JP5407272B2 - レーダ装置 - Google Patents
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Description
実施の形態1.
図2は、実施の形態1によるレーダ装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態のレーダ装置は、送信手段1、受信手段2、ビート周波数生成手段3、アップチャープ用ビート周波数追尾手段4、ダウンチャープ用ビート周波数追尾手段5、アップチャープ用目標検出手段6、ダウンチャープ用目標検出手段7、同一目標判定手段8、及び目標情報抽出手段9を備えている。
そして、追尾処理が完了した後にアップチャープで検出した目標とダウンチャープで検出した目標のペアリングを行っているので、アップチャープとダウンチャープのペアを取る際に、誤ったペアを作成してしまう可能性を低くできる。
また、目標情報の生成において、アップチャープ、ダウンチャープ毎に得た目標の距離、距離変化率を重み付け統合し、統合後の距離、距離変化率を目標情報とするようにしたので、目標情報の精度を高めることができる。
実施の形態2によるレーダ装置は、複数個の目標に対して同時にそれぞれの目標の距離及び距離変化率を算出することができるものである。図5は、実施の形態2によるレーダ装置の構成を示すブロック図である。図5において、図2に示す構成と同一である部分には、同一符号を付している。同一目標判定手段8bはその処理内容が実施の形態1における同一目標判定手段8とは異なっているので、後述する。また、目標情報抽出手段9b内のグローバル型ペア選択部93は実施の形態1における単純ペア選択部91の代わりに追加したものである。その他の部分は実施の形態1と同一構成であるので説明を省略する。
仮説1:「アップチャープの検出目標1とダウンチャープの検出目標1」かつ
「アップチャープの検出目標2とダウンチャープの検出目標2」
仮説2:「アップチャープの検出目標1とダウンチャープの検出目標1」
仮説3:「アップチャープの検出目標2とダウンチャープの検出目標2」
また、同一目標判定において、多目標環境における組み合わせを考慮して仮設を立てて同一目標判定を行うことにより、多目標環境における目標検出精度を高めることができる。
実施の形態3によるレーダ装置は、実施の形態1におけるレーダ装置におけるアップチャープ用目標検出手段6及びダウンチャープ用目標検出手段7での処理内容を変更したものである。図6は、実施の形態3によるレーダ装置の構成を示すブロック図である。図6において、図2に示す構成と同一である部分には、同一符号を付している。本実施の形態でのアップチャープ用目標検出手段は、実施の形態1でのアップチャープ用目標検出手段が目標の距離、距離変化率を算出するのに対して、目標の状態ベクトルを算出することを特長としている。以下、図6に基づいてアップチャープ用目標検出手段での処理について説明する。
実施の形態4によるレーダ装置は、実施の形態1におけるレーダ装置に信号切替器を追加することによりアップチャープ用ビート周波数追尾手段とダウンチャープ用ビート周波数追尾手段のいずれか一方のみでの動作が可能なようにした点に特長がある。図7は、実施の形態4によるレーダ装置の構成を示すブロック図である。図7において、図2に示す構成と同一である部分には、同一符号を付し、説明を省略する。なお、実施の形態1で用いていた同一目標判定手段8、目標情報抽出手段9は使用しない。以下、図7に基づいてレーダ装置の動作を説明する。
実施の形態5によるレーダ装置は、実施の形態4によるレーダ装置からビート周波数追尾手段と目標検出手段を1組分削除し、残った1組のビート周波数追尾手段と目標検出手段をアップチャープ用及びダウンチャープ用として兼用するようにしたものである。図9は、実施の形態5によるレーダ装置の構成を示すブロック図である。図9において、図7に示す構成と同一である部分には、同一符号を付し、説明を省略する。
Claims (18)
- 周波数が一定の変調幅で周期的に増減する送信信号を発生し、該送信信号を空間に放射する送信手段と、
目標に反射された前記送信信号を受信して受信信号を取得し、該受信信号と前記送信信号とを混合してビート信号を生成する受信手段と、
前記送信信号の周波数が上昇するアップチャープ時の前記ビート信号から第1のビート周波数分布を求め、該第1のビート周波数分布の周波数ピークを特定し、前記送信信号の周波数が下降するダウンチャープ時の前記ビート信号から第2のビート周波数分布を求め、該第2のビート周波数分布の周波数ピークを特定するビート周波数生成手段と、
複数個のアップチャープ期間に渡って前記第1のビート周波数分布の周波数ピークに対して追尾処理を行い、該追尾処理で相関の取れた前記周波数ピークから第1のビート周波数時系列データを生成するアップチャープ用ビート周波数追尾手段と、
前記第1のビート周波数時系列データから前記目標の第1の距離及び距離変化率を算出するアップチャープ用目標検出手段と、
複数個のダウンチャープ期間に渡って前記第2のビート周波数分布の周波数ピークに対して追尾処理を行い、該追尾処理で相関の取れた前記周波数ピークから第2のビート周波数時系列データを生成するダウンチャープ用ビート周波数追尾手段と、
前記第2のビート周波数時系列データから前記目標の第2の距離及び距離変化率を算出するダウンチャープ用目標検出手段と、
前記第1の距離と前記第2の距離との差及び前記第1の距離変化率と前記第2の距離変化率との差が判定閾値内であれば同一目標であると判定する同一目標判定手段と
を備えたレーダ装置。 - 同一目標判定手段で同一の目標に対応すると判定された第1の距離及び距離変化率と第2の距離及び距離変化率とから前記目標の距離及び距離変化率を算出し、目標情報として出力する目標情報抽出手段を備えたことを特徴とする請求項1記載のレーダ装置。
- 目標情報抽出手段は、同一目標判定手段で同一の目標に対応すると判定された第1の距離及び距離変化率と第2の距離及び距離変化率の組み合わせが複数存在する場合は、複数の組み合わせの中からいずれか1つの組み合わせを選択し、該選択した組み合わせに基づいて目標情報を出力することを特徴とする請求項2記載のレーダ装置。
- 目標情報抽出手段は、同一の目標に対応すると判定された第1の距離及び距離変化率と第2の距離及び距離変化率を重み付け統合し、統合して得られた距離、距離変化率を目標情報として出力することを特徴とする請求項2又は3記載のレーダ装置。
- 目標情報抽出手段は、同一の目標に対応すると判定された第1の距離及び距離変化率と第2の距離及び距離変化率に対して、前記第1もしくは第2の距離及び距離変化率のいずれか一方の距離及び距離変化率を目標情報として出力することを特徴とする請求項2又は3記載のレーダ装置。
- 同一目標判定手段は、第1の距離及び距離変化率と第2の距離及び距離変化率とが同一の目標に対応するものか否かをカイ二乗検定により判定することを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載のレーダ装置。
- 同一目標判定手段は、複数個の第1の距離及び距離変化率と複数個の第2の距離及び距離変化率について同一目標に対応する対応可能性を表す相関行列を生成し、
目標情報抽出手段は前記相関行列に基づいて同一目標に対応する前記第1の距離及び距離変化率と前記第2の距離及び距離変化率を決定し、この決定に基づいて目標情報を出力することを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載のレーダ装置。 - 周波数が一定の変調幅で周期的に増減する送信信号を発生し、該送信信号を空間に放射する送信手段と、
目標に反射された前記送信信号を受信して受信信号を取得し、該受信信号と前記送信信号とを混合してビート信号を生成する受信手段と、
前記送信信号の周波数が上昇するアップチャープ時の前記ビート信号から第1のビート周波数分布を求め、該第1のビート周波数分布の周波数ピークを特定し、前記送信信号の周波数が下降するダウンチャープ時の前記ビート信号から第2のビート周波数分布を求め、該第2のビート周波数分布の周波数ピークを特定するビート周波数生成手段と、
複数個のアップチャープ期間に渡って前記第1のビート周波数分布の周波数ピークに対して追尾処理を行い、該追尾処理で相関の取れた前記周波数ピークから第1のビート周波数時系列データを生成するアップチャープ用ビート周波数追尾手段と、
前記第1のビート周波数時系列データから前記目標の第1の状態ベクトルを算出するアップチャープ用目標検出手段と、
複数個のダウンチャープ期間に渡って前記第2のビート周波数分布の周波数ピークに対して追尾処理を行い、該追尾処理で相関の取れた前記周波数ピークから第2のビート周波数時系列データを生成するダウンチャープ用ビート周波数追尾手段と、
前記第2のビート周波数時系列データから前記目標の第2の状態ベクトルを算出するダウンチャープ用目標検出手段と、
前記アップチャープ用目標検出手段が算出した第1の状態ベクトルと、前記ダウンチャープ用目標検出手段が算出した第2の状態ベクトルとの差が判定閾値内であれば同一目標であると判定する同一目標判定手段と
を備えたレーダ装置。 - 同一目標判定手段で同一の目標に対応すると判定された第1の状態ベクトルと第2の状態ベクトルとから前記目標の距離及び距離変化率を算出し、目標情報として出力する目標情報抽出手段を備えたことを特徴とする請求項8記載のレーダ装置。
- 目標に反射された前記送信信号を受信して受信信号を取得し、該受信信号と前記送信信号とを混合してビート信号を生成する受信ステップと、
前記送信信号の周波数が上昇するアップチャープ時の前記ビート信号から第1のビート周波数分布を求め、該第1のビート周波数分布の周波数ピークを特定し、前記送信信号の周波数が下降するダウンチャープ時の前記ビート信号から第2のビート周波数分布を求め、該第2のビート周波数分布の周波数ピークを特定するビート周波数生成ステップと、
複数個のアップチャープ期間に渡って前記第1のビート周波数分布の周波数ピークに対して追尾処理を行い、該追尾処理で相関の取れた前記周波数ピークから第1のビート周波数時系列データを生成するアップチャープ用ビート周波数追尾ステップと、
前記第1のビート周波数時系列データから前記目標の第1の距離及び距離変化率を算出するアップチャープ用目標検出ステップと、
複数個のダウンチャープ期間に渡って前記第2のビート周波数分布の周波数ピークに対して追尾処理を行い、該追尾処理で相関の取れた前記周波数ピークから第2のビート周波数時系列データを生成するダウンチャープ用ビート周波数追尾ステップと、
前記第2のビート周波数時系列データから前記目標の第2の距離及び距離変化率を算出するダウンチャープ用目標検出ステップと、
前記第1の距離と前記第2の距離との差及び前記第1の距離変化率と前記第2の距離変化率との差が判定閾値内であれば同一目標であると判定する同一目標判定ステップと
を備えたレーダ処理方法。 - 同一目標判定ステップで同一の目標に対応すると判定された第1の距離及び距離変化率と第2の距離及び距離変化率とから前記目標の距離及び距離変化率を算出し、目標情報として出力する目標情報抽出ステップを備えたことを特徴とする請求項10記載のレーダ処理方法。
- 目標情報抽出ステップは、同一目標判定ステップで同一の目標に対応すると判定された第1の距離及び距離変化率と第2の距離及び距離変化率の組み合わせが複数存在する場合は、複数の組み合わせの中からいずれか1つの組み合わせを選択し、該選択した組み合わせに基づいて目標情報を出力することを特徴とする請求項11記載のレーダ処理方法。
- 目標情報抽出ステップは、同一の目標に対応すると判定された第1の距離及び距離変化率と第2の距離及び距離変化率を重み付け統合し、統合して得られた距離、距離変化率を目標情報として出力することを特徴とする請求項11又は12記載のレーダ処理方法。
- 目標情報抽出ステップは、同一の目標に対応すると判定された第1の距離及び距離変化率と第2の距離及び距離変化率に対して、前記第1もしくは第2の距離及び距離変化率のいずれか一方の距離及び距離変化率を目標情報として出力することを特徴とする請求項11又は12記載のレーダ処理方法。
- 同一目標判定ステップは、第1の距離及び距離変化率と第2の距離及び距離変化率とが同一の目標に対応するものか否かをカイ二乗検定により判定することを特徴とする請求項10から14のいずれかに記載のレーダ処理方法。
- 同一目標判定ステップは、複数個の第1の距離及び距離変化率と複数個の第2の距離及び距離変化率について同一目標に対応する対応可能性を表す相関行列を生成し、
目標情報抽出ステップは前記相関行列に基づいて同一目標に対応する前記第1の距離及び距離変化率と前記第2の距離及び距離変化率を決定し、この決定に基づいて目標情報を出力することを特徴とする請求項10から14のいずれかに記載のレーダ処理方法。 - 周波数が一定の変調幅で周期的に増減する送信信号を発生し、該送信信号を空間に放射する送信ステップと、
目標に反射された前記送信信号を受信して受信信号を取得し、該受信信号と前記送信信号とを混合してビート信号を生成する受信ステップと、
前記送信信号の周波数が上昇するアップチャープ時の前記ビート信号から第1のビート周波数分布を求め、該第1のビート周波数分布の周波数ピークを特定し、前記送信信号の周波数が下降するダウンチャープ時の前記ビート信号から第2のビート周波数分布を求め、該第2のビート周波数分布の周波数ピークを特定するビート周波数生成ステップと、
複数個のアップチャープ期間に渡って前記第1のビート周波数分布の周波数ピークに対して追尾処理を行い、該追尾処理で相関の取れた前記周波数ピークから第1のビート周波数時系列データを生成するアップチャープ用ビート周波数追尾ステップと、
前記第1のビート周波数時系列データから前記目標の第1の状態ベクトルを算出するアップチャープ用目標検出ステップと、
複数個のダウンチャープ期間に渡って前記第2のビート周波数分布の周波数ピークに対して追尾処理を行い、該追尾処理で相関の取れた前記周波数ピークから第2のビート周波数時系列データを生成するダウンチャープ用ビート周波数追尾ステップと、
前記第2のビート周波数時系列データから前記目標の第2の状態ベクトルを算出するダウンチャープ用目標検出ステップと、
前記アップチャープ用目標検出ステップが算出した第1の状態ベクトルと、前記ダウンチャープ用目標検出ステップが算出した第2の状態ベクトルとの差が判定閾値内であれば同一目標であると判定する同一目標判定ステップと
を備えたレーダ処理方法。 - 同一目標判定ステップで同一の目標に対応すると判定された第1の状態ベクトルと第2の状態ベクトルとから前記目標の距離及び距離変化率を算出し、目標情報として出力する目標情報抽出ステップを備えたことを特徴とする請求項17記載のレーダ処理方法。
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