JP6333805B2 - レーダ信号による対象物の距離および視線方向速度を決定するための方法および装置 - Google Patents

レーダ信号による対象物の距離および視線方向速度を決定するための方法および装置 Download PDF

Info

Publication number
JP6333805B2
JP6333805B2 JP2015506095A JP2015506095A JP6333805B2 JP 6333805 B2 JP6333805 B2 JP 6333805B2 JP 2015506095 A JP2015506095 A JP 2015506095A JP 2015506095 A JP2015506095 A JP 2015506095A JP 6333805 B2 JP6333805 B2 JP 6333805B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
frequency
segments
evaluation
group
groups
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.)
Active
Application number
JP2015506095A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2015517104A (ja
Inventor
ローリング、ヘルマン
Original Assignee
エス・エム・エス・スマート・マイクロウェーブ・センサーズ・ゲーエムベーハー
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by エス・エム・エス・スマート・マイクロウェーブ・センサーズ・ゲーエムベーハー filed Critical エス・エム・エス・スマート・マイクロウェーブ・センサーズ・ゲーエムベーハー
Publication of JP2015517104A publication Critical patent/JP2015517104A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6333805B2 publication Critical patent/JP6333805B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/50Systems of measurement based on relative movement of target
    • G01S13/58Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems
    • G01S13/581Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems using transmission of interrupted pulse modulated waves and based upon the Doppler effect resulting from movement of targets
    • G01S13/582Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems using transmission of interrupted pulse modulated waves and based upon the Doppler effect resulting from movement of targets adapted for simultaneous range and velocity measurements
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06Systems determining position data of a target
    • G01S13/08Systems for measuring distance only
    • G01S13/32Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
    • G01S13/34Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated using transmission of continuous, frequency-modulated waves while heterodyning the received signal, or a signal derived therefrom, with a locally-generated signal related to the contemporaneously transmitted signal
    • G01S13/345Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated using transmission of continuous, frequency-modulated waves while heterodyning the received signal, or a signal derived therefrom, with a locally-generated signal related to the contemporaneously transmitted signal using triangular modulation
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/50Systems of measurement based on relative movement of target
    • G01S13/58Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems
    • G01S13/583Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems using transmission of continuous unmodulated waves, amplitude-, frequency-, or phase-modulated waves and based upon the Doppler effect resulting from movement of targets
    • G01S13/584Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems using transmission of continuous unmodulated waves, amplitude-, frequency-, or phase-modulated waves and based upon the Doppler effect resulting from movement of targets adapted for simultaneous range and velocity measurements
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/35Details of non-pulse systems
    • G01S7/352Receivers
    • G01S7/356Receivers involving particularities of FFT processing

Description

本発明は、測定位置に対する対象物の距離および視線方向速度(Radialgeschwindigkeit)を決定するための方法であって、測定位置からレーダ信号が送信され、かつ、対象物における反射後に再び受信され、送信されたレーダ信号は、測定サイクル内で多数のセグメントに分割されており、これらのセグメントでは、レーダ信号の周波数は、初期値から最終値へ変化され、かつ、反射され受信された信号は、各々のセグメントにわたって、周波数ピークを検出するために第1の評価を受け、追加的に、測定サイクルのすべてのセグメントの周波数ピークの信号の、後続の第2の評価は、視線方向速度の尺度としてドップラ周波数成分を決定すべく、実行される方法に関する。
更に、本発明は、測定位置に対する対象物の距離および視線方向速度を決定するための装置であって、レーダ送信機を具備し、対象物から反射された、レーダ送信機のレーダ信号のための、測定位置に設けられた受信機を具備し、レーダ信号は、測定サイクル内で多数のセグメントに分割されており、これらのセグメントでは、レーダ信号の周波数は、初期値から最終値まで変化され、受信された信号のセグメント内で周波数ピークを検出するための、受信機に接続された第1の評価手段を具備し、該第1の評価手段に接続されており、視線方向速度の尺度としてドップラ周波数成分を決定すべく、決定された周波数ピークの位相差を評価するための第2の評価手段を具備する装置に関する。
適切に変調されたレーダ信号により、測定手段を用いて測定位置に対する対象物の距離および視線方向速度を決定することは知られている。
レーダ信号の適切な公知の変調方式は、EP1325350B1に記載されている。ここでは、例えば65msの長さ(Tchirp)の測定サイクルの間に、2つの互いに入れ子になったランプ(Rampen)AおよびBが変調される。各々のランプごとに、反射された信号の512のサンプル値が記録され、かつ、各々のランプごとに個別に評価される。評価は、都合2×512のサンプル点によるFFT(Fast Fourier Transformation高速フーリエ変換)によってなされる。従って、サンプリング周期は、65ms/2×512=63.48μsである。サンプリング周波数は、従って、15.7kHzである。1つのランプ当たりの有効なサンプリング周波数は、半分の高さであるので、7.88kHzである。7.88kHzのドップラ周波数範囲は、24.125GHzの搬送周波数における49m/sの明確な速度範囲に対応する。明確な速度範囲は、176.4km/hであり、従って、道路交通一般の適用のためには十分である。何故ならば、測定位置すなわちレーダ送信機およびレーダ受信機は、通常車両内にあり、いずれにせよ市内交通において>175km/hの走行中の車両間の視線方向速度は、実際に生じないからである。しかしながら、この方法は、周波数スペクトルにおいて全てがピークとして示される多くのリフレクタがあるとき、欠点を有する。従って、このスペクトルは稠密に占有されうる。複数のリフレクタは、不都合な場合には、重要な対象物が(連続的には)検出されずに、互いに「マスクされて」しまい得る。
更に、短くて迅速かつ同一のランプを有する送信信号を変調することが知られている。65msのサイクル時間中に、例えば256のランプを変調することができる。該ランプは、夫々、254μsの長さTchirpを有する。各々のランプが512のサンプリング値でサンプリングされるとき、このことは、65ms/256×512=496nsの有効なサンプリング周期、すなわち2.01MHzのサンプリング周期に対応する。
2.01MHzのこのサンプリング周波数によって、第1のFFTの形態で第1の評価が実行される。第2のFFTは、ランプからランプへ、即ち、3.94kHzのサンプリング周波数に対応する、65ms/256=254μsの実効的サンプリング周波数で実行される。
第1のFFTのための2.01MHzのサンプリング周波数では、1つのランプにつき、反射された信号の周波数ピークが生じる。該周波数ピークは、距離に起因し、主に周波数成分から生じる。交通道路で生じる通常の速度については、ドップラ周波数成分は、無視できるほどに小さい。それ故に、既に第1のFFTで、各々のランプにおいて、距離についての信号が利用できる。サンプリング周期のすべての(例えば256の)ランプの、このような対応の信号を互いに組み合わせることができる。それ故に、距離の測定について非常に大きな信号対雑音比が生じる。かくして、例えば静止監視レーダにおいて、ヒトまたはより大きな動物の大きさの対象物を、7kmより大きな距離で確実に検出することに成功する。256のランプがあって、第1のFFTの256の周波数ベクトルもあるように、各々のランプについて第1のFFT(レンジFFT)が実行され、他方、第2のFFT(ドップラFFT)が、各々の距離値(「距離ゲート」)のために実行されることは好ましい。しかしながら、選択された距離値のための第2のFFTを実行することも可能である。例えば、反射が検出されるのに役立つこのような距離ゲートを選択することができる。2つのFFTの結果は、図1に示すように、レンジ・ドップラ・マトリックス(RDM)の中に示される。多数のリフレクタを有する状況では、従って、これらのリフレクタは、相互のマスキングの確率が著しく低減されているように、二次元のレンジ・ドップラ・マトリックス(RDM)の中で分布される。第2のFFTのための3.94kHzのサンプリング周波数は、24.5m/sの明確な速度測定範囲すなわち88.2km/hに対応する。このような明確性範囲は、多くの適用例にとって十分ではない。従来の技術で知られた信号変調の、図1に示した実施例では、周波数偏移は、各ランプについて、100MHzである。図1は、反射後に受信された信号(受信信号)が、信号の遷移時間だけ、送信された信号(送信信号)に時間シフトされていることを示す。図1には、2Lのランプ(例えば2L=256)が示されている。1つのランプにつき、レンジ周波数(fBeat)の検出によるレンジFFTが生じる。検出された周波数fBeatに対して見出される信号が、第2のドップラFFTに供給される。このことから、レンジ・ドップラ・マトリックスが生じる。
この方法の数学的記述は、測定された周波数fBeatが、ターゲットまでの距離(R)と、ドップラ効果によって引き起こされた成分fとから生じる、ということを利用する。
Figure 0006333805
ここでは、fSWは、帯域幅を表わし、Tchirpは、只一つの周波数ランプを表わし、fは、送信信号の低搬送周波数であり、かつvは視線方向速度である。
受信信号は、送信周波数と、ベースバンドにミックスダウンされる。このミックスダウンされた受信信号は生じて、以下の式になる。
Figure 0006333805
合計2Lのランプ信号のコヒーレント型シーケンス(すなわち、ここでは、2L=256のランプに対応する測定サイクル)が考察され、但し、lが連続インデックスを表わすとき、上記式に記載された(二次元の)連続時間信号は以下のように記述される。パラメータfD,mdは、全く曖昧に測定されるドップラ周波数を表わす。
Figure 0006333805
サンプリング周波数fsaで得られる(二次元の)時間離散信号は、このとき、存在する。(kは、ゼロからK−1までの、1つのランプ内の時間離散信号の連続インデックスを表わし、Kはランプにおけるサンプル値の数に対応し、ここでは512に等しい)。
Figure 0006333805
この信号は、1つのランプにつき各々のFFT(各々のランプのKのサンプリング値によって規定されたレンジFFT)で変換され。かつ、新たな二次元の信号(mは、ゼロからK−1までの、レンジFFTのスペクトル線の連続インデックスを表わす)。
Figure 0006333805
2LのFFT長さを有する各々のkおよびドップラFFTの各々のn本のスペクトル線のために計算される各々の第2のFFTは、以下のスペクトルをもたらす。
Figure 0006333805
この信号S(m,n)は、レンジ・ドップラ・マトリックス(RDM)で示されており、かつ、ドップラ周波数の測定における上記の曖昧性を含む。このためには、まず、この送信信号のための解決策はない。実際に、この方法を適用するためには、従って、通常は、より多くの複雑性を使用しなければならない。その目的は、ドップラ周波数の測定における曖昧さを排除するためである。この理由から、2DのFFT方法(二次元FFT方法)として知られた方法は、実際的な欠点を有する。
本発明の課題は、一方では、送信信号の高速ランプ変調の原理を、続いての二次元の評価と共に、適用し、かつ、該原理の利点を達成し、他方では、速度測定の曖昧性の欠点を簡単な方法で回避することにある。
上記課題を解決するために、本発明により、明細書の最初の部分に記載したタイプの方法は、セグメントが、少なくとも2つのグループに分割され、該グループの変化する周波数の初期値および/または最終値は異なっていること、各々のグループのセグメントは、別々に、第2の評価を受けること、および、各々のグループのセグメントの第2の評価の際に生じる互いに対応する信号の位相差を決定することによって、決定された速度の曖昧さの排除が実行されることを特徴とする。
同様に、明細書の最初の部分に記載したタイプの装置は、本発明により、複数の評価手段における評価のために、少なくとも2つのグループのセグメントが使用され、該グループの変化する周波数の初期値および/または最終値は異なっていること、第2の評価手段は、少なくとも2つのグループからの信号を別個に評価するための少なくとも2つの評価ステージ(Auewertungsstufen)を有すること、および、少なくとも2つの評価ステージには、少なくとも1つの位相差検出器が接続されており、該位相差検出器の出力信号は、視線方向速度の明確な決定のために使用可能であることを特徴とする。
本発明に係わる方法は、レーダ信号の、周波数ランプ(Frequenzrampen)として形成されたセグメントを使用する。セグメントの、少なくとも2つの、好ましくはまさしく2つのグループが形成され、該グループは、一方のグループのランプが、他方のグループの対応のランプに接続されるように、互いに入れ子にされる。2つ以上のグループのランプは、変化する周波数の初期値および/または最終値に関して異なっている。それ故に、周波数・時間表現では、常に周波数方向にずれたランプが使用される。該ランプは、更に、好ましくは同一に形成されており、従って、同一の周波数偏移および同一の勾配を有する。ここでは、周波数のシフトは、非常に低くて、周波数ランプの変調偏移の、例えば10−3よりも、好ましくは約10−4よりも少なく、あるいはそれよりも小さい。驚くべきことに、送信信号の変調のこの形状では、距離測定およびドップラ周波数の同時的なかつ明確な情報が生じるのは、レンジ・ドップラ・マトリックスの周波数ピークに関する位相差が決定されるときである。このことを実施の形態を参照して更に詳述する。
2つの(またはそれより多い)グループの異なる周波数ランプを生成するために、周波数ランプを、2つのグループために適切な発生器によって、同じに発生させ、かつ物理的に送信することができる。しかしながら、周波数ランプの2つのグループに対しいくらかシフトされたセグメントは、評価のために使用される。実際に変調された周波数偏移fSWでは、利用された周波数偏移は、fSW−(f−f)である。但し、fはセグメントの第1のグループAのための出力周波数値であり、fはセグメントの第2のグループBのための出力周波数値である。
同様に、2つのグループの受信された信号の最初のセグメントまたは最後のセグメントを「切り取る」ことができるのは、対応のサンプリング値を、サンプリングの初めおよび最後に廃棄し、従って、未評価のままにしておくことによってである。本発明を説明するためには、実施の形態の図形表現を使用する。
従来の技術に基づく二次元のFFTによるレンジ・ドップラ・マトリックスを形成するための、曲線形状およびグラフィック評価信号を示す。 2つの評価レンジ・ドップラ・マトリックスを有する本発明の実施の形態に記載する、本発明に係わる曲線形状を示す。 送信信号の本発明に係わる変調を形成するための第1の変形例を示す。 本発明によって変調された信号を形成するための第2の変形例を示す。
図2は、送信信号のプロファイルの図形を有する。時間tに対する送信信号f(t)の周波数が表示されている。送信信号は、周波数ランプの2つのグループA,Bを形成する2Lのセグメント10からなる。第1のグループAのセグメント11は、初期値fから変調偏移fSWに亘って延びており、他方、第2のグループBのセグメント12は、初期値fから同じ変調偏移(帯域幅)fSWをもって延びている。グループA,Bのセグメント11,12は、整数番号のすべてのセグメントがグループAに、奇数番号のすべてのセグメントがグループBに属しているように、交互につながっている。
従来の技術のように、各々のセグメント10については、各々の評価が、好ましくはFFTの形態で実行される。第2の評価、特に第2のFFTによって、レンジ・ドップラ・マトリックスは、一方では、第1のグループのセグメント11のために形成され、他方では、第2のグループBのセグメント12のために形成される。2つのマトリックスのためには、従って、測定の異なったビート周波数fBeatAおよびfBeatBが生じる。
本発明に係わる送信信号は、第1に、定まったランプ持続時間(Rampendauer)Tchirpを有する従来の送信信号から、従って短くて速いランプからなる。しかしながら、2つのランプグループAおよびBは、互いに入れ子になった「絡み合った」モードで送信される。第1のセグメント(ランプ)11と、第2のセグメント(ランプ)12との間には、非常にわずかに変化した低い搬送周波数が設定されている。該搬送周波数は、例えば10kHzだけ異なっている。このことによって、実施の形態では、第1のグループAにおいて、送信信号がfからf+100.000MHzまで変調され、他方のランプグループBにおいて、f+10kHzからf+100.010MHzまで変調される。
エコー信号は、現在の送信周波数と、ベースバンドへミックスダウンされる。2つのランプグループAおよびBのために、レンジ・ドップラ・マトリックスが作成される。これに対応して、ターゲットまたは対象物が、2つのランプグループAおよびBで、2つのレンジ・ドップラ・マトリックス(RDM)の正に同じセルにおいて観察かつ検出される。
ドップラ周波数解析(第2のFFT)が、各ランプグループAに対し、従って、その都度2つのランプ距離(Rampenabstaende)に跨って実行されるので、ドップラ周波数の、従来の技術で既に小さい明確性範囲が、再度半分になる。
しかし、このことは、本発明に係わる処置により欠点にならない。本発明に係わる送信信号および2つの低い搬送周波数f=fおよびf=f+10kHzにより、2次元FFTに従って、以下のスペクトルを有する2つの互いに入れ子になった信号のためのレンジ・ドップラ・マトリックスが生じる。
Figure 0006333805
Figure 0006333805
ここでは、合計2Lのランプ信号(Rampensignale)11,12が送信される。信号Sには、整数のすべてのランプ(グループA)が割り当てられ、他方、信号Sは、奇数のランプ(グループB)(2L+1)で構成されている。知られた装置と比較して、2つのグループA,Bにおける搬送周波数の初期値fおよびfは、わずかに互いにシフトされている。一方のグループA,Bの、処理されるセグメント(ランプ)は、入れ子になった装置の故に、ランプの長さTchirpだけ、互いに離隔している。
この状況では、セルに特異的に評価される2つのレンジ・ドップラ・マトリックスが生じる。検出のためには、各々のセルにつき、複数の信号を、数量的に(betragsmaessig)単にばらばらに加えることができる。各々の検出されたターゲットに関しては、周波数FBeatおよび曖昧なドップラ周波数fD,mdを、直接レンジ・ドップラ・マトリックスから直に読み取ることができ、あるいは、補間の技術によって、精度の向上のために算出することができる。従って、同一の数量情報(しかし、異なった位相情報)を有する2つのレンジ・ドップラ・マトリックスが存在する。
本発明によれば、レンジ・ドップラ・マトリックスにおける、セル当たりの位相差は、適切には、ターゲットが検出されたセルのためにのみ、今や評価される。
数学的には、以下の式が生じる。
Figure 0006333805
D,md chirpは、(場合によっては曖昧に)測定されたドップラ周波数fD,mdによってランプからランプへ生じる位相補正係数である。この数値分、位相がランプからランプへ更に回転する。このことを、受信した入れ子になった信号構造の評価ために考慮しなければならない。上記の式および位相差測定から、ターゲットの距離R従ってまたfを、今や以下に計算することができる。
Figure 0006333805
Figure 0006333805
最後に、測定されたビート周波数fBeatおよび測定された位相差を用いて、上記の式から、明確なドップラ周波数fが、以下のように生じる。
Figure 0006333805
測定された位相差の評価は、
Figure 0006333805
の、最大限明確に測定可能な距離をもたらす。
10kHzの周波数差(f−f)については、Rmax=7.5kmの最大限に明確に測定可能な距離が生じる。4kHzの周波数差(f−f)では、Rmax=18.75kmの最大限に明確に測定可能な距離が生じる。
式11は、従って、距離Rに関連する周波数の、近似だけでなく、正確な決定をもたらす。この決定は、式12および13に従って、ドップラ周波数fの正確な決定を明確な方法で可能にする。
互いにずれた周波数偏移を有する、セグメント11,12の2つのグループA,Bの、本発明に係わる使用は、従って、ドップラ周波数の決定による距離および視線方向速度の明確かつ正確な決定を可能にする。前記送信信号を、適切に制御された周波数発生器によって、必要な方法で生成させることができる。しかしながら、セグメント10,11を、同様に、実際に発生させるが、仮想的に異なった変調を使用することも可能である。この目的のために、図3に示すように、いわゆる「ゼロ充填」が使用される。この場合、実際に変調された周波数偏移は、fSWであるが、十分には活用されない。セグメント11,12のために常に使用される周波数偏移は、fSW−(f−f)である。
図3は、セグメント10のために常に実変調が用いられ、該実変調は、初期値fから始まり、かつ、帯域幅fSW全体に亘って延びていることを示す。第1のグループAのセグメント11については、fで始まるセグメント11が使用され、他方、幅f−fにおけるセグメントが上端では使用されない。
これに対し、グループBのセグメント12に関しては、下方のセグメントf−fは、2つのセグメント11,12については、同じ周波数偏移fSW−(f−f)が生じるように、使用しない。
図4に示した変形例によれば、セグメント10は、2つのグループA,Bに対し実際に同じに生成される。この場合、セグメントの長さは、fSW+(f−f)である。従って、実際に変調された領域は、f−fだけ増加される。グループAのセグメント11の上端およびグループBのセグメント12の下端における未使用のサンプル値は捨てられる。
記述したすべての場合では、セグメント10,11は、同じ周波数偏移および同じ勾配を有する。このことは、絶対に必要というわけではない。異なる周波数偏移および異なる勾配を、ここに記載した方法で、同様に使用することができる。しかし、そのためには、数学的評価はいくらか複雑である。
以下に、本願発明の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[1]測定位置に対する対象物の距離(R)および視線方向速度(v)を決定するための方法であって、レーダ信号が送信され、かつ、前記対象物における反射後に再び受信され、前記送信されたレーダ信号は、測定サイクル内で多数のセグメント(10)に分割されており、これらのセグメントでは、レーダ信号の周波数は初期値(f ,f )から最終値へ変化され、かつ、前記反射され受信された信号は、各々のセグメント(10)にわたって、周波数ピークを検出するために第1の評価を受け、追加的に、前記測定サイクルのすべてのセグメント(10)の周波数ピークの信号の、後続の第2の評価は、視線方向速度(v)の尺度としてドップラ周波数成分を決定すべく、実行される方法において、
セグメント(10)は、少なくとも2つのグループ(A,B)に分割され、該グループの変化する周波数の初期値(f ,f )および/または最終値は異なっていること、各々のグループ(A,B)のセグメント(11,12)は、別々に、前記第2の評価を受けること、および、各々のグループ(A,B)の前記セグメント(11,12)の前記第2の評価の際に生じる互いに対応する信号の位相差を決定することによって、前記決定された速度の曖昧さの排除が実行されることを特徴する方法。
[2]前記第1の評価は、前記周波数ピークを決定するために、あるセグメント(10)内のサンプリング信号を用いて、第1のFFTとして、実行されることを特徴とする[1]に記載の方法。
[3]前記第2の評価は、前記測定サイクルの前記セグメント(10)の互いに対応する周波数ピークを用いて、第2のFFTとして、実行されることを特徴とする[2]に記載の方法。
[4]前記ドップラ周波数における、前記第2の評価の際に生じた周波数ピークのための、前記位相差の決定は、少なくとも2つのグループ(A,B)の後でなされることを特徴とする[3]に記載の方法。
[5]前記2つのグループ(A,B)の前記セグメント(11,12)は、同一の実際の周波数特性で生成されるが、測定のためには、第1のグルーム(A)については、第1の初期値(f )から第1の最終値まで、第2のグループ(B)については、第2の初期値(f )から第2の最終値まで使用され、前記初期値f ,f および最終値は互いに異なっていることを特徴とする[1]ないし[4]のいずれか1項に記載の方法。
[6]前記少なくとも2つのグループ(A,B)の前記セグメント(11,12)はすべて同一の周波数偏移を有することを特徴とする[1]ないし[5]のいずれか1項に記載の方法。
[7]前記2つのグループ(A,B)における前記セグメント(11,12)の周波数変化は、一定でありかつ同じ大きさであることを特徴とする[1]ないし[6]のいずれか1項に記載の方法。
[8]前記決定された位相差は、対象物の距離(R)を正確に決定するためにも評価されることを特徴とする[1]ないし[7]のいずれか1項に記載の方法。
[9]測定位置に対する対象物の距離および視線方向速度を決定するための装置であって、レーダ送信機を具備し、前記対象物から反射された、前記レーダ送信機のレーダ信号のための、前記測定位置に設けられた受信機を具備し、前記レーダ信号は、測定サイクル内で多数のセグメント(10)に分割されており、これらのセグメントでは、前記レーダ信号の周波数は、初期値(f ,f )から最終値まで変化され、前記セグメント(10)内で常に周波数ピークを検出するための、前記受信機に接続された第1の評価手段を具備し、該第1の評価手段に接続されており、視線方向速度(v)の尺度としてドップラ周波数成分を決定すべく、前記決定された周波数ピークの位相差を評価するための第2の評価手段を具備する装置において、
前記複数の評価手段における評価のために、少なくとも2つのグループ(A,B)のセグメント(11,12)が使用され、該グループの変化する周波数の初期値(f ,f )および/または最終値は異なっていること、前記第2の評価手段は、前記少なくとも2つのグループ(A,B)からの信号を別個に評価するための少なくとも2つの評価ステージを有すること、および、前記少なくとも2つの評価ステージには、少なくとも1つの位相差検出器が接続されており、該位相差検出器の出力信号は、視線方向速度の明確な決定のために使用可能であることを特徴とする装置。
[10]前記位相差検出器の出力信号が、前記距離(R)を決定するためにも評価されることを特徴とする[9]に記載の装置。
10 セグメント
R 距離
v 視線方向速度
,f 初期値
A,B グループ

Claims (8)

  1. 測定位置に対する対象物の距離(R)および視線方向速度(v)を決定するための方法であって、レーダ信号が送信され、かつ、前記対象物における反射後に前記測定位置において再び受信され、前記送信されたレーダ信号は、測定サイクル内で多数のセグメント(10)に分割されており、これらのセグメントでは、レーダ信号の周波数は初期値(f,f)から最終値へ変化され、かつ、前記反射され受信された信号は、各ケースにおけるセグメント(10)にわたって、周波数ピークを検出するために第1の評価を受け、追加的に、前記測定サイクルのすべてのセグメント(10)の周波数ピークの信号の、後続の第2の評価は、前記視線方向速度(v)の尺度としてドップラ周波数成分を決定すべく、実行される方法において、
    セグメント(10)は、少なくとも2つのグループ(A,B)に分割され、各々のグループ(A,B)のセグメント(11,12)は、別々に、前記第2の評価を受け、および、各々のグループ(A,B)の前記セグメント(11,12)の前記第2の評価の際に生じる互いに対応する信号の位相差を決定することによって、前記決定された速度の曖昧さの排除が実行され
    前記少なくとも2つのグループ(A,B)の第1のグループ(A)の前記セグメント(11)はすべて、変化する周波数の同一の初期値(f )を有し、
    前記少なくとも2つのグループ(A,B)の第2のグループ(B)の前記セグメント(12)はすべて、変化する周波数の同一の初期値(f )を有し、
    前記第1のグループ(A)の初期値(f )と前記第2のグループ(B)の初期値(f )は異なり、
    前記少なくとも2つのグループ(A,B)の前記セグメント(11,12)はすべて、同一の周波数偏移帯域幅および同一の勾配を有することを特徴する方法。
  2. 前記第1の評価は、前記周波数ピークを決定するために、あるセグメント(10)内のサンプリング信号を用いて、第1のFFTとして、実行されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
  3. 前記第2の評価は、前記測定サイクルの前記セグメント(10)の互いに対応する周波数ピークを用いて、第2のFFTとして、実行されることを特徴とする請求項2に記載の方法。
  4. 前記ドップラ周波数における、前記第2のFFTの際に生じた周波数ピークに対する、前記位相差の決定は、少なくとも2つのグループ(A,B)の後でなされることを特徴とする請求項3に記載の方法。
  5. 前記2つのグループ(A,B)の前記セグメント(11,12)は、同一の実際の周波数特性で生成されるが、測定のためには、第1のグループ(A)については、第1の初期値(f)から第1の最終値まで、第2のグループ(B)については、第2の初期値(f)から第2の最終値まで使用され、前記初期値f,fおよび最終値は互いに異なっていることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の方法。
  6. 前記決定された位相差は、対象物の距離(R)を正確に決定するためにも評価されることを特徴とする請求項1ないしのいずれか1項に記載の方法。
  7. 測定位置に対する対象物の距離および視線方向速度を決定するための装置であって、レーダ送信機を具備し、前記対象物から反射された、前記レーダ送信機のレーダ信号のための、前記測定位置に設けられた受信機を具備し、前記レーダ信号は、測定サイクル内で多数のセグメント(10)に分割されており、これらのセグメントでは、前記レーダ信号の周波数は、初期値(f,f)から最終値まで変化され、受信した信号の前記セグメント(10)のそれぞれので周波数ピークを検出するための、前記受信機に接続された第1の評価装置を具備し、該第1の評価装置に接続されており、前記視線方向速度(v)の尺度としてドップラ周波数成分を決定すべく、前記決定された周波数ピークの位相差を評価するための第2の評価装置を具備する装置において、
    記評装置における評価のために、少なくとも2つのグループ(A,B)のセグメント(11,12)が使用され、前記第2の評価装置は、前記少なくとも2つのグループ(A,B)の信号を別個に評価するための少なくとも2つの評価ステージを有、および、前記少なくとも2つの評価ステージには、少なくとも1つの位相差検出器が接続されており、該位相差検出器の出力信号は、視線方向速度の明確な決定のために使用可能であり、
    前記少なくとも2つのグループ(A,B)の第1のグループ(A)の前記セグメント(11)はすべて、変化する周波数の同一の初期値(f )を有し、
    前記少なくとも2つのグループ(A,B)の第2のグループ(B)の前記セグメント(12)はすべて、変化する周波数の同一の初期値(f )を有し、
    前記第1のグループ(A)の初期値(f )と前記第2のグループ(B)の初期値(f )は異なり、
    前記少なくとも2つのグループ(A,B)の前記セグメント(11,12)はすべて、同一の周波数偏移幅および同一の勾配を有することを特徴とする装置。
  8. 前記位相差検出器の出力信号が、前記距離(R)を決定するためにも評価されることを特徴とする請求項に記載の装置。
JP2015506095A 2012-04-19 2013-03-16 レーダ信号による対象物の距離および視線方向速度を決定するための方法および装置 Active JP6333805B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012008350A DE102012008350A1 (de) 2012-04-19 2012-04-19 Verfahren und Vorrichtung zur Abstimmung von Abstand und Radialgeschwindigkeit eines Objekts mittels Radarsignalen
DE102012008350.5 2012-04-19
PCT/DE2013/000154 WO2013156012A1 (de) 2012-04-19 2013-03-16 Verfahren und vorrichtung zur bestimmung von abstand und radialgeschwindigkeit eines objekts mittels radarsignalen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015517104A JP2015517104A (ja) 2015-06-18
JP6333805B2 true JP6333805B2 (ja) 2018-05-30

Family

ID=48236623

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015506095A Active JP6333805B2 (ja) 2012-04-19 2013-03-16 レーダ信号による対象物の距離および視線方向速度を決定するための方法および装置

Country Status (11)

Country Link
US (1) US9739879B2 (ja)
EP (1) EP2841961B1 (ja)
JP (1) JP6333805B2 (ja)
KR (1) KR102065052B1 (ja)
CN (1) CN104246534B (ja)
CA (1) CA2867062C (ja)
DE (1) DE102012008350A1 (ja)
DK (1) DK2841961T3 (ja)
ES (1) ES2613646T3 (ja)
PL (1) PL2841961T3 (ja)
WO (1) WO2013156012A1 (ja)

Families Citing this family (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012008350A1 (de) 2012-04-19 2013-10-24 S.M.S Smart Microwave Sensors Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Abstimmung von Abstand und Radialgeschwindigkeit eines Objekts mittels Radarsignalen
DE102014212280A1 (de) * 2014-06-26 2015-12-31 Robert Bosch Gmbh Radarmessverfahren
DE102013210256A1 (de) * 2013-06-03 2014-12-04 Robert Bosch Gmbh Interferenzunterdrückung bei einem fmcw-radar
EP2884299B1 (en) * 2013-12-16 2018-02-07 Autoliv Development AB Speed determination of a target
DE102014212284A1 (de) 2014-06-26 2015-12-31 Robert Bosch Gmbh MIMO-Radarmessverfahren
DE102014212281A1 (de) * 2014-06-26 2015-12-31 Robert Bosch Gmbh Radarmessverfahren mit unterschiedlichen Sichtbereichen
DE102014212390A1 (de) 2014-06-27 2015-12-31 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Objektortung mit einem FMCW-Radar
US10094920B2 (en) * 2014-08-27 2018-10-09 Texas Instruments Incorporated Range resolution in FMCW radars
US9835723B2 (en) 2014-10-30 2017-12-05 Nxp B.V. Radar ambiguity resolving detector
DE102014226127A1 (de) * 2014-12-16 2016-06-16 Robert Bosch Gmbh Radarsystem, verfahren zum erzeugen eines sendesignals für ein radarsystem und fahrzeug
US10012721B2 (en) * 2015-02-19 2018-07-03 Teradyne, Inc. Virtual distance test techniques for radar applications
PL3234514T3 (pl) * 2015-08-28 2020-07-27 Reliance Worldwide Corporation Konfiguracja i kalibracja przepływomierza
EP3147685B1 (en) * 2015-09-22 2020-01-01 Veoneer Sweden AB A vehicle synthetic aperture radar system
US9977116B2 (en) 2015-10-05 2018-05-22 Analog Devices, Inc. Scaling fixed-point fast Fourier transforms in radar and sonar applications
EP3173812B1 (en) 2015-11-24 2021-01-06 Veoneer Sweden AB A vehicle radar system arranged for reducing interference
JP6270901B2 (ja) * 2016-04-21 2018-01-31 三菱電機株式会社 Fmcwレーダ装置
US10444339B2 (en) * 2016-10-31 2019-10-15 Trackman A/S Skid and roll tracking system
US10539672B2 (en) * 2016-12-09 2020-01-21 GM Global Technology Operations LLC Doppler ambiguity resolution at high signal to noise ratio
DE112017007125T5 (de) * 2017-02-24 2019-11-07 Mitsubishi Electric Corporation Radarsignalverarbeitungsvorrichtung und Radarsystem
DE102017105783B4 (de) 2017-03-17 2020-06-10 S.M.S Smart Microwave Sensors Gmbh Verfahren zum Bestimmen eines Abstandes und einer Geschwindigkeit eines Objektes
EP3415948B1 (en) * 2017-06-12 2021-11-10 Aptiv Technologies Limited A method of determining the de-aliased range rate of a target
JP6787842B2 (ja) * 2017-07-07 2020-11-18 株式会社Soken レーダ装置
WO2019010259A1 (en) * 2017-07-07 2019-01-10 Veoneer Us, Inc. RADAR SYSTEMS AND METHODS USING COMPOSITE WAVEFORMS FOR CUSTOMIZING RESOLUTION REQUIREMENTS
US10712437B2 (en) * 2017-07-07 2020-07-14 Veoneer Us, Inc. Radar systems and methods utilizing composite waveforms for customization of resolution requirements
US10630249B2 (en) 2017-08-04 2020-04-21 Texas Instruments Incorporated Low power mode of operation for mm-wave radar
US11237649B2 (en) * 2017-08-10 2022-02-01 Mediatek Singapore Pte. Ltd. Inductive beacon for time-keying virtual reality applications
DE102017131114A1 (de) 2017-12-22 2019-06-27 S.M.S, Smart Microwave Sensors Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen wenigstens eines Parameters eines Objektes
KR102455634B1 (ko) 2018-01-22 2022-10-17 삼성전자주식회사 레이더를 이용한 오브젝트 거리 결정 방법 및 장치
KR102202319B1 (ko) * 2018-04-11 2021-01-13 한국전자통신연구원 Fmcw 레이다의 신호 처리 방법 및 장치
US10816385B2 (en) 2018-06-21 2020-10-27 Rosemount Tank Radar Ab Radar level gauge
EP3848723A4 (en) * 2018-09-05 2022-06-08 Kyocera Corporation ELECTRONIC DEVICE, METHOD FOR CONTROLLING ELECTRONIC DEVICE AND CONTROL PROGRAM FOR ELECTRONIC DEVICE
CN109581350B (zh) * 2018-11-22 2023-02-03 西安八阵图电子科技有限公司 基于时频积分插值的雷达测距测速方法及装置
RU2707970C1 (ru) * 2019-02-12 2019-12-03 Акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт "Сигнал" Способ и устройство предупреждения столкновений транспортного средства
DE102019134985B4 (de) 2019-12-18 2022-06-09 S.M.S, Smart Microwave Sensors Gmbh Verfahren zum Erfassen wenigstens eines Verkehrsteilnehmers
US11525908B2 (en) 2020-02-13 2022-12-13 Nxp B.V. Radar apparatuses and methods involving determination of velocity of an object
US11815589B2 (en) 2020-08-28 2023-11-14 Nxp B.V. Multiple-mode radar with resolution of spatial ambiguity
US11802939B2 (en) 2020-11-16 2023-10-31 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus with radar signal processing
CN113534125A (zh) 2021-06-04 2021-10-22 惠州市德赛西威汽车电子股份有限公司 一种估算目标模糊速度的方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5268692A (en) * 1991-03-14 1993-12-07 Grosch Theodore O Safe stopping distance detector, antenna and method
DE4244608C2 (de) * 1992-12-31 1997-03-06 Volkswagen Ag Mittels eines Computers durchgeführtes Radarverfahren zur Messung von Abständen und Relativgeschwindigkeiten zwischen einem Fahrzeug und vor ihm befindlichen Hindernissen
JP3206437B2 (ja) * 1996-07-04 2001-09-10 日本電気株式会社 Fm−cwレーダ装置及び対象物測距方法
JP2000235072A (ja) 1999-02-15 2000-08-29 Toyota Central Res & Dev Lab Inc レーダ方式及びそれを用いたレーダ装置
JP2001220463A (ja) * 2000-02-09 2001-08-14 Ishizuka Glass Co Ltd 難燃性付与用組成物の製造方法及び難燃性付与用組成物
DE10050278B4 (de) 2000-10-10 2005-06-02 S.M.S., Smart Microwave Sensors Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung von Abstand und Relativgeschwindigkeit eines entfernten Objektes
WO2003048802A2 (de) * 2001-11-28 2003-06-12 Siemens Aktiengesellschaft Radarsystem
US6606052B1 (en) 2002-03-07 2003-08-12 Visteon Global Technologies, Inc. Method and apparatus for detecting multiple objects with frequency modulated continuous wave radar
DE102005012945A1 (de) * 2005-03-21 2006-09-28 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zu Abstands- und Relativgeschwindigkeitsmessung mehrerer Objekte
DE102005048209A1 (de) * 2005-09-29 2007-04-05 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Kraftfahrzeug-Radarverfahren und -Radarsystem
JP4977443B2 (ja) * 2006-10-31 2012-07-18 日立オートモティブシステムズ株式会社 レーダ装置及びレーダ検出方法
US8026843B2 (en) * 2008-01-31 2011-09-27 Infineon Technologies Ag Radar methods and systems using ramp sequences
CN101561970B (zh) * 2009-05-25 2011-06-08 中国人民解放军理工大学气象学院 一种微波车辆检测雷达的控制方法
JP5116746B2 (ja) * 2009-10-01 2013-01-09 三菱電機株式会社 レーダ装置
DE102012008350A1 (de) 2012-04-19 2013-10-24 S.M.S Smart Microwave Sensors Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Abstimmung von Abstand und Radialgeschwindigkeit eines Objekts mittels Radarsignalen

Also Published As

Publication number Publication date
PL2841961T3 (pl) 2017-06-30
DK2841961T3 (en) 2017-02-27
CN104246534B (zh) 2017-06-30
US9739879B2 (en) 2017-08-22
US20150084806A1 (en) 2015-03-26
ES2613646T3 (es) 2017-05-25
DE102012008350A1 (de) 2013-10-24
EP2841961B1 (de) 2016-11-23
KR102065052B1 (ko) 2020-02-11
CA2867062A1 (en) 2013-10-24
KR20150003330A (ko) 2015-01-08
WO2013156012A1 (de) 2013-10-24
JP2015517104A (ja) 2015-06-18
CA2867062C (en) 2019-07-09
EP2841961A1 (de) 2015-03-04
CN104246534A (zh) 2014-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6333805B2 (ja) レーダ信号による対象物の距離および視線方向速度を決定するための方法および装置
JP3699450B2 (ja) 離れたオブジェクトの距離及び相対速度を測定する方法及び装置
JP6533288B2 (ja) Mimoレーダー測定方法
JP6739149B2 (ja) タイミング同期を備えた周波数変調連続波(fmcw)レーダー
CN107076835B (zh) 具有不同视距的雷达测量方法
US7342651B1 (en) Time modulated doublet coherent laser radar
CN106405541B (zh) 全相参连续波多普勒雷达及其测距测速方法
US9547078B2 (en) Detection of radar objects using a radar sensor of a motor vehicle
US9354304B2 (en) Method for cyclically measuring distances and velocities of objects using an FMCW radar sensor
CN1932551B (zh) 雷达
JP4870926B2 (ja) アンビギティー検知式周波数偏位変調
CN108333581B (zh) 多重欠采样的线性调频序列雷达
JP7460057B2 (ja) コヒーレントlidarのピッチ-キャッチスキャニングのための方法およびシステム
US8947644B2 (en) Using multiple waveforms from a coherent LADAR for target acquisition
KR20150085028A (ko) 고속 처프 fmcw 레이더
US10151832B2 (en) Method for determining the distance and relative speed of a remote object
JP2017522549A (ja) Fmcwレーダによって対象物を位置測定するための方法
EP0818691A1 (fr) Procédé et dispositif de détection de cibles pour radar doppler à impulsions non ambigu à large bande
Rohling et al. New radar waveform based on a chirp sequence
CN113009439B (zh) 一种基于调频连续波毫米波雷达的多目标探测方法
FR2941304A1 (fr) Procede de mesure en distance, notamment pour radar a courte portee
CN116075745A (zh) 低信号处理负荷情况下具有高距离分辨率的雷达调制方法
CN112654894B (zh) 一种雷达探测方法及相关装置
CN112034483A (zh) 基于相干探测关联成像技术的多目标距离--速度解耦方法
US11372097B2 (en) Method and apparatus for phase unwrapping radar detections using optical flow

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160129

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20161220

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20161221

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170317

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170905

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20171205

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: 20180403

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180425

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6333805

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

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