JP3104599B2 - FM-CW radar device - Google Patents

FM-CW radar device

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JP3104599B2
JP3104599B2 JP07306279A JP30627995A JP3104599B2 JP 3104599 B2 JP3104599 B2 JP 3104599B2 JP 07306279 A JP07306279 A JP 07306279A JP 30627995 A JP30627995 A JP 30627995A JP 3104599 B2 JP3104599 B2 JP 3104599B2
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frequency
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transmission wave
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、FM−CWレーダ
装置に係り、特に、車両前方に存在する複数の対象物を
精度良く検出する装置として好適なFM−CWレーダ装
置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an FM-CW radar apparatus, and more particularly to an FM-CW radar apparatus suitable for accurately detecting a plurality of objects existing in front of a vehicle.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、FM−CWレーダ装置を用い
て車載用レーダ装置を実現する技術が提案されている。
例えば、特開平7−49377号によれば、対象物の検
出機構としてFM−CWレーダ装置を用いたステア型車
載用レーダ装置が開示されている。上記のレーダ装置
は、車両の走行状態等から自車線上を走行する先行車の
位置を推定し、その角度にFM−CWレーダ装置のレー
ダアンテナをステアする機能を備えている。かかる構成
によれば、カーブの走行中に先行車をロストする可能性
を下げることができるため、車載用レーダ装置におい
て、高い対象物認識精度を得ることができる。
2. Description of the Related Art Conventionally, a technique for realizing a vehicle-mounted radar device using an FM-CW radar device has been proposed.
For example, JP-A-7-49377 discloses a steer-type in-vehicle radar device using an FM-CW radar device as a target object detection mechanism. The radar apparatus has a function of estimating the position of a preceding vehicle traveling on the own lane from the traveling state of the vehicle and steering the radar antenna of the FM-CW radar apparatus at that angle. According to such a configuration, the possibility of the preceding vehicle being lost while traveling on a curve can be reduced, so that a high accuracy of object recognition can be obtained in the on-vehicle radar device.

【0003】FM−CWレーダ装置においては、レーダ
アンテナから検出領域に向けて所定の変化率で周波数の
増減される送信波が送信される。検出領域内に対象物が
存在すると、対象物とレーダアンテナとの距離に応じた
伝搬時間τの後に、反射波が対象物に到達して反射波が
生成される。生成された反射波は、対象物とレーダアン
テナとの距離に応じた伝搬時間τの後にレーダアンテナ
に到達する。
[0003] In the FM-CW radar device, a transmission wave whose frequency is increased or decreased at a predetermined rate of change is transmitted from a radar antenna toward a detection area. When an object is present in the detection area, the reflected wave reaches the object after a propagation time τ corresponding to the distance between the object and the radar antenna, and a reflected wave is generated. The generated reflected wave reaches the radar antenna after a propagation time τ corresponding to the distance between the target object and the radar antenna.

【0004】FM−CWレーダ装置では、上記の如くレ
ーダアンテナに到達する反射波と、その時点での送信波
とをミキシングすることにより、反射波と送信波の周波
数偏差を変動周波数とし、反射波の強度に応じた振幅を
有するビート信号が生成される。上記の如く生成された
ビート信号に、公知のFFT処理を施して周波数解析を
行うと、ビート信号に含まれている各周波数成分のスペ
クトル強度を得ることができる。FM−CWレーダ装置
は、反射波が上昇する過程で得られたビート信号につい
てのスペクトル解析結果(以下、上り区間スペクトルと
称す)と、反射波が下降する過程で得られたビート信号
についてのスペクトル解析結果(以下、下り区間スペク
トルと称す)とを用いて、対象物までの距離、及びFM
−CWレーダ装置に対する対象物の相対速度を演算す
る。
[0004] In the FM-CW radar apparatus, the reflected wave reaching the radar antenna and the transmitted wave at that time are mixed as described above, so that the frequency deviation between the reflected wave and the transmitted wave is set as a variable frequency, and the reflected wave is changed. A beat signal having an amplitude corresponding to the intensity of the beat is generated. By performing a known FFT process on the beat signal generated as described above and performing frequency analysis, it is possible to obtain the spectral intensity of each frequency component included in the beat signal. The FM-CW radar apparatus has a spectrum analysis result (hereinafter, referred to as an up section spectrum) of a beat signal obtained in a process of rising a reflected wave, and a spectrum of a beat signal obtained in a process of falling of a reflected wave. Using the analysis result (hereinafter, referred to as a down section spectrum), the distance to the object and the FM
Calculate the relative speed of the object with respect to the CW radar device.

【0005】FM−CWレーダ装置の検出領域内に複数
の対象物が存在する場合、それぞれの対象物に対して反
射波が生成される。このように複数の反射波が生成され
ると、ビート信号のスペクトル解析結果中に、複数のス
ペクトルピークが形成される。この場合、複数の対象物
を正確に検出するためには、上り区間スペクトルに含ま
れる複数のスペクトルピークと、下り区間スペクトルに
含まれる複数のスペクトルピークとを適正に組み合わせ
ることが必要となる。
When a plurality of objects exist in the detection area of the FM-CW radar device, reflected waves are generated for each of the objects. When a plurality of reflected waves are generated in this way, a plurality of spectrum peaks are formed in the result of the spectrum analysis of the beat signal. In this case, in order to accurately detect a plurality of objects, it is necessary to appropriately combine a plurality of spectrum peaks included in an up-link spectrum and a plurality of spectrum peaks included in a down-link spectrum.

【0006】上記従来の車載用レーダ装置は、上り区間
スペクトルおよび下り区間スペクトルに複数のスペクト
ルピークが存在する場合に、周波数順にスペクトルピ
ークをペアリングする周波数ペアリングの手法、およ
び、スペクトルピークの形状の相関演算を行い、相関
の高いもの同士をペアリングする相関ペアリングの手法
の双方を用いて、適正なペアリングの実現を図ってい
る。
The above-mentioned conventional on-vehicle radar apparatus uses a frequency pairing method of pairing spectrum peaks in the order of frequency when a plurality of spectrum peaks exist in an up section spectrum and a down section spectrum, and the shape of the spectrum peak. , And appropriate pairing is achieved by using both of the correlation pairing techniques of pairing those having a high correlation.

【0007】検出領域内に存在する複数の対象物に大き
な相対速度差がない場合は、上り区間スペクトル中に
も、下り区間スペクトル中にも、相対距離の小さい対象
物のピークスペクトルは低周波側に、相対距離の大きな
対象物のピークスペクトルは高周波側に表れる。従っ
て、かかる状況下では、上記の手法により正確なペア
リングを行うことができる。
When there is no large relative velocity difference between a plurality of objects existing in the detection area, the peak spectrum of the object having a relatively small relative distance is not detected in both the up section spectrum and the down section spectrum. Meanwhile, the peak spectrum of the object having a large relative distance appears on the high frequency side. Therefore, under such circumstances, accurate pairing can be performed by the above method.

【0008】一方、検出領域内に存在する複数の対象物
に大きな相対速度差が存在する場合は、上り区間スペク
トル中と、下り区間スペクトル中とに、同一の対象物に
ついてのスペクトルピークが異なる順序で表れる場合が
ある。この場合、上記の手法では、正確なペアリング
を行うことはできない。しかしながら、上り区間スペク
トル中に表れるスペクトルピークと、下り区間スペクト
ル中に表れるスペクトルピークとは、それらが同一の対
象物に起因するものである場合には形状において高い相
関を示し、一方、それらが同一の対象物に起因するもの
でない場合には形状において高い相関を示さない。この
ため、上記の手法でペアリングが行われた後、ペアリ
ングされたスペクトルピークの相関度を求めることで、
適正なペアリングが行われたか否かを判断することが可
能である。また、相関が低いと判別された場合に、上記
の手法により再度ペアリングを行えば、正確なペアリ
ングを行うことが可能である。
On the other hand, when there is a large relative velocity difference between a plurality of objects existing in the detection area, the order of the spectral peaks of the same object is different between the upstream section spectrum and the downstream section spectrum. May appear. In this case, accurate pairing cannot be performed by the above method. However, the spectral peaks appearing in the up-going spectrum and the spectral peaks appearing in the down-going spectrum show a high correlation in shape if they are due to the same object, while they are the same. If it is not caused by the object, no high correlation is shown in the shape. Therefore, after the pairing is performed by the above method, by calculating the degree of correlation of the paired spectral peaks,
It is possible to determine whether proper pairing has been performed. Further, when it is determined that the correlation is low, if the pairing is performed again by the above-described method, accurate pairing can be performed.

【0009】このため、上記従来の車載用レーダ装置に
よれば、FM−CWレーダ装置の照射範囲内に複数の対
象物が存在する場合に、それら複数の対象物を、高い精
度で認識することができる。また、上記従来の車載用レ
ーダ装置は、上述の如く、車両の旋回中をも含めて、F
M−CWレーダ装置により正確に自車線上を照射するこ
とができる。従って、上記従来の車載用レーダ装置によ
れば、自車線上に存在する複数の対象物を、精度良く検
出し得るという効果を得ることができる。
Therefore, according to the above-mentioned conventional on-vehicle radar device, when a plurality of objects exist within the irradiation range of the FM-CW radar device, the plurality of objects can be recognized with high accuracy. Can be. Further, as described above, the above-described conventional on-vehicle radar device includes the F
The M-CW radar device can accurately illuminate the own lane. Therefore, according to the above-mentioned conventional on-vehicle radar device, it is possible to obtain an effect that a plurality of objects existing on the own lane can be detected with high accuracy.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】ところで、車両前方を
広く監視するためには、車載用レーダ装置を走査型レー
ダ装置とすることが有効である。対象物の検出機構にF
M−CWレーダ装置を用いた走査型レーダ装置によれ
ば、比較的広い検出領域内に存在する複数の対象物のそ
れぞれについて、対象物までの距離および対象物の相対
速度が検出し得ると共に、自車両に対して対象物の存在
する方向を検出することが可能である。
In order to widely monitor the front of the vehicle, it is effective to use a scanning radar device for the on-vehicle radar device. F for the object detection mechanism
According to the scanning radar device using the M-CW radar device, for each of a plurality of objects existing within a relatively large detection area, the distance to the object and the relative speed of the object can be detected, It is possible to detect the direction in which the target object exists with respect to the own vehicle.

【0011】自車両に対する対象物の存在方向を精度良
く検出するためには、所定の走査角毎に上り区間スペク
トルおよび下り区間スペクトルを演算し、走査角毎に対
象物の検出処理を行うことが必要である。このため、か
かる機能を実現するためには、すなわち、車載用レーダ
装置を走査型レーダ装置とする利益を十分に得るために
は、検出領域を複数の領域に区分して、個々の区分につ
いてスペクトル解析を行い、それぞれの区分に対して演
算される上り区間スペクトルおよび下り区間スペクトル
に含まれるスペクトルピークを適切にペアリングするこ
とが必要である。
In order to accurately detect the direction in which the target object exists relative to the host vehicle, it is necessary to calculate an up-spectrum spectrum and a down-segment spectrum for each predetermined scanning angle, and to perform a detection process for the target for each scanning angle. is necessary. Therefore, in order to realize such a function, that is, in order to sufficiently obtain the benefit of using the on-vehicle radar device as a scanning radar device, the detection region is divided into a plurality of regions, and the spectrum is calculated for each division. It is necessary to perform an analysis and appropriately pair spectral peaks included in the upstream section spectrum and the downstream section spectrum calculated for each section.

【0012】上記の演算処理は、全ての区分について演
算されるスペクトル解析結果に対して上述した及び
の手法によるペアリング処理を施すことにより、行うこ
とができる。しかしながら、かかる演算処理を行うとす
れば、車載用レーダ装置の演算負荷が過大となり、コス
ト上、若しくは応答性上の不利益が生ずる。この意味
で、上記従来の装置の演算手法は、FM−CWレーダ装
置を用いた走査型レーダ装置においては、必ずしも最適
な演算手法ではなかった。
The above-mentioned arithmetic processing can be performed by performing the above-described pairing processing on the spectrum analysis results calculated for all the sections. However, if such calculation processing is performed, the calculation load of the on-vehicle radar device becomes excessive, and disadvantages in cost or responsiveness occur. In this sense, the calculation method of the above-described conventional device is not always the optimum calculation method in the scanning radar device using the FM-CW radar device.

【0013】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
であり、上り区間スペクトルに含まれるスペクトルピー
クと、下り区間スペクトルに含まれるスペクトルピーク
とのペアリングを、走査角のデータを用いて簡易に行う
ことにより上記の課題を解決するFM−CWレーダ装置
を提供することを目的とする。
[0013] The present invention has been made in view of the above points, and pairs a spectrum peak included in an up-stream spectrum with a spectrum peak included in a down-stream spectrum using scan angle data. It is an object of the present invention to provide an FM-CW radar device that solves the above-mentioned problem by simply performing the above-described problem.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記の目的は、請求項1
に記載する如く、送信波の周波数を所定の変化率で変調
する周波数変調機構と、送信波に対する反射波と送信波
とに基づいてビート信号を生成するビート信号生成機構
と、ビート信号に含まれる各周波数成分のスペクトル強
度を検出するスペクトル解析機構とを備え、前記送信波
の周波数が上昇する過程で得られるビート信号について
のスペクトル解析結果と、前記送信波の周波数が下降す
る過程で得られるビート信号についてのスペクトル解析
結果とを組み合わせて、前記送信波を反射する対象物ま
での距離、および該対象物の相対速度を検出するFM−
CWレーダにおいて、前記送信波に、所定の検出領域を
走査させる走査手段と、前記送信波の走査角方向におけ
る複数の所定走査領域のうち少なくとも一の所定走査領
域について前記スペクトル解析機構により得られるスペ
クトル解析結果にピークスペクトルが複数含まれている
状況下において、該一の所定走査領域に隣接する所定走
査領域について前記スペクトル解析結果に含まれるピー
クスペクトルが単一である場合、前記一の所定走査領域
についての前記送信波の周波数が上昇する過程で得られ
るスペクトル解析結果に含まれるピークスペクトルと、
前記送信波の周波数が下降する過程で得られるスペクト
ル解析結果に含まれるピークスペクトルとを、前記隣接
する所定走査領域での組み合わせに基づいてペアリング
するスペクトルペアリング手段と、備えるFM−CW
ーダ装置により達成される。また、上記の目的は、請求
項2に記載する如く、請求項1記載のFM−CWレーダ
装置において、前記スペクトルペアリング手段は、更
に、少なくとも一の所定走査領域について前記スペクト
ル解析機構により得られるスペクトル解析結果にピーク
スペクトルが複数含まれている状況下において、該一の
所定走査領域に隣接する所定走査領域について前記スペ
クトル解析結果に含まれるピークスペクトルが既にペア
リングされている場合には、前記一の所定走査領域につ
いての前記送信波の周波数が上昇する過程で得られるス
ペクトル解析結果に含まれるピークスペクトルと、 前記
送信波の周波数が下降する過程で得られるスペクトル解
析結果に含まれるピークスペクトルとを、前記隣接する
所定走査領域での組み合わせに基づいてペアリングする
ことを特徴とするFM−CWレーダ装置により達成され
る。
The above object is achieved by the present invention.
A frequency modulation mechanism that modulates the frequency of the transmission wave at a predetermined rate of change, a beat signal generation mechanism that generates a beat signal based on the reflected wave and the transmission wave with respect to the transmission wave, and a beat signal that is included in the beat signal. A spectrum analysis mechanism for detecting the spectrum intensity of each frequency component, a spectrum analysis result of a beat signal obtained in a process of increasing the frequency of the transmission wave, and a beat obtained in a process of decreasing the frequency of the transmission wave. An FM- which detects a distance to an object reflecting the transmission wave and a relative velocity of the object by combining the result of the spectrum analysis with the signal.
In a CW radar, a scanning means for scanning a predetermined detection area with the transmission wave, and a scanning means in a scanning angle direction of the transmission wave.
At least one predetermined scanning area among a plurality of predetermined scanning areas
The spectrum obtained by the spectrum analysis mechanism
Multiple peak spectra are included in the vector analysis results
Under certain circumstances, a predetermined scan adjacent to the one predetermined scan area;
The peak included in the spectrum analysis result
In the case where the spectrum is single, the one predetermined scanning area
The peak spectrum included in the spectrum analysis result obtained in the process of increasing the frequency of the transmission wave for,
The peak spectrum included in the spectrum analysis result obtained in the process of lowering the frequency of the transmission wave, the adjacent
This is achieved by an FM-CW radar device provided with a spectrum pairing means for performing pairing based on a combination in a predetermined scanning region . In addition, the above purpose
2. The FM-CW radar according to claim 1, as described in claim 2.
In the apparatus, the spectrum pairing means further comprises:
The spectrum for at least one predetermined scanning area.
Peaks in the spectrum analysis results obtained by the
In a situation where a plurality of spectra are included, the one
For the predetermined scanning area adjacent to the predetermined scanning area,
The peak spectra included in the vector analysis results are already paired.
If the ring is ringed,
In the process of increasing the frequency of the transmitted wave.
A peak spectrum included in spectrum analysis result, the
Spectral solution obtained in the process of decreasing the frequency of the transmitted wave
And the peak spectrum included in the analysis result
Pair based on the combination in the predetermined scanning area
Achieved by the FM-CW radar device
You.

【0015】本発明において、送信波は、走査手段によ
り決定される走査角方向に照射される。送信波の照射方
向に対象物が存在すると、対象物までの距離および対象
物の相対速度の反映されたビート信号が生成される。送
信波の周波数が上昇する過程で得られるビート信号が周
波数解析されると、上り区間スペクトルが得られる。ま
た、送信波の周波数が下降する過程で得られるビート信
号が周波数解析されると、下り区間スペクトルが得られ
る。上り区間スペクトルに含まれるスペクトルピーク
と、下り区間スペクトルに含まれるスペクトルピークと
には、それらのスペクトルピークの起因となった対象物
までの距離、およびその対象物の相対速度が反映されて
いる。上り区間スペクトルおよび下り区間スペクトルに
複数のスペクトルピークが含まれている場合は、スペク
トルピークを適切に組み合わせることにより、複数の対
象物について、対象物までの距離および対象物の相対速
度を検出することが可能となる。請求項1記載の発明に
おいて、上り区間スペクトルおよび下り区間スペクトル
は、所定走査領域毎に演算される。スペクトルペアリン
グ手段は、一の所定走査領域についてスペクトルピーク
が複数存在する状況下において、その領域に隣接する所
定走査領域についてスペクトルピークが単一である場
合、上記一の所定走査領域について上り区間スペクトル
中のスペクトルピークと、下り区間スペクトル中のスペ
クトルピークとを、上記隣接する所定走査領域での組み
合わせに基づいてペアリングする。スペクトルピークが
単一である場合は、上り区間スペクトルのスペクトルピ
ークと下り区間スペクトルのスペクトルピークとは唯一
にペアリングされる。この場合、この所定走査領域に隣
接し、スペクトルピークが複数存在する所定走査領域に
ついては、両走査領域に重複するスペクトルピークが確
定し、残存するスペクトルピークの数が減少する。この
ため、すべてのスペクトルピークのペアリングが容易と
なる。また、請求項2記載の発明において、スペクトル
ペアリング手段は、更に、一の所定走査領域についてス
ペクトルピークが複数存在する状況下において、その領
域に隣接する所定走査領域についてスペクトルピークが
既にペアリングされている場合には、上記一の所定走査
領域について上り区間スペクトル中のスペクト ルピーク
と、下り区間スペクトル中のスペクトルピークとを、上
記隣接する所定走査領域での組み合わせに基づいてペア
リングする。この場合も、この所定走査領域に隣接し、
スペクトルピークが複数存在する所定走査領域について
は、両走査領域に重複するスペクトルピークが確定し、
残存するスペクトルピークの数が減少する。このため、
すべてのスペクトルピークのペアリングが容易となる。
In the present invention, the transmission wave is irradiated in the scanning angle direction determined by the scanning means. When an object exists in the direction of irradiation of the transmission wave, a beat signal reflecting the distance to the object and the relative speed of the object is generated. When the beat signal obtained in the process of increasing the frequency of the transmission wave is subjected to frequency analysis, an upstream section spectrum is obtained. Further, when the beat signal obtained in the process of lowering the frequency of the transmission wave is subjected to frequency analysis, a down section spectrum is obtained. The spectrum peak included in the up-link section spectrum and the spectrum peak included in the down-link section spectrum reflect the distance to the object that caused the spectrum peak and the relative speed of the object. When multiple spectrum peaks are included in the up section spectrum and the down section spectrum, the distance to the object and the relative speed of the object can be detected for a plurality of objects by appropriately combining the spectrum peaks. Becomes possible. According to the first aspect of the present invention, the up section spectrum and the down section spectrum are calculated for each predetermined scanning area . The spectral pairing means includes a spectral peak for one predetermined scanning region.
In a situation where there are multiple
When there is a single spectral peak for the constant scanning area
In this case, the up-spectrum of the one predetermined scanning area
Spectrum peak in the spectrum
And the vector peak in the adjacent predetermined scanning area.
Pair based on the match. Spectral peak
If there is only one, the spectrum
And the spectrum peak of the downstream section spectrum are unique
Paired to. In this case, adjacent to this predetermined scanning area
Touches the specified scanning area where there are multiple spectral peaks.
As a result, overlapping spectral peaks are confirmed in both scanning regions.
And the number of remaining spectral peaks is reduced. this
For easy pairing of all spectral peaks
Become. Further, in the invention according to claim 2, the spectrum pairing means further performs scanning for one predetermined scanning region.
When there are multiple spectral peaks,
Spectral peaks for a given scan region adjacent to the region
If the pairing has already been performed,
For regions in the up section spectrum spectrum Rupiku
And the spectrum peak in the downstream section spectrum
Pair based on the combination in the adjacent predetermined scanning area
Ring. Also in this case, adjacent to the predetermined scanning area,
For a given scanning area with multiple spectral peaks
Determines the spectral peaks that overlap in both scan areas,
The number of remaining spectral peaks is reduced. For this reason,
Pairing of all spectral peaks is facilitated.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の一実施例である
車載用走査レーダ装置のシステム構成図を示す。本実施
例の装置は、レーダ用電子制御ユニット10(以下、レ
ーダ用ECUと称す)、および、環境認識車速制御電子
制御ユニット12(以下、環境認識ECUと称す)によ
り制御される。
FIG. 1 shows a system configuration diagram of a vehicle-mounted scanning radar apparatus according to an embodiment of the present invention. The apparatus of the present embodiment is controlled by a radar electronic control unit 10 (hereinafter, referred to as a radar ECU) and an environment-recognition vehicle speed control electronic control unit 12 (hereinafter, referred to as an environment-recognition ECU).

【0017】レーダ用ECU10には、レーダアンテナ
14および走査コントローラ16が接続されている。レ
ーダアンテナ14は、FM−CW(Frequency Modulati
on-Continuous Wave) レーダの構成要素であり、例えば
車両のフロントグリル付近に、鉛直方向に延びる回転軸
14aを中心として回動することができるように配設さ
れている。レーダアンテナ14は、指向性を有するアン
テナであり、所定の照射範囲内で信号の送受信を行う。
A radar antenna 14 and a scanning controller 16 are connected to the radar ECU 10. The radar antenna 14 is an FM-CW (Frequency Modulati
on-Continuous Wave) A component of the radar, which is arranged, for example, in the vicinity of a front grill of the vehicle so as to be rotatable around a vertically extending rotary shaft 14a. The radar antenna 14 is an antenna having directivity, and transmits and receives signals within a predetermined irradiation range.

【0018】レーダアンテナ14には、走査機構18が
連結されている。走査機構18は、レーダアンテナ14
を揺動させる装置であり、走査コントローラ16により
フィードバック制御されている。走査コントローラ16
には、レーダ用ECU10より走査角信号が供給されて
いる。走査コンントローラ16は、レーダアンテナ14
の走査角が、レーダ用ECU10からの指令角θS に一
致するように、走査機構18をフィードバック制御す
る。レーダ用ECU10は、車両前方の所定の検出領域
が、レーダアンテナ14により所定速度で走査されるよ
うに、走査角の指令角θS を所定周期で増減させる。
A scanning mechanism 18 is connected to the radar antenna 14. The scanning mechanism 18 includes the radar antenna 14
Is controlled by the scanning controller 16 in a feedback manner. Scan controller 16
Is supplied with a scanning angle signal from the radar ECU 10. The scanning controller 16 includes the radar antenna 14
Scan angle of, to match the command angle theta S from radar ECU 10, the scanning mechanism 18 performs feedback control. Radar ECU10 is predetermined detection area ahead of the vehicle, to be scanned at a predetermined speed by the radar antenna 14, increases or decreases the command angle theta S scan angle in a predetermined cycle.

【0019】レーダ用ECU10は、レーダアンテナ1
4から供給される信号に適当な処理を施すことにより、
車両前方の検出領域内に存在する対象物を検出し、その
検出結果を環境認識ECU12に供給する。環境認識E
CU12には、警報器20、ブレーキ22、およびスロ
ットル24が接続されている。環境認識ECU12は、
車両前方に対象物が近接している場合に、予め設定され
た論理に従って警報機20、ブレーキ22、またはスロ
ットル24を駆動して、車両乗員の注意を喚起すると共
に車両の減速を図る。
The radar ECU 10 includes the radar antenna 1
By subjecting the signal supplied from 4 to appropriate processing,
An object existing in a detection area in front of the vehicle is detected, and the detection result is supplied to the environment recognition ECU 12. Environmental awareness E
The alarm unit 20, the brake 22, and the throttle 24 are connected to the CU 12. The environment recognition ECU 12
When an object is in front of the vehicle, the alarm 20, the brake 22, or the throttle 24 is driven in accordance with a preset logic to draw the attention of the vehicle occupant and reduce the speed of the vehicle.

【0020】図2は、レーダ用ECU10を機能的に表
したブロック構成図を示す。レーダ用ECU10は、マ
イクロコンピュータを主体として構成される装置であ
る。レーダ用ECU10を機能的に表すと、図2に示す
如く、走査角制御部26、レーダ信号処理部28、およ
び対象物認識部30に分けて表すことができる。走査角
制御部26は、上述した走査コントローラ16に対して
走査角信号を供給するブロックである。走査角信号に含
まれる走査角指令値θS は、レーダ信号処理部28の制
御タイミングと同期して変化される。
FIG. 2 is a block diagram showing the function of the radar ECU 10. As shown in FIG. The radar ECU 10 is a device mainly composed of a microcomputer. Functionally, the radar ECU 10 can be divided into a scanning angle control unit 26, a radar signal processing unit 28, and an object recognition unit 30, as shown in FIG. The scanning angle control unit 26 is a block that supplies a scanning angle signal to the above-described scanning controller 16. The scan angle command value θ S included in the scan angle signal is changed in synchronization with the control timing of the radar signal processing unit 28.

【0021】レーダ信号処理部28は、レーダアンテナ
14と共にFM−CWレーダを構成する。レーダアンテ
ナ14の走査角方向に対象物が存在する場合、レーダ信
号処理部28には、その対象物に関する信号が供給され
る。レーダ信号処理部28は、かかる信号が供給された
場合に、対象物と自車との車間距離および相対速度の反
映されたスペクトル解析結果を生成し、その結果を走査
角と対応付けて対象物認識部30に供給する。尚、レー
ダ信号処理部28の構成については、後に図3を参照し
て詳説する。
The radar signal processor 28 constitutes an FM-CW radar together with the radar antenna 14. When an object exists in the scanning angle direction of the radar antenna 14, a signal related to the object is supplied to the radar signal processing unit 28. When such a signal is supplied, the radar signal processing unit 28 generates a spectrum analysis result reflecting the inter-vehicle distance and the relative speed between the subject and the own vehicle, and associates the result with the scan angle to associate the result with the scan angle. It is supplied to the recognition unit 30. The configuration of the radar signal processing unit 28 will be described later in detail with reference to FIG.

【0022】対象物認識部30は、レーダ信号処理部2
8から供給されるスペクトル解析結果に基づいて、走査
各毎に対象物に関するデータを演算し、その演算結果か
ら、車両前方に設定された検出領域内に存在する対象物
の位置、対象物までの距離、および、対象物の相対速度
を演算する。本実施例のシステムは、対象物認識部30
が、レーダ信号処理部28から供給されるスペクトル解
析結果を、後述の手法により処理する点に特徴を有して
いる。
The object recognizing unit 30 includes a radar signal processing unit 2
Based on the spectrum analysis result supplied from 8, the data regarding the object is calculated for each scan, and based on the calculation result, the position of the object existing in the detection region set in front of the vehicle and the object are calculated. The distance and the relative speed of the object are calculated. The system according to the present embodiment includes the object recognizing unit 30.
Is characterized in that the spectrum analysis result supplied from the radar signal processing unit 28 is processed by a method described later.

【0023】図3は、上述したレーダ信号処理部28を
機能的に表したブロック構成図を示す。上述したレーダ
アンテナ14は、図3に示す如く、送信アンテナ14b
および受信アンテナ14cとして機能する。レーダ信号
処理部28が備える搬送波発生回路32、周波数変調回
路34、変調電圧発生回路36、および方向性結合器3
8は、FM−CWレーダの送信側回路を構成する。
FIG. 3 is a block diagram showing the function of the radar signal processing section 28 described above. The above-described radar antenna 14 includes a transmission antenna 14b as shown in FIG.
And functions as a receiving antenna 14c. The carrier generation circuit 32, the frequency modulation circuit 34, the modulation voltage generation circuit 36, and the directional coupler 3 included in the radar signal processing unit 28
Numeral 8 constitutes a transmitting circuit of the FM-CW radar.

【0024】搬送波発生回路32は、所定周波数の搬送
波を発生し、その搬送波信号を周波数変調回路34に供
給する。一方、変調電圧発生回路36は、振幅が三角形
状に変化する三角波を発生し、その三角波を周波数変調
回路34に供給する。周波数変調回路34は、変調電圧
発生回路36から供給される三角波を変調信号として、
搬送波発生回路32から供給される搬送波を周波数変調
する。
The carrier generation circuit 32 generates a carrier having a predetermined frequency and supplies the carrier signal to the frequency modulation circuit 34. On the other hand, the modulation voltage generation circuit 36 generates a triangular wave whose amplitude changes in a triangular shape, and supplies the triangular wave to the frequency modulation circuit 34. The frequency modulation circuit 34 uses the triangular wave supplied from the modulation voltage generation circuit 36 as a modulation signal,
The carrier supplied from the carrier generation circuit 32 is frequency-modulated.

【0025】図4(A)中に実線で示す波形は、周波数
変調回路34の出力端子に表れる信号の周波数の変化状
態を示す。上述した周波数変調が行われる結果、周波数
変調回路34の出力端子には、図4(A)中に実線で示
す如く、時間経過に伴って所定の変動幅Δf、変調周波
数fm(=1/T;Tは変調電圧発生回路36から発せ
られる三角波の変動周期)で三角波状に変調された変調
波信号が表れる。周波数変調回路34の出力端子に表れ
る変調波信号は、方向性結合器38を介して送信アンテ
ナ14bに供給されると共に後述するミキサ40に供給
される。
A waveform shown by a solid line in FIG. 4A shows a change state of the frequency of the signal appearing at the output terminal of the frequency modulation circuit 34. As a result of the above-described frequency modulation, the output terminal of the frequency modulation circuit 34 has a predetermined fluctuation width Δf and a modulation frequency fm (= 1 / T) with time, as shown by a solid line in FIG. T indicates a modulated wave signal modulated in a triangular wave shape with a fluctuation cycle of a triangular wave generated from the modulation voltage generating circuit 36). The modulated wave signal appearing at the output terminal of the frequency modulation circuit 34 is supplied to the transmission antenna 14b via the directional coupler 38 and to a mixer 40 described later.

【0026】上述の如く送信アンテナ14bに供給され
た変調波信号は、送信アンテナ14bの走査角方向へ送
信される。かかる走査角方向に対象物が存在すると、送
信信号が対象物により反射され、受信アンテナ14cに
よりその反射波が受信される。受信アンテナ14cに
は、ミキサ40が接続されている。レーダ信号処理部2
8は、FM−CWレーダの受信回路として、ミキサ4
0、増幅回路42、フィルタ44、及び高速フーリエ変
換処理回路46(以下、FFT信号処理回路と称す)を
備えている。受信アンテナ14cに受信された信号は、
かかる受信回路により処理されて対象物と車両との車間
距離および相対速度を表すデータに変換される。
As described above, the modulated wave signal supplied to the transmitting antenna 14b is transmitted in the scanning angle direction of the transmitting antenna 14b. When an object exists in such a scanning angle direction, the transmission signal is reflected by the object, and the reflected wave is received by the receiving antenna 14c. The mixer 40 is connected to the receiving antenna 14c. Radar signal processing unit 2
8 is a mixer 4 as a receiving circuit of the FM-CW radar.
0, an amplification circuit 42, a filter 44, and a fast Fourier transform processing circuit 46 (hereinafter, referred to as an FFT signal processing circuit). The signal received by the receiving antenna 14c is
The signal is processed by the receiving circuit and converted into data representing the inter-vehicle distance and the relative speed between the object and the vehicle.

【0027】図4(A)中に破線及び一点鎖線で示す波
形は、それぞれ受信アンテナ14cからミキサ40に供
給される反射信号の周波数の変化状態を示す。ミキサ4
0では、かかる反射信号と方向性結合器38から供給さ
れる送信信号とがミキシングされることにより、両者の
周波数差を変動周波数とするビート信号が生成される。
In FIG. 4A, the waveforms indicated by broken lines and alternate long and short dash lines indicate how the frequency of the reflected signal supplied from the receiving antenna 14c to the mixer 40 changes. Mixer 4
At 0, the reflected signal and the transmission signal supplied from the directional coupler 38 are mixed to generate a beat signal having a frequency difference between the two as a variation frequency.

【0028】図4(B)は、かかるビート信号の周波数
の変化状態を示す。以下、図4(B)に示す如く、送信
信号の周波数が上昇する区間で生成されるビート信号の
周波数を上り周波数fupと、送信信号の周波数が下降す
る区間で生成されるビート信号の周波数を下り周波数f
downと称す。
FIG. 4B shows how the frequency of the beat signal changes. Hereinafter, as shown in FIG. 4 (B), the frequency of the beat signal generated in the section where the frequency of the transmission signal rises is defined as an up frequency fup, and the frequency of the beat signal generated in the section where the frequency of the transmission signal falls is defined as Downward frequency f
Called down.

【0029】ミキサ40で生成されるビート信号は、増
幅回路42で増幅された後、フィルタ44に供給され
る。フィルタ44は、増幅回路42から供給されたビー
ト信号を、上昇区間のビート信号と下降区間のビート信
号とに分離する。分離されたビート信号は、共にFFT
信号処理回路46に供給される。FFT信号処理回路4
6は、各区間のビート信号についてFFT処理を施し、
上り周波数fupについてのパワースペクトル(以下、上
り区間スペクトルと称す)、及び下り周波数fdownにつ
いてのパワースペクトル(以下、下り区間スペクトルと
称す)を算出する。
The beat signal generated by the mixer 40 is supplied to a filter 44 after being amplified by an amplifier circuit 42. The filter 44 separates the beat signal supplied from the amplifier circuit 42 into a beat signal in a rising section and a beat signal in a falling section. The separated beat signals are both FFT
The signal is supplied to the signal processing circuit 46. FFT signal processing circuit 4
6 performs an FFT process on the beat signal in each section,
A power spectrum for the uplink frequency fup (hereinafter, referred to as an uplink section spectrum) and a power spectrum for the downlink frequency fdown (hereinafter, referred to as a downlink section spectrum) are calculated.

【0030】図5(A)は、レーダアンテナ14の走査
角方向に2つの対象物が存在する場合にFFT信号処理
回路46で演算された上り区間スペクトルを示す。ま
た、図5(B)は、同様の環境下でFFT信号処理回路
46に算出された下り区間スペクトルを示す。
FIG. 5A shows an upstream spectrum calculated by the FFT signal processing circuit 46 when two objects are present in the scanning angle direction of the radar antenna 14. FIG. 5 (B) shows a downlink section spectrum calculated by the FFT signal processing circuit 46 under the same environment.

【0031】レーダアンテナ14の走査角方向に複数の
対象物が存在する場合、受信アンテナ14cには対象物
それぞれについての反射波が受信される。この場合、ミ
キサ40では、複数の受信信号のそれぞれについてビー
ト信号が形成される。その結果、FFT信号処理回路4
6では、複数のピークを有するパワースペクトルが検出
される。
When there are a plurality of objects in the scanning angle direction of the radar antenna 14, reflected waves of the respective objects are received by the receiving antenna 14c. In this case, the mixer 40 forms a beat signal for each of the plurality of received signals. As a result, the FFT signal processing circuit 4
At 6, a power spectrum having a plurality of peaks is detected.

【0032】ところで、車両と対象物との間に相対速度
がないとすると、送信アンテナ14bから送信される送
信波と、受信アンテナ14cに到達する反射波との間に
は、対象物と車両との間を信号が伝搬するのに要する時
間に応じた位相差が生ずる。この場合、反射波の周波数
にドップラシフトが重畳されないため、反射波の周波数
変動を表す波形は、図4(A)中に一点鎖線で示す如
く、送信信号の波形を単に時間的に平行移動しただけの
波形となる。従って、上り周波数fupと下り周波数fdo
wnとは、図4(B)中に一点鎖線で示すように共に等し
い値となる。この際、fupおよびfdownは、共に対象物
と車両との車間距離に対応した値となる。
Assuming that there is no relative speed between the vehicle and the object, there is a gap between the transmitted wave transmitted from the transmitting antenna 14b and the reflected wave reaching the receiving antenna 14c. A phase difference occurs according to the time required for the signal to propagate between the two. In this case, since the Doppler shift is not superimposed on the frequency of the reflected wave, the waveform representing the frequency variation of the reflected wave is simply a temporally parallel translation of the waveform of the transmission signal as shown by the dashed line in FIG. Waveform. Therefore, the up frequency fup and the down frequency fdo
wn both have the same value as indicated by the dashed line in FIG. 4B. At this time, both fup and fdown are values corresponding to the inter-vehicle distance between the target object and the vehicle.

【0033】一方、車両と対象物との間に相対速度Vr
が存在する場合、反射波の周波数には相対速度Vrに応
じたドップラシフトが重畳される。このため、例えば対
象物と車両とが接近する傾向にある場合は、反射波の周
波数が全体的に高周波側へシフトする。その結果、反射
波の周波数を表す波形は、図4(A)中に破線で示す如
く、距離に応じて時間的に平行移動した波形(図中、一
点指鎖線で示す波形)を更に高周波側へ平行移動した波
形となる。
On the other hand, the relative speed Vr between the vehicle and the object
Exists, a Doppler shift corresponding to the relative velocity Vr is superimposed on the frequency of the reflected wave. For this reason, for example, when the object and the vehicle tend to approach each other, the frequency of the reflected wave is shifted to a higher frequency side as a whole. As a result, as shown by the broken line in FIG. 4A, the waveform representing the frequency of the reflected wave is a waveform that has been translated in time in accordance with the distance (the waveform shown by the one-dot chain line in the figure) on the higher frequency side. The waveform is translated in parallel.

【0034】反射波の周波数が上記の如く高周波側へシ
フトされると、相対速度Vrが“0”である場合に比べ
てfupは小さく、またfdownは大きく変更される。この
際、次式に示す如く、fupとfdownとの平均値を演算す
れば、fupに重畳するドップラシフト成分と、fdownに
重畳するドップラシフト成分とが互いに相殺し合い、対
象物と車両との車間距離に対応する特性値を得ることが
できる。
When the frequency of the reflected wave is shifted to the high frequency side as described above, fup is smaller and fdown is larger than when the relative velocity Vr is "0". At this time, if the average value of fup and fdown is calculated as shown in the following equation, the Doppler shift component superimposed on fup and the Doppler shift component superimposed on fdown cancel each other out, and the distance between the object and the vehicle becomes smaller. A characteristic value corresponding to the distance can be obtained.

【0035】 fr =(fup+fdown)/2 ・・・(1) また、fupとfdownとの偏差は、fupに重畳するドップ
ラシフト成分とfdownに重畳するドップラシフト成分と
の和に相当する。従って、次式に示す如く、両者の偏差
の1/2の値を求めると、その値は、車両と対象物との
相対速度に起因するドップラシフト成分に対応する特性
値となる。
Fr = (fup + fdown) / 2 (1) The deviation between fup and fdown corresponds to the sum of the Doppler shift component superimposed on fup and the Doppler shift component superimposed on fdown. Therefore, as shown in the following equation, when a value of 偏差 of the difference between the two is obtained, the value becomes a characteristic value corresponding to the Doppler shift component caused by the relative speed between the vehicle and the object.

【0036】 fd =(fdown−fup)/2 ・・・(2) 本実施例において、周波数変調回路34が発生する変調
波信号の中心周波数がf0 、変調周波数がfm、変調幅
がΔf、かつ、送信信号の伝搬速度が高速cである場合
に、距離Lだけ離間した位置に相対速度Vrを有する対
象物が存在するとすれば、次式に示す関係が成立する。
Fd = (fdown−fup) / 2 (2) In this embodiment, the center frequency of the modulated wave signal generated by the frequency modulation circuit 34 is f 0 , the modulation frequency is fm, the modulation width is Δf, In addition, when the propagation speed of the transmission signal is high speed c and there is an object having a relative speed Vr at a position separated by the distance L, the following equation is established.

【0037】 fr =4fm・Δf・L/c ・・・(3) fd =2Vr・f0 /c ・・・(4) 従って、FFT信号処理回路46において、上り周波数
fupを表すスペクトルピークと下り周波数fdownを表す
スペクトルピークとが得られた場合、それらを上記
(1)式および(2)式に代入してfr およびfd を求
め、更に、その演算値を上記(3)式及び(4)式に代
入すれば、レーダアンテナ14の走査角方向に存在する
対象物に関する車間距離Lと相対速度Vrとを求めるこ
とができる。
Fr = 4fm · Δf · L / c (3) fd = 2Vr · f 0 / c (4) Therefore, in the FFT signal processing circuit 46, the spectrum peak representing the up frequency fup and the down spectrum When a spectrum peak representing the frequency fdown is obtained, these are substituted into the above equations (1) and (2) to obtain fr and fd, and the calculated values are further expressed by the above equations (3) and (4). By substituting into the formula, the inter-vehicle distance L and the relative speed Vr of the target existing in the scanning angle direction of the radar antenna 14 can be obtained.

【0038】上述の如く、図5(A)及び図5(B)
は、レーダアンテナ14の走査角方向に2つの対象物が
存在する場合のスペクトル解析結果である。より具体的
には、図5(A)において周波数FMU1の位置に表れる
スペクトル、および図5(B)において周波数FMd1
位置に表れるスペクトルは、走査角方向に存在する一の
対象物に起因して表れたピークである。また、図5
(A)において周波数FMU2の位置に表れるスペクト
ル、および図5(B)において周波数FMd2の位置に表
れるスペクトルは、走査角方向に存在する他の対象物に
起因して表れたピークである。
As described above, FIGS. 5A and 5B
Is a spectrum analysis result when two objects are present in the scanning angle direction of the radar antenna 14. More specifically, the spectrum appearing at the frequency FM U1 in FIG. 5A and the spectrum appearing at the frequency FM d1 in FIG. 5B are caused by one object existing in the scanning angle direction. This is the peak that appears. FIG.
The spectrum appearing at the frequency FM U2 in FIG. 5A and the spectrum appearing at the frequency FM d2 in FIG. 5B are peaks appearing due to other objects existing in the scanning angle direction.

【0039】図5に示す如きスペクトル解析結果が得ら
れた場合は、FMU1とFMd1とを組み合わせて上記
(1)〜(4)式を用いた演算を行うことにより、一の
対象物に関する車間距離L及び相対速度Vrを求めるこ
とができると共に、FMU2とFM d2とを組み合わせて同
様の演算を行うことにより、他の対象物に関する車間距
離L及び相対速度Vrを求めることができる。このよう
に、本実施例のシステムにおいては、一組のスペクトル
解析結果から、複数の対象物に関するデータを得ること
ができる。
The results of spectrum analysis as shown in FIG.
FMU1And FMd1Combined with above
By performing calculations using equations (1) to (4), one
The distance L and the relative speed Vr of the target object can be obtained.
And FMU2And FM d2Combine with
By performing the above calculations, the distance between other vehicles
The separation L and the relative speed Vr can be obtained. like this
In addition, in the system of this embodiment, a set of spectrum
Obtaining data on multiple objects from analysis results
Can be.

【0040】上述の如く、レーダアンテナ14は、走査
機構18により走査される。図6は、本実施例のシステ
ムを搭載する車両48において、レーダアンテナ14の
走査領域として設定されている領域を示す。図6に示す
如く、本実施例においては、車両48の前後方向の軸線
に対して左右に10°ずつの広がりを有する領域がレー
ダアンテナ14によって走査される領域、すなわち、対
象物の検出領域とされている。尚、以下の説明において
は、車両48の軸線に対して左側の領域を走査角θS
負の領域、車両48の軸線に対して右側の領域を走査角
θS が正の領域とする。
As described above, the radar antenna 14 is scanned by the scanning mechanism 18. FIG. 6 shows an area set as a scanning area of the radar antenna 14 in the vehicle 48 on which the system of the present embodiment is mounted. As shown in FIG. 6, in the present embodiment, a region having a spread of 10 ° to the left and right with respect to the longitudinal axis of the vehicle 48 is a region scanned by the radar antenna 14, that is, a target object detection region. Have been. In the following description, a region on the left side of the axis of the vehicle 48 is defined as a region having a negative scanning angle θ S , and a region on the right side of the axis of the vehicle 48 is defined as a region having a positive scanning angle θ S.

【0041】図7は、レーダアンテナ14の走査角θS
と、送信信号の周波数fとの関係を示す。上述の如く、
本実施例のシステムにおいては、レーダ信号処理部28
の処理と同期してレーダアンテナ14の走査角θS が制
御される。より具体的には、レーダアンテナ14は、図
7に示す如く送信信号の周波数fが1周期分変化する間
に、走査角θS が0.5°変化するように制御される。
また、本実施例において、レーダアンテナ14は、約1
00msec毎に−10°〜+10°の領域が走査されるよ
うに制御される。
FIG. 7 shows the scanning angle θ S of the radar antenna 14.
And the frequency f of the transmission signal. As mentioned above,
In the system of the present embodiment, the radar signal processing unit 28
The scanning angle θ S of the radar antenna 14 is controlled in synchronization with the above processing. More specifically, the radar antenna 14 is controlled such that the scanning angle θ S changes by 0.5 ° while the frequency f of the transmission signal changes by one period as shown in FIG.
In the present embodiment, the radar antenna 14 has approximately 1
Control is performed so that an area of −10 ° to + 10 ° is scanned every 00 msec.

【0042】本実施例のシステムによれば、上り区間ス
ペクトルと下り区間スペクトルとが1組検出されること
により、対象物に関するデータを演算することができ
る。上記の如く、送信信号の周波数fが1周期分変化す
る間に走査角θS が0.5°変化するとすれば、走査角
θS が0.5°変化する毎に一組の上り区間スペクトル
と下り区間スペクトルとを得ることができる。従って、
本実施例のシステムによれば、レーダアンテナ14が
0.5°走査される毎に、対象物に関するデータを演算
することができる。
According to the system of the present embodiment, data relating to an object can be calculated by detecting one set of an up section spectrum and a down section spectrum. As described above, if the scan angle θ S changes by 0.5 ° while the frequency f of the transmission signal changes by one cycle, a set of upstream section spectrums is generated every time the scan angle θ S changes by 0.5 °. And the downstream spectrum can be obtained. Therefore,
According to the system of this embodiment, every time the radar antenna 14 is scanned by 0.5 °, data on the target object can be calculated.

【0043】つまり、本実施例のシステムにおいては、
車両48前方の検出領域が0.5°毎に40の検出領域
に区分されており、レーダアンテナ14が走査角θS
10°〜+10°の領域を走査する間に、すなわち、約
100msecの間に、上記図5(A),(B)に示すスペ
クトル解析結果を40組得ることができる。上述したレ
ーダ信号処理部28は、レーダアンテナ14が走査され
るに伴って、これら40組のスペクトル解析結果を、レ
ーダセンサ20の走査角θS と対応付けた状態で対象物
認識部30へ供給する。
That is, in the system of this embodiment,
The detection area in front of the vehicle 48 is divided into 40 detection areas at intervals of 0.5 °, and the radar antenna 14 has a scanning angle θ S
During the scanning of the region from 10 ° to + 10 °, that is, during about 100 msec, 40 sets of the spectrum analysis results shown in FIGS. 5A and 5B can be obtained. The radar signal processing unit 28 supplies the 40 sets of spectrum analysis results to the object recognizing unit 30 in a state where the results are associated with the scanning angle θ S of the radar sensor 20 as the radar antenna 14 is scanned. I do.

【0044】図8は、本実施例のシステムを搭載する車
両の前方に対象物50および52が存在する状態を示
す。対象物50は、ガードレールのポールの如き固定物
であり、対象物52は道路上を走行中の先行車である。
上述の如く、本実施例のシステムにおいては、レーダア
ンテナ14が0.5°走査される毎に一組のスペクトル
解析結果が得られる。また、レーダアンテナ14は、所
定の広がりをもって送受信波を送受する。このため、レ
ーダアンテナ14が0.5°走査されることにより確保
される検出領域は、0.5°の範囲にレーダアンテナ1
4が送受する送受信波の広がりを加えた範囲となる。図
8中に実線で示す境界線は、検出領域を0.5°毎に区
分する境界線(以下、領域区分線と称す)を示す。ま
た、図8中に破線で示す境界線は、レーダアンテナ14
の走査方向が領域区分線に重なる場合のレーダアンテナ
14の送受信波の広がり範囲を示す。
FIG. 8 shows a state in which objects 50 and 52 are present in front of a vehicle equipped with the system of this embodiment. The object 50 is a fixed object such as a guardrail pole, and the object 52 is a preceding vehicle running on a road.
As described above, in the system of the present embodiment, a set of spectral analysis results is obtained every time the radar antenna 14 is scanned by 0.5 °. Further, the radar antenna 14 transmits and receives transmission and reception waves with a predetermined spread. For this reason, the detection area secured by scanning the radar antenna 14 by 0.5 ° is within a range of 0.5 °.
4 is a range in which the spread of the transmitted and received waves is added. The boundary line shown by a solid line in FIG. 8 indicates a boundary line (hereinafter, referred to as a region division line) that divides the detection region every 0.5 °. The boundary line shown by the broken line in FIG.
4 shows the spread range of the transmission / reception waves of the radar antenna 14 when the scanning direction of FIG.

【0045】レーダアンテナ14の走査方向が、図8中
に最も左側に表される領域区分線に重なる状態から、そ
の領域区分線の右側に隣接する領域区分線に重なる状態
まで変化すると、図8中にで示す範囲が走査されたこ
ととなる。同様に、以後、レーダアンテナ14の走査方
向が0.5°変化する毎に、順次図8中にで示す領
域、で示す領域、で示す領域が走査される。これら
の領域〜は、隣接する領域と重なる部分を有してい
る。従って、各領域の境界部近傍に位置する対象物は、
2つの領域において対象物として検出されることにな
る。
When the scanning direction of the radar antenna 14 changes from a state in which it overlaps the area dividing line shown on the leftmost side in FIG. 8 to a state in which it overlaps an area dividing line adjacent to the right side of the area dividing line, FIG. The range indicated by the inside is scanned. Similarly, thereafter, every time the scanning direction of the radar antenna 14 changes by 0.5 °, the area indicated by the area shown in FIG. These regions to have portions that overlap with adjacent regions. Therefore, the object located near the boundary of each region is
It will be detected as an object in two areas.

【0046】図8に示す状況において、対象物50は、
領域と領域との重複領域に存在する。また、対象物
52は、領域と領域との重複領域に存在する。従っ
て、対象物50は、領域および領域において、ま
た、対象物52は、領域およびにおいて、それぞれ
検出されることになる。
In the situation shown in FIG. 8, the object 50 is
It exists in the overlapping area of the area and the area. The target object 52 exists in an overlapping area between the areas. Therefore, the object 50 is detected in the region and the region, and the object 52 is detected in the region and the region.

【0047】図9(A)および図9(B)は、それぞれ
領域に対する上り区間スペクトルおよび下り区間スペ
クトルを表す。これらのスペクトル解析結果中には、対
象物50に起因するピークスペクトルSu50,Sd50
表れる。対象物50は、道路上に固定された物体である
ため、本実施例のシステムを搭載する車両と対象物50
との間には大きな相対速度が存在する。このため、上り
区間スペクトル中にピークスペクトルSu50が表れる位
置と、下り区間スペクトル中にピークスペクトルSd50
が表れる位置とは比較的離間されている。
FIGS. 9A and 9B show an up section spectrum and a down section spectrum, respectively, with respect to a region. In these spectrum analysis results, peak spectra Su 50 and Sd 50 resulting from the target object 50 appear. Since the object 50 is an object fixed on the road, the vehicle equipped with the system of the present embodiment and the object 50
There is a large relative velocity between. Therefore, the position where the peak spectrum Su 50 appears in the up section spectrum and the peak spectrum Sd 50 in the down section spectrum.
Is relatively separated from the position where appears.

【0048】図10(A)および図10(B)は、それ
ぞれ領域に対する上り区間スペクトルおよび下り区間
スペクトルを表す。これらのスペクトル解析結果中に
は、対象物50に起因するピークスペクトルSu50,S
50に加え、対象物52に起因するピークスペクトルS
52,Sd52が表れる。対象物52は、道路上を走行し
ているため、本実施例のシステムを搭載する車両と対象
物52との間にさほど大きな相対速度は存在しない。こ
のため、上り区間スペクトル中にピークスペクトルSu
52が表れる位置と、下り区間スペクトル中にピークスペ
クトルSd52が表れる位置とは比較的近接されている。
FIGS. 10A and 10B show an up-spectrum spectrum and a down-segment spectrum for a region, respectively. Among these spectral analysis results, peak spectra Su 50 and S due to the target object 50 are included.
peak spectrum S due to the object 52 in addition to d 50
u 52 and Sd 52 appear. Since the object 52 is traveling on the road, there is no relatively large relative speed between the vehicle equipped with the system of the present embodiment and the object 52. Therefore, the peak spectrum Su is included in the upstream section spectrum.
The position where 52 appears and the position where the peak spectrum Sd 52 appears in the downstream section spectrum are relatively close to each other.

【0049】図11(A)および図11(B)は、それ
ぞれ領域に対する上り区間スペクトルおよび下り区間
スペクトルを表す。これらのスペクトル解析結果中に
は、対象物52に起因するピークスペクトルSu50,S
50のみが表れる。また、図12(A)および図12
(B)は、それぞれ領域に対する上り区間スペクトル
および下り区間スペクトルを表す。領域には、対象物
が存在しないため、これらのスペクトル解析結果中には
ピークスペクトルは表れない。
FIGS. 11 (A) and 11 (B) show an up section spectrum and a down section spectrum, respectively, for a region. Among these spectral analysis results, peak spectra Su 50 and S due to the target object 52 are included.
only d 50 appears. 12A and FIG.
(B) represents an up section spectrum and a down section spectrum for the region, respectively. Since no object is present in the region, no peak spectrum appears in these spectral analysis results.

【0050】上記図9(A)および図9(B)、また
は、上記図11(A)および図11(B)に示す如く、
上り区間スペクトルおよび下り区間スペクトルに、それ
ぞれピークスペクトルがひとつずつ表れる場合は、単純
にそれらのスペクトルピークを組み合わせて上記(1)
〜(4)式に基づく演算を行うことで、対象物に関する
データを正確に求めることができる。
As shown in FIGS. 9 (A) and 9 (B) or FIGS. 11 (A) and 11 (B),
When one peak spectrum appears in each of the ascending section spectrum and the descending section spectrum, those spectrum peaks are simply combined to obtain the above (1).
By performing the calculation based on the expressions (4) to (4), data on the target object can be accurately obtained.

【0051】しかしながら、上記図10(A)および図
10(B)に示す如く、上り区間スペクトルおよび下り
区間スペクトルに、それぞれ複数のスペクトルピークが
存在する場合は、スペクトルピークのペアリングを行う
ことが必要である。上述した対象物50および52のよ
うに、同時に検出される複数の対象物に大きな相対速度
差が存在する場合、それらの対象物に起因するピークス
ペクトルが上り区間スペクトル中に表れる順序と下り区
間スペクトル中に表れる順序とが反転する場合がある。
従って、複数のピークスペクトルを単に周波数順にペア
リングすることによっては、正確な組み合わせが得られ
ない場合がある。
However, as shown in FIGS. 10 (A) and 10 (B), when a plurality of spectrum peaks are present in each of the up section spectrum and the down section spectrum, pairing of the spectrum peaks may be performed. is necessary. When a plurality of objects detected at the same time have a large relative velocity difference as in the above-described objects 50 and 52, the order in which peak spectra caused by those objects appear in the up-segment spectrum and the down-segment spectrum The order in which they appear may be reversed.
Therefore, an accurate combination may not be obtained simply by pairing a plurality of peak spectra in order of frequency.

【0052】本実施例は、特定の走査領域中で複数のピ
ークスペクトルが検出された場合に、走査角θS の要素
を考慮してピークスペクトルのペアリングを行うことに
より、かかるペアリングを容易かつ正確に行い得る点に
特徴を有している。以下、図13及び図14を参照し
て、本実施例において実行されるペアリングの手法につ
いて説明する。
In the present embodiment, when a plurality of peak spectra are detected in a specific scanning region, the pairing of peak spectra is performed in consideration of the element of the scanning angle θ S , thereby facilitating such pairing. It is characterized in that it can be performed accurately. Hereinafter, a pairing method performed in the present embodiment will be described with reference to FIGS.

【0053】図13および図14は、上記の機能を実現
すべくレーダ用ECU10が実行する制御ルーチンの一
例のフローチャートを示す。図13および図14に示す
ルーチンは、レーダアンテナ14の走査が開始される毎
に、約100msec毎に起動されるルーチンである。
FIGS. 13 and 14 show a flowchart of an example of a control routine executed by the radar ECU 10 in order to realize the above functions. The routine shown in FIGS. 13 and 14 is a routine that is started about every 100 msec each time scanning of the radar antenna 14 is started.

【0054】図13および図14に示すルーチンが起動
されると、先ずステップ100において、カウンタiが
インクリメントされる。カウンタiはレーダアンテナ1
4により走査される領域の番号を表すカウンタであり、
イニシャル処理により“0”がセットされている。従っ
て、本ルーチンが起動された直後は、ステップ100に
おいてiが“1”とされる。
When the routine shown in FIGS. 13 and 14 is started, first, at step 100, the counter i is incremented. Counter i is radar antenna 1
4 is a counter representing the number of the area scanned by
“0” is set by the initial processing. Therefore, immediately after this routine is started, i is set to “1” in step 100.

【0055】ステップ102では、領域iについてのデ
ータ入力が終了したか、すなわち、領域iの走査が終了
したか否かが判別される。未だデータ入力が終了してい
ないと判別された場合は、データ入力が終了したと判別
されるまで、繰り返しステップ102の判別が行われ
る。データ入力が終了したと判別されると、ステップ1
04において、上り区間スペクトルおよび下り区間スペ
クトルを得るための信号処理が実行される。
In step 102, it is determined whether the data input for the area i has been completed, that is, whether the scanning of the area i has been completed. If it is determined that the data input has not been completed yet, the determination in step 102 is repeatedly performed until it is determined that the data input has been completed. If it is determined that the data input is completed, step 1
At 04, signal processing for obtaining an uplink section spectrum and a downlink section spectrum is performed.

【0056】上記ステップ104の処理が終了すると、
次に、ステップ106において、スペクトル解析結果中
に含まれるピークスペクトルの数が“1”より大きいか
否かが判別される。ピーク数が“1”より大きくない、
すなわち、ピーク数が“1”であると判別された場合
は、上り区間スペクトルに含まれるピークスペクトル
と、下り区間スペクトルに含まれるピークスペクトルと
を単純に組み合わせることで、正確なペアリングが得ら
れる。このため、上記の判別がなされた場合は、以後、
ステップ108および110がジャンプされ、ステップ
112の処理が実行される。
When the processing of step 104 is completed,
Next, in step 106, it is determined whether or not the number of peak spectra included in the spectrum analysis result is larger than "1". The number of peaks is not greater than "1",
That is, when it is determined that the number of peaks is “1”, accurate pairing can be obtained by simply combining the peak spectrum included in the upstream section spectrum and the peak spectrum included in the downstream section spectrum. . Therefore, if the above determination is made,
Steps 108 and 110 are jumped, and the process of step 112 is executed.

【0057】上記ステップ106において、ピーク数が
“1”より大きいと判別された場合は、ステップ108
において、上り区間スペクトルに含まれるピークスペク
トルと、下り区間スペクトルに含まれるピークスペクト
ルとが周波数順にペアリングされる。次に、ステップ1
10において、ペアリングされたピークスペクトルの相
関度が所定のしきい値αTH以上か否かが判別される。ピ
ークスペクトルの相関度は、ピークスペクトルの形状等
に基づいて演算される。ペアリングされたピークスペク
トルが、共に同一の対象物に起因するものである場合
は、高い相関度が得られる。この場合、上記ステップ1
10の条件は成立する。一方、ペアリングされたピーク
スペクトルが、異なる対象物に起因するものである場合
は、低い相関度が演算される。この場合、上記ステップ
110の条件は不成立となる。
If it is determined in step 106 that the number of peaks is greater than "1", step 108
In, the peak spectrum included in the uplink section spectrum and the peak spectrum included in the downlink section spectrum are paired in order of frequency. Next, step 1
At 10, it is determined whether or not the degree of correlation of the paired peak spectrum is equal to or greater than a predetermined threshold value α TH . The degree of correlation of the peak spectrum is calculated based on the shape of the peak spectrum and the like. If the paired peak spectra are both due to the same object, a high degree of correlation is obtained. In this case, the above step 1
Condition 10 is satisfied. On the other hand, when the paired peak spectra are due to different objects, a low degree of correlation is calculated. In this case, the condition of step 110 is not satisfied.

【0058】上記ステップ110の条件が成立すると判
別された場合は、複数のピークスペクトルが適切にペア
リングされたと判断され、次に、ステップ112におい
て、ペアリングされたピークスペクトルに基づいて対象
物に関するデータ、すなわち、対象物と自車両との車間
距離L、および、自車両に対する対象物の相対速度Vr
が演算され、それらの演算値が走査領域の番号iと共に
記憶される。
If it is determined that the condition in step 110 is satisfied, it is determined that a plurality of peak spectra have been properly paired. Next, in step 112, the peak spectrum related to the object is determined based on the paired peak spectra. Data, that is, the inter-vehicle distance L between the target and the host vehicle, and the relative speed Vr of the target with respect to the host vehicle
Are calculated, and the calculated values are stored together with the number i of the scanning area.

【0059】これに対して、上記ステップ110の条件
が不成立であると判別された場合は、複数のピークスペ
クトルが適切にペアリングされていないと判断され、ス
テップ114において、スペクトル情報が保持される。
本実施例においては、走査領域の番号i、ピークスペク
トルのレベル、および、ピークスペクトルが検出される
位置(周波数)が、スペクトル情報として保持される。
On the other hand, if it is determined that the condition in step 110 is not satisfied, it is determined that a plurality of peak spectra are not properly paired, and in step 114, the spectrum information is held. .
In this embodiment, the number i of the scanning area, the level of the peak spectrum, and the position (frequency) at which the peak spectrum is detected are held as spectrum information.

【0060】上記の処理が終了すると、次にステップ1
16において、カウンタiが所定値nに到達しているか
否かが判別される。所定値nは、最終走査領域に付され
る番号である。i≧nが不成立である場合は、全ての走
査領域についてのデータ収集が未だ終了していないと判
断される。この場合、i≧nなる条件が成立すると判別
されるまで、繰り返し上記ステップ100〜114の処
理が実行される。一方、i≧nが成立すると判別された
場合は、全ての走査領域についてのデータ収集が終了し
たと判断される。この場合、ステップ118においてカ
ウンタiが“0”にリセットされた後、図14に示すス
テップ120以降の処理が実行される。
When the above processing is completed, the process proceeds to step 1
At 16, it is determined whether or not the counter i has reached a predetermined value n. The predetermined value n is a number assigned to the final scanning area. If i ≧ n is not satisfied, it is determined that data collection for all scan areas has not been completed yet. In this case, the processes of steps 100 to 114 are repeatedly performed until it is determined that the condition of i ≧ n is satisfied. On the other hand, if it is determined that i ≧ n is satisfied, it is determined that the data collection for all the scanning regions has been completed. In this case, after the counter i is reset to “0” in step 118, the processing from step 120 shown in FIG. 14 is performed.

【0061】ステップ120では、上記ステップ114
でスペクトル情報の保持された領域、すなわち、ピーク
スペクトルの組み合わせが確定されていない領域(以
下、不確定領域と称す)のうち、一の領域の番号が変数
jに代入される。尚、一の領域は、例えば不確定領域の
うち最も番号の小さい領域若しくは最も番号の大きな領
域、または自車両の前方に相当する領域等に決定され
る。
In step 120, the above step 114
In the region where the spectrum information is held, that is, the region in which the combination of the peak spectra is not determined (hereinafter, referred to as an uncertain region), the number of one region is substituted for the variable j. The one area is determined to be, for example, the area with the smallest number or the area with the largest number among the uncertain areas, or the area corresponding to the front of the vehicle.

【0062】ステップ122では、変数kに“j−1”
が代入される。次に、ステップ124では、領域kのピ
ークスペクトルの組み合わせが確定されているか否かが
判別される。領域kも不確定領域である場合は、上記条
件が不成立であると判別される。この場合、以後、ステ
ップ126においてkがjに比して小さいか否かが判別
され、その判別結果に応じてステップ128またはステ
ップ130の処理が実行される。上述の如く、変数kは
当初j−1に設定される。kがj−1であれば上記ステ
ップ126の条件が成立する。この場合、以後、ステッ
プ128においてkがデクリメントされた後、上記ステ
ップ124の処理が再度実行される。この場合、領域k
が確定領域であると判別されるまで、順次、より番号の
小さな領域について確定領域か否かの判別が実行され
る。また、後述の如く、変数kは特定の状況下でj+1
に設定される場合がある。かかる場合には上記ステップ
126の条件が不成立であると判別され、ステップ13
0でkがインクリメントされた後、上記ステップ124
の処理が再度実行される。この場合、領域kが確定領域
であると判別されるまで、順次、より番号の大きな領域
について確定領域か否かの判別が実行される。
In step 122, the variable k is set to "j-1".
Is substituted. Next, in step 124, it is determined whether or not the combination of the peak spectra of the region k has been determined. If the region k is also an uncertain region, it is determined that the above condition is not satisfied. In this case, thereafter, in step 126, it is determined whether or not k is smaller than j, and the processing of step 128 or step 130 is executed according to the determination result. As described above, the variable k is initially set to j-1. If k is j-1, the condition of step 126 is satisfied. In this case, after the value of k is decremented in step 128, the process of step 124 is executed again. In this case, the region k
Until is determined to be a fixed area, the determination of whether or not a smaller numbered area is a fixed area is sequentially performed. Also, as described later, the variable k is j + 1 under a specific situation.
May be set to In such a case, it is determined that the condition of step 126 is not satisfied, and step 13
After k is incremented by 0, step 124 is executed.
Is executed again. In this case, until an area k is determined to be a determined area, determination of whether or not an area having a higher number is a determined area is sequentially performed.

【0063】上記ステップ124において、領域kが確
定領域であると判別された場合は、ステップ132にお
いて、k領域、すなわち、確定領域に含まれるピークス
ペクトルがk領域に隣接する不確定領域に存在するか否
かが判別される。両者に重複するピークスペクトル(以
下、重複ピークと称す)が存在すれば、すでに確定され
ているピークスペクトルの組み合わせに基づいて、不確
定領域のピークスペクトルを容易かつ正確にペアリング
することができる。一方、両者に重複がない場合は、か
かる手法によるペアリグはできない。この場合、ステッ
プ134において、変数kにj+1が代入され、以後、
領域jに比して大きな番号を有する確定領域の検索が開
始される。
If it is determined in step 124 that the region k is a definite region, then in step 132, the k region, that is, the peak spectrum included in the definite region exists in the undetermined region adjacent to the k region. Is determined. If there is an overlapping peak spectrum (hereinafter, referred to as an overlapping peak), a peak spectrum in an uncertain region can be easily and accurately paired based on a combination of already determined peak spectra. On the other hand, if there is no overlap between them, pair rig cannot be performed by such a method. In this case, in step 134, j + 1 is substituted for the variable k.
A search for a fixed area having a number larger than that of the area j is started.

【0064】上記ステップ132において、不確定領域
に重複ピークが存在すると判別された場合は、ステップ
136において、不確定領域のスペクトル解析結果中の
重複ピークをペアリングする処理が実行される。重複ピ
ークがペアリングされると、不確定領域のスペクトル解
析結果中に残存するピーク数が減少し、ペアリングが容
易となる。以後、ステップ138で、周波数ペアリング
の手法、および、相関ペアリングの手法により、不確定
領域のスペクトル解析結果中に残存するピークスペクト
ルがペアリングされる。
If it is determined in step 132 that there is an overlapping peak in the uncertain region, a process of pairing the overlapping peak in the spectrum analysis result of the uncertain region is performed in step 136. When the overlapping peaks are paired, the number of peaks remaining in the spectrum analysis result of the uncertain region decreases, and the pairing becomes easy. Thereafter, in step 138, the peak spectrum remaining in the spectrum analysis result of the uncertain region is paired by the frequency pairing method and the correlation pairing method.

【0065】上記の処理が終了すると、次に、ステップ
140において、全ての領域についてピークスペクトル
が確定されたか否かが判別される。その結果、未だ不確
定領域が存在すると判別される場合は、上記ステップ1
20以降の処理が再度実行される。一方、既に全ての領
域のピークスペクトルが確定していると判別される場合
は、今回のルーチンが終了される。
When the above processing is completed, it is next determined in step 140 whether or not the peak spectra have been determined for all the regions. As a result, if it is determined that there is still an uncertain area,
The processes after 20 are executed again. On the other hand, if it is determined that the peak spectra of all the regions have already been determined, the current routine ends.

【0066】上述の処理によれば、周波数ペアリングの
手法によっては適正なピークスペクトルの組み合わせが
得られない場合に、その領域に隣接する他の領域のスペ
クトル解析結果に基づいて、不確定領域のスペクトル解
析結果中に含まれるピークスペクトルの一部を正確にペ
アリングすることができる。かかるペアリングにより不
確定領域中に含まれる不確定ピークの数が減少すると、
全てのピークスペクトルが不確定ピークである場合に比
して、残存するピークスペクトルを容易にペアリングす
ることが可能となる。従って、本実施例のシステムによ
れば、複数のスペクトル解析結果に含まれる多数のピー
クスペクトルを、容易かつ確実にペアリングすることが
可能である。この点、本実施例のシステムは、コスト
上、および応答性上の不利益を伴うことなく、広い検出
領域において正確に対象物を検出する機能を実現し得る
という効果を有している。
According to the above-described processing, when an appropriate combination of peak spectra cannot be obtained by the frequency pairing technique, an uncertain region is determined based on the result of spectrum analysis of another region adjacent to the region. A part of the peak spectrum included in the spectrum analysis result can be accurately paired. When the number of uncertain peaks included in the uncertain region decreases due to such pairing,
Compared to the case where all peak spectra are uncertain peaks, the remaining peak spectra can be easily paired. Therefore, according to the system of the present embodiment, it is possible to easily and surely pair a large number of peak spectra included in a plurality of spectrum analysis results. In this regard, the system according to the present embodiment has an effect that a function of accurately detecting an object in a wide detection area can be realized without disadvantages in cost and responsiveness.

【0067】尚、上記の実施例においては、レーダ用E
CU10のレーダ信号処理部28のうち、搬送波発生回
路32、周波数変調回路34及び変調電圧発生回路36
が前記した周波数変調機構に、ミキサ40及び増幅回路
42が前記したビート信号発生機構に、フィルタ44及
びFFT信号処理回路46が前記したスペクトル解析機
構、また、走査コントローラ16、走査機構18及びレ
ーダ用ECU10の走査角制御部26が前記した走査手
段に、それぞれ相当する。更に、上記の実施例において
は、レーダ用ECU10が上記ステップ120〜136
の処理を実行することにより、前記したスペクトルペア
リング手段が実現される。
In the above embodiment, the radar E
In the radar signal processing unit 28 of the CU 10, the carrier generation circuit 32, the frequency modulation circuit 34, and the modulation voltage generation circuit 36
Is the frequency modulation mechanism described above, the mixer 40 and the amplifier circuit 42 are the beat signal generation mechanism described above, the filter 44 and the FFT signal processing circuit 46 are the spectrum analysis mechanism described above, the scanning controller 16, the scanning mechanism 18 and the radar The scanning angle control unit 26 of the ECU 10 corresponds to each of the above-described scanning units. Further, in the above-described embodiment, the radar ECU 10 performs the processing in steps 120 to 136 described above.
By executing the above processing, the above-described spectrum pairing means is realized.

【0068】[0068]

【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、走査角毎
に上り区間スペクトルおよび下り区間スペクトルが演算
され、走査角毎に対象物に関するデータが求められる。
従って、送信波の照射範囲に比して広い検出領域内に存
在する複数の対象物の位置を正確に検出することができ
る。また、本発明によれば、スペクトルピークをペアリ
ングする際に、走査角データが用いられる。このため、
走査角データが用いられない場合に比して、容易にスペ
クトルピークをペアリングすることが可能となる。
As described above, according to the present invention, the up section spectrum and the down section spectrum are calculated for each scanning angle, and data on the object is obtained for each scanning angle.
Therefore, it is possible to accurately detect the positions of a plurality of objects existing in a detection area wider than the irradiation range of the transmission wave. Further, according to the present invention, when pairing spectral peaks, scanning angle data is used. For this reason,
Compared to the case where the scan angle data is not used, the spectral peaks can be easily paired.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例であるFM−CWレーダ装置
のシステム構成図である。
FIG. 1 is a system configuration diagram of an FM-CW radar apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示すFM−CWレーダ装置に用いられる
レーダ用ECUのブロック構成図である。
FIG. 2 is a block diagram of a radar ECU used in the FM-CW radar device shown in FIG.

【図3】図2に示すレーダ用ECUの構成要素であるレ
ーダ信号処理部のブロック構成図である。
FIG. 3 is a block diagram of a radar signal processing unit which is a component of the radar ECU shown in FIG. 2;

【図4】図4(A)はレーダアンテナにより送受信され
る信号の周波数の変化を表す波形である。図4(B)は
レーダ用ECUにおいて検出されるピート信号の波形で
ある。
FIG. 4A is a waveform showing a change in the frequency of a signal transmitted and received by a radar antenna. FIG. 4B is a waveform of a beat signal detected by the radar ECU.

【図5】図5(A)は上り周波数を表すスペクトルデー
タである。図5(B)は下り周波数を表すスペクトルデ
ータである。
FIG. 5A shows spectrum data representing an uplink frequency. FIG. 5B shows spectrum data representing a downlink frequency.

【図6】図1に示すFM−CWレーダ装置の検出範囲を
示す図である。
6 is a diagram showing a detection range of the FM-CW radar device shown in FIG.

【図7】図1に示すFM−CWレーダ装置の走査角度と
送信波の周波数との関係を表す波形である。
7 is a waveform showing a relationship between a scanning angle of the FM-CW radar device shown in FIG. 1 and a frequency of a transmission wave.

【図8】車両の前方に存在する対象物と図1に示すFM
−CWレーダ装置の走査領域とを表す図である。
8 is a diagram showing an object existing in front of the vehicle and the FM shown in FIG. 1;
It is a figure showing the scanning area of -CW radar device.

【図9】図9(A)は図8中に示す領域に対して得ら
れる上り区間スペクトルの一例である。図9(B)は図
8中に示す領域に対して得られる下り区間スペクトル
の一例である。
FIG. 9A is an example of an uplink section spectrum obtained for the region shown in FIG. 8; FIG. 9B is an example of a downlink section spectrum obtained for the region shown in FIG.

【図10】図10(A)は図8中に示す領域に対して
得られる上り区間スペクトルの一例である。図10
(B)は図8中に示す領域に対して得られる下り区間
スペクトルの一例である。
FIG. 10A is an example of an up section spectrum obtained for the area shown in FIG. 8; FIG.
(B) is an example of a downlink section spectrum obtained for the region shown in FIG. 8.

【図11】図11(A)は図8中に示す領域に対して
得られる上り区間スペクトルの一例である。図11
(B)は図8中に示す領域に対して得られる下り区間
スペクトルの一例である。
FIG. 11A is an example of an uplink section spectrum obtained for the area shown in FIG. 8; FIG.
(B) is an example of a downlink section spectrum obtained for the region shown in FIG. 8.

【図12】図12(A)は図8中に示す領域に対して
得られる上り区間スペクトルの一例である。図12
(B)は図8中に示す領域に対して得られる下り区間
スペクトルの一例である。
FIG. 12A is an example of an uplink section spectrum obtained for the region shown in FIG. 8; FIG.
(B) is an example of a downlink section spectrum obtained for the region shown in FIG. 8.

【図13】図1に示すFM−CWレーダ装置が備えるレ
ーダ用ECUにおいて実行される制御ルーチンの一例の
フローチャート(その1)である。
13 is a flowchart (part 1) of an example of a control routine executed in a radar ECU provided in the FM-CW radar device shown in FIG. 1;

【図14】図1に示すFM−CWレーダ装置が備えるレ
ーダ用ECUにおいて実行される制御ルーチンの一例の
フローチャート(その2)である。
FIG. 14 is a flowchart (part 2) of one example of a control routine executed by the radar ECU provided in the FM-CW radar device shown in FIG. 1;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 レーダ用電子制御ユニット(レーダ用ECU) 12 環境認識車速制御電子制御ユニット(環境認識車
速制御ECU) 14 レーダアンテナ 16 走査コントローラ 18 走査機構 26 走査角制御部 28 レーダ信号処理部 30 対象物認識部 48 車両 50,52 対象物
Reference Signs List 10 radar electronic control unit (radar ECU) 12 environment recognition vehicle speed control electronic control unit (environment recognition vehicle speed control ECU) 14 radar antenna 16 scan controller 18 scanning mechanism 26 scan angle control unit 28 radar signal processing unit 30 object recognition unit 48 Vehicle 50,52 Object

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−5252(JP,A) 特開 平6−242230(JP,A) 特開 平5−142337(JP,A) 特開 平7−318635(JP,A) 特開 平8−75848(JP,A) 特開 平8−211144(JP,A) 特開 平9−145833(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01S 7/00 - 7/42 G01S 13/00 - 13/96 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-7-5252 (JP, A) JP-A-6-242230 (JP, A) JP-A-5-142337 (JP, A) JP-A-7-152 318635 (JP, A) JP-A-8-75848 (JP, A) JP-A-8-211144 (JP, A) JP-A-9-145833 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. G01S 7/ 00-7/42 G01S 13/00-13/96

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 送信波の周波数を所定の変化率で変調す
る周波数変調機構と、送信波に対する反射波と送信波と
に基づいてビート信号を生成するビート信号生成機構
と、ビート信号に含まれる各周波数成分のスペクトル強
度を検出するスペクトル解析機構とを備え、前記送信波
の周波数が上昇する過程で得られるビート信号について
のスペクトル解析結果と、前記送信波の周波数が下降す
る過程で得られるビート信号についてのスペクトル解析
結果とを組み合わせて、前記送信波を反射する対象物ま
での距離、および該対象物の相対速度を検出するFM−
CWレーダにおいて、 前記送信波に、所定の検出領域を走査させる走査手段
と、前記送信波の走査角方向における複数の所定走査領域の
うち少なくとも一の所定走査領域について前記スペクト
ル解析機構により得られるスペクトル解析結果にピーク
スペクトルが複数含まれている状況下において、該一の
所定走査領域に隣接する所定走査領域について前記スペ
クトル解析結果に含まれるピークスペクトルが単一であ
る場合、前記一の所定走査領域についての 前記送信波の
周波数が上昇する過程で得られるスペクトル解析結果に
含まれるピークスペクトルと、前記送信波の周波数が下
降する過程で得られるスペクトル解析結果に含まれるピ
ークスペクトルとを、前記隣接する所定走査領域での組
み合わせに基づいてペアリングするスペクトルペアリン
グ手段と、 を備えることを特徴とするFM−CWレーダ装置。
1. A frequency modulation mechanism for modulating a frequency of a transmission wave at a predetermined rate of change, a beat signal generation mechanism for generating a beat signal based on a reflected wave and a transmission wave with respect to the transmission wave, and a beat signal included in the beat signal. A spectrum analysis mechanism for detecting the spectrum intensity of each frequency component, a spectrum analysis result of a beat signal obtained in a process of increasing the frequency of the transmission wave, and a beat obtained in a process of decreasing the frequency of the transmission wave. An FM- which detects a distance to an object reflecting the transmission wave and a relative velocity of the object by combining the result of the spectrum analysis with the signal.
In the CW radar, scanning means for causing the transmission wave to scan a predetermined detection area, and a plurality of predetermined scanning areas in a scanning angle direction of the transmission wave.
The spectrum for at least one predetermined scanning area.
Peaks in the spectrum analysis results obtained by the
In a situation where a plurality of spectra are included, the one
For the predetermined scanning area adjacent to the predetermined scanning area,
The single peak spectrum included in the
The peak spectrum included in the spectrum analysis result obtained in the process of increasing the frequency of the transmission wave for the one predetermined scanning region, and the peak spectrum included in the spectrum analysis result obtained in the process of decreasing the frequency of the transmission wave. And a peak spectrum to be set in the adjacent predetermined scanning area.
An FM-CW radar device, comprising: spectrum pairing means for performing pairing based on matching .
【請求項2】 請求項1記載のFM−CWレーダ装置に
おいて、 前記スペクトルペアリング手段は、更に、少なくとも一
の所定走査領域について前記スペクトル解析機構により
得られるスペクトル解析結果にピークスペクトルが複数
含まれている状況下において、該一の所定走査領域に隣
接する所定走査領域について前記スペクトル解析結果に
含まれるピークスペクトルが既にペアリングされている
場合には、前記一の所定走査領域についての前記送信波
の周波数が上昇する過程で得られるスペクトル解析結果
に含まれるピークスペクトルと、前記送信波の周波数が
下降する過程で得られるスペクトル解析結果に含まれる
ピークスペクトルとを、前記隣接する所定走査領域での
組み合わせに基づいてペア リングすることを特徴とする
FM−CWレーダ装置。
2. The FM-CW radar device according to claim 1,
Oite, the spectral pairing means further comprises at least one
By the spectrum analysis mechanism for the predetermined scanning area of
Multiple peak spectra in the obtained spectrum analysis results
In the included situation, it is adjacent to the one predetermined scanning area.
For the predetermined scanning area that touches,
The included peak spectrum is already paired
In the case, the transmission wave for the one predetermined scanning area
Analysis results obtained in the process of increasing the frequency of
And the frequency of the transmission wave is
Included in the spectrum analysis results obtained during the descending process
And the peak spectrum in the adjacent predetermined scanning area.
It is characterized by pairing based on the combination
FM-CW radar device.
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