JPH0777575A - レーダ装置 - Google Patents

レーダ装置

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JPH0777575A
JPH0777575A JP5221828A JP22182893A JPH0777575A JP H0777575 A JPH0777575 A JP H0777575A JP 5221828 A JP5221828 A JP 5221828A JP 22182893 A JP22182893 A JP 22182893A JP H0777575 A JPH0777575 A JP H0777575A
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Honda Motor Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】FM−CWレーダ方式及びドップラレーダ方式
を併用して対象物の相対距離及び相対速度の両者を検出
する場合に、該対象物が複数存在する場合でも各対象物
の相対距離及び相対速度の両者を容易に検出することが
できるレーダ装置を提供する。 【構成】FM−CWレーダ手段により各対象物の相対距
離に対応して得られた周波数のスペクトルレベルの大き
さ順位に応じた識別子を各値の相対距離に付与する第1
のラベリング手段13と、ドップラレーダ手段により各
対象物の相対速度に対応して得られた周波数のスペクト
ルレベルの大きさ順位に応じた識別子を各値の相対速度
に付与する第2のラベリング手段14とを備える。各値
の相対距離と各値の相対速度とをスペクトルレベルの大
きさ順位に従って対応づけることにより各対象物のそれ
ぞれの相対距離及び相対速度を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、対象物の相対距離及び
相対速度を検出するレーダ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、例えば自動車においては、自己の
車両の前方や後方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
持や制動等の自動走行制御を行うようにしたものが開発
されている。
【0003】従来、この種のレーダ装置においては、パ
ルスレーダ方式等に較べてシステム構成を簡略なものと
し易く、また近距離の検出が可能である等の理由によ
り、一般に、FM−CWレーダ方式が用いられている。
【0004】このFM−CWレーダ方式は、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をアンテ
ナから送波すると共に、その電磁波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計測することにより、
対象物までの相対距離を検出するものである。そして、
対象物の相対速度は、相対距離を時間的に微分したもの
であるので、該相対距離の時間的変化率を求めることに
より、相対速度が求められる。
【0005】しかしながら、上記のように、FM−CW
レーダ方式を用いて検出した相対距離から相対速度を求
める場合には、充分短い時間間隔で検出した相対距離を
用いる必要があるので、対象物の移動に伴う受波信号の
周波数のドップラシフトやノイズ等の影響を受けやす
く、精度上の問題が生じやすい。そして、上記の影響を
排除して、求める相対速度の精度を向上させるために
は、複雑な演算処理を必要とし、システムが複雑なもの
となりやすい。
【0006】このため、対象物の相対速度の検出を目的
とする場合には、一般には、ドップラレーダ方式が用い
られ、また、対象物の相対距離及び相対側の両者を検出
するために、FM−CWレーダ方式とドップラレーダ方
式とを併用したもの(例えば特開昭62−100673
号公報参照)も知られている。
【0007】ドップラレーダ方式は、一定周波数の電磁
波をアンテナから送波すると共に、その電磁波の送波方
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、受波信号の周波数が送波信号の周波数
に対して対象物の相対速度に比例したドップラシフトを
生じ、また、該ドップラシフトは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
信号の周波数に相当することを利用し、該ビート信号の
周波数を計測することにより、対象物の相対距離を検出
するものである。
【0008】また、FM−CWレーダ方式とドップラレ
ーダ方式とを併用するものは、周期的に周波数が増減す
るように変調せしめた電磁波と一定周波数の電磁波とを
連続的に交互に送波し、周波数を変調せしめた部分で前
記FM−CWレーダ方式により対象物の相対距離を検出
すると共に、一定周波数の部分で前記ドップラレーダ方
式により対象物の相対速度を検出するものである。
【0009】このように、ドップラレーダ方式を用いて
対象物の相対速度を検出すると、一般にFM−CWレー
ダ方式のみを用いて前述したように対象物の相対速度を
求める場合に較べて、相対速度の検出精度を向上させや
すく、また、システム構成も比較的簡略なものとするこ
とができる。
【0010】ところで、例えば自動車においては、自己
車両の前方や後方に複数の対象物が存在する場合には、
各種の状況に応じた的確な制御を行う上で、これらの複
数の対象物の相対距離と相対速度とを検出し得ることが
望ましい。
【0011】一方、前述したようなFM−CWレーダ方
式やドップラレーダ方式において、電磁波の送波方向に
複数の対象物が存在する場合には、送波信号の一部と受
波信号とをミキシングしてなる前記ビート信号には、F
M−CWレーダ方式では各対象物の相対距離に対応する
複数の周波数が混在し、ドップラレーダ方式では各対象
物の相対速度に対応する複数の周波数が混在することと
なる。そして、このような場合には、各々のレーダ方式
におけるビート信号を複数のフィルタやFFT(高速フ
ーリエ変換手法)等の演算処理手法を用いて周波数分析
し(周波数分布を求める)、適当なスペクトルレベル以
上の極大値が得られる周波数を求めることにより、各対
象物の相対距離や相対速度を求めることができる。
【0012】しかるに、FM−CWレーダ方式において
は、上記のように周波数分析して得られる相対距離に対
象物が存在するということは判るが、各対象物がどのよ
うな相対速度を有するものであるかは、ビート信号の周
波数分布のデータのみでは、一般には前述したような微
分演算を行わなければ判らない。また、ドップラレーダ
方式においては、上記のように周波数分析して得られる
相対速度を有する対象物が存在するということは判る
が、各対象物がどのような相対距離に位置するものであ
るかは、一般にはビート信号の周波数分布のデータのみ
では判らない。
【0013】このため、対象物が一つしか存在しない場
合には、FM−CWレーダ方式により得られる一つの相
対距離とドップラレーダ方式により得られる一つの相対
速度とが同一の対象物に対応するものであると考えられ
るので、各々のレーダ方式を併用することで該対象物の
相対距離と相対速度との両者を検出することができるも
のの、対象物が複数存在する場合に各対象物の相対距離
と相対速度とを検出するためには、FM−CWレーダ方
式により得られる複数の相対距離とドップラレーダ方式
により得られる複数の相対速度とを何等かの手法を講じ
て対応づける必要があった。
【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、FM−CWレーダ方式及びドップラレーダ方式を
併用して対象物の相対距離及び相対速度の両者を検出す
る場合に、該対象物が複数存在する場合でも各対象物の
相対距離及び相対速度の両者を容易に検出することがで
きるレーダ装置を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】FM−CWレーダ方式や
ドップラレーダ方式において、複数の対象物のそれぞれ
の相対距離や相対速度に対応する反射波の受波信号のレ
ベル、あるいは周波数のスペクトルレベルに着目する
と、一般に、各対象物の相対距離に応じた電磁波の伝播
減衰や、各対象物による電磁波の吸収率あるいは反射率
等の相違に起因して各対象物毎にレベルの差異を生じ、
そのレベルの大小関係は、FM−CWレーダ方式とドッ
プラレーダ方式とで同一になると考えられる。すなわ
ち、FM−CWレーダ方式とドップラレーダ方式とを併
用して複数の対象物の相対距離及び相対速度を検出する
場合に、一方のレーダ方式で最も大きな受波信号あるい
はスペクトルのレベルが得られる対象物については、他
方のレーダ方式でも最も大きなレベルが得られ、逆に、
一方のレーダ方式で最も小さなレベルが得られる対象物
については、他方のレーダ方式でも最も小さなレベルが
得られると考えられる。
【0016】そこで、本発明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
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ビート信号を生成する手
段と、該ビート信号を周波数分析することにより対象物
の相対距離に対応する周波数を求め、その求めた周波数
により該対象物の相対距離を検出する手段とを具備した
FM−CWレーダ手段と、一定周波数の電磁波を送波す
る手段と、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速度に
応じたドップラシフトの周波数を有するビート信号を生
成する手段と、該ビート信号を周波数分析することによ
り対象物の相対速度に対応する周波数を求め、その求め
た周波数により該対象物の相対速度を検出する手段とを
具備したドップラレーダ手段とを備え、両レーダ手段を
併用することにより一つまたは複数の対象物の相対距離
及び相対速度を検出するレーダ装置であって、前記FM
−CWレーダ手段により一つまたは複数の対象物の相対
距離に対応して得られた一つまたは複数の周波数のスペ
クトルレベルの大きさ順位を識別可能に各値の相対距離
に識別子を付与する第1のラベリング手段と、前記ドッ
プラレーダ手段により前記一つまたは複数の対象物の相
対速度に対応して得られた一つまたは複数の周波数のス
ペクトルレベルの大きさ順位を識別可能に各値の相対速
度に識別子を付与する第2のラベリング手段とを備え、
前記第1のラベリング手段により識別子を付与された各
値の相対距離と前記第2のラベリング手段により識別子
を付与された各値の相対速度とを前記スペクトルレベル
の大きさ順位に従って対応づけることにより前記一つま
たは複数の対象物のそれぞれの相対距離及び相対速度を
検出することを特徴とする。
【0017】この場合、FM−CWレーダ方式やドップ
ラレーダ方式においては、前記ビート信号は増幅器によ
り増幅された後に周波数分析が行われ、このとき、対象
物の特定範囲の相対距離や相対速度を確実に検出し得る
ようにするために、特定範囲の相対距離や相対速度に対
応する周波数範囲で大きな増幅度が得られるような周波
数特性を有する増幅器が使用される場合がある。例え
ば、FM−CWレーダ方式により相対距離を検出する場
合に、一般には、相対距離の大きな対象物ほど、受波信
号あるいはスペクトルのレベルが小さなものとなるの
で、大きな相対距離に対応する周波数の高い領域で大き
な増幅度が得られるような周波数特性を有する増幅器が
使用される場合が多々ある。そして、このような場合に
は、前記ビート信号を周波数分析して得られるスペクト
ルレベルは、増幅器の周波数特性に従って意図的に変化
せしめられたものとなり、実際の受波信号のレベルある
いはスペクトルレベルと対応しないものとなる。
【0018】そこで、本発明は、さらに、前記各レーダ
手段のうち、少なくとも一方のレーダ手段は、前記周波
数分析を行う前に前記ビート信号を所定の周波数特性を
有する増幅度で増幅する増幅手段を具備するレーダ手段
であって、該増幅手段を具備するレーダ手段に対応する
前記ラベリング手段による前記識別子の付与前に、前記
各対象物に対応する周波数のスペクトルに前記増幅手段
の周波数特性と逆の周波数特性でレベル変換処理を施す
逆周波数変換手段を備えたことを特徴とする。
【0019】
【作用】本発明によれば、前記FM−CWレーダ手段に
より得られる各対象物の相対距離に対応する前記ビート
信号の周波数のスペクトルレベルの大きなものについて
は、前記ドップラレーダ手段により得られる該対象物の
相対速度に対応する前記ビート信号の周波数のスペクト
ルレベルも大きくなり、逆に、ドップラレーダ手段によ
り得られる周波数のスペクトルレベルの大きな対象物に
ついては、FM−CWレーダ手段により得られる周波数
のスペクトルレベルも大きなものとなる。
【0020】従って、前記第1のラベリング手段により
前記識別子が付与される各値の相対距離に対応する周波
数のスペクトルレベルの大きさ順位と、前記第1のラベ
リング手段により前記識別子が付与される各値の相対速
度に対応する周波数のスペクトルレベルの大きさ順位と
に従って、各値の相対距離と相対速度とを対応づけるこ
とにより、各対象物の相対距離と相対速度との組を検出
することが可能となる。
【0021】この場合、前記増幅度の周波数特性を有す
る増幅手段を具備しているときには、前記ラベリング手
段による前記識別子の付与前に、前記各対象物に対応す
る周波数のスペクトルに前記増幅手段の周波数特性と逆
の周波数特性でレベル変換処理を施すことにより、各対
象物に固有の性質に対応するスペクトルレベルが得ら
れ、このスペクトルレベルに対して前記識別子を付与す
ることにより、各対象物の相対距離と相対速度とを検出
することが可能となる。
【0022】
【実施例】本発明の一例を図1乃至図6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の装置の作動を説明するための線
図、図4は図1の作動を説明するためのフローチャー
ト、図5及び図6は図1の装置の作動を説明するための
線図である。
【0023】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
該送波信号を同一周波数の電磁波を例えば車両の前方に
向かって送波し、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(増幅手段)、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周波数分析すること
により車両の前方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及び相対速度を検出する信号処理
装置である。これらの構成は、本発明の構成に対応し
て、FM−CWレーダ手段とドップラレーダ手段とを共
用的に構成するものである。
【0024】尚、詳細は後述するが、信号処理装置12
は、本発明の構成に対応して、第1のラベリング手段1
3、第2のラベリング手段14及び周波数逆変換手段1
5を機能的構成として備えている。
【0025】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。
【0026】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f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fは、一定周波数f0 に維
持された無変調期間と、周波数f0 からf1 まで直線的
に増加し、次いで該周波数f1 からf0 まで直線的に減
少するように、すなわち三角波状に変調された変調期間
とを交互に周期的に繰り返すような信号に制御される。
【0027】そして、このように周波数fを制御された
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
り該アンテナ3から車両の前方に向かって送波信号と同
一の周波数を有する電磁波が送波される。
【0028】このとき、図1に示すように、車両の前方
に他の車両等の対象物Aが存在すると、アンテナ3から
送波された電磁波は対象物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、該反射波の
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、該ミキサー7には、発振器1により生
成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。
【0029】この場合、図2に破線で示すように、受波
信号の周波数fは、送波信号と同様に、一定周波数に維
持される無変調期間と、三角波状に増減する変調期間と
を交互に周期的に繰り返す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、また、自己車両に
対する対象物Aの相対速度に応じたドップラシフト(周
波数偏移)ΔfD を送波信号に対して生じる。
【0030】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、両者の無変調期間が重な
り合う期間TCWにおいては、ドップラシフトΔfD の周
波数を有するビート信号が生成される。ここで、ドップ
ラシフトΔfD は周知のように対象物Aの自己車両に対
する相対速度に比例し、該相対速度をV、電磁波の速度
(=光速)をcとすると、ドップラシフトΔfD と対象
物Aの相対速度Vとの間には、電磁波の周波数f0 を用
いて、次式(1)が成り立つ。
【0031】V=(c/f0 )・ΔfD ……(1) 従って、送波信号と受波信号との無変調期間が重なり合
う期間TCWにおいて、ミキサー7により生成されるビー
ト信号の周波数ΔfD (=ドップラシフト)を検出する
ことにより、上記式(1)により対象物Aの相対速度V
を求めることができる。これが、本実施例のレーダ装置
におけるドップラレーダ方式の基本原理である。
【0032】また、送波信号と受波信号との変調期間が
重なり合う期間TFMにおいては、両者を同一時間上で比
較すると、両者の周波数の間には、受波信号の前記の遅
れ時間τに応じた周波数差ΔfFMを生じ、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、期間TFMにおける送波信号と受波信号との時間的周
波数差ΔfFMの周波数を有するビート信号が生成され
る。尚、期間TFMにおいても、前記無変調の期間TCW
同様にドップラシフトΔfD が生じるのであるが、ここ
では説明の便宜上、ドップラシフトΔfD は遅れ時間τ
に応じた周波数差ΔfFMに較べて充分小さいものとして
無視する。
【0033】ここで、図2を参照して明らかなように、
遅れ時間τと周波数差ΔfFMとの比ΔfFM/τは、変調
期間における送波信号及び受波信号の周波数fの時間的
変化率に一致し、該時間的変化率は一定であるので、遅
れ時間τと周波数差ΔfFMとの間には、kを比例定数と
して次式(2)が成り立つ。
【0034】τ=k・ΔfFM ……(2) 一方、遅れ時間τは、電磁波が自己車両と対象物Aとの
間を往復する時間であるから、自己車両に対する対象物
Aの相対距離をDとすると、τ=2D/c(c;電磁波
の速度)であり、これを(2)式に代入して整理する
と、次式(3)が得られる。
【0035】 D=(c・k/2)・ΔfFM ……(3) 従って、送波信号と受波信号との変調期間が重なり合う
期間TFMにおいて、ミキサー7により生成されるビート
信号の周波数ΔfFMを検出することにより、上記式
(3)により対象物Aの相対距離Dを求めることができ
る。これが、本実施例のレーダ装置におけるFM−CW
レーダ方式の基本原理である。
【0036】上記の説明では、変調期間における受波信
号のドップラシフトΔfD を無視したが、これを考慮し
て相対距離Dを求めることも可能である。この場合に
は、詳細な説明は省略するが、送波信号及び受波信号の
周波数fのアップスロープ時(増加時)におけるビート
信号の周波数をΔfFMU 、ダウンスロープ時(周波数f
の減少時)における周波数をΔfFMD として、これらの
周波数ΔfFMU ,ΔfFM D を検出すれば、 D=(c・k/2)・〔(ΔfFMU +ΔfFMD )/2〕 ……(4) により相対距離Dを求めることができる。前記(3)式
は(4)式において、ΔfFMU ≒ΔfFMD である場合
(ΔfD ≒0である場合)に成り立つ。
【0037】尚、以上の説明は、単一の対象物Aからの
反射波のみが受波された場合のものであるが、電磁波を
反射する対象物Aが複数ある場合には、それらの反射波
を混合したものが受波され、このため、ミキサー7によ
り生成されるビート信号は、送波信号と受波信号との変
調期間が重なり合う期間TFMにおいては、各対象物Aの
相対距離Dに対応する周波数ΔfFMが混合したものとな
り、送波信号と受波信号との無変調期間が重なり合う期
間TCWにおいては、各対象物Aの相対速度Vに対応する
周波数ΔfD が混合したものとなる。
【0038】図1を参照して、前述したようにミキサー
7により生成されたビート信号は、前記アンプ8により
必要なレベルのビート信号に増幅される。この場合、ア
ンプ8は、図3(a)に示すような増幅度の周波数特性
を有するものであり、ビート信号の周波数ΔfFMあるい
はΔfD が比較的高い領域で大きな増幅度が得られるよ
うになっている。このため、対象物Aの相対距離Dが比
較的大きく、あるいは相対速度Vが比較的大きく、これ
に対応するビート信号の周波数ΔfFMあるいはΔfD
比較的高い場合には、比較的大きな増幅度でもって該ビ
ート信号が増幅される。
【0039】アンプ8により増幅されたビート信号は、
前記A/D変換器9によりA/D変換された後に、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、前記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、送波信号と受波信号との変
調期間が重なり合う期間TFM(以下、距離検出期間T FM
という)と、無変調期間が重なり合う期間TCW(以下、
速度検出期間TCWという)とにおいて、ビート信号のデ
ジタル化された振幅データを各別に時系列的に記憶保持
する。
【0040】次いで、前記信号処理装置12により、メ
モリ10に記憶保持されたデータから以下に説明するよ
うに対象物Aの相対距離Dと相対速度Vとを求める。
【0041】すなわち、図4を参照して、相対距離Dを
求める際には、まず、前記距離検出期間TFMにおいてメ
モリ10に記憶保持されたビート信号の振幅データをF
FT(高速フーリエ変換手法)によりフーリエ変換(周
波数分析)を行い、これにより該ビート信号の周波数分
布(スペクトル分布)を求める(STEP1)。
【0042】次いで、ビート信号の周波数分布から所定
のレベル以上の極大値を有するスペクトル(以下、極大
スペクトルという)を検索する(STEP2)。
【0043】該極大スペクトルの周波数は、自己車両の
前方に存在する対象物Aの相対距離Dに相当する周波数
ΔfFMであり、例えば図1に示すように自己車両の前方
に複数(3個)の対象物A1 〜A3 がそれぞれ相対距離
1 〜D3 の位置に存在する場合には、図5に仮想線で
示すように、各対象物A1 〜A3 の相対距離D1 〜D 3
に相当する周波数ΔfFMを有する複数の極大スペクトル
が得られる。
【0044】この場合、本実施例においては、前述した
ような周波数特性(図3(a)参照)を有するアンプ8
を用いて受波信号を増幅しているので、相対距離Dの比
較的大きな対象物Aについても、その相対距離Dに対応
する周波数ΔfFMの極大スペクトルを確実に得ることが
できる。
【0045】そして、信号処理装置12は、各極大スペ
クトルの周波数ΔfFMから前記(3)式により各対象物
1 〜A3 の相対距離D1 〜D3 を求める。尚、相対距
離D 1 〜D3 を求めるに際しては、送波信号及び受波信
号の周波数fのアップスロープ時及びダウンスロープ時
とで各別に極大スペクトルを検出し、前記(4)式によ
り各対象物A1 〜A3 の相対距離D1 〜D3 を求めるよ
うにしてもよい。
【0046】次いで、信号処理装置12は、その機能的
構成である周波数逆変換手段15により、図3(b)に
示すような前記アンプ8の周波数特性と逆の周波数特性
でもって、前記各極大スペクトルのレベルを修正する
(STEP3)。
【0047】さらに詳細には、このレベル修正において
は、アンプ8の周波数特性と逆に、周波数ΔfFMの高い
領域で極大スペクトルのレベルを減少させるように極大
スペクトルのレベルを修正する。これにより、図5に実
線で示すように、各対象物A 1 〜A3 に対応する受波信
号の実際の受波レベルに相当するレベルを有する極大ス
ペクトルが得られる。すなわち、対象物A3 について図
5に実線で示すように、最も相対距離Dの大きい対象物
については、一般に、電磁波の伝播減衰により、実際の
受波レベルは相対距離Dの比較的小さい他の対象物に比
較して小さなものとなる場合が多い。但し、対象物
1 ,A2 (D1 >D2 )について図5に示したよう
に、相対距離Dが比較的大きな対象物であっても、電磁
波の反射率が比較的大きい場合には、相対距離Dの小さ
なものに較べて実際の受波レベルが大きなものとなる場
合もある。
【0048】次いで、信号処理装置12は、その機能的
構成である第1のラベリング手段13により、レベル修
正後の各極大スペクトルにそのレベルの大きさ順に番号
(識別子)を付与する(STEP4)。具体的には、図
5において、最もスペクトルレベルの大きい相対距離D
1 に対応する極大スペクトルに番号“1”を付与し、次
にスペクトルレベルの大きい相対距離D2 に対応する極
大スペクトルに番号“2”を付与し、最もスペクトルレ
ベルの小さい相対距離D3 に対応する極大スペクトルに
番号“3”を付与する。
【0049】一方、図4を参照して、相対速度Vを求め
る際には、まず、相対距離Dを求める場合と同様に、前
記速度検出期間TCWにおいてメモリ10に記憶保持され
たビート信号の振幅データをFFTによりフーリエ変換
(周波数分析)を行い、これにより該ビート信号の周波
数分布(スペクトル分布)を求める(STEP5)。
【0050】この場合、本実施例においては、前述した
ような周波数特性(図3(a)参照)を有するアンプ8
を用いて受波信号を増幅しているので、路面の相対速度
に相当する周波数を有するスペクトルが他車等の対象物
Aの相対速度Dに相当する周波数を有するスペクトルよ
りも大きなレベルとなってしまいやすい。これは、路面
の相対速度は、他車等の対象物Aの相対速度Dに較べて
大きいので、該路面からの反射波の受波信号と送波信号
とを混合してなるビート信号の周波数も比較的高いもの
となり、従って、アンプ8の増幅度の周波数特性が前述
したように高周波領域で増幅度が高くなるような特性で
あると、路面の相対速度に相当する周波数を有するスペ
クトルのレベルが必要以上に大きくなってしまうからで
ある。
【0051】そこで、本実施例においては、上記のよう
に相対速度Vに関するスペクトル分布を求めた後に、次
に、アンプ8の周波数特性の逆の周波数特性(図3
(b)参照)でもって、該スペクトル分布のレベルを修
正する(STEP6)。これにより、実際の受波レベル
に相当するスペクトル分布が得られ、路面からの反射が
必要以上に強調されるのを防止される。
【0052】次いで、上記のようにレベル修正を行った
スペクトル分布から、前記相対距離Dを求める場合と同
様に、所定のレベル以上の極大値を有する極大スペクト
ルを検索する(STEP7)。
【0053】該極大スペクトルの周波数は、自己車両の
前方に存在する対象物Aの相対速度Vに相当する周波数
ΔfCWであり、例えば図1に示すように自己車両の前方
に複数(3個)の対象物A1 〜A3 がそれぞれ相対距離
1 〜V3 を有する場合には、図6に示すように、各対
象物A1 〜A3 の相対速度V1 〜V3 に相当する周波数
ΔfCWを有する複数の極大スペクトルが得られる。
【0054】そして、信号処理装置12は、各極大スペ
クトルの周波数ΔfCWから前記(1)式により各対象物
1 〜A3 の相対速度V1 〜V3 を求める。
【0055】次いで、信号処理装置12は、その機能的
構成である第2のラベリング手段14により、レベル修
正後の各極大スペクトルにそのレベルの大きさ順に番号
(識別子)を付与する(STEP8)。具体的には、図
6において、最もスペクトルレベルの大きい相対速度V
1 に対応する極大スペクトルに番号“1”を付与し、次
にスペクトルレベルの大きい相対速度V2 に対応する極
大スペクトルに番号“2”を付与し、最もスペクトルレ
ベルの小さい相対速度V3 に対応する極大スペクトルに
番号“3”を付与する。
【0056】ところで、以上により、各対象物A1 〜A
3 の相対距離D1 〜D3 と相対速度V1 〜V3 とが求め
られるのであるが、求められた相対距離D1 〜D3 のみ
から判ることは、その相対距離D1 〜D3 の位置に対象
物A1 〜A3 が存在するということだけであり、また、
求められた相対速度V1 〜V3 のみから判ることは、そ
の相対速度V1 〜V3 を有する対象物A1 〜A3 が存在
するということだけであり、従って、各対象物A1 〜A
3 の相対距離D1 〜D3 及び相対速度V1 〜V 3 の両者
を把握するためには、求められた相対距離D1 〜D3
相対速度V1 〜V3 とを互いに対応づける必要がある。
【0057】一方、以上のように、大きさレベル順に番
号を付与した相対距離Dの各極大スペクトルのレベルと
相対速度Vの各極大スペクトルのレベルとは、自己車両
に対してある相対距離に位置する対象物Aからの単に周
波数のみが相違する反射波の受波レベルに相当するもの
であるので、相対距離Dに関する極大スペクトルが最も
大きなレベルとなる対象物Aについては、相対速度Vに
関する極大スペクトルのレベルも最も大きなものとなる
と考えられる。逆に、相対距離Dに関する極大スペクト
ルが最も小さなレベルとなる対象物Aについては、相対
速度Vに関する極大スペクトルのレベルも最も小さなも
のとなると考えられる。
【0058】そこで、本実施例のレーダ装置では、極大
スペクトルに付与した番号に従ってて相対距離D1 〜D
3 と相対速度V1 〜V3 とを互いに対応づけ、これによ
り、各対象物A1 〜A3 の相対距離D1 〜D3 及び相対
速度V1 〜V3 の両者を求める(STEP9)。
【0059】具体的には、次の表1に示すように、FM
−CWレーダ方式による相対距離Dに関し、番号“1”
を付与した極大スペクトル(レベル順位;最大)に対応
する相対距離D1 と、ドップラレーダ方式による相対速
度Vに関し、番号“1”を付与した極大スペクトル(レ
ベル順位;最大)に対応する相対速度V1 とを互いに対
応づける。また、番号“2”を付与した極大スペクトル
(レベル順位;2番目)に対応する相対距離D2 と相対
速度V2 とを互いに対応づけ、さらに、番号“3”を付
与した極大スペクトル(レベル順位;3番目)に対応す
る相対距離D3と相対速度V3 とを互いに対応づける。
これにより、各対象物A1 〜A3 の相対距離D1 〜D3
及び相対速度V1 〜V3 の両者が対となって求められ
る。
【0060】
【表1】
【0061】そして、信号処理装置12は、このように
して求めた各対象物A1 〜A3 の相対距離D1 〜D3
び相対速度V1 〜V3 の組を図示しない自動速度調整装
置等に出力する。
【0062】このように、本実施例のレーダ装置によれ
ば、電磁波の送波方向に複数の対象物Aが存在する場合
に、FM−CWレーダ方式により求まる複数の相対距離
Dとドップラレーダ方式により求まる複数の相対速度V
とを、それらの極大スペクトルの大きさレベル順に対応
づけることにより、各対象物Aの相対距離Dと相対速度
Vとの組を容易に求めることができる。
【0063】尚、以上の説明においては、対象物Aが複
数ある場合について説明したが、対象物Aが一つである
場合にも、該対象物Aの相対距離Dと相対速度Vとの組
を求めることができることはもちろんである。
【0064】また、本実施例では、FM−CWレーダ手
段とドップラレーダ手段とを共用的に構成したが、各別
に構成するようにしてもよいことはもちろんである。
【0065】さらに、本実施例において、相対距離D及
び相対速度Vに関し、複数の極大スペクトルのレベルが
同一となる場合も考えられるが、この場合には、充分短
い時間間隔で相対距離D及び相対速度Vの検出を行え
ば、その時間内に相対距離D及び相対速度Vの両者が大
きく変動することはないと考えられるので、過去のデー
タを参照することにより相対距離D及び相対速度Vを対
応づけることが可能である。
【0066】
【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、FM−CWレーダ手段により一つまたは複数
の対象物の相対距離に対応して得られた一つまたは複数
の周波数のスペクトルレベルの大きさ順位を識別可能に
各値の相対距離に識別子を付与すると共に、ドップラレ
ーダ手段により前記一つまたは複数の対象物の相対速度
に対応して得られた一つまたは複数の周波数のスペクト
ルレベルの大きさ順位を識別可能に各値の相対速度に識
別子を付与し、識別子を付与された各値の相対距離と各
値の相対速度とを前記スペクトルレベルの大きさ順位に
従って対応づけることにより前記一つまたは複数の対象
物のそれぞれの相対距離及び相対速度を検出するように
したことによって、対象物が複数存在する場合でも各対
象物の相対距離及び相対速度の両者を対応付けて容易に
検出することができる。
【0067】さらに、少なくとも一方のレーダ手段が、
前記周波数分析を行う前に前記ビート信号を所定の周波
数特性を有する増幅度で増幅する増幅手段を具備するレ
ーダ手段である場合に、前記識別子の付与前に、前記各
対象物に対応する周波数のスペクトルに増幅手段の周波
数特性と逆の周波数特性でレベル変換処理を施すように
したことによって、各対象物の相対距離及び相対速度の
対応付けを確実なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のレーダ装置の一例のシステム構成図。
【図2】図1のレーダ装置の作動を説明するための線
図。
【図3】図1のレーダ装置の作動を説明するための線
図。
【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線
図。
【図6】図1のレーダ装置の作動を説明するための線
図。
【符号の説明】
8…アンプ(増幅手段)、13…第1のラベリング手
段、14…第2のラベリング手段、15…周波数逆変換
手段。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】周波数を時間的に変調せしめた電磁波を送
    波する手段と、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手段
    と、該ビート信号を周波数分析することにより対象物の
    相対距離に対応する周波数を求め、その求めた周波数に
    より該対象物の相対距離を検出する手段とを具備したF
    M−CWレーダ手段と、 一定周波数の電磁波を送波する手段と、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速度に応じたドップラシフトの周
    波数を有するビート信号を生成する手段と、該ビート信
    号を周波数分析することにより対象物の相対速度に対応
    する周波数を求め、その求めた周波数により該対象物の
    相対速度を検出する手段とを具備したドップラレーダ手
    段とを備え、 両レーダ手段を併用することにより一つまたは複数の対
    象物の相対距離及び相対速度を検出するレーダ装置であ
    って、 前記FM−CWレーダ手段により一つまたは複数の対象
    物の相対距離に対応して得られた一つまたは複数の周波
    数のスペクトルレベルの大きさ順位を識別可能に各値の
    相対距離に識別子を付与する第1のラベリング手段と、 前記ドップラレーダ手段により前記一つまたは複数の対
    象物の相対速度に対応して得られた一つまたは複数の周
    波数のスペクトルレベルの大きさ順位を識別可能に各値
    の相対速度に識別子を付与する第2のラベリング手段と
    を備え、 前記第1のラベリング手段により識別子を付与された各
    値の相対距離と前記第2のラベリング手段により識別子
    を付与された各値の相対速度とを前記スペクトルレベル
    の大きさ順位に従って対応づけることにより前記一つま
    たは複数の対象物のそれぞれの相対距離及び相対速度を
    検出することを特徴とするレーダ装置。
  2. 【請求項2】前記各レーダ手段のうち、少なくとも一方
    のレーダ手段は、前記周波数分析を行う前に前記ビート
    信号を所定の周波数特性を有する増幅度で増幅する増幅
    手段を具備するレーダ手段であって、該増幅手段を具備
    するレーダ手段に対応する前記ラベリング手段による前
    記識別子の付与前に、前記各対象物に対応する周波数の
    スペクトルに前記増幅手段の周波数特性と逆の周波数特
    性でレベル変換処理を施す逆周波数変換手段を備えたこ
    とを特徴とする請求項1記載のレーダ装置。
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Cited By (7)

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US6018309A (en) * 1998-02-20 2000-01-25 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Radar data processing method and radar apparatus using the same
US6384769B1 (en) 1998-12-11 2002-05-07 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Method for measuring distances/speeds of plural targets and radar apparatus, capable of discriminating moving targets from stationary targets
US6593874B2 (en) 2001-03-06 2003-07-15 Murata Manufacturing Co., Ltd. Radar for detecting the distance to a target
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JP2008514936A (ja) * 2004-09-29 2008-05-08 ローベルト ボッシュ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 車両用のレーダーセンサ
CN103076611A (zh) * 2013-01-09 2013-05-01 中国电子科技集团公司第十一研究所 一种利用相干探测激光测速测距的方法及装置
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