JP4098311B2 - Electronic scanning millimeter wave radar apparatus and computer program - Google Patents
Electronic scanning millimeter wave radar apparatus and computer program Download PDFInfo
- Publication number
- JP4098311B2 JP4098311B2 JP2005096866A JP2005096866A JP4098311B2 JP 4098311 B2 JP4098311 B2 JP 4098311B2 JP 2005096866 A JP2005096866 A JP 2005096866A JP 2005096866 A JP2005096866 A JP 2005096866A JP 4098311 B2 JP4098311 B2 JP 4098311B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- wave
- fourier transform
- antenna
- receiving antenna
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Description
本発明は、電子走査型ミリ波レーダ装置およびこれに用いるコンピュータプログラムに関し、特に、目標となる対象物以外からの到来波を効果的に除去する電子走査型ミリ波レーダ装置およびコンピュータプログラムに関する。 The present invention relates to an electronic scanning millimeter-wave radar apparatus and a computer program used therefor, and more particularly to an electronic scanning millimeter-wave radar apparatus and a computer program that effectively removes incoming waves from other than a target object.
従来から、車載用の電子走査型ミリ波レーダ装置には、そのビームの走査方式として、1本のビームを機械的に横方向に走査する機械式と、複数のビームを電子的に横方向に走査する電気式(例えば、特許文献1参照。)とが知られている。しかし、いずれの方式においても、対象物以外の障害物からの到来波成分の影響を除去するためには、送信アンテナから送信するビーム幅を狭くすることが必要であった。 2. Description of the Related Art Conventionally, in-vehicle electronic scanning millimeter-wave radar devices have a mechanical scanning method in which a single beam is mechanically scanned in a lateral direction and a plurality of beams in a lateral direction. A scanning electric type (for example, refer to Patent Document 1) is known. However, in any method, in order to remove the influence of the incoming wave component from the obstacle other than the target object, it is necessary to narrow the beam width transmitted from the transmission antenna.
例えば、図16は、後方の車両に搭載された電子走査型ミリ波レーダ装置の送信アンテナから送信波を前方の2台の車両に送信し、前方の車両からの到来波を3チャンネルの受信アンテナで受信する場合を示している。このとき、送信波のビーム幅が広い場合に、例えば、前方の車両の側方側に障害物が存在すると、図16(b)のように、右側のビームの一部がこの障害物に到達するために、受信アンテナにより受信する到来波(受信波)に対象物(図16の場合は車両)からの電波以外に不要な成分を含むことになるという問題がある。 For example, FIG. 16 shows a transmission wave transmitted from a transmission antenna of an electronic scanning millimeter-wave radar device mounted on a rear vehicle to two front vehicles, and an incoming wave from the front vehicle is a three-channel reception antenna. Shows the case of receiving. In this case, when the beam width of the transmitted wave is wide, for example, when the obstacle on the side side of the front of the vehicle is present, as shown in FIG. 16 (b), the portion of the right side of the beam reaches this obstacle Therefore, there is a problem that the incoming wave (received wave) received by the receiving antenna includes an unnecessary component other than the radio wave from the object (vehicle in the case of FIG. 16 ).
このため、上記の問題を解決するためには、図16(a)に示すように、送信波のビーム幅を狭くして、側方側の障害物にビームを到達させないようにする必要がある。しかし、これを実現するためには、これに伴って、送信アンテナおよび受信アンテナの面積を大きくする必要があった(例えば、非特許文献1参照。)。
上記のように、到来波(受信波)に不要な成分を含ませないようにするためには、送信アンテナおよび受信アンテナの面積を大きくし、ビーム幅を狭くすることが有効ではあるが、送信アンテナおよび受信アンテナの面積を大きくすると、一方で、装置全体の小型化あるいはコストダウンが困難であるという問題がある。 As described above, to prevent unnecessary components from being included in the incoming wave (received wave), it is effective to increase the area of the transmitting antenna and the receiving antenna and reduce the beam width. On the other hand, when the area of the antenna and the receiving antenna is increased, there is a problem that it is difficult to reduce the size or cost of the entire apparatus.
そこで、本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、到来波に不要な成分を含む場合においても、この不要成分を効果的に除去する電子走査型ミリ波レーダ装置およびコンピュータプログラムを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-described problems, and even when an unnecessary component is included in an incoming wave, an electronic scanning millimeter-wave radar device and a computer program that effectively remove the unnecessary component The purpose is to provide.
請求項1に係る発明は、対象物からの到来波を受信する複数の受信アンテナと、送信波を生成する送信波生成手段と、送信波を送信する送信アンテナと、前記各受信アンテナにおいて受信された受信波と該送信波とを混合し、ビート信号を生成するミキサと、該ビート信号をデジタル信号に変換するA/Dコンバータと、該デジタル化されたビート信号を各受信アンテナに対応づけて格納する記憶手段と、該格納されたビート信号をフーリエ変換するフーリエ変換手段と、該フーリエ変換された信号に基づいて、所定のピッチ角度でビーム信号を生成するデジタルビームフォーミング手段と、該生成されたビーム信号から前記対象物の方位を検出する方位検出手段と、該生成されたビーム信号から前記対象物までの距離を検出する距離検出手段と、前記フーリエ変換手段によりフーリエ変換された各受信アンテナに対応するビート信号から不要な信号成分を除去する除去手段と、該不要成分が除去された各受信アンテナに対応するビーム信号を逆フーリエ変換する逆フーリエ変換手段と、該逆フーリエ変換された各受信アンテナに対応するビート信号から前記検出された対象物の方位および距離に基づいて、該ビート信号に対し分離処理を行う信号分離処理手段と、を備えた電子走査型ミリ波レーダ装置において、前記信号分離処理手段は、受信波の到来方向の角度が所定の角度よりも広いか否かの判別結果に基づいて分離処理を行うか否かの判断を行い、分離処理を行うと判断した場合には、前記フーリエ変換手段において生成された各受信アンテナごとの複素数データのうち、実数部あるいは虚数部のみを用いて、最大エントロピー法による信号の分離処理を行い、前記除去手段は、前記信号分離処理手段が分離処理を行うと判断した場合に除去処理を実行することを特徴とする電子走査型ミリ波レーダ装置を提案している。
The invention according to
本発明によれば、到来波に不要な成分を含む場合においても、この不要成分を効果的に除去することができるという効果がある。
また、到来波に対する不要成分の混入を防止するために、送信アンテナから送信されるビーム幅を狭くする必要がないため、装置全体を小型化し、コストダウンを図ることができるという効果がある。
According to the present invention, even when an unnecessary component is included in the incoming wave, there is an effect that the unnecessary component can be effectively removed.
In addition, since it is not necessary to narrow the beam width transmitted from the transmission antenna in order to prevent unwanted components from entering the incoming wave, there is an effect that the entire apparatus can be downsized and the cost can be reduced.
以下、本発明の実施形態に係る電子走査型ミリ波レーダ装置について図1から図17を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, an electronic scanning millimeter wave radar apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
本実施形態に係る電子走査型ミリ波レーダ装置は、図1に示すように、受信アンテナ1a〜1iと、ミキサ2a〜2iと、送信アンテナ3と、分配器4と、フィルタ5a〜5iと、SW6と、A/Dコンバータ7と、制御部8と、三角波生成部9と、VCO(Voltage Controlled Oscillator)(送信波生成手段)10と、信号処理部20とから構成され、信号処理部20は、メモリ(記憶手段)21と、フーリエ変換処理部(フーリエ変換手段)22と、DBF(Digital Beam Forming)処理部(デジタルビームフォーミング手段)23と、距離検出部(距離検出手段)24と、速度検出部25と、方位検出部(方位検出手段)26と、不要成分除去部(除去手段)27と、逆フーリエ変換処理部(逆フーリエ変換手段)28と、分離処理部(信号分離処理手段)29とから構成されている。
As shown in FIG. 1, the electronic scanning millimeter wave radar apparatus according to the present embodiment includes receiving antennas 1a to 1i, mixers 2a to 2i, a transmitting
受信アンテナ1a〜1iは、対象物から到来する受信波を受信するアンテナであり、本実施形態においては、9個の受信アンテナで構成されている。ミキサ2a〜2iは、送信アンテナ3から送信される送信波と各受信アンテナ1a〜1iにおいて受信され増幅器により増幅された信号とを混合してビート信号を生成する。
The receiving antennas 1a to 1i are antennas that receive a received wave coming from an object. In the present embodiment, the receiving antennas 1a to 1i are configured by nine receiving antennas. The mixers 2a to 2i mix the transmission waves transmitted from the
送信アンテナ3は、三角波生成部9において生成された信号をVCO10において周波数変調した送信信号を対象物に対して送信する。分配器4は、VCO10からの周波数変調信号をミキサ2a〜2iおよび送信アンテナ3に分配する。フィルタ5a〜5iは、ミキサ2a〜2iにおいて生成された各受信アンテナ1a〜1iに対応したチャンネルのビート信号に対して帯域制限を行う。
The
SW6は、フィルタ5a〜5iを通過した各受信アンテナ1a〜1iに対応したチャンネルの信号を順次切り替えて、A/Dコンバータ7に供給する。A/Dコンバータ7は、SW6を介して入力される各受信アンテナ1a〜1iに対応したチャンネルごとのビート信号をデジタル信号に変換する。制御部8は、図示しないROM等に格納された制御プログラムに基づいて装置全体の制御を行う。
The SW 6 sequentially switches the signals of the channels corresponding to the receiving antennas 1 a to 1 i that have passed through the
次に、信号処理部20内のメモリ21は、A/Dコンバータ7においてデジタル変換されたデジタル信号を各受信アンテナ1a〜1iに対応したチャンネルごとに格納する。フーリエ変換処理部22は、メモリ21に格納された各受信アンテナ1a〜1iに対応したチャンネルごとの信号に対して、フーリエ変換処理を行う。DBF処理部23は、フーリエ変換処理部22においてフーリエ変換された各信号に対してデジタルビームフォーミング処理(DBF)を施すことにより、予め定められた角度ピッチを有するビームを生成する。
Next, the
距離検出部24は、デジタルビームフォーミング処理(DBF)された信号から対象物までの距離を検出する。速度検出部25は、デジタルビームフォーミング処理(DBF)された信号から対象物の速度を検出する。方位検出部26は、デジタルビームフォーミング処理(DBF)された信号から対象物に対する方位を検出する。
The
不要成分除去部27は、対象物である車両が走行している道路状況を検出して、道路の車線領域以外からの到来波成分を除去する。あるいは、各受信アンテナに対応するチャンネルの受信レベルに対し、所定の閾値を設定し、閾値以下のチャンネルの到来波成分を除去する。
The unnecessary
逆フーリエ変換処理部28は、不要成分除去部27において不要成分を除去した信号を分離処理部29で処理可能な信号に変換するために、逆フーリエ変換処理を行う。分離処理部29は、逆フーリエ変換処理部28において逆フーリエ変換された各受信アンテナ1a〜1iに対応するビート信号に対し分離処理を行う。本実施形態においては、分離処理に最大エントロピー法が用いられている。
The inverse Fourier
次に、図2を用いて、本実施形態に係る電子走査型ミリ波レーダ装置の処理について説明する。
制御部8からの制御信号によって三角波生成部9が三角波を生成し、これをVCO10に出力すると、VCO10が、この三角波信号を周波数変調し、送信信号を発生する。この送信信号は、分配器4を介してミキサ2a〜2iあるいは送信アンテナ3に供給され、送信アンテナ3は、この送信信号を前方に向けて電波として送信する。
Next, processing of the electronic scanning millimeter wave radar apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
When the triangular
この送信波が対向車等の対象物により反射されて受信アンテナ1a〜1iにて受信信号として受信されると、ミキサ2a〜2iがこの受信信号とVCO10からの送信信号とを混合してドップラ周波数成分を含むビート信号を発生する。発生したビート信号は、各受信アンテナ1a〜1iに対応したチャンネルごとにフィルタ5a〜5iを通過して帯域制限された後、SW6に入力される。SW6は、所定のタイミングでスイッチを順次切り替えてフィルタ5a〜5iを通過した各受信アンテナ1a〜1iに対応する信号をA/Dコンバータ7に入力する。
When this transmission wave is reflected by an object such as an oncoming vehicle and is received as a reception signal by the reception antennas 1a to 1i, the mixers 2a to 2i mix the reception signal and the transmission signal from the
A/Dコンバータ7に入力された信号はデジタル信号に変換され、変換されたデジタル信号は、各受信アンテナ1a〜1iに対応したチャンネルごとに並べ替えられ、メモリ21の所定のエリアに格納される(ステップ101)。次に、メモリ21に格納されたデジタル信号は順次読み出され、フーリエ変換処理部22においてフーリエ変換の処理が行われる(ステップ102)。なお、このとき、フーリエ変換処理部22においては、メモリ21に格納されたデータのうち、実数部のみを入力する実フーリエ変換が実行される。
The signal input to the A /
続いて、フーリエ変換処理部22において、実フーリエ変換されたデータは、DBF処理部23に出力され、ここでデジタルビームフォーミング処理が実行される(ステップ103)。デジタルビームフォーミング処理は、フーリエ変換された各受信アンテナの受信信号を所定の周波数ポイントごとに空間軸方向において、さらにフーリエ変換することにより、任意のピッチを有するビームを形成するものである。
Subsequently, the data subjected to the actual Fourier transform in the Fourier
距離検出部24および速度検出部25は、DBF処理部23においてデジタルビームフォーミング処理が実行されたビート信号の上昇部側及び下降部側の各ビート周波数を選択し、これら各ビート周波数を利用して所定の演算式により距離及び相対速度を算出する(ステップ104)。また、方位検出部26は、DBF処理部23においてデジタルビームフォーミング処理が実行されて生成された予め定められた角度ピッチを有するビーム信号に基づいて、対象物に対する方位を検出する(ステップ105)。
The
次に、分離処理部29は、距離検出部24において検出された対象物までの距離、速度検出部25において検出された対象物の速度、方位検出部26において検出された対象物に対する方位に基づいて、受信波の到来方向の角度が所定の角度よりも広いか否かを判別し、分離処理を行うか否かの判断を行う(ステップ106)。分離処理部29が分離処理を行うと判断した場合、不要成分除去部27が制御対象エリア外からの到来波成分を除去する処理を実行する(ステップ107)。
Next, the
そして、不要成分を除去した信号は、逆フーリエ変換処理部28に出力され、分離処理部29で処理可能な信号に変換するために、逆フーリエ変換処理が行なわれる(ステップ108)。逆フーリエ変換処理部28において、逆フーリエ変換処理された信号は、分離処理部29に出力され、最大エントロピー法による分離処理が実行され、複数の対象物の方位が出力される(ステップ109)。
Then, the signal from which unnecessary components are removed is output to the inverse Fourier
なお、本実施形態においては、分離処理部29における分離処理には、最大エントロピー法が用いられている。最大エントロピー法とは、有限な測定波形から、それだけでは測定不可能な大きなラグをもつ自己相関関数を情報エントロピーが最大になるように推定することによって高分解能のスペクトルを推定するものである。
In the present embodiment, the maximum entropy method is used for the separation processing in the
この概略について、図3を用いて説明する。例えば、ビート信号を自己回帰モデルで表すことを考える。ここで、ビート信号波形を数1と仮定するとすれば、このcos波は、オイラーの公式により、2つの減衰信号波形の和として表すことができるため、数2のようになる。
This outline will be described with reference to FIG. For example, consider representing a beat signal with an autoregressive model. If the beat signal waveform is assumed to be
数2は、横軸をtとすると図3に示すように表される。ここで、自己回帰モデルとは、現在の値(図3では、X(n))をそれよりも前の時刻の値(図3では、X(n−1)、X(n−2))で表現するモデルである。したがって、これを、単一cos信号波形の自己回帰モデルに適用すると、数3のようになる。なお、数3において、a1、a2は、自己回帰係数である。
ここで、波源をm個とした場合、単一のcos波は、数3に示すように、2次の自己回帰モデルになることから、m個のcos波成分の和は、2m次の自己回帰モデルで表すことができる。
Here, when m wave sources are used, a single cos wave becomes a second-order autoregressive model as shown in
したがって、ビート信号が2個の波源である場合には、各受信アンテナにおける信号ベクトルRxi(i=0〜8)は、数4のように、4×4行列の行列式で表される。そして、この行列式に対して、最小二乗法やBurg法を用いて数5のように、自己回帰係数aiを求めることにより、各受信アンテナにおける信号ベクトルRxi(i=0〜8)の減衰定数および振動周波数を推定することができる。
Therefore, when the beat signal is two wave sources, the signal vector Rx i (i = 0 to 8) at each receiving antenna is expressed by a determinant of 4 × 4 matrix as shown in
すなわち、最大エントロピー法を用いることにより、FFTでは分離できない周波数成分のピークを明瞭に分離することができる。よって、本実施形態において、例えば、図16(b)のように、各チャンネルにレベル差が発生しない場合においても、対象物を明確に分離することができる。 That is, by using the maximum entropy method, peaks of frequency components that cannot be separated by FFT can be clearly separated. Therefore, in the present embodiment, for example, as shown in FIG. 16B, the object can be clearly separated even when there is no level difference between the channels.
また、分離処理部29においては、フーリエ変換処理部22において生成された各受信アンテナ1a〜1iごとの複素数データのうち、実数部あるいは虚数部のみを用いて、最大エントロピー法による処理を行っている。具体的に、複素数データの実数部のみを使用して演算を行う例について図4から図6を用いて説明する。
Further, the
複素数データの実数部のみを使用して演算を行うのは、演算処理を簡素化して処理時間を短縮するためであるが、複素数データの実数部のみを使用して演算を行うと、図4に示すように、各受信アンテナにおける信号ベクトル(図中、CH0からCH4)が実数軸上に集まってしまうために、最大エントロピー法による処理結果を用いた方位判別ができなくなってしまう。 The calculation is performed using only the real part of the complex number data in order to simplify the calculation process and shorten the processing time. However, when the calculation is performed using only the real number part of the complex number data, FIG. As shown, since the signal vectors (CH0 to CH4 in the figure) at each receiving antenna are collected on the real axis, it becomes impossible to determine the direction using the processing result by the maximum entropy method.
そこで、隣接する受信アンテナにおける信号ベクトルに対して、順次、90degずつ位相をずらす処理、すなわち、図5に示すように、CH0に対してCH1の位相を90degずらすことによりCH1*iとし、このCH1*iに対してCH2の位相を90degずらすことによりCH2*i*iとするような処理を順次行うことによって方位判別を可能としている。 Therefore, the process of sequentially shifting the phase by 90 degrees with respect to the signal vector at the adjacent receiving antenna, that is, as shown in FIG. 5, CH1 * i is obtained by shifting the phase of CH1 by 90 degrees with respect to CH0. The orientation can be discriminated by sequentially performing processing such as CH2 * i * i by shifting the phase of CH2 by 90 degrees with respect to * i.
なお、これにより、図6に示すように、方位の検知範囲が複素数演算を行う場合の−180deg〜180degに比べて、−90deg〜90degと狭くなるが方位の判別については何ら支障はない。また、複素数データの虚数部のみを使用する演算も同様に行うことができる。 As a result, as shown in FIG. 6, the azimuth detection range is narrower to −90 deg to 90 deg than −180 deg to 180 deg when the complex number calculation is performed, but there is no problem in the determination of the azimuth. An operation using only the imaginary part of the complex data can be performed in the same manner.
さらに、上記の方法とは別に、隣接する受信アンテナにおける信号ベクトルごとに、複素数データの実数部、虚数部を交互に使用しても同様の処理を行うことができる。この場合には、位相を90degずらす処理が不要となるため、さらに、演算処理を簡素化して処理時間を短縮することができる。 Further, apart from the above method, the same processing can be performed even if the real part and the imaginary part of the complex data are alternately used for each signal vector in the adjacent receiving antenna. In this case, the process of shifting the phase by 90 degrees is not necessary, so that the calculation process can be simplified and the processing time can be shortened.
次に、不要成分の除去について、以下、図9から図17を用いた具体例を示して説明する。
<第1の実施例>
第1の実施例について、図9から図12を用いて説明する。
第1の実施例1は、対象物である車両が走行している道路状況を検出し、車両が走行している道路が直線道路であるかカーブであるのかを判断して、対象物である車両以外からの到来波(受信波)成分を除去するものである。
Next, the removal of unnecessary components will be described below with reference to specific examples using FIGS. 9 to 17.
<First embodiment>
The first embodiment will be described with reference to FIGS.
The
なお、図9、図10において、破線で表された部分が車線を示し、ミリ波レーダ装置は車線間の中央部に位置している。また、ミリ波レーダ装置から一方の車線までの距離をW、車線間の間隔を2Wとしており、四角で囲まれた部分以外からの到来波を除去する。また、図10は、道路がカーブである場合を示しており、このときの曲率半径をRとしている。 In FIGS. 9 and 10, the portion indicated by a broken line indicates a lane, and the millimeter wave radar device is located at the center between the lanes. Further, the distance from the millimeter wave radar device to one lane is W, and the distance between the lanes is 2 W, so that incoming waves from other than the portion surrounded by the square are removed. FIG. 10 shows a case where the road is a curve, and the radius of curvature at this time is R.
本実施例に係る電子走査型ミリ波レーダ装置は、図示しないヨーレートセンサからの出力であるヨー値と、スピードメータ等から求めた自車速度とから対象物である車両が走行している道路が直線道路であるのか、カーブであるのかを判別する。 The electronic scanning millimeter-wave radar device according to the present embodiment has a road on which a target vehicle is traveling based on a yaw value that is output from a yaw rate sensor (not shown) and the own vehicle speed obtained from a speedometer or the like. It is determined whether the road is a straight road or a curve.
対象物である車両が走行している道路がカーブである場合の処理方法を図11および図12を用いて説明する。なお、図11において、車線上の任意の2地点をA地点、B地点とし、A地点とB地点とを結ぶ線分とミリ波レーダ装置の正面方向に伸びる直線との交点からA地点、B地点までの距離をそれぞれYA、YBとする。また、ミリ波レーダ装置から該交点までの距離をXとし、車線中央から右側の車線までの距離をWR、車線中央から左側の車線までの距離をWLとする。 A processing method when the road on which the vehicle that is the object is traveling is a curve will be described with reference to FIGS. 11 and 12. In FIG. 11, arbitrary two points on the lane are designated as A point and B point, and from the intersection of a line segment connecting A point and B point and a straight line extending in the front direction of the millimeter wave radar device, A point, B The distances to the points are YA and YB, respectively. The distance from the millimeter wave radar apparatus to the intersection is X, the distance from the center of the lane to the right lane is WR, and the distance from the center of the lane to the left lane is WL.
図11から、道路が右カーブの場合、YA、YBはそれぞれ以下のように表される。
YA=R−SQRT(R−WR)^2−X^2 (1)
YB=R−SQRT(R−WL)^2−X^2 (2)
同様に、道路が左カーブの場合、YA、YBはそれぞれ以下のように表される。
YA=R+SQRT(R−WR)^2−X^2 (3)
YB=R+SQRT(R−WL)^2−X^2 (4)
From FIG. 11, when the road is a right curve, YA and YB are respectively expressed as follows.
YA = R-SQRT (R-WR) ^ 2-X ^ 2 (1)
YB = R-SQRT (R-WL) ^ 2-X ^ 2 (2)
Similarly, when the road is a left curve, YA and YB are expressed as follows.
YA = R + SQRT (R-WR) ^ 2-X ^ 2 (3)
YB = R + SQRT (R-WL) ^ 2-X ^ 2 (4)
ここで、ミリ波レーダ装置の正面方向に伸びる直線と、ミリ波レーダ装置とA地点あるいはB地点とを結んだ線分とのなす角度をそれぞれθ(A)、θ(B)とすると、これらは、X、YA、YBを用いて、
θ(A)=ATAN(YA/X) (5)
θ(B)=ATAN(YB/X) (6)
と表される。
Here, θ (A) and θ (B) represent angles formed by a straight line extending in the front direction of the millimeter wave radar apparatus and a line segment connecting the millimeter wave radar apparatus and the point A or B, respectively. Use X, YA, YB,
θ (A) = ATAN (YA / X) (5)
θ (B) = ATAN (YB / X) (6)
It is expressed.
したがって、上記の式(1)から(6)を用いることにより、θ(A)、θ(B)を算出することができる。一方で、ミリ波レーダ装置に用いられる受信アンテナには、予めそれぞれの指向方向が定められている。そのため、θ(A)、θ(B)が求まれば、受信アンテナが持つそれぞれの指向方向から不要成分を除去するために、受信信号を削除すべき受信アンテナが図12に示すように求められる。 Therefore, θ (A) and θ (B) can be calculated by using the above equations (1) to (6). On the other hand, the directivity directions of the receiving antennas used in the millimeter wave radar apparatus are determined in advance. Therefore, when θ (A) and θ (B) are obtained, a reception antenna from which the reception signal should be deleted is obtained as shown in FIG. 12 in order to remove unnecessary components from the respective directivity directions of the reception antenna. .
<第2の実施例>
第2の実施例2について、図13および図14を用いて説明する。
本実施例における方法は、受信アンテナに対応する各チャンネルの受信レベルについて、所定の閾値を設定し、この閾値を超えるチャンネルの到来波(受信波)成分のみを使用し、この閾値を超えないレベルの低い他のチャンネルの到来波(受信波)成分を除去することにより、不要な成分を除去するものである。この方法は、対象物である車両から到来する到来波(受信波)のレベルに比べて、対象物以外から到来する到来波(受信波)のレベルが低いという性質を利用したものである。
<Second embodiment>
A second embodiment will be described with reference to FIGS. 13 and 14.
The method in this embodiment sets a predetermined threshold for the reception level of each channel corresponding to the reception antenna, uses only the incoming wave (received wave) component of the channel exceeding this threshold, and does not exceed this threshold. The unnecessary component is removed by removing the incoming wave (received wave) component of the other low channel. This method uses the property that the level of the incoming wave (received wave) coming from other than the target is lower than the level of the incoming wave (received wave) coming from the vehicle that is the target.
図13および図14は、受信アンテナに対応するチャンネル数が15の場合の各チャンネルにおける受信レベルを示している。このうち、図13は直線道路の場合を示している。この場合、閾値を上回る信号は、対象物である車両が存在すると思われる中央部付近に集中しており、これ以外の信号が除去の対象となる。 FIGS. 13 and 14 show the reception level in each channel when the number of channels corresponding to the reception antenna is fifteen. Of these, FIG. 13 shows the case of a straight road. In this case, signals exceeding the threshold value are concentrated in the vicinity of the central portion where the target vehicle is present, and other signals are to be removed.
図14は、対象物である車両が走行している道路が右カーブである場合を示している。この場合、走行している道路が右カーブであるであるために、閾値を上回る信号は、対象物である車両が存在すると思われる中央部やや右付近に集中しており、これ以外の信号が除去の対象となる。上記のような方法によれば、受信アンテナに対応する各チャンネルの受信レベルを所定の閾値により判別し、その結果に基づいて、到来波成分の除去を行うため、第1の実施例のように、道路状況を計算により求める必要がないことから、処理時間を短縮することができる。 FIG. 14 shows a case where the road on which the target vehicle is traveling is a right curve. In this case, since the road that is running is a right curve, the signals that exceed the threshold are concentrated in the middle and slightly to the right where the target vehicle is present. Subject to removal. According to the method as described above, the reception level of each channel corresponding to the reception antenna is discriminated by a predetermined threshold value, and based on the result, the incoming wave component is removed. Since it is not necessary to calculate road conditions by calculation, the processing time can be shortened.
したがって、本実施形態によれば、到来波に不要な成分を含む場合においても、これを的確に除去し、対象物の方位を正確に求めることができる。すなわち、図16(b)に示す場合に、本発明における不要成分の除去を行わないと、図17(b)に示すように、分離処理を実行しても、偽の方位を示す信号が現れてしまう。ところが、図15(a)のように、本発明における不要成分の除去を実行すれば、図15(b)に示すように、不要な成分に基づく、偽の方位情報の発生を防止できる。よって、精度の高い方位検出が可能となる。 Therefore, according to this embodiment, even when an unnecessary component is included in the incoming wave, this can be accurately removed, and the orientation of the object can be accurately obtained. That is, in the case shown in FIG. 16B, if unnecessary components are not removed in the present invention, a signal indicating a false orientation appears even if the separation process is executed as shown in FIG. End up. However, if unnecessary component removal in the present invention is performed as shown in FIG. 15A, it is possible to prevent generation of false orientation information based on unnecessary components as shown in FIG. 15B. Therefore, highly accurate azimuth detection is possible.
以上、図面を参照して本発明の実施の形態について詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。 As described above, the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, but the specific configuration is not limited to these embodiments, and includes design changes and the like within a scope not departing from the gist of the present invention. It is.
1a〜1i・・・受信アンテナ
2a〜2i・・・ミキサ
3・・・送信アンテナ
4・・・分配器
5a〜5i・・・フィルタ
6・・・SW
7・・・A/Dコンバータ
8・・・制御部
9・・・三角波生成部
10・・・VCO(送信波生成手段)
20・・・信号処理部
21・・・メモリ(記憶手段)
22・・・フーリエ変換処理部(フーリエ変換手段)
23・・・DBF処理部(デジタルビームフォーミング手段)
24・・・距離検出部(距離検出手段)
25・・・速度検出部
26・・・方位検出部(方位検出手段)
27・・・不要成分除去部(除去手段)
28・・・逆フーリエ変換処理部(逆フーリエ変換手段)
29・・・分離処理部(信号分離処理手段)
1a to 1i ... receiving antennas 2a to 2i ...
7 ... A /
20 ...
22 ... Fourier transform processing unit (Fourier transform means)
23 ... DBF processing unit (digital beam forming means)
24 ... Distance detection unit (distance detection means)
25...
27 ... Unnecessary component removing unit (removing means)
28: Inverse Fourier transform processing unit (inverse Fourier transform means)
29... Separation processing unit (signal separation processing means)
Claims (1)
送信波を生成する送信波生成手段と、
送信波を送信する送信アンテナと、
前記各受信アンテナにおいて受信された受信波と該送信波とを混合し、ビート信号を生成するミキサと、
該ビート信号をデジタル信号に変換するA/Dコンバータと、
該デジタル化されたビート信号を各受信アンテナに対応づけて格納する記憶手段と、
該格納されたビート信号をフーリエ変換するフーリエ変換手段と、
該フーリエ変換された信号に基づいて、所定のピッチ角度でビーム信号を生成するデジタルビームフォーミング手段と、
該生成されたビーム信号から前記対象物の方位を検出する方位検出手段と、
該生成されたビーム信号から前記対象物までの距離を検出する距離検出手段と、
前記フーリエ変換手段によりフーリエ変換された各受信アンテナに対応するビート信号から不要な信号成分を除去する除去手段と、
該不要成分が除去された各受信アンテナに対応するビーム信号を逆フーリエ変換する逆フーリエ変換手段と、
該逆フーリエ変換された各受信アンテナに対応するビート信号から前記検出された対象物の方位および距離に基づいて、該ビート信号に対し分離処理を行う信号分離処理手段と、
を備えた電子走査型ミリ波レーダ装置において、
前記信号分離処理手段は、受信波の到来方向の角度が所定の角度よりも広いか否かの判別結果に基づいて分離処理を行うか否かの判断を行い、分離処理を行うと判断した場合には、前記フーリエ変換手段において生成された各受信アンテナごとの複素数データのうち、実数部あるいは虚数部のみを用いて、最大エントロピー法による信号の分離処理を行い、
前記除去手段は、前記信号分離処理手段が分離処理を行うと判断した場合に除去処理を実行することを特徴とする電子走査型ミリ波レーダ装置。 A plurality of receiving antennas for receiving incoming waves from the object;
A transmission wave generating means for generating a transmission wave;
A transmission antenna for transmitting a transmission wave;
A mixer that mixes the received wave and the transmitted wave received at each receiving antenna to generate a beat signal;
An A / D converter for converting the beat signal into a digital signal;
Storage means for storing the digitized beat signal in association with each receiving antenna;
Fourier transform means for Fourier transforming the stored beat signal;
Digital beam forming means for generating a beam signal at a predetermined pitch angle based on the Fourier transformed signal;
Azimuth detecting means for detecting the azimuth of the object from the generated beam signal;
Distance detecting means for detecting a distance from the generated beam signal to the object;
Removing means for removing unnecessary signal components from the beat signal corresponding to each receiving antenna Fourier transformed by the Fourier transform means;
An inverse Fourier transform means for performing an inverse Fourier transform on a beam signal corresponding to each receiving antenna from which the unnecessary component has been removed;
Signal separation processing means for performing separation processing on the beat signal based on the direction and distance of the detected object from the beat signal corresponding to each reception antenna subjected to the inverse Fourier transform;
In an electronic scanning millimeter-wave radar device comprising:
When the signal separation processing unit determines whether to perform the separation process based on the determination result of whether the angle of the arrival direction of the received wave is wider than a predetermined angle, and determines to perform the separation process In the complex number data for each receiving antenna generated in the Fourier transform means, using only the real part or the imaginary part, the signal is separated by the maximum entropy method,
The electronic scanning millimeter-wave radar apparatus according to claim 1, wherein the removing unit executes a removing process when the signal separating process unit determines to perform the separating process.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005096866A JP4098311B2 (en) | 2005-03-30 | 2005-03-30 | Electronic scanning millimeter wave radar apparatus and computer program |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005096866A JP4098311B2 (en) | 2005-03-30 | 2005-03-30 | Electronic scanning millimeter wave radar apparatus and computer program |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008024407A Division JP4763002B2 (en) | 2008-02-04 | 2008-02-04 | Electronic scanning millimeter wave radar apparatus and computer program |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006275840A JP2006275840A (en) | 2006-10-12 |
JP4098311B2 true JP4098311B2 (en) | 2008-06-11 |
Family
ID=37210759
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005096866A Expired - Fee Related JP4098311B2 (en) | 2005-03-30 | 2005-03-30 | Electronic scanning millimeter wave radar apparatus and computer program |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4098311B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102221698A (en) * | 2010-03-15 | 2011-10-19 | 株式会社本田艾莱希斯 | Radar apparatus and computer program |
US9041596B2 (en) | 2011-02-11 | 2015-05-26 | National University Corporation Shizuoka University | Multibeam radar apparatus for vehicle, multibeam radar method and multibeam radar program |
Families Citing this family (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4098318B2 (en) * | 2005-03-29 | 2008-06-11 | 本田技研工業株式会社 | Electronic scanning millimeter wave radar apparatus and computer program |
JP5114187B2 (en) * | 2007-12-25 | 2013-01-09 | 株式会社ホンダエレシス | Electronic scanning radar apparatus, received wave direction estimation method, and received wave direction estimation program |
JP2009162688A (en) * | 2008-01-09 | 2009-07-23 | Honda Elesys Co Ltd | Electronic scanning radar device, and received wave direction estimation method and program |
US8446312B2 (en) | 2007-12-25 | 2013-05-21 | Honda Elesys Co., Ltd. | Electronic scanning type radar device, estimation method of direction of reception wave, and program estimating direction of reception wave |
JP5114217B2 (en) * | 2008-01-09 | 2013-01-09 | 株式会社ホンダエレシス | Electronic scanning radar apparatus, received wave direction estimation method, and received wave direction estimation program |
JP5135317B2 (en) | 2009-11-04 | 2013-02-06 | 株式会社ホンダエレシス | On-vehicle radar device and program |
JP5707037B2 (en) | 2009-12-25 | 2015-04-22 | 日本電産エレシス株式会社 | Electronic scanning radar apparatus, received wave direction estimation method, and received wave direction estimation program |
JP5695830B2 (en) | 2010-02-08 | 2015-04-08 | 日本電産エレシス株式会社 | Electronic scanning radar apparatus, received wave direction estimation method, and received wave direction estimation program |
JP5647814B2 (en) | 2010-05-19 | 2015-01-07 | 日本電産エレシス株式会社 | Electronic scanning radar apparatus, received wave direction estimation method, and received wave direction estimation program |
JP5600499B2 (en) | 2010-07-01 | 2014-10-01 | 日本電産エレシス株式会社 | Electronic scanning radar apparatus, received wave direction estimation method, and received wave direction estimation program |
JP5684533B2 (en) | 2010-10-21 | 2015-03-11 | 日本電産エレシス株式会社 | Electronic scanning radar apparatus, received wave direction estimation method, and received wave direction estimation program |
JP5677830B2 (en) | 2010-12-22 | 2015-02-25 | 日本電産エレシス株式会社 | Electronic scanning radar apparatus, received wave direction estimation method, and received wave direction estimation program |
JP5695925B2 (en) | 2011-02-04 | 2015-04-08 | 日本電産エレシス株式会社 | Electronic scanning radar apparatus, received wave direction estimation method, and received wave direction estimation program |
JP2013002927A (en) | 2011-06-15 | 2013-01-07 | Honda Elesys Co Ltd | Obstacle detection apparatus and computer program |
JP6548376B2 (en) | 2014-10-06 | 2019-07-24 | 日本電産株式会社 | Radar system, radar signal processing device, vehicle travel control device and method, and computer program |
JP6567832B2 (en) | 2015-01-29 | 2019-08-28 | 日本電産株式会社 | Radar system, radar signal processing apparatus, vehicle travel control apparatus and method, and computer program |
CN109752712B (en) * | 2019-01-09 | 2021-01-29 | 北京电子工程总体研究所 | Method for measuring target pitch angle by utilizing multipath effect |
JPWO2021024473A1 (en) * | 2019-08-08 | 2021-02-11 |
-
2005
- 2005-03-30 JP JP2005096866A patent/JP4098311B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102221698A (en) * | 2010-03-15 | 2011-10-19 | 株式会社本田艾莱希斯 | Radar apparatus and computer program |
CN102221698B (en) * | 2010-03-15 | 2014-09-10 | 株式会社本田艾莱希斯 | Radar apparatus |
US9041596B2 (en) | 2011-02-11 | 2015-05-26 | National University Corporation Shizuoka University | Multibeam radar apparatus for vehicle, multibeam radar method and multibeam radar program |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2006275840A (en) | 2006-10-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4098311B2 (en) | Electronic scanning millimeter wave radar apparatus and computer program | |
JP4098318B2 (en) | Electronic scanning millimeter wave radar apparatus and computer program | |
JP4232570B2 (en) | Radar equipment for vehicles | |
JP5874824B2 (en) | Radar device, angle verification method | |
US9618607B2 (en) | Radar apparatus and signal processing method | |
JP4850898B2 (en) | Radar equipment | |
JP6231803B2 (en) | Radar apparatus and signal processing method | |
JP6429486B2 (en) | Radar apparatus and signal processing method | |
JP2009216470A (en) | Radar system and vehicle control system | |
JP4763002B2 (en) | Electronic scanning millimeter wave radar apparatus and computer program | |
JP5184196B2 (en) | Radar apparatus, radar apparatus signal processing method, and vehicle control system | |
US9442183B2 (en) | Radar apparatus and signal processing method | |
JP2011117896A (en) | Electronic scanning type radar device and computer program | |
JP4507968B2 (en) | Radar equipment | |
JP2009014405A (en) | In-vehicle radar apparatus | |
JP2013238414A (en) | On-vehicle radar device, azimuth detection method, and azimuth detection program | |
JP5462452B2 (en) | Signal processing apparatus and radar apparatus | |
JP5065611B2 (en) | Radar equipment | |
JP3505441B2 (en) | Peak frequency calculation method in FFT signal processing | |
JP7160561B2 (en) | Azimuth calculation device and azimuth calculation method | |
JP2009128016A (en) | Radar system, its control method, and radar control apparatus | |
JP7224292B2 (en) | Radar device and automobile equipped with it | |
WO2021230368A1 (en) | Axial deviation estimating device | |
WO2021230365A1 (en) | Axial displacement estimation device | |
WO2021131601A1 (en) | Radar device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070831 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070904 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20071105 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20071105 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20071204 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080204 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20080205 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080304 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080312 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110321 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120321 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130321 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140321 Year of fee payment: 6 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |