JP3406225B2 - Ｆｍ−ｃｗ方式レーダの信号処理装置 - Google Patents
Ｆｍ−ｃｗ方式レーダの信号処理装置Info
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- JP3406225B2 JP3406225B2 JP12107198A JP12107198A JP3406225B2 JP 3406225 B2 JP3406225 B2 JP 3406225B2 JP 12107198 A JP12107198 A JP 12107198A JP 12107198 A JP12107198 A JP 12107198A JP 3406225 B2 JP3406225 B2 JP 3406225B2
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は３角波状のＦＭ（周
波数変調）−ＣＷ（連続波）方式レーダの信号処理装置
に関し、特に、受信信号と送信信号とのビート信号が周
波数分析されてターゲットに対して得られた上昇時、下
降時のピーク周波数のペアリングに関する。
波数変調）−ＣＷ（連続波）方式レーダの信号処理装置
に関し、特に、受信信号と送信信号とのビート信号が周
波数分析されてターゲットに対して得られた上昇時、下
降時のピーク周波数のペアリングに関する。
【０００２】
【従来の技術】上記ＦＭ−ＣＷ方式レーダは、車両に搭
載され、三角波状の周波数変調された連続の送信波を出
力して前方の車両（ターゲット）との距離を求めてい
る。すなわち、レーダからの送信波が前方の車両で反射
され、反射波の受信信号と送信信号とのビート信号が形
成され、高速フ−リエ変換により周波数分析される。こ
の周波数分析によるビート信号はターゲットに対してパ
ワーが大きくなるピークが生じ、このピークに対応する
周波数をピーク周波数と呼ぶ。ピーク周波数は距離に関
する情報を有し、前方車両との相対速度によるドプラ効
果に起因して上昇時、下降時で異なる。この上昇時、下
降時の周波数ピークから前方の車両との距離が得られ
る。さらに、前方の車両が複数ある場合には、各車両に
対して一対の上昇時、下降時のピーク周波数が生じる。
ここで、この一対の上昇時と下降時とのピーク周波数を
形成することをペアリングという。
載され、三角波状の周波数変調された連続の送信波を出
力して前方の車両（ターゲット）との距離を求めてい
る。すなわち、レーダからの送信波が前方の車両で反射
され、反射波の受信信号と送信信号とのビート信号が形
成され、高速フ−リエ変換により周波数分析される。こ
の周波数分析によるビート信号はターゲットに対してパ
ワーが大きくなるピークが生じ、このピークに対応する
周波数をピーク周波数と呼ぶ。ピーク周波数は距離に関
する情報を有し、前方車両との相対速度によるドプラ効
果に起因して上昇時、下降時で異なる。この上昇時、下
降時の周波数ピークから前方の車両との距離が得られ
る。さらに、前方の車両が複数ある場合には、各車両に
対して一対の上昇時、下降時のピーク周波数が生じる。
ここで、この一対の上昇時と下降時とのピーク周波数を
形成することをペアリングという。
【０００３】従来このペアリングでは、上昇時、下降時
で単にピーク周波数の低いもの順にペアリングが行われ
たり、上昇時、下降時で単にピーク周波数のパワーの大
きさの順にペアリングが行われている。
で単にピーク周波数の低いもの順にペアリングが行われ
たり、上昇時、下降時で単にピーク周波数のパワーの大
きさの順にペアリングが行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ペ
アリングでは、不要反射物等で上昇時及び下降時のパワ
ーの一時的なばらつき等によりピーク周波数のパワーが
閾値以下になり、ピーク周波数の欠落となり、間違った
ペアリングを行ったりするという問題がある。さらに、
２つのターゲットが接近した場合には上昇時及び下降時
では一時的なピーク周波数の重なりによりピーク周波数
が足りなくなり、間違ったペアリングを行ったりする問
題もある。
アリングでは、不要反射物等で上昇時及び下降時のパワ
ーの一時的なばらつき等によりピーク周波数のパワーが
閾値以下になり、ピーク周波数の欠落となり、間違った
ペアリングを行ったりするという問題がある。さらに、
２つのターゲットが接近した場合には上昇時及び下降時
では一時的なピーク周波数の重なりによりピーク周波数
が足りなくなり、間違ったペアリングを行ったりする問
題もある。
【０００５】したがって、本発明は、上記問題点に鑑
み、ピーク周波数の欠落、ピーク周波数の重なりがあっ
ても、上昇時及び下降時で適切なペアリングが行えるＦ
Ｍ−ＣＷ方式レーダの信号処理装置を提供することを目
的とする。
み、ピーク周波数の欠落、ピーク周波数の重なりがあっ
ても、上昇時及び下降時で適切なペアリングが行えるＦ
Ｍ−ＣＷ方式レーダの信号処理装置を提供することを目
的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記問題点を
解決するために、３角波状に周波数変調された連続波を
送信して移動する複数のターゲットからの反射波を受信
して受信信号の処理を行うＦＭ−ＣＷ方式レーダの信号
処理装置において、前方の車両との距離情報を含む受信
信号と送信信号とのビート信号を形成する時に、前記３
角波状に変調される周波数の上昇時及び下降時のそれぞ
れでドプラ効果の情報を含むビート信号を形成するレー
ダと、前記上昇時及び下降時毎に、前記ビート信号の周
波数分析が行われ、前記ターゲットに対してはパワーが
大きくなるピーク周波数を示す周波数分析部と、閾値以
上の前記ピーク周波数の数が前記上昇時及び下降時で同
じ場合には、前記上昇時及び下降時のピーク周波数をそ
の大きさの順にペアリングするペアリング部とを備え、
前記ペアリング部は前記ピーク周波数の数が前記上昇時
及び下降時で同じ場合にはピーク周波数とそのピーク幅
とを記憶し、前記ピーク周波数の数が前記上昇時及び下
降時で異なる場合には欠落したピーク周波数のピーク幅
内でパワーがピークとなる周波数をピーク周波数とし
て、ピーク周波数の数を前記上昇時及び下降時で同じく
することを特徴とするＦＭ−ＣＷ方式レーダの信号処理
装置を提供する。
解決するために、３角波状に周波数変調された連続波を
送信して移動する複数のターゲットからの反射波を受信
して受信信号の処理を行うＦＭ−ＣＷ方式レーダの信号
処理装置において、前方の車両との距離情報を含む受信
信号と送信信号とのビート信号を形成する時に、前記３
角波状に変調される周波数の上昇時及び下降時のそれぞ
れでドプラ効果の情報を含むビート信号を形成するレー
ダと、前記上昇時及び下降時毎に、前記ビート信号の周
波数分析が行われ、前記ターゲットに対してはパワーが
大きくなるピーク周波数を示す周波数分析部と、閾値以
上の前記ピーク周波数の数が前記上昇時及び下降時で同
じ場合には、前記上昇時及び下降時のピーク周波数をそ
の大きさの順にペアリングするペアリング部とを備え、
前記ペアリング部は前記ピーク周波数の数が前記上昇時
及び下降時で同じ場合にはピーク周波数とそのピーク幅
とを記憶し、前記ピーク周波数の数が前記上昇時及び下
降時で異なる場合には欠落したピーク周波数のピーク幅
内でパワーがピークとなる周波数をピーク周波数とし
て、ピーク周波数の数を前記上昇時及び下降時で同じく
することを特徴とするＦＭ−ＣＷ方式レーダの信号処理
装置を提供する。
【０００７】さらに、前記ペアリング部は前記ピーク周
波数の数が前記上昇時及び下降時で異なる場合にはピー
ク周波数が欠落した前記上昇時及び下降時のいずれかで
前記閾値を下げて新たなピークの周波数をピーク周波数
としてもよい。以上の手段により、一時的に欠落したピ
ーク周波数を再生可能にしたので、上昇時及び下降時の
ペアリングが適切に行えるようになった。
波数の数が前記上昇時及び下降時で異なる場合にはピー
ク周波数が欠落した前記上昇時及び下降時のいずれかで
前記閾値を下げて新たなピークの周波数をピーク周波数
としてもよい。以上の手段により、一時的に欠落したピ
ーク周波数を再生可能にしたので、上昇時及び下降時の
ペアリングが適切に行えるようになった。
【０００８】さらに、前記ペアリング部は、前記ペアリ
ング部は前記ピーク周波数の数が前記上昇時及び下降時
で同じ場合にはピーク周波数とそのピーク幅とを記憶
し、前記ピーク周波数の数が前記上昇時及び下降時で異
なる場合には前記上昇時及び下降時のいずれかで２つの
ピーク幅に共通の１つのピーク周波数があるならば共通
の１つを２つのピーク周波数としてもよい。以上の手段
により、一時的に重なったピーク周波数を再生可能にし
たので、上昇時及び下降時のペアリングが適切に行える
ようになった。
ング部は前記ピーク周波数の数が前記上昇時及び下降時
で同じ場合にはピーク周波数とそのピーク幅とを記憶
し、前記ピーク周波数の数が前記上昇時及び下降時で異
なる場合には前記上昇時及び下降時のいずれかで２つの
ピーク幅に共通の１つのピーク周波数があるならば共通
の１つを２つのピーク周波数としてもよい。以上の手段
により、一時的に重なったピーク周波数を再生可能にし
たので、上昇時及び下降時のペアリングが適切に行える
ようになった。
【０００９】さらに、前記ペアリング部のペアリングに
よりにより得られた２つのピーク周波数のパワーの差が
所定値よりも大きい場合にはペアリングの関係を切るよ
うにしてもよい。さらに、前記ペアリング部のペアリン
グにより得られた２つのピーク周波数のピークの面積の
差が所定値よりも大きい場合にはペアリングの関係を切
るようにしてもよい。
よりにより得られた２つのピーク周波数のパワーの差が
所定値よりも大きい場合にはペアリングの関係を切るよ
うにしてもよい。さらに、前記ペアリング部のペアリン
グにより得られた２つのピーク周波数のピークの面積の
差が所定値よりも大きい場合にはペアリングの関係を切
るようにしてもよい。
【００１０】以上の手段により、誤ったペアリングを回
避することが可能になった。
避することが可能になった。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態について
図面を参照して説明する。図１は本発明に係るスキャン
式レーダの信号処理装置の概略を説明する図である。本
図（ａ）に示す如く、スキャン式レーダの信号処理装置
は、自動車に搭載され、前方の車両をスキャンするレー
ダ１を具備する。レーダ１は３角波状のＦＭ（周波数変
調）−ＣＷ（連続波）レーダであり、本図（ｂ）に示す
如く、前方の車両に電波（周波数ｆ0)を送信し且つ前方
の車両の反射波（周波数ｆ0 ＋ｆd，ｆd ：ドプラ周波
数）を受信するアンテナ１１と、ＦＭの３角波の信号を
繰り返し出力してアンテナ１１に電波を送信する送信機
１２と、アンテナ１１からの受信信号と送信機１２から
の出力信号とのビート信号（周波数ｆb ) を取る混合器
とを具備する。
図面を参照して説明する。図１は本発明に係るスキャン
式レーダの信号処理装置の概略を説明する図である。本
図（ａ）に示す如く、スキャン式レーダの信号処理装置
は、自動車に搭載され、前方の車両をスキャンするレー
ダ１を具備する。レーダ１は３角波状のＦＭ（周波数変
調）−ＣＷ（連続波）レーダであり、本図（ｂ）に示す
如く、前方の車両に電波（周波数ｆ0)を送信し且つ前方
の車両の反射波（周波数ｆ0 ＋ｆd，ｆd ：ドプラ周波
数）を受信するアンテナ１１と、ＦＭの３角波の信号を
繰り返し出力してアンテナ１１に電波を送信する送信機
１２と、アンテナ１１からの受信信号と送信機１２から
の出力信号とのビート信号（周波数ｆb ) を取る混合器
とを具備する。
【００１２】本図（ａ）に示す如く、低域通過フィルタ
（ＬＰＦ）２は、レーダ１の混合器１１に接続されて、
ビート信号に含まれる、サンプル周波数により決まるナ
イキスト周波数以上の信号を除去して折り返し歪みの発
生を防止する。アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器３
はサンプル周波数でサンプリングを行い、低域通過フィ
ルタ２のアナログ信号をデジタル信号に変換する。
（ＬＰＦ）２は、レーダ１の混合器１１に接続されて、
ビート信号に含まれる、サンプル周波数により決まるナ
イキスト周波数以上の信号を除去して折り返し歪みの発
生を防止する。アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器３
はサンプル周波数でサンプリングを行い、低域通過フィ
ルタ２のアナログ信号をデジタル信号に変換する。
【００１３】高速フ−リエ変換部（ＦＦＴ）４は、Ａ／
Ｄ変換部３の出力に接続されて、３角波状の周波数変調
の上昇時、下降時のビート信号を周波数分析を行う。ペ
アリング部５は高速フ−リエ変換部４から得られた上昇
時、下降時の周波数ピークに対して、後述するように、
ペアリングを行う。ターゲット認定部６はペアリング部
５によりペアリングされた結果に基づいて、後述するよ
うに、ターゲットの距離、速度を求め、ターゲットを認
定する。
Ｄ変換部３の出力に接続されて、３角波状の周波数変調
の上昇時、下降時のビート信号を周波数分析を行う。ペ
アリング部５は高速フ−リエ変換部４から得られた上昇
時、下降時の周波数ピークに対して、後述するように、
ペアリングを行う。ターゲット認定部６はペアリング部
５によりペアリングされた結果に基づいて、後述するよ
うに、ターゲットの距離、速度を求め、ターゲットを認
定する。
【００１４】図２はスキャン時のある角度で前方の車両
を捕らえた例を示す図である。本図に示す如く、レーダ
１により、自車レーンの前方のバイク（ターゲット
ａ）、前方の車両（ターゲッｂ）、追越レーンの前方の
車両（ターゲットｃ）等を含めて複数、例えば、３つの
ターゲットが捕らえられる。図３はレーダ１の送信信号
と受信信号との例を説明する図である。本図（ａ）に示
す如く、レーダ１からは、実線信号で示されように、周
期１／ｆm で、周波数偏移幅Δｆの３角波状の周波数変
調が行われて、送信波が送信される。さらに、レーダ１
では、点線で示されるように、ターゲットで反射された
反射波を受信する。本図（ｂ）に示す如く、レーダ１で
は、３角波の上昇時、下降時で受信信号と反射信号との
ビートを取り、ビート信号を取る。上昇時と下降時とで
ビート信号の周波数が異なるのは、前方の車両との相対
速度により生じするドプラ効果の影響である。なお、高
速フ−リエ変換部４においては、上昇時、下降時のビー
ト信号について周波数分析が逐次行われ、その結果とし
て、あるターゲットに対して上昇時、下降時のピーク周
波数が検知され、それぞれのピーク周波数は、 ｆb (u) ＝ｆr −ｆd …（１） ｆb (d) ＝ｆr ＋ｆd …（２） となり、ここに、 ｆr ＝ ｆr ＝｛Δｆ／（１／２ｆm ）｝・Ｔ ＝（４Ｒ・ｆm ・Δｆ）／ｃ …（３） であり、ｆd はドプラ周波数である。
を捕らえた例を示す図である。本図に示す如く、レーダ
１により、自車レーンの前方のバイク（ターゲット
ａ）、前方の車両（ターゲッｂ）、追越レーンの前方の
車両（ターゲットｃ）等を含めて複数、例えば、３つの
ターゲットが捕らえられる。図３はレーダ１の送信信号
と受信信号との例を説明する図である。本図（ａ）に示
す如く、レーダ１からは、実線信号で示されように、周
期１／ｆm で、周波数偏移幅Δｆの３角波状の周波数変
調が行われて、送信波が送信される。さらに、レーダ１
では、点線で示されるように、ターゲットで反射された
反射波を受信する。本図（ｂ）に示す如く、レーダ１で
は、３角波の上昇時、下降時で受信信号と反射信号との
ビートを取り、ビート信号を取る。上昇時と下降時とで
ビート信号の周波数が異なるのは、前方の車両との相対
速度により生じするドプラ効果の影響である。なお、高
速フ−リエ変換部４においては、上昇時、下降時のビー
ト信号について周波数分析が逐次行われ、その結果とし
て、あるターゲットに対して上昇時、下降時のピーク周
波数が検知され、それぞれのピーク周波数は、 ｆb (u) ＝ｆr −ｆd …（１） ｆb (d) ＝ｆr ＋ｆd …（２） となり、ここに、 ｆr ＝ ｆr ＝｛Δｆ／（１／２ｆm ）｝・Ｔ ＝（４Ｒ・ｆm ・Δｆ）／ｃ …（３） であり、ｆd はドプラ周波数である。
【００１５】（１）、（２）式より、
ｆr ＝｛ｆb (u) ＋ｆb (d) ｝／２ …（４）
として得られ、（３）式より、
Ｒ＝ｆr ・ｃ／（４Ｒ・ｆm ・Δｆ） …（５）
となる。ここに、Ｒは前方車両と自車との間の距離、ｃ
は光速である。
は光速である。
【００１６】すなわち、上昇時と下降時とのピーク周波
数の対により前方車両の距離が得られる。前方の車両と
の相対距離は得られた距離の時間変化により得られる。
ペアリング部５は、複数のターゲットがある場合に、複
数のピーク周波数から、１つのターゲットに対して、
（１）、（２）式で表せる一対の上昇時と下降時とのピ
ーク周波数の選択を、すなわち、ペアリングを、以下の
ように、行う。
数の対により前方車両の距離が得られる。前方の車両と
の相対距離は得られた距離の時間変化により得られる。
ペアリング部５は、複数のターゲットがある場合に、複
数のピーク周波数から、１つのターゲットに対して、
（１）、（２）式で表せる一対の上昇時と下降時とのピ
ーク周波数の選択を、すなわち、ペアリングを、以下の
ように、行う。
【００１７】図４は高速フ−リエ変化部４により得られ
た周波数分析結果に基づいてピーク周波数のペアリング
を説明する図である。本図（ａ）に示すように、実線の
上昇ビート信号、点線の下降ビート信号の周波数分析の
結果では、一例として、パワーの閾値以上に上昇ビート
には周波数ａ１、ｂ１、ｃ１にピーク周波数があり、下
降ビートには周波数ａ２、ｂ２、ｃ２にピーク周波数が
あるとする。なお、閾値を設けるのは、ノイズがピーク
周波数として得られるのを回避するためである。
た周波数分析結果に基づいてピーク周波数のペアリング
を説明する図である。本図（ａ）に示すように、実線の
上昇ビート信号、点線の下降ビート信号の周波数分析の
結果では、一例として、パワーの閾値以上に上昇ビート
には周波数ａ１、ｂ１、ｃ１にピーク周波数があり、下
降ビートには周波数ａ２、ｂ２、ｃ２にピーク周波数が
あるとする。なお、閾値を設けるのは、ノイズがピーク
周波数として得られるのを回避するためである。
【００１８】この場合、上昇ビートと下降ビートでは、
ピーク周波数が同じ数、３つあるので、単に周波数の低
いものからピーク周波数のペアリングを行う。すなわ
ち、ターゲットａ、ｂ、ｃに対して、（ａ１、ａ２）、
（ｂ１、ｂ２）、（ｃ１、ｃ２）のようにピーク周波数
のペアリングが行われる。なお、タ−ゲット認定部６で
は、ペアリング部５でペアリングされたピーク周波数の
うちペアとなったピーク周波数のパワーの差（図４のΔ
Ｐ）が所定値以上の場合には、ペアリングの関係を切る
ペアカットを行い、このようなペアのピーク周波数に対
してはターゲットの認定から除去する。誤ってペアリン
グされて、異常な距離が得られるのを回避するためであ
る。
ピーク周波数が同じ数、３つあるので、単に周波数の低
いものからピーク周波数のペアリングを行う。すなわ
ち、ターゲットａ、ｂ、ｃに対して、（ａ１、ａ２）、
（ｂ１、ｂ２）、（ｃ１、ｃ２）のようにピーク周波数
のペアリングが行われる。なお、タ−ゲット認定部６で
は、ペアリング部５でペアリングされたピーク周波数の
うちペアとなったピーク周波数のパワーの差（図４のΔ
Ｐ）が所定値以上の場合には、ペアリングの関係を切る
ペアカットを行い、このようなペアのピーク周波数に対
してはターゲットの認定から除去する。誤ってペアリン
グされて、異常な距離が得られるのを回避するためであ
る。
【００１９】また、ターゲット認定部６では、ペアリン
グ部５でペアリングされたピーク周波数のうち、本図
（ｂ）に示す如く、例えば、上昇ビートでピーク周波数
ａ１、下降ビートでピーク周波数のａ２に対して各ピー
クに対して半値幅の面積をＳａ１、Ｓａ２が求められ
る。Ｓａ１とＳａ２との差の大きさが所定値以上の場合
には、ペアリングの関係を切るペアカットを行い、この
ようなペアのピーク周波数に対してはターゲットの認定
から除去する。前述と同様に、誤ってペアリングされ
て、異常な距離が得られるのを回避するためである。
グ部５でペアリングされたピーク周波数のうち、本図
（ｂ）に示す如く、例えば、上昇ビートでピーク周波数
ａ１、下降ビートでピーク周波数のａ２に対して各ピー
クに対して半値幅の面積をＳａ１、Ｓａ２が求められ
る。Ｓａ１とＳａ２との差の大きさが所定値以上の場合
には、ペアリングの関係を切るペアカットを行い、この
ようなペアのピーク周波数に対してはターゲットの認定
から除去する。前述と同様に、誤ってペアリングされ
て、異常な距離が得られるのを回避するためである。
【００２０】さらに、ペアリング部５は、上昇ビート、
下降ビートのピーク周波数の数が等しい場合に、（上記
例ではそれぞれ３つと等しい、）上昇ビート、下降ビー
トにおいて、ピーク周波数について、ピーク周波数とこ
れに対するピーク幅をそれぞれ記憶する。例えば、図４
に示す如く、上昇ビートにおいて、（ピーク周波数、ピ
ーク幅）＝（ａ１、Ｗａ１）、（ｂ１、Ｗｂ１）、（ｃ
１、Ｗｃ１）、下降ビートにおいて、（ピーク周波数、
ピーク幅）＝（ａ２、Ｗａ２）、（ｂ２、Ｗｂ２）、
（ｃ２、Ｗｃ２）が記憶される。
下降ビートのピーク周波数の数が等しい場合に、（上記
例ではそれぞれ３つと等しい、）上昇ビート、下降ビー
トにおいて、ピーク周波数について、ピーク周波数とこ
れに対するピーク幅をそれぞれ記憶する。例えば、図４
に示す如く、上昇ビートにおいて、（ピーク周波数、ピ
ーク幅）＝（ａ１、Ｗａ１）、（ｂ１、Ｗｂ１）、（ｃ
１、Ｗｃ１）、下降ビートにおいて、（ピーク周波数、
ピーク幅）＝（ａ２、Ｗａ２）、（ｂ２、Ｗｂ２）、
（ｃ２、Ｗｃ２）が記憶される。
【００２１】次に、一時的に不要反射物等で、上昇ビー
ト、下降ビートのピーク周波数の数が等しくならならい
場合が生じる。この場合、前記と同様にしてペアリング
を行うとピーク周波数が一つ余るが、どのピーク周波数
が欠落したか判断ができないので、前記と同様にしてペ
アリングを強制的に行うと、得られた距離が異常とな
る。上昇ビート、下降ビートのピーク周波数の数が異な
る場合にはペアリング部５は、以下のようにして、ピー
ク周波数のペアリングを行う。
ト、下降ビートのピーク周波数の数が等しくならならい
場合が生じる。この場合、前記と同様にしてペアリング
を行うとピーク周波数が一つ余るが、どのピーク周波数
が欠落したか判断ができないので、前記と同様にしてペ
アリングを強制的に行うと、得られた距離が異常とな
る。上昇ビート、下降ビートのピーク周波数の数が異な
る場合にはペアリング部５は、以下のようにして、ピー
ク周波数のペアリングを行う。
【００２２】図５は上昇ビート、下降ビートでピーク周
波数の数が異なる場合のペアリングを行う例を示す図で
ある。本図に示す如く、一例として、パワーの閾値以上
に上昇ビートには周波数ａ１、ｂ１、ｃ１にピーク周波
数があるが、下降ビートには周波数ａ２、ｃ２にピーク
周波数があるとする。すなわち、不要反射物等の影響に
より上昇ビートのピーク周波数ｂ１のピークパワーが低
下し、これに対応する下降ビートのピーク周波数のピー
クパワーが閾値以下となる。この場合、上昇ビートには
ピーク周波数の数が３つであり、下降ビートにはピーク
周波数の数が２つであり、ピーク周波数の数が異なる。
前回の上昇ビートと下降ビートとにおいて、ピーク周波
数の数が同じであるという条件で、前回の下降ビートに
おいてピーク幅Ｗａ２、Ｗｃ２では、今回のパワー値が
閾値以上であり、ピーク幅Ｗｂ２では今回のパワーが閾
値以下であるので、ピーク周波数ｂ２が一時的に欠落し
ていると判断される。この場合、前回の下降ビートにお
けるピーク幅Ｗｂ２内のピーク周波数のパワーが閾値以
下であっても、この範囲のパワーのピークに対応する周
波数をピーク周波数ｂ２と見なす。これにより下降ビー
トのピーク周波数は３つとなり、上昇ビートのピーク周
波数の数、３つ、と同じになり、前記と同様にしてペア
リングが可能になる。なお、このようにしても、三角波
状の周期１／ｆm は高々数ｍｓであるので、この間にタ
ーゲットが無くなることはないため（つまりノイズとは
しないで）、前回のピーク周波数で代用することにし
た。
波数の数が異なる場合のペアリングを行う例を示す図で
ある。本図に示す如く、一例として、パワーの閾値以上
に上昇ビートには周波数ａ１、ｂ１、ｃ１にピーク周波
数があるが、下降ビートには周波数ａ２、ｃ２にピーク
周波数があるとする。すなわち、不要反射物等の影響に
より上昇ビートのピーク周波数ｂ１のピークパワーが低
下し、これに対応する下降ビートのピーク周波数のピー
クパワーが閾値以下となる。この場合、上昇ビートには
ピーク周波数の数が３つであり、下降ビートにはピーク
周波数の数が２つであり、ピーク周波数の数が異なる。
前回の上昇ビートと下降ビートとにおいて、ピーク周波
数の数が同じであるという条件で、前回の下降ビートに
おいてピーク幅Ｗａ２、Ｗｃ２では、今回のパワー値が
閾値以上であり、ピーク幅Ｗｂ２では今回のパワーが閾
値以下であるので、ピーク周波数ｂ２が一時的に欠落し
ていると判断される。この場合、前回の下降ビートにお
けるピーク幅Ｗｂ２内のピーク周波数のパワーが閾値以
下であっても、この範囲のパワーのピークに対応する周
波数をピーク周波数ｂ２と見なす。これにより下降ビー
トのピーク周波数は３つとなり、上昇ビートのピーク周
波数の数、３つ、と同じになり、前記と同様にしてペア
リングが可能になる。なお、このようにしても、三角波
状の周期１／ｆm は高々数ｍｓであるので、この間にタ
ーゲットが無くなることはないため（つまりノイズとは
しないで）、前回のピーク周波数で代用することにし
た。
【００２３】なお、図５において、前回の上昇ビートと
下降ビートとにおいて、ピーク周波数の数が同じである
ことを条件に、一時的に閾値を下げて、新たに得られた
パワーのピークの周波数を下降ビートのピーク周波数ｂ
２と認め、下降ビートのピーク周波数と上昇ビートのピ
ーク周波数の数が一致するようにしてもよい。このよう
にしても上記と同様の作用効果を得ることが可能とな
る。
下降ビートとにおいて、ピーク周波数の数が同じである
ことを条件に、一時的に閾値を下げて、新たに得られた
パワーのピークの周波数を下降ビートのピーク周波数ｂ
２と認め、下降ビートのピーク周波数と上昇ビートのピ
ーク周波数の数が一致するようにしてもよい。このよう
にしても上記と同様の作用効果を得ることが可能とな
る。
【００２４】図６は上昇ビート、下降ビートでピーク周
波数の数が異なる場合のペアリングを行う別の例を示す
図である。本図に示す如く、一例として、パワーの閾値
以上に上昇ビートには周波数ａ１、ｂ１、ｃ１、ｄ２に
ピーク周波数が４つあるが、下降ビートには周波数ａ
２、ｃ２／ｂ２、ｄ２にピーク周波数が３つあるとす
る。この場合、上昇ビートにはピーク周波数の数が４つ
であり、下降ビートにはピーク周波数の数が３つであ
り、ピーク周波数の数が異なる。前回の上昇ビートと下
降ビートとにおいて、ピーク周波数の数が同じであると
き、前回の下降ビートにおいてピーク幅Ｗａ２、Ｗｂ
２、Ｗｃ２、Ｗｄ２では、今回のパワー値が閾値以上で
ある。しかも、ピーク幅Ｗｂ２〜Ｗｃ２に渡る範囲にピ
ーク周波数ｃ２／ｂ２が一つしかない。この場合、ピー
ク周波数ｃ２／ｂ２を２つのピーク周波数と見なす。こ
れは、前回２つのピーク周波数ｃ２、ｂ２が今回重なっ
て１つのなることがあるためである。すなわち、自車の
走行レーンの前方の車両と、追越レーンの前方の車両が
距離的に一時的に重なって、上昇ビート、下降ビートの
いずれかで重なって１つのピーク周波数となる場合があ
るためである。これにより下降ビートのピーク周波数は
４つとなり、上昇ビートのピーク周波数の数、４つ、と
同じになり、前記と同様にしてペアリングが可能にな
る。
波数の数が異なる場合のペアリングを行う別の例を示す
図である。本図に示す如く、一例として、パワーの閾値
以上に上昇ビートには周波数ａ１、ｂ１、ｃ１、ｄ２に
ピーク周波数が４つあるが、下降ビートには周波数ａ
２、ｃ２／ｂ２、ｄ２にピーク周波数が３つあるとす
る。この場合、上昇ビートにはピーク周波数の数が４つ
であり、下降ビートにはピーク周波数の数が３つであ
り、ピーク周波数の数が異なる。前回の上昇ビートと下
降ビートとにおいて、ピーク周波数の数が同じであると
き、前回の下降ビートにおいてピーク幅Ｗａ２、Ｗｂ
２、Ｗｃ２、Ｗｄ２では、今回のパワー値が閾値以上で
ある。しかも、ピーク幅Ｗｂ２〜Ｗｃ２に渡る範囲にピ
ーク周波数ｃ２／ｂ２が一つしかない。この場合、ピー
ク周波数ｃ２／ｂ２を２つのピーク周波数と見なす。こ
れは、前回２つのピーク周波数ｃ２、ｂ２が今回重なっ
て１つのなることがあるためである。すなわち、自車の
走行レーンの前方の車両と、追越レーンの前方の車両が
距離的に一時的に重なって、上昇ビート、下降ビートの
いずれかで重なって１つのピーク周波数となる場合があ
るためである。これにより下降ビートのピーク周波数は
４つとなり、上昇ビートのピーク周波数の数、４つ、と
同じになり、前記と同様にしてペアリングが可能にな
る。
【００２５】図７はペアリング部５の一連の動作を説明
するフローチャートである。本図に示す如く、ステップ
Ｓ１において、高速フ−リエ変換部４から上昇ビート、
下降ビートにおけるピーク周波数を入力する。ステップ
Ｓ２において、上昇ビートのピーク周波数の数、下降ビ
ートのピーク周波数の数が一致するかを判断する。一致
するならばステップＳ３に進む。
するフローチャートである。本図に示す如く、ステップ
Ｓ１において、高速フ−リエ変換部４から上昇ビート、
下降ビートにおけるピーク周波数を入力する。ステップ
Ｓ２において、上昇ビートのピーク周波数の数、下降ビ
ートのピーク周波数の数が一致するかを判断する。一致
するならばステップＳ３に進む。
【００２６】ステップＳ３において、上昇ビート、下降
ビートのそれぞれにおいて、複数のピーク周波数のそれ
ぞれについてピーク周波数の位置、ピーク幅をそれぞれ
記憶する（図４参照）。ステップＳ４において、上昇ビ
ート、下降ビートにおいて単に周波数の低いピーク周波
数の順にピーク周波数のペアリングを行う。
ビートのそれぞれにおいて、複数のピーク周波数のそれ
ぞれについてピーク周波数の位置、ピーク幅をそれぞれ
記憶する（図４参照）。ステップＳ４において、上昇ビ
ート、下降ビートにおいて単に周波数の低いピーク周波
数の順にピーク周波数のペアリングを行う。
【００２７】ステップＳ５において、ペアリング部５は
ペアリングの結果をターゲット判断部６に出力し、ター
ゲット部６では、ペアのピーク周波数のパワーの差が所
定値以上かを判断する。ペアのピーク周波数のパワー差
が所定値以上の場合には処理を終了して、ペアリング部
５により行われたペアリングの関係を切るペアカットを
行う。又は、ペアのピーク周波数の各ピークに対する面
積の差が所定値以上の場合には処理を終了するようにし
てもよい。
ペアリングの結果をターゲット判断部６に出力し、ター
ゲット部６では、ペアのピーク周波数のパワーの差が所
定値以上かを判断する。ペアのピーク周波数のパワー差
が所定値以上の場合には処理を終了して、ペアリング部
５により行われたペアリングの関係を切るペアカットを
行う。又は、ペアのピーク周波数の各ピークに対する面
積の差が所定値以上の場合には処理を終了するようにし
てもよい。
【００２８】ステップＳ６において、ステップＳ５でペ
アのピーク周波数のパワー差が所定値未満の場合には、
ペアリング部５からのペアリングの結果を基に、ターゲ
ット認定部６では前方の車両との距離、相対速度が求め
られ、処理が終了される。ステップＳ７において、ステ
ップＳ２で一致がなければ、ピーク周波数の数が少ない
上昇ビート、下降ビートのいずれか一方において、ピー
ク周波数のうち欠落しているピーク周波数が有るかを判
断する。欠落している場合にはステップＳ８に進む。
アのピーク周波数のパワー差が所定値未満の場合には、
ペアリング部５からのペアリングの結果を基に、ターゲ
ット認定部６では前方の車両との距離、相対速度が求め
られ、処理が終了される。ステップＳ７において、ステ
ップＳ２で一致がなければ、ピーク周波数の数が少ない
上昇ビート、下降ビートのいずれか一方において、ピー
ク周波数のうち欠落しているピーク周波数が有るかを判
断する。欠落している場合にはステップＳ８に進む。
【００２９】ステップＳ８において、記憶されている前
回のピーク周波数のピーク幅では今回のパワーが閾値以
下であるとピーク周波数が一時的に欠落していると判断
されて、前記記憶されているピーク幅におけるピークパ
ワーをピーク周波数と見なして、ステップＳ４に進む。
又は、閾値を一時的に下げて、欠落したピーク周波数を
得るようにしてもよい。
回のピーク周波数のピーク幅では今回のパワーが閾値以
下であるとピーク周波数が一時的に欠落していると判断
されて、前記記憶されているピーク幅におけるピークパ
ワーをピーク周波数と見なして、ステップＳ４に進む。
又は、閾値を一時的に下げて、欠落したピーク周波数を
得るようにしてもよい。
【００３０】ステップＳ９において、ピーク周波数が欠
落していないが、２つのピーク幅に共通の１つのピーク
周波数だけが有るかを判断する。これ以外のケースの場
合には処理を終了する。ステップＳ１０において上記判
断が肯定的な場合には、共通の１つのピーク周波数を二
つのピーク周波数と見なして、ステップＳ４に進む。
落していないが、２つのピーク幅に共通の１つのピーク
周波数だけが有るかを判断する。これ以外のケースの場
合には処理を終了する。ステップＳ１０において上記判
断が肯定的な場合には、共通の１つのピーク周波数を二
つのピーク周波数と見なして、ステップＳ４に進む。
【００３１】
【発明の効果】以上の説明により本発明によれば、一時
的に欠落し又は重なったピーク周波数を再生可能にした
ので、上昇時及び下降時のペアリングが適切に行えるよ
うになり、誤ったペアリングを回避することが可能にな
った。
的に欠落し又は重なったピーク周波数を再生可能にした
ので、上昇時及び下降時のペアリングが適切に行えるよ
うになり、誤ったペアリングを回避することが可能にな
った。
【図１】図１は本発明に係るスキャン式レーダの信号処
理装置の概略を説明する図である。
理装置の概略を説明する図である。
【図２】図２はスキャン時のある角度で前方の車両を捕
らえた例を示す図である。
らえた例を示す図である。
【図３】図３はレーダ１の送信信号と受信信号との例を
説明する図である。
説明する図である。
【図４】図４は高速フ−リエ変化部４により得られた周
波数分析結果に基づいてピーク周波数のペアリングを説
明する図である。
波数分析結果に基づいてピーク周波数のペアリングを説
明する図である。
【図５】図５は上昇ビート、下降ビートでピーク周波数
の数が異なる場合のペアリングを行う例を示す図であ
る。
の数が異なる場合のペアリングを行う例を示す図であ
る。
【図６】図６は上昇ビート、下降ビートでピーク周波数
の数が異なる場合のペアリングを行う別の例を示す図で
ある。
の数が異なる場合のペアリングを行う別の例を示す図で
ある。
【図７】図７はペアリング部５の一連の動作を説明する
フローチャートである。
フローチャートである。
１…レーダ
２…ＬＰＦ
３…Ａ／Ｄ変換器
４…高速フ−リエ変換部
５…ペアリング部
６…ターゲット認定部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 高木 誠
愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自
動車株式会社内
(56)参考文献 特開 平５−150035（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−256937（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−55926（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−145827（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−206532（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−190772（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−271426（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−258337（ＪＰ，Ａ)
特許3305624（ＪＰ，Ｂ２)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01S 7/00 - 7/42
G01S 13/00 - 13/95
Claims (5)
- 【請求項１】 ３角波状に周波数変調された連続波を送
信して移動する複数のターゲットからの反射波を受信し
て受信信号の処理を行うＦＭ−ＣＷ方式レーダの信号処
理装置において、 前方の車両との距離情報を含む受信信号と送信信号との
ビート信号を形成する時に、前記３角波状に変調される
周波数の上昇時及び下降時のそれぞれでドプラ効果の情
報を含むビート信号を形成するレーダと、 前記上昇時及び下降時毎に、前記ビート信号の周波数分
析が行われ、前記ターゲットに対してはパワーが大きく
なるピーク周波数を示す周波数分析部と、 閾値以上の前記ピーク周波数の数が前記上昇時及び下降
時で同じ場合には、前記上昇時及び下降時のピーク周波
数をその大きさの順にペアリングするペアリング部とを
備え、 前記ペアリング部は前記ピーク周波数の数が前記上昇時
及び下降時で同じ場合にはピーク周波数とそのピーク幅
とを記憶し、前記ピーク周波数の数が前記上昇時及び下
降時で異なる場合には欠落したピーク周波数のピーク幅
内でパワーがピークとなる周波数をピーク周波数とし
て、ピーク周波数の数を前記上昇時及び下降時で同じく
することを特徴とするＦＭ−ＣＷ方式レーダの信号処理
装置。 - 【請求項２】 ３角波状に周波数変調された連続波を送
信して移動する複数のターゲットからの反射波を受信し
て受信信号の処理を行うＦＭ−ＣＷ方式レーダの信号処
理装置において、 前方の車両との距離情報を含む受信信号と送信信号との
ビート信号を形成する時に、前記３角波状に変調される
周波数の上昇時及び下降時のそれぞれでドプラ効果の情
報を含むビート信号を形成するレーダと、 前記上昇時及び下降時毎に、前記ビート信号の周波数分
析が行われ、前記ターゲットに対してはパワーが大きく
なるピーク周波数を示す周波数分析部と、 閾値以上の前記ピーク周波数の数が前記上昇時及び下降
時で同じ場合には、前記上昇時及び下降時のピーク周波
数をその大きさの順にペアリングするペアリング部とを
備え、 前記ペアリング部は前記ピーク周波数の数が前記上昇時
及び下降時で異なる場合にはピーク周波数が欠落した前
記上昇時及び下降時のいずれかで前記閾値を下げて新た
なピークの周波数をピーク周波数として、ピーク周波数
の数を前記上昇時及び下降時で同じくすることを特徴と
するＦＭ−ＣＷ方式レーダの信号処理装置。 - 【請求項３】 ３角波状に周波数変調された連続波を送
信して移動する複数のターゲットからの反射波を受信し
て受信信号の処理を行うＦＭ−ＣＷ方式レーダの信号処
理装置において、 前方の車両との距離情報を含む受信信号と送信信号との
ビート信号を形成する時に、前記３角波状に変調される
周波数の上昇時及び下降時のそれぞれでドプラ効果の情
報を含むビート信号を形成するレーダと、 前記上昇時及び下降時毎に、前記ビート信号の周波数分
析が行われ、前記ターゲットに対してはパワーが大きく
なるピーク周波数を示す周波数分析部と、 閾値以上の前記ピーク周波数の数が前記上昇時及び下降
時で同じ場合には、前記上昇時及び下降時のピーク周波
数をその大きさの順にペアリングするペアリング部とを
備え、 前記ペアリング部は、前記ペアリング部は前記ピーク周
波数の数が前記上昇時及び下降時で同じ場合にはピーク
周波数とそのピーク幅とを記憶し、前記ピーク周波数の
数が前記上昇時及び下降時で異なる場合には前記上昇時
及び下降時のいずれかで２つのピーク幅間に共通の１つ
のピーク周波数があるならば共通の１つを２つのピーク
周波数として、ピーク周波数の数を前記上昇時及び下降
時で同じくすることを特徴とするＦＭ−ＣＷ方式レーダ
の信号処理装置。 - 【請求項４】 前記ペアリング部のペアリングにより得
られた２つのピーク周波数のパワーの差が所定値よりも
大きい場合にはペアリングの関係を切ることを特徴とす
る、請求項１乃至３のいずれかに記載のＦＭ−ＣＷ方式
レーダの信号処理装置。 - 【請求項５】 前記ペアリング部のペアリングにより得
られた２つのピーク周波数のピークの面積の差が所定値
よりも大きい場合にはペアリングの関係を切ることを特
徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載のＦＭ−Ｃ
Ｗ方式レーダの信号処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12107198A JP3406225B2 (ja) | 1998-04-30 | 1998-04-30 | Ｆｍ−ｃｗ方式レーダの信号処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12107198A JP3406225B2 (ja) | 1998-04-30 | 1998-04-30 | Ｆｍ−ｃｗ方式レーダの信号処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11316273A JPH11316273A (ja) | 1999-11-16 |
| JP3406225B2 true JP3406225B2 (ja) | 2003-05-12 |
Family
ID=14802129
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12107198A Expired - Fee Related JP3406225B2 (ja) | 1998-04-30 | 1998-04-30 | Ｆｍ−ｃｗ方式レーダの信号処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3406225B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3489514B2 (ja) * | 1999-12-09 | 2004-01-19 | 株式会社デンソー | Ｆｍｃｗレーダ装置 |
| JP4820083B2 (ja) * | 2004-11-17 | 2011-11-24 | 富士通株式会社 | レーダ装置の制御方法、レーダ装置、プログラム |
| JP5317570B2 (ja) | 2008-08-07 | 2013-10-16 | 富士通テン株式会社 | レーダ装置及び物標検出方法 |
| JP4820449B2 (ja) * | 2010-02-01 | 2011-11-24 | 富士通株式会社 | レーダ装置の制御方法、レーダ装置、プログラム |
| CN110118957B (zh) * | 2019-05-06 | 2023-09-12 | 上海航天电子有限公司 | 一种三角形调频连续波上下扫频的目标配对方法 |
| US11313955B1 (en) | 2020-10-22 | 2022-04-26 | Aeva, Inc. | Techniques to associate peaks in multi-target scenarios in coherent lidar systems |
-
1998
- 1998-04-30 JP JP12107198A patent/JP3406225B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11316273A (ja) | 1999-11-16 |
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