ53bには第2参照信号(余弦波)が入力される。   The low noise amplifier 51 amplifies the received signal of the reflected wave 22 received by the first receiving antenna 12a selected by the multiplexer 42, and inputs the amplified signal to the mixers 53a and 53b. The phase shifter 52 outputs a transmission signal (sine wave) supplied from the transmission unit 30 and a signal (cosine wave) obtained by shifting the phase of the transmission signal by 90 degrees, and outputs the signals to the mixers 53a and 53b as reference signals. input. For example, a first reference signal (sine wave) is input to the mixer 53a, and a second reference signal (cosine wave) is input to the mixer 53b.

ミキサ53aは、ローノイズアンプ51から入力される受信信号に第1参照信号を乗じてIFアンプ54aへ出力する。ミキサ53bは、ローノイズアンプ51から入力される受信信号に第2参照信号を乗じてIFアンプ54bへ出力する。   The mixer 53a multiplies the received signal input from the low noise amplifier 51 by the first reference signal and outputs the result to the IF amplifier 54a. The mixer 53b multiplies the received signal input from the low noise amplifier 51 by the second reference signal and outputs the result to the IF amplifier 54b.

IFアンプ54a,54bは、それぞれミキサ53a,53bから受信した信号を増幅してローパスフィルタ55a,55bに入力する。   IF amplifiers 54a and 54b amplify signals received from mixers 53a and 53b, respectively, and input the signals to low-pass filters 55a and 55b.

ローパスフィルタ55a,55bは、それぞれIFアンプ54a,54bにより増幅された信号の周波数成分のうち、所定の周波数以上の成分を減衰させる。   The low-pass filters 55a and 55b attenuate components having a predetermined frequency or higher among the frequency components of the signals amplified by the IF amplifiers 54a and 54b, respectively.

A/Dコンバータ56a,56bは、それぞれローパスフィルタ55a,55bを通過した信号を、所定のサンプリング周波数でサンプリング処理することにより、信号をデジタル化して出力する。   The A / D converters 56a and 56b digitize the signals that have passed through the low-pass filters 55a and 55b at a predetermined sampling frequency, and output the signals.

A/Dコンバータ56aから出力される出力信号RDIは、直交復調(直交検波)法における同相(In-phase)成分である。A/Dコンバータ56bから出力される出力信号RDQは、直交位相(Quadrature)成分である。   The output signal RDI output from the A / D converter 56a is an in-phase component in the quadrature demodulation (quadrature detection) method. The output signal RDQ output from the A / D converter 56b is a quadrature component.

第2受信部41に含まれる第2同期検波部60は、ローノイズアンプ61と、移相器62と、ミキサ63a,63bと、IFアンプ64a,64bと、ローパスフィルタ65a,65bと、A/Dコンバータ66a,66bとを有する。   The second synchronous detector 60 included in the second receiver 41 includes a low noise amplifier 61, a phase shifter 62, mixers 63a and 63b, IF amplifiers 64a and 64b, low-pass filters 65a and 65b, and an A / D. It has converters 66a and 66b.

第2同期検波部60の構成は、ローノイズアンプ61が第2受信アンテナ13に接続されていること以外は、第1同期検波部50と同様の構成であるので、詳しい説明は省略する。   The configuration of the second synchronous detection unit 60 is the same as that of the first synchronous detection unit 50 except that the low noise amplifier 61 is connected to the second receiving antenna 13, and thus detailed description is omitted.

ローノイズアンプ61は、第2受信アンテナ13が受信した反射波22の受信信号を増幅する。A/Dコンバータ66aから出力される出力信号RSIは、同相成分である。A/Dコンバータ66bから出力される出力信号RSQは、直交位相成分である。   The low noise amplifier 61 amplifies the received signal of the reflected wave 22 received by the second receiving antenna 13. The output signal RSI output from the A / D converter 66a is an in-phase component. The output signal RSQ output from the A / D converter 66b is a quadrature component.

[信号処理部の構成]
次に、信号処理部15の構成について説明する。
[Configuration of signal processing unit]
Next, the configuration of the signal processing unit 15 will be described.

図4は、信号処理部15の構成を例示するブロック図である。図4に示すように、第1復調処理部70と、第2復調処理部71と、速度情報推定部72と、方向情報推定部73と、回転情報推定部74と、軌道推定部75とを有する。各部は、例えば、CPUが、メモリから読み出した所定のプログラムに基づいて処理を行うことにより実現される。   FIG. 4 is a block diagram illustrating the configuration of the signal processing unit 15. As shown in FIG. 4, a first demodulation processing unit 70, a second demodulation processing unit 71, a speed information estimation unit 72, a direction information estimation unit 73, a rotation information estimation unit 74, and a trajectory estimation unit 75 Have. Each unit is realized, for example, by the CPU performing a process based on a predetermined program read from the memory.

第1復調処理部70には、第1同期検波部50から第1信号(出力信号RDI,RDQ)が入力される。第1復調処理部70は、出力信号RDI,RDQに基づき位相及び振幅を算出することにより復調信号DM1を生成する。この復調信号DM1は、送信波21が移動体20により反射されることにより生じる変調信号(ドップラー信号)である。   The first signals (output signals RDI and RDQ) are input to the first demodulation processing unit 70 from the first synchronous detection unit 50. The first demodulation processing unit 70 generates a demodulated signal DM1 by calculating a phase and an amplitude based on the output signals RDI and RDQ. The demodulated signal DM1 is a modulation signal (Doppler signal) generated by the transmission wave 21 being reflected by the moving body 20.

第2復調処理部71には、第2同期検波部60から第2信号(出力信号RSI,RSQ)が入力される。第2復調処理部71は、第1復調処理部70と同様の構成であり、出力信号RSI,RSQに基づき位相及び振幅を算出することにより復調信号DM2を生成する。この復調信号DM2は、復調信号DM1と同様に、ドップラー信号である。   The second signal (output signals RSI and RSQ) is input to the second demodulation processing unit 71 from the second synchronous detection unit 60. The second demodulation processing unit 71 has the same configuration as the first demodulation processing unit 70, and generates a demodulated signal DM2 by calculating the phase and the amplitude based on the output signals RSI and RSQ. This demodulated signal DM2 is a Doppler signal like the demodulated signal DM1.

第1復調処理部70により生成された復調信号DM1は、速度情報推定部72と方向情報推定部73とに入力される。第2復調処理部71により生成された復調信号DM2は、回転情報推定部74に入力される。   Demodulated signal DM1 generated by first demodulation processing section 70 is input to speed information estimation section 72 and direction information estimation section 73. The demodulated signal DM2 generated by the second demodulation processing unit 71 is input to the rotation information estimation unit 74.

速度情報推定部72は、復調信号DM1から得られる周波数変調(ドップラーシフト)の情報に基づいて、移動体20の速度情報として速度Vradを推定する。速度情報推定部72は、推定した速度Vradの値を軌道推定部75に入力する。 The speed information estimating unit 72 estimates the speed V rad as speed information of the mobile unit 20 based on information on frequency modulation (Doppler shift) obtained from the demodulated signal DM1. The speed information estimating unit 72 inputs the value of the estimated speed V rad to the trajectory estimating unit 75.

方向情報推定部73は、周知のビームフォーマ法を用い、第1復調処理部70から入力される複数の復調信号DM1に基づいて移動体20の方向を推定する。具体的には、方向情報推定部73は、複数の復調信号DM1から位相情報を取得し、信号間の位相差から等位相面を求めることにより方向情報として方位角θ及び仰角δを推定する。方向情報推定部73は、推定した方位角θ及び仰角δの値を軌道推定部75に入力する。   The direction information estimating unit 73 estimates the direction of the mobile unit 20 based on a plurality of demodulated signals DM1 input from the first demodulation processing unit 70 using a known beamformer method. Specifically, the direction information estimating unit 73 obtains phase information from the plurality of demodulated signals DM1, and estimates an azimuth angle θ and an elevation angle δ as direction information by obtaining an equiphase plane from a phase difference between the signals. The direction information estimation unit 73 inputs the values of the estimated azimuth angle θ and the estimated elevation angle δ to the trajectory estimation unit 75.

なお、本実施形態では、複数の第1受信アンテナ12aを時分割的に選択しているので、方向情報推定部73が用いる複数の復調信号DM1には、取得時間にずれがある。しかし、この選択時間間隔に対して移動体20の移動量は十分に小さいので、等位相面の算出への影響は無視できる。   In the present embodiment, since the plurality of first receiving antennas 12a are selected in a time-division manner, the acquisition times of the demodulated signals DM1 used by the direction information estimating unit 73 are different. However, since the moving amount of the moving body 20 is sufficiently small with respect to the selection time interval, the influence on the calculation of the equal phase plane can be ignored.

回転情報推定部74は、第2復調処理部71から順次入力される復調信号DM2に基づき、変調信号の振幅(強度)の時間変化を求め、この時間変化から移動体20の回転情報として回転数(スピンレート)を推定する。   The rotation information estimating unit 74 obtains a time change of the amplitude (intensity) of the modulation signal based on the demodulated signal DM2 sequentially input from the second demodulation processing unit 71, and obtains the rotation speed as rotation information of the mobile unit 20 from the time change. (Spin rate) is estimated.

軌道推定部75は、速度情報推定部72により推定された速度情報(速度Vrad)と、方向情報推定部73により推定された方向情報(方位角θ及び仰角δ)とを用いて、移動体20の軌道を推定する。 The trajectory estimating unit 75 uses the speed information (speed V rad ) estimated by the speed information estimating unit 72 and the direction information (azimuth angle θ and elevation angle δ) estimated by the direction information estimating unit 73, and Estimate 20 trajectories.

[回転情報の推定方法]
次に、移動体20の回転情報の推定方法について説明する。
[Rotation information estimation method]
Next, a method of estimating rotation information of the moving body 20 will be described.

図5は、回転している移動体20の移動体検出装置10に対する座標を示す図である。図5に示す座標系では、原点を移動体20の中心とし、移動体検出装置10と原点とを結ぶ軸をα軸としている。また、α軸に直交する1つの軸をβ軸としている。   FIG. 5 is a diagram illustrating coordinates of the rotating moving body 20 with respect to the moving body detection device 10. In the coordinate system shown in FIG. 5, the origin is the center of the moving body 20, and the axis connecting the moving body detection device 10 and the origin is the α axis. In addition, one axis orthogonal to the α axis is defined as the β axis.

移動体20は、半径がrの球体であり、β軸の周りに角速度ωで回転しているとする。また、送信波21の波長をλとする。この場合、移動体検出装置10が、移動体20上の近接点Aにおける反射により受信する受信信号α(t)と、点Bにおける反射により受信する受信信号α(t)との関係は、下式(1)で表される。 The moving body 20 is a sphere having a radius of r, and is rotating at an angular velocity ω around the β axis. The wavelength of the transmission wave 21 is λ. In this case, the relationship between the received signal α A (t) received by the mobile object detection device 10 by reflection at the proximity point A on the mobile object 20 and the received signal α B (t) received by reflection at the point B is , Represented by the following equation (1).

Figure 2020041878
ここで、tは時間を表す。αmodB(t)は、送信波21が点Bで反射されることによる変調成分である。この変調信号αmodB(t)は、移動体20の回転運動に起因するものであり、下式(2)で表される。
Figure 2020041878
Here, t represents time. α modB (t) is a modulation component due to the transmission wave 21 being reflected at the point B. The modulation signal α modB (t) is caused by the rotational movement of the moving body 20 and is represented by the following equation (2).

Figure 2020041878
ここで、d(t)は、移動体20上の近接点Aからの受信信号に対する点Bからの受信信号の相対的な振幅である。
Figure 2020041878
Here, d (t) is a relative amplitude of the reception signal from the point B with respect to the reception signal from the proximity point A on the moving body 20.

このように、移動体20の回転運動は、近接点Aからの受信信号α(t)に変調を与える。この変調信号αmodB(t)は、回転周期T=2π/ωで変化する。 Thus, the rotational movement of the moving body 20 modulates the received signal α A (t) from the proximity point A. This modulation signal α modB (t) changes at a rotation cycle T = 2π / ω.

振幅d(t)も、回転周期Tで時間に変化する成分を有する。振幅d(t)は、移動体20の形状の不均一性に相関を有する。これは、移動体20の回転に伴う反射波22の受信強度の変化と、レーダ反射断面積の変化とが強い相関関係を有するためである。レーダ反射断面積は、移動体20の形状に依存する。移動体20の形状が球状に近く表面の変化が小さいほど、レーダ反射断面積の変化が小さく、振幅d(t)の変化が小さくなる。   The amplitude d (t) also has a component that changes with time in the rotation period T. The amplitude d (t) has a correlation with the non-uniformity of the shape of the moving body 20. This is because there is a strong correlation between a change in the reception intensity of the reflected wave 22 due to the rotation of the moving body 20 and a change in the radar reflection cross-sectional area. The radar reflection cross section depends on the shape of the moving body 20. As the shape of the moving body 20 is more spherical and the change in the surface is smaller, the change in the radar reflection cross section is smaller and the change in the amplitude d (t) is smaller.

したがって、回転情報推定部74は、復調信号DM2の変化を周波数解析し、回転周期Tの逆数を求めることにより、回転数(スピンレート)を推定することができる。   Therefore, the rotation information estimating unit 74 can estimate the number of rotations (spin rate) by frequency-analyzing the change of the demodulated signal DM2 and obtaining the reciprocal of the rotation period T.

なお、送信波21が移動体20により反射されることにより生じる変調信号(ドップラー信号)に含まれる変調成分は、移動体20の並進運動による成分に比べて、回転運動による成分が小さい。このため、移動体20の回転情報を精度よく推定するためには、移動体20の表面上に凹凸形状等の不均一性が存在し、回転運動に伴うレーダ反射断面積の変化量が大きいことが好ましい。   The modulation component included in the modulation signal (Doppler signal) generated by the transmission wave 21 being reflected by the moving body 20 has a smaller component due to the rotational movement than the component due to the translational movement of the moving body 20. Therefore, in order to accurately estimate the rotation information of the moving body 20, it is necessary that unevenness and the like exist on the surface of the moving body 20 and that the amount of change in the radar reflection cross-sectional area due to the rotating motion is large. Is preferred.

例えば、ゴルフボールは、表面に多数のディンプルを有する。しかし、ゴルフボールのディンプルは、小さく、かつ均等に配置されているので、回転運動によりドップラー信号に与える変調量は小さい。例えば、ゴルフボールのレーダ反射断面積は、並進運動に起因する成分が−23dBsmであるのに対して、回転運動に起因する成分が−55dBsmと低い。   For example, a golf ball has a large number of dimples on the surface. However, since the dimples of the golf ball are small and evenly arranged, the amount of modulation given to the Doppler signal by the rotational motion is small. For example, the radar reflection cross-sectional area of a golf ball has a component due to translational motion of −23 dBsm, whereas a component due to rotational motion is as low as −55 dBsm.

このため、移動体20の回転情報の取得に用いる第2受信アンテナ13に対する第2受信部41を、移動体20の方向情報の取得に用いるアレーアンテナ12に対する第1受信部40よりも高感度とすることが好ましい。第1受信部40は、ローノイズアンプ51を含んでいるが、マルチプレクサ42により損失が生じるので、第2受信部41よりも低感度である。したがって、本実施形態では、第2受信部41は、第1受信部40よりも高感度である。   For this reason, the second receiving unit 41 for the second receiving antenna 13 used for acquiring the rotation information of the moving body 20 has higher sensitivity than the first receiving unit 40 for the array antenna 12 used for acquiring the directional information of the moving body 20. Is preferred. The first receiving unit 40 includes the low noise amplifier 51, but has lower sensitivity than the second receiving unit 41 because a loss is caused by the multiplexer 42. Therefore, in the present embodiment, the second receiver 41 has higher sensitivity than the first receiver 40.

仮に、第1受信部40を高感度化するためには、図6に示すように、アレーアンテナ12とマルチプレクサ42との間に複数のローノイズアンプ80を設ける必要があり、製造コストや消費電力の増大を招いてしまう。   To increase the sensitivity of the first receiving unit 40, it is necessary to provide a plurality of low noise amplifiers 80 between the array antenna 12 and the multiplexer 42 as shown in FIG. It leads to an increase.

なお、第2受信部41を第1受信部40よりも高感度化する手段としては、ローノイズアンプを設けること以外に、第2受信アンテナ13のアンテナゲインを上げる等の高感度化手段を用いることも可能である。   As means for making the second receiving section 41 more sensitive than the first receiving section 40, a means for increasing the sensitivity such as increasing the antenna gain of the second receiving antenna 13 may be used other than providing a low noise amplifier. Is also possible.

[軌道の推定方法]
次に、移動体20の軌道の推定方法について説明する。
[Orbit estimation method]
Next, a method of estimating the trajectory of the moving body 20 will be described.

図2に示すXYZ座標系を用い、初期時間tにおける移動体20の位置を(x,y,z)、真の速度を(vx0,vy0,zz0)、加速度を(ax0,ay0,az0)と仮定する。この場合、ある時間tにおける移動体20の位置(x,y,z)及び真の速度(v,v,z)は、それぞれ下式(3)及び下式(4)の運動方程式で表される。 Using the XYZ coordinate system shown in FIG. 2, the position of the moving body 20 at the initial time t 0 is (x 0 , y 0 , z 0 ), the true velocity is (v x0 , v y0 , z z0 ), and the acceleration is ( a x0 , a y0 , a z0 ). In this case, the position (x, y, z) and the true velocity (v x , v y , z z ) of the moving body 20 at a certain time t are represented by the following equations (3) and (4), respectively. It is represented by

Figure 2020041878
Figure 2020041878

Figure 2020041878
そして、ある時間tにおける移動体検出装置10を基準とした移動体20の速度Vrad、方位角θ、及び仰角δは、それぞれ下式(5)〜(7)で表される。
Figure 2020041878
The velocity V rad , azimuth angle θ, and elevation angle δ of the moving body 20 with respect to the moving body detection device 10 at a certain time t are represented by the following equations (5) to (7), respectively.

Figure 2020041878
Figure 2020041878

Figure 2020041878
Figure 2020041878

Figure 2020041878
したがって、軌道推定部75は、速度情報推定部72及び方向情報推定部73から順次入力される速度Vrad、方位角θ、及び仰角δの値と、式(3)〜(7)とに基づいて移動体20の軌道を推定することができる。
Figure 2020041878
Therefore, the trajectory estimating unit 75 is based on the values of the speed V rad , the azimuth angle θ, and the elevation angle δ sequentially input from the speed information estimating unit 72 and the direction information estimating unit 73, and the expressions (3) to (7). Thus, the trajectory of the moving body 20 can be estimated.

具体的には、まず、軌道推定部75は、速度情報推定部72及び方向情報推定部73から順次入力される速度Vrad、方位角θ、及び仰角δの値を、初期時間tから所定時間tまで記憶する。 Specifically, first, the trajectory estimating unit 75 determines the values of the speed V rad , the azimuth angle θ, and the elevation angle δ sequentially input from the speed information estimating unit 72 and the direction information estimating unit 73 from the initial time t 0. storing up to the time t n.

次に、軌道推定部75は、記憶した複数セットの速度Vrad、方位角θ、及び仰角δの値と、式(5)〜(6)により算出される値との差が最小となるように初期位置(x,y,z)、初期速度(vx0,vy0,zz0)、及び初期加速度(ax0,ay0,az0)を選択する。 Next, the trajectory estimating unit 75 minimizes the difference between the stored values of the velocity V rad , the azimuth angle θ, and the elevation angle δ, and the values calculated by the equations (5) to (6). , An initial position (x 0 , y 0 , z 0 ), an initial velocity (v x0 , v y0 , z z0 ), and an initial acceleration (a x0 , a y0 , a z0 ) are selected.

そして、軌道推定部75は、選択した値を用い、式(3)に基づいて各時間(t〜t)における位置(x,y,z)を算出することで、移動体20の軌道を推定する。 Then, the trajectory estimating unit 75 calculates the position (x, y, z) at each time (t 0 to t n ) based on the equation (3) using the selected value, whereby the trajectory of the moving body 20 is calculated. Is estimated.

なお、式(4)に基づいて各時間における真の速度(v,v,z)を推定することも可能である。 It is also possible to estimate the true velocity at each time based on equation (4) (v x, v y, z z) a.

[効果]
上記実施形態では、移動体20の方向情報を取得するためのアレーアンテナ12及び第1受信部40とは別に、移動体20の回転情報を取得するための第2受信アンテナ13及び第2受信部41が設けられているので、回転情報を精度よく推定するために受信チャネルのみを高感度化することができる。これにより、少なくとも移動体20の方向情報及び回転情報が取得可能であって、低コストでかつ低消費電力の移動体検出装置10を提供することができる。
[effect]
In the above embodiment, apart from the array antenna 12 and the first receiving unit 40 for acquiring the direction information of the moving body 20, the second receiving antenna 13 and the second receiving unit for acquiring the rotating information of the moving body 20 Since 41 is provided, only the reception channel can be made highly sensitive in order to accurately estimate the rotation information. Thereby, at least the direction information and the rotation information of the moving body 20 can be acquired, and the moving body detecting device 10 with low cost and low power consumption can be provided.

[変形例]
次に、上記実施形態の種々の変形例について説明する。
[Modification]
Next, various modifications of the above embodiment will be described.

上記実施形態では、速度情報推定部72は、第1復調処理部70からの復調信号DM1に基づいて移動体20の速度情報を推定しているが、第2復調処理部71からの復調信号DM2に基づいて移動体20の速度情報を推定してもよい。したがって、本発明に係る移動体検出装置は、移動体の回転情報を精度よく推定するために受信チャネルが、少なくとも移動体の方向情報を取得するための受信チャネルと別に構成されていればよい。   In the above embodiment, the speed information estimating unit 72 estimates the speed information of the mobile unit 20 based on the demodulated signal DM1 from the first demodulation processing unit 70, but the demodulation signal DM2 from the second demodulation processing unit 71 May be estimated on the basis of the speed information. Therefore, in the moving object detection device according to the present invention, the receiving channel for estimating the rotation information of the moving object with high accuracy only needs to be configured separately from at least the receiving channel for acquiring the directional information of the moving object.

上記実施形態では、アレーアンテナ12に対して1つの第1受信部40が設けられているが、複数の第1受信部40が設けられていてもよい。   In the above embodiment, one first receiving unit 40 is provided for the array antenna 12, but a plurality of first receiving units 40 may be provided.

上記実施形態では、送信波21を正弦波としているが、波形はこれに限られず、三角波等としてもよい。   In the above embodiment, the transmission wave 21 is a sine wave, but the waveform is not limited to this, and may be a triangular wave or the like.

上記実施形態では、第1復調処理部70及び第2復調処理部71を、信号処理部15内に設けているが、フロントエンド回路14内に設けてもよい。また、軌道推定部75についても信号処理部15内に限られず、通信部18を介して接続される外部装置等に設けてもよい。また、通信部18に接続されるスマートフォン、タブレット、パーソナルコンピュータ等の電子機器に、移動体20の情報を表示するように構成してもよい。さらに、当該電子機器から移動体検出装置10を操作することを可能としてもよい。   In the above embodiment, the first demodulation processing unit 70 and the second demodulation processing unit 71 are provided in the signal processing unit 15, but may be provided in the front end circuit 14. Also, the trajectory estimating unit 75 is not limited to the inside of the signal processing unit 15, and may be provided in an external device or the like connected via the communication unit 18. Further, the information of the mobile unit 20 may be displayed on an electronic device such as a smartphone, a tablet, and a personal computer connected to the communication unit 18. Further, the mobile device detection device 10 may be operated from the electronic device.

以上、本発明の好ましい実施の形態について詳説したが、本発明は、上述した実施の形態に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態に種々の変形及び置換を加えることができる。   As described above, the preferred embodiments of the present invention have been described in detail. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications may be made to the above-described embodiments without departing from the scope of the present invention. And substitutions can be added.

10 移動体検出装置
11 送信アンテナ
12 アレーアンテナ
12a 第1受信アンテナ
13 第2受信アンテナ
14 フロントエンド回路
15 信号処理部
20 移動体
21 送信波
22 反射波
30 送信部
40 第1受信部
41 第2受信部
42 マルチプレクサ
43 スイッチ
50 第1同期検波部
51 ローノイズアンプ
60 第2同期検波部
61 ローノイズアンプ
72 速度情報推定部
73 方向情報推定部
74 回転情報推定部
75 軌道推定部
80 ローノイズアンプ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Moving body detection apparatus 11 Transmitting antenna 12 Array antenna 12a 1st receiving antenna 13 2nd receiving antenna 14 Front end circuit 15 Signal processing part 20 Moving body 21 Transmitting wave 22 Reflection wave 30 Transmitting part 40 First receiving part 41 Second receiving Unit 42 multiplexer 43 switch 50 first synchronous detection unit 51 low noise amplifier 60 second synchronous detection unit 61 low noise amplifier 72 speed information estimation unit 73 direction information estimation unit 74 rotation information estimation unit 75 trajectory estimation unit 80 low noise amplifier

Claims (7)

移動体に向けて送信波を放射する送信アンテナと、
前記移動体から反射波を受信する複数の第1受信アンテナを有するアレーアンテナと、
前記反射波を受信する第2受信アンテナと、
送信信号を生成して前記送信アンテナに供給する送信部と、
前記アレーアンテナにより受信される前記反射波の受信信号から前記移動体の方向情報の取得に用いる第1信号を生成する第1受信部と、
前記第2受信アンテナにより受信される前記反射波の受信信号から前記移動体の回転情報の取得に用いる第2信号を生成する第2受信部と、
を有する移動体検出装置。
A transmitting antenna that radiates a transmitting wave toward a moving object,
An array antenna having a plurality of first receiving antennas for receiving reflected waves from the moving object;
A second receiving antenna for receiving the reflected wave;
A transmission unit that generates a transmission signal and supplies the transmission signal to the transmission antenna;
A first receiving unit that generates a first signal used for acquiring direction information of the moving object from a reception signal of the reflected wave received by the array antenna,
A second receiving unit that generates a second signal used for acquiring rotation information of the moving object from a reception signal of the reflected wave received by the second reception antenna;
A moving object detection device having the same.
前記第1受信部は、マルチプレクサと、第1同期検波部とを含み、
前記第2受信部は、第2同期検波部を含み、
前記マルチプレクサは、前記アレーアンテナと前記第1同期検波部との間に接続されており、前記複数の第1受信アンテナのうちの1つを選択的に前記第1同期検波部に接続する請求項1に記載の移動体検出装置。
The first receiving unit includes a multiplexer and a first synchronous detection unit,
The second receiving unit includes a second synchronous detection unit,
The multiplexer is connected between the array antenna and the first synchronous detector, and selectively connects one of the plurality of first receiving antennas to the first synchronous detector. 2. The moving object detection device according to 1.
前記第1同期検波部は、前記送信部から入力される参照信号を用いて前記反射波の受信信号を直交復調することにより、同相成分と直交位相成分とからなる前記第1信号を生成し、
前記第2同期検波部は、前記送信部から入力される参照信号を用いて前記反射波の受信信号を直交復調することにより、同相成分と直交位相成分とからなる前記第2信号を生成する請求項2に記載の移動体検出装置。
The first synchronous detection unit generates the first signal including an in-phase component and a quadrature phase component by performing quadrature demodulation on the reception signal of the reflected wave using a reference signal input from the transmission unit,
The said 2nd synchronous detection part produces | generates the said 2nd signal which consists of an in-phase component and a quadrature-phase component by performing orthogonal demodulation of the received signal of the said reflected wave using the reference signal input from the said transmission part. Item 3. The moving object detection device according to Item 2.
前記第1信号に基づいて前記移動体の方向情報を推定する方向情報推定部と、
前記第2信号に基づいて前記移動体の回転情報を推定する回転情報推定部と、
をさらに有する請求項1ないし3いずれか1項に記載の移動体検出装置。
A direction information estimating unit that estimates direction information of the moving object based on the first signal;
A rotation information estimating unit that estimates rotation information of the moving body based on the second signal;
The moving object detection device according to any one of claims 1 to 3, further comprising:
前記第1信号又は前記第2信号に基づいて前記移動体の速度情報を推定する速度情報推定部をさらに有する請求項4に記載の移動体検出装置。   The moving object detection device according to claim 4, further comprising a speed information estimating unit that estimates speed information of the moving object based on the first signal or the second signal. 前記方向情報推定部により推定された前記方向情報と、前記速度情報推定部により推定された前記速度情報とに基づいて、前記移動体の軌道を推定する軌道推定部をさらに有する請求項5に記載の移動体検出装置。   The trajectory estimating unit for estimating the trajectory of the moving object based on the direction information estimated by the direction information estimating unit and the speed information estimated by the speed information estimating unit, further comprising: Moving object detection device. 前記第2受信部は、前記第1受信部より高感度である請求項1ないし6いずれか1項に記載の移動体検出装置。   The mobile object detection device according to claim 1, wherein the second receiving unit has higher sensitivity than the first receiving unit.
JP2018168680A 2018-09-10 2018-09-10 Moving body detection device Pending JP2020041878A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018168680A JP2020041878A (en) 2018-09-10 2018-09-10 Moving body detection device
PCT/JP2019/033712 WO2020054423A1 (en) 2018-09-10 2019-08-28 Mobile body detection device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018168680A JP2020041878A (en) 2018-09-10 2018-09-10 Moving body detection device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2020041878A true JP2020041878A (en) 2020-03-19

Family

ID=69777529

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018168680A Pending JP2020041878A (en) 2018-09-10 2018-09-10 Moving body detection device

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2020041878A (en)
WO (1) WO2020054423A1 (en)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3456167B2 (en) * 1999-06-24 2003-10-14 三菱電機株式会社 Multifunctional antenna device
DE10208332A1 (en) * 2002-02-27 2003-09-04 Bosch Gmbh Robert Pulse radar device and method for detecting, for detecting and / or for evaluating at least one object
DE602006009719C5 (en) * 2005-03-03 2018-07-12 Trackman A/S Determining the movement parameters of a sports ball

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020054423A1 (en) 2020-03-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10579150B2 (en) Concurrent detection of absolute distance and relative movement for sensing action gestures
JP4833534B2 (en) Radar equipment
JP4496954B2 (en) Interferometric radar
WO2008053685A1 (en) Radar target detecting method and radar device using the target detection method
JP2009145206A5 (en)
CN101842715A (en) Indoor positioning system and method
KR101386238B1 (en) apparatus of measuring angle of arrival using array antenna, wireless RF receiver for communication using the same and method of measuring angle of arrival
JP5621499B2 (en) Pulse radar equipment
JP2019128235A (en) Radar device
JP2019184370A (en) Radar system
TW201525508A (en) Localising method and wireless nodes of CSS localization system
JP2013152157A (en) Signal selection device, signal selection method, and rader system
WO2020054423A1 (en) Mobile body detection device
Ahmad et al. IoT-ready millimeter-wave radar sensors
JP2007192573A (en) Target positioning apparatus
US20180239419A1 (en) Wireless transceiver system using beam tracking
US20210173038A1 (en) Apparatus, system and method of tracking a radio beacon
JP5253281B2 (en) Radar equipment
RU155321U1 (en) RADAR STS-177
JP5359094B2 (en) Position measuring apparatus and position measuring method
JP5611294B2 (en) Detecting and ranging device
JP2012185007A (en) Angle measuring device, radar device, and method and program for measuring angle
JP6541800B2 (en) Wireless position detection using magnetic field of single transmitter
JP5501578B2 (en) Radar equipment
CN112534292A (en) Radio wave arrival direction estimating device