JPH07128440A - Radar equipment - Google Patents
Radar equipmentInfo
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- JPH07128440A JPH07128440A JP5276396A JP27639693A JPH07128440A JP H07128440 A JPH07128440 A JP H07128440A JP 5276396 A JP5276396 A JP 5276396A JP 27639693 A JP27639693 A JP 27639693A JP H07128440 A JPH07128440 A JP H07128440A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、対象物の位置を検出す
るレーダ装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a radar device for detecting the position of an object.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、例えば自動車においては、自己車
両の前方や後方に存在する他の車両等の対象物(障害
物)の自己車両に対する相対距離や、さらには方向を含
めた相対位置を自己車両に搭載したレーダ装置を用いて
検出し、これに応じた適正な車間距離の保持、制動等の
自動走行制御や、各種警報等を行うようにしたものが開
発されている。そして、この種のレーダ装置において
は、比較的システム構成を簡略なものとし易く、また、
自己車両に対して近距離に位置する対象物の検出が可能
である等の理由により、一般にFM−CWレーダ装置が
用いられている。2. Description of the Related Art In recent years, for example, in an automobile, the relative distance of an object (obstacle) such as another vehicle existing in front of or behind the own vehicle to the own vehicle, and further, the relative position including the direction of the own vehicle is determined. A device has been developed which is detected by using a radar device mounted on a vehicle and holds an appropriate inter-vehicle distance according to the detection, performs automatic traveling control such as braking, and performs various alarms. And, in this type of radar device, it is relatively easy to simplify the system configuration, and
An FM-CW radar device is generally used for the reason that it is possible to detect an object located at a short distance from the own vehicle.
【0003】このFM−CWレーダ装置は、適当な周期
で周波数が増減するように変調せしめた電磁波ビームを
送波すると共に、その電磁波ビームの送波方向に存在す
る対象物からの反射波を該アンテナにより受波し、この
とき、レーダ装置内でその送波信号の一部と受波信号と
をミキシングしてなるビート信号の周波数が受波信号の
伝播遅延に起因して該電磁波ビームの送波方向における
対象物の相対距離に比例することを利用し、該ビート信
号の周波数を検出することにより、電磁波ビームの送波
方向における対象物までの相対距離を検出するものであ
る。This FM-CW radar device transmits an electromagnetic wave beam that has been modulated so that the frequency increases and decreases at an appropriate cycle, and at the same time transmits a reflected wave from an object existing in the transmitting direction of the electromagnetic wave beam. At this time, the frequency of the beat signal, which is received by the antenna and is obtained by mixing a part of the transmitted signal and the received signal in the radar device, is caused by the propagation delay of the received signal and the transmission of the electromagnetic wave beam. By utilizing the fact that it is proportional to the relative distance of the object in the wave direction and by detecting the frequency of the beat signal, the relative distance to the object in the wave transmission direction of the electromagnetic wave beam is detected.
【0004】また、例えば自動車用のFM−CWレーダ
装置においては、一つのアンテナあるいは二つのアンテ
ナから、互いに隣接した異なる2方向に電磁波ビームを
時間差をおいて送波すると共に、両電磁波ビームの送波
方向に存在する他車等の対象物からの反射波を各電磁波
ビーム毎に受波し、それらの受波信号と送波信号とをそ
れぞれミキシングしてなるビート信号の周波数から対象
物の相対距離を検出すると共に、各電磁波ビームに対応
する前記反射波の受波レベル、すなわち、各電磁波ビー
ムの送波方向における対象物の相対距離に対応する周波
数のスペクトルレベルの和と差との比の値から対象物の
自己車両に対する方位を検出し、これにより、対象物の
自己車両に対する2次元的相対位置を検出するようにし
たものも知られている(例えば本願出願人による特開平
5−87914号公報参照)。Further, for example, in an FM-CW radar device for an automobile, an electromagnetic wave beam is transmitted from one antenna or two antennas in two different directions adjacent to each other with a time difference, and both electromagnetic wave beams are transmitted. Relative to the target object from the frequency of the beat signal, which is the reflected wave from the target object such as another vehicle existing in the wave direction, is received for each electromagnetic wave beam, and the received signal and the transmitted signal are mixed respectively. While detecting the distance, the reception level of the reflected wave corresponding to each electromagnetic beam, that is, the ratio of the sum and difference of the spectrum level of the frequency corresponding to the relative distance of the object in the transmission direction of each electromagnetic beam It is also known that the direction of the object with respect to the own vehicle is detected from the value, and thereby the two-dimensional relative position of the object with respect to the own vehicle is detected. That (for example, see JP-A-5-87914 filed by the present applicant).
【0005】ところで、このようなFM−CWレーダ装
置において、一般に、前記ビート信号には、対象物から
の直接的な反射波の受波信号に対応する周波数成分(こ
れが対象物の相対距離に対応する)以外の周波数成分も
含まれる。また、電磁波ビームの送波方向に相対距離の
相違する複数の対象物が存在する場合には、これらの各
対象物の相対距離に対応する周波数成分が混在すること
となる。例えば電磁波ビームの送波方向に二つの対象物
が存在する場合において、前記ビート信号のスペクトル
分布(周波数分布)は、図3に仮想線で示すように、各
対象物の相対距離D1 ,D2 に対応する周波数f1 ,f
2 においてスペクトルレベルが極大値となるような山な
りの分布となる。By the way, in such an FM-CW radar device, in general, the beat signal has a frequency component corresponding to a received signal of a direct reflected wave from the object (this corresponds to the relative distance of the object. Frequency components other than) are also included. Further, when there are a plurality of objects having different relative distances in the transmission direction of the electromagnetic wave beam, frequency components corresponding to the relative distances of these respective objects are mixed. For example, when two objects exist in the transmission direction of the electromagnetic wave beam, the spectral distribution (frequency distribution) of the beat signal has relative distances D 1 and D 1 of the respective objects as shown by phantom lines in FIG. Frequencies f 1 , f corresponding to 2
At 2 , the distribution is mountainous so that the spectrum level has a maximum value.
【0006】従って、前記ビート信号の周波数により対
象物の相対距離を検出するに際しては、該ビート信号を
周波数分析して、そのスペクトル分布を求め、該スペク
トル分布からスペクトルレベルが適当なレベル以上の極
大値となるような周波数を検出し、その検出した周波数
により対象物の相対距離を求めることが望ましい。この
ようにビート信号のスペクトル分布を求めれば、対象物
の相対距離に対応する周波数をスペクトル分布から比較
的精度よく検出することができると共に、また、電磁波
ビームの送波方向に複数の対象物が存在する場合であっ
ても、各々の対象物の相対距離を検出することができ
る。Therefore, when detecting the relative distance of the object by the frequency of the beat signal, the beat signal is frequency-analyzed to obtain its spectral distribution, and the spectral level is determined from the spectral distribution to a local maximum of an appropriate level or more. It is desirable to detect a frequency having a value and obtain the relative distance of the object by the detected frequency. If the spectrum distribution of the beat signal is obtained in this way, the frequency corresponding to the relative distance of the object can be detected with relatively high accuracy from the spectrum distribution, and a plurality of objects can be detected in the transmission direction of the electromagnetic beam. Even if it exists, the relative distance of each object can be detected.
【0007】一方、前記ビート信号の周波数分析は、複
数のバンドパスフィルタや、FFT(高速フーリエ変換
手法)等の演算処理手法を用いて行うことができるが、
いずれの手法においても、周波数方向に連続したスペク
トル分布を得ることはできず、これらの手法の周波数分
解能に対応する単位周波数間隔毎の離散的なスペクトル
分布しか得ることができない。すなわち、前記図3に実
線で示すように、前記ビート信号をFFT等により周波
数分析すると、単位周波数間隔Δf毎に離散的なスペク
トルデータが得られる。そして、このような離散的なス
ペクトルデータを基に、対象物の相対距離に対応する周
波数を検出する場合、単にスペクトルレベルが極大値と
なるようなスペクトルを検出するのが一般的である。し
かるに、対象物の本来の相対距離に対応する周波数が互
いに隣合うスペクルの間にあるような場合には、検出さ
れる周波数は対象物の本来の相対距離に対応する周波数
と相違し、従って、対象物の相対距離の検出精度が低下
してしまう。On the other hand, the frequency analysis of the beat signal can be carried out by using a plurality of bandpass filters or an arithmetic processing method such as FFT (fast Fourier transform method).
In either method, it is not possible to obtain a continuous spectrum distribution in the frequency direction, and only a discrete spectrum distribution for each unit frequency interval corresponding to the frequency resolution of these methods can be obtained. That is, as shown by the solid line in FIG. 3, when the beat signal is frequency-analyzed by FFT or the like, discrete spectrum data is obtained for each unit frequency interval Δf. Then, when detecting the frequency corresponding to the relative distance of the object based on such discrete spectrum data, it is general to simply detect the spectrum in which the spectrum level has a maximum value. However, when the frequency corresponding to the original relative distance of the object is between adjacent spectra, the detected frequency is different from the frequency corresponding to the original relative distance of the object, and therefore, The detection accuracy of the relative distance of the object will be reduced.
【0008】このような不都合を解消するためには、ビ
ート信号の周波数分析における周波数分解能を高めて前
記単位周波数間隔を小さくすればよいが、このように周
波数分解能を高めると、前記ビート信号の必要なサンプ
リングデータ数が増大して、周波数分析のための処理時
間が長くなると共に、スペクトルデータも増大してスペ
クトルレベルが極大値となるようなスペクトルを検出す
るための処理時間も長くなり、従って、対象物の相対距
離を迅速に検出することができなくなってしまう。In order to eliminate such an inconvenience, it is sufficient to increase the frequency resolution in the frequency analysis of the beat signal and reduce the unit frequency interval. However, if the frequency resolution is increased in this way, the beat signal is required. The number of sampling data increases, the processing time for frequency analysis becomes longer, and the processing time for detecting the spectrum in which the spectrum data also increases and the spectrum level becomes the maximum value becomes longer. It becomes impossible to detect the relative distance of the object quickly.
【0009】また、対象物の相対距離と共に、その方位
をも検出する場合、従来は、前述したように二つの電磁
波ビームのそれぞれにおいて対象物の相対距離に対応し
て得られるスペクトルレベルの和と差との比により、該
対象物の方位を求めるようにしていたが、この種のもの
では、二つの電磁波ビームの指向性を高めれば、対象物
の相対位置の検出精度をある程度は高めることが可能で
あるものの、このようにすると、対象物の検出範囲が狭
まってしまう。逆に、電磁波ビームの指向性を低下させ
ると、対象物の相対位置の検出精度が大きく低下してし
まう。そして、対象物の移動等によって精度上の影響を
受けやすく、対象物の相対位置を精度よく検出すること
が困難なものであった。Further, in the case of detecting not only the relative distance of an object but also its azimuth, conventionally, as described above, the sum of the spectrum levels obtained corresponding to the relative distance of the object in each of the two electromagnetic waves and Although the orientation of the target object is obtained from the ratio to the difference, in this type, if the directivity of the two electromagnetic waves is increased, the detection accuracy of the relative position of the target object can be improved to some extent. Although possible, this would narrow the detection range of the object. On the contrary, if the directivity of the electromagnetic wave beam is reduced, the detection accuracy of the relative position of the object is significantly reduced. Then, it is difficult to detect the relative position of the object with high accuracy because it is easily affected by the movement of the object and the like.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる背景に
鑑み、電磁波ビームの送波信号と対象物からの受波信号
とを混合してなるビート信号のスペクトル分布を求め、
該スペクトル分布から電気はビームの送波方向における
対象物の相対距離を検出する場合に、スペクトル分布の
周波数分解能を高めることなく該スペクトル分布から精
度よく対象物の相対距離を検出することができるレーダ
装置を提供することを目的とする。In view of the background described above, the present invention seeks a spectral distribution of a beat signal formed by mixing a transmission signal of an electromagnetic wave beam and a reception signal from an object,
When electricity detects the relative distance of an object in the beam transmission direction from the spectral distribution, the radar can accurately detect the relative distance of the object from the spectral distribution without increasing the frequency resolution of the spectral distribution. The purpose is to provide a device.
【0011】また、送波方向を互いに隣接させて相違せ
しめた複数の電磁波ビームを用いて対象物の相対位置を
検出する場合に、該対象物の相対位置を精度よく検出す
ることができるレーダ装置を提供することを目的とす
る。Further, when a relative position of an object is detected by using a plurality of electromagnetic waves whose transmission directions are different from each other, the radar device can detect the relative position of the object with high accuracy. The purpose is to provide.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明の第1の態様は前
記の目的を達成するために、周波数を時間的に変調せし
めた電磁波を送波する送波手段と、該電磁波の送波方向
に存在する対象物からの反射波を受波する受波手段と、
該電磁波の送波信号の一部と該反射波の受波信号とを混
合して該対象物の相対距離に対応する周波数を有するビ
ート信号を生成するビート信号生成手段と、該ビート信
号を周波数分析して該ビート信号の所定の単位周波数間
隔毎のスペクトル分布を得る周波数分析手段と、該スペ
クトル分布からスペクトルレベルが所定のレベル以上の
極大値となる極大スペクトルの周波数を求める極大スペ
クトル検出手段と、該極大スペクトルの周波数の前後に
わたる所定の周波数幅内における前記スペクトル分布の
レベル重心の周波数を求めるレベル重心検出手段と、該
レベル重心の周波数を前記対象物の相対距離に対応する
周波数として該対象物の相対距離を求める距離検出手段
とを備えたことを特徴とする。In order to achieve the above-mentioned object, a first aspect of the present invention is to provide a transmitting means for transmitting an electromagnetic wave whose frequency is temporally modulated, and a transmitting direction of the electromagnetic wave. Receiving means for receiving a reflected wave from an object existing in
Beat signal generating means for generating a beat signal having a frequency corresponding to the relative distance of the object by mixing a part of the transmitted wave signal of the electromagnetic wave and the received wave signal of the reflected wave; Frequency analysis means for analyzing and obtaining a spectrum distribution for each predetermined unit frequency interval of the beat signal, and maximum spectrum detection means for obtaining the frequency of the maximum spectrum at which the spectrum level has a maximum value of a predetermined level or more from the spectrum distribution A level center of gravity detecting means for obtaining a frequency of a level center of gravity of the spectral distribution within a predetermined frequency range extending before and after the frequency of the maximum spectrum, and the frequency of the level center of gravity as the frequency corresponding to the relative distance of the object. And a distance detecting means for obtaining a relative distance of the object.
【0013】そして、前記レベル重心検出手段は、前記
極大スペクトルの周波数の前後にわたる所定の周波数幅
内における前記スペクトル分布の各スペクトルの周波数
に該スペクトルのレベルを乗算してなる値の総和を求
め、その求めた総和を該周波数幅内の各スペクトルのレ
ベルの総和で割り算することにより前記レベル重心の周
波数を求めることを特徴とする。The level center of gravity detecting means obtains a sum of values obtained by multiplying the frequency of each spectrum of the spectrum distribution within a predetermined frequency width extending before and after the frequency of the maximum spectrum by the level of the spectrum, The frequency of the level center of gravity is obtained by dividing the obtained total sum by the total sum of the levels of each spectrum within the frequency width.
【0014】また、本発明の第2の態様は前記の目的を
達成するために、周波数を時間的に変調せしめた電磁波
ビームを互いに隣接する複数の方向に送波する送波手段
と、該電磁波ビームの送波方向に存在する対象物からの
反射波を各電磁波ビーム毎に受波する受波手段と、各電
磁波ビームの送波信号の一部とこれに対応する前記反射
波の受波信号とを混合して各電磁波ビームの送波方向に
おける前記対象物の相対距離に対応する周波数を有する
ビート信号を生成するビート信号生成手段と、各電磁波
ビームに対応する前記ビート信号を周波数分析して該ビ
ート信号のスペクトル分布を得る周波数分析手段と、各
ビート信号のスペクトル分布から前記対象物の各電磁波
ビームの送波方向における相対距離に対応するスペクト
ルの周波数を求める対象物周波数検出手段と、該対象物
周波数から各電磁波ビームの送波方向における前記対象
物の相対距離を求める距離検出手段と、該距離検出手段
により前記対象物の相対距離が求められた各電磁波ビー
ムについて該対象物の相対距離と該電磁波ビームの送波
方向との組に対応する前記対象物周波数のスペクトルレ
ベルの2次元的レベル重心の位置を求め、その求めた2
次元的レベル重心の位置を前記対象物の2次元的相対位
置として得るレベル重心検出手段とを備えたことを特徴
とする。In order to achieve the above-mentioned object, the second aspect of the present invention is to provide a transmitting means for transmitting an electromagnetic wave beam whose frequency is temporally modulated in a plurality of directions adjacent to each other, and the electromagnetic wave. Receiving means for receiving, for each electromagnetic wave beam, a reflected wave from an object existing in the beam transmitting direction, a part of a transmitted signal of each electromagnetic beam, and a received signal of the reflected wave corresponding thereto And beat signal generating means for generating a beat signal having a frequency corresponding to the relative distance of the object in the transmission direction of each electromagnetic beam, and frequency analysis of the beat signal corresponding to each electromagnetic beam. Frequency analysis means for obtaining the spectrum distribution of the beat signal, and the spectrum frequency corresponding to the relative distance in the transmission direction of each electromagnetic wave beam of the object is obtained from the spectrum distribution of each beat signal. Object frequency detecting means, distance detecting means for obtaining the relative distance of the object in the transmission direction of each electromagnetic beam from the object frequency, and each electromagnetic wave for which the relative distance of the object is obtained by the distance detecting means The position of the two-dimensional level barycenter of the spectral level of the object frequency corresponding to the pair of the relative distance of the object and the transmission direction of the electromagnetic wave beam with respect to the beam is calculated,
Level center of gravity detection means for obtaining the position of the dimensional level center of gravity as a two-dimensional relative position of the object.
【0015】そして、前記レベル重心検出手段は、前記
対象物の相対距離が求められた各電磁波ビームについて
該電磁波ビーム毎の前記対象物の相対距離と該電磁波ビ
ームの送波方向とにより定まる位置の2次元的座標成分
に、該位置に対応する前記対象物周波数のスペクトルレ
ベルを乗算してなる値の総和を各座標成分について求
め、その求めた総和を各座標成分について該対象物周波
数のスペクトルレベルの総和で割り算することにより、
前記2次元的レベル重心の位置の座標成分を求めること
を特徴とする。Then, the level center of gravity detecting means determines a position of the electromagnetic wave for which the relative distance of the object has been determined by a relative distance of the object for each electromagnetic beam and a transmission direction of the electromagnetic beam. A two-dimensional coordinate component is multiplied by a spectrum level of the object frequency corresponding to the position to obtain a sum of values for each coordinate component, and the obtained sum is obtained for each coordinate component. By dividing by the sum of
It is characterized in that the coordinate component of the position of the two-dimensional level barycenter is obtained.
【0016】[0016]
【作用】本発明の第1の態様によれば、前記ビート信号
の単位周波数間隔毎の離散的なスペクトル分布における
前記極大スペクトルは、概ね、前記対象物の実際の相対
距離に対応する周波数の近傍領域に存在するが、該極大
スペクトルの周波数と前記対象物の実際の相対距離に対
応する周波数とが合致するとは限らない。これは、対象
物の実際の相対距離に対応する周波数は、仮に前記ビー
ト信号の周波数方向に連続したスペクトル分布が得られ
たとした場合において、その連続したスペクトル分布の
スペクトルレベルが極大値となるような周波数であるの
に対し、前記極大スペクトルは、ビート信号の単位周波
数間隔毎の離散的なスペクトル分布における極大スペク
トルの周波数であるからである。そして、前記極大スペ
クトルの周波数の前後にわたる前記所定の周波数幅内に
おける前記離散的なスペクトル分布のレベル重心の周波
数は、該周波数幅内において、スペクトルレベルが最大
値(極大値)となるような周波数を該周波数幅内の離散
的な各スペクトルを基に推測したものであり、これは一
般に対象物の実際の相対距離に対応する周波数に、より
近い値となる。従って、前記レベル重心の周波数を対象
物の相対距離に対応する周波数として該相対距離を求め
ることにより、求められる相対距離の精度を向上させる
ことが可能となる。According to the first aspect of the present invention, the maximum spectrum in the discrete spectral distribution of the beat signal for each unit frequency interval is substantially near the frequency corresponding to the actual relative distance of the object. Although present in the region, the frequency of the maximum spectrum and the frequency corresponding to the actual relative distance of the object do not always match. This is because the frequency corresponding to the actual relative distance of the object is such that, if a continuous spectrum distribution is obtained in the frequency direction of the beat signal, the spectrum level of the continuous spectrum distribution becomes a maximum value. This is because the maximum spectrum is the frequency of the maximum spectrum in the discrete spectrum distribution of the beat signal for each unit frequency interval. The frequency of the level centroid of the discrete spectral distribution within the predetermined frequency width extending before and after the frequency of the maximum spectrum is such that the spectrum level has a maximum value (maximum value) within the frequency width. Is estimated based on each discrete spectrum within the frequency width, which is generally a value closer to the frequency corresponding to the actual relative distance of the object. Therefore, by obtaining the relative distance by using the frequency of the level center of gravity as a frequency corresponding to the relative distance of the object, it is possible to improve the accuracy of the obtained relative distance.
【0017】尚、前記レベル重心の周波数は、前記所定
の周波数幅内における前記スペクトル分布の各スペクト
ルの周波数に該スペクトルのレベルを乗算してなる値の
総和を求め、その求めた総和を該周波数幅内の各スペク
トルのレベルの総和で割り算することにより求めること
ができる。As for the frequency of the level centroid, the sum of values obtained by multiplying the frequency of each spectrum of the spectrum distribution within the predetermined frequency width by the level of the spectrum is calculated, and the calculated sum is calculated as the frequency. It can be obtained by dividing by the sum of the levels of each spectrum within the width.
【0018】次に、本発明の第2の態様によれば、前記
各電磁波ビームの送波方向における前記対象物の相対距
離に対応して各電磁波ビーム毎に得られる前記対象物周
波数のスペクトルレベルは、各電磁波ビームの対象物か
らの反射波のうち、前記受波手段により直接的に受波さ
れる反射波の受波レベルに相当し、一般に、電磁波ビー
ムの送波方向と対象物の方向とが合致したとき、その方
向における対象物の相対距離に対応する周波数で最大レ
ベルとなる。一方、前記対象物周波数のスペクトルレベ
ルは、該対象物周波数により求まる相対距離とその相対
距離を求めた電磁波ビームの送波方向とにより定まる2
次元的相対位置に対応し、従って、前記対象物周波数が
得られた各電磁波ビームについて、該対象物周波数のス
ペクトルレベルの2次元的レベル重心の位置を求めるこ
とができる。そして、該2次元的レベル重心は、受波手
段により直接的に受波される反射波の受波レベルに相当
するスペクトルレベルが最大となるような2次元的相対
位置を推測するものである。従って、前記2次元的レベ
ル重心の位置を前記対象物の相対位置として求めること
により、該対象物の相対位置を精度よく求めることがで
きる。Next, according to the second aspect of the present invention, the spectral level of the object frequency obtained for each electromagnetic beam corresponding to the relative distance of the object in the transmitting direction of each electromagnetic beam. Corresponds to the wave receiving level of the reflected wave directly received by the wave receiving means among the reflected waves of each electromagnetic beam from the object, and generally, the transmitting direction of the electromagnetic wave and the direction of the object. When and match, the maximum level is obtained at the frequency corresponding to the relative distance of the object in that direction. On the other hand, the spectrum level of the object frequency is determined by the relative distance obtained by the object frequency and the transmission direction of the electromagnetic wave for which the relative distance is obtained 2.
The position of the two-dimensional level center of gravity of the spectral level of the object frequency can be obtained for each electromagnetic wave beam corresponding to the dimensional relative position and thus the object frequency is obtained. Then, the two-dimensional level center of gravity is for estimating a two-dimensional relative position such that the spectrum level corresponding to the wave receiving level of the reflected wave directly received by the wave receiving means becomes maximum. Therefore, by obtaining the position of the two-dimensional level barycenter as the relative position of the object, the relative position of the object can be obtained with high accuracy.
【0019】尚、前記2次元的レベル重心の位置は、前
記対象物の相対距離が求められた各電磁波ビームについ
て該電磁波ビーム毎の前記対象物の相対距離と該電磁波
ビームの送波方向とにより定まる位置の2次元的座標成
分に、該位置に対応する前記対象物周波数のスペクトル
レベルを乗算してなる値の総和を各座標成分について求
め、その求めた総和を各座標成分について該対象物周波
数のスペクトルレベルの総和で割り算することにより、
前記2次元的レベル重心の位置の座標成分を求めること
ができる。この場合、2次元座標は直交座標系及び極座
標系のいずれを用いてもよい。The position of the center of gravity of the two-dimensional level is determined by the relative distance of the object for each electromagnetic beam and the transmission direction of the electromagnetic beam for each electromagnetic beam for which the relative distance of the object is obtained. A two-dimensional coordinate component at a fixed position is multiplied by the spectral level of the object frequency corresponding to the position to obtain a sum of values for each coordinate component, and the obtained sum is obtained for each coordinate component of the object frequency. By dividing by the sum of the spectral levels of
The coordinate component of the position of the two-dimensional level barycenter can be obtained. In this case, the two-dimensional coordinate may use either a rectangular coordinate system or a polar coordinate system.
【0020】[0020]
【実施例】本発明の第1の態様の一例を図1乃至図5を
参照して説明する。図1は本実施例のレーダ装置のシス
テム構成図、図2及び図3は図1のレーダ装置の作動を
説明するための線図、図4及び図5は図1のレーダ装置
の作動を説明するためのフローチャートである。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An example of the first aspect of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a system configuration diagram of the radar device of the present embodiment, FIGS. 2 and 3 are diagrams for explaining the operation of the radar device of FIG. 1, and FIGS. 4 and 5 are diagrams of the operation of the radar device of FIG. It is a flowchart for doing.
【0021】図1を参照して、本実施例のレーダ装置は
例えば自動車に搭載されたものであり、1は電磁波の送
波信号を生成する発振器、2は発振器1が生成する送波
信号の周波数を時間的に変調・制御する変調制御回路、
3は発振器1からアイソレータ4、方向性結合器5及び
サーキュレータ6を介して付与される送波信号に応じて
該送波信号と同一周波数の電磁波ビームBを所定の方向
に向かって送波し、また送波した電磁波ビームの反射波
を受波するアンテナ、7は方向性結合器5を介して分配
・入力される送波信号の一部とアンテナ3からサーキュ
レータ6を介して入力される受波信号とをミキシングし
て両信号の時間的周波数差に相当する周波数を有するビ
ート信号を生成するミキサー、8はミキサー7により生
成されたビート信号を必要なレベルに増幅するアンプ、
9はアンプ8により増幅されたビート信号をA/D変換
するA/D変換器、10はA/D変換器9によりA/D
変換されたビート信号を、変調制御回路2に連動してタ
イミング信号生成回路11から付与されるタイミング信
号に従って時系列的に記憶保持するメモリ、12はメモ
リ10に記憶保持されたビート信号のデータを演算処理
して電磁波ビームBの送波方向に存在する他の車両等の
対象物の自己車両に対する相対距離を求める信号処理装
置である。Referring to FIG. 1, the radar device according to the present embodiment is installed in, for example, an automobile, 1 is an oscillator for generating a transmission signal of an electromagnetic wave, and 2 is a transmission signal generated by an oscillator 1. A modulation control circuit that temporally modulates and controls the frequency,
3 transmits an electromagnetic wave beam B having the same frequency as the transmitted signal in a predetermined direction in accordance with the transmitted signal provided from the oscillator 1 through the isolator 4, the directional coupler 5 and the circulator 6. An antenna for receiving a reflected wave of the transmitted electromagnetic wave beam, 7 is a part of a transmitted signal distributed / input through the directional coupler 5 and a received wave input from the antenna 3 through the circulator 6. A mixer for mixing the signals with each other to generate a beat signal having a frequency corresponding to a temporal frequency difference between the two signals, an amplifier 8 for amplifying the beat signal generated by the mixer 7 to a required level,
9 is an A / D converter for A / D converting the beat signal amplified by the amplifier 8. 10 is A / D by the A / D converter 9.
A memory that stores the converted beat signal in time series according to the timing signal provided from the timing signal generation circuit 11 in synchronization with the modulation control circuit 2, and 12 stores the data of the beat signal stored and held in the memory 10. It is a signal processing device that performs a calculation process to obtain a relative distance of an object such as another vehicle existing in the transmission direction of the electromagnetic wave beam B to the own vehicle.
【0022】これらの構成において、発振器1、変調制
御回路2、アイソレータ4、方向性結合器5、サーキュ
レータ6及びアンテナ3は送波手段13を構成し、アン
テナ3及びサーキュレータ6は受波手段14を構成し、
ミキサー7はビート信号生成手段7を構成する。また、
信号処理装置12は、マイクロコンピュータ等を含む電
子回路により構成されたものであり、その機能的構成と
して周波数分析手段15、極大スペクトル検出手段1
6、レベル重心検出手段17及び距離検出手段18を備
えている。In these configurations, the oscillator 1, the modulation control circuit 2, the isolator 4, the directional coupler 5, the circulator 6 and the antenna 3 constitute the wave transmitting means 13, and the antenna 3 and the circulator 6 constitute the wave receiving means 14. Configure and
The mixer 7 constitutes the beat signal generation means 7. Also,
The signal processing device 12 is configured by an electronic circuit including a microcomputer and the like, and the functional components thereof include the frequency analysis means 15 and the maximum spectrum detection means 1.
6, a level center of gravity detecting means 17 and a distance detecting means 18 are provided.
【0023】次に、かかるレーダ装置の作動を、その各
部の詳細な説明と併せて説明する。Next, the operation of the radar system will be described together with a detailed description of each part thereof.
【0024】本実施例のレーダ装置において、発振器1
により生成される送波信号は、図2に実線で示すよう
に、その周波数が変調制御回路2により制御される。す
なわち、送波信号の周波数は、周波数fX 及びfY (f
X <fY )の間で周期的に直線的に増減するように、換
言すれば三角波状に変調される。そして、このように周
波数を変調制御された送波信号が、アイソレータ4、方
向性結合器5及びサーキュレータ6を介してアンテナ3
に付与され、これによりアンテナ3から送波信号と同一
周波数を有する電磁波ビームBが送波される。このと
き、電磁波ビームBは指向性を有するものであり、例え
ば車両の前方に向かって送波される。In the radar device of this embodiment, the oscillator 1
The frequency of the transmission signal generated by the signal is controlled by the modulation control circuit 2 as shown by the solid line in FIG. That is, the frequencies of the transmitted signals are the frequencies f X and f Y (f
It is modulated so as to increase / decrease cyclically between X <f Y ), in other words, in a triangular wave shape. Then, the transmission signal whose frequency is modulated and controlled in this way passes through the isolator 4, the directional coupler 5 and the circulator 6 to the antenna 3
Then, the electromagnetic wave beam B having the same frequency as the transmitted signal is transmitted from the antenna 3. At this time, the electromagnetic wave beam B has directivity and is transmitted, for example, toward the front of the vehicle.
【0025】電磁波ビームBの送波時において、図1に
示すように、その送波方向に他の車両等の対象物Aが存
在すると、該電磁波ビームBは対象物Aにより反射さ
れ、その反射波がアンテナ3により受波される。そし
て、この反射波の受波信号はサーキュレータ6を介して
ミキサー7に入力される。また、ミキサー7には、発振
器1から出力された送波信号の一部が方向性結合器5を
介して分配・入力されており、該ミキサー7はこれらの
送波信号と受波信号とをミキシングする。When the electromagnetic wave beam B is transmitted, as shown in FIG. 1, when an object A such as another vehicle is present in the direction of the wave transmission, the electromagnetic wave beam B is reflected by the object A and is reflected. The wave is received by the antenna 3. The received signal of the reflected wave is input to the mixer 7 via the circulator 6. In addition, a part of the transmission signal output from the oscillator 1 is distributed and input to the mixer 7 through the directional coupler 5, and the mixer 7 transmits the transmission signal and the reception signal. To mix.
【0026】ここで、図2に破線で示すように、受波信
号の周波数は、送波信号と同様に三角波状に変調された
ものとなるのであるが、自己車両と対象物Aとの間を電
磁波が往復するのに要する時間τの遅れを送波信号に対
して生じる。従って、送波信号と受波信号とを同一時間
軸上で比較すると、両者の周波数の間には、受波信号の
遅れ時間τに応じた時間的周波数差fB を生じる。この
ため、ミキサー7により送波信号と受波信号とをミキシ
ングすると、上記の時間的周波数差fB の周波数を有す
るビート信号が生成される。尚、対象物Aが自己車両に
対して移動している場合には、受波信号の周波数は送波
信号の周波数に対してドップラシフトを生じるのである
が、一般には、該ドップラシフトは前記時間的周波数差
fB に較べて小さいので、ここでは説明の便宜上、該ド
ップラシフトを無視する。Here, as shown by the broken line in FIG. 2, the frequency of the received signal is one which is modulated into a triangular wave like the transmitted signal, but between the own vehicle and the object A. A delay of time τ required for the electromagnetic wave to reciprocate is generated for the transmitted signal. Therefore, when the transmitted signal and the received signal are compared on the same time axis, a temporal frequency difference f B corresponding to the delay time τ of the received signal occurs between the frequencies of the two. Therefore, when the mixer 7 mixes the transmitted signal and the received signal, a beat signal having a frequency of the above-mentioned temporal frequency difference f B is generated. Incidentally, when the object A is moving with respect to the own vehicle, the frequency of the received signal causes a Doppler shift with respect to the frequency of the transmitted signal. Since the frequency difference is smaller than the target frequency difference f B , the Doppler shift is ignored here for convenience of description.
【0027】前記ビート信号の周波数fB は、周知のよ
うに、基本的には対象物Aの自己車両に対する相対距離
Dに比例し、該相対距離Dとの間に次式(1)が成り立
つ。As is well known, the frequency f B of the beat signal is basically proportional to the relative distance D of the object A to the own vehicle, and the following equation (1) is established between the frequency f B and the relative distance D. .
【0028】D=k・fB ……(1) ここで、式(1)の“k”は基本的には電磁波の速度
(光速)と、送波信号の周波数の時間的変化率とにより
定まる比例定数である。D = kf B (1) Here, "k" in the equation (1) basically depends on the velocity (light velocity) of the electromagnetic wave and the temporal change rate of the frequency of the transmitted signal. It is a fixed constant.
【0029】従って、ビート信号の周波数fB を検出す
ることにより、式(1)により対象物Aの相対距離Dを
検出することができる。これが、本実施例のレーダ装置
が採用するFM−CWレーダ方式の基本原理である。Therefore, by detecting the frequency f B of the beat signal, the relative distance D of the object A can be detected by the equation (1). This is the basic principle of the FM-CW radar system adopted by the radar device of this embodiment.
【0030】但し、一般には、前述のようにミキサー7
により生成されるビート信号には、対象物Aの相対距離
Dに対応する周波数成分以外の周波数成分も含まれ、ま
た、対象物Aが複数存在する場合には、各々の対象物A
の相対距離Dに対応する周波数成分が複合的に含まれ
る。However, in general, as described above, the mixer 7
The beat signal generated by includes a frequency component other than the frequency component corresponding to the relative distance D of the target object A. Further, when there are a plurality of target objects A, each target object A
The frequency component corresponding to the relative distance D is included in a complex manner.
【0031】例えば、図1に示すように、電磁波ビーム
Bの送波方向に二つの対象物A1 ,A2 が存在する場合
には、ビート信号の周波数分布(スペクトル分布)は、
基本的には図3に仮想線で示すような分布となる。すな
わち、この場合のビート信号のスペクトル分布は、対象
物A1 ,A2 のそれぞれの相対距離D1 ,D2 に対応す
る周波数f1 ,f2 においてスペクトルレベルが極大値
となるような分布となり、また、これらの周波数f1 ,
f2 以外の周波数成分のスペクトルが混在するような分
布となる。また、各周波数f1 ,f2 の近傍領域におけ
るスペクトル分布は、概ね、該周波数f1 ,f2 を頂点
としてその両側に対称的にスペクトルレベルが減少して
いくような分布となる。尚、周波数f1 ,f2 における
スペクトルレベルは、各対象物A1 ,A2 で反射された
電磁波のうち、アンテナ3に直接的に受波された電磁波
の受波レベルに相当するものである。尚、以下の説明に
おいては、図1のように電磁波ビームBの送波方向に相
対距離Dの相違する二つの対象物A1 ,A2 が存在する
場合について説明する。For example, as shown in FIG. 1, when two objects A 1 and A 2 exist in the transmission direction of the electromagnetic wave beam B, the frequency distribution (spectral distribution) of the beat signal is
Basically, the distribution is as shown by the virtual line in FIG. That is, the spectrum distribution of the beat signal in this case is such that the spectrum level has a maximum value at the frequencies f 1 and f 2 corresponding to the relative distances D 1 and D 2 of the objects A 1 and A 2 , respectively. , And these frequencies f 1 ,
The distribution is such that spectra of frequency components other than f 2 are mixed. Further, the spectral distribution in the neighboring region of each frequency f 1, f 2 is generally a distribution such as the frequency f 1, f 2 symmetrically spectrum level on both sides as vertices decreases. The spectral levels at the frequencies f 1 and f 2 correspond to the wave receiving levels of the electromagnetic waves directly received by the antenna 3 among the electromagnetic waves reflected by the objects A 1 and A 2. . In the following description, the case where there are two objects A 1 and A 2 having different relative distances D in the transmission direction of the electromagnetic wave beam B as shown in FIG.
【0032】ミキサー7により生成されたビート信号
は、アンプ8により必要な振幅レベルのビート信号に増
幅され、さらに、A/D変換器9により所定のサンプリ
ングタイム毎にA/D変換された後に、そのデジタル化
されたビート信号の振幅データがメモリ10に時系列的
に記憶保持される。この場合、メモリ10は、タイミン
グ信号生成回路11から付与されるタイミング信号に応
じてビート信号の振幅データを所定の期間内において時
系列的に記憶保持し、例えば送受波の周波数が共に増加
あるいは減少する期間において、ビート信号の振幅デー
タを記憶保持する。The beat signal generated by the mixer 7 is amplified to a beat signal having a required amplitude level by the amplifier 8 and further A / D converted by the A / D converter 9 at every predetermined sampling time. The amplitude data of the digitized beat signal is stored and held in the memory 10 in time series. In this case, the memory 10 stores and holds the amplitude data of the beat signal in time series within a predetermined period according to the timing signal given from the timing signal generation circuit 11, and, for example, the frequency of the transmitted / received waves both increases or decreases. During the period, the beat signal amplitude data is stored and held.
【0033】次いで、メモリ10に記憶保持されたデー
タを基に、信号処理装置12により対象物A1 ,A2 の
それぞれの相対距離D1 ,D2 が求められる。Then, based on the data stored and held in the memory 10, the signal processing device 12 obtains the relative distances D 1 and D 2 of the objects A 1 and A 2 , respectively.
【0034】すなわち、図4を参照して、信号処理装置
12は、まず、前記周波数分析手段15により、メモリ
10に記憶保持されたビート信号のデータを周波数分析
して、そのスペクトル分布を求める(STEP1)。こ
の場合、周波数分析手段15は、周波数分析の演算処理
手法であるFFT(高速フーリエ変換手法)によりビー
ト信号のスペクトル分布を求める。ここで、この周波数
分析では、図3に実線で示すように、所定の単位周波数
間隔Δf毎の離散的なスペクトルデータが得られる。該
単位周波数間隔Δfは、本実施例の装置の周波数分解能
に相当するものである。That is, referring to FIG. 4, in the signal processing device 12, first, the frequency analysis means 15 frequency-analyzes the beat signal data stored and held in the memory 10 to obtain a spectrum distribution thereof ( STEP 1). In this case, the frequency analysis unit 15 obtains the spectrum distribution of the beat signal by FFT (Fast Fourier Transform method) which is a calculation processing method of frequency analysis. Here, in this frequency analysis, as shown by the solid line in FIG. 3, discrete spectrum data is obtained for each predetermined unit frequency interval Δf. The unit frequency interval Δf corresponds to the frequency resolution of the device of this embodiment.
【0035】次いで、信号処理装置12は、前記極大ス
ペクトル検出手段16により、上記スペクトルデータを
基に、スペクトルレベルが所定のレベル(閾値)以上の
極大値となるようなスペクトル(以下、極大スペクトル
という)を検出する(STEP2)。この検出は、例え
ば上記閾値以上のスペクトルレベルを有し、且つその前
後にわたる周波数のスペクトルレベルが増加傾向から減
少傾向に転じるようなスペクトルを検出することにより
行われる。図3のスペクトルデータにおいては、参照符
号SP ,Sq を付した二つのスペクトル(周波数;
fP ,fq )が極大スペクトルとして検出されることと
なる。尚、前記閾値は、ビート信号のスペクトルデータ
からノイズ成分等を排除するように設定されている。Next, the signal processing device 12 causes the maximum spectrum detecting means 16 to generate a spectrum (hereinafter referred to as a maximum spectrum) whose spectrum level becomes a maximum value of a predetermined level (threshold value) or more based on the spectrum data. ) Is detected (STEP 2). This detection is performed, for example, by detecting a spectrum having a spectrum level equal to or higher than the above threshold and having a spectrum level of frequencies around the threshold level changing from an increasing tendency to a decreasing tendency. In the spectral data of FIG. 3, reference numeral S P, two spectrum denoted by S q (frequency;
f P , f q ) will be detected as the maximum spectrum. The threshold value is set so as to exclude noise components and the like from the spectrum data of the beat signal.
【0036】ここで、仮にビート信号の周波数方向に連
続したスペクトル分布が得られたとすると、そのスペク
トル分布は、図3に仮想線で示したように、対象物
A1 ,A 2 のそれぞれの相対距離D1 ,D2 に対応する
周波数f1 ,f2 においてスペクトルレベルが極大値と
なるような分布となるのであるが、前記周波数分析手段
15によるビート信号の周波数分析では、単位周波数間
隔Δf毎の離散的なスペクトルデータしか得られない。
このため、このような離散的なスペクトルデータから上
記のように得られる極大スペクトルSP ,Sq の周波数
fP ,fq は、図3に示すように対象物A1 ,A2 の実
際の相対距離D1 ,D2 に対応する周波数f 1 ,f2 に
近い値となるものの、一般には、該周波数f1 ,f2 と
合致しない。Here, it is assumed that the beat signals are connected in the frequency direction.
Given a continuous spectral distribution, its spectrum
The Toll distribution is as shown by the phantom line in FIG.
A1, A 2Each relative distance D1, D2Corresponding to
Frequency f1, F2The spectral level is
The frequency analysis means has the following distribution.
In the frequency analysis of the beat signal by No. 15, between unit frequencies
Only discrete spectral data for each interval Δf can be obtained.
Therefore, from such discrete spectral data,
The maximum spectrum S obtained as described belowP, SqFrequency
fP, FqIs an object A as shown in FIG.1, A2Fruit
Relative distance D1, D2Frequency f corresponding to 1, F2To
Although the values are close, in general, the frequency f1, F2When
Does not match.
【0037】従って、極大スペクトルSP ,Sq の周波
数fP ,fq を用いて、前記式(1)により対象物
A1 ,A2 の相対距離を求めても、その求めた相対距離
は必ずしも精度の良いものとはならない。Therefore, even if the relative distances of the objects A 1 and A 2 are obtained by the above equation (1) using the frequencies f P and f q of the maximum spectra S P and S q , the obtained relative distances are It is not always accurate.
【0038】そこで、信号処理装置12は、前記レベル
重心検出手段17により、各極大スペクトルSP ,Sq
の周波数fP ,fq を中心とする所定の周波数幅ΔfW
(図3参照)内におけるスペクトルデータのレベル重心
の周波数を求め(STEP3)、その求めたレベル重心
の周波数を用いて、前記距離検出手段18により、前記
式(1)に従って対象物A1 ,A2 のそれぞれの相対距
離D1 ,D2 を求める(STEP4)。Therefore, in the signal processing device 12, the maximum spectrums S P and S q are detected by the level center of gravity detecting means 17.
Predetermined frequency width Δf W centered on the frequencies f P and f q of
(See FIG. 3) The frequency of the level center of gravity of the spectrum data is obtained (STEP 3), and the obtained frequency of the center of gravity is used by the distance detecting means 18 according to the equation (1) to obtain the objects A 1 , A. 2 of each relative distance D 1, obtaining the D 2 (STEP4).
【0039】このレベル重心の周波数を求める処理は、
例えば対象物A1 に対応する極大スペクトルSp 側につ
いて次のように行われる。The processing for obtaining the frequency of this level centroid is
For example, the following operation is performed on the maximum spectrum S p side corresponding to the object A 1 .
【0040】すなわち、図3のスペクトルデータにおい
て、例えば前記所定の周波数幅Δf W を、例えば極大ス
ペクトルSP の周波数fP を中心として前記単位周波数
間隔Δfの4倍(ΔfW =4・Δf)に設定した場合、
該周波数幅ΔfW 内には、極大スペクトルSp を含めて
5個のスペクトルSP-2 ,SP-1 ,Sp ,SP+1 ,S
P+2 が存在する。このとき、信号処理装置12のレベル
重心検出手段17は、対象物A1 に対応する極大スペク
トルSp 側のスペクトルデータのレベル重心の周波数f
G (以下、重心周波数fG という)を次式(2)により
求める。That is, in the spectrum data of FIG.
For example, the predetermined frequency width Δf W, For example,
Vector SPFrequency fPThe unit frequency around
4 times the interval Δf (ΔfW= 4 · Δf),
The frequency width ΔfWIn it, the maximum spectrum SpIncluding
5 spectra SP-2, SP-1, Sp, SP + 1, S
P + 2Exists. At this time, the level of the signal processing device 12
The center-of-gravity detection means 17 uses the object A1Maximum spectrum corresponding to
Tol SpFrequency f of the center of gravity of the side spectrum data
G(Hereinafter, the center of gravity frequency fGBy the following equation (2)
Ask.
【0041】[0041]
【数1】 [Equation 1]
【0042】ここで、式(2)において、fP-2 ,f
P-1 ,fp ,fP+1 ,fP+2 は、各スペクトルSP-2 ,
SP-1 ,Sp ,SP+1 ,SP+2 の周波数、LP-2 ,L
P-1 ,L p ,LP+1 ,LP+2 は各スペクトルSP-2 ,S
P-1 ,Sp ,SP+1 ,SP+2 のスペクトルレベルであ
る。Here, in equation (2), fP-2, F
P-1, Fp, FP + 1, FP + 2Is the spectrum SP-2,
SP-1, Sp, SP + 1, SP + 2Frequency of LP-2, L
P-1, L p, LP + 1, LP + 2Is each spectrum SP-2, S
P-1, Sp, SP + 1, SP + 2At the spectral level of
It
【0043】かかる演算処理をさらに一般化して説明す
ると、前記所定の周波数幅ΔfW を単位周波数間隔Δf
のN倍(N;所定の偶数)とした場合、該周波数幅Δf
W 内には、極大スペクトルSp を含めて(N+1)個の
スペクトルSP-(N/2) 〜SP+ (N/2) が存在し、このと
き、信号処理装置12のレベル重心検出手段17は、図
5のフローチャートに示す演算処理を行って、重心周波
数fG を求める。To further generalize and explain the arithmetic processing, the predetermined frequency width Δf W is set to the unit frequency interval Δf.
When N times (N: a predetermined even number), the frequency width Δf
Within W , there are (N + 1) spectra S P- (N / 2) to S P + (N / 2) including the maximum spectrum S p , and at this time, the level centroid detection means of the signal processing device 12 is present. 17 calculates the center-of-gravity frequency f G by performing the arithmetic processing shown in the flowchart of FIG.
【0044】すなわち、図5を参照して、レベル重心検
出手段17は、極大スペクトルSPを中心とする周波数
幅ΔfW (=N・Δf)内に存在する各スペクトルS
P-(N/2 ) 〜SP+(N/2) について、低周波数側のものから
順次、各スペクトルSP-(N/2)〜SP+(N/2) のスペクト
ルレベルLP-(N/2) 〜LP+(N/2) と周波数fP-(N/2) 〜
fP+(N/2) とを乗算してなる値を求めて、これを累積加
算していくと共に、各スペクトルSP-(N/2) 〜S
P+(N/2) のスペクトルレベルLP-(N/2) 〜LP+(N/2) の
値を累積加算する(図5のSTEP1からSTEP
5)。そして、最も高周波側の最後のスペクトルS
P+(N/2) について上記の累積加算演算が終了すると、ス
ペクトルレベルLP-(N/2) 〜LP+(N/2) と周波数f
P-(N/2) 〜fP+(N/2) との乗算値の累積加算値FL(s
um)を、スペクトルレベルLP-(N/2) 〜LP+(N/2) の
累積加算値L(sum)により割り算することにより、
重心周波数fG を求める(図5のSTEP6)。That is, with reference to FIG. 5, the level center of gravity detecting means 17 has each spectrum S existing within the frequency width Δf W (= N · Δf) centered on the maximum spectrum S P.
For P- (N / 2) ~S P + (N / 2), sequentially from those of the low frequency side, spectrum level L of each spectrum S P- (N / 2) ~S P + (N / 2) P- ( N / 2) ~ LP + (N / 2) and frequency fP- (N / 2) ~
A value obtained by multiplying with f P + (N / 2) is obtained, and this value is cumulatively added, and at the same time, each spectrum S P- (N / 2) to S
P + (N / 2) spectrum level L P- (N / 2) of ~L P + (N / 2) values for cumulative addition of (STEP from STEP1 in FIG. 5
5). And the last spectrum S on the highest frequency side
When the above cumulative addition operation for P + (N / 2) is completed, the spectrum levels L P- (N / 2) to L P + (N / 2) and the frequency f
Cumulative addition value FL (s of the product of P- (N / 2) to f P + (N / 2)
um) by dividing the cumulative addition value L (sum) of the spectral levels L P- (N / 2) to L P + (N / 2) by
The center of gravity frequency f G is obtained (STEP 6 in FIG. 5).
【0045】従って、重心周波数fG は次式(3)によ
り与えられる。前記式(2)は式(3)においてN=4
とした場合のものである。Therefore, the center-of-gravity frequency f G is given by the following equation (3). In the equation (2), N = 4 in the equation (3).
And when.
【0046】[0046]
【数2】 [Equation 2]
【0047】レベル重心検出手段17は、かかる演算処
理を、対象物A2 に対応する極大スペクトルSq 側につ
いても行い、これにより、各対象物A1 ,A2 に対応す
る重心周波数fG を求める。The level centroid detecting means 17, such processing is performed also for the maximum spectrum S q side corresponding to the object A 2, thereby, the center of gravity frequency f G corresponding to each object A 1, A 2 Ask.
【0048】尚、かかる重心周波数fG を求める演算処
理において、前記周波数幅ΔfW 内に存在するスペクト
ルのうち、スペクトルレベルが前記閾値よりも小さいも
のについては、これを除外して重心周波数fG を求め
る。In the calculation processing for obtaining the center-of-gravity frequency f G , of the spectra existing within the frequency width Δf W , those having a spectrum level smaller than the threshold are excluded and the center-of-gravity frequency f G is excluded. Ask for.
【0049】また、前記所定の周波数幅ΔfW は、対象
物Aの大きさや、極大スペクトルの近傍におけるスペク
トル分布の広がり具合等を考慮して定めることが好まし
い。The predetermined frequency width Δf W is preferably determined in consideration of the size of the object A, the spread of the spectrum distribution in the vicinity of the maximum spectrum, and the like.
【0050】このように各対象物A1 ,A2 に対応して
求められた重心周波数fG は、図3に仮想線で示したよ
うな、周波数方向に連続した実際のスペクトル分布にお
ける極大値の周波数f1 ,f2 を推定するものであり、
該スペクトル分布が、各周波数f1 ,f2 の近傍領域に
おいて、該周波数f1 ,f2 を中心として両側に対称的
な分布であれば、重心周波数fG と実際のスペクトル分
布における極大値の周波数f1 ,f2 とは略一致する。
そして、実際のスペクトル分布は、各周波数f 1 ,f2
の近傍領域において、概ね、該周波数f1 ,f2 を中心
として両側に対称的な分布となると考えられる。In this way, each object A1, A2In response to
Obtained center-of-gravity frequency fGIs shown in phantom in FIG.
Such as the actual spectral distribution that is continuous in the frequency direction.
Frequency f of the maximum value1, F2To estimate
The spectral distribution is at each frequency f1, F2In the vicinity of
The frequency f1, F2Symmetrical about both sides
Center of gravity fGAnd the actual spectrum
Frequency f of maximum value in cloth1, F2Is almost the same as.
The actual spectrum distribution is the frequency f 1, F2
In the region near1, F2Centered around
It is considered that the distribution will be symmetrical on both sides.
【0051】従って、前述のように各対象物A1 ,A2
に対応して求められた重心周波数f G は、各対象物
A1 ,A2 の相対距離D1 ,D2 に対応する実際の周波
数f1 ,f2 と精度よく合致する。例えば、図3のスペ
クトルデータにおいて、対象物A 1 に対応するスペクト
ルSP-2 〜SP+2 の重心周波数fG は、同図に示したよ
うにスペクトルSP ,SP+1 の周波数の間に位置し、極
大スペクトルSP の周波数fP よりも、対象物A1 の実
際の相対距離D1 に対応する周波数f1 に近い値とな
る。Therefore, as described above, each object A1, A2
Center-of-gravity frequency f found corresponding to GIs each object
A1, A2Relative distance D1, D2The actual frequency corresponding to
Number f1, F2It matches exactly. For example,
Target A 1The spect corresponding to
Le SP-2~ SP + 2Center of gravity frequency fGIs shown in the figure
Sea urchin spectrum SP, SP + 1Located between the frequencies of the poles
Large spectrum SPFrequency fPThan object A1Fruit
Relative distance D1Frequency f corresponding to1Value close to
It
【0052】信号処理装置12は、このように求めた重
心周波数fG を用いて、距離検出手段18により、前記
式(1)に従って各対象物A1 ,A2 の相対距離D1 ,
D2を求め、その求めた相対距離D1 ,D2 を図示しな
い自動走行制御装置等に出力する。本実施例のレーダ装
置においては、以上説明した作動が周期的に繰り返され
る。In the signal processing device 12, the center of gravity frequency f G thus obtained is used to cause the distance detecting means 18 to calculate the relative distance D 1 between the objects A 1 and A 2 according to the above equation (1).
Seeking D 2, and outputs the automatic travel control device (not shown) or the like relative distance D 1, D 2 thereof obtained. In the radar device of this embodiment, the operation described above is periodically repeated.
【0053】このように本実施例のレーダ装置において
は、前記重心周波数fG から各対象物Aの相対距離Dを
求めることにより、ビート信号の周波数分析における周
波数分解能を高めることなく、距離検出の精度を高める
ことができる。また、このことは、逆に、距離検出の要
求精度を従前通りとした場合に、ビート信号の周波数分
解能を従前よりも低くすることができるということを意
味し、このように周波数分解能を低くすれば、距離検出
の処理時間を短くすることができる。As described above, in the radar apparatus of this embodiment, the relative distance D of each object A is obtained from the center-of-gravity frequency f G to detect the distance without increasing the frequency resolution in the frequency analysis of the beat signal. The accuracy can be increased. On the contrary, this means that the frequency resolution of the beat signal can be made lower than before when the required accuracy of distance detection is the same as before. In this case, the processing time for distance detection can be shortened.
【0054】尚、本実施例においては、重心周波数fG
を式(3)により求めた後に、各対象物Aの相対距離D
を求めるようにしたが、前記周波数幅ΔfW 内における
各スペクトルについて、その周波数に対応する相対距離
を式(1)により求め、その各スペクトルに対応して求
めた相対距離の値を用いて、前記式(3)と同様の演算
により、重心周波数fG に対応する相対距離Dを直接的
に求めるようにしてもよい。この場合には、前記式
(3)における各スペクトルSP-(N/2) 〜SP+(N/2 ) の
周波数fP-(N/2) 〜fP+(N/2) をそれらの周波数に対応
する相対距離で置き換えれば、重心周波数fG に対応す
る相対距離Dを直接的に求めることができる。In the present embodiment, the center of gravity frequency f G
After the equation (3) is obtained, the relative distance D of each object A is calculated.
However, for each spectrum in the frequency width Δf W , the relative distance corresponding to the frequency is calculated by the equation (1), and the value of the relative distance calculated for each spectrum is used to calculate The relative distance D corresponding to the center-of-gravity frequency f G may be directly obtained by the same calculation as the equation (3). In this case, the frequencies f P- (N / 2) to f P + (N / 2) of the respective spectra S P- (N / 2) to S P + (N / 2 ) in the equation (3) are calculated from those frequencies. If the distance is replaced with the relative distance corresponding to the frequency, the relative distance D corresponding to the center-of-gravity frequency f G can be directly obtained.
【0055】次に、本発明の第2の態様の一例を図6乃
至図10を参照して説明する。図6は本実施例のレーダ
装置のシステム構成図、図7及び図8は本実施例のレー
ダ装置の作動を説明するためのフローチャート、図9及
び図10は本実施例のエーダ装置の作動を説明するため
の説明図である。尚、以下説明に際して、前述の第1の
態様の実施例と同一構成のものは同一の参照符号を付し
て詳細な説明を省略する。Next, an example of the second aspect of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 to 10. FIG. 6 is a system configuration diagram of the radar device of the present embodiment, FIGS. 7 and 8 are flowcharts for explaining the operation of the radar device of the present embodiment, and FIGS. 9 and 10 are operations of the eder device of the present embodiment. It is an explanatory view for explaining. In the following description, the same components as those of the above-described first embodiment will be designated by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.
【0056】図6を参照して、本実施例のレーダ装置
は、例えばこれを搭載した自動車の前方に存在する他の
車両等の対象物Aの自己車両に対する2次元的相対位置
を検出するためのものであり、前述の実施例のものと同
様に発振器1、変調制御回路2、アイソレータ4、方向
性結合器5、サーキュレータ6、ミキサー7、アンプ
8、A/D変換器9、メモリ10及びタイミング信号生
成回路11及びを備えている。これらの構成は前述の実
施例のものと基本的には同一である。With reference to FIG. 6, the radar device of this embodiment detects the two-dimensional relative position of the object A such as another vehicle in front of the vehicle equipped with the same with respect to the own vehicle. The oscillator 1, the modulation control circuit 2, the isolator 4, the directional coupler 5, the circulator 6, the mixer 7, the amplifier 8, the A / D converter 9, the memory 10, and the like as in the above-described embodiment. A timing signal generation circuit 11 and is provided. These configurations are basically the same as those of the above-mentioned embodiment.
【0057】一方、本実施例のレーダ装置は、電磁波を
送受波するための複数(本実施例では5個)のアンテナ
3a〜3eと、電磁波の送受波を行うアンテナ3a〜3
eを択一的に順次切り換えるために該アンテナ3a〜3
e及びサーキュレータ6の間に介装された切換装置19
と、後述するように各アンテナ3a〜3eに対応して生
成されるビート信号のデータを演算処理する信号処理装
置20とを備えている。ここで、本発明の第2の態様の
構成に対応させると、発振器1、変調制御回路2、アイ
ソレータ4、方向性結合器5、サーキュレータ7、切換
装置19及びアンテナ3a〜3eは送波手段21を構成
するものであり、アンテナ3a〜3e、切換装置19及
びサーキュレータ7は受波手段22を構成するものであ
り、ミキサー7はビート信号生成手段7を構成するもの
である。また、信号処理装置20はマイクロコンピュー
タ等を含む電子回路により構成されたものであり、その
機能的構成として、周波数分析手段23、対象物周波数
検出手段24、距離検出手段25及びレベル重心検出手
段26とを備えている。On the other hand, the radar apparatus of this embodiment includes a plurality of (five in this embodiment) antennas 3a to 3e for transmitting and receiving electromagnetic waves and antennas 3a to 3 for transmitting and receiving electromagnetic waves.
The antennas 3a to 3 for selectively switching e
Switching device 19 interposed between e and circulator 6
And a signal processing device 20 for arithmetically processing the data of the beat signal generated corresponding to each of the antennas 3a to 3e as described later. Here, corresponding to the configuration of the second aspect of the present invention, the oscillator 1, the modulation control circuit 2, the isolator 4, the directional coupler 5, the circulator 7, the switching device 19, and the antennas 3a to 3e are the wave transmitting means 21. The antennas 3a to 3e, the switching device 19 and the circulator 7 constitute the wave receiving means 22, and the mixer 7 constitutes the beat signal generating means 7. The signal processing device 20 is composed of an electronic circuit including a microcomputer and the like, and as its functional configuration, the frequency analysis means 23, the object frequency detection means 24, the distance detection means 25 and the level center of gravity detection means 26. It has and.
【0058】次に、かかるレーダ装置の作動をその各部
の詳細な説明と併せて説明する。Next, the operation of the radar system will be described together with a detailed description of each part thereof.
【0059】前述の実施例と同様に発振器1から出力さ
れる周波数変調された送波信号(図2参照)は、アイソ
レータ4、方向性結合器5及びサーキュレータ6を介し
て切換装置19に付与される。The frequency-modulated transmission signal (see FIG. 2) output from the oscillator 1 is applied to the switching device 19 via the isolator 4, the directional coupler 5 and the circulator 6 as in the above-described embodiment. It
【0060】該切換装置19は、変調制御回路2に連動
してタイミング信号生成回路11から出力されるタイミ
ング信号に応じて、サーキュレータ6と接続するアンテ
ナ3a〜3eを送波信号の変調周期に同期させて順次、
択一的に切り換えるようにしており、これにより、各ア
ンテナ3a〜3eは、送波信号の変調周期に同期した時
間差をおいて順次サーキュレータ6に切換装置19を介
して接続されて、送波信号が付与される。The switching device 19 synchronizes the antennas 3a to 3e connected to the circulator 6 with the modulation cycle of the transmission signal according to the timing signal output from the timing signal generation circuit 11 in conjunction with the modulation control circuit 2. Let's go,
As a result, the antennas 3a to 3e are sequentially connected to the circulator 6 via the switching device 19 with a time difference synchronized with the modulation period of the transmission signal, and the transmission signal is transmitted. Is given.
【0061】そして、各アンテナ3a〜3eは、送波信
号を付与されると、電磁波ビームBa〜Beを送波す
る。このとき、各アンテナ3a〜3eは、互いに近接さ
せて配置されていると共に、互いに隣接した異なる方向
に指向性を有するものであり、例えば、アンテナ3cに
対応する電磁波ビームBcは自己車両の前方正面に向か
って送波され、アンテナ3b,3aに対応する電磁波ビ
ームBb,Baは電磁波ビームBcの右側(図6の上
側)に所定の角度づつずれた方向に送波され、アンテナ
3d,3eに対応する電磁波ビームBd,Beは電磁波
ビームBcの左側(図6の下側)に所定の角度づつすれ
た方向に送波される。各アンテナ3a〜3eは、各電磁
波ビームBa〜Beの送波時において、該電磁波ビーム
Ba〜Beの送波方向に他の車両等の対象物Aが存在す
ると、該対象物Aからの反射波を受波し、その受波信号
が切換装置19及びサーキュレータ6を介してミキサー
7に入力される。そして、該ミキサー7は、前述の実施
例と同様に、各電磁波ビームBa〜Beに対応する受波
信号と送波信号の一部とをミキシングし、これにより、
該電磁波ビームBa〜Beの送波方向に存在する対象物
Aの相対距離に相当する周波数成分を有するビート信号
を生成する。Then, each of the antennas 3a to 3e transmits an electromagnetic wave beam Ba to Be when given a transmitting signal. At this time, the antennas 3a to 3e are arranged close to each other and have directivity in different directions adjacent to each other. For example, the electromagnetic wave beam Bc corresponding to the antenna 3c is in front of the front of the own vehicle. The electromagnetic wave beams Bb, Ba corresponding to the antennas 3b, 3a are transmitted toward the right side (upper side in FIG. 6) of the electromagnetic wave beam Bc by a predetermined angle and correspond to the antennas 3d, 3e. The electromagnetic wave beams Bd and Be are transmitted to the left side (lower side in FIG. 6) of the electromagnetic wave beam Bc in a direction separated by a predetermined angle. When each of the antennas 3a to 3e transmits the electromagnetic wave beams Ba to Be, when an object A such as another vehicle exists in the transmitting direction of the electromagnetic wave beams Ba to Be, a reflected wave from the object A is present. Is received, and the received signal is input to the mixer 7 via the switching device 19 and the circulator 6. Then, the mixer 7 mixes the received signal and a part of the transmitted signal corresponding to the respective electromagnetic wave beams Ba to Be, as in the above-described embodiment, and thereby,
A beat signal having a frequency component corresponding to the relative distance of the object A existing in the transmission direction of the electromagnetic wave beams Ba to Be is generated.
【0062】該ビート信号は、電磁波ビームBa〜Be
が順次択一的に切り換えられることにより、各電磁波ビ
ームBa〜Be毎に、送波信号の変調周期に同期した時
間差をおいて順次生成される。そして、各電磁波ビーム
Ba〜Beに対応するビート信号の振幅データは、前述
の実施例と同様に、アンプ8及びA/D変換器9を介し
てメモリ10に時系列的に記憶保持される。このとき、
メモリ10は、各電磁波ビームBa〜Beに対応するビ
ート信号のデータを各別に記憶保持する。すなわち、メ
モリ11には、各電磁波ビームBa〜Beに対応する5
個のビート信号のデータが記憶保持される。The beat signal is an electromagnetic wave beam Ba to Be.
Are sequentially and selectively switched, so that each of the electromagnetic wave beams Ba to Be is sequentially generated with a time difference synchronized with the modulation cycle of the transmission signal. Then, the amplitude data of the beat signal corresponding to each of the electromagnetic wave beams Ba to Be is stored and held in the memory 10 in time series via the amplifier 8 and the A / D converter 9 as in the above-described embodiment. At this time,
The memory 10 separately stores and holds data of beat signals corresponding to the electromagnetic wave beams Ba to Be. In other words, the memory 11 stores five signals corresponding to the electromagnetic wave beams Ba to Be.
The data of the individual beat signals is stored and held.
【0063】次いで、このようにメモリ10に記憶保持
された各電磁波ビームBa〜Be毎のビート信号のデー
タを基に、信号処理装置20により図7のフローチャー
トに示すように各対象物Aの自己車両に対する相対位置
が求められる。尚、以下の説明においては、電磁波ビー
ムBa〜Beの送波方向(自己車両の前方)に、これら
の電磁波ビームBa〜Beをまたがるように二つの対象
物A1 ,A2 (図9参照)が存在する場合について説明
する。Next, based on the beat signal data for each of the electromagnetic wave beams Ba to Be stored and held in the memory 10 in this way, the signal processing device 20 causes the self of each target object A as shown in the flowchart of FIG. The relative position with respect to the vehicle is determined. In the following description, two objects A 1 and A 2 (see FIG. 9) are arranged so as to straddle the electromagnetic wave beams Ba to Be in the transmission direction (front of the own vehicle). The case where there exists will be described.
【0064】図7を参照して、信号処理装置20は、ま
ず、前記周波数分析手段23により、メモリ10に記憶
保持された各電磁波ビームBa〜Beに対応するビート
信号のデータを周波数分析して、各ビート信号のスペク
トル分布を求める(STEP1)。この場合、周波数分
析手段23は、前述の実施例と同様に、FFT(高速フ
ーリエ変換手法)により各ビート信号のスペクトル分布
を求める。Referring to FIG. 7, in the signal processing device 20, first, the frequency analysis means 23 frequency-analyzes the beat signal data corresponding to the electromagnetic wave beams Ba to Be stored and held in the memory 10. , The spectrum distribution of each beat signal is obtained (STEP 1). In this case, the frequency analysis means 23 obtains the spectrum distribution of each beat signal by FFT (Fast Fourier Transform method), as in the above-described embodiment.
【0065】次いで、信号処理装置20は、各電磁波ビ
ームBa〜Beに対応するビート信号のスペクトル分布
を基に、前記対象物周波数検出手段24により、各電磁
波ビームBa〜Beの送波方向における各対象物A1 ,
A2 の相対距離に対応する周波数を対象物周波数として
求める(STEP2)。ここで、各電磁波ビームBa〜
Beに対応するビート信号のスペクトル分布は、前述の
実施例において説明した図3に示すような分布(離散的
なスペクトルデータ)となり、各電磁波ビームBa〜B
eの送波方向における前記対象物周波数は、例えば各対
象物A1 ,A2に対応する極大スペクトルの周波数(図
3における周波数fP ,fq )を求めることにより得ら
れる。Then, in the signal processing device 20, the object frequency detecting means 24 causes the electromagnetic wave beams Ba to Be to be transmitted in the respective transmitting directions based on the spectral distribution of the beat signals corresponding to the electromagnetic wave beams Ba to Be. Object A 1 ,
The frequency corresponding to the relative distance of A 2 is obtained as the object frequency (STEP 2). Here, each electromagnetic wave beam Ba-
The spectrum distribution of the beat signal corresponding to Be becomes the distribution (discrete spectrum data) as shown in FIG. 3 described in the above-mentioned embodiment, and each of the electromagnetic wave beams Ba to B.
The object frequency in the transmission direction of e can be obtained, for example, by obtaining the frequency (frequency f P , f q in FIG. 3) of the maximum spectrum corresponding to each object A 1 , A 2 .
【0066】次いで、信号処理装置20は、前記距離検
出手段25により、各電磁波ビームBa〜Be毎に各対
象物A1 ,A2 に対応して得られた前記対象物周波数か
ら前記式(1)を用いて各対象物A1 ,A2 の各電磁波
ビームBa〜Beの送波方向における相対距離を求める
(STEP3)。以下、説明に際して、電磁波ビームB
aに対応する各対象物A1 ,A2 の相対距離をD1a,D
2a、電磁波ビームBbに対応する各対象物A1 ,A2 の
相対距離をD1b,D2b、……、電磁波ビームBeに対応
する各対象物A1 ,A2 の相対距離をD1e,D2eと称す
る。Next, the signal processing device 20 calculates the above-mentioned equation (1) from the object frequency obtained by the distance detecting means 25 for each of the electromagnetic waves Ba to Be corresponding to the objects A 1 and A 2. ) Is used to determine the relative distance in the transmission direction of each electromagnetic wave beam Ba-Be of each object A 1 , A 2 (STEP 3). In the following explanation, the electromagnetic wave beam B
The relative distances of the objects A 1 and A 2 corresponding to a are D 1a and D
2a , the relative distances of the objects A 1 , A 2 corresponding to the electromagnetic wave beam Bb are D 1b , D 2b , ..., The relative distances of the objects A 1 , A 2 corresponding to the electromagnetic wave beam Be are D 1e , It is called D 2e .
【0067】ここで、このように、各電磁波ビームBa
〜Beに対応して求められた相対距離D1a,D2a,…
…,D1e,D2eは、各電磁波ビームBa〜Beの送波方
向(これは自己車両に対してあらかじめ定められてい
る)において本実施例のレーダ装置により認識される各
対象物A1 ,A2 の自己車両に対する相対位置を示すも
のとなる。Here, in this way, each electromagnetic wave beam Ba
~ Relative distances D 1a , D 2a , ...
, D 1e , D 2e are target objects A 1 , recognized by the radar device of the present embodiment in the transmission directions of the electromagnetic wave beams Ba to Be (which are predetermined for the own vehicle). It indicates the relative position of A 2 with respect to the own vehicle.
【0068】すなわち、図9に示すように、自己車両の
位置を原点Oとして各電磁波ビームBa〜Beの送波方
向を示す軸をそれぞれ軸a、軸b、……、軸eとする
と、例えば軸a上において、原点Oから相対距離D1a,
D2aの点P1a,P2aの位置に各対象物A1 ,A2 が存在
すると認識され、他の軸b〜eについても同様である。That is, as shown in FIG. 9, assuming that the position of the own vehicle is the origin O and the axes indicating the transmitting directions of the electromagnetic wave beams Ba to Be are axis a, axis b, ..., Axis e, for example, On the axis a, the relative distance D 1a from the origin O,
It is recognized that the objects A 1 and A 2 are present at the positions of the points P 1a and P 2a of D 2a , and the same applies to the other axes b to e.
【0069】次いで、信号処理装置20は、各電磁波ビ
ームBa〜Be毎に得られたスペクトル分布を基に、前
記レベル重心検出手段26により、上記のように求めら
れた各相対距離D1a,D2a,……,D1e,D2eに対応す
る周波数のスペクトルレベルを、上記のように該相対距
離D1a,D2a,……,D1e,D2eとこれらに対応する電
磁波ビームBa〜Beの送波方向とにより定まる点
P1a,P2a,……,P1e,P2e(図9参照)に対応づ
け、各対象物A1 ,A2 に対応する対象物周波数のスペ
クトルレベルの2次元的レベル重心の位置を各対象物A
1 ,A2 の相対位置として求める(STEP4)。Next, the signal processing device 20 uses the level barycenter detection means 26 to calculate the relative distances D 1a and D 1 as described above on the basis of the spectral distributions obtained for the electromagnetic wave beams Ba to Be. 2a , ..., D 1e , D 2e , the spectral levels of frequencies corresponding to the relative distances D 1a , D 2a , ..., D 1e , D 2e and the electromagnetic wave beams Ba to Be corresponding to them are defined as described above. the transmitting direction and the determined point P 1a, P 2a, ......, P 1e, correspondence to the P 2e (see FIG. 9), the spectrum level of the object frequencies corresponding to the respective object a 1, a 2 2 The position of the center of gravity of the dimensional level is set to each object A.
It is calculated as the relative position of 1 and A 2 (STEP 4).
【0070】ここで、本実施例の場合、各相対距離
D1a,D2a,……,D1e,D2eに対応する対象物周波数
のスペクトルレベルは、各電磁波ビームBa〜Be毎に
得られるビート信号のスペクトル分布(離散的なスペク
トルデータ)における極大スペクトルのレベルである。
例えば電磁波ビームBaに対応するスペクトルデータが
図3に示したようなものであるとすると、相対距離D1a
に対応する対象物周波数のスペクトルレベルは極大スペ
クトルSP のスペクトルレベルであり、相対距離D 2aに
対応する周波数のスペクトルレベルは極大スペクトルS
q のスペクトルレベルである。Here, in the case of the present embodiment, each relative distance
D1a, D2a, ……, D1e, D2eObject frequency corresponding to
Spectrum level of each electromagnetic wave beam Ba ~ Be
Spectral distribution of the obtained beat signal (discrete spectrum
It is the level of the maximum spectrum in the toll data.
For example, the spectrum data corresponding to the electromagnetic wave beam Ba
As shown in FIG. 3, the relative distance D1a
The spectral level of the object frequency corresponding to
Cutle SPIs the spectral level of the relative distance D 2aTo
The spectrum level of the corresponding frequency is the maximum spectrum S
qIs the spectrum level of.
【0071】そして、各対象物A1 ,A2 に対応するス
ペクトルレベルの2次元的レベル重心は、次のように求
められる。Then, the two-dimensional level barycenter of the spectral level corresponding to each of the objects A 1 and A 2 is obtained as follows.
【0072】すなわち、図10を参照して、自己車両の
位置を原点O、前記電磁波ビームBcの送波方向(自己
車両の前方正面方向)の軸cをX軸とするX−Y直交座
標軸を想定し、さらに原点Oを通ってX,Y軸に直交す
る軸Lをスペクトルレベルの大きさを示す軸とし、各相
対距離D1a,D2a,……,D1e,D2eにおける対象物周
波数のスペクトルレベルを前記各点P1a,P2a,……,
P1e,P2eに対応づけると、視覚的には、同図に示すよ
うに各対象物A1 ,A2 に対応して2次元的なスペクト
ル分布が得られる。That is, referring to FIG. 10, an XY Cartesian coordinate axis having an origin O as the position of the own vehicle and an X axis as an axis c in the transmitting direction of the electromagnetic wave beam Bc (the front front direction of the own vehicle) is shown. Assuming that an axis L orthogonal to the X and Y axes passing through the origin O is an axis indicating the magnitude of the spectrum level, the object frequency at each relative distance D 1a , D 2a , ..., D 1e , D 2e . The spectral level of the points P 1a , P 2a , ...,
By associating with P 1e and P 2e , a two-dimensional spectral distribution can be visually obtained corresponding to the respective objects A 1 and A 2 as shown in FIG.
【0073】そして、各対象物A1 ,A2 に対応する2
次元的レベル重心の位置は、該レベル重心の位置のX−
Y座標成分を各対象物A1 ,A2 に対応して(X1G,Y
1G),(X2G,Y2G)とすると、各点P1a,P2a,…
…,P1e,P2eのX−Y座標成分を(x1a,y1a),
(x2a,y2a),……,(x1e,y1e),(x2e,
y2e)、各点P1a,P2a,……,P1e,P2eに対応する
スペクトルレベルをL1a,L2a,……,L1e,L2eとし
て、次式(4),(5)により求められる。 2 corresponding to each of the objects A 1 and A 2
The position of the dimensional level barycenter is X- of the position of the level barycenter.
The Y coordinate component is associated with each of the objects A 1 and A 2 (X 1G , Y
1G ), (X 2G , Y 2G ), each point P 1a , P 2a , ...
,, P 1e , P 2e XY coordinate components are (x 1a , y 1a ),
(X 2a , y 2a ), ..., (x 1e , y 1e ), (x 2e ,
y 2e ), the spectral levels corresponding to the respective points P 1a , P 2a , ..., P 1e , P 2e are defined as L 1a , L 2a , ..., L 1e , L 2e , and the following equations (4), (5) ) Is required.
【0074】[0074]
【数3】 [Equation 3]
【0075】尚、各点P1a,P2a,……,P1e,P2eの
X−Y座標成分は、対応する相対距離D1a,D2a,…
…,D1e,D2eと電磁波ビームBa〜Beの送波角度と
を用いて求められ、例えば各電磁波ビームBa〜Beの
送波方向が角度θづつずれているとすると(図9参
照)、例えば点P1aのX座標成分x1aは、相対距離D1a
と電磁波ビームBaのX軸に対する送波角度2θとを用
いて、x1a=D1a・cos 2θにより求められ、Y座標成
分y1aは、y1a=D1a・sin 2θにより求められる。Note that the XY coordinate components of the points P 1a , P 2a , ..., P 1e , P 2e have corresponding relative distances D 1a , D 2a ,.
, D 1e , D 2e and the transmission angles of the electromagnetic wave beams Ba to Be, and the transmission directions of the electromagnetic wave beams Ba to Be are deviated by an angle θ (see FIG. 9), For example, the X coordinate component x 1a of the point P 1a is the relative distance D 1a
And the transmission angle 2θ of the electromagnetic wave beam Ba with respect to the X-axis, x 1a = D 1a · cos 2θ, and the Y coordinate component y 1a is obtained by y 1a = D 1a · sin 2θ.
【0076】このような、2次元的レベル重心の位置を
求めるに際しては、各相対距離D1a,D2a,……,
D1e,D2eを対象物A1 に対応するものと、対象物A2
に対応するものとに分類して行う必要があり、本実施例
では、レベル重心検出手段26は、図8のフローチャー
トに示す処理を行うことにより各対象物A1 ,A2 に対
応する2次元的レベル重心の位置(X−Y座標成分)を
求める。When obtaining the position of such a two-dimensional level center of gravity, the relative distances D 1a , D 2a , ...,
D 1e and D 2e correspond to the object A 1 and the object A 2
In the present embodiment, the level center of gravity detecting means 26 performs two-dimensional processing corresponding to each of the objects A 1 and A 2 by performing the processing shown in the flowchart of FIG. The position (XY coordinate component) of the dynamic level center of gravity is obtained.
【0077】すなわち、図8及び図10を参照して、ま
ず、相対距離及び送波方向の各組に対応する各点P1a,
P2a,……,P1e,P2eの中から相対距離の最も小さい
ものを基準点として抽出する(図8のSTEP1)。That is, with reference to FIG. 8 and FIG. 10, first, the points P 1a ,
The smallest relative distance is extracted from P 2a , ..., P 1e , P 2e as a reference point (STEP 1 in FIG. 8).
【0078】次いで、抽出された基準点に対応する方向
の左側にある各方向において、該基準点に隣接する点を
全て抽出し(STEP2)、その抽出した全ての点と基
準点とについて、これらの点のX座標成分の値とこれら
の点に対応するスペクトルレベルの値との乗算値を累積
加算し、これを累積加算値XL(sum)として求め
る。同様に、STEP2で抽出した全ての点(基準点を
含む)のY座標成分の値とスペクトルレベルの値との乗
算値を累積加算し、これを累積加算値YL(sum)と
して求める。また、STEP2で抽出した全ての点と基
準点とのスペクトルレベルを累積加算し、これを累積加
算値L(sum)として求める(STEP3)。Then, in each direction on the left side of the direction corresponding to the extracted reference point, all the points adjacent to the reference point are extracted (STEP 2), and all the extracted points and the reference points are extracted. The cumulative values of the X-coordinate component values of the points and the spectral level values corresponding to these points are cumulatively added, and this is obtained as a cumulative addition value XL (sum). Similarly, the multiplication values of the Y coordinate component values of all the points (including the reference point) extracted in STEP 2 and the spectrum level values are cumulatively added, and this is obtained as a cumulative addition value YL (sum). Further, the spectrum levels of all the points extracted in STEP 2 and the reference point are cumulatively added, and this is obtained as a cumulative addition value L (sum) (STEP 3).
【0079】この場合、基準点に隣接する点であるかど
うかの判断は、例えばその点の相対距離が基準点の相対
距離に対して所定の数値範囲に収まっているか否かによ
り判断し、該数値範囲は、対象物の大きさ等を考慮して
定める。In this case, the judgment as to whether or not the point is adjacent to the reference point is made, for example, by judging whether or not the relative distance of the point is within a predetermined numerical range with respect to the relative distance of the reference point. The numerical range is determined in consideration of the size of the object.
【0080】STEP3までの処理において、例えば相
対距離の最小な点が点P1cであるとすると、点P1C,P
1d,P1eについて、上記の累積加算演算が行われること
となる。In the processing up to STEP 3, if the point having the smallest relative distance is the point P 1c , the points P 1C , P
The above cumulative addition operation is performed on 1d and P 1e .
【0081】次いで、前記基準点に対応する方向の右側
にある各方向について、該基準点に隣接する点を全て抽
出し(STEP4)、その抽出した全ての点について、
これらの点のX座標成分の値とこれらの点に対応するス
ペクトルレベルの値との乗算値を前記STEP3におい
て求められた累積加算値XL(sum)に累積加算す
る。同様に、STEP4で抽出した全ての点のY座標成
分の値とスペクトルレベルの値との乗算値を前記STE
P3において求められた累積加算値YL(sum)に累
積加算する。また、STEP4で抽出した全ての点のス
ペクトルレベルを前記STEP3において求められた累
積加算値L(sum)に累積加算する(STEP5)。
ここで、基準点に隣接する点であるかどうかの判断は、
前述した通りである。Then, for each direction on the right side of the direction corresponding to the reference point, all the points adjacent to the reference point are extracted (STEP 4), and all the extracted points are
The multiplication value of the value of the X coordinate component of these points and the value of the spectrum level corresponding to these points is cumulatively added to the cumulative addition value XL (sum) obtained in STEP3. Similarly, the multiplication value of the Y coordinate component value of all the points extracted in STEP 4 and the spectrum level value is set to the STE.
The cumulative addition value YL (sum) obtained in P3 is cumulatively added. Further, the spectrum levels of all the points extracted in STEP 4 are cumulatively added to the cumulative addition value L (sum) obtained in STEP 3 (STEP 5).
Here, the judgment as to whether or not the point is adjacent to the reference point is
As described above.
【0082】以上の演算処理により、最終的に得られる
累積加算値XL(sum)、YL(sum)、L(su
m)は、それぞれ前記式(4)の分子、式(5)の分
子、式(4),(5)の分母の値であり、累積加算値X
L(sum),YL(sum)をそれぞれL(sum)
で割ることにより、一つの対象物A1 に対応する2次元
的レベル重心の位置(X1G,Y1G)が求まる(STEP
6)。The cumulative addition values XL (sum), YL (sum), L (su) finally obtained by the above arithmetic processing
m) are the numerator of the formula (4), the numerator of the formula (5), and the denominator of the formulas (4) and (5), respectively.
L (sum) and YL (sum) are respectively L (sum)
By dividing by, the position (X 1G , Y 1G ) of the two-dimensional level center of gravity corresponding to one object A 1 can be obtained (STEP
6).
【0083】そして、レベル重心検出手段26は、この
ようにして求めた2次元的レベル重心の位置(X1G,Y
1G)を対象物A1 の相対位置として出力した後(STE
P7)、未だ演算処理を施していない残りの点(本実施
例の場合、点P2a〜P2eが残る)について、STEP1
〜STEP7までの演算処理を行い、対象物A2 に対応
する2次元的レベル重心の位置(X2G,Y2G)を求め、
最終的に全ての点P1a,P2a,……,P1e,P2eについ
ての処理が終了した時点で以上の処理を終了する。The level center of gravity detecting means 26 then detects the position (X 1G , Y) of the two-dimensional level center of gravity thus obtained.
1G ) as the relative position of the object A 1 (STE
P7), regarding the remaining points that have not been subjected to the arithmetic processing (in the present embodiment, points P 2a to P 2e remain), STEP 1
Up to STEP 7, the two-dimensional level barycentric position (X 2G , Y 2G ) corresponding to the object A 2 is obtained,
When all the points P 1a , P 2a , ..., P 1e , P 2e are finally processed, the above processing is ended.
【0084】このようにして求められた2次元的レベル
重心の位置(X1G,Y1G),(X2G,Y2G)は、対象物
A1 ,A2 の実際の相対位置と精度よく合致する。The positions (X 1G , Y 1G ), (X 2G , Y 2G ) of the two-dimensional level barycenters thus obtained accurately match the actual relative positions of the objects A 1 , A 2. To do.
【0085】すなわち、例えば対象物A1 について得ら
れる5個の点P1a〜P1eにそれぞれ対応するスペクトル
レベルは、各点P1a〜P1eに対応する電磁波ビームBa
〜Beの対象物A1 からの反射波(直接波)の受波レベ
ルに相当するものであり、その受波レベルは、対象物A
1 の実際の方向と合致する方向に電磁波ビームを送波し
た場合に最大となると考えられる。That is, for example, the spectral levels corresponding to the five points P 1a to P 1e obtained for the object A 1 are the electromagnetic wave beams Ba corresponding to the respective points P 1a to P 1e.
~ Be corresponds to the received wave level of the reflected wave (direct wave) from the object A 1 , and the received wave level is the object A.
It is considered to be maximum when the electromagnetic wave beam is transmitted in the direction that matches the actual direction of 1 .
【0086】例えば、図10を参照して、対象物A1 が
電磁波ビームBcの送波方向(軸c)とほぼ等しい方向
で、電磁波ビームBdの送波方向(軸d)との間の方向
に位置する場合には、対象物A1 について得られる5個
の点P1a〜P1eのスペクトルレベルは、同図に示すよう
に、点P1cのものが最も大きくなり、それに対して方向
がずれるに従ってスペクトルレベルは小さくなってい
く。但し、対象物A1 が位置する方向と電磁波ビームB
cの送波方向とが必ずしも合致するとは限らず、本来、
電磁波ビームBcとBbとの間の方向に電磁波ビームを
送波した時に、その電磁波ビームに対応して得られる点
におけるスペクトルレベルが最大となると考えられる。For example, with reference to FIG. 10, the direction in which the object A 1 is substantially equal to the wave-transmitting direction (axis c) of the electromagnetic wave beam Bc and the wave-transmitting direction (axis d) of the electromagnetic wave beam Bd. , The spectral level of the five points P 1a to P 1e obtained for the object A 1 is highest at the point P 1c as shown in FIG. As it shifts, the spectrum level becomes smaller. However, the direction in which the object A 1 is located and the electromagnetic wave beam B
The transmission direction of c does not always match, and originally,
It is considered that when the electromagnetic wave beam is transmitted in the direction between the electromagnetic wave beams Bc and Bb, the spectrum level at the point obtained corresponding to the electromagnetic wave beam becomes the maximum.
【0087】一方、前述のように対象物A1 について得
られるレベル重心の位置(X1G,Y 1G)は、前述の実施
例のものと基本的には同様の原理に従って、各点P1a〜
P1eにおける離散的なスペクトルレベルのデータからス
ペクトルレベルが最大となるような点を推定するもので
ある。On the other hand, as described above, the object A1Get about
Position of the center of gravity (X1G, Y 1G) Is the implementation described above
Each point P basically follows the same principle as the example.1a~
P1eFrom the discrete spectral level data at
It estimates the point that maximizes the vector level.
is there.
【0088】従って、対象物A1 について得られるレベ
ル重心の位置(X1G,Y1G)は、対象物A1 の実際の位
置と精度よく合致し、対象物A2 についても同様であ
る。[0088] Therefore, the position of the level centroid obtained for the object A 1 (X 1G, Y 1G ) is matched well the actual position and accuracy of the object A 1, is the same for the object A 2.
【0089】このように、本実施例のレーダ装置によれ
ば、電磁波ビームBa〜Beの送波領域に存在する各対
象物A1 ,A2 の相対位置を精度よく検出することがで
きる。また、送波方向の相違する多数の電磁波ビームB
a〜Beを使用するので、対象物の検出範囲を広範囲な
ものとすることができる。As described above, according to the radar apparatus of this embodiment, the relative positions of the objects A 1 and A 2 existing in the transmission area of the electromagnetic wave beams Ba to Be can be accurately detected. Also, a large number of electromagnetic wave beams B having different transmitting directions
Since a to Be are used, the detection range of the object can be wide.
【0090】尚、本実施例においては、各電磁波ビーム
Ba〜Beの送波方向における各対象物Aの相対距離を
求めるに際して、各電磁波ビームBa〜Beに対応して
得られるビート信号の離散的なスペクトルデータにおけ
る極大スペクトルを検出し、その極大スペクトルの周波
数により相対距離を求めるようにしたが、前述の実施例
と同様に、重心周波数を求め、その重心周波数により相
対距離を求めるようにしてもよい。この場合、各対象物
の相対位置を求めるに際して必要な重心周波数のスペク
トルレベルを何等かの手法により推定することが好まし
いが、極大スペクトルのスペクトルレベルを重心周波数
のスペクトルレベルとして用いるようにしてもよい。ま
た、対象物の相対距離に対応する周波数近傍におけるス
ペクトル分布を例えば正規分布であると仮定し、前記離
散的なスペクトルデータから重心周波数のスペクトルレ
ベル(これは正規分布の頂点のレベルとなる)を求める
ようにすることも可能である。また、対象物の相対距離
に対応する周波数近傍における一般的なスペクトル分布
をあらかじめ実験等に基づいて設定しておき、その設定
したスペクトル分布とビート信号の離散的なスペクトル
データとを比較・対応させることにより、重心周波数の
スペクトルレベルを推定することも可能である。さら
に、一般に、対象物の相対距離に対応する周波数近傍に
おける離散的なスペクトルデータのスペクトルレベルの
総和は、スペクトル分布の頂点のスペクトルレベルに略
比例するので、前述の第1の態様の実施例で説明したよ
うに極大スペクトルの周波数を中心とする所定の周波数
幅内における各スペクトルのレベルの総和を求め、その
総和の値から重心周波数のスペクトルレベルを求めるこ
とも可能である。In the present embodiment, when the relative distance of each object A in the transmission direction of each electromagnetic wave beam Ba to Be is obtained, the beat signals obtained corresponding to each electromagnetic wave beam Ba to Be are discrete. The maximum spectrum in various spectrum data is detected, and the relative distance is obtained by the frequency of the maximum spectrum.However, similarly to the above-described embodiment, the center of gravity frequency is obtained, and the relative distance is obtained by the center of gravity frequency. Good. In this case, it is preferable to estimate the spectrum level of the center of gravity frequency necessary for obtaining the relative position of each object by some method, but the spectrum level of the maximum spectrum may be used as the spectrum level of the center of gravity frequency. . Further, assuming that the spectral distribution in the vicinity of the frequency corresponding to the relative distance of the object is, for example, a normal distribution, the spectral level of the centroid frequency (which is the level of the apex of the normal distribution) is calculated from the discrete spectral data. It is also possible to ask. In addition, a general spectral distribution in the vicinity of the frequency corresponding to the relative distance of the object is set beforehand based on experiments, etc., and the set spectral distribution is compared and made to correspond to the discrete spectral data of the beat signal. Thus, it is possible to estimate the spectrum level of the center of gravity frequency. Further, in general, the sum of the spectral levels of the discrete spectral data in the vicinity of the frequency corresponding to the relative distance of the object is approximately proportional to the spectral level of the apex of the spectral distribution, and therefore in the embodiment of the first aspect described above. As described above, it is also possible to obtain the sum of the levels of each spectrum within a predetermined frequency width centered on the frequency of the maximum spectrum and obtain the spectrum level of the centroid frequency from the value of the sum.
【0091】また、本実施例においては、対象物の相対
位置をX−Y直交座標系を用いて求めるようにしたが、
自己車両の位置を原点とする2次元極座標系を用いて求
めるようにすることも可能である。Further, in the present embodiment, the relative position of the object is obtained by using the XY Cartesian coordinate system.
It is also possible to use a two-dimensional polar coordinate system whose origin is the position of the own vehicle.
【0092】また、以上説明した各実施例においては、
ビート信号の周波数分析を行う際にFFTを用いたが、
例えば多数のバンドパスフィルタを用いて周波数分析を
行うようにすることも可能である。In each of the embodiments described above,
I used FFT to analyze the frequency of the beat signal.
For example, frequency analysis can be performed using a number of bandpass filters.
【0093】さらに、以上説明した各実施例において
は、前記式(1)により対象物の相対距離を求めるよう
にしたが、送波信号の周波数の設定値に対するずれや、
アンテナの取り付け位置等を考慮して、補正することが
好ましい。そして、このような補正を行う場合、あらか
じめ定めた補正係数を前記式(1)により求まる相対距
離Dに乗算して補正を行うようにしてもよいが、あらか
じめ前記ビート信号の検出し得る各周波数毎に補正を含
めて求めた相対距離をマップデータとして備えておき、
そのマップデータを用いて直接的に対象物の相対距離を
求めるようにしてもよい。このようにすれば、特に、前
述の第2の態様の実施例のように、データ数の多いもの
について、処理時間を大幅に短縮することができる。Further, in each of the embodiments described above, the relative distance of the object is obtained by the above equation (1). However, the deviation of the frequency of the transmitted signal from the set value,
It is preferable to make a correction in consideration of the mounting position of the antenna and the like. When such a correction is performed, the correction may be performed by multiplying the relative distance D obtained by the equation (1) by a predetermined correction coefficient, but each frequency that the beat signal can detect in advance. Prepare the relative distance obtained by including the correction for each as map data,
The relative distance of the object may be directly obtained using the map data. By doing so, the processing time can be greatly shortened, especially for the case where the number of data is large as in the embodiment of the second aspect described above.
【0094】[0094]
【発明の効果】上記の説明から明らかなように、本発明
の第1の態様によれば、ビート信号の単位周波数間隔毎
の離散的なスペクトル分布からスペクトルレベルが所定
のレベル以上の極大値となる極大スペクトルの周波数を
求め、さらに、該極大スペクトルの周波数の前後にわた
る所定の周波数幅内における前記スペクトル分布のレベ
ル重心の周波数を求め、その求めたレベル重心の周波数
を対象物の相対距離に対応する周波数として該対象物の
相対距離を求めることにより、ビート信号の周波数分析
における周波数分解能を高めることなく対象物の相対距
離の検出精度を向上させることができる。そして、この
ことは逆に、対象物の相対距離の検出精度を損なうこと
なく、ビート信号の周波数分析における周波数分解能を
低下させることができることを意味し、これにより、対
象物の相対距離の検出のための処理速度を向上させるこ
とができる。As is apparent from the above description, according to the first aspect of the present invention, the spectral level is determined to be the maximum value of the predetermined level or more from the discrete spectral distribution of the beat signal at each unit frequency interval. Then, the frequency of the maximum spectrum is obtained, and the frequency of the level center of gravity of the spectral distribution within a predetermined frequency width before and after the frequency of the maximum spectrum is obtained, and the frequency of the obtained level center of gravity is associated with the relative distance of the object. By obtaining the relative distance of the target object as the frequency to be used, the detection accuracy of the relative distance of the target object can be improved without increasing the frequency resolution in the frequency analysis of the beat signal. And, on the contrary, it means that the frequency resolution in the frequency analysis of the beat signal can be reduced without impairing the detection accuracy of the relative distance of the target object, and thus the detection of the relative distance of the target object can be performed. Therefore, the processing speed can be improved.
【0095】また、本発明の第2の態様によれば、送波
方向の相違する複数の電磁波ビームを用い、各電磁波ビ
ーム毎に対象物の相対距離に対応して得られる対象物周
波数のスペクトルレベルの2次元的レベル重心の位置を
求め、その求めた2次元的レベル重心の位置を対象物の
相対位置とすることによって、対象物の相対位置を精度
よく求めることができる。Further, according to the second aspect of the present invention, a plurality of electromagnetic wave beams having different transmitting directions are used, and the spectrum of the object frequency obtained corresponding to the relative distance of the object for each electromagnetic wave beam. By obtaining the position of the two-dimensional level centroid of the level and using the obtained position of the two-dimensional level centroid as the relative position of the object, the relative position of the object can be obtained with high accuracy.
【図1】本発明の第1の態様のレーダ装置の一例のシス
テム構成図。FIG. 1 is a system configuration diagram of an example of a radar device according to a first aspect of the present invention.
【図2】図1のレーダ装置の作動を説明するための線
図。FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the radar device of FIG.
【図3】図1のレーダ装置の作動を説明するための線
図。FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the radar device of FIG.
【図4】図1のレーダ装置の作動を説明するためのフロ
ーチャート。4 is a flowchart for explaining the operation of the radar device of FIG.
【図5】図1のレーダ装置の作動を説明するためのフロ
ーチャート。5 is a flowchart for explaining the operation of the radar device in FIG.
【図6】本発明の第2の態様のレーダ装置の一例のシス
テム構成図。FIG. 6 is a system configuration diagram of an example of a radar device according to a second aspect of the present invention.
【図7】図1のレーダ装置の作動を説明するためのフロ
ーチャート。7 is a flow chart for explaining the operation of the radar device of FIG.
【図8】図1のレーダ装置の作動を説明するためのフロ
ーチャート。8 is a flow chart for explaining the operation of the radar device of FIG.
【図9】図1のレーダ装置の作動を説明するための説明
図。FIG. 9 is an explanatory diagram for explaining the operation of the radar device of FIG. 1.
【図10】図1のレーダ装置の作動を説明するための説
明図。10 is an explanatory diagram for explaining the operation of the radar device of FIG.
7…ビート信号生成手段、13,21…送波手段、1
4,22…受波手段、15,23…周波数分析手段、1
6…極大スペクトル検出手段、17,26…レベル重心
検出手段、18,25…距離検出手段、24…対象物周
波数検出手段。7 ... Beat signal generating means, 13, 21 ... Wave transmitting means, 1
4, 22 ... Receiving means, 15, 23 ... Frequency analyzing means, 1
6 ... Maximum spectrum detecting means, 17, 26 ... Level center of gravity detecting means, 18, 25 ... Distance detecting means, 24 ... Object frequency detecting means.
Claims (4)
波する送波手段と、該電磁波の送波方向に存在する対象
物からの反射波を受波する受波手段と、該電磁波の送波
信号の一部と該反射波の受波信号とを混合して該対象物
の相対距離に対応する周波数を有するビート信号を生成
するビート信号生成手段と、該ビート信号を周波数分析
して該ビート信号の所定の単位周波数間隔毎のスペクト
ル分布を得る周波数分析手段と、該スペクトル分布から
スペクトルレベルが所定のレベル以上の極大値となる極
大スペクトルの周波数を求める極大スペクトル検出手段
と、該極大スペクトルの周波数の前後にわたる所定の周
波数幅内における前記スペクトル分布のレベル重心の周
波数を求めるレベル重心検出手段と、該レベル重心の周
波数を前記対象物の相対距離に対応する周波数として該
対象物の相対距離を求める距離検出手段とを備えたこと
を特徴とするレーダ装置。1. A transmitting means for transmitting an electromagnetic wave whose frequency is temporally modulated, a receiving means for receiving a reflected wave from an object existing in the transmitting direction of the electromagnetic wave, and a transmitting means for the electromagnetic wave. Beat signal generating means for generating a beat signal having a frequency corresponding to the relative distance of the object by mixing a part of the transmitted signal and the received signal of the reflected wave, and performing frequency analysis on the beat signal. Frequency analysis means for obtaining a spectrum distribution of the beat signal for each predetermined unit frequency interval, maximum spectrum detection means for obtaining a frequency of a maximum spectrum at which the spectrum level has a maximum value of a predetermined level or more, and the maximum spectrum detection means. Level centroid detection means for obtaining the frequency of the level centroid of the spectral distribution within a predetermined frequency range extending before and after the frequency of the spectrum, and the frequency of the level centroid is the object Radar apparatus characterized by comprising a frequency corresponding to the relative distance and distance detecting means for obtaining a relative distance of the object.
クトルの周波数の前後にわたる所定の周波数幅内におけ
る前記スペクトル分布の各スペクトルの周波数に該スペ
クトルのレベルを乗算してなる値の総和を求め、その求
めた総和を該周波数幅内の各スペクトルのレベルの総和
で割り算することにより前記レベル重心の周波数を求め
ることを特徴とする請求項1記載のレーダ装置。2. The level center of gravity detection means obtains a sum of values obtained by multiplying the frequency of each spectrum of the spectrum distribution within a predetermined frequency width extending before and after the frequency of the maximum spectrum by the level of the spectrum, 2. The radar device according to claim 1, wherein the frequency of the center of gravity of the level is obtained by dividing the obtained total sum by the total sum of the levels of the respective spectra within the frequency width.
ムを互いに隣接する複数の方向に送波する送波手段と、
該電磁波ビームの送波方向に存在する対象物からの反射
波を各電磁波ビーム毎に受波する受波手段と、各電磁波
ビームの送波信号の一部とこれに対応する前記反射波の
受波信号とを混合して各電磁波ビームの送波方向におけ
る前記対象物の相対距離に対応する周波数を有するビー
ト信号を生成するビート信号生成手段と、各電磁波ビー
ムに対応する前記ビート信号を周波数分析して該ビート
信号のスペクトル分布を得る周波数分析手段と、各ビー
ト信号のスペクトル分布から前記対象物の各電磁波ビー
ムの送波方向における相対距離に対応するスペクトルの
周波数を求める対象物周波数検出手段と、該対象物周波
数から各電磁波ビームの送波方向における前記対象物の
相対距離を求める距離検出手段と、該距離検出手段によ
り前記対象物の相対距離が求められた各電磁波ビームに
ついて該対象物の相対距離と該電磁波ビームの送波方向
との組に対応する前記対象物周波数のスペクトルレベル
の2次元的レベル重心の位置を求め、その求めた2次元
的レベル重心の位置を前記対象物の2次元的相対位置と
して得るレベル重心検出手段とを備えたことを特徴とす
るレーダ装置。3. A wave transmission means for transmitting an electromagnetic wave beam whose frequency is temporally modulated in a plurality of directions adjacent to each other,
Receiving means for receiving, for each electromagnetic wave beam, a reflected wave from an object existing in the transmitting direction of the electromagnetic wave beam, a part of the transmitted signal of each electromagnetic wave beam, and the reception of the reflected wave corresponding thereto. Beat signal generation means for mixing a wave signal with each other to generate a beat signal having a frequency corresponding to the relative distance of the object in the transmission direction of each electromagnetic beam, and frequency analysis of the beat signal corresponding to each electromagnetic beam Frequency analysis means for obtaining the spectrum distribution of the beat signal, and object frequency detection means for obtaining the frequency of the spectrum corresponding to the relative distance in the transmission direction of each electromagnetic wave beam of the object from the spectrum distribution of each beat signal. A distance detecting means for obtaining a relative distance of the object in the transmission direction of each electromagnetic beam from the object frequency, and a phase of the object by the distance detecting means. The position of the two-dimensional center of gravity of the spectral level of the object frequency corresponding to the set of the relative distance of the object and the transmission direction of the electromagnetic beam is found for each electromagnetic wave beam for which the distance has been found, and the position is found. A radar apparatus, comprising: a level center of gravity detecting means for obtaining a position of a two-dimensional level center of gravity as a two-dimensional relative position of the object.
相対距離が求められた各電磁波ビームについて該電磁波
ビーム毎の前記対象物の相対距離と該電磁波ビームの送
波方向とにより定まる位置の2次元的座標成分に、該位
置に対応する前記対象物周波数のスペクトルレベルを乗
算してなる値の総和を各座標成分について求め、その求
めた総和を各座標成分について該対象物周波数のスペク
トルレベルの総和で割り算することにより、前記2次元
的レベル重心の位置の座標成分を求めることを特徴とす
る請求項3記載のレーダ装置。4. The level center of gravity detecting means determines a position of a position determined by a relative distance of the object for each electromagnetic beam and a transmission direction of the electromagnetic beam for each electromagnetic beam for which a relative distance of the object is obtained. A two-dimensional coordinate component is multiplied by a spectrum level of the object frequency corresponding to the position to obtain a sum of values for each coordinate component, and the obtained sum is obtained for each coordinate component. The radar device according to claim 3, wherein the coordinate component of the position of the two-dimensional level barycenter is obtained by dividing by the total sum of.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27639693A JP3213143B2 (en) | 1993-11-05 | 1993-11-05 | Radar equipment |
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JPH07128440A true JPH07128440A (en) | 1995-05-19 |
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- 1993-11-05 JP JP27639693A patent/JP3213143B2/en not_active Expired - Lifetime
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