JPH05341038A - 距離速度計測装置 - Google Patents
距離速度計測装置Info
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- JPH05341038A JPH05341038A JP4145788A JP14578892A JPH05341038A JP H05341038 A JPH05341038 A JP H05341038A JP 4145788 A JP4145788 A JP 4145788A JP 14578892 A JP14578892 A JP 14578892A JP H05341038 A JPH05341038 A JP H05341038A
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Abstract
るマルチパスが形成し受信信号レベルが低下して距離、
速度の精度が悪化するのを防止できる距離速度計測装置
に関する。 【構成】 放射された連続レーダ波が目標で反射されこ
の反射波と連続レーダ波とのビート信号の周波数から移
動目標対象物1との相対距離、相対速度を計測する距離
速度計測装置に、ビート信号の周波数分析を行うビート
信号周波数分析手段52と、連続レーダ波の拡散による
減衰及び平面大地とのマルチパスによる減衰に依存して
雑音信号を除去するしきい値を形成するマルチパス用し
きい値形成手段53と、ビート信号のピーク周波数のう
ちしきい値を越えるものをビート信号として決定するビ
ート信号決定手段54と、決定されたビート信号の周波
数から相対距離、相対速度を導出する距離速度導出手段
55を設ける。
Description
施して放射された連続レーダ波が目標で反射されこの反
射波が同時に受信され受信信号と送信信号とのビート信
号の周波数から目標との距離、速度を測定し、特に本発
明では平面大地の連続レーダ波の反射によるマルチパス
が形成されるため受信信号レベルが低下して距離、速度
の精度が悪化するのを防止できる距離速度計測装置に関
する。
に関する技術としては、「レーダ技術」(社団法人:電
子情報通信学会)に記載されたものがあった。従来の距
離速度計測装置においては、送信機で三角状の周波数変
調の送信信号が形成されアンテナから連続レーダ波(C
W)が自動車等の移動目標対象物に対して放射される。
そして移動目標対象物の反射波がアンテナで受信された
受信波の受信信号と放射される連続レーダ波の送出信号
とが混合されてビート信号が形成される。このビート信
号の周波数分析が行われ、このビート信号のピーク周波
数から移動目標対象物との相対距離、相対速度が求めら
れる。
速度計測装置では、ビート信号の周波数分析からピーク
周波数を決定する場合に、ビート信号と雑音信号とを分
離するために一定の信号レベルしきい値を設けなければ
ならない。さもなければ雑音信号に反応して雑音信号を
ビート信号と誤ってありもしない移動目標対象物との相
対距離、相対速度を導出する虞があるためである。しか
しながら、移動目標対象物が遠くなると電波の拡散のた
め小さくなるだけでなく、放射された連続レーダ波とそ
の平面大地からの反射波とが干渉して強めあったり、弱
めあったりするマルチパスが形成され、このマルチパス
形成のためさらに目標との距離によっては、受信波の信
号レベルはより小さくなり、有効なビート信号のレベル
が小さくなりかつ前記信号レベルしきい値以下となり、
有効な移動目標対象物の相対距離、相対速度が得られな
いという問題がある。
ト信号のレベルを小さくするマルチパスの形成に対して
適切な信号レベルしきい値を形成できる距離速度計測装
置を提供することを目的とする。
決するために、放射された連続レーダ波が目標で反射さ
れこの反射波と前記連続レーダ波とのビート信号の周波
数から移動目標対象物との相対距離、相対速度を計測す
る距離速度計測装置に、ビート信号周波数分析手段、マ
ルチパス用しきい値形成手段、ビート信号決定手段及び
距離速度導出手段を設ける。
ト信号の周波数分析を行う。前記マルチパス用しきい値
形成手段は前記連続レーダ波の拡散による減衰及び平面
大地とのマルチパスによる減衰に依存して雑音信号を除
去するしきい値を形成する。前記ビート信号決定手段は
前記ビート信号周波数分析手段で得られたピーク周波数
のうち該マルチパス用しきい値形成手段によるしきい値
を越えるものをビート信号として決定する。
手段で決定されたビート信号の周波数から移動目標対象
物との相対距離、相対速度を導出する。
信号周波数分析手段によって前記ビート信号の周波数分
析が行われる。前記マルチパス用しきい値形成手段によ
って前記連続レーダ波の拡散による減衰及び平面大地と
のマルチパスによる減衰に依存して雑音信号を除去する
しきい値が形成される。これは雑音信号レベルが周波数
の増加とともに減衰するという周波数特性を利用するも
のである。前記ビート信号決定手段によって前記ビート
信号周波数分析手段で得られたピーク周波数のうち該マ
ルチパス用しきい値形成手段によるしきい値を越えるも
のがビート信号として決定される。前記距離速度導出手
段によって該ビート信号決定手段で決定されたビート信
号のピーク周波数から移動目標対象物との相対距離、相
対速度が導出される。したがって、マルチパスによりビ
ート信号の強弱が生じても又は移動目標対象物との距離
が大きくなり、拡散が大きくなっても、すなわちビート
信号の周波数全体で安定したデータ処理ができるように
なり、相対距離、相対速度の計測が安定して行えるよう
になる。
説明する。図1は本発明の実施例に係る距離速度計測装
置を示す図である。本図に示すように、自動車等に搭載
される距離速度計測装置は、自動車等の移動目標対象物
1に対して連続レーダ波(CW)を放射しその反射波を
受信するアンテナ2と、連続波として三角状の周波数変
調の送信信号を形成しアンテナ2に出力する連続波形成
送信機3と、アンテナ2で受信された受信波の受信信号
と連続波形成送信機3からの送信信号を混合してビート
信号を形成する混合器4と、該混合器4からのビート信
号の周波数を分析してビート信号の周波数から受信信号
と送信信号との周波数のずれを求めこの周波数のずれか
ら自動車等の移動目標対象物1との相対距離、相対速度
を求める信号処理を行う信号処理手段5と、該信号処理
手段5により得られた相対距離、相対速度を表示して運
転者に移動目標対象物1である相手自動車の情報を提供
する表示器6とを備える。
したときの連続レーダ波の周波数対時間の関係を説明す
る図である。本図(a)では、送受信信号の周波数対時
間の関係が示され、実線で示すように、連続波形成送信
機3により三角状の周波数変調(FM)がなされた送信
信号が繰り返し形成されアンテナ2から連続レーダ波が
出力される。またアンテナ2では本図(a)の点線で示
すような周波数変調の三角状の反射波の繰り返しの信号
が受信される。本図(b)では、送信信号と受信信号と
のビート信号対時間の関係が示されている。ビート信号
は混合器4の出力として得られ、本図(a)に示すよう
に、送信信号又は受信信号の周波数が上昇する場合に得
られるビート信号の周波数fb をfu 、下降する場合に
得られるビート信号の周波数fb をfd とすると、下記
式が得られる。
合のビート信号の周波数であり、fp は移動目標対象物
1との相対運動をしている場合のドップラ効果によるビ
ート信号の周波数のずれであり、それぞれ以下のように
表せる。
し周波数、Δfは周波数偏移幅、cは光速を表す。 fp =2・fo ・V/c …(4) ここにfo は送信中心周波数で、Vは移動目標対象物1
との相対速度を表す。
る。本図に示す信号処理手段5は、混合器4からのアナ
ログ信号帯域制限しA/D変換時の折り返しを防ぐため
のLPF(Low Pass Filte)56と、該LPFからのア
ナログ信号をディジタル信号に変換するA/D変換器5
1(Analog to Digital Converter)と、該A/D変換器
51からのビート信号の周波数分析をする高速フーリエ
変換(FFT)を用いたビート信号周波数分析手段52
と、放射された連続レーダ波とその平面大地からの反射
波とが干渉して弱めあうマルチパス経たビート信号に対
する雑音信号の除去のためのしきい値を形成するマルチ
パス用しきい値形成手段53と、高速フーリエ変換手段
52からのピーク周波数のうち該マルチパス用しきい値
形成手段53によるしきい値を越えるものをビート信号
として決定し抽出するビート信号決定手段54と、該ビ
ート信号決定手段54からのビート信号の周波数より移
動目標対象物との相対距離、相対速度を導出する距離速
度導出手段55とを含む。
3について説明する。先ずマルチパスによる連続レーダ
波のレベル低下を説明する。図4は平面大地を経るマル
チパスにより連続レーダ波のレベル低下の発生を説明す
る図であり、図5はアンテナの受信電力がマルチパスに
より低下する様子を示す図である。図4に示すように、
移動目標対象物1である自動車とレーダのアンテナ2と
の距離をRとして、レーダのアンテナ2の平面大地との
距離とh1 とし、移動目標対象物1と平面大地との距離
をh2 とし、移動目標対象物1とレーダのアンテナ2と
を結ぶ直線と平面大地とのなす角度をθ1 とし、平面大
地に対してレーダのアンテナ2と対称位置のS1 と移動
目標対象物1とを結ぶ直線と平面大地と交わる点S2 と
した場合にレーダのアンテナ2と点S2 を結ぶ直線と平
面大地とのなす角度をθ2 とし、平面大地のレーダ波の
反射計数ρ=1とすると、平面大地に置かれたレーダの
アンテナ2が受信する受信電力Pr は以下のようにな
る。
し、
(50Hz)とした場合には、図5に示すように、R1
=55.5m、R2 =83.3m等のところにマルチパ
スによるレベルの急激な低下が生じる。つまりこの位置
に移動目標物1である自動車が入ると、アンテナ2は十
分な受信電力が得られなくなる。なお図5において距離
1〜50mの範囲で受信電力が徐々に低下するのは、レ
ーダ波が放射されて拡散するためである。
面大地に対する距離h1 を0.50mから0.55mに
変化させると、前記マルチパス距離R1 =55.5m、
R2=83.3mからR1 =64.2m、R2 =96.
3mとなり、約10m遠方になる。ところで本発明者は
高速フーリエ変換手段52による雑音信号のレベルが周
波数とともに減少することを発見している。この雑音信
号のレベルの周波数特性は、例えば1/f2 (f:周波
数)に比例している。したがって、この式を満足するよ
うに、マルチパス用しきい値形成手段53では上記式
(5)又は(7)を用いて、図5の点線で示すように、
この式による信号レベルの周波数の減衰に対してさらに
一定割合だけ小さいレベルを雑音信号の除去レベルとし
て求める。図5の一点鎖線を示すようなシステムのノイ
ズレベルより雑音信号除去レベルが下まわる場合はシス
テムノイズ以下にしきい値がならないようにレベルを求
める。又はマルチパス用しきい値形成手段53は種々の
パラメータに対して数値化したテーブルとして雑音信号
の除去レベルを有してもよい。
る。該距離速度導出手段55はビート信号決定手段54
で決定されたビート信号の周波数から上記(1)、
(2)、(3)、(4)を用いて、相対距離R、相対速
度Vが下記のように導出される。 R=(fd +fu )c/8(fm ・Δf) …(8) V=(fd −fu )c/4fo …(9)
信号レベルが周波数の増加とともに減衰するという周波
数特性を利用して連続レーダ波の拡散による減衰及び平
面大地とのマルチパスによる減衰に依存して雑音信号を
除去するしきい値を形成し、ビート信号周波数分析によ
って得られたピーク周波数のうちこのしきい値を越える
ものがビート信号として決定し、この決定されたビート
信号の周波数から移動目標対象物との相対距離、相対速
度が導出されるので、マルチパスによりビート信号の強
弱が生じても又は移動目標対象物との距離が大きくなっ
ても、すなわちビート信号の周波数全体で安定したデー
タ処理ができるようになり、相対距離、相対速度の計測
が安定して行えるようになる。
図である。
連続レーダ波の周波数対時間の関係を説明する図であ
る。
のレベル低下の発生を説明する図である。
る様子を示す図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 放射された連続レーダ波が移動目標対象
物(1)で反射されこの反射波と前記連続レーダ波との
ビート信号の周波数から前記移動目標対象物(1)との
相対距離、相対速度を計測する距離速度計測装置であっ
て、 前記ビート信号の周波数分析を行うビート信号周波数分
析手段(52)と、 前記連続レーダ波の拡散による減衰及び平面大地とのマ
ルチパスによる減衰に依存して雑音信号を除去するしき
い値を形成するマルチパス用しきい値形成手段(53)
と、 前記ビート信号周波数分析手段(52)で得られたピー
ク周波数のうち該マルチパス用しきい値形成手段(5
3)によるしきい値を越えるものをビート信号として決
定するビート信号決定手段(54)と、 該ビート信号決定手段(54)で決定されたビート信号
の周波数から移動目標対象物(1)との相対距離、相対
速度を導出する距離速度導出手段(55)を備える距離
速度計測装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4145788A JP3070637B2 (ja) | 1992-06-05 | 1992-06-05 | 距離速度計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4145788A JP3070637B2 (ja) | 1992-06-05 | 1992-06-05 | 距離速度計測装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05341038A true JPH05341038A (ja) | 1993-12-24 |
JP3070637B2 JP3070637B2 (ja) | 2000-07-31 |
Family
ID=15393179
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4145788A Expired - Fee Related JP3070637B2 (ja) | 1992-06-05 | 1992-06-05 | 距離速度計測装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3070637B2 (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08101266A (ja) * | 1994-09-29 | 1996-04-16 | Nec Corp | 距離測定器 |
WO2007011098A1 (en) * | 2005-07-19 | 2007-01-25 | Electronics And Telecommunications Research Institute | High resolution ranging apparatus and method using uwb |
US7719460B1 (en) * | 2008-11-04 | 2010-05-18 | Mitsubishi Electric Corporation | Radar device |
US7728763B2 (en) | 2005-07-19 | 2010-06-01 | Electronics And Telecommunications Research Institute | High resolution ranging apparatus and method using UWB |
JP2011196757A (ja) * | 2010-03-18 | 2011-10-06 | Fujitsu Ltd | レーダ装置及び周波数制御プログラム |
JP2015014579A (ja) * | 2013-07-08 | 2015-01-22 | 本田技研工業株式会社 | 物体検知装置 |
US11693108B2 (en) | 2018-07-20 | 2023-07-04 | Denso Corporation | Moving object detection apparatus |
-
1992
- 1992-06-05 JP JP4145788A patent/JP3070637B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08101266A (ja) * | 1994-09-29 | 1996-04-16 | Nec Corp | 距離測定器 |
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JP2015014579A (ja) * | 2013-07-08 | 2015-01-22 | 本田技研工業株式会社 | 物体検知装置 |
US11693108B2 (en) | 2018-07-20 | 2023-07-04 | Denso Corporation | Moving object detection apparatus |
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---|---|
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