JP2024016560A - レーダシステム、データ転送装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】データ誤りの影響を抑制することが可能なレーダシステム、データ転送装置及び方法を提供することにある。【解決手段】実施形態によれば、レーダ装置及び処理装置を備えるレーダシステムが提供される。レーダ装置は、レーダ信号を送信する送信素子と、レーダ信号の反射波に基づく反射波信号を受信する受信素子と、反射波信号に基づいて、連続性を有する複数の部分データから構成される複数の第1観測データを取得する取得手段と、複数の第1観測データを、不連続性を有する複数の部分データから構成される複数の第2観測データに変換する第1変換手段と、複数の第2観測データを処理装置に転送する転送手段とを含む。処理装置は、転送された複数の第2観測データを複数の第1観測データに変換する第2変換手段と、複数の第1観測データを利用した演算処理を実行する処理手段とを含む。【選択図】図5
Description
本発明の実施形態は、レーダシステム、データ転送装置及び方法に関する。
近年では、送信素子から送信(照射)されるレーダ信号(送信波)の反射波に基づく反射波信号を受信素子で受信することによって、対象物に関する情報を取得するレーダシステムが開発されている。
ところで、上記した送信素子及び受信素子を備えるレーダ装置と対象物に関して取得した情報を処理するホストマシン(処理装置)とを備えるレーダシステムの場合には、受信素子において受信された反射波信号に基づく観測データ(つまり、レーダ装置において観測されるデータ)をレーダ装置からホストマシンに転送する必要がある。
しかしながら、上記したように観測データがレーダ装置からホストマシンに転送される際に当該観測データに誤り(以下、データ誤りと表記)が発生した場合には、当該観測データが欠損(欠落)し、レーダシステムにおける情報の処理に悪影響を与える。
このため、レーダシステムにおいてデータ誤りが発生した場合に、当該データ誤りの影響を抑制する仕組みが求められている。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、データ誤りの影響を抑制することが可能なレーダシステム、データ転送装置及び方法を提供することにある。
実施形態によれば、レーダ装置及び当該レーダ装置と通信可能に接続される処理装置を備えるレーダシステムが提供される。前記レーダ装置は、レーダ信号を送信する送信素子と、前記送信されたレーダ信号の反射波に基づく反射波信号を受信する受信素子と、前記受信された反射波信号に基づいて、連続性を有する複数の部分データから構成される複数の第1観測データを取得する取得手段と、前記取得された複数の第1観測データを、不連続性を有する前記複数の部分データから構成される複数の第2観測データに変換する第1変換手段と、前記複数の第2観測データを前記処理装置に転送する転送手段とを含む。前記処理装置は、前記転送された複数の第2観測データを前記複数の第1観測データに変換する第2変換手段と、前記複数の第2観測データから変換された複数の第1観測データを利用した演算処理を実行する処理手段とを含む。
以下、図面を参照して、各実施形態について説明する。
(第1実施形態)
まず、第1実施形態について説明する。本実施形態に係るレーダシステムは、送信素子から送信(照射)されるレーダ信号の反射波に基づく反射波信号を受信素子で受信することによって、対象物(目標)までの距離を測定するように構成されている。なお、このようなレーダシステムにおいて送信素子から送信されるレーダ信号は、例えばミリ波(EHF:Extra High Frequency)のような電波である。なお、本実施形態においてはレーダシステムが対象物までの距離を測定するものとして主に説明するが、当該レーダシステムは、対象物の方位(方角)及び速度等を測定することも可能である。
(第1実施形態)
まず、第1実施形態について説明する。本実施形態に係るレーダシステムは、送信素子から送信(照射)されるレーダ信号の反射波に基づく反射波信号を受信素子で受信することによって、対象物(目標)までの距離を測定するように構成されている。なお、このようなレーダシステムにおいて送信素子から送信されるレーダ信号は、例えばミリ波(EHF:Extra High Frequency)のような電波である。なお、本実施形態においてはレーダシステムが対象物までの距離を測定するものとして主に説明するが、当該レーダシステムは、対象物の方位(方角)及び速度等を測定することも可能である。
以下、レーダシステムの概要について簡単に説明する。まず、周波数変調を行うレーダ変調方式の一例として、FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave)方式について説明する。
FMCW方式によれば、図1に示すように時間の経過に応じて周波数が変化するような変調が行われたレーダ信号(送信波)が送信され、当該レーダ信号と反射波信号(受信波)とにおける周波数差(以下、ビート周波数と表記)から対象物までの距離が測定される。
具体的には、FMCW方式においては、送信素子から送信されたレーダ信号と受信素子において受信された反射波信号とをミキシングすることにより中間周波数(IF:Intermediate Frequency)信号(以下、IF信号と表記)が取得される。このIF信号は、上記したビート周波数の時間波形(正弦波)に相当する。なお、ビート周波数をfb、チャープレートと称されるレーダ信号の傾き(周波数の変化レート)をγ(Hz/s)、レーダ信号に対する反射波信号の遅延時間をτとすると、当該fb、γ及びτにはfb=γτのような関係がある。
上記したIF信号に対して例えば高速フーリエ変換(FFT:Fast Fourier Transform)が適用されると、当該IF信号が周波数領域表現に変換される。このFFTの結果においてはビート周波数fbの位置にピークが立ち、当該ピークの位置に応じた距離(つまり、レーダ信号を反射した対象物までの距離)を得ることができる。
なお、図1に示すように直線的に周波数変調を行うFMCW方式は、特にLiner-FMCW方式と称される。
ここで、レーダシステムは送信素子(送信アンテナ)及び受信素子(受信アンテナ)を有するレーダ装置を備えるが、当該レーダ装置としては、MIMO(Multi-Input Multi-Output)レーダを利用することができる。MIMOレーダは、複数の送信素子(送信アンテナアレイ)及び複数の受信素子(受信アンテナアレイ)を有し、各送信素子が時分割でレーダ信号を照射し、当該レーダ信号の反射波に基づく反射波信号を複数の受信素子において受信することで、少ないレーダ信号の送信回数(つまり、レーダ照射回数)で多くの反射波信号の受信(つまり、レーダ観測)を実現することができる。
具体的には、図2に示すように、MIMOレーダが例えば所定の空間方向に直線的に配列された2つの送信素子1a及び1bと4つの受信素子2a~2dとを有している場合を想定する。なお、以下の説明において、空間方向とは、送信素子1a及び1bと受信素子2a~2dとの配列方向(または当該配列方向によって定まる方向)をいう。
この場合において例えば送信素子1aからレーダ信号が送信されたものとすると、当該レーダ信号の反射波に基づく反射波信号が受信素子2aにおいて受信される。ここでは受信素子2aについて説明したが、送信素子1aから送信されたレーダ信号の反射波に基づく反射波信号は、受信素子2b~2dにおいても同様に受信される。
なお、図2においては示されていないが、例えば送信素子1bからレーダ信号が送信されたものとすると、当該レーダ信号の反射波に基づく反射波信号が受信素子2aにおいて受信される。ここでは受信素子2aについて説明したが、送信素子1bから送信されたレーダ信号の反射波に基づく反射波信号は、受信素子2b~2dにおいても同様に受信される。
すなわち、上記したMIMOレーダにおいては、送信素子1aからレーダ信号が送信された場合には受信素子2a~2dの各々においてレーダ観測が行われ、送信素子1bからレーダ信号が送信された場合にも同様に受信素子2a~2dにおいてレーダ観測が行われる。
これによれば、図2に示すような2つの送信素子1a及び1bと4つの受信素子2a~2dとを有するMIMOレーダは、送信素子1a及び1bからそれぞれ1回ずつレーダ信号を照射するのみで、空間方向に配列された8つの観測点3a~3hを実現することができる。なお、例えば観測点3aは、送信素子1aから送信されたレーダ信号の反射波に基づく反射波信号を受信素子2aが受信することによって実現される観測点である。同様に、観測点3b~3dは、送信素子1aから送信されたレーダ信号の反射波に基づく反射波信号を受信素子2b~2dが受信することによって実現される観測点である。更に、観測点3eは、送信素子1bから送信されたレーダ信号の反射波に基づく反射波信号を受信素子2aが受信することによって実現される観測点である。同様に、観測点3f~3hは、送信素子1bから送信されたレーダ信号の反射波に基づく反射波信号を受信素子2b~2dが受信することによって実現される観測点である。すなわち、MIMOレーダにおいては、1つの送信素子と1つの受信素子との組み合わせで1つの観測点が実現される。
このようなMIMOレーダによれば、観測点3a~3hの各々において観測されたIF信号(送信素子1a及び1bから時分割で送信されるレーダ信号及び受信素子2a~2dの各々によって受信された反射波信号に基づいて取得されるIF信号)を用いて対象物までの距離を測定することが可能となる。
なお、図2においては観測点3a~3hの各々において観測されたIF信号として便宜的に同一の波形が示されているが、当該IF信号は、対象物までの距離に応じて周波数が異なる。
また、MIMOレーダを利用した場合には各反射信号に時間差が生じるため、例えば、信号処理により各反射信号の相関を計算することで対象物の方位を高い空間分解能で測定することができる。
ここで、図3を参照して、本実施形態の比較例に係るレーダシステムの動作について説明する。
なお、本実施形態の比較例に係るレーダシステムは、レーダ装置とホストマシンとが通信可能に接続された構成であるものとする。レーダ装置は、上記した2つの送信素子1a及び1bと4つの受信素子2a~2dとを備えることにより図2に示す8つの観測点3a~3hを実現するFMCW方式を採用するMIMOレーダであるものとする。また、ホストマシンは、例えば対象物までの距離を測定するための処理を実行する機能を有する処理装置であるものとする。
まず、送信素子1aによって送信されたレーダ信号の反射波に基づく反射波信号が受信素子2aにおいて受信されたものとすると、当該レーダ信号と当該反射波信号とをミキシングすることによってIF信号(つまり、観測点3aにおいて観測されたIF信号)が取得される。
本実施形態の比較例においては、このような観測点3aにおいて観測されたIF信号(アナログ信号)が観測データa(デジタル信号)にA/D変換される。
なお、A/D変換においては離散的な周期でサンプリングされたアナログ信号の振幅値(以下、サンプリング値と表記)が符号化されるが、観測データaは、IF信号に対する複数のサンプリング値の各々の符号化結果(以下、ADCデータと表記)から構成される。ここでは、観測データaは、ADCデータa0~a3から構成されるものとする。この場合、観測データaは、ADCデータa0~a3が時間方向に配列されたデータであるといえる。
ここでは観測点3aにおいて観測されたIF信号が観測データaにA/D変換される場合について説明したが、他の観測点3b~3hにおいて観測されたIF信号についても同様に観測データb~hにA/D変換される。
この場合、観測データbはADCデータb0~b3から構成され、観測データcは複数のADCデータc0~c3から構成され、観測データdは複数のADCデータd0~d3から構成され、観測データeは複数のADCデータe0~e3から構成され、観測データfは複数のADCデータf0~f3から構成され、観測データgは複数のADCデータg0~g3から構成され、観測データhは複数のADCデータh0~h3から構成されるものとする。
次に、上記した観測データa~hを含むレーダデータがレーダ装置からホストマシンに転送される。なお、レーダデータの転送は、例えば送信素子単位で行われるものとする。具体的には、例えば送信素子1a及び受信素子2a~2dの各々の組み合わせによって実現される観測点3a~3dにおいて観測されたIF信号がA/D変換された観測データa~dを含むレーダデータがレーダ装置からホストマシンに転送され、送信素子1b及び受信素子2a~2dの各々の組み合わせによって実現される観測点3e~3hにおいて観測されたIF信号がA/D変換された観測データe~hを含むレーダデータがレーダ装置からホストマシンに転送される。この場合、観測データa~dを含むレーダデータは、観測点3a~3dと同様の空間方向に当該観測データa~dが配列されたデータであるということができる。同様に、観測データe~hを含むレーダデータは、観測点3e~3hと同様の空間方向に当該観測データe~hが配列されたデータであるということができる。
なお、上記したレーダデータは、例えば通信パケットに分割されてレーダ装置からホストマシンに転送されるものとする。具体的には、観測データa~dを含むレーダデータは例えば観測データaを含むパケット、観測データbを含むパケット、観測データcを含むパケット、観測データdを含むパケットに分割され、当該パケットが順次転送(送信)される。また、観測データe~hを含むレーダデータは例えば観測データeを含むパケット、観測データfを含むパケット、観測データgを含むパケット、観測データhを含むパケットに分割され、当該パケットが順次転送(送信)される。つまり、ここでは観測データa~hの各々を構成する4つのADCデータが1つのパケットで転送される場合を想定している。
ホストマシンは、レーダ装置から転送されたレーダデータ(つまり、観測点3a~3hの各々において観測されたIF信号を表す観測データa~h)に基づいて、対象物までの距離を測定するための処理を実行する。
本実施形態の比較例に係るレーダシステムにおいては、上記したような動作により、高分解能な対象物までの距離の測定(以下、測距と表記)を実現することができる。
ところで、上記したようにレーダ装置からホストマシンにレーダデータが転送される過程でデータ誤り(パケット誤り)が発生した場合には例えば観測データa~hのうちの一部が欠損するが、このような観測データの欠損は、レーダシステムにおける測距に悪影響を与える。
具体的には、図3に示すように、例えば観測データd(複数のADCデータd0~d3)を含むパケットにデータ誤り(パケット誤り)が発生した場合を想定する。観測データdは観測点3dにおいて観測されたIF信号を表すデジタル信号であるが、上記したようにデータ誤りが発生することによって観測データd(ADCデータd0~d3)が欠損した場合には、当該観測データdが欠損したパケットに含まれるデータはビート周波数の時間波形を表すものではないため、FFTを適用したとしても図4に示すように観測データdにおけるビート周波数の位置にピークが立たない。すなわち、ホストマシンは、観測データdを測距に利用することができない。
上記したようにMIMOレーダを用いた信号処理の1つとして、全観測データ(観測データa~h)を利用することによって対象の方位推定の高分解能を実現することを鑑みると、観測データdが欠損した状態で方位推定処理が実行されたとしても、例えば当該高分解能を実現することができず、方位推定の精度が低下する。
この場合、ホストマシンはレーダ装置に対して観測データd(を含むパケット)の再送信(再転送)を要求することが考えられるが、レーダ装置からホストマシンに当該観測データdを再送信することは、レーダシステムにおける処理レイテンシが増加する要因となる。
すなわち、本実施形態の比較例に係るレーダシステムは、上記したレーダデータの転送において発生するデータ誤りによって、対象物に関する情報(例えば、距離、方位及び速度等)の精度が低下するまたは処理レイテンシが増加する等の影響を受ける。
そこで、本実施形態に係るレーダシステムは、レーダデータの転送において発生するデータ誤り(パケット誤り)の影響を抑制する構成を有する。以下、本実施形態に係るレーダシステムについて説明する。
図5、本実施形態に係るレーダシステムの構成の一例を示す。図5に示すように、レーダシステム10は、レーダ装置11と、当該レーダ装置11と通信可能に接続されるホストマシン(処理装置)12を備える。
なお、以下に説明するレーダ装置11及びホストマシン12が有する機能の一部または全ては、ハードウェアによって実現されてもよいし、ソフトウェア(CPUまたはマイクロコントローラのようなプロセッサが所定のプログラムを実行すること)によって実現されてもよいし、ハードウェア及びソフトウェアの組み合わせによって実現されてもよい。
レーダ装置11は、上記したFMCW方式を採用するMIMOレーダであり、例えば2つの送信素子1a及び1bと、4つの受信素子2a~2dとを備える。なお、本実施形態においては、便宜的に、送信素子の数が2つ、受信素子の数が4つである例について説明するが、当該送信素子及び受信素子の数はそれぞれ複数であればよい。
更に、レーダ装置11は、シンセイザ111、ミキサ112、A/D変換器113、インタリーバ114及びデータ転送部115を備える。
シンセイザ111は、FMCW方式に対応するレーダ信号(時間の経過に応じて周波数が変化するような変調が行われた送信波)を生成する。シンセイザ111によって生成されたレーダ信号は、送信素子1a及び1bとミキサ112とに出力される。
送信素子1a及び1bは、シンセイザ111から出力されたレーダ信号を時分割で送信(照射)する。また、受信素子2a~2dは、送信素子1a及び1bから送信されたレーダ信号の反射波に基づく反射波信号を受信する。受信素子2a~2dにおいて受信された反射波信号は、ミキサ112に出力される。
ミキサ112は、シンセイザ111から出力されたレーダ信号と、受信素子2a~2dから出力された反射波信号とをミキシングする。このようなミキサ112によるミキシングにより、上記したIF信号が生成(取得)される。
なお、上記したようにレーダ装置11が送信素子1a及び1bと受信素子2a~2dとを備える構成の場合、IF信号は、上記した観測点3a~3h(つまり、送信素子1a及び1bと受信素子2a~2dとの組み合わせ)毎に生成される。換言すれば、ミキサ112によって生成されるIF信号は、観測点3a~3hの各々において観測されたIF信号に相当する。ミキサ112によって生成されたIF信号は、A/D変換器113に出力される。
A/D変換器113は、ミキサ112から出力されたIF信号をアナログからデジタルに変換する(つまり、当該IF信号に対してA/D変換を行う)ことによって、複数の観測データ(以下、第1観測データと表記)を生成(取得)する。
なお、A/D変換器113によって生成された複数の第1観測データは、時間方向に配列された複数のADCデータ(複数のサンプリング値の各々の符号化結果)から構成され、上記した図3において説明した観測データa~hに相当する。すなわち、複数の第1観測データの各々は、例えば時間的な連続性を有する(つまり、時系列順に配列された)複数のADCデータから構成されているデータであるということができる。A/D変換器113によって生成された複数の第1観測データは、インタリーバ114に出力される。
ここで、本実施形態においては複数の第1観測データを含むレーダデータをレーダ装置11からホストマシン12に転送する必要があるが、上記した図3において説明したように例えば観測データd(複数のADCデータd0~d3)を含むパケットにデータ誤りが発生した場合には、当該複数のADCデータd0~d3の全てが欠損するため、ホストマシン12は当該観測データdを測距に利用することができない。
このため、インタリーバ114は、このような1つの観測データを構成するADCデータの全てが同時に欠損することを回避するために、複数の第1観測データを、不連続性を有する複数のADCデータから構成される複数の観測データ(以下、第2観測データと表記)に変換する。なお、本実施形態において不連続性を有する複数のADCデータとは、複数の第1観測データにおいて時間的または空間的に連続するADCデータが隣接して配置されないことを含む。この場合、インタリーバ114は、複数の第1観測データを構成する複数のADCデータを並べ替える(つまり、当該複数のADCデータをインタリーブする)処理を実行する。インタリーバ114によって複数の第1観測データから変換された複数の第2観測データは、データ転送部115に出力される。
データ転送部115は、は、インタリーバ114から出力された複数の第2観測データを含むレーダデータを、ホストマシン12に転送する。上記したように複数の第1観測データが観測データa~hであり、送信素子単位でレーダデータを転送するものとすると、インタリーバ114は観測データa~d(複数の第1観測データ)を例えば観測データa´~d´(複数の第2観測データ)に変換し、データ転送部115は、当該観測データa´~d´を含むレーダデータをホストマシン12に転送する。また、インタリーバ114は観測データe~h(複数の第1観測データ)を例えば観測データe´~h´(複数の第2観測データ)に変換し、データ転送部115は、当該観測データe´~h´を含むレーダデータをホストマシン12に転送する。
なお、レーダ装置11とホストマシン12とは、有線で接続されていてもよいし、無線で接続されていてもよい。また、レーダデータの転送は、レーダ装置11とホストマシン12との間で採用されている通信方式に従って行われる。
また、図5に示すように、ホストマシン12は、シード生成部121、データ受信部122、デインタリーバ123及び処理部124を備える。
シード生成部121は、上記したように複数のADCデータをインタリーブする(つまり、並び替える)ためのシードを生成する。このようにシード生成部121によって生成されたシードは、レーダ装置11及びホストマシン12において共有される。具体的には、インタリーブシード生成部121によって生成されたシードは、レーダ装置11に備えられるインタリーバ114及びホストマシン12に備えられるデインタリーバ123に渡され、当該インタリーバ114及びデインタリーバ123において保持される。
データ受信部122は、レーダ装置11(データ転送部115)から転送されたレーダデータ(複数の第2観測データ)を受信する。
デインタリーバ123は、データ受信部122によって受信されたレーダデータに含まれる複数の第2観測データを複数の第1観測データに変換する。この場合、デインタリーバ123は、複数の第2観測データを構成する複数のADCデータを上記したインタリーブ前の元の並びに戻す(つまり、当該複数のADCデータをデインタリーブする)処理を実行する。
なお、上記したインタリーバ114は、当該インタリーバ114において保持されているシード(つまり、レーダ装置11及びホストマシン12において共有されているシード)に基づいて複数の第1観測データを複数の第2観測データに変換する処理を実行しているものとする。この場合、デインタリーバ123は、インタリーバ114と同様に当該デインタリーバ123において保持されているシードに基づいて複数の第2観測データを複数の第1観測データに変換することができる。
処理部124は、デインタリーバ123によって複数の第2観測データから変換された複数の第1観測データを利用した演算処理を実行する。
なお、処理部124によって実行される演算処理には上記したレーダ信号が照射される範囲内に存在する対象物までの距離を測定するための処理が含まれるが、当該処理部124によって実行される演算処理は、当該対象物までの距離を利用した処理が含まれても構わない。更に、本実施形態においては対象物までの距離を測定することについて主に説明しているが、処理部124によって実行される演算処理は、対象物の方位または速度を測定するための処理であってもよい。
具体的には、例えば所定の領域を通過する人物が所持する対象物(衣服の下に隠し持っている危険物等)を検査するために本実施形態に係るレーダシステム10を用いるものとすると、処理部124は、例えば複数の第1観測データの各々によって表されるIF信号の振幅(つまり、レーダ信号の反射強度)の分布形状の違いに基づいて対象者が危険物を所持している可能性に関する危険度を判定するような処理を実行してもよい。
次に、図6のシーケンスチャートを参照して、本実施形態に係るレーダシステム10の処理手順の一例について説明する。
まず、ホストマシン12に備えられるシード生成部121は、レーダ装置11(インタリーバ114)において用いられるシードを生成する(ステップS1)。
ステップS1の処理が実行されると、シード生成部121(ホストマシン12)は、当該ステップS1において生成されたシードをレーダ装置11に送信する(ステップS2)。
なお、ステップS2の処理はステップS1において生成されたシードに基づいてインタリーブすることをレーダ装置11(インタリーバ114)に通知する処理に相当し、当該シードがレーダ装置11において受信された場合、インタリーバ114が初期化される(ステップS3)。なお、ステップS3においては、例えばインタリーバ114に保持されている過去のシードが破棄され、ステップS2において送信されたシード(つまり、新たなシード)を当該過去のシードに置き換えるような処理が実行される。これにより、新たなシード(シード生成部121によって生成されたシード)がインタリーバ114に保持される。
上記したステップS3の処理が実行されると、レーダ装置11は、インタリーバ114の初期化が完了したことを示す確認応答(Ack)をホストマシン12に送信する(ステップS4)。
なお、ステップS1において生成されたシードは、ホストマシン12に備えられるデインタリーバ123においても保持される。
ここで、本実施形態において送信素子1a及び1bは時分割でレーダ信号を送信するが、ここでは送信素子1bよりも先に送信素子1aがレーダ信号を送信するものとする。この場合、ステップS4の処理が実行されると、シンセイザ111によってレーダ信号が生成され、当該レーダ信号が送信素子1aから送信(照射)される(ステップS5)。
ステップS5において送信素子1aからレーダ信号が送信されると、受信素子2a~2dの各々は、当該レーダ信号の反射波に基づく反射波信号を受信する(ステップS6)。
次に、ステップS6において受信された反射波信号に基づいて、第1観測データが取得される(ステップS7)。
具体的には、ステップS7において、ミキサ112は、ステップS5において送信されたレーダ信号と例えば受信素子2aにおいて受信された反射波信号とをミキシングすることによりIF信号を生成する。このIF信号は、送信素子1a(から送信されるレーダ信号)及び受信素子2a(において受信される反射波信号)の組み合わせによって実現される観測点において観測されたIF信号に相当する。また、A/D変換器113は、ミキサ112によって生成されたIF信号(アナログ信号)に対してA/D変換を行うことによって当該IF信号を表す第1観測データ(デジタル信号)を生成する。
同様に、ミキサ112は、ステップS5において送信されたレーダ信号と例えば受信素子2bにおいて受信された反射波信号とをミキシングすることによりIF信号を生成する。このIF信号は、送信素子1a及び受信素子2bの組み合わせによって実現される観測点において観測されたIF信号に相当する。また、A/D変換器113は、ミキサ112によって生成されたIF信号に対してA/D変換を行うことによって当該IF信号を表す第1観測データを生成する。
また、ミキサ112は、ステップS5において送信されたレーダ信号と例えば受信素子2cにおいて受信された反射波信号とをミキシングすることによりIF信号を生成する。このIF信号は、送信素子1a及び受信素子2cの組み合わせによって実現される観測点において観測されたIF信号に相当する。また、A/D変換器113は、ミキサ112によって生成されたIF信号に対してA/D変換を行うことによって当該IF信号を表す第1観測データを生成する。
更に、ミキサ112は、ステップS5において送信されたレーダ信号と例えば受信素子2dにおいて受信された反射波信号とをミキシングすることによりIF信号を生成する。このIF信号は、送信素子1a及び受信素子2dの組み合わせによって実現される観測点において観測されたIF信号に相当する。また、A/D変換器113は、ミキサ112によって生成されたIF信号に対してA/D変換を行うことによって当該IF信号を表す観測データを生成する。
すなわち、上記したステップS7の処理が実行された場合には、受信素子2a~2dと同数の第1観測データが生成され、当該複数の第1観測データがA/D変換器113からインタリーバ114に出力される。
なお、上記した図5に示すようにレーダ装置11が1つのミキサ112を備える構成の場合、当該ミキサ112は受信素子2a~2dの各々において受信された反射波信号を順次ミキシングするように動作するが、レーダ装置11は、例えば受信素子2a~2dと同数のミキサ112を備え、受信素子2a~2dの各々において受信された反射波信号を当該受信素子に対応するミキサ112がミキシングする構成であってもよい。
次に、インタリーバ114は、ステップS7の処理が実行されることによってA/D変換器113から出力された複数の第1観測データを構成する複数のADCデータをインタリーブする(ステップS8)。なお、ステップS8の処理は、上記したようにステップS3の処理が実行されることによってインタリーバ114に保持されているシードに基づいて実行される。
以下、図7を参照して、ステップS8においてインタリーブされる複数のADCデータについて具体的に説明する。ここでは、複数の第1観測データが図3において説明した観測データa~dであり、当該観測データa~dを構成するADCデータa0~a3,b0~b3,c0~c3,d0~d3をインタリーブする(並び替える)場合について説明する。
まず、インタリーバ114は、観測データa~dの各々において時間方向に配列されている複数のADCデータをインタリーブする。図7に示す例では、例えば観測データaを構成するADCデータa0~a3は、ADCデータa0,a3,a2,a1の順序に並び替えられている。ここでは観測データaを構成するADCデータa0~a3に対するインタリーブについて説明したが、観測データb~dの各々を構成する複数のADCデータについても同様である。図7に示す例では、観測データbを構成するADCデータb0~b3は、ADCデータb1,b2,b0,b3の順序に並び替えられている。また、観測データcを構成するADCデータc0~c3は、ADCデータc3,c1,c2,c0の順序に並び替えられている。更に、観測データdを構成するADCデータd0~d3は、ADCデータd2,d0,d3,d1の順序に並び替えられている。
次に、インタリーバ114は、上記したように時間方向にインタリーブされた後の複数のADCデータ(配列)において、空間方向に配列されている複数のADCデータをインタリーブする。図7に示す例では、例えばADCデータa0,b1,c3,d2は、ADCデータc3,d2,a0,b1の順序に並び替えられている。また、ADCデータa3,b2,c1,d0は、ADCデータd0,c1,b2,a3の順序に並び替えられている。また、ADCデータa2,b0,c2,d3は、ADCデータb0,a2,c2,d3の順序に並び替えられている。更に、ADCデータa1,b3,c2,d1は、ADCデータa1,b3,d1,c0の順序に並び替えられている。
なお、上記したステップS8においては複数のADCデータが時間方向及び空間方向にランダムに並び替えられればよいが、図7においては時間方向に配列された4つのADCデータ(例えば、ADCデータc3、d2、a0及びb1)が1つのパケットで転送される場合を想定しており、複数のADCデータは、少なくとも同一の第1観測データに含まれる複数のADCデータ(つまり、連続性を有するADCデータ)が1つのパケットに含まれないようにインタリーブされるものとする。
上記したステップS7の処理が実行された場合には、連続性を有する複数のADCデータから構成される複数の第1観測データが、不連続性を有する複数のADCデータから構成される複数の第2観測データに変換される。なお、図7に示す例においては、ADCデータa0~a3から構成される観測データa、ADCデータb0~b3から構成される観測データb、ADCデータc0~c3から構成される観測データc及びADCデータd0~d3から構成される観測データd(複数の第1観測データ)が、例えばADCデータc3,d0,b0,a1から構成される観測データa´、ADCデータd2,c1,a2,b3から構成される観測データb´、ADCデータa0,b2,c2,d1から構成される観測データc´及びADCデータb1,a3,d3,c0から構成される観測データd´(複数の第2観測データ)に変換されている。
次に、データ転送部115は、ステップS8の処理が実行されることによって複数の第1観測データから変換された複数の第2観測データを含むレーダデータ(つまり、並び替え後のデータ系列)をホストマシン12に転送する(ステップS9)。
なお、ステップS9において、データ転送部115は、レーダ装置11とホストマシン12との間の通信方式(レーダデータの転送方式)に従ったパケットのサイズに合わせてレーダデータ(複数の第2観測データ)から複数のパケットを生成し、当該複数のパケットを順次転送する。
具体的には、複数の第2観測データが上記した観測データa´~d´であるものとすると、データ転送部115は、図8に示すように、例えば観測データa´(つまり、ADCデータc3,d0,b0,a1)を含むパケット、観測データb´(つまり、ADCデータd2,c1,a2,b3)を含むパケット、観測データc´(つまり、ADCデータa0,b2,c2,d1)を含むパケット及び観測データd´(つまり、ADCデータb1,a3,d3,c0)を含むパケットを順次転送する。また、観測データa´~d´の各々を含むパケットには、例えばホストマシン12を示す宛先及び誤り検出のためのCRC(Cyclic Redundancy Check)値が付加される。
なお、上記したCRC値によればパケットに誤り(データ誤り)が発生したことを検出することができるが、本実施形態はデータ誤りの影響を低減する構成であるため、ホストマシン12において当該データ誤りを把握する必要はない。ただし、データ誤りが発生したことを検出した場合には、当該データをゼロ置換するような処理を実行する構成とすることも可能である。
ステップS9において転送されたレーダデータは、ホストマシン12に備えられるデータ受信部122によって受信される。この場合、デインタリーバ123は、データ受信部122によって受信されたレーダデータに含まれる複数の第2観測データをデインタリーブする(ステップS10)。
なお、ステップS10の処理は、デインタリーバ123において保持されているシード(インタリーバ114及びデインタリーバ123において既知のシード)に基づいて実行される。これにより、複数の第2観測データを構成する複数のADCデータが並び替えられ、当該複数の第2観測データが複数の第1観測データに変換される。例えば複数の第2観測データが上記した観測データa´~d´である場合には、ステップS10の処理が実行されることによって、当該観測データa´~d´が上記した観測データa~dに変換される。このように複数の第2観測データから変換された複数の第1観測データは、処理部124に出力される。
なお、ここではステップS5において送信素子1aからレーダ信号が送信される場合について説明したが、例えばステップS10の処理が実行された場合には、送信素子1aを送信素子1bに切り替え、ステップS5に戻って処理が繰り返される。詳しい説明については省略するが、この場合におけるステップS7において図3に示す観測データe~hが複数の第1観測データとして取得されたものとすると、当該観測データe~hを構成する複数のADCデータがインタリーバ114においてインタリーブされることによって観測データe´~h´(複数の第2観測データ)に変換される。このように観測データe~hから変換された観測データe´~h´を含むレーダデータは、データ転送部115によってホストマシン12に転送される。
この場合、データ転送部115によって転送されたレーダデータがデータ受信部122によって受信され、当該レーダデータに含まれる観測データe´~h´がデインタリーバ123によってデインタリーブされることによって観測データe~hに変換される。このように観測データe´~h´から変換された観測データe~hは、デインタリーバ123から処理部124に出力される。
図6においては省略されているが、処理部124は、上記したようにデインタリーバ123から出力された複数の第1観測データ(例えば、観測データa~d及び観測データe~h)を利用した演算処理(例えば、対象物までの距離を測定するための処理等)を実行する。
なお、ここでは送信素子1a及び1bがそれぞれ1回ずつレーダ信号を送信するものとして説明したが、当該レーダ信号の送信(つまり、ステップS5以降の処理)は、送信素子1a及び1bを切り替えながら予め定められた回数繰り返されても構わない。また、ここでは送信素子1aがレーダ信号を送信した後に送信素子1bがレーダ信号を送信するものとして説明したが、当該レーダ信号を送信する送信素子1a及び1bの順番(つまり、送信素子1a及び1bの切り替え順序)は、適宜、変更されても構わない。また、送信素子1a及び1bの一方が複数回連続してレーダ信号を送信するようにしてもよい。
また、図6に示す例ではインタリーブ及びデインタリーブに用いられるシードがホストマシン12側で生成されるものとして説明したが、当該シードは、例えばレーダ装置11側で生成されてもよい。この場合には、ホストマシン12に備えられるシード生成部121が省略され、レーダ装置11がシード生成部121に相当する機能部を備え、当該レーダ装置11側で生成されたシードがインタリーバ114及びデインタリーバ123(ホストマシン12)で共有されるように構成されていればよい。また、インタリーブ及びデインタリーブに用いられるシードは、例えばレーダシステム10(レーダ装置11及びホストマシン12)の外部において用意(生成)され、レーダ装置11及びホストマシン12に通知(送信)されても構わない。
上記したように本実施形態において、レーダ装置11は、例えばFMCW方式を採用するMIMOレーダであり、レーダ信号を送信する複数の送信素子1a及び1bと、当該送信されたレーダ信号の反射波に基づく反射波信号を受信する複数の受信素子2a~2dとを備える。また、レーダ装置11は、複数の受信素子2a~2dの各々において受信された反射波信号に基づいて、連続性を有する複数のADCデータ(部分データ)から構成される複数の第1観測データを取得し、当該取得された複数の第1観測データを、不連続性を有する複数のADCデータから構成される複数の第2観測データ(つまり、第1観測データとは相関が低い第2観測データ)に変換し、当該複数の第2観測データ(を含むレーダデータ)をホストマシン12(処理装置)に転送する。また、本実施形態において、ホストマシン12(処理装置)は、レーダ装置11から転送された複数の第2観測データを複数の第1観測データに変換し、当該複数の第1観測データを利用した演算処理を実行する。
なお、本実施形態においては、複数の第1観測データを構成する複数のADCデータをインタリーブすることによって、当該複数の第1観測データを複数の第2観測データに変換する。また、本実施形態においては、複数の第2観測データを構成する複数のADCデータをデインタリーブすることによって、当該複数の第2観測データを複数の第1観測データに変換する。上記したインタリーブ及びデインタリーブは、レーダ装置11(インタリーバ114)及びホストマシン12(デインタリーバ123)において共有されているシード(複数のADCデータを並び替えるためのシード)に基づいて行われる。
本実施形態においては、上記した構成により、レーダデータの転送において発生するデータの誤りの影響を抑制することが可能となる。
ここで、図9に示すように、上記した観測データa~dを構成する複数のADCデータをインタリーブすることによって当該観測データa~dから変換された観測データa´~d´を含むレーダデータ20がレーダ装置11からホストマシン12に転送される場合を想定する。
なお、レーダデータ20に含まれる観測データa´(ADCデータc3,d0,b0,a1)はパケット20aで転送され、観測データb´(ADCデータd2,c1,a2,b3)はパケット20bで転送され、観測データc´(ADCデータa0,b2,c2,d1)はパケット20cで転送され、観測データd´(ADCデータb1,a3,d3,c0)はパケット20dで転送されるものとする。
上記したレーダデータ20(パケット20a~20d)がホストマシン12に備えられるデータ受信部122によって受信されると、当該レーダデータ6に含まれる観測データa´~d´を構成する複数のADCデータをデインタリーブすることによって、当該観測データa´~d´が観測データa~dに変換される。
ここで、レーダ装置11からホストマシン12へのレーダデータ6の転送においてパケット20dにデータ誤り(パケット誤り)が発生したものとする。なお、このデータ誤りは、パケット20dに付加されているCRC値に基づいて検出することができる。
この場合、上記した観測データa´~d´から変換された観測データa~dのうちの例えば観測データdは、レーダ装置11(に備えられるA/D変換器113)において生成された観測データdとは異なり、複数のADCデータd0~d3のうちのADCデータd3が欠損したデータとなる。
しかしながら、上記した本実施形態の比較例においては1つのパケットにデータ誤りが発生した場合には例えば観測データdに含まれる全てのADCデータが欠損することによって当該観測データdを測距に利用することができないが、本実施形態においては、上記したように例えば観測データdを構成する複数のADCデータd0~d3のうちの一部(ADCデータd3)のみが欠損しているのであって、当該ADCデータd3以外のADCデータd0~d2から構成される観測データdを測距に利用することができる。
具体的には、図10に示すように、例えばADCデータd3以外のADCデータd0~d2から構成される観測データdによって表されるIF信号はADCデータd0~d3から構成される観測データdによって表されるIF信号とは波形が異なるが、当該ADCデータd3が欠損した観測データdによって表されるIF信号に対してFFTが適用された場合には、当該ADCデータd3の欠損の影響(データ誤りの影響)はあるものの、ビート周波数fbの位置にピークが立ち、当該ピークの位置に応じた距離を得ることができる。
換言すれば、例えば本実施形態の比較例において説明したように観測データdを構成するADCデータd0~d3の全てが欠損した場合には、当該観測データdにおける距離成分(距離情報)は消失しており、FFTを適用したとしても対象物までの距離を得ることはできないが、本実施形態においては、観測データdによって表されるIF信号(正弦波)の一部(のサンプリング値)のみが欠損する(データ誤りが複数の観測データに分散される)ため、当該正弦波の周期的連続性は失われず、FFTを適用することによって対象物までの距離を得ることができる。すなわち、観測データdによって表されるIF信号は時間的連続性を有した正弦波であるところ、短区間の不連続成分が存在(一部のADCデータの欠損が発生)していたとしてもFFTの結果に大きな影響を与えない。
ここでは、図9に示す観測データdについて説明したが、他の観測データa~cについてもIF信号の一部(一部のADCデータ)のみが欠損するため、当該観測データa~cの各々を測距に利用することも可能である。
また、本実施形態におけるレーダ装置11は上記したようにMIMOレーダであり、時間方向に配列された複数のADCデータから構成される複数の第1観測データが空間方向(送信素子1a及び1bと受信素子2a~2dとの配列方向)に配列されているものとすると、複数の第1観測データを構成する複数のADCデータは、時間方向及び空間方向にインタリーブされるものとする。これによれば、少なくとも同一の第1観測データを構成する複数のADCデータが1つのパケットで転送されることを避けることができ、当該パケットにデータ誤りが発生したとしても、当該第1観測データ内の長区間の時間的な不連続性が生じる(つまり、時間的に隣接する複数のADCデータが欠損する)を回避することができる。
なお、例えば同一の第1観測データを構成する複数のADCデータの全てが1つのパケットで転送されるか否かは、当該第1観測データのサイズに応じて異なる。すなわち、例えば1つのパケットで4つのADCデータを転送することができる場合において、第1観測データを構成するADCデータの数が5つ以上である場合には、インタリーブすることによって変換された第2観測データを構成する複数のADCデータの中に例えば第1観測データを構成する複数のADCデータ(例えば、観測データaを構成するADCデータa0及びa1)が含まれていたとしても、当該複数のADCデータが第2観測データ(例えば、観測データa´)内で隣接しておらず不連続性を有していれば、当該複数のADCデータが同一のパケットで転送されない場合がある。本実施形態においては、このような点を考慮して、第1観測データのサイズ(1回のレーダ照射で取得される観測データサイズ)に基づいて複数のADCデータをインタリーブする構成であってもよい。
また、上記したパケットで転送することが可能なデータのサイズ(1パケット当たりの容量)はレーダ装置11とホストマシン12との間において採用されている通信方式に従って定められているため、複数の第1観測データを構成する複数のADCデータは、当該通信方式(パケットで転送することが可能なデータサイズ)に応じてインタリーブされてもよい。
ところで、本実施形態におけるインタリーブにおいては時間方向及び空間方向にADCデータがランダムに並び替えることによってデータ誤りの影響を抑制するために好適な特性を得ることができるが、当該インタリーブに対して所定のルールを適用してもよい。
具体的には、例えば図7等に示す観測データa~dのうちの空間的に連続している観測データc及びdが欠損した(つまり、観測データa及びbのみを利用した)演算処理を実行するよりも、空間的に不連続な観測データb及びdが欠損した(つまり、観測データa及びcのみを利用した)演算処理を実行する方が測距の精度が高くなる。このため、本実施形態においては、例えば観測データcを構成するADCデータ及び観測データdを構成するADCデータのような空間的に連続するADCデータが同一のパケットに含まれない(つまり、当該ADCデータが不連続となる)ようにインタリーブするようにしてもよい。
なお、例えば観測データa~d(を構成するADCデータ)が空間的に連続するか否かは、送受信素子(送信素子1a及び1b、受信素子2a~2d)の配置やレーダ信号の送信順序(送信素子1a及び1bの切り替え順序)等に応じて異なると考えられる。このため、本実施形態においては、送受信素子の配置またはレーダ信号の送信順序に基づいて観測データa~dを構成する複数のADCデータをインタリーブする構成であってもよい。
また、例えば観測データa~dは時系列順に配列された複数のADCデータから構成されるが、同一の時系列順に配置されている複数のADCデータ(例えば、観測データaを構成するADCデータa1及び観測データbを構成するADCデータb1等)が揃って欠損した場合には、当該観測データaに対するFFTの結果及び当該観測データbに対するFFTの結果において当該欠損に応じた同じ位置にピークが立ち、当該ピークが測距に悪影響を与える場合がある。このため、本実施形態においては、例えば観測データaを構成する複数のADCデータと観測データbを構成する複数のADCデータとにおいて同一時系列順に配置されているADCデータが同一のパケットに含まれない(つまり、当該ADCデータが不連続となる)ようにインタリーブするようにしてもよい。
なお、本実施形態においては、上記したように送受信素子の配置、レーダ信号の送信順序及び観測データのサイズ等に基づいて複数のADCデータをインタリーブしてもよいことについて説明したが、当該インタリーブは、これらの全てに基づいて行われてもよいし、これらのうちの少なくとも1つに基づいて行われても構わない。これにより、データ誤りの影響を抑制するためにより効率的なインタリーブを実現することができる可能性がある。
また、複数の第1観測データを構成する複数のADCデータがインタリーブされた結果、1つの観測データを構成する複数のADCデータ(例えば、ADCデータa0~a3)のうちの2つのADCデータが同一のパケットで転送される可能性があるが、当該2つのADCデータは、時間的に連続していないADCデータであることが好ましい。すなわち、本実施形態におけるインタリーブは、例えばADCデータa1及びa2を欠損させるのではなく、ADCデータa1及びa3を欠損させることによって、当該欠損が発生したとしても可能な限りIF信号の周期性を維持するような観点で行われるものとする。
また、本実施形態においては、レーダ装置11が複数の第1観測データを構成する複数のADCデータをインタリーブすることによって当該複数の第1観測データを複数の第2観測データに変換するものとして説明したが、当該複数の第1観測データを複数の第2観測データに変換することは、当該複数の第1観測データを構成する複数のADCデータをスクランブルすることを含んでいてもよい。このようにレーダ装置11においてスクランブルすることによって複数の第1観測データが複数の第2観測データに変換された場合、ホストマシン12は、当該複数の第1観測データを複数の第2観測データに変換するためにデスクランブルするように構成されていればよい。
更に、本実施形態においてはレーダ装置11がFMCW方式を採用するMIMOレーダであるものとして説明したが、当該レーダ装置11は、FMCW方式以外のレーダ変調方式を採用していても構わない。具体的には、本実施形態は、正弦波を表す観測データを取得するものであれば、例えば短パルス(矩形波)をレーダ信号として送信するようなレーダ装置を含むレーダシステムに適用されても構わない。
上記したように本実施形態によれば、複数のADCデータを時間方向及び空間方向に並び替えることによってレーダデータ(複数の観測データ)の転送において発生するデータ誤りの影響を分散することで、当該複数の観測データのうちの一部の観測データが測距に利用できなくなること(つまり、観測データの再転送)を回避することができる。
なお、本実施形態においてはレーダ装置11とホストマシン12との間において採用されている通信方式に従って複数の第2観測データ(を含むレーダデータ)から生成される複数のパケットを順次転送する(つまり、パケットでレーダデータが転送される)ものとして説明したが、本実施形態は、例えば複数のADCデータをそのまま順次転送するような構成であっても構わない。このような構成においては、上記したように複数の第1観測データが複数の第2観測データに変換されて転送されることによって、例えば順次転送される複数のADCデータのうちの時間的に連続するADCデータにデータ誤りが発生したとしても、同一の第1観測データを構成する複数のADCデータ(つまり、連続性を有するADCデータ)がまとめて欠損し、当該第1観測データを測距に利用することができなくなるといった事態を回避することが可能となる。
また、本実施形態においてはレーダ装置11及びホストマシン12を備えるレーダシステム10について説明したが、当該レーダシステム10は、図11に示すように、レーダ装置11及びホストマシン12の間に配置されるデータ転送装置13を備える構成(以下、本実施形態の変形例と表記)であっても構わない。
この場合、データ転送装置13は、上記したレーダ装置11に備えられているインタリーバ114に相当するインタリーバ131と、当該レーダ装置11に備えられているデータ転送部115に相当するデータ転送部132を備える。インタリーバ131は、レーダ装置11(A/D変換器113)から出力された複数の第1観測データをインタリーブすることによって当該複数の第1観測データを複数の第2観測データに変換する。データ転送部132は、インタリーバ131から出力された複数の第2観測データを含むレーダデータをホストマシン12に転送する。なお、図11に示すレーダシステム10に備えられるレーダ装置11は、図5に示すインタリーバ114及びデータ転送部115が省略された構成となる。
本実施形態の変形例においては、データ転送装置13を介してレーダ装置11からホストマシン12にレーダデータを転送することによって、上記した本実施形態と同様にレーダデータの転送において発生するデータ誤りの影響を抑制することができる。
なお、上記したように所定の領域を通過する人物が所持する対象物を検査する(つまり、セキュリティ検査を実施する)ような場合にレーダシステムが用いられるものとすると、人物が次々と通過するような環境で演算処理を順次実行する必要があるため、当該レーダシステムには高いリアルタイム性が要求されると考えられる。本実施形態及び本実施形態の変形例に係るレーダシステム10は、レーダ装置11からホストマシン12への観測データ(パケット)の再送信が不要であり、処理レイテンシが短いため、上記したようなセキュリティ検査を実施するような高いリアルタイム性が要求されるような用途に適しているといえる。
(第2実施形態)
次に、第2実施形態について説明する。なお、本実施形態においては、前述した第1実施形態と同様の部分についての詳しい説明を省略し、当該第1実施形態と異なる部分について主に述べる。
次に、第2実施形態について説明する。なお、本実施形態においては、前述した第1実施形態と同様の部分についての詳しい説明を省略し、当該第1実施形態と異なる部分について主に述べる。
前述した第1実施形態においては1つの送信素子からレーダ信号が送信される度に(つまり、送信素子単位で)レーダデータが転送されるものとして説明したが、本実施形態は、複数の送信素子からレーダ信号が送信された後にレーダデータが転送される点で、当該第1実施形態とは異なる。
図12は、本実施形態に係るレーダシステムの構成の一例を示す。なお、図12においては、前述した図5と同一の部分については同一参照符号を付して、その詳しい説明を省略する。
図12に示すように、レーダシステム10に備えられるレーダ装置11は、バッファ116を備える。なお、バッファ116は、レーダ装置11が備えるメモリ等によって実現される。
前述した第1実施形態において説明したようにA/D変換器113は複数の第1観測データを出力するが、バッファ116は、当該A/D変換器113から出力された複数の観測データを格納(蓄積)する。
なお、詳しい説明については省略するが、図12に示すようにレーダ装置11が送信素子1a及び1bと受信素子2a~2dとを備える場合において、当該送信素子1aからレーダ信号が送信された場合には、当該レーダ信号と受信素子2a~2dの各々において受信された反射波信号とをミキシングすることによって生成されたIF信号の各々がA/D変換された複数の第1観測データ(以下、送信素子1aに対応する複数の第1観測データと表記)がA/D変換器113から出力される。バッファ116は、このようにA/D変換器113から出力された送信素子1aに対応する複数の第1観測データを格納する。
更に、送信素子1bからレーダ信号が送信された場合には、当該レーダ信号と受信素子2a~2dの各々において受信された反射波信号とをミキシングすることによって生成されたIF信号の各々がA/D変換された複数の第1観測データ(以下、送信素子1bに対応する複数の第1観測データと表記)がA/D変換器113から出力される。バッファ116は、このようにA/D変換器113から出力された送信素子1bに対応する複数の第1観測データを格納する。
この場合、インタリーバ114は、バッファ116に格納(蓄積)された複数の第1観測データ(送信素子1aに対応する複数の第1観測データ及び送信素子1bに対応する複数の第1観測データ)を構成する複数のADCデータをインタリーブする(並び替える)ことによって、当該複数の第1観測データを複数の第2観測データに変換する。
次に、図13のシーケンスチャートを参照して、本実施形態に係るレーダシステム10の処理手順の一例について説明する。
まず、前述した図6に示すステップS1~S7の処理に相当するステップS11~S17の処理が実行される。ここでは、ステップS15において送信素子1aからレーダ信号が送信され、ステップS17において送信素子1aに対応する複数の第1観測データ取得されたものとする。
この場合、ステップS17において取得された送信素子1aに対応する複数の第1観測データは、バッファ116に格納される(ステップS18)。
次に、レーダ装置11に備えられる全ての送信素子からレーダ信号が送信されたか否かが判定される(ステップS19)。図12に示すようにレーダ装置11が送信素子1a及び1bを備えており、上記したステップS15において送信素子1aからレーダ信号が送信されたものとすると、送信素子1bからはレーダ信号が送信されていないため、ステップS19においては全ての送信素子からレーダ信号が送信されていないと判定される。
上記したように全ての送信素子からレーダ信号が送信されていないと判定された場合(ステップS19のNO)、ステップS15に戻って処理が繰り返される。上記したように送信素子1aから既にレーダ信号が送信されているものとすると、このステップS15においては送信素子1bからレーダ信号が送信され、ステップS16及びS17の処理が実行される。なお、ステップS17においては、送信素子1bに対応する複数の第1観測データが取得される。
この場合、ステップS17において取得された送信素子1bに対応する複数の第1観測データは、バッファ116に格納される(ステップS18)。
次に、上記したステップS19の処理が実行される。ここでは、送信素子1a及び1bの両方からレーダ信号が送信されたため、ステップS19においては全ての送信素子からレーダ信号が送信されたと判定される。
上記したように全ての送信素子からレーダ信号が送信されたと判定された場合(ステップS19のYES)、インタリーバ114は、バッファ116に格納されている送信素子1a及び1bに対応する複数の第1観測データを当該バッファ116から読み出し、当該複数の第1観測データを構成する複数のADCデータをインタリーブする(ステップS20)。
以下、図14を参照して、ステップS20においてインタリーブされる複数のADCデータについて具体的に説明する。ここでは、送信素子1aに対応する複数の第1観測データが前述した図3において説明した観測データa~dであり、送信素子1bに対応する複数の第1観測データが当該図3において説明した観測データe~hであり、当該観測データa~hの各々を構成するADCデータa0~a3,b0~b3,c0~c3,d0~d3,e0~e3,f0~f3,g0~g3,h0~h3をインタリーブする(並び替える)場合について説明する。
まず、インタリーバ114は、観測データa~hの各々において時間方向に配列されている複数のADCデータをインタリーブする。図14に示す例では、例えば観測データaを構成する複数のADCデータa0~a3は、ADCデータa0,a3,a2,a1の順序に並び替えられている。ここでは観測データaを構成するADCデータa0~a3に対するインタリーブについて説明したが、観測データb~hの各々を構成する複数のADCデータについても同様である。すなわち、観測データbを構成するADCデータb0~b3は、ADCデータb1,b2,b0,b3の順序に並び替えられている。また、観測データcを構成するADCデータc0~c3は、ADCデータc3,c1,c2,c0の順序に並び替えられている。更に、観測データdを構成するADCデータd0~d3は、ADCデータd2,d0,d3,d1の順序に並び替えられている。また、観測データeを構成するADCデータe0~e3は、ADCデータe0,e3,e2,e1の順序に並び替えられている。更に、観測データfを構成するADCデータf0~f3は、ADCデータf1,f2,f0,f3の順序に並び替えられている。また、観測データgを構成するADCデータg0~g3は、ADCデータg3,g1,g2,g0の順序に並び替えられている。更に、観測データhを構成するADCデータh0~h3は、ADCデータh2,h0,h3,h1の順序に並び替えられている。
次に、インタリーバ114は、上記したように時間方向にインタリーブされた後の複数のADCデータ(配列)において、空間方向に配列されている複数のADCデータをインタリーブする。図14に示す例では、例えばADCデータa0,b1,c3,d2,e0,f1,g3,h2は、ADCデータg3,d2,e0,b1,c3,h2,a0,f1の順序に並び替えられている。また、ADCデータa3,b2,c1,d0,e3,f2,g1,h0は、ADCデータd0,g1,b2,e3,h0,c1,f2,a3の順序に並び替えられている。また、ADCデータa2,b0,c2,d3,e2,f0,g2,h3は、ADCデータb0,e2,g2,d3,f0,a2,c2,h3の順序に並び替えられている。更に、ADCデータa1,b3,c2,d1,e1,f3,g2,h1は、ADCデータe1,b3,d1,g0,a1,f3,h1,c0の順序に並び替えられている。
なお、ステップS20の処理は、インタリーブされるADCデータの数が異なる点以外は、前述した図6に示すステップS8の処理と同様である。
このようなステップS20の処理が実行された場合には、前述した第1実施形態と同様に、連続性を有する複数のADCデータから構成される送信素子1a及び1bに対応する複数の第1観測データが、不連続性を有する複数のADCデータから構成される複数の第2観測データに変換される。なお、図14に示す例においては、ADCデータa0~a3から構成される観測データa、ADCデータb0~b3から構成される観測データb、ADCデータc0~c3から構成される観測データc及びADCデータd0~d3から構成される観測データd(送信素子1aに対応する複数の第1観測データ)と、ADCデータe0~e3から構成される観測データe、ADCデータf0~f3から構成される観測データf、ADCデータg0~g3から構成される観測データg及びADCデータh0~h3から構成される観測データh(送信素子1bに対応する複数の第1観測データ)とが、例えばADCデータg3,d0,b0,e1から構成される観測データa´、ADCデータd2,g1,e2,b3から構成される観測データb´、ADCデータe0,b2,g2,d1から構成される観測データc´、ADCデータb1,e3,d3,g0から構成される観測データd´、ADCデータc3,h0,f0,a1から構成される観測データe´、ADCデータh2,c1,a2,f3から構成される観測データf´、ADCデータa0,f2,c2,h1から構成される観測データg´及びADCデータf1,a3,h3,c0から構成される観測データh´(複数の第2観測データ)に変換されている。
次に、データ転送部115は、ステップS20の処理が実行されることによって送信素子1a及び1bに対応する複数の第1観測データから変換された複数の第2観測データを含むレーダデータをホストマシン12に転送する(ステップS21)。
具体的には、複数の第2観測データが上記した観測データa´~h´であるものとすると、データ転送部115は、図15に示すように、例えば観測データa´(つまり、ADCデータg3,d0,b0,e1)を含むパケット、観測データb´(つまり、ADCデータd2,g1,e2,b3)を含むパケット、観測データc´(つまり、ADCデータe0,b2,g2,d1)を含むパケット、観測データd´(つまり、ADCデータb1,e3,d3,g0)を含むパケット、観測データe´(つまり、ADCデータc3,h0,f0,a1)を含むパケット、観測データf´(つまり、ADCデータh2,c1,a2,f3)を含むパケット、観測データg´(つまり、ADCデータa0,f2,c2,h1)を含むパケット及び観測データh´(つまり、ADCデータf1,a3,h3,c0)を含むパケットを順次転送する。また、観測データa´~h´の各々を含むパケットには、前述した第1実施形態と同様に宛先及びCRC値が付加される。
ステップS21において転送されたレーダデータは、ホストマシン12に備えられるデータ受信部122によって受信される。この場合、デインタリーバ123は、データ受信部122によって受信されたレーダデータに含まれる複数の第2観測データをデインタリーブする(ステップS22)。
なお、ステップS22においては、複数の第2観測データを構成する複数のADCデータが並び替えられ、当該複数の第2観測データが送信素子1a及び1bに対応する複数の第1観測データに変換される。例えば複数の第2観測データが上記した観測データa´~h´である場合には、ステップS22の処理が実行されることによって、当該観測データa´~h´が上記した観測データa~hに変換される。このように複数の第2観測データから変換された送信素子1a及び1bに対応する複数の第1観測データは、デインタリーバ123から処理部124に出力される。
図13においては省略されているが、処理部124は、上記したようにデインタリーバ123から出力された送信素子1a及び1bに対応する複数の第1観測データ(例えば、観測データa~h)を利用した演算処理(例えば、対象物までの距離を測定するための処理等)を実行する。
なお、図13に示す例では、ステップS19において全ての送信素子からレーダ信号が送信されたと判定された場合にステップS20の処理が実行される(つまり、送信素子1a及び1bに対応する複数の第1観測データをデータ転送の対象とする)ものとして説明したが、当該ステップS20の処理が実行されるタイミングは、他の観点に基づいて決定されてもよい。具体的には、ステップS20の処理は、例えば予め定められた回数のレーダ信号が送信された後(つまり、任意の回数のレーダ観測後)に実行されてもよいし、バッファ116の空き容量が予め定められた値以下となった場合に実行されてもよい。更に、ステップS20の処理は、例えばレーダ装置11とホストマシン12との間の転送バスの最大実行転送速度の観点から定められる量の第1観測データがバッファ116に蓄積されたタイミングで実行されてもよい。
また、本実施形態においては送信素子1a及び1bに対応する複数の第1観測データがバッファ116に格納されるものとして説明したが、当該バッファ116には、必ずしも送信素子1a及び1b(つまり、全ての送信素子)に対応する複数の第1観測データが格納される必要はない。すなわち、例えば送信素子1a及び1bのうちの一方の送信素子が連続してレーダ信号を送信するような場合には、当該送信素子に対応する1回目~n回目(nは、2以上の整数)の複数の第1観測データがバッファ116に格納されてもよい。
上記したように本実施形態において、レーダ装置11は、送信素子1a及び1bからレーダ信号が送信される度に取得される複数の第1観測データを格納(蓄積)するバッファ116を備え、当該バッファ116に格納された複数の第1観測データ(例えば、送信素子1a及び1bに対応する複数の第1観測データ)を複数の第2観測データに変換する。
ここで、本実施形態においては、複数のレーダ信号を送信することによって取得される複数の第1観測データがバッファ116に格納された後にデータ転送が行われる(つまり、バッファ116に転送すべきデータが蓄積されるまで待機する必要がある)ため、前述した第1実施形態と比較してレーダシステム10全体としての処理速度が低下する可能性がある。
しかしながら、本実施形態においては、前述した第1実施形態よりも多くの数のADCデータをインタリーブする構成であり、当該第1実施形態と比較してエラー分散能力が高い(つまり、同一の第1観測データを構成する複数のADCデータが同時に欠損する可能性をより低減することができる)といえる。
なお、本実施形態においては前述した第1実施形態に係るレーダシステム10に備えられるレーダ装置11がバッファ116を備えるものとして説明したが、本実施形態は、前述した第1実施形態の変形例と組み合わせてもよい。この場合、例えば図11に示すレーダ装置11のA/D変換器113の後段またはデータ転送装置13のインタリーバ131の前段にバッファ116を備える構成とすればよい。
(第3実施形態)
次に、第3実施形態について説明する。なお、本実施形態においては、前述した第1及び第2実施形態と同様の部分についての詳しい説明を省略し、当該第1及び第2実施形態と異なる部分について主に述べる。
次に、第3実施形態について説明する。なお、本実施形態においては、前述した第1及び第2実施形態と同様の部分についての詳しい説明を省略し、当該第1及び第2実施形態と異なる部分について主に述べる。
前述した第1及び第2実施形態においてはレーダ装置がMIMOレーダである(つまり、複数の送信素子及び受信素子を備える)場合を想定しているが、本実施形態は、レーダ装置が1つの送信素子及び1つの受信素子(つまり、1対の送受信素子)を備える点で、当該第1及び第2実施形態とは異なる。
図16は、本実施形態に係るレーダシステムの構成の一例を示す。なお、図16においては、前述した図12と同一の部分については同一参照符号を付して、その詳しい説明を省略する。
図16に示すように、本実施形態に係るレーダシステム10は、レーダ装置11が2つの送信素子1a及び1bの代わりに1つの送信素子1を備え、4つの受信素子2a~2dの代わりに1つの受信素子2を備える点以外は、前述した図12に示す第2実施形態に係るレーダシステム10と同一である。
ここで、前述した第1及び第2実施形態において説明したレーダ装置11はMIMOレーダであるため、送信素子1a及び1bから時分割でレーダ信号が送信されるが、本実施形態におけるレーダ装置11は、1つの送信素子1を備える構成である。この場合、レーダ装置11は、例えば移動しながら送信素子1aからレーダ信号を複数回送信するように動作する。これによれば、送信素子1がレーダ信号を送信する度に取得される第1観測データをバッファ116に順次蓄積することができる。
本実施形態においては、このようにバッファ116に蓄積された複数の第1観測データがインタリーブされる。
次に、図17のシーケンスチャートを参照して、本実施形態に係るレーダシステム10の処理手順の一例について説明する。
まず、前述した図13に示すステップS11~S14の処理に相当するステップS31~S34の処理が実行される。次に、送信素子1は、シンセイザ111によって生成されたレーダ信号を送信(照射)する(ステップS15)。
ステップS15の処理が実行されると、図13に示すステップS16~S18の処理に相当するステップS36~S38が実行される。なお、例えばレーダ装置11がMIMOレーダである場合には、複数の受信素子を備えることにより1回のレーダ信号の送信で複数の第1観測データが取得されるが、本実施形態においては、1回のレーダ信号の送信で取得される第1観測データの数は1つである。すなわち、ステップS37においては1つの第1観測データが取得され、ステップS38においては当該第1観測データがバッファ116に格納される。
次に、レーダ装置11におけるレーダ観測(つまり、レーダ信号の送信)を終了するか否かが判定される(ステップS39)。なお、ステップS39においては、例えば送信素子1から予め定められた数のレーダ信号が送信されていない(つまり、予め定められた数の第1観測データがバッファ116に格納されていない)場合、レーダ観測を終了しないと判定される。一方、送信素子1から予め定められた数のレーダ信号が送信された(つまり、予め定められた数の第1観測データがバッファ116に格納された)場合、レーダ観測を終了すると判定される。なお、レーダ観測を終了するか否かは、他の観点(例えば、バッファ116の空き容量等)に基づいて判定されてもよい。
レーダ観測を終了しないと判定された場合(ステップS39のNO)、ステップS35に戻って処理が繰り返される。すなわち、本実施形態においては、上記したようにレーダ装置11を移動させながらステップS35~S38の処理が繰り返し実行されることにより、レーダ装置11は、当該レーダ装置11(送信素子1及び受信素子2)の位置に応じた複数の第1観測データを取得する(バッファ116に蓄積する)ことができる。
一方、レーダ観測を終了すると判定された場合、前述した図13に示すステップS20~S22の処理に相当するステップS40~S42の処理が実行される。
すなわち、前述した第2実施形態においてはレーダ信号を送信する送信素子を切り替えながら取得される複数の第1観測データがバッファ116に格納されるのに対して、本実施形態は、レーダ装置11を移動しながらレーダ信号を送信する度に取得される複数の第1観測データがバッファ116に格納される点が当該第2実施形態とは異なる。しかしながら、本実施形態に係るレーダシステム10における他の処理については、当該第2実施形態において説明した処理と概ね同一である。
上記したように本実施形態においては、レーダ装置11を移動しながらレーダ信号を送信する度に取得される複数の第1観測データをバッファ116に格納し、当該バッファ116に格納された複数の第1観測データを複数の第2観測データに変換する(つまり、複数の第1観測データをインタリーブして転送する)構成により、レーダ装置11がMIMOレーダでない場合(つまり、1対の送受信素子を備える構成)であっても、前述した第1及び第2実施形態と同様に、レーダデータの転送において発生するデータ誤りの影響を抑制(分散)することが可能である。
なお、本実施形態は、前述した第1実施形態の変形例において説明したようにレーダ装置11及びホストマシン12の間にデータ転送装置13が配置される構成に適用されても構わない。
以上述べた少なくとも1つの実施形態によれば、データ誤りの影響を抑制することが可能なレーダシステム、データ転送装置及び方法を提供することができる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
前述した実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
[1]
レーダ装置及び当該レーダ装置と通信可能に接続される処理装置を備えるレーダシステムにおいて、
前記レーダ装置は、
レーダ信号を送信する送信素子と、
前記送信されたレーダ信号の反射波に基づく反射波信号を受信する受信素子と、
前記受信された反射波信号に基づいて、連続性を有する複数の部分データから構成される複数の第1観測データを取得する取得手段と、
前記取得された複数の第1観測データを、不連続性を有する前記複数の部分データから構成される複数の第2観測データに変換する第1変換手段と、
前記複数の第2観測データを前記処理装置に転送する転送手段と
を含み、
前記処理装置は、
前記転送された複数の第2観測データを前記複数の第1観測データに変換する第2変換手段と、
前記複数の第2観測データから変換された複数の第1観測データを利用した演算処理を実行する処理手段と
を含む
レーダシステム。
[2]
前記レーダ装置は、複数の送信素子及び複数の受信素子を含むMIMOレーダを含み、
前記複数の送信素子の各々は、時分割でレーダ信号を送信し、
前記複数の受信素子の各々は、前記時分割で送信されたレーダ信号の各々の反射波に基づく反射波信号を受信し、
前記取得手段は、前記複数の受信素子の各々よって受信された反射波信号に基づいて複数の第1観測データを取得する
[1]記載のレーダシステム。
[3]
前記第1変換手段は、前記反射波信号毎に取得された複数の第1観測データを構成する複数の部分データをインタリーブすることによって、当該複数の第1観測データを前記複数の第2観測データに変換し、
前記第2変換手段は、前記複数の第2観測データを構成する複数の部分データをデインタリーブすることによって、当該複数の第2観測データを前記複数の第1観測データに変換する
[1]または[2]記載のレーダシステム。
[4]
前記第1変換手段は、前記複数の送信素子及び前記複数の受信素子の配置、当該複数の送信素子がレーダ信号を送信する順序及び前記複数の第1観測データのデータサイズのうちの少なくとも1つに基づいて、前記複数の第1観測データを構成する複数の部分データをインタリーブする請求項3記載のレーダシステム。
[5]
前記複数の受信素子は、空間的に連続して配列されている第1及び第2受信素子を含み、
前記第1変換手段は、前記第1受信素子によって受信された反射波信号に基づいて取得された第1観測データを構成する複数の部分データと、前記第2受信素子によって受信された反射波信号に基づいて取得された第1観測データを構成する複数の部分データとが不連続となるようにインタリーブする
[3]または[4]記載のレーダシステム。
[6]
前記複数の受信素子は、第1及び第2受信素子を含み、
前記複数の第1観測データの各々には、時系列順に複数の部分データが配列されており、
前記第1変換手段は、前記第1受信素子によって受信された反射波信号に基づいて取得された第1観測データを構成する複数の部分データと、前記第2受信素子によって受信された反射波信号に基づいて取得された第1観測データを構成する複数の部分データとにおいて同一時系列順に配置されている部分データは不連続となるようにインタリーブする
[3]~[5]のいずれか一項に記載のレーダシステム。
[7]
前記レーダ装置及び前記処理装置は、前記複数の部分データを並び替えるためのシードを共有し、
前記第1変換手段は、前記シードに基づいてインタリーブし、
前記第2変換手段は、前記シードに基づいてデインタリーブする
[3]~[6]のいずれか一項に記載のレーダシステム。
[8]
前記送信素子からレーダ信号が送信される度に取得される複数の第1観測データを格納するバッファを更に具備し、
前記第1変換手段は、前記バッファに格納された複数の第1観測データを前記複数の第2観測データに変換する
[1]~[7]のいずれか一項に記載のレーダシステム。
[9]
前記転送手段は、前記レーダ装置と前記処理装置との間において採用されている通信方式に従って、前記複数の第2観測データから生成される複数のパケットを順次転送する[1]~[8]のいずれか一項に記載のレーダシステム。
[10]
前記第1変換手段は、前記複数の第1観測データのうちの同一の第1観測データを構成する複数の部分データが同一のパケットで転送されないように前記複数の第1観測データを前記複数の第2観測データに変換する[1]~[9]のいずれか一項に記載のレーダシステム。
[11]
レーダ装置から出力された、連続性を有する複数の部分データから構成される複数の第1観測データを、不連続性を有する当該複数の部分データから構成される複数の第2観測データに変換する変換手段と、
前記複数の第2観測データを処理装置に転送する転送手段と
を具備し、
前記処理装置は、前記複数の第2観測データを前記複数の第1観測データに変換し、当該複数の第1観測データを利用した演算処理を実行する
データ転送装置。
[12]
レーダ装置及び当該レーダ装置と通信可能に接続される処理装置を備えるレーダシステムが実行する方法であって、
レーダ信号を送信するステップと、
前記送信されたレーダ信号の反射波に基づく反射波信号を受信するステップと、
前記受信された反射波信号に基づいて、連続性を有する複数の部分データから構成される複数の第1観測データを取得するステップと、
前記取得された複数の第1観測データを、不連続性を有する前記複数の部分データから構成される複数の第2観測データに変換するステップと、
前記複数の第2観測データを前記レーダ装置から前記処理装置に転送するステップと、
前記転送された複数の第2観測データを前記複数の第1観測データに変換するステップと、
前記複数の第2観測データから変換された複数の第1観測データを利用した演算処理を実行するステップと
を具備する方法。
[13]
データ転送装置が実行する方法であって、
レーダ装置から出力された、連続性を有する複数の部分データから構成される複数の第1観測データを、不連続性を有する当該複数の部分データから構成される複数の第2観測データに変換するステップと、
前記複数の第2観測データを処理装置に転送するステップと
を具備し、
前記処理装置は、前記複数の第2観測データを前記複数の第1観測データに変換し、当該複数の第1観測データを利用した演算処理を実行する
方法。
[1]
レーダ装置及び当該レーダ装置と通信可能に接続される処理装置を備えるレーダシステムにおいて、
前記レーダ装置は、
レーダ信号を送信する送信素子と、
前記送信されたレーダ信号の反射波に基づく反射波信号を受信する受信素子と、
前記受信された反射波信号に基づいて、連続性を有する複数の部分データから構成される複数の第1観測データを取得する取得手段と、
前記取得された複数の第1観測データを、不連続性を有する前記複数の部分データから構成される複数の第2観測データに変換する第1変換手段と、
前記複数の第2観測データを前記処理装置に転送する転送手段と
を含み、
前記処理装置は、
前記転送された複数の第2観測データを前記複数の第1観測データに変換する第2変換手段と、
前記複数の第2観測データから変換された複数の第1観測データを利用した演算処理を実行する処理手段と
を含む
レーダシステム。
[2]
前記レーダ装置は、複数の送信素子及び複数の受信素子を含むMIMOレーダを含み、
前記複数の送信素子の各々は、時分割でレーダ信号を送信し、
前記複数の受信素子の各々は、前記時分割で送信されたレーダ信号の各々の反射波に基づく反射波信号を受信し、
前記取得手段は、前記複数の受信素子の各々よって受信された反射波信号に基づいて複数の第1観測データを取得する
[1]記載のレーダシステム。
[3]
前記第1変換手段は、前記反射波信号毎に取得された複数の第1観測データを構成する複数の部分データをインタリーブすることによって、当該複数の第1観測データを前記複数の第2観測データに変換し、
前記第2変換手段は、前記複数の第2観測データを構成する複数の部分データをデインタリーブすることによって、当該複数の第2観測データを前記複数の第1観測データに変換する
[1]または[2]記載のレーダシステム。
[4]
前記第1変換手段は、前記複数の送信素子及び前記複数の受信素子の配置、当該複数の送信素子がレーダ信号を送信する順序及び前記複数の第1観測データのデータサイズのうちの少なくとも1つに基づいて、前記複数の第1観測データを構成する複数の部分データをインタリーブする請求項3記載のレーダシステム。
[5]
前記複数の受信素子は、空間的に連続して配列されている第1及び第2受信素子を含み、
前記第1変換手段は、前記第1受信素子によって受信された反射波信号に基づいて取得された第1観測データを構成する複数の部分データと、前記第2受信素子によって受信された反射波信号に基づいて取得された第1観測データを構成する複数の部分データとが不連続となるようにインタリーブする
[3]または[4]記載のレーダシステム。
[6]
前記複数の受信素子は、第1及び第2受信素子を含み、
前記複数の第1観測データの各々には、時系列順に複数の部分データが配列されており、
前記第1変換手段は、前記第1受信素子によって受信された反射波信号に基づいて取得された第1観測データを構成する複数の部分データと、前記第2受信素子によって受信された反射波信号に基づいて取得された第1観測データを構成する複数の部分データとにおいて同一時系列順に配置されている部分データは不連続となるようにインタリーブする
[3]~[5]のいずれか一項に記載のレーダシステム。
[7]
前記レーダ装置及び前記処理装置は、前記複数の部分データを並び替えるためのシードを共有し、
前記第1変換手段は、前記シードに基づいてインタリーブし、
前記第2変換手段は、前記シードに基づいてデインタリーブする
[3]~[6]のいずれか一項に記載のレーダシステム。
[8]
前記送信素子からレーダ信号が送信される度に取得される複数の第1観測データを格納するバッファを更に具備し、
前記第1変換手段は、前記バッファに格納された複数の第1観測データを前記複数の第2観測データに変換する
[1]~[7]のいずれか一項に記載のレーダシステム。
[9]
前記転送手段は、前記レーダ装置と前記処理装置との間において採用されている通信方式に従って、前記複数の第2観測データから生成される複数のパケットを順次転送する[1]~[8]のいずれか一項に記載のレーダシステム。
[10]
前記第1変換手段は、前記複数の第1観測データのうちの同一の第1観測データを構成する複数の部分データが同一のパケットで転送されないように前記複数の第1観測データを前記複数の第2観測データに変換する[1]~[9]のいずれか一項に記載のレーダシステム。
[11]
レーダ装置から出力された、連続性を有する複数の部分データから構成される複数の第1観測データを、不連続性を有する当該複数の部分データから構成される複数の第2観測データに変換する変換手段と、
前記複数の第2観測データを処理装置に転送する転送手段と
を具備し、
前記処理装置は、前記複数の第2観測データを前記複数の第1観測データに変換し、当該複数の第1観測データを利用した演算処理を実行する
データ転送装置。
[12]
レーダ装置及び当該レーダ装置と通信可能に接続される処理装置を備えるレーダシステムが実行する方法であって、
レーダ信号を送信するステップと、
前記送信されたレーダ信号の反射波に基づく反射波信号を受信するステップと、
前記受信された反射波信号に基づいて、連続性を有する複数の部分データから構成される複数の第1観測データを取得するステップと、
前記取得された複数の第1観測データを、不連続性を有する前記複数の部分データから構成される複数の第2観測データに変換するステップと、
前記複数の第2観測データを前記レーダ装置から前記処理装置に転送するステップと、
前記転送された複数の第2観測データを前記複数の第1観測データに変換するステップと、
前記複数の第2観測データから変換された複数の第1観測データを利用した演算処理を実行するステップと
を具備する方法。
[13]
データ転送装置が実行する方法であって、
レーダ装置から出力された、連続性を有する複数の部分データから構成される複数の第1観測データを、不連続性を有する当該複数の部分データから構成される複数の第2観測データに変換するステップと、
前記複数の第2観測データを処理装置に転送するステップと
を具備し、
前記処理装置は、前記複数の第2観測データを前記複数の第1観測データに変換し、当該複数の第1観測データを利用した演算処理を実行する
方法。
1,1a,1b…送信素子、2,2a~2d…受信素子、10…レーダシステム、11…レーダ装置、12…ホストマシン(処理装置)、13…データ転送装置、111…シンセイザ、112…ミキサ、113…A/D変換器、114…インタリーバ、115…データ転送部、116…バッファ、121…シード生成部、122…データ受信部、123…デインタリーバ、124…処理部、131…インタリーバ、132…データ転送部。
Claims (13)
- レーダ装置及び当該レーダ装置と通信可能に接続される処理装置を備えるレーダシステムにおいて、
前記レーダ装置は、
レーダ信号を送信する送信素子と、
前記送信されたレーダ信号の反射波に基づく反射波信号を受信する受信素子と、
前記受信された反射波信号に基づいて、連続性を有する複数の部分データから構成される複数の第1観測データを取得する取得手段と、
前記取得された複数の第1観測データを、不連続性を有する前記複数の部分データから構成される複数の第2観測データに変換する第1変換手段と、
前記複数の第2観測データを前記処理装置に転送する転送手段と
を含み、
前記処理装置は、
前記転送された複数の第2観測データを前記複数の第1観測データに変換する第2変換手段と、
前記複数の第2観測データから変換された複数の第1観測データを利用した演算処理を実行する処理手段と
を含む
レーダシステム。 - 前記レーダ装置は、複数の送信素子及び複数の受信素子を含むMIMOレーダを含み、
前記複数の送信素子の各々は、時分割でレーダ信号を送信し、
前記複数の受信素子の各々は、前記時分割で送信されたレーダ信号の各々の反射波に基づく反射波信号を受信し、
前記取得手段は、前記複数の受信素子の各々よって受信された反射波信号に基づいて複数の第1観測データを取得する
請求項1記載のレーダシステム。 - 前記第1変換手段は、前記反射波信号毎に取得された複数の第1観測データを構成する複数の部分データをインタリーブすることによって、当該複数の第1観測データを前記複数の第2観測データに変換し、
前記第2変換手段は、前記複数の第2観測データを構成する複数の部分データをデインタリーブすることによって、当該複数の第2観測データを前記複数の第1観測データに変換する
請求項2記載のレーダシステム。 - 前記第1変換手段は、前記複数の送信素子及び前記複数の受信素子の配置、当該複数の送信素子がレーダ信号を送信する順序及び前記複数の第1観測データのデータサイズのうちの少なくとも1つに基づいて、前記複数の第1観測データを構成する複数の部分データをインタリーブする請求項3記載のレーダシステム。
- 前記複数の受信素子は、空間的に連続して配列されている第1及び第2受信素子を含み、
前記第1変換手段は、前記第1受信素子によって受信された反射波信号に基づいて取得された第1観測データを構成する複数の部分データと、前記第2受信素子によって受信された反射波信号に基づいて取得された第1観測データを構成する複数の部分データとが不連続となるようにインタリーブする
請求項4記載のレーダシステム。 - 前記複数の受信素子は、第1及び第2受信素子を含み、
前記複数の第1観測データの各々には、時系列順に複数の部分データが配列されており、
前記第1変換手段は、前記第1受信素子によって受信された反射波信号に基づいて取得された第1観測データを構成する複数の部分データと、前記第2受信素子によって受信された反射波信号に基づいて取得された第1観測データを構成する複数の部分データとにおいて同一時系列順に配置されている部分データは不連続となるようにインタリーブする
請求項4記載のレーダシステム。 - 前記レーダ装置及び前記処理装置は、前記複数の部分データを並び替えるためのシードを共有し、
前記第1変換手段は、前記シードに基づいてインタリーブし、
前記第2変換手段は、前記シードに基づいてデインタリーブする
請求項3記載のレーダシステム。 - 前記送信素子からレーダ信号が送信される度に取得される複数の第1観測データを格納するバッファを更に具備し、
前記第1変換手段は、前記バッファに格納された複数の第1観測データを前記複数の第2観測データに変換する
請求項1記載のレーダシステム。 - 前記転送手段は、前記レーダ装置と前記処理装置との間において採用されている通信方式に従って、前記複数の第2観測データから生成される複数のパケットを順次転送する請求項1~8のいずれか一項に記載のレーダシステム。
- 前記第1変換手段は、前記複数の第1観測データのうちの同一の第1観測データを構成する複数の部分データが同一のパケットで転送されないように前記複数の第1観測データを前記複数の第2観測データに変換する請求項9記載のレーダシステム。
- レーダ装置から出力された、連続性を有する複数の部分データから構成される複数の第1観測データを、不連続性を有する当該複数の部分データから構成される複数の第2観測データに変換する変換手段と、
前記複数の第2観測データを処理装置に転送する転送手段と
を具備し、
前記処理装置は、前記複数の第2観測データを前記複数の第1観測データに変換し、当該複数の第1観測データを利用した演算処理を実行する
データ転送装置。 - レーダ装置及び当該レーダ装置と通信可能に接続される処理装置を備えるレーダシステムが実行する方法であって、
レーダ信号を送信するステップと、
前記送信されたレーダ信号の反射波に基づく反射波信号を受信するステップと、
前記受信された反射波信号に基づいて、連続性を有する複数の部分データから構成される複数の第1観測データを取得するステップと、
前記取得された複数の第1観測データを、不連続性を有する前記複数の部分データから構成される複数の第2観測データに変換するステップと、
前記複数の第2観測データを前記レーダ装置から前記処理装置に転送するステップと、
前記転送された複数の第2観測データを前記複数の第1観測データに変換するステップと、
前記複数の第2観測データから変換された複数の第1観測データを利用した演算処理を実行するステップと
を具備する方法。 - データ転送装置が実行する方法であって、
レーダ装置から出力された、連続性を有する複数の部分データから構成される複数の第1観測データを、不連続性を有する当該複数の部分データから構成される複数の第2観測データに変換するステップと、
前記複数の第2観測データを処理装置に転送するステップと
を具備し、
前記処理装置は、前記複数の第2観測データを前記複数の第1観測データに変換し、当該複数の第1観測データを利用した演算処理を実行する
方法。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022118787A JP2024016560A (ja) | 2022-07-26 | 2022-07-26 | レーダシステム、データ転送装置及び方法 |
EP23160407.5A EP4312052A1 (en) | 2022-07-26 | 2023-03-07 | Radar system, data transfer device, and method |
US18/179,514 US20240036155A1 (en) | 2022-07-26 | 2023-03-07 | Radar system, data transfer device, and method |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP2022118787A JP2024016560A (ja) | 2022-07-26 | 2022-07-26 | レーダシステム、データ転送装置及び方法 |
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---|---|
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022118787A Pending JP2024016560A (ja) | 2022-07-26 | 2022-07-26 | レーダシステム、データ転送装置及び方法 |
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US (1) | US20240036155A1 (ja) |
EP (1) | EP4312052A1 (ja) |
JP (1) | JP2024016560A (ja) |
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DE102018211036A1 (de) * | 2018-07-04 | 2020-01-09 | Conti Temic Microelectronic Gmbh | Bündelung von Kamera- und Radar-Rohdatenkanälen |
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2022
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-
2023
- 2023-03-07 US US18/179,514 patent/US20240036155A1/en active Pending
- 2023-03-07 EP EP23160407.5A patent/EP4312052A1/en active Pending
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EP4312052A1 (en) | 2024-01-31 |
US20240036155A1 (en) | 2024-02-01 |
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