JP3085323B2 - レーダ信号処理装置 - Google Patents
レーダ信号処理装置Info
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Description
する。特に本発明では自動車に搭載されたレーダ信号処
理装置の信頼性向上を目的とする。
ばFMーCW(Frequency ModulationーContinuous Wav
e)、パルス性電波及びレーザ等を用いたレーダ装置があ
る。近年これらのレーダ装置が自動車等に搭載され、こ
れにより自動車間の距離や相対速度が測定され運転者に
周囲の情報が提供されている。
レーダ信号処理装置から得られるデータが周囲のノイズ
の影響を受けて測定できない場合があるので、例えば前
を走っている自動車がないにも拘わらず距離、速度を表
示するという問題があった。かかるレーダ装置を信用す
ると、分岐点では先行する自動車が別の道に曲がって
も、存在しているかのような錯覚を与えることになる。
なお表示のみならず制御に使用しようとすると、さらに
信頼性が要請される。
頼性の向上性が図れるレーダ信号処理装置を提供するこ
とを目的とする。
決するために、電磁波を放射しその反射波信号を処理し
て目標との距離、速度を求めるレーダ信号処理速度に、
第1の記憶部、データ数判断部、第2の記憶部、最小二
乗処理部、データ採用判断部を設ける。前記第1の記憶
部は、複数の前記距離、速度のデータを順次記憶しかつ
更新する。前記データ数判断部は、第1の記憶部に記憶
される距離、速度データから有効データ数を判断し、有
効データ数が所定値以下であるならば目標なしと判断す
る。前記第2の記憶部は、前記第1の記憶部のデータよ
りも過去の複数の距離、速度のデータを記憶する。前記
最小二乗処理部は、前記第1の記憶部及び第2の記憶部
に記憶された距離、速度のデータを所定の関数にフィテ
ィングする。前記データ採用判断部は、最小二乗処理部
によってフィティングされた距離、速度データとこのデ
ータに対応して前記記憶されているデータとを比較して
相互に所定範囲に近接していなければフィティングされ
た距離、速度データを表示するために採用する。
グされた距離、速度データとこのデータに対応して前記
第1の記憶部に記憶されているデータとを比較して相互
に所定範囲に近接していなければ、前記記憶されている
データに代わってフィティングされた距離、速度データ
を第2の記憶部(58)に記憶する。
1の記憶部によって、複数の前記距離、速度のデータが
順次記憶されかつ更新される。前記データ数判断部によ
って、第1の記憶部に記憶される距離、速度データから
有効データ数が判断され、有効データ数が所定値以下で
あれば目標なしと判断されその結果が表示される。前記
第2の記憶部によって、前記第1の記憶部のデータより
も過去の複数の距離、速度のデータが記憶される。前記
有効データ数が所定値以上あるならば、前記最小二乗処
理部によって、前記第1の記憶部及び第2の記憶部に記
憶された距離、速度のデータが所定の関数にフィティン
グされる。前記データ採用判断部によって、最小二乗処
理部によりフィティングされた距離、速度データとこの
データに対応して前記記憶されているデータとを比較し
て相互に所定範囲に近接していなければフィティングさ
れた距離、速度データが表示用して採用される。かくし
て過去のデータにより目標物の有無、目標物までの距
離、速度の推定を行うが、この推定を極短時間に行うの
で、この推定自体により誤差を生じることはなく、かつ
この推定により一時的なノイズ等により影響を受けるこ
とはなくなり、得られる結果は安定することになる。
グされた距離、速度データとこのデータに対応して前記
第1の記憶部に記憶されているデータとを比較して相互
に所定範囲に近接していなければ、前記記憶されている
データに代わってフィティングされた距離、速度データ
を第2の記憶部(58)に記憶するようにするので、最
小二乗に使用されるデータの信頼性が向上する。
説明する。図1は本発明の第1の前提となるミリ波レー
ダ装置の概要を示す図である。本図に示すミリ波レーダ
装置は、対象物に連続波(CW)信号を送信し、同時に
対象物からの反射信号を受信するアンテナ1及び2と、
該アンテナ1に連続波信号を送信させるためのCW送信
機3と、該CW送信機3の連続波信号とアンテナ2での
周波数の上昇側(UP)、下降側(DOWN)の受信信
号とを混合してビート信号を形成する混合器4と、該混
合器4によって形成されたビート信号から距離、速度を
得るための信号処理装置5と、該信号処理装置5によっ
て得られた距離データ、速度データに基づき機器制御を
行ったり、それらを表示したりする機器制御/表示部6
とを含む。
からの反射信号を受信した場合の周波数対時間の関係を
示す図である。本図(a)の実線で示すように、CW送
信機3により周波数変調(FM)の三角波が繰り返し送
信される。これに対してアンテナ2では本図(a)の点
線で示すように、三角波の繰り返しの周波数変調の信号
が受信される。本図(b)に示すように、混合器4での
上昇側のビート信号の周波数をfuとし、下降側のビー
ト信号の周波数をfdとすると、下記式が成立する。
数変調の繰り返し周波数、Δfは周波数偏移幅、cは光
速を表す。
を表す。上記式から前記信号処理装置5では, fr=(fd+fu)/2 fu=(fd−fu)/2 として距離R、速度Vを求めている。
ーダ装置を示す図である。本図に示すレーザレーダ装置
は、対象物にレーザ光を送る送信望遠鏡11と、該対象
物から反射されてきたレーザ光を集める受信望遠鏡12
と、該送信望遠鏡11へパルス状のレーザを供給するH
eーNeレーザ、HeーCdレーザからなるレーザ部1
3と、該受信望遠鏡12を経たレーザ光を検出する光検
出器14と、該光検出器14によって検出されたレーザ
光の往復に要した時間から距離を求める信号処理装置1
5と、該信号処理装置15によって得られた距離データ
を表示する表示部16とを含む。
離Rを求めている。 R=ct/2n ここに、tはレーザ光が対象物との往復に要した時間、
nは屈折率である。図4は本発明の実施例に係るレーダ
信号処理装置を示す図である。本図に示すレーダ信号処
理装置は、前記ミリ波レーダ装置を基本として説明する
ものであり、前記混合器4からのビート信号をアナログ
信号からディジタル信号に変換するA/D変換器51
(Analog to Digital Converter)と、該A/D変換器5
1のディジタル信号を周波数分析する高速フーリエ変換
部52(FFT:Fast FourierTransformation)と、該
高速フーリエ変換部52によって得られた周波数データ
を三角波の周波数の上昇側と下降側とから距離R、速度
に処理する距離速度導出部53と、該距離速度導出部5
3からの距離Rの第1のグループデータを新しい順にD
0 、D1 、…、Dm 、と記憶する第1の記憶部54と、
該第1の記憶部54に記憶されているデータが所定数存
在するかを判断するデータ数判断部55と、該データ数
判断部55に所定数のデータが存在すれば、前記第1の
グループデータD0 、D1 、…、Dm と、これよりも過
去のものであって後述する第2の記憶部58に記憶され
ている距離Rの第2のグループのデータDm+1 、Dm+2
、…、Dn-1 、Dn とを用いて速度の変化を所定の関
数に最小二乗でフィティングし、前記データDm に対応
するフィティングによる距離Dm0を求める最小二乗処理
部56と、該最小二乗処理部56によって得られたフィ
ティング距離Dm0と距離Dm とを比較して両者の差が一
定範囲ならデータとしてDm を採用し、一定範囲を越え
ればデータとしてDm0を採用するデータ採用判断部57
と、通常前記第1の記憶部54における最も古いデータ
を順次記憶し、このデータを該データ採用判断部57に
よって採用されたデータで置き換えて第2のグループデ
ータDm+1、Dm+2 、…、Dn-1 、Dn として記憶する
第2の記憶部58とを含み、前記データ採用判断部57
によって採用されたデータは表示部6又は16に表示さ
れる。以上の説明ではデータDm 等に速度を含めてもよ
い。
の第1及び第2の記憶部に記憶されるデータの配列を示
す図である。本図に示すように、入力順に第1の記憶部
には最新データD0 、1回前入力データD1 、…、m−
1回前入力データDm-1 、m回前入力データDm 、第2
の記憶部2にはm+1回前入力データDm+1 、…、n−1
回前入力データDn-1 、n回前入力データDn が記憶さ
れる。第1の記憶部54に記憶されている第1のグルー
プのデータにはデータとして存在しない場合(距離デー
タとしてDk =0、0≦k≦m)もあるし、前回のデー
タと著しく離れている場合もある。第2の記憶部58に
記憶されている第2のグループのデータは原則として第
1の記憶部54に記憶された距離、速度データを順次記
憶し、よって第1のグループのデータよりも過去のもの
が記憶され、後述するように最小二乗処理されて一定の
採用の可否の判断がされた結果が前記データに代わって
記憶される。第1の記憶部54及び第2の記憶部58に
記憶されるデータ量は、ディジタル信号処理のサンプリ
ング周期に依存するが自動車の運転に必要なデータ供給
間隔より極短時間であり、自動車運転に支障を与えない
程の短時間の量に設定される。 図6及び7は図1の第
1及び第2の記憶部にデータ記憶動作を説明するフロー
チャートであり、図8は第1の記憶部及び第2の記憶部
のデータ置き換えを示す図ある。図6に示すように、ス
テップ1において第1の記憶部54からデータ有無判断
部55にデータD0 、D1 、…、Dm を出力したら、ス
テップ2においてk=1の初期設定する。
に示すように、Dk-1 を Dk に置き換え、前回のDm
を第2の記憶部(58)への入力とする。ステップ6に
おいて、新たなデータD0 を入力し記憶する。上記と同
様にして、図7に示すように、ステップ11において第
2の記憶部58から最小二乗処理部56にデータDm+1
、Dm+2 、…、Dn-1 、Dn を出力したら、ステップ
12においてk=mの初期設定する。
(b)に示すように、Dk をDk+1に置き換え、前回の
Dn を廃棄する。ステップ16において、データ採用判
断部57から後述するDm0のデータの供給が有れば、ス
テップ17において、前記Dm をDm0に置き換える。D
m0のデータの供給がなければ、前記Dm をそのままとす
る。
部54及び第2の記憶部58からのデータD0 、D1 、
…、Dm 、Dm+1 、Dm+2 、…、Dn-1 、Dn を用い
て、例えば、通常の関数一次関数、二次関数、等にフィ
ティングしてDm に対応するDm0を求める。最小二乗処
理自体は公知技術のものを使用するので説明を省略す
る。
ータ数を判断するフローチャートである。本図に示すよ
うに、ステップ21、22において、初期値設定k=
0、c=0を行う。ステップ23において、第1の記憶
部54から出力されたデータDK がDK =0かを判断す
る。
らば、c=c+1とする。ステップ25において、ステ
ップ24の処理後に又はステップ23でDK ≠0なら
ば、k=k+1とし、ステップ26を介してステップ2
3に戻り全データについて上記判断を行う。ステップ2
7において、全データ数の内DK =0の数cが計数され
て,例えばc≧m/2が成立するかを判断する。すなわ
ちこのようにデータの有効数cの判断においてcが所定
値以上ならば実際に対象物が存在しないと判断し、cが
所定値以下ならばデータが偶然に喪失したと判断する。
ば、表示器6又は16へ距離Rデータとして「0」を出
力する。なお、最小二乗処理部56へもデータD0 、D
1 、…、Dm を出力し、将来の判断に備える。ステップ
29において、c<m/2ならば、最小二乗処理部56
へデータD0、D1 、…、Dm を出力する。
ータ使用を判断するフローチャートである。本図に示す
ように、ステップ31、32において、第1の記憶部5
4及び最小二乗処理部56からデータ採用判断部57に
Dm 及びDm0が入力する。ステップ33において、|D
m −Dm0|<δが成立するかを判断する。ステップ34
において、上記式が成立すれば、データ採用判断部57
によって、第2の記憶部58及び表示器6又は16にD
m が出力される。
ければ、データ採用判断部57によって、表示器6又は
16にDm0が出力される。なおこの場合、Dm0がDm に
代わって第2の記憶部58に記憶するようにしてもよ
い。以上図1のミリ波レーダ装置について説明したが、
図3のレーザレーダ装置についても同様に説明できる。
数の距離、速度のデータを順次記憶しかつ更新し、記憶
される距離、速度データから有効データ数が判断され、
有効データ数が所定値以下であれば目標なしと判断され
前記有効データ数が所定値以上あるならば、記憶された
距離、速度のデータを所定の関数にフィティングしフィ
ティングされた距離、速度データとこのデータに対応し
て前記記憶されているデータとを比較して相互に所定範
囲に近接していなければフィティングされた距離、速度
データにより目標物の有無、目標物までの距離、速度を
推定するので、一時的なノイズ等により影響を受けるこ
とがなくなり、得られる結果が安定することになる。
概要を示す図である。
信号を受信した場合の周波数対時間の関係を示す図であ
る。
示す図である。
す図である。
タの配列を示す図である。
るフローチャートである。
るフローチャートである。
えを示す図ある。
断するフローチャートである。
判断するフローチャートである。
Claims (2)
- 【請求項1】 電磁波を放射しその反射波信号を処理し
て目標との距離、速度を求めるレーダ信号処理速度にお
いて、 複数の前記距離、速度のデータを順次記憶しかつ更新す
る第1の記憶部(54)と、 該第1の記憶部(54)に記憶される距離、速度データ
から有効データ数を判断し、有効データ数が所定値以下
ならば目標なしと判断するデータ数判断部(55)と、 前記第1の記憶部(54)のデータよりも過去の複数の
距離、速度のデータを記憶する第2の記憶部(58)
と、 前記第1の記憶部(54)及び第2の記憶部(58)に
記憶された距離、速度のデータを所定の関数にフィティ
ングする最小二乗処理部(56)と、 該最小二乗処理部(56)によってフィティングされた
距離、速度データとこのデータに対応して前記記憶され
ているデータとを比較して相互に所定範囲に近接してい
なければフィティングされた距離、速度データを表示す
るために採用するデータ採用判断部(57)とを備える
ことを特徴とするレーダ信号処理装置。 - 【請求項2】 前記データ採用判断部(57)において
フィティングされた距離、速度データとこのデータに対
応して前記第1の記憶部(54)に記憶されているデー
タとを比較して相互に所定範囲に近接していなければ、
前記記憶されているデータに代わってフィティングされ
た距離、速度データを第2の記憶部(58)に記憶する
請求項1記載のレーダ信号処理装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04080943A JP3085323B2 (ja) | 1992-04-02 | 1992-04-02 | レーダ信号処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04080943A JP3085323B2 (ja) | 1992-04-02 | 1992-04-02 | レーダ信号処理装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05281335A JPH05281335A (ja) | 1993-10-29 |
JP3085323B2 true JP3085323B2 (ja) | 2000-09-04 |
Family
ID=13732577
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP04080943A Expired - Fee Related JP3085323B2 (ja) | 1992-04-02 | 1992-04-02 | レーダ信号処理装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3085323B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012502272A (ja) * | 2008-09-09 | 2012-01-26 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 速度決定装置 |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5172077B2 (ja) * | 2005-05-06 | 2013-03-27 | アズビル株式会社 | 距離・速度計および距離・速度計測方法 |
JP5096123B2 (ja) * | 2007-12-12 | 2012-12-12 | アズビル株式会社 | 距離・速度計および距離・速度計測方法 |
KR101804681B1 (ko) | 2016-06-09 | 2017-12-05 | 재단법인대구경북과학기술원 | 저해상도 2d 라이다 센서를 이용한 사람 탐지 장치 및 방법 |
-
1992
- 1992-04-02 JP JP04080943A patent/JP3085323B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2012502272A (ja) * | 2008-09-09 | 2012-01-26 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 速度決定装置 |
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JPH05281335A (ja) | 1993-10-29 |
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