JP2742373B2 - レーダ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、対象物の相対距離及び
相対速度を検出するレーダ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、例えば自動車においては、自己の
車両の前方や後方に存在する他の車両等の対象物の自己
車両に対する相対距離や相対速度を自己車両に搭載した
レーダ装置を用いて検出し、これに応じて車間距離の保
持や制動等の自動走行制御を行うようにしたものが開発
されている。

【０００３】従来、この種のレーダ装置においては、パ
ルスレーダ方式等に較べてシステム構成を簡略なものと
し易く、また近距離の検出が可能である等の理由によ
り、一般に、ＦＭ−ＣＷレーダ方式が用いられている。

【０００４】このＦＭ−ＣＷレーダ方式は、適当な周期
で周波数が増減するように変調せしめた電磁波をアンテ
ナから送波すると共に、その電磁波の送波方向に存在す
る対象物からの反射波を該アンテナにより受波し、この
とき、レーダ装置内でその送波信号の一部と受波信号と
をミキシングしてなるビート信号の周波数が受波信号の
伝播遅延に起因して対象物の相対距離に比例することを
利用し、該ビート信号の周波数を計測することにより、
対象物までの相対距離を検出するものである。そして、
対象物の相対速度は、相対距離を時間的に微分したもの
であるので、該相対距離の時間的変化率を求めることに
より、相対速度が求められる。

【０００５】しかしながら、上記のように、ＦＭ−ＣＷ
レーダ方式を用いて検出した相対距離から相対速度を求
める場合には、充分短い時間間隔で検出した相対距離を
用いる必要があるので、対象物の移動に伴う受波信号の
周波数のドップラシフトやノイズ等の影響を受けやす
く、精度上の問題が生じやすい。そして、上記の影響を
排除して、求める相対速度の精度を向上させるために
は、複雑な演算処理を必要とし、システムが複雑なもの
となりやすい。

【０００６】このため、対象物の相対速度の検出を目的
とする場合には、一般には、ドップラレーダ方式が用い
られ、また、対象物の相対距離及び相対側の両者を検出
するために、ＦＭ−ＣＷレーダ方式とドップラレーダ方
式とを併用したもの（例えば特開昭６２−１００６７３
号公報参照）も知られている。

【０００７】ドップラレーダ方式は、一定周波数の電磁
波をアンテナから送波すると共に、その電磁波の送波方
向に存在する対象物からの反射波を該アンテナにより受
波し、このとき、受波信号の周波数が送波信号の周波数
に対して対象物の相対速度に比例したドップラシフトを
生じ、また、該ドップラシフトはレーダ装置内でその送
波信号の一部と受波信号とをミキシングしてなるビート
信号の周波数に相当することを利用し、該ビート信号の
周波数を計測することにより、対象物の相対距離を検出
するものである。

【０００８】また、ＦＭ−ＣＷレーダ方式とドップラレ
ーダ方式とを併用するものは、周期的に周波数が増減す
るように変調せしめた電磁波と一定周波数の電磁波とを
連続的に交互に送波し、周波数を変調せしめた部分で前
記ＦＭ−ＣＷレーダ方式により対象物の相対距離を検出
すると共に、一定周波数の部分で前記ドップラレーダ方
式により対象物の相対速度を検出するものである。

【０００９】このように、ドップラレーダ方式を用いて
対象物の相対速度を検出すると、一般にＦＭ−ＣＷレー
ダ方式のみを用いて前述したように対象物の相対速度を
求める場合に較べて、相対速度の検出精度を向上させや
すく、また、システム構成も比較的簡略なものとするこ
とができる。

【００１０】ところで、例えば自動車においては、自己
車両の前方や後方に複数の対象物が存在する場合には、
各種の状況に応じた的確な制御を行う上で、これらの複
数の対象物の相対距離と相対速度とを検出し得ることが
望ましい。

【００１１】一方、前述したようなＦＭ−ＣＷレーダ方
式やドップラレーダ方式において、電磁波の送波方向に
複数の対象物が存在する場合には、送波信号の一部と受
波信号とをミキシングしてなる前記ビート信号には、Ｆ
Ｍ−ＣＷレーダ方式では各対象物の相対距離に対応する
複数の周波数が混在し、ドップラレーダ方式では各対象
物の相対速度に対応する複数の周波数が混在することと
なる。そして、このような場合には、各々のレーダ方式
におけるビート信号を複数のフィルタやＦＦＴ（高速フ
ーリエ変換手法）等の演算処理手法を用いて周波数分析
し（周波数分布を求める）、適当なスペクトルレベル以
上の極大値が得られる周波数を求めることにより、各対
象物の相対距離や相対速度を求めることができる。

【００１２】しかるに、ＦＭ−ＣＷレーダ方式において
は、上記のように周波数分析して得られる相対距離に対
象物が存在するということは判るが、各対象物がどのよ
うな相対速度を有するものであるかは、ビート信号の周
波数分布のデータのみでは、一般には前述したような微
分演算を行わなければ判らない。また、ドップラレーダ
方式においては、上記のように周波数分析して得られる
相対速度を有する対象物が存在するということは判る
が、各対象物がどのような相対距離に位置するものであ
るかは、一般にはビート信号の周波数分布のデータのみ
では判らない。

【００１３】このため、対象物が一つしか存在しない場
合には、ＦＭ−ＣＷレーダ方式により得られる一つの相
対距離とドップラレーダ方式により得られる一つの相対
速度とが同一の対象物に対応するものであると考えられ
るので、各々のレーダ方式を併用することで該対象物の
相対距離と相対速度との両者を検出することができるも
のの、対象物が複数存在する場合に各対象物の相対距離
と相対速度とを検出するためには、ＦＭ−ＣＷレーダ方
式により得られる複数の相対距離とドップラレーダ方式
により得られる複数の相対速度とを何等かの手法を講じ
て対応づける必要があった。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる背景に
鑑み、ＦＭ−ＣＷレーダ方式及びドップラレーダ方式を
併用して対象物の相対距離及び相対速度の両者を検出す
る場合に、該対象物が複数存在する場合でも各対象物の
相対距離及び相対速度の両者を容易に検出することがで
きるレーダ装置を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】ＦＭ−ＣＷレーダ方式や
ドップラレーダ方式において、複数の対象物のそれぞれ
の相対距離や相対速度に対応する反射波の受波信号のレ
ベル、あるいは周波数のスペクトルレベルに着目する
と、一般に、各対象物の相対距離に応じた電磁波の伝播
減衰や、各対象物による電磁波の吸収率あるいは反射率
等の相違に起因して各対象物毎にレベルの差異を生じ、
そのレベルの大小関係は、ＦＭ−ＣＷレーダ方式とドッ
プラレーダ方式とで同一になると考えられる。すなわ
ち、ＦＭ−ＣＷレーダ方式とドップラレーダ方式とを併
用して複数の対象物の相対距離及び相対速度を検出する
場合に、一方のレーダ方式で最も大きな受波信号あるい
はスペクトルのレベルが得られる対象物については、他
方のレーダ方式でも最も大きなレベルが得られ、逆に、
一方のレーダ方式で最も小さなレベルが得られる対象物
については、他方のレーダ方式でも最も小さなレベルが
得られると考えられる。

【００１６】そこで、本発明は前記の目的を達成するた
めに、周波数を時間的に変調せしめた電磁波を送波する
手段と、該電磁波の送波方向に存在する対象物からの反
射波を受波する手段と、該電磁波の送波信号の一部と該
反射波の受波信号とを混合してビート信号を生成する手
段と、該ビート信号を周波数分析することにより対象物
の相対距離に対応する周波数を求め、その求めた周波数
により該対象物の相対距離を検出する手段とを具備した
ＦＭ−ＣＷレーダ手段と、一定周波数の電磁波を送波す
る手段と、該電磁波の送波方向に存在する対象物からの
反射波を受波する手段と、該電磁波の送波信号の一部と
該反射波の受波信号とを混合して該対象物の相対速度に
応じたドップラシフトの周波数を有するビート信号を生
成する手段と、該ビート信号を周波数分析することによ
り対象物の相対速度に対応する周波数を求め、その求め
た周波数により該対象物の相対速度を検出する手段とを
具備したドップラレーダ手段とを備え、両レーダ手段を
併用することにより一つまたは複数の対象物の相対距離
及び相対速度を検出するレーダ装置であって、前記ＦＭ
−ＣＷレーダ手段により一つまたは複数の対象物の相対
距離に対応して得られた一つまたは複数の周波数のスペ
クトルレベルの大きさ順位を識別可能に各値の相対距離
に識別子を付与する第１のラベリング手段と、前記ドッ
プラレーダ手段により前記一つまたは複数の対象物の相
対速度に対応して得られた一つまたは複数の周波数のス
ペクトルレベルの大きさ順位を識別可能に各値の相対速
度に識別子を付与する第２のラベリング手段とを備え、
前記第１のラベリング手段により識別子を付与された各
値の相対距離と前記第２のラベリング手段により識別子
を付与された各値の相対速度とを前記スペクトルレベル
の大きさ順位に従って対応づけることにより前記一つま
たは複数の対象物のそれぞれの相対距離及び相対速度を
検出することを特徴とする。

【００１７】この場合、ＦＭ−ＣＷレーダ方式やドップ
ラレーダ方式においては、前記ビート信号は増幅器によ
り増幅された後に周波数分析が行われ、このとき、対象
物の特定範囲の相対距離や相対速度を確実に検出し得る
ようにするために、特定範囲の相対距離や相対速度に対
応する周波数範囲で大きな増幅度が得られるような周波
数特性を有する増幅器が使用される場合がある。例え
ば、ＦＭ−ＣＷレーダ方式により相対距離を検出する場
合に、一般には、相対距離の大きな対象物ほど、受波信
号あるいはスペクトルのレベルが小さなものとなるの
で、大きな相対距離に対応する周波数の高い領域で大き
な増幅度が得られるような周波数特性を有する増幅器が
使用される場合が多々ある。そして、このような場合に
は、前記ビート信号を周波数分析して得られるスペクト
ルレベルは、増幅器の周波数特性に従って意図的に変化
せしめられたものとなり、実際の受波信号のレベルある
いはスペクトルレベルと対応しないものとなる。

【００１８】そこで、本発明は、さらに、前記各レーダ
手段のうち、少なくとも一方のレーダ手段は、前記周波
数分析を行う前に前記ビート信号を所定の周波数特性を
有する増幅度で増幅する増幅手段を具備するレーダ手段
であって、該増幅手段を具備するレーダ手段に対応する
前記ラベリング手段による前記識別子の付与前に、前記
各対象物に対応する周波数のスペクトルに前記増幅手段
の周波数特性と逆の周波数特性でレベル変換処理を施す
逆周波数変換手段を備えたことを特徴とする。

【００１９】

【作用】本発明によれば、前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段に
より得られる各対象物の相対距離に対応する前記ビート
信号の周波数のスペクトルレベルの大きなものについて
は、前記ドップラレーダ手段により得られる該対象物の
相対速度に対応する前記ビート信号の周波数のスペクト
ルレベルも大きくなり、逆に、ドップラレーダ手段によ
り得られる周波数のスペクトルレベルの大きな対象物に
ついては、ＦＭ−ＣＷレーダ手段により得られる周波数
のスペクトルレベルも大きなものとなる。

【００２０】従って、前記第１のラベリング手段により
前記識別子が付与される各値の相対距離に対応する周波
数のスペクトルレベルの大きさ順位と、前記第１のラベ
リング手段により前記識別子が付与される各値の相対速
度に対応する周波数のスペクトルレベルの大きさ順位と
に従って、各値の相対距離と相対速度とを対応づけるこ
とにより、各対象物の相対距離と相対速度との組を検出
することが可能となる。

【００２１】この場合、前記増幅度の周波数特性を有す
る増幅手段を具備しているときには、前記ラベリング手
段による前記識別子の付与前に、前記各対象物に対応す
る周波数のスペクトルに前記増幅手段の周波数特性と逆
の周波数特性でレベル変換処理を施すことにより、各対
象物に固有の性質に対応するスペクトルレベルが得ら
れ、このスペクトルレベルに対して前記識別子を付与す
ることにより、各対象物の相対距離と相対速度とを検出
することが可能となる。

【００２２】

【実施例】本発明の一例を図１乃至図６を参照して説明
する。図１は本実施例のレーダ装置のシステム構成図、
図２及び図３は図１の装置の作動を説明するための線
図、図４は図１の作動を説明するためのフローチャー
ト、図５及び図６は図１の装置の作動を説明するための
線図である。

【００２３】図１を参照して、本実施例のレーダ装置は
例えば自動車に搭載されたものであり、１は電磁波の送
波信号を生成する発振器、２は発振器１が生成する送波
信号の周波数を時間的に変調・制御する変調制御回路、
３は発振器１からアイソレータ４、方向性結合器５及び
サーキュレータ６を介して付与される送波信号に応じて
該送波信号を同一周波数の電磁波を例えば車両の前方に
向かって送波し、また送波した電磁波の反射波を受波す
るアンテナ、７は方向性結合器５を介して分配・入力さ
れる送波信号の一部とアンテナ３からサーキュレータ６
を介して入力される受波信号とをミキシングして両信号
の時間的周波数差に相当する周波数を有するビート信号
を生成するミキサー、８はミキサー７により生成された
ビート信号を増幅するアンプ（増幅手段）、９はアンプ
８により増幅されたビート信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ
変換器、１０はＡ／Ｄ変換器９によりＡ／Ｄ変換された
ビート信号を、変調制御回路２に連動してタイミング信
号生成回路１１から付与されるタイミング信号に従って
時系列的に記憶保持するメモリ、１２はメモリ１０に記
憶保持されたビート信号のデータを周波数分析すること
により車両の前方に存在する他の車両等の対象物の自己
車両に対する相対距離及び相対速度を検出する信号処理
装置である。これらの構成は、本発明の構成に対応し
て、ＦＭ−ＣＷレーダ手段とドップラレーダ手段とを共
用的に構成するものである。

【００２４】尚、詳細は後述するが、信号処理装置１２
は、本発明の構成に対応して、第１のラベリング手段１
３、第２のラベリング手段１４及び周波数逆変換手段１
５を機能的構成として備えている。

【００２５】次に、かかるレーダ装置の作動を、その各
部の詳細な説明と併せて説明する。

【００２６】本実施例のレーダ装置において、発振器１
により生成される送波信号は、図２に実線で示すよう
に、その周波数ｆが変調制御回路２により制御される。
すなわち、送波信号の周波数ｆは、一定周波数ｆ₀ に維
持された無変調期間と、周波数ｆ₀ からｆ₁ まで直線的
に増加し、次いで該周波数ｆ₁ からｆ₀ まで直線的に減
少するように、すなわち三角波状に変調された変調期間
とを交互に周期的に繰り返すような信号に制御される。

【００２７】そして、このように周波数ｆを制御された
送波信号が、アイソレータ４、方向性結合器５及びサー
キュレータ６を介してアンテナ３に付与され、これによ
り該アンテナ３から車両の前方に向かって送波信号と同
一の周波数を有する電磁波が送波される。

【００２８】このとき、図１に示すように、車両の前方
に他の車両等の対象物Ａが存在すると、アンテナ３から
送波された電磁波は対象物Ａにより反射され、その反射
波がアンテナ３により受波される。そして、該反射波の
受波信号は、サーキュレータ６を介してミキサー７に入
力される。また、該ミキサー７には、発振器１により生
成された送波信号の一部が方向性結合器５を介して分配
・入力されており、該ミキサー７はこれらの送波信号と
受波信号とをミキシングする。

【００２９】この場合、図２に破線で示すように、受波
信号の周波数ｆは、送波信号と同様に、一定周波数に維
持される無変調期間と、三角波状に増減する変調期間と
を交互に周期的に繰り返すものとなるのであるが、自己
車両と対象物Ａとの間を電磁波が往復するのに要する時
間τの遅れを送波信号に対して生じ、また、自己車両に
対する対象物Ａの相対速度に応じたドップラシフト（周
波数偏移）Δｆ_D を送波信号に対して生じる。

【００３０】このため、ミキサー７により送波信号と受
波信号とをミキシングすると、両者の無変調期間が重な
り合う期間Ｔ_CWにおいては、ドップラシフトΔｆ_D の周
波数を有するビート信号が生成される。ここで、ドップ
ラシフトΔｆ_D は周知のように対象物Ａの自己車両に対
する相対速度に比例し、該相対速度をＶ、電磁波の速度
（＝光速）をｃとすると、ドップラシフトΔｆ_D と対象
物Ａの相対速度Ｖとの間には、電磁波の周波数ｆ₀ を用
いて、次式（１）が成り立つ。

【００３１】Ｖ＝（ｃ／ｆ₀ ）・Δｆ_D ……（１） 従って、送波信号と受波信号との無変調期間が重なり合
う期間Ｔ_CWにおいて、ミキサー７により生成されるビー
ト信号の周波数Δｆ_D （＝ドップラシフト）を検出する
ことにより、上記式（１）により対象物Ａの相対速度Ｖ
を求めることができる。これが、本実施例のレーダ装置
におけるドップラレーダ方式の基本原理である。

【００３２】また、送波信号と受波信号との変調期間が
重なり合う期間Ｔ_FMにおいては、両者を同一時間上で比
較すると、両者の周波数の間には、受波信号の前記の遅
れ時間τに応じた周波数差Δｆ_FMを生じ、このため、ミ
キサー７により送波信号と受波信号とをミキシングする
と、期間Ｔ_FMにおける送波信号と受波信号との時間的周
波数差Δｆ_FMの周波数を有するビート信号が生成され
る。尚、期間Ｔ_FMにおいても、前記無変調の期間Ｔ_CWと
同様にドップラシフトΔｆ_D が生じるのであるが、ここ
では説明の便宜上、ドップラシフトΔｆ_D は遅れ時間τ
に応じた周波数差Δｆ_FMに較べて充分小さいものとして
無視する。

【００３３】ここで、図２を参照して明らかなように、
遅れ時間τと周波数差Δｆ_FMとの比Δｆ_FM／τは、変調
期間における送波信号及び受波信号の周波数ｆの時間的
変化率に一致し、該時間的変化率は一定であるので、遅
れ時間τと周波数差Δｆ_FMとの間には、ｋを比例定数と
して次式（２）が成り立つ。

【００３４】τ＝ｋ・Δｆ_FM ……（２） 一方、遅れ時間τは、電磁波が自己車両と対象物Ａとの
間を往復する時間であるから、自己車両に対する対象物
Ａの相対距離をＤとすると、τ＝２Ｄ／ｃ（ｃ；電磁波
の速度）であり、これを（２）式に代入して整理する
と、次式（３）が得られる。

【００３５】 Ｄ＝（ｃ・ｋ／２）・Δｆ_FM ……（３） 従って、送波信号と受波信号との変調期間が重なり合う
期間Ｔ_FMにおいて、ミキサー７により生成されるビート
信号の周波数Δｆ_FMを検出することにより、上記式
（３）により対象物Ａの相対距離Ｄを求めることができ
る。これが、本実施例のレーダ装置におけるＦＭ−ＣＷ
レーダ方式の基本原理である。

【００３６】上記の説明では、変調期間における受波信
号のドップラシフトΔｆ_D を無視したが、これを考慮し
て相対距離Ｄを求めることも可能である。この場合に
は、詳細な説明は省略するが、送波信号及び受波信号の
周波数ｆのアップスロープ時（増加時）におけるビート
信号の周波数をΔｆ_FMU 、ダウンスロープ時（周波数ｆ
の減少時）における周波数をΔｆ_FMD として、これらの
周波数Δｆ_FMU ，Δｆ_{FM D} を検出すれば、 Ｄ＝（ｃ・ｋ／２）・〔（Δｆ_FMU ＋Δｆ_FMD ）／２〕 ……（４） により相対距離Ｄを求めることができる。前記（３）式
は（４）式において、Δｆ_FMU ≒Δｆ_FMD である場合
（Δｆ_D ≒０である場合）に成り立つ。

【００３７】尚、以上の説明は、単一の対象物Ａからの
反射波のみが受波された場合のものであるが、電磁波を
反射する対象物Ａが複数ある場合には、それらの反射波
を混合したものが受波され、このため、ミキサー７によ
り生成されるビート信号は、送波信号と受波信号との変
調期間が重なり合う期間Ｔ_FMにおいては、各対象物Ａの
相対距離Ｄに対応する周波数Δｆ_FMが混合したものとな
り、送波信号と受波信号との無変調期間が重なり合う期
間Ｔ_CWにおいては、各対象物Ａの相対速度Ｖに対応する
周波数Δｆ_D が混合したものとなる。

【００３８】図１を参照して、前述したようにミキサー
７により生成されたビート信号は、前記アンプ８により
必要なレベルのビート信号に増幅される。この場合、ア
ンプ８は、図３（ａ）に示すような増幅度の周波数特性
を有するものであり、ビート信号の周波数Δｆ_FMあるい
はΔｆ_D が比較的高い領域で大きな増幅度が得られるよ
うになっている。このため、対象物Ａの相対距離Ｄが比
較的大きく、あるいは相対速度Ｖが比較的大きく、これ
に対応するビート信号の周波数Δｆ_FMあるいはΔｆ_D が
比較的高い場合には、比較的大きな増幅度でもって該ビ
ート信号が増幅される。

【００３９】アンプ８により増幅されたビート信号は、
前記Ａ／Ｄ変換器９によりＡ／Ｄ変換された後に、メモ
リ１０に時系列的に記憶保持される。この場合、メモリ
１０は、前記タイミング信号生成回路１１から付与され
るタイミング信号に応じて、送波信号と受波信号との変
調期間が重なり合う期間Ｔ_FM（以下、距離検出期間Ｔ _FM
という）と、無変調期間が重なり合う期間Ｔ_CW（以下、
速度検出期間Ｔ_CWという）とにおいて、ビート信号のデ
ジタル化された振幅データを各別に時系列的に記憶保持
する。

【００４０】次いで、前記信号処理装置１２により、メ
モリ１０に記憶保持されたデータから以下に説明するよ
うに対象物Ａの相対距離Ｄと相対速度Ｖとを求める。

【００４１】すなわち、図４を参照して、相対距離Ｄを
求める際には、まず、前記距離検出期間Ｔ_FMにおいてメ
モリ１０に記憶保持されたビート信号の振幅データをＦ
ＦＴ（高速フーリエ変換手法）によりフーリエ変換（周
波数分析）を行い、これにより該ビート信号の周波数分
布（スペクトル分布）を求める（ＳＴＥＰ１）。

【００４２】次いで、ビート信号の周波数分布から所定
のレベル以上の極大値を有するスペクトル（以下、極大
スペクトルという）を検索する（ＳＴＥＰ２）。

【００４３】該極大スペクトルの周波数は、自己車両の
前方に存在する対象物Ａの相対距離Ｄに相当する周波数
Δｆ_FMであり、例えば図１に示すように自己車両の前方
に複数（３個）の対象物Ａ₁ 〜Ａ₃ がそれぞれ相対距離
Ｄ₁ 〜Ｄ₃ の位置に存在する場合には、図５に仮想線で
示すように、各対象物Ａ₁ 〜Ａ₃ の相対距離Ｄ₁ 〜Ｄ ₃
に相当する周波数Δｆ_FMを有する複数の極大スペクトル
が得られる。

【００４４】この場合、本実施例においては、前述した
ような周波数特性（図３（ａ）参照）を有するアンプ８
を用いて受波信号を増幅しているので、相対距離Ｄの比
較的大きな対象物Ａについても、その相対距離Ｄに対応
する周波数Δｆ_FMの極大スペクトルを確実に得ることが
できる。

【００４５】そして、信号処理装置１２は、各極大スペ
クトルの周波数Δｆ_FMから前記（３）式により各対象物
Ａ₁ 〜Ａ₃ の相対距離Ｄ₁ 〜Ｄ₃ を求める。尚、相対距
離Ｄ ₁ 〜Ｄ₃ を求めるに際しては、送波信号及び受波信
号の周波数ｆのアップスロープ時及びダウンスロープ時
とで各別に極大スペクトルを検出し、前記（４）式によ
り各対象物Ａ₁ 〜Ａ₃ の相対距離Ｄ₁ 〜Ｄ₃ を求めるよ
うにしてもよい。

【００４６】次いで、信号処理装置１２は、その機能的
構成である周波数逆変換手段１５により、図３（ｂ）に
示すような前記アンプ８の周波数特性と逆の周波数特性
でもって、前記各極大スペクトルのレベルを修正する
（ＳＴＥＰ３）。

【００４７】さらに詳細には、このレベル修正において
は、アンプ８の周波数特性と逆に、周波数Δｆ_FMの高い
領域で極大スペクトルのレベルを減少させるように極大
スペクトルのレベルを修正する。これにより、図５に実
線で示すように、各対象物Ａ ₁ 〜Ａ₃ に対応する受波信
号の実際の受波レベルに相当するレベルを有する極大ス
ペクトルが得られる。すなわち、対象物Ａ₃ について図
５に実線で示すように、最も相対距離Ｄの大きい対象物
については、一般に、電磁波の伝播減衰により、実際の
受波レベルは相対距離Ｄの比較的小さい他の対象物に比
較して小さなものとなる場合が多い。但し、対象物
Ａ₁ ，Ａ₂ （Ｄ₁ ＞Ｄ₂ ）について図５に示したよう
に、相対距離Ｄが比較的大きな対象物であっても、電磁
波の反射率が比較的大きい場合には、相対距離Ｄの小さ
なものに較べて実際の受波レベルが大きなものとなる場
合もある。

【００４８】次いで、信号処理装置１２は、その機能的
構成である第１のラベリング手段１３により、レベル修
正後の各極大スペクトルにそのレベルの大きさ順に番号
（識別子）を付与する（ＳＴＥＰ４）。具体的には、図
５において、最もスペクトルレベルの大きい相対距離Ｄ
₁ に対応する極大スペクトルに番号“１”を付与し、次
にスペクトルレベルの大きい相対距離Ｄ₂ に対応する極
大スペクトルに番号“２”を付与し、最もスペクトルレ
ベルの小さい相対距離Ｄ₃ に対応する極大スペクトルに
番号“３”を付与する。

【００４９】一方、図４を参照して、相対速度Ｖを求め
る際には、まず、相対距離Ｄを求める場合と同様に、前
記速度検出期間Ｔ_CWにおいてメモリ１０に記憶保持され
たビート信号の振幅データをＦＦＴによりフーリエ変換
（周波数分析）を行い、これにより該ビート信号の周波
数分布（スペクトル分布）を求める（ＳＴＥＰ５）。

【００５０】この場合、本実施例においては、前述した
ような周波数特性（図３（ａ）参照）を有するアンプ８
を用いて受波信号を増幅しているので、路面の相対速度
に相当する周波数を有するスペクトルが他車等の対象物
Ａの相対速度Ｄに相当する周波数を有するスペクトルよ
りも大きなレベルとなってしまいやすい。これは、路面
の相対速度は、他車等の対象物Ａの相対速度Ｄに較べて
大きいので、該路面からの反射波の受波信号と送波信号
とを混合してなるビート信号の周波数も比較的高いもの
となり、従って、アンプ８の増幅度の周波数特性が前述
したように高周波領域で増幅度が高くなるような特性で
あると、路面の相対速度に相当する周波数を有するスペ
クトルのレベルが必要以上に大きくなってしまうからで
ある。

【００５１】そこで、本実施例においては、上記のよう
に相対速度Ｖに関するスペクトル分布を求めた後に、次
に、アンプ８の周波数特性の逆の周波数特性（図３
（ｂ）参照）でもって、該スペクトル分布のレベルを修
正する（ＳＴＥＰ６）。これにより、実際の受波レベル
に相当するスペクトル分布が得られ、路面からの反射が
必要以上に強調されるのを防止される。

【００５２】次いで、上記のようにレベル修正を行った
スペクトル分布から、前記相対距離Ｄを求める場合と同
様に、所定のレベル以上の極大値を有する極大スペクト
ルを検索する（ＳＴＥＰ７）。

【００５３】該極大スペクトルの周波数は、自己車両の
前方に存在する対象物Ａの相対速度Ｖに相当する周波数
Δｆ_CWであり、例えば図１に示すように自己車両の前方
に複数（３個）の対象物Ａ₁ 〜Ａ₃ がそれぞれ相対距離
Ｖ₁ 〜Ｖ₃ を有する場合には、図６に示すように、各対
象物Ａ₁ 〜Ａ₃ の相対速度Ｖ₁ 〜Ｖ₃ に相当する周波数
Δｆ_CWを有する複数の極大スペクトルが得られる。

【００５４】そして、信号処理装置１２は、各極大スペ
クトルの周波数Δｆ_CWから前記（１）式により各対象物
Ａ₁ 〜Ａ₃ の相対速度Ｖ₁ 〜Ｖ₃ を求める。

【００５５】次いで、信号処理装置１２は、その機能的
構成である第２のラベリング手段１４により、レベル修
正後の各極大スペクトルにそのレベルの大きさ順に番号
（識別子）を付与する（ＳＴＥＰ８）。具体的には、図
６において、最もスペクトルレベルの大きい相対速度Ｖ
₁ に対応する極大スペクトルに番号“１”を付与し、次
にスペクトルレベルの大きい相対速度Ｖ₂ に対応する極
大スペクトルに番号“２”を付与し、最もスペクトルレ
ベルの小さい相対速度Ｖ₃ に対応する極大スペクトルに
番号“３”を付与する。

【００５６】ところで、以上により、各対象物Ａ₁ 〜Ａ
₃ の相対距離Ｄ₁ 〜Ｄ₃ と相対速度Ｖ₁ 〜Ｖ₃ とが求め
られるのであるが、求められた相対距離Ｄ₁ 〜Ｄ₃ のみ
から判ることは、その相対距離Ｄ₁ 〜Ｄ₃ の位置に対象
物Ａ₁ 〜Ａ₃ が存在するということだけであり、また、
求められた相対速度Ｖ₁ 〜Ｖ₃ のみから判ることは、そ
の相対速度Ｖ₁ 〜Ｖ₃ を有する対象物Ａ₁ 〜Ａ₃ が存在
するということだけであり、従って、各対象物Ａ₁ 〜Ａ
₃ の相対距離Ｄ₁ 〜Ｄ₃ 及び相対速度Ｖ₁ 〜Ｖ ₃ の両者
を把握するためには、求められた相対距離Ｄ₁ 〜Ｄ₃ と
相対速度Ｖ₁ 〜Ｖ₃ とを互いに対応づける必要がある。

【００５７】一方、以上のように、大きさレベル順に番
号を付与した相対距離Ｄの各極大スペクトルのレベルと
相対速度Ｖの各極大スペクトルのレベルとは、自己車両
に対してある相対距離に位置する対象物Ａからの単に周
波数のみが相違する反射波の受波レベルに相当するもの
であるので、相対距離Ｄに関する極大スペクトルが最も
大きなレベルとなる対象物Ａについては、相対速度Ｖに
関する極大スペクトルのレベルも最も大きなものとなる
と考えられる。逆に、相対距離Ｄに関する極大スペクト
ルが最も小さなレベルとなる対象物Ａについては、相対
速度Ｖに関する極大スペクトルのレベルも最も小さなも
のとなると考えられる。

【００５８】そこで、本実施例のレーダ装置では、極大
スペクトルに付与した番号に従ってて相対距離Ｄ₁ 〜Ｄ
₃ と相対速度Ｖ₁ 〜Ｖ₃ とを互いに対応づけ、これによ
り、各対象物Ａ₁ 〜Ａ₃ の相対距離Ｄ₁ 〜Ｄ₃ 及び相対
速度Ｖ₁ 〜Ｖ₃ の両者を求める（ＳＴＥＰ９）。

【００５９】具体的には、次の表１に示すように、ＦＭ
−ＣＷレーダ方式による相対距離Ｄに関し、番号“１”
を付与した極大スペクトル（レベル順位；最大）に対応
する相対距離Ｄ₁ と、ドップラレーダ方式による相対速
度Ｖに関し、番号“１”を付与した極大スペクトル（レ
ベル順位；最大）に対応する相対速度Ｖ₁ とを互いに対
応づける。また、番号“２”を付与した極大スペクトル
（レベル順位；２番目）に対応する相対距離Ｄ₂ と相対
速度Ｖ₂ とを互いに対応づけ、さらに、番号“３”を付
与した極大スペクトル（レベル順位；３番目）に対応す
る相対距離Ｄ₃と相対速度Ｖ₃ とを互いに対応づける。
これにより、各対象物Ａ₁ 〜Ａ₃ の相対距離Ｄ₁ 〜Ｄ₃
及び相対速度Ｖ₁ 〜Ｖ₃ の両者が対となって求められ
る。

【００６０】

【表１】

【００６１】そして、信号処理装置１２は、このように
して求めた各対象物Ａ₁ 〜Ａ₃ の相対距離Ｄ₁ 〜Ｄ₃ 及
び相対速度Ｖ₁ 〜Ｖ₃ の組を図示しない自動速度調整装
置等に出力する。

【００６２】このように、本実施例のレーダ装置によれ
ば、電磁波の送波方向に複数の対象物Ａが存在する場合
に、ＦＭ−ＣＷレーダ方式により求まる複数の相対距離
Ｄとドップラレーダ方式により求まる複数の相対速度Ｖ
とを、それらの極大スペクトルの大きさレベル順に対応
づけることにより、各対象物Ａの相対距離Ｄと相対速度
Ｖとの組を容易に求めることができる。

【００６３】尚、以上の説明においては、対象物Ａが複
数ある場合について説明したが、対象物Ａが一つである
場合にも、該対象物Ａの相対距離Ｄと相対速度Ｖとの組
を求めることができることはもちろんである。

【００６４】また、本実施例では、ＦＭ−ＣＷレーダ手
段とドップラレーダ手段とを共用的に構成したが、各別
に構成するようにしてもよいことはもちろんである。

【００６５】さらに、本実施例において、相対距離Ｄ及
び相対速度Ｖに関し、複数の極大スペクトルのレベルが
同一となる場合も考えられるが、この場合には、充分短
い時間間隔で相対距離Ｄ及び相対速度Ｖの検出を行え
ば、その時間内に相対距離Ｄ及び相対速度Ｖの両者が大
きく変動することはないと考えられるので、過去のデー
タを参照することにより相対距離Ｄ及び相対速度Ｖを対
応づけることが可能である。

【００６６】

【発明の効果】上記の説明から明らかなように、本発明
によれば、ＦＭ−ＣＷレーダ手段により一つまたは複数
の対象物の相対距離に対応して得られた一つまたは複数
の周波数のスペクトルレベルの大きさ順位を識別可能に
各値の相対距離に識別子を付与すると共に、ドップラレ
ーダ手段により前記一つまたは複数の対象物の相対速度
に対応して得られた一つまたは複数の周波数のスペクト
ルレベルの大きさ順位を識別可能に各値の相対速度に識
別子を付与し、識別子を付与された各値の相対距離と各
値の相対速度とを前記スペクトルレベルの大きさ順位に
従って対応づけることにより前記一つまたは複数の対象
物のそれぞれの相対距離及び相対速度を検出するように
したことによって、対象物が複数存在する場合でも各対
象物の相対距離及び相対速度の両者を対応付けて容易に
検出することができる。

【００６７】さらに、少なくとも一方のレーダ手段が、
前記周波数分析を行う前に前記ビート信号を所定の周波
数特性を有する増幅度で増幅する増幅手段を具備するレ
ーダ手段である場合に、前記識別子の付与前に、前記各
対象物に対応する周波数のスペクトルに増幅手段の周波
数特性と逆の周波数特性でレベル変換処理を施すように
したことによって、各対象物の相対距離及び相対速度の
対応付けを確実なものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のレーダ装置の一例のシステム構成図。

【図２】図１のレーダ装置の作動を説明するための線
図。

【図３】図１のレーダ装置の作動を説明するための線
図。

【図４】図１のレーダ装置の作動を説明するためのフロ
ーチャート。

【図５】図１のレーダ装置の作動を説明するための線
図。

【図６】図１のレーダ装置の作動を説明するための線
図。

【符号の説明】

８…アンプ（増幅手段）、１３…第１のラベリング手
段、１４…第２のラベリング手段、１５…周波数逆変換
手段。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】周波数を時間的に変調せしめた電磁波を送
   波する手段と、該電磁波の送波方向に存在する対象物か
   らの反射波を受波する手段と、該電磁波の送波信号の一
   部と該反射波の受波信号とを混合して該対象物の相対距
   離に対応する周波数を有するビート信号を生成する手段
   と、該ビート信号を周波数分析することにより対象物の
   相対距離に対応する周波数を求め、その求めた周波数に
   より該対象物の相対距離を検出する手段とを具備したＦ
   Ｍ−ＣＷレーダ手段と、 一定周波数の電磁波を送波する手段と、該電磁波の送波
   方向に存在する対象物からの反射波を受波する手段と、
   該電磁波の送波信号の一部と該反射波の受波信号とを混
   合して該対象物の相対速度に応じたドップラシフトの周
   波数を有するビート信号を生成する手段と、該ビート信
   号を周波数分析することにより対象物の相対速度に対応
   する周波数を求め、その求めた周波数により該対象物の
   相対速度を検出する手段とを具備したドップラレーダ手
   段とを備え、 両レーダ手段を併用することにより一つまたは複数の対
   象物の相対距離及び相対速度を検出するレーダ装置であ
   って、 前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段により一つまたは複数の対象
   物の相対距離に対応して得られた一つまたは複数の周波
   数のスペクトルレベルの大きさ順位を識別可能に各値の
   相対距離に識別子を付与する第１のラベリング手段と、 前記ドップラレーダ手段により前記一つまたは複数の対
   象物の相対速度に対応して得られた一つまたは複数の周
   波数のスペクトルレベルの大きさ順位を識別可能に各値
   の相対速度に識別子を付与する第２のラベリング手段と
   を備え、 前記第１のラベリング手段により識別子を付与された各
   値の相対距離と前記第２のラベリング手段により識別子
   を付与された各値の相対速度とを前記スペクトルレベル
   の大きさ順位に従って対応づけることにより前記一つま
   たは複数の対象物のそれぞれの相対距離及び相対速度を
   検出することを特徴とするレーダ装置。
2. 【請求項２】前記各レーダ手段のうち、少なくとも一方
   のレーダ手段は、前記周波数分析を行う前に前記ビート
   信号を所定の周波数特性を有する増幅度で増幅する増幅
   手段を具備するレーダ手段であって、該増幅手段を具備
   するレーダ手段に対応する前記ラベリング手段による前
   記識別子の付与前に、前記各対象物に対応する周波数の
   スペクトルに前記増幅手段の周波数特性と逆の周波数特
   性でレベル変換処理を施す逆周波数変換手段を備えたこ
   とを特徴とする請求項１記載のレーダ装置。