JPH07151852A - Fm-cw radar equipment - Google Patents

Fm-cw radar equipment

Info

Publication number
JPH07151852A
JPH07151852A JP5301993A JP30199393A JPH07151852A JP H07151852 A JPH07151852 A JP H07151852A JP 5301993 A JP5301993 A JP 5301993A JP 30199393 A JP30199393 A JP 30199393A JP H07151852 A JPH07151852 A JP H07151852A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
frequency
level
beat signal
noise component
data
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP5301993A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2793487B2 (en
Inventor
Atsushi Ashihara
淳 芦原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Priority to JP5301993A priority Critical patent/JP2793487B2/en
Publication of JPH07151852A publication Critical patent/JPH07151852A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2793487B2 publication Critical patent/JP2793487B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To detect data on a steady noise component while detecting an object and also to remove the noise component from data on a beat signal generated for detection of the object. CONSTITUTION:A memory 11 which stores and holds spectral distribution data having a spectral level being equal approximately to a preestimated level of a steady noise component or higher than this level, as initial data, a means 15 which compares spectral distribution data on a beat signal obtained at the time of transmission and reception of an electromagnetic wave with the data of the memory 11 at each unit frequency interval and updates the data of the memory 11, using the lower spectral level as the spectral level of the steady noise component at the frequency, and a means 16 which removes the noise component by deducting the updated noise data from the spectral distribution data on the beat signal, are provided. The relative distance D to an object A is determined on the basis of the spectral distribution data on the beat signal wherefrom the noise component is removed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、FM−CWレーダ装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an FM-CW radar device.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、例えば自動車においては、自己の
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等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。
2. Description of the Related Art In recent years, for example, in an automobile, the relative distance of an object such as another vehicle existing in front of or behind the own vehicle with respect to the own vehicle is detected using a radar device mounted on the own vehicle. In accordance with this, there has been developed a device that maintains the inter-vehicle distance, controls automatic traveling such as braking, and performs various alarms.In this type of radar device, detection of an object at a relatively short distance is performed. An FM-CW radar device is generally used because it is possible and the system configuration is relatively simple.

【0003】このFM−CWレーダ装置による対象物の
相対距離等の検出は、例えば以下に説明するように行わ
れる。
The detection of the relative distance of an object by the FM-CW radar device is performed as described below, for example.

【0004】すなわち、例えば図2に示すように、周波
数fX とfY の間で周波数を三角波状に時間的に変調さ
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、送受波信号
の両者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fB 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fB 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。
That is, for example, as shown in FIG. 2, a signal obtained by temporally modulating the frequency in a triangular wave form between frequencies f X and f Y is used as a transmission signal and has the same frequency as the transmission signal. While transmitting electromagnetic waves toward the object,
The reflected wave reflected by the object is received. This time,
The received signal of the reflected wave is frequency-modulated into a triangular wave like the transmitted signal, but the time τ required to reciprocate between the antenna transmitting and receiving the electromagnetic wave and the object is τ.
Of the transmitted and received signals. Therefore, comparing both of the transmitted and received signals on the same time axis,
A frequency difference f B proportional to the delay time τ is generated. In this case, since the delay time τ is proportional to the relative distance of the target object, the frequency difference f B is also proportional to the relative distance of the target object, and when the relative distance of the target object is D, the following equation (1) is established. .

【0005】D=k・fB ……(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。
D = k · f B (1) In the equation (1), k is the propagation velocity (light velocity) of the electromagnetic wave,
It is a constant determined by the temporal change rate of the frequency of the transmitted / received signal.

【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fB 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fB を検
出する。ここで、ビート信号の周波数fB の検出は、例
えば送受波信号の両者の周波数が共に増加する期間(図
2中、参照符号TW 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、生成されたビート信号をF
FT(高速フーリエ変換手法)等の演算処理手法や複数
のバンドパスフィルタを用いて周波数分析し、これによ
り得られるビート信号の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を検出することにより
行われる。そして、このように検出されたビート信号の
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に示したように周期的に繰り返
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。
Based on such a basic principle, the FM-C
The W radar device mixes the transmitted signal and the received signal.
Therefore, the frequency difference f of both signalsBHave a frequency of
A beat signal is generated and the frequency f of the beat signal is generated.BInspect
Put out. Here, the frequency f of the beat signalBDetection of an example
For example, the period during which both frequencies of the transmitted / received signal increase (Fig.
Reference numeral T in 2WAnd the frequency of both
In the period in which both decrease, the generated beat signal is F
Arithmetic processing methods such as FT (Fast Fourier Transform) and multiple methods
Frequency analysis using the bandpass filter of
Spectral distribution of the obtained beat signal spectral distribution
By detecting the frequency at which the bell reaches the maximum value
Done. And of the beat signal detected in this way
Frequency f BFrom the relative distance D of the object according to the equation (1)
Ask for. The FM-CW radar device uses the electromagnetic waves described above.
Wave transmission / reception is repeated periodically as shown in Fig. 2, for example.
While detecting the relative distance D by transmitting and receiving each electromagnetic wave
The relative distance D of the object is detected momentarily.

【0007】尚、対象物の相対距離Dを時間的に微分し
たものが対象物の相対速度であるので、上記のように電
磁波の送受波毎に検出される相対距離Dの時間的変化率
を求めれば、対象物の相対速度を検出することができ
る。
Since the relative velocity of the target object is obtained by temporally differentiating the relative distance D of the target object, the rate of temporal change of the relative distance D detected for each transmission and reception of the electromagnetic wave is calculated as described above. If found, the relative speed of the object can be detected.

【0008】ところで、この種のFM−CWレーダ装置
においては、一般に、送波される電磁波の回り込み(ア
ンテナから送波された電磁波が直接的に該アンテナによ
る受波されてしまう現象)や、ビート信号を増幅するた
めのアンプの周波数特性等に起因して、前記ビート信号
には、対象物の相対距離に対応する周波数成分の他、定
常的なノイズ成分(周波数やレベルの時間的変動が小さ
いノイズ成分)が含まれる。例えば、送波される電磁波
の回り込みによるノイズ成分は、ビート信号のスペクト
ル分布の低周波領域に定常的に現れる。また、ビート信
号を増幅するためのアンプは、検出可能な相対距離を延
ばすために、高周波領域におけるゲインを大きくする場
合が多々あり、このようなアンプを使用した場合には、
ビート信号のスペクトル分布の低周波領域に定常的なノ
イズ成分が現れる。また、送波信号の発振器等の回路特
性に起因して、所定の周波数に定常的なノイズ成分が現
れる場合もある。
By the way, in this type of FM-CW radar device, generally, the electromagnetic wave transmitted is sneak (a phenomenon in which the electromagnetic wave transmitted from the antenna is directly received by the antenna) and the beat. Due to the frequency characteristics of the amplifier for amplifying the signal, the beat signal includes a frequency component corresponding to the relative distance of the object as well as a stationary noise component (the temporal variation of frequency and level is small. Noise component) is included. For example, the noise component due to the wraparound of the transmitted electromagnetic wave constantly appears in the low frequency region of the spectral distribution of the beat signal. In addition, an amplifier for amplifying a beat signal often has a large gain in a high frequency region in order to extend a detectable relative distance. When such an amplifier is used,
A stationary noise component appears in the low frequency region of the spectral distribution of the beat signal. In addition, a stationary noise component may appear at a predetermined frequency due to the circuit characteristics of the transmitted signal such as the oscillator.

【0009】このような定常的なノイズ成分がビート信
号に重畳することは不可避的なことであるが、このよう
なノイズ成分が重畳したまま、ビート信号のスペクトル
分布から対象物の相対距離に対応する周波数を検出する
と、誤検出を生じやすい。
It is unavoidable that such a stationary noise component is superimposed on the beat signal, but the spectral distribution of the beat signal corresponds to the relative distance of the object while the noise component is superimposed. When the frequency to be detected is detected, false detection is likely to occur.

【0010】このため、ビート信号から何等かの手法に
より定常的なノイズ成分を除去することが好ましく、こ
のような手法としては、例えば次のような手法が考えら
れる。
For this reason, it is preferable to remove the stationary noise component from the beat signal by some method. As such a method, for example, the following method can be considered.

【0011】すなわち、対象物の存在しない方向に電磁
波を送波しつつ前記ビート信号を生成する。この時、対
象物からの反射波は受波されないため、生成されたビー
ト信号は定常的なノイズ成分によるものであり、これを
周波数分析することにより定常的なノイズ成分のスペク
トル分布が得られる。そして、対象物の検出を行うに際
しては、前述のように電磁波を送受波して得られるビー
ト信号のスペクトル分布の各周波数におけるスペクトル
レベルから定常的なノイズ成分のスペクトルレベルを引
き去り、これによりビート信号のスペクトル分布から定
常的なノイズ成分を除去する。そして、このようにノイ
ズ成分を除去したビート信号のスペクトル分布から対象
物の相対距離に対応する周波数を検出する。
That is, the beat signal is generated while transmitting an electromagnetic wave in the direction in which the object does not exist. At this time, since the reflected wave from the object is not received, the generated beat signal is due to a stationary noise component, and by performing frequency analysis on this, the spectral distribution of the stationary noise component can be obtained. Then, when detecting the object, as described above, the spectrum level of the stationary noise component is subtracted from the spectrum level at each frequency of the spectrum distribution of the beat signal obtained by transmitting and receiving electromagnetic waves, and thereby the beat signal The stationary noise component is removed from the spectral distribution of. Then, the frequency corresponding to the relative distance of the object is detected from the spectral distribution of the beat signal from which the noise component has been removed in this way.

【0012】しかしながら、かかる手法にあっては、定
常的なノイズ成分のスペクトル分布を得るまでの間は、
対象物の検出を行うことができず、また、該ノイズ成分
のスペクトル分布を得るために、わざわざ対象物の存在
しない方向に電磁波を送波しなければならないという不
都合がある。特に、装置の起動直後にあっては、一般に
電磁波の送波信号や、生成されるビート信号が不安定な
ものとなって、定常的なノイズ成分のスペクトル分布を
確定するまでに時間がかかって、対象物の検出を行うこ
とができない時間が長くなってしまう。また、定常的な
ノイズ成分の周波数やレベルは温度変化等により多少変
動することがあり、このため、随時、上記のような処理
を行わなければならず、対象物の検出を行うことができ
ない状態が多くなるという不都合がある。
However, in such a method, until the spectral distribution of the stationary noise component is obtained,
There is an inconvenience that the object cannot be detected and the electromagnetic wave must be transmitted in the direction in which the object does not exist in order to obtain the spectral distribution of the noise component. In particular, immediately after the device is activated, the transmission signal of the electromagnetic wave and the generated beat signal generally become unstable, and it takes time to determine the spectral distribution of the steady noise component. However, the time when the object cannot be detected becomes long. In addition, the frequency and level of steady noise components may fluctuate somewhat due to temperature changes, etc. Therefore, the above processing must be performed at any time, and it is impossible to detect the target object. There is a disadvantage that the number increases.

【0013】[0013]

【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、対象物の検出を行いつつ、定常的なノイズ成分の
データを検出すると共に該ノイズ成分を対象物の検出の
ために生成されるビート信号のデータから除去すること
ができるFM−CWレーダ装置を提供することを目的と
する。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the background described above, the present invention detects a target object, detects stationary noise component data, and generates the noise component for detecting the target object. An object of the present invention is to provide an FM-CW radar device that can be removed from the data of beat signals.

【0014】[0014]

【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、周波数を時間的に変調せしめた電磁波を
繰り返し送波する手段と、該電磁波の送波時にその送波
方向に存在する対象物から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
合することにより該対象物の現在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手段と、該ビート
信号から定常的なノイズ成分を除去する手段とを具備
し、該ノイズ成分を除去したビート信号の周波数から前
記対象物の現在の相対距離を検出するFM−CWレーダ
装置において、前記定常的なノイズ成分の予測されるレ
ベルと略等しいか又はそれ以上スペクトルレベルを有す
るスペクトル分布を初期データとして単位周波数間隔毎
に記憶保持した記憶手段と、前記電磁波の送波時に生成
された前記ビート信号を周波数分析することにより該ビ
ート信号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、前記記憶手段に記憶保持された前記定
常的なノイズ成分のスペクトル分布の各周波数における
スペクトルレベルを前記周波数分析手段により得られた
前記ビート信号のスペクトル分布のスペクトルレベルと
比較し、各周波数における両スペクトルレベルのうち、
小さい方のスペクトルレベルを該周波数における定常的
なノイズ成分のスペクトルレベルとして前記記憶手段の
データを更新するノイズデータ更新手段と、該ノイズデ
ータ更新手段により更新された前記定常的なノイズ成分
のスペクトル分布の各周波数におけるスペクトルレベル
を前記周波数分析手段により得られた前記ビート信号の
スペクトル分布の各周波数におけるスペクトルレベルか
ら引き去ることにより前記ノイズ成分を除去したビート
信号のスペクトル分布を得るノイズ除去手段と、該ノイ
ズ除去手段により得られたビート信号のスペクトル分布
を基に前記対象物の相対距離に対応する周波数を検出す
る対象物周波数検出手段とを備え、該対象物周波数検出
手段により検出された周波数から前記対象物の相対距離
を検出することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention includes means for repeatedly transmitting an electromagnetic wave whose frequency is temporally modulated, and means for transmitting the electromagnetic wave in the transmitting direction thereof. Means for receiving the reflected wave from the object,
Means for generating a beat signal having a frequency corresponding to the current 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; In the FM-CW radar device for detecting the current relative distance of the object from the frequency of the beat signal from which the noise component has been removed. By a frequency analysis of the beat signal generated at the time of transmission of the electromagnetic wave, and a storage means for storing and holding a spectral distribution having a spectral level substantially equal to or higher than the level as the initial data at each unit frequency interval. Frequency analysis means for obtaining a spectral distribution for each unit frequency interval of the beat signal, and the stationary noise component stored and held in the storage means. The spectrum level in each frequency spectrum distribution as compared with the spectrum level of the spectral distribution of the beat signal obtained by the frequency analyzing means, out of the two spectra level at each frequency,
Noise data updating means for updating the data in the storage means with the smaller spectral level as the spectral level of the stationary noise component at the frequency, and the spectral distribution of the stationary noise component updated by the noise data updating means. Noise removing means for obtaining the spectral distribution of the beat signal from which the noise component has been removed by subtracting the spectral level at each frequency from the spectral level at each frequency of the spectral distribution of the beat signal obtained by the frequency analyzing means, Object frequency detecting means for detecting the frequency corresponding to the relative distance of the object based on the spectral distribution of the beat signal obtained by the noise removing means, and from the frequency detected by the object frequency detecting means To detect the relative distance of the object And butterflies.

【0015】さらに、前記周波数分析手段により得られ
た前記ビート信号のスペクトル分布の各周波数における
スペクトルレベルを0レベルと比較し、該スペクトルレ
ベルが0レベルとなる周波数の個数をカウントするカウ
ント手段を備え、前記ノイズデータ更新手段は、該カウ
ント手段によりカウントされた個数が所定数以上である
とき、前記記憶手段のデータの更新を行わないことを特
徴とする。
Further, there is provided counting means for comparing the spectrum level at each frequency of the spectrum distribution of the beat signal obtained by the frequency analysis means with 0 level and counting the number of frequencies at which the spectrum level becomes 0 level. The noise data updating means does not update the data in the storage means when the number counted by the counting means is a predetermined number or more.

【0016】[0016]

【作用】本発明によれば、前記対象物への電磁波の送受
波により生成されるビート信号には、該対象物の相対距
離に対応する周波数成分と共に定常的なノイズ成分が含
まれ、対象物に対応する周波数成分は一般に該対象物の
移動等に伴ってその周波数やレベルが変化するものの、
定常的なノイズ成分はその周波数やレベルがあまり変化
しない。このため、前記定常的なノイズ成分の実際のレ
ベルと略等しいか又はそれ以上スペクトルレベルを有す
るスペクトル分布を初期データとして前記記憶手段に記
憶保持させ、電磁波の送受波を行う毎に、前記周波数分
析手段により得られるビート信号のスペクトル分布の各
周波数におけるスペクトルレベルを記憶手段に今現在記
憶保持されているノイズ成分のスペクトル分布のスペク
トルレベルと比較し、各周波数における両スペクトルレ
ベルのうち、小さい方のスペクトルレベルを該周波数に
おける定常的なノイズ成分のスペクトルレベルとして前
記記憶手段のデータを更新していくと、定常的なノイズ
成分の周波数においては、実際の定常的なノイズ成分の
スペクトルレベルが記憶手段に記憶保持されることとな
り、他の周波数においては、一時的に対象物の相対距離
に対応する周波数成分のスペクトルレベルが残ることは
あるものの、やがては略0レベルとなり、これにより、
最終的に前記記憶手段には定常的なノイズ成分のスペク
トル分布を示すデータが記憶保持されることとなる。そ
して、このような更新により得られた記憶手段の定常的
なノイズ成分のスペクトル分布の各周波数におけるスペ
クトルレベルを、対象物への電磁波の送受波により得ら
れるビート信号のスペクトル分布のスペクトルレベルか
ら引き去ることにより、該ビート信号のスペクトル分布
から定常的なノイズ成分のスペクトルが除去され、さら
にそのノイズ成分を除去したビート信号のスペクトル分
布を基に対象物の相対距離に対応する周波数を検出する
ことで、該周波数から対象物の相対距離を求めることが
できる。
According to the present invention, the beat signal generated by transmitting / receiving the electromagnetic wave to / from the object includes a frequency component corresponding to the relative distance of the object and a stationary noise component. Although the frequency component corresponding to the frequency and level generally change with the movement of the object,
The frequency and level of stationary noise components do not change much. Therefore, a spectrum distribution having a spectrum level substantially equal to or higher than the actual level of the stationary noise component is stored and held in the storage means as initial data, and the frequency analysis is performed every time the electromagnetic waves are transmitted and received. The spectrum level at each frequency of the spectrum distribution of the beat signal obtained by the means is compared with the spectrum level of the spectrum of the noise component currently stored and stored in the storage means, and the smaller of the two spectrum levels at each frequency is determined. When the data in the storage means is updated with the spectrum level as the spectrum level of the stationary noise component at the frequency, the actual spectrum level of the stationary noise component at the frequency of the stationary noise component is stored in the storage means. Will be stored and stored at, and at other frequencies Although temporarily there is the spectral level of the frequency components corresponding to the relative distance of the object remains, eventually becomes substantially 0 level, thereby,
Finally, the storage means stores and holds the data showing the spectral distribution of the stationary noise component. Then, the spectrum level at each frequency of the spectrum distribution of the stationary noise component of the storage means obtained by such updating is subtracted from the spectrum level of the spectrum of the beat signal obtained by transmitting and receiving electromagnetic waves to and from the object. By removing, the spectrum of the stationary noise component is removed from the spectral distribution of the beat signal, and the frequency corresponding to the relative distance of the object is detected based on the spectral distribution of the beat signal from which the noise component has been removed. Then, the relative distance of the object can be obtained from the frequency.

【0017】尚、前記カウント手段を備えるときには、
前記周波数分析手段により得られた前記ビート信号のス
ペクトル分布において、周波数分析手段の異常等によ
り、スペクトルレベルが0レベルとなる周波数の個数が
所定数以上となると、前記記憶手段の定常的なノイズ成
分のスペクトル分布のデータの更新は行われない。これ
は、このような状態で記憶手段のデータを更新すると、
定常的なノイズ成分のスペクトル分布のデータが消去さ
れてしまう虞れがあるからである。
When the counting means is provided,
In the spectral distribution of the beat signal obtained by the frequency analysis means, when the number of frequencies at which the spectrum level becomes 0 level becomes a predetermined number or more due to an abnormality of the frequency analysis means, a stationary noise component of the storage means is generated. The data of the spectral distribution of is not updated. This is because when the data in the storage means is updated in such a state,
This is because the data of the spectral distribution of the stationary noise component may be erased.

【0018】[0018]

【実施例】本発明の一例を図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のレーダ装置の作動を説明するた
めの説明図、図3及び図4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5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。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An example of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is a system configuration diagram of an FM-CW radar device of this embodiment, FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining the operation of the radar device of FIG. 1, and FIGS. 3 and 4 are diagrams for explaining the operation of the radar device of FIG. FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the operation of the radar device of FIG. 1.

【0019】図1を参照して、本実施例の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6を介して付与される送波信
号に応じて該送波信号を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(以下、ビート信号メモリという)、11
はビート信号に含まれる定常的なノイズ成分のスペクト
ル分布データを記憶保持するメモリ(記憶手段、以下ノ
イズメモリという)、12はビート信号メモリ10に記
憶保持されたビート信号のデータとノイズメモリ11に
記憶保持された定常的なノイズ成分のスペクトル分布デ
ータとから定常的なノイズ成分を検出しつつ対象物の相
対距離を検出する信号処理装置、13はA/D変換器9
によりA/D変換されたビート信号のビート信号メモリ
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である。尚、
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。また、ノイズメモリ11は、RAM等によ
り構成された二つの記憶部11a,11bを備えてい
る。
Referring to FIG. 1, the FM-CW radar device of the present embodiment is mounted on, for example, an automobile, 1 is an oscillator for generating a transmission signal of an electromagnetic wave, and 2 is a transmitter for generating by the oscillator 1. A modulation control circuit 3 that temporally modulates and controls the frequency of the wave signal is identical to the wave transmission signal in accordance with the wave transmission signal applied from the oscillator 1 through the isolator 4, the directional coupler 5 and the circulator 6. It transmits electromagnetic waves of frequency,
An antenna for receiving the reflected wave of the transmitted electromagnetic wave, 7 is a part of the transmitted signal distributed / input through the directional coupler 5 and the received signal input from the antenna 3 through the circulator 6. And 8 are mixers for generating beat signals having a frequency corresponding to the temporal frequency difference between the two signals, 8 is an amplifier for amplifying the beat signals generated by the mixer 7, and 9 is a beat signal amplified by the amplifier 8. A / D converter for A / D converting 10 is an A / D converter 9
A memory (hereinafter, referred to as a beat signal memory) that stores and holds the beat signal A / D converted by the time series,
Is a memory (storage means, hereinafter referred to as noise memory) for storing and holding the spectral distribution data of stationary noise components included in the beat signal, and 12 is data for the beat signal stored and held in the beat signal memory 10 and the noise memory 11. A signal processing device for detecting the relative distance of the object while detecting the stationary noise component from the stored and held spectral distribution data of the stationary noise component, 13 is an A / D converter 9
The memory 10 and the modulation control circuit 2 respectively provide a timing signal that defines the timing of storing and holding the beat signal A / D converted by the It is a timing signal generation circuit to be given to. still,
The antenna 3 has directivity and transmits an electromagnetic wave toward an object A such as another vehicle in front of the own vehicle. Further, the noise memory 11 includes two storage units 11a and 11b configured by RAM and the like.

【0020】信号処理装置12は、マイクロコンピュー
タやRAM、ROM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1
4、ノイズデータ更新手段15、ノイズ除去手段16、
対象物周波数検出手段17、距離検出手段18及びカウ
ント手段19を備えている。
The signal processing device 12 is composed of an electronic circuit including a microcomputer, a RAM, a ROM and the like, and the frequency analysis means 1 has a functional structure.
4, noise data updating means 15, noise removing means 16,
The object frequency detection means 17, the distance detection means 18, and the counting means 19 are provided.

【0021】次に、本実施例のFM−CW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 FM-CW radar device of this embodiment will be described together with a detailed description of each part thereof.

【0022】本実施例のFM−CWレーダ装置は、図示
しない電源を投入することにより作動を開始し、まず、
発振器1により電磁波の送波信号が生成される。このと
き、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
三角波状に変調され、その変調制御が、タイミング信号
生成回路13から出力されるタイミング信号に従って、
周期的に繰り返される。そして、このように周波数を変
調された送波信号が、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。
The FM-CW radar system of this embodiment starts its operation by turning on a power source (not shown).
The oscillator 1 generates an electromagnetic wave transmission signal. At this time, the frequency of the transmission signal generated by the oscillator 1 is modulated by the modulation control circuit 2 into a triangular wave as shown by the solid line in FIG. 2, and the modulation control is output from the timing signal generation circuit 13. According to the timing signal
It is repeated periodically. Then, the transmission signal whose frequency is thus modulated is used as the isolator 4 and the directional coupler 5.
And applied to the antenna 3 via the circulator 6,
As a result, an electromagnetic wave having the same frequency as the transmitted signal and frequency-modulated into a triangular wave is periodically transmitted from the antenna 3 toward the object A existing in front of the vehicle.

【0023】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6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が生成される。
At the time of transmitting such an electromagnetic wave, the reflected wave from the object A is received by the antenna 3, and the received signal is input to the mixer 7 via the circulator 6. At this time, a part of the transmission signal output from the oscillator 1 is distributed and input to the mixer 7 through the directional coupler 6, and the mixer 7 mixes the transmission signal and the reception signal. To do. As a result, as described above, basically, a beat signal having a frequency corresponding to the relative distance D of the object A to the own vehicle is generated.

【0024】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に増幅される。こ
の場合、アンプ8は、ビート信号の高周波域においてゲ
インが増加するような周波数特性を有するものであり、
このような周波数特性をもたせることで、対象物Aが比
較的遠方に存在しても、その相対距離Dを検出するため
に必要な振幅レベルのビート信号を得ることができるよ
うにしている。
The beat signal generated by the mixer 7 is amplified by the amplifier 8 to a required amplitude level. In this case, the amplifier 8 has a frequency characteristic such that the gain increases in the high frequency range of the beat signal,
By providing such a frequency characteristic, it is possible to obtain a beat signal having an amplitude level necessary for detecting the relative distance D even when the object A is present at a relatively long distance.

【0025】アンプ8により増幅されたビート信号は、
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、そのデジタル化されたビート信号の振幅
データがビート信号メモリ10に時系列的に記憶保持さ
れる。この場合、ビート信号メモリ10は、タイミング
信号生成回路13から出力されるタイミング信号に従っ
て、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、その送受波時の所定の期間内においてビート信
号の振幅データを記憶保持する。本実施例においては、
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TW においてビート信号の振幅データ
をビート信号メモリ10に記憶保持する。
The beat signal amplified by the amplifier 8 is
A / D converter 9 sets A at a predetermined sampling time.
The amplitude data of the beat signal which has been D / D converted and digitized is stored and held in the beat signal memory 10 in time series. In this case, the beat signal memory 10 receives the beat signal within a predetermined period at the time of transmission / reception, every time the transmission / reception of the electromagnetic wave frequency-modulated in the triangular wave is performed according to the timing signal output from the timing signal generation circuit 13. The amplitude data of is stored and held. In this embodiment,
For example, as shown in FIG. 2, the amplitude data of the beat signal is stored and held in the beat signal memory 10 during the period T W in which both frequencies of the transmitted / received signal increase.

【0026】このようにビート信号メモリ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12
により、以下に説明するように対象物Aの相対距離Dの
検出処理等が行われる。
Based on the beat signal data stored and held in the beat signal memory 10 in this way, the signal processing device 12
Thus, the detection process of the relative distance D of the object A and the like are performed as described below.

【0027】すなわち、図3のフローチャートを参照し
て、まず、信号処理装置12の周波数分析手段14によ
り、ビート信号メモリ10に記憶保持されたビート信号
のデータが周波数分析され、そのスペクトル分布が求め
られる(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。このような周波数分析
により、例えば図5(a1 )に示すように、単位周波数
間隔Δf毎のスペクトル分布が得られる。この場合、同
図において、低周波側から高周波側にかけて、例えばス
ペクトルS1 〜S4 が順次間隔を存して現れるが、これ
らのスペクトルS1 〜S4 のうち、スペクトルS3 が対
象物Aからの反射波の受波信号に対応するものであり、
該スペクトルS3 は対象物Aの相対距離Dに対応する周
波数fP の位置でスペクトルレベルがピーク(極大値)
となるような形で現れる。また、最も低周波側のスペク
トルS1 は、アンテナ3から送波された電磁波が回り込
みによりそのまま該アンテナ3により受波されることに
起因して現れる定常的なノイズ成分を示すものである。
また、スペクトルS2 は、前記発振器1や変調制御回路
2等の回路特性に起因して現れる定常的なノイズ成分を
示すものである。また、最も高周波側のスペクトルS4
は、前述したようなアンプ8のゲインの周波数特性(高
周波域でゲインが大きくなる特性)に起因して現れる定
常的なノイズ成分を示すものである。尚、前記単位周波
数間隔Δfは、本実施例の装置におけるビート信号の周
波数分解能に相当するものである。
That is, referring to the flowchart of FIG. 3, first, the frequency analysis means 14 of the signal processing device 12 frequency-analyzes the beat signal data stored and held in the beat signal memory 10 to obtain the spectrum distribution thereof. (STEP 1 in FIG. 3). This frequency analysis is performed using, for example, FFT (Fast Fourier Transform method) which is a calculation processing method of frequency analysis. By such frequency analysis, for example, as shown in FIG. 5 (a 1 ), a spectrum distribution for each unit frequency interval Δf can be obtained. In this case, in the figure, for example, the spectra S 1 to S 4 appear at intervals from the low frequency side to the high frequency side. Of these spectra S 1 to S 4 , the spectrum S 3 is the object A. It corresponds to the received signal of the reflected wave from
The spectrum S 3 has a peak spectrum level (maximum value) at a frequency f P corresponding to the relative distance D of the object A.
Appears in the form The spectrum S 1 on the lowest frequency side shows a steady noise component that appears due to the electromagnetic wave transmitted from the antenna 3 being received by the antenna 3 as it is due to wraparound.
The spectrum S 2 shows a stationary noise component that appears due to the circuit characteristics of the oscillator 1 and the modulation control circuit 2. In addition, the spectrum S 4 on the highest frequency side
Shows a stationary noise component that appears due to the frequency characteristics of the gain of the amplifier 8 (characteristic in which the gain increases in the high frequency range) as described above. The unit frequency interval Δf corresponds to the frequency resolution of the beat signal in the device of this embodiment.

【0028】次いで、ノイズメモリ11の記憶部11a
に現在記憶保持されている定常的なノイズ成分のスペク
トル分布データ(これについては後述する)が記憶部1
1bに書き込まれた後(図3のSTEP2)、信号処理
装置12のノイズ除去手段16により、ビート信号のス
ペクトル分布データから記憶部11bに記憶保持された
定常的なノイズ成分のスペクトル分布データが引き去ら
れ、これにより定常的なノイズ成分を除去したビート信
号のスペクトル分布が得られる(図3のSTEP3)。
この引き去り処理は、ビート信号のスペクトル分布デー
タの各周波数のスペクトルレベルから該周波数における
定常的なノイズ成分のスペクトルレベルを減じる(但
し、減じた結果が負の値となったときには“0”レベル
とする)ことにより行われる。
Next, the storage section 11a of the noise memory 11
The spectral distribution data of the stationary noise component currently stored and stored in the storage unit 1 (which will be described later) is stored in the storage unit 1.
After being written in 1b (STEP 2 in FIG. 3), the noise removal means 16 of the signal processing device 12 subtracts the spectral distribution data of the stationary noise component stored and held in the storage unit 11b from the spectral distribution data of the beat signal. Then, the spectral distribution of the beat signal from which the stationary noise component is removed is obtained (STEP 3 in FIG. 3).
This subtraction processing subtracts the spectrum level of the stationary noise component at each frequency from the spectrum level of each frequency of the spectrum distribution data of the beat signal (however, when the subtraction result becomes a negative value, it is regarded as "0" level). Be done).

【0029】ここで、本実施例の装置の起動時において
は、ノイズメモリ11の記憶部11aには、あらかじめ
例えば図5(b1 )に示すようなスペクトル分布データ
が初期データとして前記単位周波数間隔Δf毎に記憶保
持されている。該初期データのスペクトル分布は、その
スペクトルレベルが定常的なノイズ成分の予測されるレ
ベル以上となるように設定されている。そして、この初
期データが前記の引き去り処理を行う前に記憶部11b
に書き込まれる。
Here, when the apparatus of this embodiment is started, the spectrum distribution data as shown in FIG. 5 (b 1 ) is previously stored in the storage section 11a of the noise memory 11 as the initial data in the unit frequency interval. It is stored and held for each Δf. The spectrum distribution of the initial data is set so that the spectrum level becomes equal to or higher than the level at which a steady noise component is predicted. The initial data is stored in the storage unit 11b before the removal process is performed.
Written in.

【0030】このため、前記の引き去り処理を行うと、
図5(c1 )に示すように、ビート信号のスペクトル分
布データから定常的なノイズ成分は全て除去され、ま
た、定常的なノイズ成分のスペクトル分布の初期データ
のレベルを適切に設定しておくことで、対象物Aからの
反射波に対応するスペクトルS3 のピーク部分を残すこ
とができる。
Therefore, when the above-mentioned removal processing is performed,
As shown in FIG. 5 (c 1 ), all stationary noise components are removed from the beat signal spectral distribution data, and the level of initial data of the stationary noise component spectral distribution is set appropriately. Thus, the peak portion of the spectrum S 3 corresponding to the reflected wave from the object A can be left.

【0031】次いで、上記のように定常的なノイズ成分
を除去して得られたビート信号のスペクトル分布を基
に、信号処理装置12の対象物周波数検出手段17によ
り、対象物Aの相対距離Dに対応する対象物周波数fP
(図5(c1 )参照)が検出される(図3のSTEP
4)。この検出は、定常的なノイズ成分を除去して得ら
れたビート信号のスペクトル分布において、スペクトル
レベルが増加傾向から現象傾向に転じる周波数、すなわ
ち、スペクトルレベルが極大値となる周波数を検出する
ことにより行われる。
Next, based on the spectral distribution of the beat signal obtained by removing the stationary noise component as described above, the object frequency detecting means 17 of the signal processing device 12 causes the relative distance D of the object A to be detected. Object frequency f P corresponding to
(See FIG. 5 (c 1 )) is detected (STEP of FIG. 3)
4). This detection is performed by detecting the frequency at which the spectrum level changes from an increasing tendency to a phenomenon tendency, that is, a frequency at which the spectrum level has a maximum value, in the spectrum distribution of the beat signal obtained by removing the stationary noise component. Done.

【0032】そして、信号処理装置12はその距離検出
手段18により、上記のように検出された対象物周波数
p から前記式(1)に従って対象物Aの相対距離Dを
求め、これを図示しない自動走行制御装置や警報装置等
に出力する(図3のSTEP5)。
Then, the signal processing device 12 obtains the relative distance D of the object A by the distance detecting means 18 from the object frequency f p detected as described above according to the equation (1), and this is not shown. It is output to the automatic traveling control device, the alarm device, etc. (STEP 5 in FIG. 3).

【0033】一方、このように対象物Aの相対距離Dを
検出する処理と並行して、前述したようにノイズメモリ
11の記憶部11aのデータが記憶部11bに書き込ま
れた後、前記図3のSTEP1において得られたビート
信号のスペクトル分布データを用いて、信号処理装置1
2のノイズデータ更新手段15により、ノイズメモリ1
1の記憶部11aのデータが更新される(図3のSTE
P8)。尚、これに先立って、ビート信号のスペクトル
分布データにおいて、スペクトルレベルが0レベルとな
る周波数が所定数以上あるか否かの判定処理が行われる
のであるが(図3のSTEP6,7)、これについては
後述する。
On the other hand, in parallel with the processing for detecting the relative distance D of the object A as described above, after the data in the storage section 11a of the noise memory 11 is written in the storage section 11b as described above, the above-mentioned FIG. Using the spectral distribution data of the beat signal obtained in STEP 1 of
By the noise data updating means 15 of No. 2, the noise memory 1
The data of the storage unit 11a of No. 1 is updated (STE of FIG. 3).
P8). Prior to this, in the spectrum distribution data of the beat signal, a determination process is performed as to whether or not there are a predetermined number or more of frequencies at which the spectrum level becomes 0 level (STEPs 6 and 7 in FIG. 3). Will be described later.

【0034】ノイズメモリ11の記憶部11aのデータ
の更新は、次のように行われる。
The data in the storage section 11a of the noise memory 11 is updated as follows.

【0035】すなわち、図4及び図5(a1 ),
(b1 )を参照して、前記周波数分析手段14により得
られたビート信号のスペクトル分布データとノイズメモ
リ11の記憶部11bに書き込まれた定常的なノイズ成
分のスペクトル分布データとにおいて、これらのスペク
トル分布データの最低周波数f0 から最高周波数fend
にかけて前記単位周波数間隔Δf毎に、各周波数におけ
るそれぞれのスペクトルレベルLB (f),LN (f)
を比較し、ビート信号のスペクトルレベル LB (f)
が現在記憶部11aに記憶保持されているノイズ成分の
スペクトルレベルLN(f)よりも小さいときには、ビ
ート信号のスペクトルレベル LB (f)をその周波数
におけるノイズ成分のスペクトルレベルとして記憶部1
1aのデータを更新する。そして、そうでない場合(L
B (f)≧LN (f))には、その周波数における記憶
部11aのデータを更新せずに、元のままとする。
That is, as shown in FIGS. 4 and 5 (a 1 ),
With reference to (b 1 ), in the spectrum distribution data of the beat signal obtained by the frequency analyzing means 14 and the spectrum distribution data of the stationary noise component written in the storage section 11 b of the noise memory 11, The lowest frequency f 0 to the highest frequency f end of the spectral distribution data
For each unit frequency interval Δf, the spectral levels L B (f) and L N (f) at each frequency are
And the beat signal spectrum level L B (f)
Is smaller than the noise component spectrum level L N (f) currently stored and stored in the storage unit 11a, the storage unit 1 stores the beat signal spectrum level L B (f) as the noise component spectrum level at that frequency.
Update the data of 1a. And if not (L
When B (f) ≧ L N (f)), the data in the storage unit 11a at that frequency is not updated and remains unchanged.

【0036】かかる更新処理により、図5(a1 ),
(b1 )のスペクトル分布データから、同図(b2 )に
示すようなノイズ成分のスペクトル分布データが得ら
れ、これが記憶部11aに新たに記憶保持されることと
なる。すなわち、記憶部11aには、定常的なノイズ成
分に対応する前記スペクトルS1 ,S2 ,S4 が記憶保
持される。尚、図5(b2 )のスペクトル分布は、図5
(a1 ),(b1 )のスペクトル分布データから得られ
るため、図5(a1 )の対象物Aに対応するスペクトル
3 に対応する周波数の位置で本来の定常的なノイズ成
分ではないスペクトルS5 が残ることとなるが、このよ
うなスペクトルS5 は後述するようにやがて消え去る。
[0036] With this updating process, FIG. 5 (a 1),
From the spectrum distribution data of (b 1 ), the spectrum distribution data of the noise component as shown in (b 2 ) of the same figure is obtained, and this is newly stored and held in the storage unit 11 a. That is, the spectra S 1 , S 2 , S 4 corresponding to stationary noise components are stored and held in the storage unit 11a. The spectral distribution of FIG. 5 (b 2 ) is shown in FIG.
Since it is obtained from the spectral distribution data of (a 1 ) and (b 1 ), it is not the original stationary noise component at the frequency position corresponding to the spectrum S 3 corresponding to the object A of FIG. 5 (a 1 ). The spectrum S 5 remains, but such a spectrum S 5 disappears as will be described later.

【0037】本実施例のFM−CWレーダ装置において
は、基本的には、以上説明した作動が前記ビート信号メ
モリ10に新たなビート信号のデータが記憶保持される
毎に(電磁波の送受波毎に)行われ、対象物Aの相対距
離Dの検出処理と、定常的なノイズ成分のスペクトル分
布データの更新処理とが並行して繰り返される。そし
て、前述したようなノイズデータの更新処理を繰り返す
ことで、やがて、ノイズメモリ11の記憶部11aに
は、実際の定常的なノイズ成分のスペクトル分布データ
のみが記憶保持されることとなる。
In the FM-CW radar device of this embodiment, basically, the operation described above is performed every time new beat signal data is stored and held in the beat signal memory 10 (each transmission / reception of an electromagnetic wave). The process of detecting the relative distance D of the object A and the process of constantly updating the spectral distribution data of the noise component are repeated in parallel. Then, by repeating the updating process of the noise data as described above, only the actual spectrum distribution data of the stationary noise component will be stored and held in the storage unit 11a of the noise memory 11 in due course.

【0038】すなわち、ノイズデータの更新処理を繰り
返す途中においては、図5(b2 )に示したように、定
常的なノイズ成分ではないスペクトルS5 がノイズメモ
リ11の記憶部11aに記憶保持されることがあるもの
の、このようなスペクトルS 5 は前記の更新処理を繰り
返すことで、やがて除去されるものである。
That is, the noise data update process is repeated.
In the process of returning,2)
Spectrum S that is not a normal noise componentFiveIs a noise memo
Items that may be stored and held in the storage unit 11a of the memory 11
Such a spectrum S FiveRepeat the above update process
By returning it, it will be removed eventually.

【0039】さらに詳細には、該スペクトルS5 は、図
5(a1 )に示した初回のビート信号のスペクトル分布
データにおける対象物Aに対応するスペクトルS3 と、
図5(b1 )に示したノイズ成分のスペクトル分布の初
期データとから得られたものであるが、一般に、対象物
Aは、自己車両に対して移動するため、対象物Aに対応
するスペクトルS3 が現れる周波数は、例えば図5(a
2 ),(a3 )に示すように変化していく。このため、
ノイズ成分ではないスペクトルS5 の周波数f 5 におけ
るビート信号のスペクトルレベルは、いずれ、図5(a
2 )に示すように0レベルとなり、このような状態で前
述したようなノイズデータの更新処理を行うと、ノイズ
メモリ11の記憶部11aに新たに記憶保持されるスペ
クトル分布データは、図5(b3 )に示すように上記周
波数f5 の位置において0レベルとなるようなデータと
なり、これにより、ノイズメモリ11の記憶部11aに
は、定常的なノイズ成分のスペクトル分布データのみが
記憶保持されることとなる。そして、その後は、ノイズ
成分のスペクトルS1 ,S2 ,S4 の周波数以外の周波
数において、該ノイズ成分以外のスペクトルが記憶部1
1aに記憶保持されることはなく、ノイズメモリ11の
記憶部11aに記憶保持されたデータが、本実施例の装
置における定常的なノイズ成分のスペクトル分布を示す
ものとして確定することとなる。尚、図5(c2 ),
(c3 )は、それぞれ図5(a2 ),(a3 )のビート
信号のスペクトル分布データから図5(b2 ),
(b3 )のノイズ成分のスペクトル分布データを引き去
って得られるスペクトル分布データであり、これらのス
ペクトル分布データから前述したように対象物周波数が
検出されて相対距離が求められる。
More specifically, the spectrum SFiveIs a figure
5 (a1) Spectral distribution of the first beat signal shown in
Spectrum S corresponding to object A in the data3When,
Figure 5 (b1) Of the noise component spectral distribution shown in
Although it was obtained from the
A corresponds to the object A because it moves with respect to the own vehicle
Spectrum S3The frequency at which the
2), (A3) It changes as shown in. For this reason,
Spectrum S that is not a noise componentFiveFrequency f FiveOke
The spectral level of the beat signal is
2), It becomes 0 level,
When updating the noise data as described above,
The space newly stored in the storage unit 11a of the memory 11 is held.
The cuttle distribution data is shown in Fig. 5 (b).3) As shown above
Wave number fFiveData that becomes 0 level at the position
As a result, in the storage unit 11a of the noise memory 11,
Is only the spectral distribution data of stationary noise component
It will be held in memory. And after that, noise
Component spectrum S1, S2, SFourFrequencies other than
In terms of numbers, the spectrum other than the noise component is stored in the storage unit 1.
1a is not stored and held in the noise memory 11
The data stored and held in the storage unit 11a is the data of the embodiment.
Shows the spectral distribution of stationary noise components in
It will be decided as a thing. In addition, FIG.2),
(C3) Are respectively shown in FIG.2), (A3) Beat
From the spectrum distribution data of the signal, FIG.2),
(B3) The spectral distribution data of the noise component of
Spectral distribution data obtained by
As mentioned above, the object frequency is
It is detected and the relative distance is determined.

【0040】ところで、前述したようにノイズデータを
更新する際に、ミキサー7等の異常により、ビート信号
のスペクトル分布データが正常に得られず、例えば定常
的なノイズ成分のスペクトルS1 ,S2 ,S4 が本来現
れる周波数範囲においてスペクトルレベルが0レベルと
なると、ノイズメモリ11の記憶部11aに記憶保持さ
れていた定常的なノイズ成分のスペクトル分布データが
消去されてしまうという事態が生じる。
By the way, as described above, when updating the noise data, the spectrum distribution data of the beat signal cannot be normally obtained due to an abnormality of the mixer 7 or the like. For example, the steady noise component spectra S 1 and S 2 are obtained. , S 4 when the spectrum level becomes 0 level in the frequency range in which they originally appear, a situation occurs in which the stationary noise component spectrum distribution data stored and held in the storage unit 11a of the noise memory 11 is erased.

【0041】そこで、本実施例のFM−CWレーダ装置
において、このような事態を避けるために、前述のノイ
ズデータの更新処理を行う前に、まず、信号処理装置1
2のカウント手段19により、ビート信号のスペクトル
分布データにおいて、前記単位周波数間隔Δf毎にスペ
クトルレベルを0レベルと比較し、該スペクトルレベル
が0レベルとなる周波数の個数Nをカウントする(図3
のSTEP6)。そして、スペクトルレベルが0レベル
となる周波数の個数Nがあらかじめ定めた所定数以上と
なった場合には(図3のSTEP7においてYES)、
前述のノイズデータの更新処理(図3のSTEP8)を
行わず、ノイズメモリ11の記憶部11aに現在記憶保
持されているデータをそのまま残す。このようにするこ
とにより、上記の不都合が回避されることとなる。尚、
スペクトルレベルが0レベルとなる周波数の個数Nが所
定数に満たない場合には(図3のSTEP7においてN
O)、前述したようにノイズデータの更新処理が行われ
る。
Therefore, in order to avoid such a situation in the FM-CW radar device of this embodiment, first, the signal processing device 1 is performed before the above-mentioned noise data updating process.
In the spectrum distribution data of the beat signal, the second counting means 19 compares the spectrum level with the 0 level at each unit frequency interval Δf, and counts the number N of frequencies at which the spectrum level becomes 0 level (FIG. 3).
STEP 6). Then, when the number N of frequencies at which the spectrum level becomes 0 level is equal to or more than a predetermined number (YES in STEP 7 of FIG. 3),
The above-described noise data update processing (STEP 8 in FIG. 3) is not performed, and the data currently stored and held in the storage unit 11a of the noise memory 11 is left as it is. By doing so, the above inconvenience can be avoided. still,
When the number N of frequencies at which the spectrum level becomes 0 level is less than the predetermined number (N in STEP 7 of FIG.
O), the noise data update process is performed as described above.

【0042】以上説明したように、本実施例のFM−C
Wレーダ装置においては、対象物Aの相対距離Dの検出
と、定常的なノイズ成分のスペクトル分布データの検出
処理とを並行して効率よく行うことができ、また、対象
物Aの相対距離Dの検出は、基本的にはビート信号か定
常的なノイズ成分を除去して行われるので、相対距離D
の検出を精度よく行うことができる。
As described above, the FM-C of this embodiment
In the W radar device, the detection of the relative distance D of the object A and the detection processing of the spectral distribution data of the stationary noise component can be efficiently performed in parallel, and the relative distance D of the object A can be detected. Is basically detected by removing the beat signal or the stationary noise component, the relative distance D
Can be accurately detected.

【0043】尚、本実施例においては、装置の起動時に
おけるノイズ成分のスペクトル分布の初期データを図5
(b1 )に示すように設定したが、予測されるノイズ成
分のスペクトル分布をより近似するスペクトル分布を初
期データとして設定してもよい。そして、このような場
合において、今回の装置の作動を停止する直前において
ノイズメモリ11の記憶部11aに記憶保持されたノイ
ズ成分のスペクトル分布データを次回の装置の起動時に
おける初期データとして設定してもよい。このようにす
れば、装置の初回の起動時を除き、装置の起動直後から
比較的精度よく定常的なノイズ成分を除去して対象物の
相対距離の検出を行うことが可能となる。また、装置の
起動直後の初回に得られたビート信号のスペクトル分布
データを初期データとして設定することも可能である。
In this embodiment, the initial data of the spectral distribution of the noise component at the time of starting the device is shown in FIG.
Although it is set as shown in (b 1 ), a spectral distribution that more closely approximates the predicted spectral distribution of the noise component may be set as the initial data. Then, in such a case, the spectrum distribution data of the noise component stored and held in the storage unit 11a of the noise memory 11 immediately before the operation of the present device is stopped is set as the initial data when the device is started next time. Good. With this configuration, it is possible to detect the relative distance of the object by removing the stationary noise component with relatively high accuracy immediately after the device is started except when the device is first started. It is also possible to set the spectrum distribution data of the beat signal obtained at the first time immediately after the device is activated as the initial data.

【0044】また、本実施例においては、装置の一回の
作動時において、定常的なノイズ成分のスペクトル分布
データがほぼ確定した後には、ノイズ成分のスペクトル
レベルが低下しない限り、該スペクトル分布データが更
新されることはほとんどないようになっているが、装置
の一回の作動時においても、定期的、あるいは発振器1
の温度変化等に応じてノイズメモリ11の記憶部11a
のデータを例えば起動時の初期データに書換えるように
してもよい。このようにすると、発振器1の温度変化等
により、定常的なノイズ成分のスペクトル分布が変化す
るようなことがあっても、その変化したノイズ成分のス
ペクトル分布データを得ることができる。
Further, in the present embodiment, after the steady spectral distribution data of the noise component is almost determined in one operation of the device, the spectral distribution data of the noise component is not reduced unless the spectral level of the noise component is lowered. Is almost never updated, but even when the device is operated once, the oscillator 1
Storage unit 11a of the noise memory 11 according to the temperature change of the
May be rewritten to the initial data at the time of startup. In this way, even if the spectral distribution of the stationary noise component may change due to the temperature change of the oscillator 1 or the like, the spectral distribution data of the changed noise component can be obtained.

【0045】また、本実施例においては、ビート信号の
スペクトル分布データからノイズ成分のスペクトル分布
データを引き去るに際して、前回の電磁波の送受波時に
得られたノイズ成分のスペクトル分布データを用いるよ
うにしたが、ノイズ成分のスペクトル分布データを更新
した後に、上記の引き去り処理を行うようにしてもよ
い。
Further, in the present embodiment, when the spectral distribution data of the noise component is subtracted from the spectral distribution data of the beat signal, the spectral distribution data of the noise component obtained at the previous transmission / reception of the electromagnetic wave is used. However, the subtraction process may be performed after updating the spectral distribution data of the noise component.

【0046】[0046]

【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、記憶手段に記憶保持した定常的なノイズ成分
のスペクトル分布の各周波数におけるスペクトルレベル
を電磁波の送受波時に得られたビート信号のスペクトル
分布のスペクトルレベルと比較し、各周波数における両
スペクトルレベルのうち、小さい方のスペクトルレベル
を該周波数における定常的なノイズ成分のスペクトルレ
ベルとして前記記憶手段のデータを更新すると共に、該
記憶手段に記憶保持されたノイズ成分のスペクトル分布
データをビート信号のスペクトル分布データから引き去
り、ノイズ成分を除去したビート信号のスペクトル分布
から対象物の相対距離を求めるようにしたことによっ
て、対象物の検出を行いつつ、定常的なノイズ成分のデ
ータを検出すると共に該ノイズ成分を対象物の検出のた
めに生成されるビート信号のデータから除去することが
でき、定常的なノイズ成分の検出処理と対象物の相対距
離の検出処理とを並行して効率よく行うことができると
共に、対象物の検出を精度よく行うことができる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, the spectral level at each frequency of the spectral distribution of the stationary noise component stored and held in the storage means is the beat obtained when transmitting and receiving the electromagnetic wave. Comparing with the spectrum level of the spectrum distribution of the signal, the smaller spectrum level of the two spectrum levels at each frequency is used as the spectrum level of the stationary noise component at the frequency, and the data in the storage means is updated and stored. Detection of the target object by subtracting the spectral distribution data of the noise component stored and held in the means from the spectral distribution data of the beat signal and determining the relative distance of the target object from the spectral distribution of the beat signal from which the noise component has been removed While detecting the stationary noise component data, The noise component can be removed from the data of the beat signal generated for detecting the target object, and the stationary noise component detection process and the relative distance detection process of the target object are efficiently performed in parallel. It is possible to detect the target object with high accuracy.

【0047】そして、ビート信号のスペクトル分布にお
いて、スペクトルレベルが0レベルとなる周波数が所定
数以上生じるような異常時に、ノイズデータの更新を行
わないようにしたことによって、定常的なノイズ成分の
スペクトル分布データが記憶手段から消去されてしまう
ような事態を回避することができる。
In the spectral distribution of the beat signal, the noise data is not updated at the time of abnormality such that the frequency at which the spectral level becomes 0 level exceeds a predetermined number, so that the steady spectrum of the noise component is obtained. It is possible to avoid a situation where the distribution data is deleted from the storage means.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のFM−CW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 an FM-CW radar device 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説明
図。
FIG. 2 is an explanatory 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フロ
ーチャート。
FIG. 3 is a flowchart 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説明
図。
5 is an explanatory diagram for explaining the operation of the radar device in FIG. 1. FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…記憶手段、14…周波数分析手段、15…ノイズ
データ更新手段、16…ノイズ除去手段、17…対象物
周波数検出手段、19…カウント手段。
11 ... Storage means, 14 ... Frequency analysis means, 15 ... Noise data updating means, 16 ... Noise removing means, 17 ... Object frequency detecting means, 19 ... Counting means.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】周波数を時間的に変調せしめた電磁波を繰
り返し送波する手段と、該電磁波の送波時にその送波方
向に存在する対象物から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
することにより該対象物の現在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手段と、該ビート信
号から定常的なノイズ成分を除去する手段とを具備し、
該ノイズ成分を除去したビート信号の周波数から前記対
象物の現在の相対距離を検出するFM−CWレーダ装置
において、前記定常的なノイズ成分の予測されるレベル
と略等しいか又はそれ以上のスペクトルレベルを有する
スペクトル分布を初期データとして単位周波数間隔毎に
記憶保持した記憶手段と、前記電磁波の送波時に生成さ
れた前記ビート信号を周波数分析することにより該ビー
ト信号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、前記記憶手段に記憶保持された前記定常
的なノイズ成分のスペクトル分布の各周波数におけるス
ペクトルレベルを前記周波数分析手段により得られた前
記ビート信号のスペクトル分布のスペクトルレベルと比
較し、各周波数における両スペクトルレベルのうち、小
さい方のスペクトルレベルを該周波数における定常的な
ノイズ成分のスペクトルレベルとして前記記憶手段のデ
ータを更新するノイズデータ更新手段と、該ノイズデー
タ更新手段により更新された前記定常的なノイズ成分の
スペクトル分布の各周波数におけるスペクトルレベルを
前記周波数分析手段により得られた前記ビート信号のス
ペクトル分布の各周波数におけるスペクトルレベルから
引き去ることにより前記ノイズ成分を除去したビート信
号のスペクトル分布を得るノイズ除去手段と、該ノイズ
除去手段により得られたビート信号のスペクトル分布を
基に前記対象物の相対距離に対応する周波数を検出する
対象物周波数検出手段とを備え、該対象物周波数検出手
段により検出された周波数から前記対象物の相対距離を
検出することを特徴とするFM−CWレーダ装置。
1. A means for repeatedly transmitting an electromagnetic wave whose frequency is temporally modulated, a means for receiving a reflected wave from an object existing in the transmitting direction when the electromagnetic wave is transmitted, and the electromagnetic wave. Means for generating a beat signal having a frequency corresponding to the current relative distance of the object by mixing a part of the transmitted signal of the wave and the received signal of the reflected wave; And means for removing noise components,
In an FM-CW radar device that detects the current relative distance of the object from the frequency of the beat signal from which the noise component has been removed, a spectral level that is approximately equal to or higher than the expected level of the stationary noise component. A storage unit that stores and holds the spectral distribution having the following as initial data at each unit frequency interval, and performs a frequency analysis on the beat signal generated at the time of transmitting the electromagnetic wave to obtain a spectral distribution for each unit frequency interval of the beat signal. And a spectrum level at each frequency of the spectrum distribution of the stationary noise component stored and held in the storage means and a spectrum level of the spectrum distribution of the beat signal obtained by the frequency analysis means. , The smaller of the two spectral levels at each frequency Noise data updating means for updating the data in the storage means by setting the level to the spectral level of the stationary noise component at the frequency, and at each frequency of the spectral distribution of the stationary noise component updated by the noise data updating means. Noise removing means for obtaining the spectral distribution of the beat signal from which the noise component has been removed by subtracting the spectral level from the spectral level at each frequency of the spectral distribution of the beat signal obtained by the frequency analyzing means, and the noise removing means Object frequency detection means for detecting a frequency corresponding to the relative distance of the object based on the spectral distribution of the beat signal obtained by, the object from the frequency detected by the object frequency detection means FM-C characterized by detecting relative distance Radar device.
【請求項2】前記周波数分析手段により得られた前記ビ
ート信号のスペクトル分布の各周波数におけるスペクト
ルレベルを0レベルと比較し、該スペクトルレベルが0
レベルとなる周波数の個数をカウントするカウント手段
を備え、前記ノイズデータ更新手段は、該カウント手段
によりカウントされた個数が所定数以上であるとき、前
記記憶手段のデータの更新を行わないことを特徴とする
請求項1記載のFM−CWレーダ装置。
2. The spectrum level at each frequency of the spectrum distribution of the beat signal obtained by the frequency analysis means is compared with 0 level, and the spectrum level is 0.
The noise data updating means does not update the data in the storage means when the number counted by the counting means is equal to or more than a predetermined number. The FM-CW radar device according to claim 1.
JP5301993A 1993-12-01 1993-12-01 FM-CW radar device Expired - Fee Related JP2793487B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5301993A JP2793487B2 (en) 1993-12-01 1993-12-01 FM-CW radar device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5301993A JP2793487B2 (en) 1993-12-01 1993-12-01 FM-CW radar device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH07151852A true JPH07151852A (en) 1995-06-16
JP2793487B2 JP2793487B2 (en) 1998-09-03

Family

ID=17903596

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5301993A Expired - Fee Related JP2793487B2 (en) 1993-12-01 1993-12-01 FM-CW radar device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2793487B2 (en)

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003139847A (en) * 2001-10-31 2003-05-14 Fujitsu Ltd Communication processor
JP2003215237A (en) * 2002-01-18 2003-07-30 Mitsubishi Electric Corp Angle measurement radar
JP2007155728A (en) * 2006-12-01 2007-06-21 Mitsubishi Electric Corp Fm-cw radar system
US7602477B2 (en) 2004-03-10 2009-10-13 Denso Corporation Radar device
WO2011111660A1 (en) 2010-03-09 2011-09-15 古河電気工業株式会社 Pulse radar device and method for controlling the same
WO2012128087A1 (en) 2011-03-23 2012-09-27 古河電気工業株式会社 Pulse radar device and method for controlling same
CN103091672A (en) * 2011-11-02 2013-05-08 株式会社电装 Radar apparatus with different operation modes
JP2013170827A (en) * 2012-02-17 2013-09-02 Furukawa Electric Co Ltd:The Pulse radar device
JP2013171006A (en) * 2012-02-22 2013-09-02 Furukawa Electric Co Ltd:The Pulse radar device
JP2014139567A (en) * 2012-12-17 2014-07-31 Denso Corp FMCW radar device
JP5658843B1 (en) * 2014-06-20 2015-01-28 富士通テン株式会社 Signal processing circuit and radar apparatus
US9797991B2 (en) 2012-11-30 2017-10-24 Denso Corporation FMCW radar device
KR20170133804A (en) * 2016-05-26 2017-12-06 주식회사 유컴테크놀러지 Apparatus of fmcw radar system for detecting moving target and method thereof
US10001556B2 (en) 2012-12-17 2018-06-19 Denso Corporation FMCW radar apparatus
WO2020202538A1 (en) * 2019-04-04 2020-10-08 三菱電機株式会社 Radar device, signal processing method, and vehicle-mounted device
JP2020535408A (en) * 2017-09-25 2020-12-03 ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツングRobert Bosch Gmbh Methods and radar sensors for reducing the effects of interference when evaluating at least one received signal
CN113383245A (en) * 2019-02-12 2021-09-10 三菱电机株式会社 Radar device, observation object detection method, and in-vehicle device

Cited By (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003139847A (en) * 2001-10-31 2003-05-14 Fujitsu Ltd Communication processor
JP2003215237A (en) * 2002-01-18 2003-07-30 Mitsubishi Electric Corp Angle measurement radar
US7602477B2 (en) 2004-03-10 2009-10-13 Denso Corporation Radar device
JP2007155728A (en) * 2006-12-01 2007-06-21 Mitsubishi Electric Corp Fm-cw radar system
US8547273B2 (en) 2010-03-09 2013-10-01 Furukawa Electric Co., Ltd. Pulse radar apparatus and control method thereof
WO2011111660A1 (en) 2010-03-09 2011-09-15 古河電気工業株式会社 Pulse radar device and method for controlling the same
WO2012128087A1 (en) 2011-03-23 2012-09-27 古河電気工業株式会社 Pulse radar device and method for controlling same
US9223016B2 (en) 2011-03-23 2015-12-29 Furukawa Electric Co., Ltd. Pulse radar apparatus and control method for the same
US8866668B2 (en) 2011-11-02 2014-10-21 Denso Corporation Radar apparatus with different operation modes
JP2013096903A (en) * 2011-11-02 2013-05-20 Denso Corp Radar apparatus
CN103091672A (en) * 2011-11-02 2013-05-08 株式会社电装 Radar apparatus with different operation modes
JP2013170827A (en) * 2012-02-17 2013-09-02 Furukawa Electric Co Ltd:The Pulse radar device
JP2013171006A (en) * 2012-02-22 2013-09-02 Furukawa Electric Co Ltd:The Pulse radar device
US9797991B2 (en) 2012-11-30 2017-10-24 Denso Corporation FMCW radar device
US10001556B2 (en) 2012-12-17 2018-06-19 Denso Corporation FMCW radar apparatus
JP2014139567A (en) * 2012-12-17 2014-07-31 Denso Corp FMCW radar device
US9797992B2 (en) 2012-12-17 2017-10-24 Denso Corporation FMCW radar apparatus
JP5658843B1 (en) * 2014-06-20 2015-01-28 富士通テン株式会社 Signal processing circuit and radar apparatus
KR20170133804A (en) * 2016-05-26 2017-12-06 주식회사 유컴테크놀러지 Apparatus of fmcw radar system for detecting moving target and method thereof
JP2020535408A (en) * 2017-09-25 2020-12-03 ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツングRobert Bosch Gmbh Methods and radar sensors for reducing the effects of interference when evaluating at least one received signal
US11269053B2 (en) 2017-09-25 2022-03-08 Robert Bosch Gmbh Method and radar sensor for reducing the influence of interference in the evaluation of at least one received signal
CN113383245A (en) * 2019-02-12 2021-09-10 三菱电机株式会社 Radar device, observation object detection method, and in-vehicle device
CN113383245B (en) * 2019-02-12 2024-04-02 三菱电机株式会社 Radar device, observation object detection method, and in-vehicle device
WO2020202538A1 (en) * 2019-04-04 2020-10-08 三菱電機株式会社 Radar device, signal processing method, and vehicle-mounted device
JPWO2020202538A1 (en) * 2019-04-04 2021-09-13 三菱電機株式会社 Radar equipment, signal processing methods and in-vehicle equipment

Also Published As

Publication number Publication date
JP2793487B2 (en) 1998-09-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH07151852A (en) Fm-cw radar equipment
JP4747652B2 (en) FMCW radar
JP3788322B2 (en) Radar
JP4356758B2 (en) FMCW radar
JP4492628B2 (en) Interference judgment method, FMCW radar
JPH10197626A (en) Obstacle detecting radar for, particularly, automobile
JP2008232832A (en) Interference determination method and fmcw radar
JP2002168947A (en) Fm-cw radar system
JPS6257951B2 (en)
JP2008089505A (en) Radar device
JP2874826B2 (en) Detection state evaluation device for FM-CW radar device
JP2004144665A (en) Distance estimation method and radar device
JP2000321352A (en) On-vehicle radar device
JPH11271429A (en) Fmcw radar equipment
JP3104558B2 (en) Automotive radar equipment
JP2000009828A (en) Radar apparatus and object detecting method
JP2006242818A (en) Fm-cm radar device and noise suppressing method for the same
JP2018179670A (en) Periphery monitoring radar device
JP2742373B2 (en) Radar equipment
JP4393084B2 (en) Radar equipment
JPH0146836B2 (en)
JPH11271431A (en) Fmcw radar apparatus
JP3098120B2 (en) Millimeter-wave radar data compatible device
JP2019194627A (en) Radar signal processor and radar device
JP3619811B2 (en) Pulse radar equipment

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080619

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090619

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090619

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100619

Year of fee payment: 12

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees