JP3492199B2 - Ｆｍ−ｃｗレーダの信号処理装置 - Google Patents
Ｆｍ−ｃｗレーダの信号処理装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は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、ターゲットに対して得られた三角波状のＦＭ−ＣＷ
波の上昇時及び下降時のピーク周波数のペアリング処理
に関する。
−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、ターゲットに対して得られた三角波状のＦＭ−ＣＷ
波の上昇時及び下降時のピーク周波数のペアリング処理
に関する。
【０００２】
【従来の技術】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
てターゲットである前方の車両との距離を求めている。
即ち、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（レーダ信
号）を得る。このビート信号を高速フーリエ変換して周
波数分析を行う。周波数分析された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るが、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
速度によるドップラ効果のために、前記三角波状のＦＭ
−ＣＷ波の上昇時と下降時とではこのピーク周波数は異
なる。そして、この上昇時と下降時のピーク周波数から
前方の車両との距離及び相対速度が得られる。また、前
方の車両が複数存在する場合は各車両に対して一対の上
昇時と下降時のピーク周波数が生じる。この上昇時と下
降時の一対のピーク周波数を形成することをペアリング
という。
れ、三角波状の周波数変調された連続の送信波を出力し
てターゲットである前方の車両との距離を求めている。
即ち、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（レーダ信
号）を得る。このビート信号を高速フーリエ変換して周
波数分析を行う。周波数分析された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るが、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
速度によるドップラ効果のために、前記三角波状のＦＭ
−ＣＷ波の上昇時と下降時とではこのピーク周波数は異
なる。そして、この上昇時と下降時のピーク周波数から
前方の車両との距離及び相対速度が得られる。また、前
方の車両が複数存在する場合は各車両に対して一対の上
昇時と下降時のピーク周波数が生じる。この上昇時と下
降時の一対のピーク周波数を形成することをペアリング
という。
【０００３】このペアリングは従来は、上昇時と下降時
で単にピーク周波数の低い順に行ったり、あるいは上昇
時と下降時で単にピーク周波数のパワーが大きい順に行
っている。
で単にピーク周波数の低い順に行ったり、あるいは上昇
時と下降時で単にピーク周波数のパワーが大きい順に行
っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記反射波の
受信信号と送信信号とのビート信号（レーダ信号）を高
速フーリエ変換する（以下、「ＦＦＴ処理」と記す）
と、実際の受信信号のピーク周波数の位置とは別の低周
波領域において図１に示されているような、ＦＭ−ＡＭ
変換雑音による虚像が発生する。図１はビート信号（レ
ーダ信号）をＦＦＴ処理した時のピークスペクトルを表
したグラフで、横軸はピーク周波数を示し、縦軸は受信
信号の強度を示す。図においてａはピーク周波数がｆa
である実際の受信信号であり、ｘ，ｙ，ｚはそれぞれピ
ーク周波数がｆx ，ｆy ，ｆz である虚像である。な
お、ｘは基準周波数成分であり、ｙ，ｚはそれぞれ高次
周波数成分である。従って、これらの虚像を除去しない
とターゲットの検出を誤ってしまう恐れがある。
受信信号と送信信号とのビート信号（レーダ信号）を高
速フーリエ変換する（以下、「ＦＦＴ処理」と記す）
と、実際の受信信号のピーク周波数の位置とは別の低周
波領域において図１に示されているような、ＦＭ−ＡＭ
変換雑音による虚像が発生する。図１はビート信号（レ
ーダ信号）をＦＦＴ処理した時のピークスペクトルを表
したグラフで、横軸はピーク周波数を示し、縦軸は受信
信号の強度を示す。図においてａはピーク周波数がｆa
である実際の受信信号であり、ｘ，ｙ，ｚはそれぞれピ
ーク周波数がｆx ，ｆy ，ｆz である虚像である。な
お、ｘは基準周波数成分であり、ｙ，ｚはそれぞれ高次
周波数成分である。従って、これらの虚像を除去しない
とターゲットの検出を誤ってしまう恐れがある。
【０００５】そこで、ＦＭ−ＡＭ変換雑音を低減し、こ
れらの虚像の影響を無くすために低域カットフィルタが
用いられている。図２は低域カットフィルタによりＦＭ
−ＡＭ変換雑音を低減した状態を示したグラフである。
図２の横軸と縦軸の単位は図１と同じである。図におい
てｌはフィルタ特性曲線であり、この特性曲線に沿って
虚像ｘ，ｙ，ｚの大きさは低減されている。
れらの虚像の影響を無くすために低域カットフィルタが
用いられている。図２は低域カットフィルタによりＦＭ
−ＡＭ変換雑音を低減した状態を示したグラフである。
図２の横軸と縦軸の単位は図１と同じである。図におい
てｌはフィルタ特性曲線であり、この特性曲線に沿って
虚像ｘ，ｙ，ｚの大きさは低減されている。
【０００６】しかし、ターゲットである前方の車両との
車間距離が近い場合は、後述のようにターゲットからの
受信信号の周波数は低くなる。そのため、実際の受信信
号のピーク周波数の強度が低域カットフィルタのフィル
タ特性曲線の減衰領域に含まれ、低減されてしまう。そ
の結果、ペアであるとの確認ができなくなり、検出した
データが削除されたり、ターゲットが無くなってしまっ
たものと判定されてしまう。
車間距離が近い場合は、後述のようにターゲットからの
受信信号の周波数は低くなる。そのため、実際の受信信
号のピーク周波数の強度が低域カットフィルタのフィル
タ特性曲線の減衰領域に含まれ、低減されてしまう。そ
の結果、ペアであるとの確認ができなくなり、検出した
データが削除されたり、ターゲットが無くなってしまっ
たものと判定されてしまう。
【０００７】従って、本発明の目的は、上記問題を解決
し、低域カットフィルタにより虚像の強度を低減させた
場合でも正確にペアリングを行うことができ、ターゲッ
トの有無の判定を誤らないＦＭ−ＣＷ方式レーダの信号
処理装置を提供することである。
し、低域カットフィルタにより虚像の強度を低減させた
場合でも正確にペアリングを行うことができ、ターゲッ
トの有無の判定を誤らないＦＭ−ＣＷ方式レーダの信号
処理装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明では三角波状の周波数変調された連続波を送
信する送信手段と、ターゲットからの反射波を受信する
受信手段と、前記送信信号と受信信号のビート信号をＦ
ＦＴ処理するＦＦＴ手段と、ＦＭ−ＡＭ雑音を低減する
ために低周波領域をカットする低域カットフィルタと、
三角波状の送信信号の上昇時及び下降時のビート信号か
らそれぞれピーク周波数と強度を検出するピーク検出手
段とを備えるＦＭ−ＣＷレーダの信号処理装置におい
て、検出された上昇時と下降時のピーク周波数をペアリ
ングしてターゲットとの距離と相対速度を検出し、前記
低域カットフィルタにより減衰された上昇時と下降時の
ピーク周波数の強度を補正し、補正後の上昇時と下降時
のピーク周波数の強度を比較するようにしたものであ
る。そのため、ペアであるにも係わらず強度差が大とさ
れて誤ったペアリングと判断され、検出したデータが削
除されることがなくなる。
め、本発明では三角波状の周波数変調された連続波を送
信する送信手段と、ターゲットからの反射波を受信する
受信手段と、前記送信信号と受信信号のビート信号をＦ
ＦＴ処理するＦＦＴ手段と、ＦＭ−ＡＭ雑音を低減する
ために低周波領域をカットする低域カットフィルタと、
三角波状の送信信号の上昇時及び下降時のビート信号か
らそれぞれピーク周波数と強度を検出するピーク検出手
段とを備えるＦＭ−ＣＷレーダの信号処理装置におい
て、検出された上昇時と下降時のピーク周波数をペアリ
ングしてターゲットとの距離と相対速度を検出し、前記
低域カットフィルタにより減衰された上昇時と下降時の
ピーク周波数の強度を補正し、補正後の上昇時と下降時
のピーク周波数の強度を比較するようにしたものであ
る。そのため、ペアであるにも係わらず強度差が大とさ
れて誤ったペアリングと判断され、検出したデータが削
除されることがなくなる。
【０００９】
【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３は本発明に係るＦＭ−
ＣＷ方式レーダ装置を用いた車間距離制御装置の構成の
概要を示した図である。図３において、レーダセンサ部
はレーダアンテナ１、走査機構２、及び信号処理回路３
を備えている。車間距離制御ＥＣＵ７は、ステアリング
センサ４、ヨーレートセンサ５、車速センサ６、及びレ
ーダセンサ部の信号処理回路３からの信号を受け、警報
機８、ブレーキ９、スロットル１０等を制御する。ま
た、車間距離制御ＥＣＵ７はレーダセンサ部の信号処理
回路３にも信号を送る。
て図面を参照して説明する。図３は本発明に係るＦＭ−
ＣＷ方式レーダ装置を用いた車間距離制御装置の構成の
概要を示した図である。図３において、レーダセンサ部
はレーダアンテナ１、走査機構２、及び信号処理回路３
を備えている。車間距離制御ＥＣＵ７は、ステアリング
センサ４、ヨーレートセンサ５、車速センサ６、及びレ
ーダセンサ部の信号処理回路３からの信号を受け、警報
機８、ブレーキ９、スロットル１０等を制御する。ま
た、車間距離制御ＥＣＵ７はレーダセンサ部の信号処理
回路３にも信号を送る。
【００１０】図４は、図３の信号処理回路３の構成を示
したものである。信号処理回路３は、走査角制御部１
１、レーダ信号処理部１２、制御対象認識部１３を備え
ている。レーダ信号処理部１２はレーダアンテナ１から
の反射信号をＦＦＴ処理し、パワースペクトルを検出
し、ターゲットとの距離及び相対速度を算出し、制御対
象認識部１３にそのデータを送信する。制御対象認識部
１３は、レーダ信号処理部１２から受信したターゲット
との距離、相対速度、及び車間距離制御ＥＣＵ７から受
信したステアリングセンサ４、ヨーレートセンサ５、車
速センサ６等から得られた車両情報に基づいて走査角制
御部１１に走査角を指示すると共に、制御対象となるタ
ーゲットを判別して車間距離制御ＥＣＵ７に送信する。
走査角制御部１１は、固定式レーダの場合はカーブ走行
時の走査角等を制御し、スキャン式レーダの場合はスキ
ャン走査角度を制御するものである。
したものである。信号処理回路３は、走査角制御部１
１、レーダ信号処理部１２、制御対象認識部１３を備え
ている。レーダ信号処理部１２はレーダアンテナ１から
の反射信号をＦＦＴ処理し、パワースペクトルを検出
し、ターゲットとの距離及び相対速度を算出し、制御対
象認識部１３にそのデータを送信する。制御対象認識部
１３は、レーダ信号処理部１２から受信したターゲット
との距離、相対速度、及び車間距離制御ＥＣＵ７から受
信したステアリングセンサ４、ヨーレートセンサ５、車
速センサ６等から得られた車両情報に基づいて走査角制
御部１１に走査角を指示すると共に、制御対象となるタ
ーゲットを判別して車間距離制御ＥＣＵ７に送信する。
走査角制御部１１は、固定式レーダの場合はカーブ走行
時の走査角等を制御し、スキャン式レーダの場合はスキ
ャン走査角度を制御するものである。
【００１１】図５はレーダの送信信号と受信信号の例を
示した図である。レーダアンテナ１からは実線で示され
ているように、周波数偏移幅Δｆで中心周波数がｆo の
三角波状のＦＭ−ＣＷ波が送信信号として送信される。
この送信波はターゲットで反射されて、点線で示された
反射波を受信信号として受信する。そして、図４のレー
ダ信号処理部１２では三角波の上昇時と下降時で送信信
号と反射信号とのビートをとり、ＦＦＤ処理をして上昇
時と下降時のビート信号について周波数分析が行われ、
ターゲットに対する上昇時のピーク周波数ｆUPとその強
度及び下降時のピーク周波数ｆDNとその強度が検出さ
れ、これらピーク周波数からターゲットとの距離及び相
対速度を算出する。
示した図である。レーダアンテナ１からは実線で示され
ているように、周波数偏移幅Δｆで中心周波数がｆo の
三角波状のＦＭ−ＣＷ波が送信信号として送信される。
この送信波はターゲットで反射されて、点線で示された
反射波を受信信号として受信する。そして、図４のレー
ダ信号処理部１２では三角波の上昇時と下降時で送信信
号と反射信号とのビートをとり、ＦＦＤ処理をして上昇
時と下降時のビート信号について周波数分析が行われ、
ターゲットに対する上昇時のピーク周波数ｆUPとその強
度及び下降時のピーク周波数ｆDNとその強度が検出さ
れ、これらピーク周波数からターゲットとの距離及び相
対速度を算出する。
【００１２】図６は複数のターゲットがある場合に、Ｆ
ＦＴ処理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どのように行うかを説明するた
めの図である。図の例では、３つのターゲットがあり、
上昇時には周波数ｆUPａ，ｆ UPｂ，ｆUPｃにピーク周波
数があり、下降時には周波数ｆDNａ，ｆDNｂ，ｆDNｃに
ピーク周波数がある。なお、ノイズがピーク周波数とし
て検出されるのを回避するため、閾値を設けてある。
ＦＴ処理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どのように行うかを説明するた
めの図である。図の例では、３つのターゲットがあり、
上昇時には周波数ｆUPａ，ｆ UPｂ，ｆUPｃにピーク周波
数があり、下降時には周波数ｆDNａ，ｆDNｂ，ｆDNｃに
ピーク周波数がある。なお、ノイズがピーク周波数とし
て検出されるのを回避するため、閾値を設けてある。
【００１３】この場合、上昇時のビートと下降時のビー
トではピーク周波数が３つずつ同じ数だけあるので、単
にピーク周波数の低いものからペアリングを行う。即
ち、ターゲットａ，ｂ，ｃに対してそれぞれ（ａ1,
ａ2 ）、（ｂ1,ｂ2 ）、（ｃ1,ｃ2）のように組み合わ
せてピーク周波数のペアリングが行われる。なお、上記
ペアリングの場合、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強度の差が所定値以上
の場合には、誤ってペアリングされて異常な結果が出る
のを避けるため、ペアリングの関係を切るペアカットを
行い、そのペアのピーク周波数に関しては対象の認定か
ら削除する。
トではピーク周波数が３つずつ同じ数だけあるので、単
にピーク周波数の低いものからペアリングを行う。即
ち、ターゲットａ，ｂ，ｃに対してそれぞれ（ａ1,
ａ2 ）、（ｂ1,ｂ2 ）、（ｃ1,ｃ2）のように組み合わ
せてピーク周波数のペアリングが行われる。なお、上記
ペアリングの場合、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強度の差が所定値以上
の場合には、誤ってペアリングされて異常な結果が出る
のを避けるため、ペアリングの関係を切るペアカットを
行い、そのペアのピーク周波数に関しては対象の認定か
ら削除する。
【００１４】図７は低域カットフィルタによりＦＭ−Ａ
Ｍ変換雑音を低減した場合の、ターゲットとの距離が大
きい時に検出された上昇時のピーク周波数ｆUP及び下降
時のピーク周波数ｆDNとそれらの強度を表したグラフで
ある。図に示したように、車間距離が大の時には周波数
の高い領域にピーク周波数が現れるので、低域カットフ
ィルタによりカットされることはない。
Ｍ変換雑音を低減した場合の、ターゲットとの距離が大
きい時に検出された上昇時のピーク周波数ｆUP及び下降
時のピーク周波数ｆDNとそれらの強度を表したグラフで
ある。図に示したように、車間距離が大の時には周波数
の高い領域にピーク周波数が現れるので、低域カットフ
ィルタによりカットされることはない。
【００１５】図８は低域カットフィルタによりＦＭ−Ａ
Ｍ変換雑音を低減した場合の、ターゲットとの距離が小
さい時に検出された上昇時のピーク周波数ｆUP及び下降
時のピーク周波数ｆDNとそれらの強度を表したグラフで
ある。図に示したように、車間距離が小さい時には周波
数の低い領域にピーク周波数が現れるので、ＦＭ−ＡＭ
変換雑音除去用の低域カットフィルタｌによりピーク周
波数ｆUPの強度の一部が低減され小さくなってしまう。
Ｍ変換雑音を低減した場合の、ターゲットとの距離が小
さい時に検出された上昇時のピーク周波数ｆUP及び下降
時のピーク周波数ｆDNとそれらの強度を表したグラフで
ある。図に示したように、車間距離が小さい時には周波
数の低い領域にピーク周波数が現れるので、ＦＭ−ＡＭ
変換雑音除去用の低域カットフィルタｌによりピーク周
波数ｆUPの強度の一部が低減され小さくなってしまう。
【００１６】ターゲットと自車との距離ｒと、相対速度
ｖは以下の式から導かれる。 ｒ＝｛（ｆUP＋ｆDN）／２｝×ｋ ｖ＝｛（ｆUP−ｆDN）／２｝×ｋ （ｋは係数） 上記式からわかるように、相対速度ｖが大きい場合、ピ
ーク周波数ｆUPとピーク周波数ｆDNは大きな差を有す
る。
ｖは以下の式から導かれる。 ｒ＝｛（ｆUP＋ｆDN）／２｝×ｋ ｖ＝｛（ｆUP−ｆDN）／２｝×ｋ （ｋは係数） 上記式からわかるように、相対速度ｖが大きい場合、ピ
ーク周波数ｆUPとピーク周波数ｆDNは大きな差を有す
る。
【００１７】ターゲットと自車との距離ｒと、相対速度
ｖを算出するため上記のようにピーク周波数ｆUPとｆDN
を検出しなければならないが、そのためにはｆUPとｆDN
がペアであること、即ち、同一ターゲットからの受信信
号であることを確認しなければならない。その確認のた
めにｆUPとｆDNの強度の比較を行い、ほぼ同じレベルで
あれば同一ターゲットからの受信信号のピーク周波数で
あると判定し、ｆUPとｆDNをペアであるとしている。
ｖを算出するため上記のようにピーク周波数ｆUPとｆDN
を検出しなければならないが、そのためにはｆUPとｆDN
がペアであること、即ち、同一ターゲットからの受信信
号であることを確認しなければならない。その確認のた
めにｆUPとｆDNの強度の比較を行い、ほぼ同じレベルで
あれば同一ターゲットからの受信信号のピーク周波数で
あると判定し、ｆUPとｆDNをペアであるとしている。
【００１８】しかし、従来の場合、図８に示すようにタ
ーゲットとの距離が小さい時には、上昇時のピーク周波
数ｆUPは低域カットフィルタによりその強度を低減され
てしまい強度差が大となってペアであると確認できなく
なり、ターゲットがなくなってしまったと判定されてし
まう。図９は上記従来の場合のペアリング処理の制御及
び動作のフローチャートを示した図である。なお、この
フローチャートに示した制御及び動作は図４のレーダ信
号処理部１２により行われる。
ーゲットとの距離が小さい時には、上昇時のピーク周波
数ｆUPは低域カットフィルタによりその強度を低減され
てしまい強度差が大となってペアであると確認できなく
なり、ターゲットがなくなってしまったと判定されてし
まう。図９は上記従来の場合のペアリング処理の制御及
び動作のフローチャートを示した図である。なお、この
フローチャートに示した制御及び動作は図４のレーダ信
号処理部１２により行われる。
【００１９】図９において制御の動作が開始されると
（Ｓ１）、レーダの送信信号と受信信号とのビート信号
のＦＦＴ処理が行われ（Ｓ２）、処理された信号は低域
カットフィルタにより低域周波数領域がカットされる
（Ｓ３）。次にピークの抽出が行われ、上昇時のピーク
周波数ｆUPと下降時のピーク周波数ｆDN及びその強度が
検出される（Ｓ４）。次にピーク抽出が行われたターゲ
ットが新規なものであるかどうか判断される（Ｓ５）。
この判断は検出されたピーク周波数とその強度から、前
回検出したターゲットと同じかどうか判断する。即ち、
前回と今回のピーク周波数と強度が大きく異なっている
場合は新規ターゲットと判断される（Ｙｅｓ）。新規タ
ーゲットでないと判断された場合（Ｎｏ）、前回のター
ゲットと同じターゲットから得られたとみなされた今回
のピーク周波数ｆUPとｆDNを優先的に組み合わせ、ター
ゲットとの距離及び相対速度を算出する（Ｓ６）。次に
ピーク周波数ｆUPとｆDNの強度が比較され（Ｓ７）、比
較の結果強度差が大かどうか判断される（Ｓ８）。強度
差が大と判断された場合（Ｙｅｓ）、即ち強度差が所定
の値、例えば強度差が３．４ｄＢ以上の場合、誤ったペ
アリングである恐れがあるのでこのデータ、即ち、上記
算出されたターゲットとの距離及び相対速度のデータは
削除され（Ｓ９）、距離や相対速度は更新されない。一
方、強度差が大と判断されなかった場合（Ｎｏ）はデー
タが更新される（Ｓ１０）。Ｓ８で、強度差が大と判断
される場合には、図８に示したように低域カットフィル
タによりピーク周波数ｆUPの強度がカットされてしまっ
た結果強度差が大となった場合も含まれている。しか
し、この場合もデータが削除されてしまい、データを更
新することができなくなる。
（Ｓ１）、レーダの送信信号と受信信号とのビート信号
のＦＦＴ処理が行われ（Ｓ２）、処理された信号は低域
カットフィルタにより低域周波数領域がカットされる
（Ｓ３）。次にピークの抽出が行われ、上昇時のピーク
周波数ｆUPと下降時のピーク周波数ｆDN及びその強度が
検出される（Ｓ４）。次にピーク抽出が行われたターゲ
ットが新規なものであるかどうか判断される（Ｓ５）。
この判断は検出されたピーク周波数とその強度から、前
回検出したターゲットと同じかどうか判断する。即ち、
前回と今回のピーク周波数と強度が大きく異なっている
場合は新規ターゲットと判断される（Ｙｅｓ）。新規タ
ーゲットでないと判断された場合（Ｎｏ）、前回のター
ゲットと同じターゲットから得られたとみなされた今回
のピーク周波数ｆUPとｆDNを優先的に組み合わせ、ター
ゲットとの距離及び相対速度を算出する（Ｓ６）。次に
ピーク周波数ｆUPとｆDNの強度が比較され（Ｓ７）、比
較の結果強度差が大かどうか判断される（Ｓ８）。強度
差が大と判断された場合（Ｙｅｓ）、即ち強度差が所定
の値、例えば強度差が３．４ｄＢ以上の場合、誤ったペ
アリングである恐れがあるのでこのデータ、即ち、上記
算出されたターゲットとの距離及び相対速度のデータは
削除され（Ｓ９）、距離や相対速度は更新されない。一
方、強度差が大と判断されなかった場合（Ｎｏ）はデー
タが更新される（Ｓ１０）。Ｓ８で、強度差が大と判断
される場合には、図８に示したように低域カットフィル
タによりピーク周波数ｆUPの強度がカットされてしまっ
た結果強度差が大となった場合も含まれている。しか
し、この場合もデータが削除されてしまい、データを更
新することができなくなる。
【００２０】Ｓ５において新規ターゲットであると判断
された場合（Ｙｅｓ）、周波数の低い順に組み合わせて
ペアリングを行って距離及び相対速度を検出する（Ｓ１
１）。なお、ターゲットが複数存在したときには図６に
示したように、周波数の低い順にピークをａ1,ａ2 、ｂ
1,ｂ2 、ｃ1,ｃ2 のように組み合わせる。次に各組み合
わせにおける強度を比較し（Ｓ１２）、比較の結果強度
差が大かどうか判断される（Ｓ１３）。強度差が大と判
断された場合（Ｙｅｓ）、例えばこの場合は新規ターゲ
ットであるため所定の強度差を大きめに設定し、例えば
８．０ｄＢ以上の場合、誤ったペアリングである恐れが
あるのでこのデータは削除され（Ｓ１４）、距離や相対
速度は更新されない。一方、強度差が大と判断されなか
った場合（Ｎｏ）はデータが更新される（Ｓ１０）。
された場合（Ｙｅｓ）、周波数の低い順に組み合わせて
ペアリングを行って距離及び相対速度を検出する（Ｓ１
１）。なお、ターゲットが複数存在したときには図６に
示したように、周波数の低い順にピークをａ1,ａ2 、ｂ
1,ｂ2 、ｃ1,ｃ2 のように組み合わせる。次に各組み合
わせにおける強度を比較し（Ｓ１２）、比較の結果強度
差が大かどうか判断される（Ｓ１３）。強度差が大と判
断された場合（Ｙｅｓ）、例えばこの場合は新規ターゲ
ットであるため所定の強度差を大きめに設定し、例えば
８．０ｄＢ以上の場合、誤ったペアリングである恐れが
あるのでこのデータは削除され（Ｓ１４）、距離や相対
速度は更新されない。一方、強度差が大と判断されなか
った場合（Ｎｏ）はデータが更新される（Ｓ１０）。
【００２１】本発明は上記のようにペアリングできる強
度差であるにも係わらず、低域カットフィルタによりカ
ットされてしまってデータの更新ができなくなる問題を
解決するものである。図１０は本発明の信号処理装置に
よるペアリングの際の信号処理の内容を示した図であ
る。
度差であるにも係わらず、低域カットフィルタによりカ
ットされてしまってデータの更新ができなくなる問題を
解決するものである。図１０は本発明の信号処理装置に
よるペアリングの際の信号処理の内容を示した図であ
る。
【００２２】図１０（ａ）は例えばターゲットａとの距
離が大きい時に検出された上昇時のピーク周波数ｆUPと
下降時のピーク周波数ｆDNとその強度を表したグラフで
ある。低域カットフィルタによりＦＭ−ＡＭ雑音を低減
するようにしているが、ピーク周波数ｆUPとｆDNは共に
低域カット領域ではないため、フィルタによる影響を受
けてはいない。しかし、車間距離が短くなるとピーク周
波数ｆUPとｆDNは図１０（ｂ）に示した領域になる。こ
の場合上昇時のピーク周波数ｆUPは，図に示すように低
域カットフィルタにより強度の一部がカットされ、ピー
ク周波数ｆUPとｆDNの強度の差ΔｄＢが所定値以上とな
ってしまうため、ペアリングの関係を切るペアカットが
行われ、このペアのピーク周波数に関してはターゲット
の認定から削除されてしまう。そこで、本発明ではピー
ク周波数ｆUPのカットされたａ１の強度を図１０（ｂ）
に示すように補正してペアリングの関係が切られないよ
うにするものである。
離が大きい時に検出された上昇時のピーク周波数ｆUPと
下降時のピーク周波数ｆDNとその強度を表したグラフで
ある。低域カットフィルタによりＦＭ−ＡＭ雑音を低減
するようにしているが、ピーク周波数ｆUPとｆDNは共に
低域カット領域ではないため、フィルタによる影響を受
けてはいない。しかし、車間距離が短くなるとピーク周
波数ｆUPとｆDNは図１０（ｂ）に示した領域になる。こ
の場合上昇時のピーク周波数ｆUPは，図に示すように低
域カットフィルタにより強度の一部がカットされ、ピー
ク周波数ｆUPとｆDNの強度の差ΔｄＢが所定値以上とな
ってしまうため、ペアリングの関係を切るペアカットが
行われ、このペアのピーク周波数に関してはターゲット
の認定から削除されてしまう。そこで、本発明ではピー
ク周波数ｆUPのカットされたａ１の強度を図１０（ｂ）
に示すように補正してペアリングの関係が切られないよ
うにするものである。
【００２３】図１１はフィルタの減衰特性に基づくピー
ク周波数強度の補正マップの例を示したものである。各
周波数に対応して補正量が示されている。補正量はフィ
ルタの減衰特性に対応して周波数が低くなるに従って大
きくなり、フィルタによりカットされない周波数領域に
おいて補正量は”０”となっている。本発明では図１０
（ｂ）に示す状態になった時、その前の状態である図１
０（ａ）における状態での上昇時のピーク周波数ｆUPと
下降時のピーク周波数ｆDNとその時の相対速度ｖから、
図１０（ｂ）に示す状態でのピーク周波数ｆUPとｆDNの
値を算出し、算出したピーク周波数に基づいて図１１の
補正マップから補正量を導き出して図１０（ｂ）に示す
ように補正する。即ち、車間距離が小さいほど周波数の
低い領域にピーク周波数ｆUPとｆDNが現れるため、図１
０（ａ）の時点における相対速度から図１０（ｂ）の時
点の車間距離を算出し、図１０（ｂ）の時点におけるピ
ーク周波数ｆUPとｆDNの値を算出する。そして、図１１
の補正マップからそのピーク周波数の補正量を導き出し
て補正するものである。そして、補正後にピーク周波数
ｆUPとｆDNの強度差が所定の値以上かどうか判断するこ
とができる。またターゲットに対応したピーク周波数の
場合はｆUPとｆDNの強度差が大きくならないため、求め
たデータが削除されることはない。
ク周波数強度の補正マップの例を示したものである。各
周波数に対応して補正量が示されている。補正量はフィ
ルタの減衰特性に対応して周波数が低くなるに従って大
きくなり、フィルタによりカットされない周波数領域に
おいて補正量は”０”となっている。本発明では図１０
（ｂ）に示す状態になった時、その前の状態である図１
０（ａ）における状態での上昇時のピーク周波数ｆUPと
下降時のピーク周波数ｆDNとその時の相対速度ｖから、
図１０（ｂ）に示す状態でのピーク周波数ｆUPとｆDNの
値を算出し、算出したピーク周波数に基づいて図１１の
補正マップから補正量を導き出して図１０（ｂ）に示す
ように補正する。即ち、車間距離が小さいほど周波数の
低い領域にピーク周波数ｆUPとｆDNが現れるため、図１
０（ａ）の時点における相対速度から図１０（ｂ）の時
点の車間距離を算出し、図１０（ｂ）の時点におけるピ
ーク周波数ｆUPとｆDNの値を算出する。そして、図１１
の補正マップからそのピーク周波数の補正量を導き出し
て補正するものである。そして、補正後にピーク周波数
ｆUPとｆDNの強度差が所定の値以上かどうか判断するこ
とができる。またターゲットに対応したピーク周波数の
場合はｆUPとｆDNの強度差が大きくならないため、求め
たデータが削除されることはない。
【００２４】図１２は本発明によるペアリング処理の制
御及び動作のフーローチャートを示した図である。な
お、このフローチャートに示した制御及び動作は図４の
レーダ信号処理部１２により行われる。このフローチャ
ートは図９に示したものと殆ど同じであり、異なる部分
はピーク周波数ｆUPとｆDNを組み合わせ、ターゲットと
の距離及び相対速度を算出した（Ｓ６）後、前述のよう
に補正マップを用いてピーク周波数の強度補正を行うこ
とである（Ｓ６−１）。
御及び動作のフーローチャートを示した図である。な
お、このフローチャートに示した制御及び動作は図４の
レーダ信号処理部１２により行われる。このフローチャ
ートは図９に示したものと殆ど同じであり、異なる部分
はピーク周波数ｆUPとｆDNを組み合わせ、ターゲットと
の距離及び相対速度を算出した（Ｓ６）後、前述のよう
に補正マップを用いてピーク周波数の強度補正を行うこ
とである（Ｓ６−１）。
【００２５】図１２において制御の動作が開始されると
（Ｓ１）、レーダの送信信号と受信信号とのビート信号
のＦＦＴ処理が行われ（Ｓ２）、処理された信号は低域
カットフィルタにより低域周波数領域がカットされる
（Ｓ３）。次にピークの抽出が行われ、上昇時のピーク
周波数ｆUPと下降時のピーク周波数ｆDN及びその強度が
検出される（Ｓ４）。次にピーク抽出が行われたターゲ
ットが新規なものであるかどうか判断される（Ｓ５）。
この判断は検出されたピーク周波数とその強度から、前
回検出したターゲットと同じかどうか判断する。即ち、
前回と今回のピーク周波数と強度が大きく異なっている
場合は新規ターゲットと判断される（Ｙｅｓ）。新規タ
ーゲットでないと判断された場合（Ｎｏ）、前回のター
ゲットと同じターゲットから得られたと見なされた今回
のピーク周波数ｆUPとｆDNを優先的に組み合わせ、ター
ゲットとの距離及び相対速度を算出する（Ｓ６）。な
お、この組み合わせはピーク周波数に基づいて行われる
ため、低域カットフィルタにより強度がカットされてい
ても支障はない。従来の場合は次に、ピーク周波数ｆUP
とｆDNの強度が比較されるが、本発明では図１１に示し
たような補正マップを用いてピーク周波数ｆUPとｆDNの
強度補正がなされる（Ｓ６−１）。なお、この補正マッ
プはレーダ信号処理部１２に内蔵されている。そして補
正がなされた後にピーク周波数ｆUPとｆDNの強度比較が
なされる（Ｓ７）。比較の結果強度差が大かどうか判断
される（Ｓ８）。強度差が大と判断された場合（Ｙｅ
ｓ）、即ち強度差が所定の値以上の場合、誤ったペアリ
ングである恐れがあるのでこのデータ、即ち、上記算出
されたターゲットとの距離及び相対速度のデータは削除
され（Ｓ９）、距離や相対速度は更新されない。一方、
強度差が大と判断されなかった場合（Ｎｏ）はデータが
更新される（Ｓ１０）。従来の場合には、Ｓ８で強度差
が大と判断される場合には、図８に示したように低域カ
ットフィルタによりピーク周波数ｆUPの強度がカットさ
れてしまい、その結果強度差が大となった場合も含まれ
ている。しかし、本発明では強度補正を行った後にピー
ク周波数ｆUPとｆDNの強度比較を行ため強度差が大きく
なることはなく、ピーク周波数の強度が低域カットフィ
ルタによりカットされた場合でもペアリングの関係が切
られることなく、従ってデータの更新をすることができ
る。
（Ｓ１）、レーダの送信信号と受信信号とのビート信号
のＦＦＴ処理が行われ（Ｓ２）、処理された信号は低域
カットフィルタにより低域周波数領域がカットされる
（Ｓ３）。次にピークの抽出が行われ、上昇時のピーク
周波数ｆUPと下降時のピーク周波数ｆDN及びその強度が
検出される（Ｓ４）。次にピーク抽出が行われたターゲ
ットが新規なものであるかどうか判断される（Ｓ５）。
この判断は検出されたピーク周波数とその強度から、前
回検出したターゲットと同じかどうか判断する。即ち、
前回と今回のピーク周波数と強度が大きく異なっている
場合は新規ターゲットと判断される（Ｙｅｓ）。新規タ
ーゲットでないと判断された場合（Ｎｏ）、前回のター
ゲットと同じターゲットから得られたと見なされた今回
のピーク周波数ｆUPとｆDNを優先的に組み合わせ、ター
ゲットとの距離及び相対速度を算出する（Ｓ６）。な
お、この組み合わせはピーク周波数に基づいて行われる
ため、低域カットフィルタにより強度がカットされてい
ても支障はない。従来の場合は次に、ピーク周波数ｆUP
とｆDNの強度が比較されるが、本発明では図１１に示し
たような補正マップを用いてピーク周波数ｆUPとｆDNの
強度補正がなされる（Ｓ６−１）。なお、この補正マッ
プはレーダ信号処理部１２に内蔵されている。そして補
正がなされた後にピーク周波数ｆUPとｆDNの強度比較が
なされる（Ｓ７）。比較の結果強度差が大かどうか判断
される（Ｓ８）。強度差が大と判断された場合（Ｙｅ
ｓ）、即ち強度差が所定の値以上の場合、誤ったペアリ
ングである恐れがあるのでこのデータ、即ち、上記算出
されたターゲットとの距離及び相対速度のデータは削除
され（Ｓ９）、距離や相対速度は更新されない。一方、
強度差が大と判断されなかった場合（Ｎｏ）はデータが
更新される（Ｓ１０）。従来の場合には、Ｓ８で強度差
が大と判断される場合には、図８に示したように低域カ
ットフィルタによりピーク周波数ｆUPの強度がカットさ
れてしまい、その結果強度差が大となった場合も含まれ
ている。しかし、本発明では強度補正を行った後にピー
ク周波数ｆUPとｆDNの強度比較を行ため強度差が大きく
なることはなく、ピーク周波数の強度が低域カットフィ
ルタによりカットされた場合でもペアリングの関係が切
られることなく、従ってデータの更新をすることができ
る。
【００２６】なお、Ｓ５において新規ターゲットである
と判断された場合（Ｙｅｓ）のフローは、図９に示され
たフローと同じであるため説明を省略する。
と判断された場合（Ｙｅｓ）のフローは、図９に示され
たフローと同じであるため説明を省略する。
【００２７】
【発明の効果】本発明においては上記のように、上昇時
と下降時のピーク周波数ｆUPとｆDNの強度比較を行う前
に強度を補正しているので、ピーク周波数を検出する際
に低域カットフィルタにより虚像の強度を低減させた場
合でも、正確にペアリングを行うことができ、検出した
データを更新することができる。また、正確にペアリン
グをすることができるので、ターゲットがあるにも係わ
らずターゲット無しと判断されることが無くなる。
と下降時のピーク周波数ｆUPとｆDNの強度比較を行う前
に強度を補正しているので、ピーク周波数を検出する際
に低域カットフィルタにより虚像の強度を低減させた場
合でも、正確にペアリングを行うことができ、検出した
データを更新することができる。また、正確にペアリン
グをすることができるので、ターゲットがあるにも係わ
らずターゲット無しと判断されることが無くなる。
【図１】レーダ信号をＦＦＴ処理したときのピークスペ
クトルを表したグラフである。
クトルを表したグラフである。
【図２】低域カットフィルタによりＦＭ−ＡＭ変換雑音
を低減した状態を示したグラフである。
を低減した状態を示したグラフである。
【図３】本発明に係るＦＭ−ＣＷ方式レーダ装置を用い
た車間距離制御装置の構成の概要を示した図である。
た車間距離制御装置の構成の概要を示した図である。
【図４】図３の信号処理回路３の構成を示した図であ
る。
る。
【図５】レーダの送信信号と受信信号の例を示した図で
ある。
ある。
【図６】複数のターゲットがある場合に、ＦＦＴ処理に
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
ペアリングをどのように行うか説明するための図であ
る。
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
ペアリングをどのように行うか説明するための図であ
る。
【図７】低域カットフィルタによりＦＭ−ＡＭ変換雑音
を低減した場合の、ターゲットとの距離が大きい時に検
出された上昇時のピーク周波数と下降時のピーク周波数
とその強度を表したグラフである。
を低減した場合の、ターゲットとの距離が大きい時に検
出された上昇時のピーク周波数と下降時のピーク周波数
とその強度を表したグラフである。
【図８】低域カットフィルタによりＦＭ−ＡＭ変換雑音
を低減した場合の、ターゲットとの距離が小さい時に検
出された上昇時のピーク周波数と下降時のピーク周波数
とその強度を表したグラフである。
を低減した場合の、ターゲットとの距離が小さい時に検
出された上昇時のピーク周波数と下降時のピーク周波数
とその強度を表したグラフである。
【図９】従来のペアリング処理の制御及び動作のフロー
チャートを示した図である。
チャートを示した図である。
【図１０】本発明の信号処理装置によるペアリングの際
の信号処理の内容を示した図である。
の信号処理の内容を示した図である。
【図１１】フィルタの減衰特性に基づく補正マップを示
した図である。
した図である。
【図１２】本発明によるペアリング処理の制御及び動作
のフローチャートを示した図である。
のフローチャートを示した図である。
１…レーダアンテナ
２…走査機構
３…信号処理回路
４…ステアリングセンサ
５…ヨーレートセンサ
６…車速センサ
７…車間距離制御ＥＣＵ
８…警報器
９…ブレーキ
１０…スロットル
１１…走査角制御
１２…レーダ信号処理部
１３…制御対象認識部
─────────────────────────────────────────────────────
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９−222477（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−34754（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−142322（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01S 7/00 - 7/42
G01S 13/00 - 13/95
Claims (6)
- 【請求項１】 三角波状の周波数変調された連続波を送
信する送信手段と、ターゲットからの反射波を受信する
受信手段と、前記送信信号と受信信号のビート信号をＦ
ＦＴ処理するＦＦＴ手段と、ＦＭ−ＡＭ雑音を低減する
ために低周波領域をカットする低域カットフィルタと、
三角波状の送信信号の上昇時及び下降時のビート信号か
らそれぞれピーク周波数と強度を検出するピーク検出手
段とを備えるＦＭ−ＣＷレーダの信号処理装置におい
て、 検出された上昇時と下降時のピーク周波数をペアリング
してターゲットとの距離と相対速度を検出する手段、前
記低域カットフィルタにより減衰された上昇時と下降時
のピーク周波数の強度を補正する手段、補正後の上昇時
と下降時のピーク周波数の強度を比較する手段、比較の
結果、強度差が所定の値以下の場合に検出したデータを
更新する手段を備えた、ＦＭ−ＣＷレーダの信号処理装
置。 - 【請求項２】 前記検出された上昇時と下降時のピーク
周波数が新規ターゲットのものかどうか判断する手段を
備え、新規でない場合のみ前記ピーク周波数の強度を補
正する手段により強度を補正するようにした、請求項１
に記載のＦＭ−ＣＷレーダの信号処理装置。 - 【請求項３】 前記補正後の上昇時と下降時のピーク周
波数の強度を比較する手段による比較の結果、強度差が
所定の値以上の場合に検出したデータを削除する手段を
備えた、請求項１に記載のＦＭ−ＣＷレーダの信号処理
装置。 - 【請求項４】 前記検出された上昇時と下降時のピーク
周波数の強度を補正する手段は、ピーク周波数に対応し
た補正量を設定した補正マップにより行う、請求項１に
記載のＦＭ−ＣＷレーダの信号処理装置。 - 【請求項５】 前記補正マップは、ピーク周波数の周波
数が低くなるに従って補正量が大きくなるように設定さ
れることを特徴とする、請求項４に記載のＦＭ−ＣＷレ
ーダの信号処理装置。 - 【請求項６】 前回と今回のピーク周波数の比較によ
り、今回検出されたピーク周波数が新規のターゲットの
ものかどうかを判断することを特徴とする、請求項２に
記載のＦＭ−ＣＷレーダの信号処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15283698A JP3492199B2 (ja) | 1998-06-02 | 1998-06-02 | Ｆｍ−ｃｗレーダの信号処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15283698A JP3492199B2 (ja) | 1998-06-02 | 1998-06-02 | Ｆｍ−ｃｗレーダの信号処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11344559A JPH11344559A (ja) | 1999-12-14 |
| JP3492199B2 true JP3492199B2 (ja) | 2004-02-03 |
Family
ID=15549202
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15283698A Expired - Fee Related JP3492199B2 (ja) | 1998-06-02 | 1998-06-02 | Ｆｍ−ｃｗレーダの信号処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3492199B2 (ja) |
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| 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 |
| JP2002236170A (ja) * | 2001-02-06 | 2002-08-23 | Fujitsu Ten Ltd | Ｆｍ−ｃｗレーダ処理装置 |
| JP3753652B2 (ja) | 2001-12-04 | 2006-03-08 | 富士通テン株式会社 | Ｆｍ−ｃｗレーダのミスペアリング判定及び信号処理方法 |
| JP3729127B2 (ja) * | 2001-12-13 | 2005-12-21 | 株式会社村田製作所 | レーダ |
| JP2011069710A (ja) | 2009-09-25 | 2011-04-07 | Fujitsu Ten Ltd | 信号処理装置、レーダ装置、物体検出システム、信号処理方法、および、プログラム |
| JP5549560B2 (ja) * | 2010-11-26 | 2014-07-16 | 富士通株式会社 | Ｆｍ−ｃｗレーダ装置、ペアリング方法 |
| JP5972203B2 (ja) * | 2013-03-25 | 2016-08-17 | 三菱電機株式会社 | Ｆｍ−ｃｗレーダ装置 |
| WO2021258358A1 (zh) * | 2020-06-24 | 2021-12-30 | 华为技术有限公司 | 目标检测方法、装置、雷达以及车辆 |
-
1998
- 1998-06-02 JP JP15283698A patent/JP3492199B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11344559A (ja) | 1999-12-14 |
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