JPH07146359A - Ｆｍ−ｃｗレーダ装置における検出状態評価装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】送波信号の周波数のリニアリティの良否や他の
ＦＭ−ＣＷレーダ装置の送波信号の干渉の有無等、ＦＭ
−ＣＷレーダ装置による対象物の検出状態の良否を簡単
に評価することができるＦＭ−ＣＷレーダ装置における
検出状態評価装置を提供する。 【構成】対象物の相対距離を検出するためにビート信号
の周波数の検出を行う検出期間Ｔ_W を複数の小期間Ｔ_S1
〜Ｔ_S7に分割し、各小期間Ｔ_S1〜Ｔ_S7におけるビート信
号のスペクトル分布を求める周波数分析手段と、各小期
間Ｔ_S1〜Ｔ_S7におけるビート信号のスペクトル分布の特
性を相互に比較し、それらが相互に略一致するか否かに
より対象物の相対距離の検出状態の良否を判断する良否
判断手段とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＦＭ−ＣＷレーダ装置
による対象物の検出状態を評価する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、例えば自動車においては、自己車
両の前方や後方等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や相対速度を自己車両に搭載した
レーダ装置を用いて検出し、これに応じて車間距離の保
持、制動等の自動走行制御や、各種警報を行うようにし
たものが開発されており、この種のレーダ装置において
は、比較的近距離の対象物の検出が可能で、また、シス
テム構成を比較的簡略なものとし易い等の理由により、
一般にＦＭ−ＣＷレーダ装置が用いられている。

【０００３】このＦＭ−ＣＷレーダ装置による対象物の
相対距離や相対速度の検出は以下のように行われる。

【０００４】すなわち、例えば図２に示すように、周波
数ｆ_X とｆ_Y の間で周波数を直線的に増減するように、
換言すれば三角波状に周波数を変調させてなる信号を送
波信号として、該送波信号と同一周波数を有する電磁波
を対象物に向かって送波すると共に、該対象物により反
射された反射波を受波する。この時、反射波の受波信号
は、送波信号と同様に三角波状に周波数変調されたもの
となるのであるが、電磁波を送受波するアンテナと対象
物との間を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、このため、送波信号と受波信号とを同一
時間軸上で比較すると、両信号の間には、前記遅れ時間
τに比例した周波数差ｆ_B を生じる。この場合、遅れ時
間τは、対象物の相対距離に比例するため、上記周波数
差ｆ_B も対象物の相対距離に比例し、対象物の相対距離
をＤとすると、次式（１）が成り立つ。

【０００５】Ｄ＝ｋ・ｆ_B ……（１） 式（１）において、ｋは電磁波の伝播速度（＝光速）
と、送受波信号の周波数の時間的変化率とにより定まる
定数である。

【０００６】このような基本原理に基づいて、ＦＭ−Ｃ
Ｗレーダ装置は、送波信号と受波信号とをミキシングす
ることにより、両信号の周波数差ｆ_B の周波数を有する
ビート信号を生成し、そのビート信号の周波数ｆ_B を検
出する。この場合、ビート信号の周波数ｆ_B の検出は、
例えば送波信号と受波信号との両者の周波数が共に増加
する期間（図２中、参照符号Ｔ_W を付した期間）や、両
者の周波数が共に減少する期間において行われる。そし
て、検出したビート信号の周波数ｆ_B から前記式（１）
により対象物の相対距離Ｄを求める。ＦＭ−ＣＷレーダ
装置は、前述のような電磁波の送受波を例えば図２に示
したように繰り返しつつ、各々の電磁波の送受波による
相対距離Ｄの検出を行い、対象物の相対距離Ｄを時々刻
々検出する。

【０００７】尚、対象物の相対速度は相対速度Ｄを時間
的に微分したものであるので、相対距離Ｄを充分短い時
間間隔で検出すれば、該相対距離Ｄの時間的変化率によ
り対象物の相対速度を検出することができる。

【０００８】ところで、このようなＦＭ−ＣＷレーダ装
置において、対象物の相対距離を精度よく検出するため
には、送波信号の周波数変化の直線性（所謂、リニアリ
ティ）が必要である一方、送波信号の発振器や、その周
波数を変調・制御するための回路の発熱等に起因して、
送配信号の周波数変化のリニアリティが低下する場合が
あり、このような場合には、対象物の相対距離の検出を
精度よく行うことが困難となる。また、送波信号の周波
数のリニアリティが良好であっても、例えば他車に搭載
されたＦＭ−ＣＷレーダ装置から送波された電磁波を自
己車両のＦＭ−ＣＷレーダ装置が受波すると、両者の電
磁波の送波タイミングによっては、両者の電磁波が相互
に干渉し、対象物の相対距離の検出を精度よく行うこと
が困難となる場合もある。

【０００９】すなわち、図１１を参照して、同図（ａ）
示のように送波信号の周波数のリニアリティが良好であ
ると、受波信号の周波数のリニアリティも良好となる。
この場合は、ＦＭ−ＣＷレーダ装置においては、例えば
送受波信号の両者の周波数が共に増加する期間Ｔ_W にお
いて、両信号をミキシングしてビート信号を生成し、こ
れにより同図（ｂ）に示すようなビート信号が得られ
る。このとき、該ビート信号のスペクトル分布（周波数
分布）は、同図（ｃ）に示すように、基本的には対象物
の相対距離に対応する周波数ｆ_P において急峻なピーク
（極大値）をもつような分布となる。従って、ビート信
号の周波数を検出すると、その検出される周波数は対象
物の相対距離に対応する周波数ｆ_P となり、該周波数ｆ
_P から前記式（１）に従って、対象物の相対距離を精度
よく求めることができる。

【００１０】一方、図１２を参照して、同図（ａ）示の
ように送波信号の周波数のリニアリティが不良となる
と、受波信号の周波数のリニアリティも不良となり、こ
の場合には、送受波信号の両者の周波数が共に増加する
期間Ｔ_W において、両信号をミキシングすると、同図
（ｂ）に示すようなビート信号が得られる。このとき、
該ビート信号のスペクトル分布は、上記のように急峻な
分布とはならず、同図（ｃ）に示すように、対象物の相
対距離に対応する周波数ｆ_P を含んで広がりをもった分
布となり、このことは、ビート信号が、対象物の相対距
離に対応する周波数ｆ_P 成分以外の他の周波数成分を多
く含むことを意味する。従って、このような場合に、ビ
ート信号の周波数を検出しても、対象物の相対距離に対
応する周波数ｆ_P を検出することが困難となって、対象
物の相対距離の検出精度が低下し易い。

【００１１】また、図１３を参照して、例えば同図
（ａ）に示すように、自己のＦＭ−ＣＷレーダ装置の送
受波信号に対して他車等のＦＭ−ＣＷレーダ装置の送波
信号を受波すると、自己の送受波信号の周波数が共に増
加する期間Ｔ_W において、送受波信号をミキシングして
なるビート信号は、同図（ｂ）に示すような信号とな
る。このとき、該ビート信号のスペクトル分布は、図１
２の場合と同様に急峻な分布とはならず、図１３（ｃ）
に示すように、対象物の相対距離に対応する周波数ｆ _P
を含んで広がりをもった分布となる。従って、このよう
な場合に、ビート信号の周波数を検出しても、対象物の
相対距離に対応する周波数ｆ_P を検出することが困難と
なって、対象物の相対距離の検出精度が低下する。尚、
このような他車等のＦＭ−ＣＷレーダ装置の送波信号の
干渉は、自己のＦＭ−ＣＷレーダ装置の送波信号と他車
等のＦＭ−ＣＷレーダ装置の送波信号との送波タイミン
グによっては、生じない場合もある。

【００１２】このようにＦＭ−ＣＷレーダ装置において
は、送波信号の周波数のリニアリティが低下し、あるい
は、他のＦＭ−ＣＷレーダ装置の送信波の干渉がある
と、対象物の相対距離の検出精度の低下を招き、このよ
うな状態で対象物の検出を行うことは好ましくない。特
に、自動車用のＦＭ−ＣＷレーダ装置においては、それ
による対象物の相対距離や相対速度の検出に応じて、制
動等の自動走行制御を行ったり、あるいは運転者等への
警報を行うようにしているため、上記のような状態で対
象物の相対距離や相対速度の検出を継続することは好ま
しくなく、上記のような状態では、相対距離や相対速度
の検出を中止したり、あるいは、その旨を警報したりす
ることが望ましい。

【００１３】しかしながら、従来のＦＭ−ＣＷレーダ装
置においては、送波信号の周波数のリニアリティの低下
や、他のＦＭ−ＣＷレーダ装置の送信波の干渉等の状態
を検出できるようにしたものがなく、このため、そのよ
うな検出状態を評価できるようにすることが望まれてい
た。

【００１４】

【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、送波信号の周波数のリニアリティの良否や他のＦ
Ｍ−ＣＷレーダ装置の送波信号の干渉の有無等、ＦＭ−
ＣＷレーダ装置による対象物の検出状態の良否を簡単に
評価することができるＦＭ−ＣＷレーダ装置における検
出状態評価装置を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明はかかる目的を達
成するために、周波数を時間的に直線的に変調せしめた
電磁波を対象物に向かって送波する手段と、該電磁波の
反射波を受波する手段と、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することにより前記対象物
の相対距離に応じた周波数を有するビート信号を生成す
る手段と、該ビート信号の所定の期間における周波数を
前記対象物の相対距離に対応する周波数として検出し、
その検出された周波数から前記対象物の相対距離を検出
する手段とを備えたレーダ装置において、その相対距離
の検出状態の良否を評価する装置であって、前記ビート
信号の周波数を検出する前記所定の期間を複数の小期間
に分割し、各小期間における該ビート信号の周波数のス
ペクトル分布を求める周波数分析手段と、前記各小期間
における前記ビート信号のスペクトル分布のあらかじめ
定められた特性を相互に比較し、該特性が互いに略一致
するとき前記相対距離の検出状態を良好と判断すると共
に該特性が互いに略一致しないとき前記相対距離の検出
状態を不良と判断する良否判断手段とから成ることを特
徴とする。

【００１６】そして、前記レーダ装置は、前記電磁波の
送波を繰り返すレーダ装置であって、前記良否判断手段
により前記相対距離の検出状態が不良であると判断され
たとき、該電磁波の送波タイミングを変更する送波タイ
ミング変更手段を備えたことを特徴とする。

【００１７】また、前記良否判断手段により比較する前
記各小期間におけるビート信号のスペクトル分布の特性
は、各スペクトル分布におけるスペクトルレベルが極大
値となるピーク周波数と、該ピーク周波数の位置におけ
る各スペクトル分布のＱ値であることを特徴とする。

【００１８】また、前記周波数分析手段及び良否判断手
段は、前記の評価処理を周期的に繰り返す手段であっ
て、該良否判断手段は、前記各小期間のビート信号のス
ペクトル分布におけるスペクトルレベルが極大値となる
ピーク周波数を検出する手段と、今回の評価処理と前回
の評価処理とで前記相対距離の検出状態を不良であると
判断したとき、前回の評価処理と今回の評価処理とで検
出された前記ピーク周波数を相互に比較する手段と、そ
の比較結果により前記相対距離の検出状態を不良である
と判断された原因を特定する手段とを具備することを特
徴とする。

【００１９】また、前記良否判断手段による前記各小期
間のビート信号のスペクトル分布の比較結果に基づい
て、前記対象物の相対距離の検出の際に前記ビート信号
の周波数を検出する前記所定の期間を設定する検出期間
設定手段を備え、該検出期間設定手段は、前記各小期間
のうち、ビート信号のスペクトル分布の特性が相互に略
一致する連続した複数の小期間を合成してなる期間を前
記所定の期間として設定することを特徴とする。

【００２０】

【作用】本発明によれば、前記対象物の相対距離を検出
する際に、前記ビート信号の周波数を検出する前記所定
の期間を分割してなる前記複数の小期間において、前記
周波数分析手段により各小期間のスペクトル分布が求め
られ、それらのスペクトル分布の特性が前記良否判断手
段により比較される。このとき、前記ＦＭ−ＣＷレーダ
装置の送波信号のリニアリティが良好であり、また、他
のＦＭ−ＣＷレーダ装置の送波信号の干渉がなければ、
前記ビート信号の前記各小期間におけるスペクトル分布
は相互に略同一の分布となると考えられる。従って、ス
ペクトル分布の比較すべき特性を適切に定めておけば、
前記各小期間における各スペクトル分布の特性が相互に
略一致する場合には、ＦＭ−ＣＷレーダ装置の送波信号
のリニアリティが良好であり、また、他のＦＭ−ＣＷレ
ーダ装置の送波信号の干渉がないと考えられるので、前
記良否判断手段は、ＦＭ−ＣＷレーダ装置による対象物
の相対距離の検出状態が良好であると判断し、一方、そ
れ以外の場合は、ＦＭ−ＣＷレーダ装置の送波信号のリ
ニアリティの不良や、あるいは、他のＦＭ−ＣＷレーダ
装置の送波信号の干渉が生じていると考えられるので、
前記良否判断手段は、ＦＭ−ＣＷレーダ装置による対象
物の相対距離の検出状態が不良であると判断する。

【００２１】前記ＦＭ−ＣＷレーダ装置が電磁波の送波
を繰り返すものである場合には、前記良否判断手段によ
り検出状態の不良が判断されたときに、前記送波タイミ
ング変更手段により、前記電磁波の送波タイミングが変
更され、これにより、他のＦＭ−ＣＷレーダ装置の送波
信号の干渉により検出状態の不良が生じた場合に、その
ような状態を解消することが可能となる。尚、電磁波の
送波タイミングの変更は規則的に行ってもよく、あるい
は乱数的にランダムに行ってもよい。

【００２２】また、前記各小期間のスペクトル分布の相
互に比較すべき特性としては、例えば各スペクトル分布
の前記ピーク周波数と、Ｑ値とを用いることが好まし
い。これは、ＦＭ−ＣＷレーダ装置の送波信号のリニア
リティの不良や、あるいは、他のＦＭ−ＣＷレーダ装置
の送波信号の干渉が生じている場合には、そのような状
態が生じている前記小期間と、正常状態の小期間とで
は、前記ピーク周波数（これは対象物の相対距離に対応
する）が相互に相違し、また、そのピーク周波数の位置
におけるスペクトル分布の形状が相互に相違すると考え
られるからである。尚、前記Ｑ値は、一般に信号波形の
先鋭度を示すものであり、ＦＭ−ＣＷレーダ装置の送波
信号のリニアリティの不良や、あるいは、他のＦＭ−Ｃ
Ｗレーダ装置の送波信号の干渉が生じている前記小期間
における前記ビート信号のスペクトル分布のＱ値は、正
常状態の小期間におけるスペクトル分布のＱ値よりも小
さくなる。

【００２３】また、一般に、ＦＭ−ＣＷレーダ装置の送
波信号のリニアリティの不良が生じた場合には、前述の
評価処理を繰り返し行ったとき、前記各小期間における
前記各スペクトル分布の前記ピーク周波数を検出する
と、前回の評価処理と今回の評価処理とで検出される前
記ピーク周波数がほぼ同じ周波数となることが多い。そ
こで、前記周波数分析手段及び良否判断手段による前記
の評価処理を周期的に繰り返す場合に、前記各小期間の
ビート信号のスペクトル分布の前記ピーク周波数を検出
しておき、今回の評価処理と前回の評価処理とで検出状
態の不良が判断されたとき、前回の評価処理と今回の評
価処理とで検出された前記ピーク周波数を相互に比較す
ることにより、その不良の原因を特定することが可能と
なる。

【００２４】また、ＦＭ−ＣＷレーダ装置の送波信号の
リニアリティが良好で、また、他のＦＭ−ＣＷレーダ装
置の送波信号の干渉がない場合において、対象物の相対
距離を検出する場合、送受波信号の周波数が共に直線的
に増加あるいは減少する期間において、ビート信号の周
波数を検出することが好ましく、そのような期間は、実
際に電磁波の送受波を行って設定することが好ましい。
そこで、前記良否判断手段による前記各小期間のビート
信号のスペクトル分布の比較結果に基づいて、前記スペ
クトル分布の特性が相互に略一致するような連続した複
数の小期間を合成してなる期間を、対象物の相対距離の
検出に際して前記ビート信号の周波数を検出すべき前記
所定の期間として設定する。このように設定された期間
においては、その期間を構成する前記各小期間における
スペクトル分布の特性が相互に略一致するので、電磁波
の送受波信号の周波数が共に直線的に増加あるいは減少
していると考えられ、従って、相対距離の検出を精度よ
く行うことが可能となる。

【００２５】

【実施例】本発明の一例を図１乃至図１０を参照して説
明する。図１は本実施例の検出状態評価装置を含むＦＭ
−ＣＷレーダ装置のシステム構成図、図２は図１のレー
ダ装置による電磁波の送受波信号を示す説明図、図３乃
至図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、図６乃至図１０は図１のレーダ装置の作動
を説明するための説明図である。

【００２６】図１を参照して、本実施例におけるＦＭ−
ＣＷ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を送
波し、また送波した電磁波の反射波を受波するアンテ
ナ、７は方向性結合器を介して分配・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時系列的に
記憶保持するメモリ、１１はメモリ１０に記憶保持され
たビート信号のデータを分析処理することにより対象物
の相対距離の検出や、その検出状態の評価等を行う信号
処理装置、１２はＡ／Ｄ変換器９によりＡ／Ｄ変換され
たビート信号のメモリ１０への記憶保持のタイミングを
規定するタイミング信号と周波数変調された電磁波の送
波タイミングを規定するタイミング信号とをそれぞれ信
号処理装置１１の指示により生成してメモリ１０及び変
調制御回路２に付与するタイミング信号生成回路、１３
は発振器１の電源回路である。アンテナ３は指向性を有
するものであり、例えば自己車両の前方に存在する他車
等の対象物Ａに向かって電磁波を送波する。

【００２７】信号処理装置１１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
構成を大別すると、対象物Ａの相対距離Ｄ等の検出を行
うべくビート信号のデータ処理等を行う検出用信号処理
部１４と、その検出状態の良否の評価等を行うべくビー
ト信号のデータ処理等を行う評価用信号処理部１５とか
ら構成されている。そして、評価用信号処理部１５は、
その機能的構成として、ビート信号のデータを周波数分
析する周波数分析手段１６と、その周波数分析により得
られるビート信号のスペクトル分布を基に、検出用信号
処理部１４による対象物Ａの相対距離Ｄ等の検出状態の
良否を判断する良否判断手段１７と、発振器１の電源回
路１３に電源停止指令を出力する電源停止指示手段１８
と、図示しないブザー等の警報器に警報指令を出力する
警報指示手段１９と、電磁波の送波タイミングをタイミ
ング信号生成回路１２を介して変調制御回路２に指示す
る送波タイミング指示手段２０と、ビート信号のデータ
をメモリ１０に記憶保持させるタイミングをタイミング
信号生成回路１２を介してメモリ１０に指示する検出タ
イミング指示手段２１とを備えている。

【００２８】これらの構成において、送波タイミング指
示手段２０及びタイミング信号生成回路１２は送波タイ
ミング変更手段２２を構成し、検出タイミング指示手段
２１及びタイミング信号生成回路１２は検出期間設定手
段２３を構成する。

【００２９】次に、本実施例の装置の作動を、その各部
の詳細な説明と併せて説明する。

【００３０】まず、本実施例のＦＭ−ＣＷレーダ装置の
基本的作動（以下、レーダ処理作動という）を説明す
る。

【００３１】本実施例のＦＭ−ＣＷ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、その周波数
が変調制御回路２により前記図２に実線で示したように
三角波状に変調制御され、そのような変調制御が、信号
処理装置１１の指示によりタイミング信号生成回路１２
から出力されるタイミング信号に従って、途中に休止期
間Ｔ_O を存しつつ周期的に繰り返される。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して三角波状に周波数変調された
電磁波が、車両の前方に存在する対象物Ａに向かって周
期的に送波される。

【００３２】このような電磁波の送波時において、対象
物Ａによる反射波がアンテナ３により受波され、その受
波信号がサーキュレータ６を介してミキサー７に入力さ
れる。この時、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、ミキサー７はこれらの送波信号及び受波信
号をミキシングする。これにより、前述したように、基
本的には対象物Ａの自己車両に対する相対距離Ｄに対応
する周波数を有するビート信号（図１１（ｂ）参照）が
生成される。

【００３３】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、信号処理装置１１の指
示によりタイミング信号生成回路１２から出力されるタ
イミング信号に従ってビート信号の振幅データを時系列
的に記憶保持し、三角波状に周波数変調された電磁波の
送受波が行われる毎に、その送受波時の所定の期間内に
おいてビート信号の振幅データを時系列的に記憶保持す
る。本実施例においては、上記所定の期間として、例え
ば図２に示したように送受波信号の両者の周波数が共に
増加する期間Ｔ_W （以下、検出期間Ｔ_W という）が設定
されている。

【００３４】尚、検出期間Ｔ_W は、本実施例のレーダ装
置のレーダ処理作動に先立って前記検出期間設定手段２
３により設定されるのであるが、これについては後述す
る。また、検出期間Ｔ_W は、送受波信号の両者の周波数
が共に減少する期間で設定してもよい。

【００３５】このように、メモリ１０に記憶保持された
ビート信号のデータを基に、信号処理装置１１の検出用
信号処理部１４により、以下に説明するように対象物Ａ
の相対距離Ｄが検出される。

【００３６】すなわち、図３のフローチャートを参照し
て、検出用信号処理部１４は、まず、前記検出期間Ｔ_W
においてメモリ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、そのスペクトル分布を求める（図３
のＳＴＥＰ１）。この周波数分析は、例えば周波数分析
の演算処理手法であるＦＦＴ（高速フーリエ変換手法）
を用いて行われる。かかる周波数分析により、基本的に
は、前述したように、前記図１１（ｃ）に示したような
スペクトル分布が得られる。すなわち、対象物Ａの相対
距離Ｄに対応する周波数ｆ_P においてピーク（極大値）
をもつような急峻なスペクトル分布が得られる。

【００３７】次いで、検出用信号処理部１４は、得られ
たスペクトル分布において、スペクトルレベルがピーク
となる周波数（ピーク周波数）ｆ_P を検出する（図３の
ＳＴＥＰ２）。このようなピーク周波数ｆ_P の検出は、
例えばスペクトルレベルが所定の閾値以上で、且つスペ
クトルレベルの周波数に対する変化が増加傾向から減少
傾向に転じる周波数を検出することにより行われる。

【００３８】そして、検出用信号処理部１４は、検出し
たピーク周波数ｆ_P を対象物Ａの相対距離Ｄに対応する
周波数として、そのピーク周波数ｆ_P から前記式（１）
に従って対象物Ａの相対距離Ｄを求め、その求めた相対
距離Ｄを図示しない自動走行制御装置等に出力する（図
３のＳＴＥＰ３）。

【００３９】本実施例のレーダ装置のレーダ処理作動に
おいては、三角波状に周波数変調された電磁波の送受波
が行われる毎に前述の作動が繰り返され、これにより、
対象物Ａの相対距離Ｄが時々刻々検出される。

【００４０】尚、検出された相対距離Ｄを時間的に微分
してなる値が対象物Ａの自己車両に対する相対速度であ
るので、対象物Ａの相対速度をも検出する場合には、例
えば、相対距離Ｄの検出の時間間隔をΔｔ、該時間間隔
Δｔにおける相対距離Ｄの変化量をΔＤとすると、次式
（２）により対象物Ａの相対速度Ｖを求めることができ
る。

【００４１】Ｖ＝ΔＤ／Δｔ ……（２） 本実施例の装置においては、かかるレーダ処理作動と並
行して、信号処理装置１１の評価用信号処理部１５によ
り、相対距離Ｄの検出状態の評価が行われ、次に、その
評価処理作動を説明する。

【００４２】図４及び図６を参照して、評価用信号処理
部１５は、まず、前述したようにメモリ１０に記憶保持
された前記検出期間Ｔ_W のビート信号のデータを、周波
数分析手段１６により、複数（本実施例では７個）の小
期間Ｔ_S1〜Ｔ_S7に分割し（図４のＳＴＥＰ１）、その各
小期間Ｔ_S1〜Ｔ_S7におけるビート信号のデータを周波数
分析してスペクトル分布を求める（図４のＳＴＥＰ
２）。ここで、周波数分析手段１６による周波数分析
は、前記検出用信号処理部１４と同様に、ＦＦＴを用い
て行われる。

【００４３】このような周波数分析により、図６の上側
に示すように、送受波信号のリニアリティが良好な場合
には、各小期間Ｔ_S1〜Ｔ_S7に対応して、同図下側に示す
ようなスペクトル分布が得られる。この場合には、各小
期間Ｔ_S1〜Ｔ_S7におけるスペクトル分布は、いずれも、
対象物Ａの相対距離Ｄに対応する周波数ｆ_P においてピ
ークをもつような急峻なスペクトル分布となり、相互に
同一の分布となる。

【００４４】また、図７の上側に示すように、送受波信
号のリニアリティの不良が生じている場合には、各小期
間Ｔ_S1〜Ｔ_S7に対応して、同図下側に示すようなスペク
トル分布が得られる。この場合には、これらのスペクト
ル分布のうちには、相互に一致しないものが生じる。例
えば、小期間Ｔ_S1，Ｔ_S6のスペクトル分布を比較する
と、両者はその形状や広がり具合等が相互に相違し、ま
た、各々のスペクトル分布においてスペクトルレベルが
極大値となるピーク周波数ｆ_P も相互に相違する。

【００４５】また、図８の上側に示すように、送受波信
号のリニアリティが良好で、他車等のＦＭ−ＣＷレーダ
装置による電磁波の送波信号を受波した場合には、各小
期間Ｔ_S1〜Ｔ_S7に対応して、同図下側に示すようなスペ
クトル分布が得られる。この場合には、図７の場合と同
様に、これらのスペクトル分布のうちには、相互に一致
しないものが生じる。

【００４６】上記のように各小期間Ｔ_S1〜Ｔ_S7における
スペクトル分布が求められると、次に、前記良否判断手
段１７により、各スペクトル分布の特性を示すパラメー
タとして、各スペクトル分布におけるスペクトルレベル
が極大値となるピーク周波数と、そのピーク周波数の位
置におけるＱ値とが求められる（図４のＳＴＥＰ３）。
ここで、図１０を参照して、各スペクトル分布における
ピーク周波数ｆ_P の検出は、前述のレーダ処理作動の場
合と同様に、スペクトルレベルが所定の閾値以上で、且
つスペクトルレベルの周波数に対する変化が増加傾向か
ら減少傾向に転じるような周波数を検出することにより
行われる。また、Ｑ値は、例えばピーク周波数ｆ_P と、
該ピーク周波数ｆ_P におけるスペクトルレベルＳ_P の１
／２のレベルにおけるスペクトル分布の周波数幅Δｆと
を用いて、次式（３）により求められる。

【００４７】Ｑ＝ｆ_P ／Δｆ ……（３） 次いで、良否判断手段１７は、各小期間Ｔ_S1〜Ｔ_S7にお
けるスペクトル分布について求められたピーク周波数ｆ
_P 及びＱ値をそれぞれ各スペクトル分布について相互に
比較し、それらが相互に略一致するか否かにより前記レ
ーダ処理作動における検出状態の良否を判断する（図４
のＳＴＥＰ４）。この場合、各スペクトル分布のピーク
周波数ｆ_P 及びＱ値がそれぞれ相互に一致するか否か
は、例えば互いに比較する一組のスペクトル分布のピー
ク周波数ｆ_P 及びＱ値のそれぞれの差が所定の数値範囲
内に収まるか否かにより判断する。

【００４８】かかる判断においては、図６に示したよう
なスペクトル分布が得られる場合、すなわち、リニアリ
ティの不良や他のＦＭ−ＣＷレーダ装置の送波信号の干
渉がない場合には、各小期間Ｔ_S1〜Ｔ_S7におけるスペク
トル分布のピーク周波数ｆ_P及びＱ値がそれぞれ相互に
略一致するため、前記レーダ処理作動による検出状態が
良好であると判断される（図４のＳＴＥＰ４においてＹ
ＥＳ）。

【００４９】前記評価用信号処理部１５は、基本的に
は、前記メモリ１０に新たなビート信号のデータが記憶
保持される毎（三角波状に周波数変調された電磁波の送
受波が行われる毎）に、前述の評価処理作動を繰り返
す。

【００５０】一方、例えば送受波信号のリニアリティの
不良が発生し、前記各小期間Ｔ_S1〜Ｔ_S7におけるスペク
トル分布が前記図７に示したような分布となると、ピー
ク周波数ｆ_P 及びＱ値のそれぞれが相互に相違するスペ
クトル分布の組が生じるため（図７のスペクトル分布に
おいては、例えば小期間Ｔ_S1，Ｔ_S6のスペクトル分布の
ピーク周波数ｆ_P 及びＱ値が一致しない）、この場合に
は、前記レーダ処理作動による検出状態が不良であると
判断される（図４のＳＴＥＰ４においてＮＯ）。

【００５１】また、他のＦＭ−ＣＷレーダ装置の送波信
号の干渉が生じ、前記各小期間Ｔ_S1〜Ｔ_S7におけるスペ
クトル分布が前記図８に示したような分布となった場合
も、ピーク周波数ｆ_P 及びＱ値のそれぞれが相互に相違
するスペクトル分布の組が生じるため（図８のスペクト
ル分布においては、例えば小期間Ｔ_S1，Ｔ_S3のスペクト
ル分布のピーク周波数ｆ_P 及びＱ値が一致しない）、前
記レーダ処理作動による検出状態が不良であると判断さ
れる（図４のＳＴＥＰ４においてＮＯ）。

【００５２】そして、このように検出状態が不良である
と判断された場合においては、前記良否判断１７は、次
に、前回の評価処理作動において、検出状態の不良が生
じたか否かを判断する（図４のＳＴＥＰ５）。

【００５３】このとき、前回の評価処理作動において、
検出状態が良好であった場合（図４のＳＴＥＰ５におい
てＮＯ）には、前記評価用信号処理部１５の送波タイミ
ング指示手段２０が、前記タイミング信号生成回路１２
を介して変調制御回路２に送波タイミングの変更を指示
する（図４のＳＴＥＰ６）。これにより、変調制御回路
２は、次回に、三角波状に周波数変調した電磁波を送波
せしめるに際して、その送波信号の変調開始タイミング
を変更して、該電磁波の送波開始タイミングを変更す
る。このような変更は、例えば送波信号の前記休止期間
Ｔ_O を現在の休止期間に対して所定時間だけ減少または
増加させ、あるいは、該休止期間Ｔ_O を所定の範囲内に
おいて乱数的に変化させることにより行われる。

【００５４】このように電磁波の送波タイミングを変更
すると、一般には、他のＦＭ−ＣＷレーダ装置の送波信
号の干渉による検出状態の不良は解消される場合が多
い。

【００５５】一方、前回の評価処理作動においても、検
出状態が不良であった場合（図４のＳＴＥＰ５において
ＹＥＳ）には、前記良否判断手段１７は、前回の評価処
理作動で得られた前記各小期間Ｔ_S1〜Ｔ_S7のスペクトル
分布のピーク周波数ｆ_P と、今回の評価処理作動により
得られた各小期間Ｔ_S1〜Ｔ_S7のスペクトル分布のピーク
周波数ｆ_P とが相互に略一致するか否かを判断する（図
４のＳＴＥＰ７）。

【００５６】この場合、前回の評価処理作動と今回の評
価処理作動との間の時間間隔における前記対象物Ａの相
対距離Ｄの変化は充分小さいと考えられ、このような場
合には、検出状態の不良の原因が送受波信号のリニアリ
ティの不良であると、送波タイミングの変更によって
も、一般には前回の評価処理作動で得られた前記各小期
間Ｔ_S1〜Ｔ_S7のスペクトル分布のピーク周波数ｆ_P と、
今回の評価処理作動により得られた各小期間Ｔ_S1〜Ｔ_S7
のスペクトル分布のピーク周波数ｆ_P とが相互に略一致
する。これは、前回の評価処理作動と今回の評価処理作
動との間では送受波信号のリニアリティの不良の程度は
ほぼ同一であると考えられるからである。

【００５７】これに対して、検出状態の不良の原因が他
のＦＭ−ＣＷレーダ装置の送波信号の干渉である場合に
は、一般には、前回の評価処理作動で得られた前記各小
期間Ｔ_S1〜Ｔ_S7のスペクトル分布と、今回の評価処理作
動により得られた各小期間Ｔ _S1〜Ｔ_S7のスペクトル分布
とで、ピーク周波数ｆ_P が相違する組が生じる。これ
は、他のＦＭ−ＣＷレーダ装置の送波信号の干渉が生じ
る期間は、送波タイミングの変更や、自己のＦＭ−ＣＷ
レーダ装置と他のＦＭ−ＣＷレーダ装置とで送波信号の
送波タイミングが相互に相違すること等に起因して、前
回の評価処理作動と今回の評価処理作動とで変化するか
らである。

【００５８】そこで、本実施例の装置においては、前回
の評価処理作動で得られた前記各小期間Ｔ_S1〜Ｔ_S7のス
ペクトル分布のピーク周波数ｆ_P と、今回の評価処理作
動により得られた各小期間Ｔ_S1〜Ｔ_S7のスペクトル分布
のピーク周波数ｆ_P とが相互に略一致する場合には（図
４のＳＴＥＰ７においてＹＥＳ）、前記良否判断手段１
７は、検出状態の不良の原因を送受波信号のリニアリテ
ィの不良であると特定する（図４のＳＴＥＰ８）。そし
て、この場合には、リニアリティの不良が解消する可能
性は小さいので、前記評価用信号処理部１５の電源停止
指示手段１８（図１参照）が発振器１の電源回路１３に
電源停止を指示し、これにより発振器１を停止させて電
磁波の送波を停止させる。また、これと並行して、前記
評価用信号処理部１５の警報指示手段１９が図示しない
ブザー等の警報器に警報指示を付与し、これにより、リ
ニアリティの不良が生じてレーダ装置の作動を停止せし
める旨を運転者等に報知する（図４のＳＴＥＰ９）。

【００５９】一方、前回の評価処理作動で得られた前記
各小期間Ｔ_S1〜Ｔ_S7のスペクトル分布と、今回の評価処
理作動により得られた各小期間Ｔ_S1〜Ｔ_S7のスペクトル
分布とで、ピーク周波数ｆ_P が相互に相違するものがあ
る場合には（図４のＳＴＥＰ７においてＮＯ）、良否判
断手段１７は、検出状態の不良の原因を他のＦＭ−ＣＷ
レーダ装置の送波信号の干渉であると特定し（図４のＳ
ＴＥＰ１０）、この場合には、前述したような送波タイ
ミングの変更が行われる（図４のＳＴＥＰ６）。

【００６０】このように、本実施例の装置によれば、レ
ーダ処理作動におけるビート信号の検出期間Ｔ_W を分割
してなる小期間Ｔ_S1〜Ｔ_S7におけるスペクトル分布の特
性を相互に比較することで、レーダ処理作動による対象
物Ａの相対距離Ｄの検出状態の良否を容易に評価するこ
とができる。そして、前回の評価処理作動と今回の評価
処理作動とで連続して検出状態の不良が認められた場合
に、前回の評価処理作動と今回の評価処理作動とでそれ
ぞれ得られた各小期間Ｔ_S1〜Ｔ_S7のスペクトル分布のピ
ーク周波数ｆ_P を相互に比較することで、不良原因を特
定することができ、それに応じた適切な対応をとること
ができる。

【００６１】尚、本実施例においては、レーダ処理作動
が行われる毎に、これと並行して評価処理作動を行うよ
うにしたが、レーダ処理作動が複数回行われる毎に、評
価処理作動を行うようにしてもよい。

【００６２】ところで、本実施例の装置においては、例
えば、本実施例の装置の初期設定等の際に、前記レーダ
処理作動を行う際のビート信号の前記検出期間Ｔ_W の設
定が行われ、この設定は、基本的には送受波信号のリニ
アリティが良好であり、また、他のＦＭ−ＣＷレーダ装
置の送波信号の干渉が生じないような状況下で次のよう
に行われる。すなわち、図５及び図９を参照して、ま
ず、前述のレーダ処理作動及び評価処理作動と同様に、
周波数変調された電磁波の送受波を行うことにより、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
生成し、そのビート信号のデータを前記メモリ１０に記
憶保持する（図５のＳＴＥＰ１）。この場合、ビート信
号のデータをメモリ１０に記憶保持する検出期間は、あ
らかじめ任意に初期設定しておき、例えば、図９の上側
に示すように、送波信号の周波数が増加する全期間を含
む期間Ｔ_W0に設定しておく。

【００６３】次いで、前述の評価処理作動の場合と同様
に、前記評価用信号処理部１５の周波数分析手段１６に
より、上記検出期間Ｔ_W0を複数（例えば１２個）の小期
間Ｔ _S1〜Ｔ_S12 に分割し（図５のＳＴＥＰ２）、その各
小期間Ｔ_S1〜Ｔ_S12 におけるビート信号のデータを周波
数分析してスペクトル分布を求める（図５のＳＴＥＰ
３）。

【００６４】このとき、図９の上側に示すような受波信
号が得られると、各小期間Ｔ_S1〜Ｔ _S12 におけるにスペ
クトル分布は、同図下側に示すような分布となる。すな
わち、送受波信号の周波数が共に増加する小期間Ｔ_S3〜
Ｔ_S10 においては、各小期間Ｔ_S3〜Ｔ_S10 のスペクトル
分布は、いずれも、対象物の相対距離に対応する周波数
ｆ_P においてピークをもつような急峻な分布となるが、
それ以外の小期間Ｔ_S3〜Ｔ_S10 においては多数の周波数
成分が混在するために広がりをもった分布となる。例え
ば、小期間Ｔ_S1においては、受波信号が得られないため
に、同図のような広がりをもった分布となり、また、例
えば小期間Ｔ_S12 においては、受波信号の周波数は増加
しているものの、送波信号の周波数が減少しているた
め、同図のような広がりをもった分布となる。

【００６５】次いで、評価用信号処理部１５は、前述の
評価処理作動の場合と同様に、前記良否判断手段１７に
より、各小期間Ｔ_S3〜Ｔ_S10 のスペクトル分布の特性を
示すパラメータとして、各スペクトル分布のピーク周波
数ｆ_P とＱ値とを求め（図５のＳＴＥＰ４）、それらの
ピーク周波数ｆ_P 及びＱ値を相互に比較する（図５のＳ
ＴＥＰ５）。

【００６６】ここで、前記レーダ処理作動により、対象
物の相対距離を精度よく検出するためには、ビート信号
のスペクトル分布が、対象物の相対距離に対応する周波
数ｆ _P においてピークをもつような急峻な分布となる期
間、換言すれば、ビート信号が周波数ｆ_P 成分のみを有
するような期間を検出期間Ｔ_W として設定することが好
ましい。そこで、評価用信号処理部１５の前記検出タイ
ミング指示手段１２（図１参照）は、上記の比較（図５
のＳＴＥＰ５）に基づいて、各小期間Ｔ_S1〜Ｔ _S12 のう
ち、スペクトルレベルの前記ピーク周波数ｆ_P 及びＱ値
がそれぞれ相互に略一致する連続した小期間を合成して
なる期間を前記検出期間Ｔ_W として、これをメモリ１０
に対して前記タイミング信号生成回路１２を介して設定
する（図５のＳＴＥＰ６）。具体的には、図９の場合に
おいては、受波信号の送波信号に対する遅れ時間が対象
物の相対距離により変化することを考慮して、例えば検
出期間Ｔ_W として、連続した小期間Ｔ_S4〜Ｔ_S10 を合成
してなる期間を設定する。

【００６７】そして、以後の前記レーダ処理作動や評価
処理作動においては、上記のように設定された検出期間
Ｔ_W を用いてビート信号データの処理が行われる。

【００６８】このように本実施例の装置においては、ビ
ート信号の小期間Ｔ_S4〜Ｔ_S10 におけるスペクトル分布
の特性を相互に比較することで、レーダ処理作動に際し
てビート信号の周波数を検出すべき検出期間Ｔ_W を適切
に設定することができる。

【００６９】尚、本実施例においては、検出期間Ｔ_W の
設定を本実施例の装置の初期設定時に行うようにした
が、送受波信号のリニアリティが良好で、且つ他のＦＭ
−ＣＷレーダ装置の送波信号の干渉が無いような状況下
であれば、レーダ処理作動を繰り返し行う途中で検出期
間Ｔ_W を設定するようにすることも可能である。

【００７０】

【発明の効果】上記の説明から明らかなように、本発明
によれば、対象物の相対距離を検出するためにビート信
号の周波数の検出を行う所定の期間を複数の小期間に分
割して、各小期間におけるビート信号のスペクトル分布
を求め、それらのスペクトル分布の特性を相互に比較す
ることによって、それらのスペクトル分布の特性が相互
に略一致するか否かにより、送受波信号のリニアリティ
の良否や、他のＦＭ−ＣＷレーダ装置の送波信号の干渉
の有無等、対象物の検出状態の良否を容易に評価するこ
とができる。

【００７１】そして、検出状態が不良であると判断され
たとき、周波数を変調した電磁波の送波開始タイミング
を変更することにより、検出状態の不良の原因が他のＦ
Ｍ−ＣＷレーダ装置の送波信号の干渉である場合に、そ
のような干渉による検出状態の不良を解消することがで
きる。

【００７２】また、前記各小期間における各スペクトル
分布の比較すべき特性を各スペクトル分布のピーク周波
数及びＱ値としたときには、その比較を容易且つ的確に
行うことができる。

【００７３】また、検出状態の良否の評価処理を繰り返
す過程で、検出状態が不良であるとの評価が２回連続し
たとき、前回の評価処理で得られた前記各小期間におけ
るスペクトル分布のピーク周波数と、今回の評価処理で
得られた各小期間におけるスペクトル分布のピーク周波
数とを相互に比較することにより、検出状態の不良の原
因が、リニアリティの不良であるか、他のＦＭ−ＣＷレ
ーダ装置の送波信号の干渉であるかを特定することが可
能となり、その原因に応じた適切な対応をとることがで
きる。

【００７４】また、前記各小期間におけるスペクトル分
布の特性を相互に比較し、該スペクトル分布の特性が相
互に略一致する連続した複数の小期間を合成してなる期
間を、対象物の相対距離を検出するためにビート信号の
周波数を検出する所定の期間として設定する場合には、
送受波信号のリニアリティが良好で、他のＦＭ−ＣＷレ
ーダ装置の送波信号の干渉がないような状況下におい
て、上記のように設定された期間内でビート信号の周波
数を検出することにより、対象物の相対距離を精度よく
検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の検出状態評価装置を含むＦＭ−ＣＷレ
ーダ装置のシステム構成図。

【図２】図１のレーダ装置による電磁波の送受波信号を
示す説明図。

【図３】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。

【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。

【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。

【図６】図１のレーダ装置の作動を説明するための説明
図。

【図７】図１のレーダ装置の作動を説明するための説明
図。

【図８】図１のレーダ装置の作動を説明するための説明
図。

【図９】図１のレーダ装置の作動を説明するための説明
図。

【図１０】図１のレーダ装置の作動を説明するための説
明図。

【図１１】従来技術を説明するための説明図。

【図１２】従来技術を説明するための説明図。

【図１３】従来技術を説明するための説明図。

【符号の説明】

１６…周波数分析手段、１７…良否判断手段、２２…送
波タイミング変更手段、２３…検出期間設定手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 一瀬 勝樹 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】周波数を時間的に直線的に変調せしめた電
   磁波を対象物に向かって送波する手段と、該電磁波の反
   射波を受波する手段と、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することにより前記対象物の
   相対距離に応じた周波数を有するビート信号を生成する
   手段と、該ビート信号の所定の期間における周波数を前
   記対象物の相対距離に対応する周波数として検出し、そ
   の検出された周波数から前記対象物の相対距離を検出す
   る手段とを備えたレーダ装置において、その相対距離の
   検出状態の良否を評価する装置であって、前記ビート信
   号の周波数を検出する前記所定の期間を複数の小期間に
   分割し、各小期間における該ビート信号の周波数のスペ
   クトル分布を求める周波数分析手段と、前記各小期間に
   おける前記ビート信号のスペクトル分布のあらかじめ定
   められた特性を相互に比較し、該特性が互いに略一致す
   るとき前記相対距離の検出状態を良好と判断すると共に
   該特性が互いに略一致しないとき前記相対距離の検出状
   態を不良と判断する良否判断手段とから成ることを特徴
   とするＦＭ−ＣＷレーダ装置における検出状態評価装
   置。
2. 【請求項２】前記レーダ装置は、前記電磁波の送波を繰
   り返すレーダ装置であって、前記良否判断手段により前
   記相対距離の検出状態が不良であると判断されたとき、
   該電磁波の送波タイミングを変更する送波タイミング変
   更手段を備えたことを特徴とする請求項１記載のＦＭ−
   ＣＷレーダ装置における検出状態評価装置。
3. 【請求項３】前記良否判断手段により比較する前記各小
   期間におけるビート信号のスペクトル分布の特性は、各
   スペクトル分布におけるスペクトルレベルが極大値とな
   るピーク周波数と、該ピーク周波数の位置における各ス
   ペクトル分布のＱ値であることを特徴とする請求項１記
   載のＦＭ−ＣＷレーダ装置における検出状態評価装置。
4. 【請求項４】前記周波数分析手段及び良否判断手段は、
   前記の評価処理を周期的に繰り返す手段であって、該良
   否判断手段は、前記各小期間のビート信号のスペクトル
   分布におけるスペクトルレベルが極大値となるピーク周
   波数を検出する手段と、今回の評価処理と前回の評価処
   理とで前記相対距離の検出状態を不良であると判断した
   とき、前回の評価処理と今回の評価処理とで検出された
   前記ピーク周波数を相互に比較する手段と、その比較結
   果により前記相対距離の検出状態を不良であると判断さ
   れた原因を特定する手段とを具備することを特徴とする
   請求項１記載のＦＭ−ＣＷレーダ装置の検出状態評価装
   置。
5. 【請求項５】前記良否判断手段による前記各小期間のビ
   ート信号のスペクトル分布の比較結果に基づいて、前記
   対象物の相対距離の検出の際に前記ビート信号の周波数
   を検出する前記所定の期間を設定する検出期間設定手段
   を備え、該検出期間設定手段は、前記各小期間のうち、
   ビート信号のスペクトル分布の特性が相互に略一致する
   連続した複数の小期間を合成してなる期間を前記所定の
   期間として設定することを特徴とする請求項１記載のＦ
   Ｍ−ＣＷレーダ装置の検出状態評価装置。