JP5102165B2 - レーダ装置 - Google Patents
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Description
そして、送信信号Ssの周波数が増加する上り区間のビート信号BTの周波数fb1と、送信信号Ssの周波数が減少する下り区間のビート信号BTの周波数fb2とから、物標との距離D及び相対速度Vを、式(1)〜(4)に従って算出する。但し、cは電波伝搬速度,fmは送信信号の変調周波数、Δfは送信信号の周波数変動幅、f0は送信信号の中心周波数である。
即ち、FMCWレーダ装置では、ビート信号BTをフーリエ変換し、周波数解析することで、上り区間におけるビート信号BTの反射波成分の周波数fb1と、下り区間におけるビート信号BTの反射波成分の周波数fb2とを特定し、この周波数fb1,fb2から、前方に位置する物標までの距離D及び相対速度Vを求める。
ここで、受信ベクトルXの要素xk(k=1,…,K)は、K個の各アンテナ素子について共通して得られたピーク周波数におけるk番目のアンテナ素子のフーリエ変換値(複素数)である。また、上式におけるTは、ベクトル転置を示し、Hは、複素共役転置を示す。
評価関数PMU(θ)で表されるMUSICスペクトルは、図11(b)に示すように、方位θが到来波の到来方向と一致すると発散して、鋭いピークが立つため、到来波の方位θ1,…,θM、即ち、反射波を発生させた物標の方位は、MUSICスペクトルのピーク(ヌルポイント)を抽出することにより求めることができる。
従って、複数サイクル分の自己相関行列やパワースペクトルを等価平均する従来方法では、雑音成分の影響が、物標情報を算出する際の精度に大きく及ぶものの、局部的に現れる雑音成分を抑えるように、複数サイクル分の自己相関行列やパワースペクトルを加重平均すれば、物標情報の高精度化を図ることができる。
この他、レーダ装置は、単位データを構成する各アンテナ素子のサンプルを、時間領域から周波数領域へ変換することで、当該変換後のデータとして、各アンテナ素子の周波数領域データを生成する動作を、単位データ毎に実行する変換手段と、アレーアンテナを構成するアンテナ素子の内、予め参照対象のアンテナ素子として定められた少なくとも一つのアンテナ素子の周波数領域データに基づき、反射波成分の周波数である反射波周波数を推定する周波数推定手段と、を備える構成にすることができる。
即ち、平均化手段は、上記所定個の周波数領域データの夫々に対し、当該周波数領域データに基づいて生成される自己相関行列に作用させる重み付け係数として係数決定手段により決定された重み付け係数を作用させることにより、上記区間平均周波数領域データとして、係数決定手段により決定された重み付け係数により所定個の周波数領域データを加重平均してなる周波数領域データを生成する構成にすることができる(請求項5)。
また、混入量推定手段は、雑音解析対象のアンテナ素子の夫々について、「サンプルにおける高周波領域のパワーの中央値又は平均値」に代え、「サンプルにおける全時間領域のパワーの平均値」を雑音解析値として求めて、これを指標に、単位データの雑音混入量を推定する構成にされてもよい(請求項10)。
この他、係数決定手段は、区間平均相関行列生成手段が平均算出の対象とする所定個の自己相関行列について、自己相関行列毎に、当該自己相関行列の生成時に用いられる単位データに対し混入量推定手段が推定した上記単位データの雑音混入量を、予め定められた閾値と比較し、上記単位データの雑音混入量が閾値未満の自己相関行列に作用させる重み付け係数を、予め定められた第一の値に決定し、上記単位データの雑音混入量が閾値以上の自己相関行列に作用させる重み付け係数を、第一の値よりも小さい予め定められた第二の値に決定する構成にされてもよい(請求項15)。
R2=β・R2pre+(1−β)・R1 (10)
に従って平滑相関行列R2を生成する構成にすることができる(請求項17)。
一方、混入量推定手段は、データ収集手段により取得されるサンプル毎に、当該サンプルに含まれる雑音の混入量を推定し、係数決定手段は、平均化手段が平均算出の対象とする所定個の周波数領域データの夫々に作用させる重み付け係数を、周波数領域データの変換前データであるサンプルに対して混入量推定手段が推定した雑音の混入量に基づき、決定する。
また、混入量推定手段は、「サンプルにおける高周波領域のパワーの中央値又は平均値」に代えて、「サンプルにおける全時間領域のパワーの平均値」を求め、これを雑音混入量であると推定する構成にされてもよいし(請求項25)、「サンプルにおいてパワーが閾値以上となった時間領域の時間長さ」を求め、これを雑音混入量であると推定する構成にされてもよい(請求項26)。
また、係数決定手段は、簡単な演算にて重み付け係数w[i]を決定することができるように、請求項15記載のレーダ装置と同様、平均化手段が平均算出の対象とする所定個の周波数領域データについて、周波数領域データ毎に、当該周波数領域データの変換前データであるサンプルに対し混入量推定手段が推定した雑音混入量を、予め定められた閾値と比較し、雑音混入量が閾値未満の周波数領域データに作用させる重み付け係数を、予め定められた第一の値に決定し、雑音の混入量が閾値以上の周波数領域データに作用させる重み付け係数を、第一の値よりも小さい予め定められた第二の値に決定する構成にされてもよい(請求項28)。
具体的に、S160では、処理対象区間についての重み付け係数算出処理を実行することで、後続のS170で加重平均を求める際に用いる処理対象区間の重み付け係数を決定する。図3は、信号処理部30が実行する重み付け係数算出処理を表すフローチャートである。
尚、ここでいう中央値は、周知のように、中央値を求める対象の集合において、値の小さい要素から順に並べたときに、順番的に真ん中となる要素の値のことをいう。即ち、S530では、上記高周波領域に属する各周波数のパワー値を、小さい値から順に並べたときの中央の値を求めて、これを干渉量q[i,k]に設定する。
そして、変数i=SNNであると判断すると(S550でYes)、S570に移行し、第1変調周期から第SNN変調周期までの各変調周期における処理対象区間の代表干渉量q[1]〜q[SNN]に基づき、今回の物標推定サイクルにおいて処理対象区間の加重平均に用いる重み付け係数w[i]を、次式に従い、i=1,…,SNNの夫々について算出する。
尚、w[i]は、第i変調周期の値に対して作用させる重み付け係数を表す。また、式(14)は、干渉量q[i]がデシベル値でない場合の重み付け係数w[i]を表す。換言すると、干渉量q[i]がデシベル値である場合には、値が対数表示であることを考慮して、次式に従い、重み付け係数w[i]を算出する。
即ち、第i変調周期のパワースペクトルPik(ω)に対して、第i変調周期の重み付け係数w[i]を作用させることにより、第k(k=1,…,K)チャネルの区間平均パワースペクトルPk(ω)として、各変調周期での干渉量(雑音混入量)を考慮したパワースペクトルPik(ω)の加重平均を算出する。
尚、Fik(ω’)は、第kチャネルの第i変調周期における処理対象区間のスナップショットデータをフーリエ変換して得られる処理対象周波数ω’でのフーリエ変換値(複素数)を表す。また、自己相関行列Rxx[i,ω’]は、受信ベクトルXi(ω’)の自己相関行列を表す。また、受信ベクトルXi(ω’)は、第i変調周期の処理対象区間における各チャネルの処理対象周波数ω’でのフーリエ変換値Fik(ω’)を、ベクトル要素として配列してなるベクトルである(式(20)参照)。
また、この処理を終えると、信号処理部30は、S210に移行し、第1変調周期から第SNN変調周期までの各変調周期に対応する処理対象区間の自己相関行列Rxx[i,ω’]を加重平均して、区間平均相関行列R1[ω’]を算出する(S210)。
即ち、第i変調周期の自己相関行列Rxx[i,ω’]に、第i変調周期の代表干渉量q[i]に基づいて決定した第i変調周期の重み付け係数w[i]を作用させることにより、自己相関行列Rxx[i,ω’]の時間平均として、各変調周期に対応する自己相関行列Rxx[i,ω’]を重み付け係数w[i]で加重平均してなる区間平均相関行列R1[ω’]を算出する。
尚、βは忘却係数であって、0<β<1を満足する値を採る。具体的に、忘却係数βは、設計段階で固定値に定められてもよいし、干渉残存量qrに応じて可変に定められてもよい。また、R2pre[ω’]は、前回の物標推定サイクルにおいて算出された処理対象周波数ω’の指数平滑相関行列R2[ω’]を表す。
反射波に対応するビート信号BTの周波数fb1,fb2は、上述したように上り区間及び下り区間において夫々異なるので、ここでは、ペアマッチ処理により、同一反射波成分のピーク周波数のペア(上述した周波数fb1,fb2に対応するピーク周波数のペア)を求める。
また、変換手段は、信号処理部30が実行するS140の処理により実現され、「周波数領域データ」は、スナップショットデータをフーリエ変換して得られるパワースペクトルに対応する。この他、周波数推定手段(請求項5,請求項6)は、信号処理部30が実行するS170,S180の処理により実現され、「反射波周波数を推定する動作」は、ピーク周波数を特定する動作に対応する。
即ち、第i変調周期の代表干渉量q[i]が、予め定められた閾値Tht未満である場合には、第i変調周期の重み付け係数w[i]を、「1」に設定し、第i変調周期の代表干渉量q[i]が、予め定められた閾値Tht以上である場合には、第i変調周期の重み付け係数w[i]を、「0」に設定する。
尚、本実施例におけるS510〜S560の各ステップは、第二実施例におけるS510〜S560の各ステップに置き換えられてもよい。このようにすれば、代表チャネルの干渉量のみに基づいて、重み付け係数w[i]を算出することになるので、一層、演算負荷を抑えることができる。また、本発明の係数決定手段(請求項15,請求項28)は、信号処理部30が実行するS572,S573の処理により実現されている。
信号処理部30は、図7に示す物標推定処理を開始すると、第一実施例と同様に、各チャネルのスナップショットデータを、上り区間及び下り区間の夫々について、SSN周期分生成し(S110)、これら各スナップショットデータのトレンド除去を行う(S120)。
信号処理部30は、図9(a)に示す物標推定処理を開始すると、第一実施例と同様に、各チャネルのスナップショットデータを、上り区間及び下り区間の夫々について、SSN周期分取得し(S110)、これら各スナップショットデータのトレンド除去を行う(S120)。
に従って、スナップショットデータが示す全時間領域のパワーの平均値Msを算出する。尚、以下では、第kチャネルにおける第i変調周期のpd区間でのスナップショットデータに基づいて求めた平均値Msを、パワー平均値Ms[i,k,pd]と表記する。
以上、第一実施例から第五実施例までを説明したが、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、種々の態様を採ることができる。
に従い加重平均することにより、代表パワースペクトルP(ω)を算出してもよい。この場合には、式(28)で算出された代表パワースペクトルP(ω)に基づき、ピーク周波数ωn(n=1,…,N)を特定することになる。
Claims (28)
- レーダ波を送信すると共に、前記送信したレーダ波の反射波をアレーアンテナで受信する送受信手段を備え、前記送受信手段から出力される前記アレーアンテナを構成する各アンテナ素子の受信信号に基づき、前記アレーアンテナが受信した反射波の発生元である物標の方位を求めるレーダ装置であって、
前記送受信手段から出力される前記各アンテナ素子の受信信号から、受信信号のサンプルを取得することで、前記各アンテナ素子のサンプルの集合としての単位データを生成する動作、を繰返し実行するデータ収集手段と、
前記単位データ毎に、当該単位データに基づく自己相関行列を生成する自己相関行列生成手段と、
前記自己相関行列生成手段が前記単位データ毎に生成する自己相関行列の所定個を時間平均することによって、時間平均後の自己相関行列としての区間平均相関行列を生成する区間平均相関行列生成手段と、
前記区間平均相関行列生成手段が生成した前記区間平均相関行列に基づき、前記レーダ波を反射した物標の方位を求める方位算出手段と、
前記単位データ毎に、当該単位データの雑音混入量を、推定する混入量推定手段と、
前記区間平均相関行列生成手段が平均算出の対象とする前記所定個の自己相関行列の夫々に作用させる重み付け係数を、前記重み付け係数を作用させる自己相関行列の生成時に用いられる前記単位データに対し前記混入量推定手段が推定した前記単位データの雑音混入量に基づき、決定する係数決定手段と、
を備え、
前記区間平均相関行列生成手段は、前記所定個の自己相関行列の夫々に対し、前記係数決定手段により決定された重み付け係数を作用させることにより、前記区間平均相関行列として、前記係数決定手段により決定された重み付け係数により前記所定個の自己相関行列を加重平均してなる自己相関行列、を生成すること
を特徴とするレーダ装置。 - 前記送受信手段は、周波数変調された送信信号に従い、レーダ波を送信すると共に、前記アレーアンテナを構成する各アンテナ素子の受信信号に、前記送信信号を混合することにより、前記各アンテナ素子の受信信号を、前記受信信号と前記送信信号とを混合してなるビート信号に変換する構成にされ、
前記データ収集手段は、前記サンプルとして、前記送受信手段から出力される前記各アンテナ素子のビート信号から、当該ビート信号のサンプルを取得して、前記単位データを生成する構成にされていること
を特徴とする請求項1記載のレーダ装置。 - 前記単位データ毎に、当該単位データを構成する前記各アンテナ素子のサンプルを、時間領域から周波数領域へ変換することで、当該変換後のデータとして、前記各アンテナ素子の周波数領域データを生成する変換手段と、
前記アレーアンテナを構成するアンテナ素子の内、予め参照対象のアンテナ素子として定められた少なくとも一つのアンテナ素子の前記周波数領域データに基づき、反射波成分の周波数である反射波周波数を推定する周波数推定手段と、
を備え、
前記自己相関行列生成手段は、前記単位データ毎に、当該単位データに基づいて生成された前記各アンテナ素子の前記周波数領域データが示す値であって、前記周波数推定手段により推定された反射波周波数での値を、ベクトル要素として配列してなる受信ベクトルを生成して、当該受信ベクトルについての自己相関行列を生成する構成にされ、
前記周波数推定手段は、前記区間平均相関行列生成手段が平均算出の対象とする前記所定個の自己相関行列のグループ毎に、当該自己相関行列の生成時に適用する前記反射波周波数を推定する構成にされていること
を特徴とする請求項1又は請求項2記載のレーダ装置。 - 前記変換手段は、前記各アンテナ素子のサンプルを、時間領域から周波数領域へフーリエ変換する構成にされていることを特徴とする請求項3記載のレーダ装置。
- 前記周波数推定手段は、
前記区間平均相関行列生成手段が平均算出の対象とする前記所定個の自己相関行列の生成時に用いられる前記周波数領域データの内、前記参照対象のアンテナ素子毎に前記所定個ある周波数領域データを、前記参照対象のアンテナ素子毎に、時間平均することによって、前記参照対象のアンテナ素子毎に、前記時間平均後の周波数領域データとしての区間平均周波数領域データを生成する平均化手段
を備えており、前記区間平均相関行列生成手段が平均算出の対象とする前記所定個の自己相関行列のグループ毎に、前記平均化手段により生成された前記参照対象のアンテナ素子毎の前記区間平均周波数領域データに基づいて、当該自己相関行列の生成時に適用する前記反射波周波数を推定する
構成にされ、更に、
前記平均化手段は、前記参照対象のアンテナ素子毎に、
前記所定個の周波数領域データの夫々に対し、当該周波数領域データに基づいて生成される自己相関行列に作用させる重み付け係数として前記係数決定手段により決定された重み付け係数を作用させることにより、前記区間平均周波数領域データとして、前記係数決定手段により決定された重み付け係数により前記所定個の周波数領域データを加重平均してなる周波数領域データを生成する
構成にされていること
を特徴とする請求項3又は請求項4記載のレーダ装置。 - 前記周波数推定手段は、前記参照対象のアンテナ素子毎に得られた前記区間平均周波数領域データを等価平均してなる周波数領域データに基づいて、前記反射波周波数を推定する構成にされていること
を特徴とする請求項5記載のレーダ装置。 - 前記周波数推定手段は、
前記単位データ毎に、当該単位データから得られた前記参照対象のアンテナ素子の夫々に対応する前記周波数領域データを、統計的にまとめることによって、一つの前記単位データに対し、唯一の代表的な周波数領域データを生成する統計化手段と、
前記区間平均相関行列生成手段が平均算出の対象とする前記所定個の自己相関行列の生成時に用いられる前記単位データの夫々に対して前記統計化手段が生成した前記代表的な周波数領域データの所定個を、時間平均することで、前記時間平均後の周波数領域データとしての区間平均周波数領域データを生成する平均化手段と、
を備えており、前記区間平均相関行列生成手段が平均算出の対象とする前記所定個の自己相関行列のグループ毎に、前記平均化手段により生成された唯一の前記区間平均周波数領域データに基づき、当該自己相関行列の生成時に適用する前記反射波周波数を推定する
構成にされ、更に、
前記平均化手段は、平均算出の対象とする前記所定個の前記代表的な周波数領域データの夫々に対し、当該代表的な周波数領域データに対応する前記単位データに基づいて生成される自己相関行列に作用させる重み付け係数として前記係数決定手段により決定された重み付け係数を作用させることにより、前記区間平均周波数領域データとして、前記係数決定手段により決定された重み付け係数により前記所定個の前記代表的な周波数領域データを加重平均してなる周波数領域データ、を生成する構成にされていること
を特徴とする請求項3又は請求項4記載のレーダ装置。 - 前記統計化手段は、前記代表的な周波数領域データとして、前記参照対象のアンテナ素子の夫々から得られた前記周波数領域データを等価平均してなる周波数領域データを生成する構成にされていること
を特徴とする請求項7記載のレーダ装置。 - 前記混入量推定手段は、前記単位データ毎に、
前記アレーアンテナを構成するアンテナ素子の内、予め雑音解析対象のアンテナ素子として定められた一つ又は複数のアンテナ素子の夫々について、当該アンテナ素子のサンプルにおける予め定められた高周波領域のパワーの中央値又は平均値を、雑音解析値として求め、求めたアンテナ素子毎の前記雑音解析値を指標に、前記単位データの雑音混入量を推定する
構成にされていることを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれかに記載のレーダ装置。 - 前記混入量推定手段は、前記単位データ毎に、
前記アレーアンテナを構成するアンテナ素子の内、予め雑音解析対象のアンテナ素子として定められた一つ又は複数のアンテナ素子の夫々について、当該アンテナ素子のサンプルにおける全時間領域のパワーの平均値を、雑音解析値として求め、求めたアンテナ素子毎の前記雑音解析値を指標に、前記単位データの雑音混入量を推定する
構成にされていることを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれかに記載のレーダ装置。 - 前記混入量推定手段は、前記単位データ毎に、
前記アレーアンテナを構成するアンテナ素子の内、予め雑音解析対象のアンテナ素子として定められた一つ又は複数のアンテナ素子の夫々について、当該アンテナ素子のサンプルにおいてパワーが閾値以上となった時間領域の時間長さを、雑音解析値として求め、求めたアンテナ素子毎の前記雑音解析値を指標に、前記単位データの雑音混入量を推定する
構成にされていることを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれかに記載のレーダ装置。 - 前記雑音解析対象のアンテナ素子は、複数定められており、
前記混入量推定手段は、前記雑音解析対象のアンテナ素子の夫々について求めた前記雑音解析値の等価平均値又は中央値を、前記単位データの雑音混入量であると推定する構成にされていることを特徴とする請求項9〜請求項11のいずれかに記載のレーダ装置。 - 前記雑音解析対象のアンテナ素子は、一つのみ定められており、
前記混入量推定手段は、前記雑音解析対象のアンテナ素子について求めた前記雑音解析値を、前記単位データの雑音混入量であると推定する構成にされていることを特徴とする請求項9〜請求項11のいずれかに記載のレーダ装置。 - 前記係数決定手段は、
前記区間平均相関行列生成手段が平均算出の対象とする前記所定個の自己相関行列である第1自己相関行列Rxx[1]から第N自己相関行列Rxx[N]の夫々に作用させる重み付け係数w[i](但し、w[i]は、第i自己相関行列Rxx[i](i=1,…,N)に作用させる重み付け係数である。)を、
重み付け係数w[i]を作用させる自己相関行列Rxx[i]の生成時に用いられる前記単位データに対し前記混入量推定手段が推定した前記単位データの雑音混入量q[i]の逆数(1/q[i])と、第1自己相関行列Rxx[1]から第N自己相関行列Rxx[N]の夫々に対応する前記雑音混入量q[i]の逆数の総和{(1/q[1])+…+(1/q[N])}との比(1/q[i])/{(1/q[1])+…+(1/q[N])}
に決定することを特徴とする請求項1〜請求項13のいずれかに記載のレーダ装置。 - 前記係数決定手段は、
前記区間平均相関行列生成手段が平均算出の対象とする前記所定個の自己相関行列について、前記自己相関行列毎に、当該自己相関行列の生成時に用いられる前記単位データに対し前記混入量推定手段が推定した前記単位データの雑音混入量を、予め定められた閾値と比較し、
前記単位データの雑音混入量が前記閾値未満の自己相関行列に作用させる重み付け係数を、予め定められた第一の値に決定し、前記単位データの雑音混入量が前記閾値以上の自己相関行列に作用させる重み付け係数を、前記第一の値よりも小さい予め定められた第二の値に決定する
ことを特徴とする請求項1〜請求項13のいずれかに記載のレーダ装置。 - 前記方位算出手段は、
前記区間平均相関行列生成手段による前記区間平均相関行列の生成サイクル毎に、前記区間平均相関行列生成手段にて生成された最新の区間平均相関行列を、前記区間平均相関行列生成手段にて生成された過去の区間平均相関行列で平滑化するように補正し、当該補正後の区間平均相関行列として、平滑相関行列を生成する平滑相関行列生成手段
を備え、
前記区間平均相関行列の生成サイクル毎に、前記平滑相関行列生成手段が生成した平滑相関行列に基づき、前記レーダ波を反射した物標の方位を求める構成にされていること
を特徴とする請求項1〜請求項15のいずれかに記載のレーダ装置。 - 前記平滑相関行列生成手段は、前記区間平均相関行列の生成サイクル毎に、前記区間平均相関行列生成手段にて生成された最新の区間平均相関行列R1を、前サイクルにおいて生成した平滑相関行列R2preと予め定められた忘却係数βとに基づき補正することにより、最新の区間平均相関行列R1を、前記区間平均相関行列生成手段にて生成された過去の区間平均相関行列で平滑化し、今サイクルの平滑相関行列R2として、次式
R2=β・R2pre+(1−β)・R1
に従う平滑相関行列R2を生成する構成にされていること
を特徴とする請求項16記載のレーダ装置。 - 前記方位算出手段は、
前記区間平均相関行列の生成サイクル毎に、前記混入量推定手段により推定された前記区間平均相関行列の生成時に用いられる前記所定個の自己相関行列の夫々に対応する前記単位データの雑音混入量に基づき、前記区間平均相関行列生成手段にて生成される最新の前記区間平均相関行列を、前記平滑相関行列の生成に用いるべきか否かを判断する採用可否判断手段
を備え、
前記平滑相関行列生成手段は、
前記採用可否判断手段により肯定判断されると、前記区間平均相関行列生成手段にて生成された最新の区間平均相関行列を、前サイクルにおいて生成した平滑相関行列により補正し、当該補正後の区間平均相関行列を、今サイクルの平滑相関行列として生成することにより、最新の区間平均相関行列を、前記区間平均相関行列生成手段にて生成された過去の区間平均相関行列で平滑化する一方、
前記採用可否判断手段により否定判断されると、前記最新の区間平均相関行列を用いずに、前記最新の区間平均相関行列及び前サイクルにおいて生成した前記平滑相関行列の内、前サイクルにおいて生成した前記平滑相関行列のみを用いて、今サイクルの平滑相関行列を生成する構成にされていることを特徴とする請求項16又は請求項17記載のレーダ装置。 - 前記平滑相関行列生成手段は、
前記採用可否判断手段により肯定判断されると、前記区間平均相関行列生成手段にて生成された最新の区間平均相関行列R1を、前サイクルにおいて生成した平滑相関行列R2preと予め定められた忘却係数βとに基づき補正することにより、最新の区間平均相関行列R1を、前記区間平均相関行列生成手段にて生成された過去の区間平均相関行列で平滑化し、今サイクルの平滑相関行列R2として、次式
R2=β・R2pre+(1−β)・R1
に従う平滑相関行列R2を生成する一方、
前記採用可否判断手段により否定判断されると、前記最新の区間平均相関行列R1を用いずに前サイクルにおいて生成した平滑相関行列R2preを、今サイクルの平滑相関行列R2とする構成にされていること
を特徴とする請求項18記載のレーダ装置。 - 前記採用可否判断手段は、前記最新の区間平均相関行列の生成時に用いられる前記所定個の自己相関行列の夫々に対応する前記単位データの雑音混入量に、前記自己相関行列に作用させる重み付け係数として前記係数決定手段により決定された重み付け係数と同一の重み付け係数を作用させて、前記単位データの雑音混入量についての加重平均を算出し、前記算出した加重平均が、予め定められた閾値以下である場合には、前記最新の区間平均相関行列を、前記平滑相関行列の生成に用いるべきであると肯定判断し、前記算出した加重平均が、前記閾値より大きい場合には、前記最新の区間平均相関行列を、前記平滑相関行列の生成に用いるべきではないと否定判断する構成にされていることを特徴とする請求項18又は請求項19記載のレーダ装置。
- レーダ波を送信すると共に、前記送信したレーダ波の反射波をアンテナで受信する送受信手段を備え、前記送受信手段から出力される前記アンテナの受信信号に基づき、前記反射波の発生元である物標に関する情報としての物標情報を求めるレーダ装置であって、
前記送受信手段から出力される前記受信信号のサンプルを取得する動作、を繰返し実行するデータ収集手段と、
前記データ収集手段により取得された前記サンプル毎に、当該サンプルを、時間領域から周波数領域へ変換して、変換後のデータとしての周波数領域データを生成する変換手段と、
前記データ収集手段により取得される前記サンプル毎に、当該サンプルに含まれる雑音の混入量を、推定する混入量推定手段と、
前記変換手段により生成された所定個の前記サンプルに対応する前記周波数領域データを、時間平均することで、前記時間平均後の周波数領域データとしての区間平均周波数領域データを生成する平均化手段と、
前記平均化手段により生成された区間平均周波数領域データに基づき、前記物標情報を求める物標情報算出手段と、
前記平均化手段が平均算出の対象とする前記所定個の周波数領域データの夫々に作用させる重み付け係数を、前記周波数領域データの変換前データである前記サンプルに対して前記混入量推定手段が推定した前記雑音の混入量に基づき、決定する係数決定手段と、
を備え、
前記平均化手段は、前記所定個の周波数領域データの夫々に対し、前記係数決定手段により決定された重み付け係数を作用させることにより、前記区間平均周波数領域データとして、前記係数決定手段により決定された重み付け係数により前記所定個の周波数領域データを加重平均してなる周波数領域データ、を生成する構成にされていること
を特徴とするレーダ装置。 - 前記送受信手段は、周波数変調された送信信号に従い、レーダ波を送信すると共に、前記アンテナの受信信号に、前記送信信号を混合することにより、前記アンテナの受信信号を、前記受信信号と前記送信信号とを混合してなるビート信号に変換し、
前記データ収集手段は、前記サンプルとして、前記送受信手段から出力される前記ビート信号から、当該ビート信号のサンプルを取得し、
前記物標情報算出手段は、前記区間平均周波数領域データに基づき、反射波成分の周波数である反射波周波数を推定し、推定した前記反射波周波数から、前記物標情報として、物標の位置及び速度の少なくとも一方を求める構成にされていること
を特徴とする請求項21記載のレーダ装置。 - 前記変換手段は、前記サンプルを、時間領域から周波数領域へフーリエ変換する構成にされていることを特徴とする請求項21又は請求項22記載のレーダ装置。
- 前記混入量推定手段は、前記サンプル毎に、前記サンプルにおける予め定められた高周波領域のパワーの中央値又は平均値を求めて、求めた前記高周波領域のパワーの中央値又は平均値を、前記雑音の混入量であると推定する構成にされていることを特徴とする請求項21〜請求項23のいずれかに記載のレーダ装置。
- 前記混入量推定手段は、前記サンプル毎に、前記サンプルにおける全時間領域のパワーの平均値を求めて、求めた前記全時間領域のパワーの平均値を、前記雑音の混入量であると推定する構成にされていることを特徴とする請求項21〜請求項23のいずれかに記載のレーダ装置。
- 前記混入量推定手段は、前記サンプル毎に、前記サンプルにおいてパワーが閾値以上となった時間領域の時間長さを求めて、求めた前記時間長さを、前記雑音の混入量であると推定する構成にされていることを特徴とする請求項21〜請求項23のいずれかに記載のレーダ装置。
- 前記係数決定手段は、前記平均化手段が平均算出の対象とする前記所定個の周波数領域データである第1周波数領域データF[1]から第N周波数領域データF[N]の夫々に作用させる重み付け係数w[i](但し、w[i]は、第i周波数領域データF[i](i=1,…,N)に作用させる重み付け係数である。)を、
重み付け係数w[i]を作用させる周波数領域データ[i]の変換前データである前記サンプルに対し前記混入量推定手段が推定した前記雑音の混入量q[i]の逆数(1/q[i])と、第1周波数領域データF[1]から第N周波数領域データF[N]までの夫々に対応する前記雑音混入量q[i]の逆数の総和{(1/q[1])+…+(1/q[N])}との比(1/q[i])/{(1/q[1])+…+(1/q[N])}
に決定することを特徴とする請求項21〜請求項26のいずれかに記載のレーダ装置。 - 前記係数決定手段は、
前記平均化手段が平均算出の対象とする前記所定個の周波数領域データについて、前記周波数領域データ毎に、当該周波数領域データの変換前データである前記サンプルに対し前記混入量推定手段が推定した前記雑音の混入量を、予め定められた閾値と比較し、
前記雑音の混入量が前記閾値未満の周波数領域データに作用させる重み付け係数を、予め定められた第一の値に決定し、前記雑音の混入量が前記閾値以上の周波数領域データに作用させる重み付け係数を、前記第一の値よりも小さい予め定められた第二の値に決定する
ことを特徴とする請求項21〜請求項26のいずれかに記載のレーダ装置。
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