JP3206437B2 - Ｆｍ−ｃｗレーダ装置及び対象物測距方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、繰り返し変調周波
数が異なる複数の送信波を時系列的に循環送信し、複数
対象物との間の距離及び相対速度を同時に検出するよう
にしたＦＭ−ＣＷレーダ装置及び対象物測距方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】自車の前方に位置する障害物及び走行す
る自動車等の距離や相対速度を測定する車載用レーダ装
置は、レーザ光を用いるレーザレーダ装置に比べ、ミリ
波帯の無線信号を用いるミリ波レーダ装置の開発が遅れ
ており、ミリ波レーダの規格化を受けて周波数６０ＧＨ
ｚのミリ波レーダ装置の開発が軌道に乗り始めたばかり
である。しかしながら、ミリ波帯電波を利用するミリ波
レーダ装置は、レーザレーダ装置に比べ、雨や霧といっ
た気象条件に左右されないといった利点があり、また増
産による低価格化が期待できるなど、レーザ方式に勝る
数々の長所が注目を集めている。

【０００３】ミリ波レーダ装置には、例えば非常に近接
した連続波（ＣＷ）の２波を送信する２周波ＣＷ方式
や、或いはＦＭ変調波の連続波（ＣＷ）を使用するＦＭ
−ＣＷ方式などが知られているが、後者のＦＭ−ＣＷ方
式は、対象物までの距離と対象物に対する相対速度が同
時に計測できるため、車載用レーダ装置に特に適した方
式と言える。図１５に示すＦＭ−ＣＷレーダ装置１は、
送受信アンテナ２から自動車等の対象物に向けてＦＭ変
調波を送信し、対象物で反射されて戻る反射波を送受信
アンテナ２にて受信し、送信波と受信波のビート信号を
周波数解析して対象物までの距離と相対速度を検出する
ものである。ＦＭ変調波は、三角波発振器３と電圧制御
発振器（ＶＣＯ）４により生成され、送信波としてサー
キュレータ６を介して送受信アンテナ２に送り込まれ
る。電圧制御発振器４は、三角波発振器３が生成する繰
り返し周波数ｆｍの三角波を、電圧値に対応した周波数
に変換する。このため、送信波は、図１６に示したよう
に、三角波の中心電圧Ｖｏに対応する変調中心周波数ｆ
ｏを中心に、ΔｆなるＦＭ変調幅をもってＦＭ変調され
る。この場合、変調繰り返し周期Ｔｍは１／ｆｍであ
り、変調繰り返し周期Ｔｍの前半が変調周波数上昇期間
となり、後半が変調周波数下降期間となる。

【０００４】一方、図１７に示したように距離Ｒの位置
を相対速度Ｖで移動する対象物により反射された反射波
は、送受信アンテナ２により受信され、サーキュレータ
６を介して混合手段であるミキサ７に送り込まれる。ミ
キサ７は、送信波と反射波を混合し、両波の周波数差を
もったビート信号を取り出す。このビート信号は、中間
周波増幅器８とフラットアンプ９とを介してＡＤ変換器
１０に供給される。ＡＤ変換器１０は、内蔵する折り返
し歪防止用のアンチエリアシング・フィルタ（図示せ
ず）により帯域制限したビート信号をディジタル信号に
変換してＦＦＴ演算器１１に供給する。ＦＦＴ演算器１
１は、ビート信号のＡＤ変換値を内部メモリに読み込
み、変調周波数の上昇区間と下降区間でＡＤ変換値を分
け、個別に周波数解析を行って周波数スペクトラムを求
める。ＦＦＴ演算器１１により求められた周波数スペク
トラムは、ピーク周波数検出器１２に供給され、ここで
しきい値を越える周波数のなかからピーク周波数が検出
される。こうして検出された上昇区間におけるピーク周
波数と下降区間におけるピーク周波数は対象物検出部１
３に供給され、以下に述べる測距計算式に従って対象物
までの距離と相対速度が割り出され、警報表示回路１４
へと供給される。

【０００５】ところで、 ｆｏ：変調中心周波数 Δｆ：ＦＭ変調幅 Ｔｍ：変調繰り返し周期 ｆ ：送受信ビート周波数 Ｃ ：光速 Ｔ ：対象物までの電波の往復時間 Ｒ ：対象物までの距離 Ｖ ：対象物との相対速度 とすると、対象物との速度が等しい（相対速度Ｖ＝０）
ときは、ビート周波数ｆは、 ｆ＝４Δｆ・Ｒ／Ｃ・Ｔｍ で与えられる。これに対し、対象物との相対速度Ｖが零
以外のときは、ビート周波数ｆは、図１８（Ａ），
（Ｂ）に示したように、変調周波数の上昇区間（ｆａ）
と下降区間（ｆｂ）とで、 ｆａ＝（４Δｆ・Ｒ／Ｃ・Ｔｍ）−（２ｆｏ・Ｖ／Ｃ） ｆｂ＝（４Δｆ・Ｒ／Ｃ・Ｔｍ）＋（２ｆｏ・Ｖ／Ｃ） のごとく与えられる。従って、対象物までの距離及び対
象物との相対速度は、 Ｒ＝Ｃ・Ｔｍ（ｆａ＋ｆｂ）／８Δｆ Ｖ＝Ｃ・（ｆａ−ｆｂ）／４ｆｏ として与えられる。

【０００６】対象物検出部１３は、ピーク周波数メモリ
ブロック１３ａとピーク周波数予測ブロック１３ｂとピ
ーク周波数比較ブロック１３ｃとで構成されている。ピ
ーク周波数メモリブロック１３ａは、ピーク周波数検出
器１２が検出したピーク周波数と対象物検出部１３の出
力である対象物情報を記憶し、次のピーク周波数が送ら
れてくる時間間隔Ｔ後に、既に対象物として認識されて
いるピーク周波数の組み合わせと、認識されていないピ
ーク周波数の組み合わせをピーク周波数予測ブロック１
３ｂへ供給する。ピーク周波数予測ブロック１３ｂは、
ピーク周波数メモリブロック１３ａからのピーク周波数
の組み合わせから求められる対象物との間の距離及び相
対速度とＦＭ−ＣＷレーダ装置１の移動速度とから、時
間間隔Ｔの間の移動量を予測し、その移動量から予測し
たピーク周波数をピーク周波数比較ブロック１３ｃに供
給する。対象物との間の距離Ｒは、ピーク周波数の相加
平均（ｆａ＋ｆｂ）／２に比例し、前述のごとく、 Ｒ＝Ｃ・（ｆａ＋ｆｂ）／８Δｆ・ｆｍ として求められる。また、対象物の相対速度Ｖは、ピー
ク周波数の組み合わせの差（ｆａ−ｆｂ）に比例し、前
述のごとく、 Ｖ＝Ｃ・（ｆａ−ｆｂ）／４・ｆｏ として求められる。ピーク周波数比較ブロック１３ｃ
は、現在のピーク周波数とピーク周波数予測ブロック１
３ｃが予測したピーク周波数とを比較し、対象物として
認識されているピーク周波数の組み合わせをピーク周波
数予測値と比較して対象物の追従を行い、対象物として
認識されていないピーク周波数をピーク周波数予測値と
比較することで新たに出現した対象物の認識を行う。そ
して、認識された対象物のピーク周波数の組み合わせは
ピーク周波数メモリブロック１３ａに書き込まれ、対象
物との間の距離Ｒと相対速度Ｖが警報・表示回路１４に
供給されて表示される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記したＦＭ−ＣＷレ
ーダ装置１を車載用のレーダ装置として使用した場合、
送信波は、必ずしも単一の対象物から反射されるとは限
らず、複数の対象物によって反射されることもある。例
えば、ＦＭ−ＣＷレーダ装置１を搭載した自動車の前方
に複数の自動車が走行方向に間隔をおいて走行している
場合、これらの自動車を後方から見たときに、前方の複
数の自動車が互いに隣接して走行しているかのように見
えることがある。このような場合、複数の自動車で反射
された電波がＦＭ−ＣＷレーダ装置１により受信される
ことになる。従って、このような状況下では、受信波及
び送信波から得られる周波数スペクトラムには複数のピ
ーク値が出現することになる。具体的には、例えば第
１，第２の対象物Ｔ１，Ｔ２が送受信アンテナ２からの
送受信波上に存在する場合、ピーク周波数検出器１２に
よって検出されるピーク周波数は、図１９（Ａ），
（Ｂ）に示したように、変調周波数の上昇区間ではピー
ク周波数ｆａ１とｆａ２の２つが、また変調周波数の下
降区間では、ピーク周波数ｆｂ１とｆｂ２の２つが検出
される。

【０００８】しかしながら、従来のＦＭ−ＣＷレーダ装
置１は、上記のごとくレーダ送受信波上に２以上の対象
物Ｔ１，Ｔ２．．．が存在する場合、変調周波数の上昇
区間と下降区間の複数のピーク値の組み合わせが１回の
掃引では決定できず、このため一定の時間間隔を置いて
複数回測定し、過去の観測結果を総合することでピーク
値の組み合わせを決定し、複数の対象物を測距してい
た。このため、新たな対象物がレーダ送受信波上に出現
しても、対象物として検出されるまでに一定の時間が必
要であり、複数対象物をリアルタイムで測距できず、あ
る程度の時間遅れが避けられない等の課題を抱えるもの
であった。

【０００９】本発明は、上記課題を解決したものであ
り、繰り返し変調周波数が異なる複数の送信波を時系列
的に循環送信し、複数対象物との間の距離及び相対速度
が同時に検出できるようにしたＦＭ−ＣＷレーダ装置を
提供することを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、搬送波を三角波又はそれに近い波形の変
調信号でＦＭ変調し、送信波として対象物に向けて送信
し、該対象物にて反射されて戻る反射波を受信し、該受
信波を前記送信波と混合して両波の周波数差を有するビ
ート信号を生成し、該ビート信号を周波数解析して目標
物までの距離又は目標物との相対速度を計測するＦＭ−
ＣＷレーダ装置において、前記変調信号の変調繰り返し
周波数を該変調信号の繰り返し周期をもって順次切り替
え、変調繰り返し周波数が異なる複数のＦＭ変調波を時
系列的に循環発生させるＦＭ変調波切り替え手段と、前
記ビート信号を変調周波数の上昇区間と下降区間とに分
けてフーリエ変換し、各区間ごとに周波数スペクトラム
のピーク位置を与えるピーク周波数を検出するピーク周
波数検出手段と、前記区間ごとの周波数スペクトラムに
ピーク周波数が複数存在する場合に、変調繰り返し周波
数が異なる複数組の変調信号間で前記各区間ごとの前記
ピーク周波数の組み合わせを測距計算式に則って比較
し、複数対象物との間の距離及び相対速度を検出する対
象物検出手段とを具備し、 前記対象物検出手段は、変調
繰り返し周波数の異なる複数組間で、前記上昇区間と前
記下降区間のピーク周波数の差どうしを比較する周波数
差比較ブロックと、前記ピーク周波数差がほぼ一致する
ピーク周波数の組み合わせから同一相対速度を有する対
象物を検出する相対速度準拠対象物検出ブロックと、前
記変調繰り返し周波数が異なる複数組間で、前記上昇区
間と前記下降区間のピーク周波数の相加平均の比と変調
繰り返し周波数の比を比較する周波数比較ブロックと、
前記両比がほぼ一致するピーク周波数の組み合わせから
同一距離にある対象物を検出する距離準拠対象物検出ブ
ロックとを具備し、送信波によらずほぼ同じ距離と相対
速度を与える前記ピーク周波数の組み合わせに基づき、
複数対象物との間の距離及び相対速度を同時に検出する
ことを特徴とするものである。

【００１１】また、前記対象物検出手段が、ある変調周
波数の組の前記上昇区間と前記下降区間における前記ピ
ーク周波数から、同一対象物に関する変調繰り返し周波
数が異なる他の組のピーク周波数を計算により予測し、
ピーク周波数予測値とピーク周波数実測値が一致するピ
ーク周波数の組み合わせに基づき、同時に複数の対象物
を検出することを特徴とするものである。

【００１２】また、本発明は、搬送波を三角波又はそれ
に近い波形の変調信号でＦＭ変調し、送信波として対象
物に向けて送信し、該対象物にて反射されて戻る反射波
を受信し、該受信波を前記送信波と混合して両波の周波
数差を有するビート信号を生成し、該ビート信号を周波
数解析して目標物までの距離又は目標物との相対速度を
計測する対象物測距方法において、前記変調信号の変調
繰り返し周波数を該変調信号の繰り返し周期をもって順
次切り替え、変調繰り返し周波数が異なる複数のＦＭ変
調波を時系列的に循環発生させ、前記ビート信号を変調
周波数の上昇区間と下降区間とに分けてフーリエ変換
し、各区間ごとに周波数スペクトラムのピーク位置を与
えるピーク周波数を検出し、変調繰り返し周波数の異な
る複数組間で、前記上昇区間と前記下降区間のピーク周
波数の差どうしを比較し、該ピーク周波数差がほぼ一致
するピーク周波数の組み合わせから同一相対速度を有す
る対象物を検出すると共に、前記変調繰り返し周波数が
異なる複数組間で、前記上昇区間と前記下降区間のピー
ク周波数の相加平均の比と変調繰り返し周波数の比を比
較し、前記両比がほぼ一致するピーク周波数の組み合わ
せから同一距離にある対象物を検出することにより、送
信波によらずほぼ同じ距離と相対速度を与える前記ピー
ク周波数の組み合わせに基づき、複数対象物との間の距
離及び相対速度を同時に検出することを特徴とするもの
である。 さらに、本発明は、搬送波を三角波又はそれに
近い波形の変調信号でＦＭ変調し、送信波として対象物
に向けて送信し、該対象物にて反射されて戻る反射波を
受信し、該受信波を前記送信波と混合して両波の周波数
差を有するビート信号を生成し、該ビート信号を周波数
解析して目標物までの距離又は目標物との相対速度を計
測する対象物測距方法において、前記変調信号の変調繰
り返し周波数を該変調信号の繰り返し周期をもって順次
切り替え、変調繰り返し周波数が異なる複数のＦＭ変調
波を時系列的に循環発生させ、前記ビート信号を変調周
波数の上昇区間と下降区間とに分けてフーリエ変換し、
各区間ごとに周波数スペクトラムのピーク位置を与える
ピーク周波数を検出し、ある変調周波数の組の前記上昇
区間と前記下降区間における前記ピーク周波数から、同
一対象物に関する変調繰り返し周波数が異なる他の組の
ピーク周波数を計算により予測し、ピーク周波数予測 値
とピーク周波数実測値が一致するピーク周波数の組み合
わせに基づき、同時に複数の対象物を検出することを特
徴とするものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図１ないし図１４を参照し
て、本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明のＦ
Ｍ−ＣＷレーダ装置の一実施形態を示すブロック構成
図、図２は、図１に示した三角波発振器が出力する三角
波によるＦＭ変調波の周波数遷移図、図３は、図１に示
した送受信アンテナと対象物との位置関係を示す図、図
４は、複数対象物測距時の図１に示したＦＦＴ演算器の
出力スペクトラム分布図、図５は、図１に示した対象物
検出部の複数対象物測距動作を説明するためのピーク周
波数分布図、図６は、図１に示した対象物検出部の複数
対象物測距動作を説明するためのピーク周波数の相加平
均分布図、図７は、図１に示した対象物検出部による複
数対象物検出動作を説明するためのフローチャートであ
る。

【００１４】図１に示すレーダ装置２１は、送受信アン
テナ２から発したＦＭ変調波を自動車等の対象物に向け
て送信し、対象物で反射された反射波を送受信アンテナ
２にて受信するＦＭ−ＣＷ方式である点は、従来と同様
であるが、ＦＭ変調波を変調繰り返し周期をもって切り
替え、送受信波上に存在する複数の対象物を同時に測距
できるようにした点で、従来のＦＭ−ＣＷレーダ装置１
とは大きく異なるものである。ここでは、電圧制御発振
器４が発生する周波数ｆｏの搬送波をＦＭ変調する変調
波として、変調繰り返し周波数が異なる第１の三角波Ｗ
１と第２の三角波Ｗ２を変調繰り返し周期でもって交互
に切り替えたものを用いるようにしている。具体的に
は、三角波発振器３には変調波切り替え器２２が接続し
てあり、１周期ごとに繰り返し周波数ｆｍがｆｍ１，ｆ
ｍ２のごとく異なる第１，第２の三角波Ｗ１，Ｗ２を発
振するよう、三角波発振器３を制御する。また、この変
調波切り替え器２２が、ＦＦＴ演算器１１と対象物検出
部２３内の距離準拠対象物検出ブロック２３ｄに対し、
繰り返し周波数ｆｍの情報を供給する。

【００１５】電圧制御発振器４の発振周波数を三角波発
振器３の三角波発振出力により可変して得られたＦＭ変
調波は、サーキュレータ６を経由し、送信波として送受
信アンテナ２から対象物に向けて送信される。ただし、
ＦＭ変調波は、送受信アンテナ２から送信するさいに周
波数変換することも可能である。対象物にて反射されて
戻る反射波は、送受信アンテナ２により受信され、サー
キュレータ６を介してミキサ７に送り込まれる。ミキサ
７は、送信波と受信波の周波数差を有するビート信号を
取り出し、中間周波増幅器８とフラットアンプ９とＡＤ
変換器１０を介して、ディジタル信号の形でＦＦＴ演算
器１１に送り込む。ＦＦＴ変換器１１は、変調波切り替
え器２２からの出力情報を元に、変調波別に変調周波数
の上昇区間と下降区間における各周波数スペクトラムを
求め、この周波数スペクトラムをピーク周波数検出器１
２に供給する。ピーク周波数検出器１２は、周波数スペ
クトラム上の複数のピーク値の周波数すなわちピーク周
波数を検出し、対象物検出部２３に供給する。

【００１６】対象物検出部２３は、４個のブロックすな
わち周波数差比較ブロック２３ａと相対速度準拠対象物
検出ブロック２３ｂと周波数比較ブロック２３ｃと距離
準拠対象物検出ブロック２３ｄの４ブロックとを縦列接
続して構成され、送信波によらずほぼ同じ距離と相対速
度を与える前記ピーク周波数の組み合わせに基づき、複
数対象物との間の距離及び相対速度を同時に検出する働
きをする。詳しくは、周波数差比較ブロック２３ａは、
変調繰り返し周波数の異なる複数組間で、変調周波数の
上昇区間と下降区間のピーク周波数の差どうしを比較す
る働きをする。また、相対速度準拠対象物検出ブロック
２３ｂは、ピーク周波数差がほぼ一致するピーク周波数
の組み合わせから同一相対速度を有する対象物を検出す
る働きをする。さらに、周波数比較ブロック２３ｃは、
変調繰り返し周波数が異なる複数組間で、変調周波数の
上昇区間と前記下降区間のピーク周波数の相加平均の比
と変調繰り返し周波数の比を比較する働きをする。ま
た、距離準拠対象物検出ブロック２３ｄは、前記両比が
ほぼ一致するピーク周波数の組み合わせから同一距離に
ある対象物を検出する働きをする。なお、対象物検出部
２３に接続した警報表示回路２４は、対象物検出部２３
から送り込まれる対象物情報により、対象物を表示した
り、対象物との衝突を予測して警報や衝突回避制御等を
行う。

【００１７】以下、対象物検出部２３による複数対象物
の測距動作につき説明する。測距開始と同時に、変調波
切り替え器２２は三角波発振器３の出力する三角波の繰
り返し周波数を切り替える。このため、電圧制御発振器
４から出力される送信波は、図２に示す如く、繰り返し
周波数が異なる第１の三角波Ｗ１（繰り返し周波数ｆｍ
１）と第２の三角波Ｗ２（繰り返し周波数ｆｍ２）によ
り交互に変調されたＦＭ変調波となる。送受信アンテナ
２からの送受信波上に、例えば図３に示したような複数
の対象物Ｔ１，Ｔ２が存在する場合、ＦＦＴ演算器１１
による高速フーリエ変換により、図４に示したような周
波数スペクトラムが得られる。その結果、ピーク周波数
検出器１２は、図５に示したように、変調周波数の上昇
区間と下降区間においてそれぞれ対象物と同数のピーク
周波数を検出することになる。

【００１８】このとき、周波数差検出ブロック２３ａ
は、第１の三角波Ｗ１又は第２の三角波Ｗ２の変調周波
数の上昇区間と下降区間において、全てのピーク周波数
の組み合わせについて、それぞれの周波数差を求める。
まず、第１の三角波Ｗ１に関しては、上昇区間ａのピー
ク周波数ｆａ１，ｆａ２と、下降区間ｂのピーク周波数
ｆｂ１，ｆｂ２の組み合わせから、周波数差Ｖａｂ１１
（＝ｆａ１−ｆｂ１），Ｖａｂ１２（＝ｆａ１−ｆｂ
２），Ｖａｂ２１（＝ｆａ２−ｆｂ１），Ｖａｂ２２
（＝ｆａ２−ｆｂ２）が求められる。また、第２の三角
波Ｗ２に関しては、上昇区間ｃのピーク周波数ｆｃ１，
ｆｃ２と、下降区間ｄのピーク周波数ｆｄ１，ｆｄ２の
組み合わせから、周波数差Ｖｃｄ１１（＝ｆｃ１−ｆｄ
１），Ｖｃｄ１２（＝ｆｃ１−ｆｄ２），Ｖｃｄ２１
（＝ｆｃ２−ｆｄ１），Ｖｃｄ２２（＝ｆｃ２−ｆｄ
２）が求められる。こうして求められた周波数ピークの
周波数差は、相対速度準拠対象物検出ブロック２３ｂへ
供給される。

【００１９】ところで、前述の相対速度Ｖの演算式Ｖ＝
Ｃ・（ｆａ−ｆｂ）／４ｆｏから、変調中心周波数ｆｏ
が同じ送信波については、相対速度Ｖは変調繰り返し周
波数ｆｍには一切無関係であり、従って相対速度Ｖが等
しい対象物については、変調周波数の上昇区間と下降区
間のピーク周波数の差（ｆａ−ｆｂ）は、互いに等しい
ことが分かる。そこで、相対速度準拠対象物検出ブロッ
ク２３ｂは、この原理を利用して複数対象物の識別を行
う。すなわち、相対速度準拠対象物検出ブロック２３ｂ
は、周波数差比較ブロック２３ａから送り込まれる第１
の三角波Ｗ１に関するピーク周波数の差Ｖａｂ１１，Ｖ
ａｂ１２，Ｖａｂ２１，Ｖａｂ２２と、第２の三角波Ｗ
２のピーク周波数の差Ｖｃｄ１１，Ｖｃｄ１２，Ｖｃｄ
２１，Ｖｃｄ２２とを比較し、周波数ピークの差が一致
するピーク周波数の組み合わせを、相対速度Ｖの等しい
組み合わせとして検出するのである。

【００２０】ただし、実際の組み合わせ判定には測定誤
差等を考慮する必要があり、このためここでは周波数ピ
ークの差が厳密に一致するピーク周波数の組み合わせに
限定して対象物を特定するのではなく、周波数ピークの
差が一定の速度誤差範囲内で近似的に一致するピーク周
波数の組み合わせも、対象物候補として続く周波数比較
ブロック２３ｃに供給するようにしてある。なお、図５
に示した例では、Ｖａｂ１２とＶｃｄ１２，Ｖａｂ２１
とＶｃｄ２１が、それぞれ周波数ピークの差が等しいピ
ーク周波数の組み合わせとして選ばれる。

【００２１】周波数比較ブロック２３ｃは、相対速度準
拠対象物検出ブロック２３ｂから供給されるピーク周波
数の組み合わせについて、変調周波数の上昇区間と下降
区間のピーク周波数の相加平均を求める。その結果、図
６に示したように、Ｒａｂ１２［＝（ｆａ１＋ｆｂ２）
／２］，Ｒａｂ２１［＝（ｆａ２＋ｆｂ１）／２］，Ｒ
ｃｄ１２［＝（ｆｃ１＋ｆｄ２）／２］，Ｒｃｄ２１
［＝（ｆｃ２＋ｆｄ１）／２］が求まり、距離準拠対象
物検出ブロック２３ｄへ供給される。

【００２２】ところで、同じ掃引帯域幅△ｆをもち、変
調繰り返し周波数ｆｍだけがｆｍ１，ｆｍ２のごとく異
なる第１，第２の三角波Ｗ１，Ｗ２によって、距離Ｒに
ある同一対象物を測距した場合、三角波Ｗ１により測距
される距離 Ｒ＝Ｃ・（ｆａ＋ｆｂ）／８Δｆ・ｆｍ１ と、三角波Ｗ２により測距される距離 Ｒ＝Ｃ・（ｆｃ＋ｆｄ）／８Δｆ・ｆｍ２ は一致するため、 Ｃ・（ｆａ＋ｆｂ）／８Δｆ・ｆｍ１＝Ｃ・（ｆｃ＋ｆ
ｄ）／８Δｆ・ｆｍ２ が成立する。この式は、 ｛（ｆａ＋ｆｂ）／２）｝／｛（ｆｃ＋ｆｄ）／２）｝
＝ｆｍ１／ｆｍ２ と変形できる。こうして変形された式から明らかなよう
に、異なる変調繰り返し周波数の三角波のピーク周波数
の上昇区間と下降区間の平均値の比（左辺の値）が、変
調繰り返し周波数の比（右辺の値）に一致する組み合わ
せこそ、同一対象物に関する組み合わせを与えることに
なる。そこで、距離準拠対象物検出ブロック２３ｄは、
この原理に着目して距離が同じ対象物を特定することに
なる。具体的には、図６において、周波数比較ブロック
２３ｃから供給されるピーク周波数の相加平均の比Ｒａ
ｂ１２／Ｒｃｄ１２，Ｒａｂ２１／Ｒｃｄ２１を、変調
繰り返し周波数の比ｆｍ１／ｆｍ２と比較し、ピーク周
波数の相加平均の比が一致するか又はほぼ一致する組み
合わせを、距離Ｒにある同一対象物に関する組み合わせ
であると認定する。

【００２３】こうして、変調中心周波数ｆｏが同一で繰
り返し周波数だけが異なる第１，第２の三角波Ｗ１，Ｗ
２によるＦＭ変調波により、相対速度Ｖと距離Ｒが一致
するピーク周波数の組み合わせが２組求められ、この２
組が対象物Ｔ１，Ｔ２として警報・表示回路２４に供給
される。この場合、対象物との距離Ｒ及び相対速度Ｖ
は、第１三角波Ｗ１のピーク周波数の組み合わせの平均
値と差に比例するため、既知の係数を乗ずることにより
一般的な物理量に変換することができる。すなわち、対
象物１との間の距離Ｒ１と相対速度Ｖ１は、距離 Ｒ１＝Ｃ・Ｒａｂ１２／４Δｆ・ｆｍ１ Ｖ１＝Ｃ・Ｖａｂ１２／４ｆｏ に従って求められ、対象物２との間の距離Ｒ２と相対速
度Ｖ２は、 Ｒ２＝Ｃ・Ｒａｂ２１／４Δｆ・ｆｍ１ Ｖ２＝Ｃ・Ｖａｂ２１／４ｆｏ に従って求められる。なお、同様の結果は、第２の三角
波Ｗ２の周波数のピークの組み合わせから求めることも
可能であり、その場合は上記式中ｆｍ１をｆｍ２に置き
換えればよい。

【００２４】図７に示すフローチャートは、対象物検出
部２３の動作を示すものである。図示の例では、第１の
三角波Ｗ１の変調周波数上昇区間を区間ａとし、そのピ
ーク周波数はＦＲＥＱ＿ＰＡ（ｎａ）で与えられ、ＦＲ
ＥＱ＿ＰＡ（ｎａ）が対象物を構成していると認識され
ると、ＴＡＧＮ＿ＰＡ（ｎａ）にその対象物の番号がセ
ットされる。また、対象物を構成していると認識されな
い場合は、ＴＡＧＮ＿ＰＡ（ｎａ）には−１がセットさ
れる。区間ａのピーク周波数の数はｎａ＿ｍａｘで表さ
れ、ｎａは０から（ｎａ＿ｍａｘ−１）までの値をと
る。同様に、第１の三角波Ｗ１の変調周波数下降区間で
ある区間ｂにおいては、ＦＲＥＱ＿ＰＢ（ｎｂ）とＴＡ
ＧＮ＿ＰＢ（ｎｂ）及びｎｂ＿ｍａｘが用いられる。ま
た、第２の三角波Ｗ２の変調周波数上昇区間である区間
ｃでは、ＦＲＥＱ＿ＰＣ（ｎｃ）とＴＡＧＮ＿ＰＣ（ｎ
ｃ）及びｎｃ＿ｍａｘが用いられ、第２の三角波Ｗ２の
変調周波数下降区間である区間ｄでは、ＦＲＥＱ＿ＰＤ
（ｎｄ）とＴＡＧＮ＿ＰＤ（ｎｄ）及びｎｄ＿ｍａｘが
用いられる。

【００２５】処理開始とともに、まずステップＳ１から
ステップＳ７において、ＴＡＧＮ＿ＰＡ（ｎａ）、ＴＡ
ＧＮ＿ＰＢ（ｎｂ）、ＴＡＧＮ＿ＰＣ（ｎｃ）、ＴＡＧ
Ｎ＿ＰＤ（ｎｄ）に−１が代入される。ただし、ステッ
プＳ７に規定するＮＰ＿ＭＡＸは、各区間に設定される
ピーク周波数の数の最大値を表す。次に、続くステップ
Ｓ８において、認識された対象物の数を表すｎ＿ｔａｒ
ｇｅｔに０が設定され、さらに続くステップＳ９におい
てｎａが０に設定される。

【００２６】さらに、ステップＳ１０において、ｎｂが
０に設定され、ＦＲＥＱ＿ＰＢ（ｎｂ）が既に対象物を
構成していないか調べるため、続く判断ステップＳ１１
においてＴＡＧＮ＿ＰＢ（ｎｂ）が０か否か判断する。
ＴＡＧＮ＿ＰＢ（ｎｂ）が０でない場合は、ＦＲＥＱ＿
ＰＢ（ｎｂ）は既に対象物を構成しているため、ステッ
プＳ３３においてｎｂを１だけカウントアップする。さ
らに、続くステップＳ３４において、カウントアップし
たｎｂが区間ｂのピーク周波数の数に達していないかど
うか、ｎｂ＿ｍａｘと比較し、達している場合はステッ
プＳ３５においてｎａを１だけカウントアップする。カ
ウントアップされたｎａは、続くステップＳ３６におい
てｎａ＿ｍａｘと比較され、ｎａがｎａ＿ｍａｘに達し
ていない場合は、ステップＳ１０へと戻る。

【００２７】他方、ＴＡＧＮ＿ＰＢ（ｎｂ）が−１であ
る場合は、ステップＳ１１に続き、上記区間ｂの処理と
同じく、区間ｃに関する処理ステップＳ１２，Ｓ１３，
Ｓ３１，Ｓ３２と区間ｄに関する処理ステップＳ１４，
Ｓ１５，Ｓ２９，Ｓ３０を実行する。

【００２８】以上の処理によって組み合わせを変えられ
たピーク周波数は、周波数差比較ブロック２３ａが、ス
テップＳ１６において第１の三角波Ｗ１のピーク周波数
の差Ｖ１の計算に用い、さらにステップＳ１７において
第２の三角波Ｗ２のピーク周波数の差Ｖ２の計算に用い
る。次に、ピーク周波数差Ｖ１とＶ２を比較するため、
相対速度準拠対象物検出ロック２３ｂが、ステップＳ１
８において、ピーク周波数差Ｖ１とＶ２の差の絶対値を
許容誤差ＥＰ＿Ｖと比較する。そこで、ピーク周波数差
Ｖ１とＶ２の差の絶対値が許容誤差ＥＰ＿Ｖ以下でない
場合は、相対速度が一致しないことが判る。このため、
ピーク周波数の組み合わせを変える必要があり、ここで
はステップＳ２９において区間ｄのピーク周波数の番号
ｎｄに１だけ加算する。他方、Ｖ１とＶ２の差の絶対値
が許容誤差ＥＰ＿Ｖ以下である場合は、第１の三角波Ｗ
１と第２の三角波Ｗ２のピーク周波数の組み合わせによ
り得られる相対速度は等しいため、次にそのピーク周波
数の組み合わせに従って距離を比較する。

【００２９】まず、ステップＳ１９，Ｓ２０において、
周波数比較ブロック２３ｃが第１の三角波Ｗ１のピーク
周波数の平均値と第２の三角波Ｗ２のピーク周波数の平
均値Ｒ１，Ｒ２をそれぞれ計算する。この場合、両三角
波Ｗ１，Ｗ２により測距される距離が等しい場合は、平
均値の比Ｒ１／Ｒ２と変調繰り返し周波数の比ｆｍ１／
ｆｍ２とが一致する。換言すれば、平均値比と変調繰り
返し周波数比との間の比（Ｒ１／Ｒ２）／（ｆｍ１／ｆ
ｍ２）が１となることから、周波数比較ブロック２３ｃ
は、ステップＳ２１において、この値と１との差の絶対
値｜１−（Ｒ１／Ｒ２）／（ｆｍ１／ｆｍ２）｜を許容
誤差ＥＰ＿Ｒと比較する。この差の絶対値が、許容誤差
ＥＰ以下でない場合は、距離が一致しないことが判るた
め、ステップＳ２９において区間ｄのピーク周波数の番
号ｎｄに１だけ加算し、ピーク周波数の組み合わせを変
える。他方、絶対値｜１−（Ｒ１／Ｒ２）／（ｆｍ１／
ｆｍ２）｜が、許容誤差ＥＰ＿Ｖ以下である場合は、第
１の三角波Ｗ１と第２の三角波Ｗ２のピーク周波数の組
み合わせから求まる距離が等しいことが判る。

【００３０】こうして、相対速度と距離の２つが等しい
第１の三角波Ｗ１と第２の三角波Ｗ２のピーク周波数の
組み合わせは対象物と認識される。そして、ステップＳ
２２において距離Ｒ＿ＴＡＲＧＥＴ（ｎ＿ｔａｒｇｅ
ｔ）が求まり、続くステップＳ２３において相対速度Ｖ
＿ＴＡＲＧＥＴ（ｎ＿ｔａｒｇｅｔ）が求まる。さら
に、続くステップＳ２４からＳ２７において、ＴＡＧＮ
＿ＰＡ（ｎａ），ＴＡＧＮ＿ＰＢ（ｎｂ），ＴＡＧＮ＿
ＰＣ（ｎｃ），ＴＡＧＮ＿ＰＤ（ｎｄ）に対象物番号が
代入される。この場合、対象物番号は０から（ｎ＿ｔａ
ｒｇｅｔ−１）の値をとる。次に、ステップＳ２８にお
いて、対象物番号ｎ＿ｔａｒｇｅｔに１を加算し、ピー
ク周波数の組み合わせを変えるため、ステップＳ３５に
おいて、区間ａのピーク周波数の番号ｎａに１だけ加算
する。

【００３１】以下、同様の動作が繰り返され、第１の三
角波Ｗ１と第２の三角波Ｗ２とで交互にＦＭ変調した送
信波を用い、対象物との間の距離及び相対速度が等しい
ピーク周波数の組み合わせに着目し、複数対象物をリア
ルタイムで検出することができる。このため、複数対象
物の存在により周波数スペクトラム中に複数のピークが
現れても、複数対象物との間の距離Ｒ及び相対速度Ｖを
正確に算出することができる。また、相対速度の関係を
満たしたピーク周波数の組み合わせだけに絞って距離の
比較を行うため、全体の計算量が少なくて済み、対象物
検出部２３による演算時間の短縮を図ることができる。
また、他のＦＭ−ＣＷレーダ装置からの送信波等による
干渉波の影響を抑制したい場合は、送受信波である三角
波の繰り返し周波数を、一定パターンに従うか或いは不
規則に変化させるようにするとよい。

【００３２】図８に示すＦＭ−ＣＷレーダ装置３１は、
対象物検出部３２の構成が上記対象物検出部２３とは異
なるものである。この対象物検出部３２は、周波数差比
較ブロック２３ａと相対速度準拠対象物検出ブロック２
３ｂと周波数比較ブロック２３ｃと距離準拠対象物検出
ブロック２３ｄの４ブロックの縦列接続態様を変更し、
周波数比較ブロック２３ｃと距離準拠対象物検出ブロッ
ク２３ｄに、周波数差比較ブロック２３ａと相対速度準
拠対象物検出ブロック２３ｂを縦列接続して構成したも
のである。このため、前記実施態様のように相対速度の
関係を満たしたピーク周波数の組み合わせだけに絞って
距離の比較を行うのとは逆に、距離の関係を満たしたピ
ーク周波数の組み合わせだけに絞って相対速度の比較を
行うことになる。ただし、全体の計算量自体が少なくて
済む点は同じである。

【００３３】また、図９に示すＦＭ−ＣＷレーダ装置４
１は、複数対象物を検出するため、距離の比較と相対速
度の比較を並列処理し、その結果をアンドゲート４３で
論理積処理する構成の対象物検出部４２を用いるもので
ある。すなわち、対象物検出部４２は、周波数比較ブロ
ック２３ａと周波数差比較ブロック２３ｃがピーク周波
数検出器１２に並列接続してあり、周波数比較ブロック
２３ａに続く速度準拠対象物検出ブロック２３ｂの出力
と周波数差比較ブロック２３ｃに続く距離準拠対象物検
出ブロック２３ｄの出力を、アンドゲート４３において
論理積処理し、警報表示器２４に送り出す構成としてあ
る。このため、相対速度判断と距離判断とを同時並行的
に進行させることができ、４個のブロック２３ａ〜２３
ｄを縦列接続して対象物を検出する場合に比べ、処理時
間を１／２程度にまで短縮することができる。

【００３４】また、図１０に示すＦＭ−ＣＷレーダ装置
５１は、ピーク周波数予測ブロック５２ａとピーク周波
数比較ブロック５２ｂからなる対象物検出部５２を用い
るものである。ピーク周波数予測ブロック５２ａは、比
較する一方の三角波の変調周波数の上昇区間と前記下降
区間における複数のピーク周波数の組み合わせから、同
一対象物に関して比較される他方の三角波のピーク周波
数を計算によって予測するものである。ピーク周波数比
較ブロック５２ｂは、ピーク周波数予測ブロック５２ａ
により予測されたピーク周波数予測値をピーク周波数実
測値と比較し、両者が一致するピーク周波数の組み合わ
せに基づき、同時に複数の対象物を検出する。

【００３５】ここで、第１の三角波Ｗ１を比較する三角
波とし、第２の三角波Ｗ２を比較される三角波とする
と、第１の三角波Ｗ１のピーク周波数から第２の三角波
Ｗ２のピーク周波数を予測することは、距離Ｒにある相
対速度Ｖの同一対象物を測距することと等価であるか
ら、 Ｃ・（ｆａ＋ｆｂ）／８Δｆ・ｆｍ１＝Ｃ・（ｆｃ＋ｆ
ｄ）／８Δｆ・ｆｍ２ Ｃ・（ｆａ−ｆｂ）／４ｆｏ＝Ｃ・（ｆｃ−ｆｄ）／４
ｆｏ の２式が成立し、これらの２つの式についてｆｃ，ｆｄ
を未知数として解けば、周波数予測できることになる。
そこで、両式の左辺どうし右辺どうしを加算すること
で、 ｆｃ＝（ｆａ＋ｆｂ）ｆｍ２／２ｆｍ１＋（ｆａ−ｆ
ｂ）／２ が得られ、また両式の左辺どうし右辺どうしを減算する
ことで、 ｆｄ＝（ｆａ＋ｆｂ）ｆｍ２／２ｆｍ１−（ｆａ−ｆ
ｂ）／２ が得られる。こうして得られた解からも判るように、実
測された第１の三角波Ｗ１のピーク周波数ｆａ，ｆｂか
ら、第２の三角波Ｗ２の変調周波数の上昇区間のピーク
周波数ｆｃ，ｆｄを計算によって求めることができ、こ
れを予測値とすることができる。

【００３６】上記の式により、第１の三角波Ｗ１の複数
組のピーク周波数ｆａ，ｆｂから求められる第２の三角
波Ｗ２の複数組のピーク周波数の予測値ｆｃ，ｆｄは、
ピーク周波数比較ブロック５２ｂにおいて、ピーク周波
数検出器１２により検出された第２の三角波Ｗ２のピー
ク周波数の実測値と比較される。比較の結果、ピーク周
波数予測値の組み合わせと等しいか又は近似値であるピ
ーク周波数実測値の組み合わせが特定され、これにより
複数の対象物を検出することができる。

【００３７】図１１に示すＦＭ−ＣＷレーダ装置６１
は、図１に示した対象物検出部２３とピーク周波数検出
器１２の間に従来の対象物検出部１３を配設し、対象物
追従処理と対象物発見処理とを分散させ、パイプライン
処理を可能にしたものである。対象物追従処理は、対象
物検出部１３が前回までの掃引で既に検出されている対
象物を検出することにより行われ、また対象物発見処理
は、対象物検出部２３が新たに出現した対象物を検出す
ることで行われる。このため、送受信路に複数の対象物
が存在し、周波数スペクトラム中に複数のピーク周波数
が現れた場合でも、複数の対象物との間の距離Ｒ及び相
対速度Ｖを短時間で高速に計算することができる。パイ
プライン処理では、連続的に繰り返し実行される処理を
部分的処理ごとに分解し、その各々の処理を特別に設け
た専用の独立ブロックに割り当て、各ブロックを他のブ
ロックと同時に作動させて処理するため、命令の並行処
理と同時処理が可能であり、測距システムの性能向上は
明らかである。

【００３８】図１２に示すＦＭ−ＣＷレーダ装置７１
は、上記実施形態において、対象物検出部２３に代えて
対象物検出部３２を用いたものである。対象物検出部３
２は、前述のごとく、周波数比較ブロック２３ｃと距離
準拠対象物検出ブロック２３ｄに、周波数差比較ブロッ
ク２３ａと相対速度準拠対象物検出ブロック２３ｂを縦
列接続したものであり、距離の関係を満たしたピーク周
波数の組み合わせだけに絞って相対速度の比較を行うこ
とになる。相対速度の関係を満たしたピーク周波数の組
み合わせだけに絞って距離の比較を行う場合と同様、全
体の計算量自体が少なくて済む点が利点となる。

【００３９】図１３に示すＦＭ−ＣＷレーダ装置８１
は、ピーク周波数検出器１２と図９に示した対象物検出
部４２の間に従来の対象物検出部１３を配設したもので
あり、対象物検出部１３が前回までの掃引で既に検出さ
れている対象物を検出する対象物追従処理を行い、対象
物検出部４２が新たに出現した対象物を検出する対象物
発見処理とを行うことで、対象物追従処理と対象物発見
処理とを分散させたパイプライン処理が、短時間でかつ
高速の測距を可能にしている。

【００４０】また、図１４に示すＦＭ−ＣＷレーダ装置
９１は、ピーク周波数検出器１２と図１０に示した対象
物検出部５２の間に従来の対象物検出部１３を配設した
ものであり、対象物検出部１３が前回までの掃引で既に
検出されている対象物を検出し、対象物検出部５２が新
たに出現した対象物を検出することで、パイプライン処
理による高速処理を実現している。

【００４１】なお、上記各実施形態は、いずれも複数対
象物との間の距離Ｒ及び相対速度Ｖを高速計算すること
ができるが、送受信波である三角波の繰り返し周波数を
一定のパターンで、或いは不規則に変化させることによ
り、他のＦＭ−ＣＷレーダ装置からの送信波等による干
渉波の影響を抑制することが可能である。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
搬送波を三角波又はそれに近い波形の変調信号でＦＭ変
調した送信波と、対象物にて反射されて戻る反射波とを
混合して両波の周波数差を有するビート信号を生成し、
このビート信号を周波数解析して目標物までの距離又は
目標物との相対速度を計測するさいに、変調信号の変調
繰り返し周波数を該変調信号の繰り返し周期をもって順
次切り替え、変調繰り返し周波数が異なる複数のＦＭ変
調波を時系列的に循環発生させ、ビート信号を変調周波
数の上昇区間と下降区間とに分けてフーリエ変換し、各
区間ごとに周波数スペクトラムのピーク位置を与えるピ
ーク周波数を検出し、区間ごとの周波数スペクトラムに
ピーク周波数が複数存在する場合に、変調繰り返し周波
数が異なる複数組の変調信号間で前記各区間ごとの前記
ピーク周波数の組み合わせを測距計算式に則って比較
し、複数対象物との間の距離及び相対速度を検出する構
成としたから、変調繰り返し周波数の異なる複数組の間
で、変調周波数の上昇区間と下降区間の周波数スペクト
ラムのピーク値の周波数の差すなわち相対速度が等し
く、かつ当該ピーク周波数の相加平均すなわち距離の比
が変調繰り返し周波数の比に等しい周波数ピークの組み
合わせを見出すことにより、１回の測定で複数の対象物
の距離及び相対速度を検出することができ、従来のＦＭ
−ＣＷレーダ装置のように、レーダ送受信波上に２以上
の対象物が存在する場合に、変調周波数の上昇区間と下
降区間の複数のピーク値の組み合わせが１回の掃引では
決定できず、一定の時間間隔を置いて複数回測定した上
で過去の観測結果を総合してピーク値の組み合わせを決
定するといった面倒な作業は不要であり、複数対象物を
リアルタイムで測距できるため、咄嗟の判断が要求され
る車載追突防止装置等に適用して格別な成果を挙げるこ
とができる等の優れた効果を奏する。

【００４３】また、前記対象物検出手段が、変調繰り返
し周波数の異なる複数組間で、変調周波数の上昇区間と
下降区間のピーク周波数の差どうしを比較する周波数差
比較手段と、ピーク周波数差がほぼ一致するピーク周波
数の組み合わせから同一相対速度を有する対象物を検出
する相対速度準拠対象物検出手段と、変調繰り返し周波
数が異なる複数組間で、変調周波数の上昇区間と下降区
間のピーク周波数の相加平均の比と変調繰り返し周波数
の比を比較する周波数比較手段と、前記両比がほぼ一致
するピーク周波数の組み合わせから同一距離にある対象
物を検出する距離準拠対象物検出手段とを具備し、送信
波によらずほぼ同じ距離と相対速度を与える前記ピーク
周波数の組み合わせに基づき、複数対象物との間の距離
及び相対速度を同時に検出するよう構成したから、第１
のＦＭ変調波Ｗ１のピーク周波数の差Ｖ１と、第２のＦ
Ｍ変調波Ｗ２のピーク周波数の差Ｖ２と差を求め、ピー
ク周波数差Ｖ１とＶ２の差の絶対値が許容誤差以下でな
い場合は、相対速度は一致しないためピーク周波数の組
み合わせを変えればよく、またその逆にピーク周波数差
Ｖ１とＶ２の差の絶対値が許容誤差以下であれば、相対
速度は等しいことが判るため、ピーク周波数の組み合わ
せを受けて距離を比較することができ、従って第１のＦ
Ｍ変調波Ｗ１のピーク周波数の平均値Ｒ１と第２のＦＭ
変調波Ｗ２のピーク周波数の平均値Ｒ２とを計算し、両
変調波Ｗ１，Ｗ２により測距される距離が等しい場合
は、平均値の比（Ｒ１／Ｒ２）と変調繰り返し周波数の
比（ｆｍ１／ｆｍ２）とが一致するため、距離の比と変
調繰り返し周波数の比との間の比と１との差の絶対値｜
１−（Ｒ１／Ｒ２）／（ｆｍ１／ｆｍ２）｜が、許容誤
差以下である場合は、第１の三角波Ｗ１と第２の三角波
Ｗ２のピーク周波数の組み合わせが表す距離は等しく、
こうして距離と相対速度が一致する複数の対象物を一度
に検出することができ、さらにまた相対速度準拠対象物
検出と距離準拠対象物検出はいずれを先行させて実行し
ても、或いは両方を同時並行的に実施してもよいため、
様々な実施の態様が選択できる等の効果を奏する。

【００４４】さらに、前記対象物検出手段が、ある変調
周波数の組の前記上昇区間と前記下降区間における前記
ピーク周波数から、同一対象物に関する変調繰り返し周
波数が異なる他の組のピーク周波数を計算により予測
し、ピーク周波数予測値とピーク周波数実測値が一致す
るピーク周波数の組み合わせに基づき、同時に複数の対
象物を検出する構成としたから、第１のＦＭ変調波Ｗ１
を比較する変調波とし、第２のＦＭ変調波Ｗ２を比較さ
れる三角波としたときに、第１のＦＭ変調波Ｗ１のピー
ク周波数から第２のＦＭ変調波Ｗ２のピーク周波数を予
測することは、距離Ｒにある相対速度Ｖの同一対象物を
測距することと等価であるから、変調波である三角波と
して繰り返し周波数ｆｍ１（第１の変調波Ｗ１）と繰り
返し周波数ｆｍ２（第２の変調波Ｗ２）について成立す
る以下の２式 Ｃ・（ｆａ＋ｆｂ）／８Δｆ・ｆｍ１＝Ｃ・（ｆｃ＋ｆ
ｄ）／８Δｆ・ｆｍ２ Ｃ・（ｆａ−ｆｂ）／４ｆｏ＝Ｃ・（ｆｃ−ｆｄ）／４
ｆｏ から、ｆｃ，ｆｄを未知数として解を求め、 ｆｃ＝（ｆａ＋ｆｂ）ｆｍ２／２ｆｍ１＋（ｆａ−ｆ
ｂ）／２ ｆｄ＝（ｆａ＋ｆｂ）ｆｍ２／２ｆｍ１−（ｆａ−ｆ
ｂ）／２ を得、第１の三角波Ｗ１のピーク周波数ｆａ，ｆｂから
第２の三角波Ｗ２の変調周波数の上昇区間のピーク周波
数ｆｃ，ｆｄを計算によって求めることができ、第１の
変調波Ｗ１の複数組のピーク周波数から求められた第２
の変調波Ｗ２の複数組のピーク周波数の予測値を、ピー
ク周波数比較ブロックにおいて第２の三角波Ｗ２のピー
ク周波数と比較し、ピーク周波数予測値の組み合わせと
等しいか又は近似値であるピーク周波数実測値を与える
組み合わせを、対象物として検出することができ、実測
に先行する予測を交えた能率的な測距が可能である等の
優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＦＭ−ＣＷレーダ装置の一実施形態を
示すブロック構成図である。

【図２】図１に示した三角波発振器が出力する三角波に
よるＦＭ変調波の周波数遷移図である。

【図３】図１に示した送受信アンテナと対象物との位置
関係を示す図である。

【図４】複数対象物測距時の図１に示したＦＦＴ演算器
の出力スペクトラム分布図である。

【図５】図１に示した対象物検出部の複数対象物測距動
作を説明するためのピーク周波数分布図である。

【図６】図１に示した対象物検出部の複数対象物測距動
作を説明するためのピーク周波数の相加平均分布図であ
る。

【図７】図１に示した対象物検出部による複数対象物検
出動作を説明するためのフローチャートである。

【図８】図１に示したＦＭ−ＣＷレーダ装置の変形例を
示すブロック構成図である。

【図９】図８に示したＦＭ−ＣＷレーダ装置の変形例を
示すブロック構成図である。

【図１０】図１に示したＦＭ−ＣＷレーダ装置の図８と
は異なる変形例を示すブロック構成図である。

【図１１】図１に示したＦＭ−ＣＷレーダ装置のさらに
別の変形例を示すブロック構成図である。

【図１２】図１１に示したＦＭ−ＣＷレーダ装置の変形
例を示すブロック構成図である。

【図１３】図９に示したＦＭ−ＣＷレーダ装置の変形例
を示すブロック構成図である。

【図１４】図１０に示したＦＭ−ＣＷレーダ装置の変形
例を示すブロック構成図である。

【図１５】従来のＦＭ−ＣＷレーダ装置の一例を示すブ
ロック構成図である。

【図１６】図１５に示した三角波発振器が出力する三角
波によるＦＭ変調波の周波数遷移図である。

【図１７】図１５に示した送受信アンテナと対象物との
位置関係に示す図である。

【図１８】図１５に示したＦＦＴ演算器の出力スペクト
ラム分布図である。

【図１９】複数対象物測距時の図１５に示したＦＦＴ演
算器の出力スペクトラム分布図である。

【符号の説明】

２ 送受信アンテナ ３ 三角波発振器 ４ 電圧制御発振器 ６ サーキュレータ ７ ミキサ ８ 中間周波増幅器 ９ フラットアンプ １０ ＡＤ変換器 １１ ＦＦＴ演算器 １２ ピーク周波数検出器 ２１，３１，４１，５１，６１，７１，８１，９１ Ｆ
Ｍ−ＣＷレーダ装置 ２２ 変調波切り替え器 ２３，３２，４２，５２ 対象物検出部 ２４ 警報表示回路 ４３ アンドゲート ５２ａ ピーク周波数予測ブロック ５２ｂ ピーク周波数比較ブロック

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01S 7/00 - 7/42 G01S 13/00 - 13/95

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 搬送波を三角波又はそれに近い波形の変
   調信号でＦＭ変調し、送信波として対象物に向けて送信
   し、該対象物にて反射されて戻る反射波を受信し、該受
   信波を前記送信波と混合して両波の周波数差を有するビ
   ート信号を生成し、該ビート信号を周波数解析して目標
   物までの距離又は目標物との相対速度を計測するＦＭ−
   ＣＷレーダ装置において、前記変調信号の変調繰り返し
   周波数を該変調信号の繰り返し周期をもって順次切り替
   え、変調繰り返し周波数が異なる複数のＦＭ変調波を時
   系列的に循環発生させるＦＭ変調波切り替え手段と、前
   記ビート信号を変調周波数の上昇区間と下降区間とに分
   けてフーリエ変換し、各区間ごとに周波数スペクトラム
   のピーク位置を与えるピーク周波数を検出するピーク周
   波数検出手段と、前記区間ごとの周波数スペクトラムに
   ピーク周波数が複数存在する場合に、変調繰り返し周波
   数が異なる複数組の変調信号間で前記各区間ごとの前記
   ピーク周波数の組み合わせを測距計算式に則って比較
   し、複数対象物との間の距離及び相対速度を検出する対
   象物検出手段とを具備し、 前記対象物検出手段は、変調
   繰り返し周波数の異なる複数組間で、前記上昇区間と前
   記下降区間のピーク周波数の差どうしを比較する周波数
   差比較ブロックと、前記ピーク周波数差がほぼ一致する
   ピーク周波数の組み合わせから同一相対速度を有する対
   象物を検出する相対速度準拠対象物検出ブロックと、前
   記変調繰り返し周波数が異なる複数組間で、前記上昇区
   間と前記下降区間のピーク周波数の相加平均の比と変調
   繰り返し周波数の比を比較する周波数比較ブロックと、
   前記両比がほぼ一致するピーク周波数の組み合わせから
   同一距離にある対象物を検出する距離準拠対象物検出ブ
   ロックとを具備し、送信波によらずほぼ同じ距離と相対
   速度を与える前記ピーク周波数の組み合わせに基づき、
   複数対象物との間の距離及び相対速度を同時に検出する
   ことを特徴とするＦＭ−ＣＷレーダ装置。
2. 【請求項２】 前記対象物検出手段は、ある変調周波数
   の組の前記上昇区間と前記下降区間における前記ピーク
   周波数から、同一対象物に関する変調繰り返し周波数が
   異なる他の組のピーク周波数を計算により予測し、ピー
   ク周波数予測値とピーク周波数実測値が一致するピーク
   周波数の組み合わせに基づき、同時に複数の対象物を検
   出することを特徴とする請求項１に記載のＦＭ−ＣＷレ
   ーダ装置。
3. 【請求項３】 搬送波を三角波又はそれに近い波形の変
   調信号でＦＭ変調し、送信波として対象物に向けて送信
   し、該対象物にて反射されて戻る反射波を受信し、該受
   信波を前記送信波と混合して両波の周波数差を有するビ
   ート信号を生成し、該ビート信号を周波数解析して目標
   物までの距離又は目標物との相対速度を計測する対象物
   測距方法において、前記変調信号の変調繰り返し周波数
   を該変調信号の繰り返し周期をもって順次切り替え、変
   調繰り返し周波数が異なる複数のＦＭ変調波を時系列的
   に循環発生させ、前記ビート信号を変調周波数の上昇区
   間と下降区間とに分けてフーリエ変換し、各区間ごとに
   周波数スペクトラムのピーク位置を与えるピーク周波数
   を検出し、変調繰り返し周波数の異なる複数組間で、前
   記上昇区間と前記下降区間のピーク周波数の差どうしを
   比較し、該ピーク周波数差がほぼ一致するピーク周波数
   の組み合わせから同一相対速度を有する対象物を検出す
   ると共に、前記変調繰り返し周波数が異なる複数組間
   で、前記上昇区間と前記下降区間のピーク周波数の相加
   平均の比と変調繰り返し周波数の比を比較し、前記両比
   がほぼ一致するピーク周波数の組み合わせから同一距離
   にある対象物を検出することにより、送信波によらずほ
   ぼ同じ距離と相対速度を与える前記ピーク周波数の組み
   合わせに基づき、複数対象物との間の距離及び相対速度
   を同時に検出することを特徴とする対象物測距方法。
4. 【請求項４】 搬送波を三角波又はそれに近い波形の変
   調信号でＦＭ変調し、送信波として対象物に向けて送信
   し、該対象物にて反射されて戻る反射波を受信し、該受
   信波を前記送信波と混合して両波の周波数差を有するビ
   ート信号を生成し、該ビート信号を周波数解析して目標
   物までの距離又は目標物との相対速度を計測する対象物
   測距方法において、前記変調信号の変調繰り返し周波数
   を該変調信号の繰り返し周期をもって順次切り替え、変
   調繰り返し周波数が異なる複数のＦＭ変調波を時系列的
   に循環発生させ、前記ビート信号を変調周波数の上昇区
   間と下降区間とに分けてフーリエ変換し、各区間ごとに
   周波数スペクトラムのピーク位置を与えるピーク周波数
   を検出し、ある変調周波数の組の前記上昇区間と前記下
   降区間における前記ピーク周波数から、同一対象物に関
   する変調繰り返し周波数が異なる他の組のピーク周波数
   を計算により予測し、ピーク周波数 予測値とピーク周波
   数実測値が一致するピーク周波数の組み合わせに基づ
   き、同時に複数の対象物を検出することを特徴とする対
   象物測距方法。