JPH08262130A - Fm−cwレーダ装置 - Google Patents
Fm−cwレーダ装置Info
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- JPH08262130A JPH08262130A JP7279129A JP27912995A JPH08262130A JP H08262130 A JPH08262130 A JP H08262130A JP 7279129 A JP7279129 A JP 7279129A JP 27912995 A JP27912995 A JP 27912995A JP H08262130 A JPH08262130 A JP H08262130A
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Abstract
ビート周波数の組み合わせの正確な設定で対象物の情報
の特定を正しく行う。 【構成】 マイクロコンピュータ10において、D−A
変換器20の変調信号の上昇部側及び下降部側に対応す
る各ビート周波数がミキサ60のビート信号からそれぞ
れ選択される。ついで、前記上昇部側及び下降部側の各
ビート周波数がそれぞれ一つずつ組み合わされて組み合
わせビート周波数とされ、これら各組み合わせビート周
波数に基づき一定時間後の組み合わせビート周波数がそ
れぞれ予測される。そして、前記各予測組み合わせビー
ト周波数が、前記一定時間後に選択される前記上昇部側
及び下降部側の各ビート周波数又はその近傍の周波数の
中に存在するとき、この存在する予測組み合わせ周波数
が真の組み合わせビート周波数として設定され、これに
基づき対象物の情報が正しく特定される。
Description
り、特に、FM−CWレーダ装置に関する。
は、例えば、単一の対象物の相対速度V及び距離Dを算
出するにあたり、上昇部及び下降部からなる波形の変調
信号により周波数変調した送信信号を電波として送信
し、対象物により反射される電波を受信信号として受信
して、この受信信号を送信信号とミキシングし、ドップ
ラ周波数成分を含むビート信号を発生する。
変調信号の上昇部側及び下降部側の各ビート周波数を選
択し、これら各ビート周波数を利用して次の数1及び数
2の式により距離D及び相対速度Vを算出する。
で、fb1 及びfb2 は、変調信号の上昇部側及び下降
部側の各ビート周波数をそれぞれ表し、f0 は中心周波
数を表し、ΔFは周波数変移幅を表し、fmは変調周波
数を表し、また、Cは光速を表す。
度及び距離の算出にあたり、複数の対象物が存在する場
合、変調信号の上昇部側及び下降部側の各ビート周波数
を、対象物ごとに、正確に求めることが重要である。例
えば、4つの対象物が存在するものとする。ここで、こ
れらの各対象物が共に静止している場合には、ビート信
号がドップラ周波数成分を含まないため、各ビート周波
数の組合わせは、単純な周波数順となる。これを表1に
て示すものとする。但し、各対象物をNO.1乃至N
O.4として表すものとする。
順に、変調信号の上昇部側及び下降部側からそれぞれビ
ート周波数を選択すれば、4つの対象物に関する情報を
算出することは可能である。
には、各ビート信号がドップラ周波数成分を含むため、
上昇部側ビート周波数と下降部側ビート周波数とで異な
る値となる。このため、各対象物に対応すべきビート周
波数の順序が前後してしまい、表1のような単純な周波
数順の組み合わせとはならない。このようなことは、こ
れら対象物の距離が接近している場合に特に著しい。
み合わせによると、各対象物の距離や相対速度の正確な
情報が得られないという不具合が生ずる。以上の不具合
に対し、本発明者等は、FM−CWレーダ装置に固有の
特徴である対象物の相対速度及び距離を上述のように同
時に求め得る点を有効に活用して、次のような着想に基
づき、その解決を図った。 (1) 着想その1 上述の数1及び数2の両式によれば、各対象物の相対速
度及び距離は、それぞれの上昇部側及び下降部側の各ビ
ート周波数が正しく選択できれば、同時に算出すること
ができる。
囲では、一定時間ΔT後の各対象物の相対速度Vt及び
距離Dtも、次の数3及び数4の両式により同時に算出
することができる。
の各左辺を表す。そこで、上記不具合を次のような着想
により解決できることを確認した。即ち、上述のように
ビート信号を周波数解析した場合、上昇部側及び下降部
側の各ビート周波数は、それぞれ、4つずつ存在する。
そして、このことを考慮し、上昇部側及び下降部側の各
ビート周波数からそれぞれ一つずつ、各対象物に対応す
ると仮定し、任意に選択して4つのビート周波数の組み
合わせを作る。
数を数1及び数2の両式に代入すれば、各対象物の相対
速度V及び距離Dが算出される。さらに、これら算出結
果を利用して、数3及び数4の両式によりΔT後の各対
象物の相対速度Vt及び距離Dtが算出できる。このよ
うにして得られた相対速度Vt及び距離Dtを数1及び
数2の両式のV及びDとして代入すれば、ΔT後の上昇
部側及び下降部側の各ビート周波数を数1及び数2の両
式からなる連立方程式から算出できる。つまり、ΔT前
に仮定したビート周波数の組み合わせによりΔT後のビ
ート周波数の組み合わせを予測できる。
わせが正しいかどうかは、ΔTの経過後に実際のビート
信号の周波数解析により得られる上昇部側及び下降部側
の各ビート周波数或いはその近傍の周波数のうちに、上
記予測ビート周波数が存在するか否かにより判断でき
る。即ち、存在する予測ビート周波数の組み合わせは、
上記仮定が正しいと判断できる。
測ビート周波数の組み合わせが、対象物の上昇部側及び
下降部側の真の各ビート周波数であるといえる。よっ
て、これによれば、ΔT後において、各予測ビート周波
数の組み合わせのうちの真の組み合わせにより対象物の
相対速度及び距離を算出できる。上記判断は、上述のよ
うに算出した相対速度Vt及び距離Dtと、ΔT後の実
際のビート信号により得られる。また、この判断は、各
組み合わせビート周波数に基づいて算出した相対速度V
及び距離Dとが近傍に存在するか否かによる判断でもよ
い。 (2) 着想その2 ビート信号がCWドップラ周波数成分とFM−CWドッ
プラ周波数成分を含むと仮定した場合、CWドップラ周
波数成分に対しては、数1の式における周波数変移幅Δ
Fが零であると考えられるから、各対象物の距離は不明
である。しかし、CWドップラ周波数成分によれば、次
の数5の式により各対象物の相対速度の算出は可能であ
る。
数成分のビート周波数を表す。そこで、相対速度を表す
軸を横軸Xvとしてとり、距離を表す軸を縦軸Ydとし
てとった直交座標面上に、数5により求めた各対象物の
相対速度をプロットすれば、各対象物の距離は、不明で
あっても、各対象物の相対速度V=Vdで定まる直線
(縦軸Ydに平行な線)上にそれぞれ存在することが分
かる(図9参照)。
いては、周波数変移幅ΔFが存在するため、各対象物に
対して、数1及び数2の両式から上昇部側ビート周波数
及び下降部側ビート周波数に基づき相対速度V及び距離
Dの算出が可能である。そこで、このようにして算出し
た相対速度V及び距離Dを、上述の直交座標面上にプロ
ットすれば、4つの対象物に対し、4×4=16個の座
標(V、D)でもって表すことができる(図9参照)。
−CWドップラ周波数成分の双方において、相対速度は
対象物ごとに等しいため、V=Vdで定まる直線上にの
る座標(V、D)のみが、正しい組み合わせの上昇部側
ビート周波数及び下降部側ビート周波数に基づいて算出
されたものである。これにより、ビート信号がCWドッ
プラ周波数成分とFM−CWドップラ周波数成分を含む
ように、変調信号の一周期の波形を構成すれば、一サイ
クルでもって、対象物に対しての上昇部側及び下降部側
の各ビート周波数の正しい組み合わせを求め得ることが
分かった。
づき、相対速度を有する複数の対象物の場合にも、ビー
ト周波数の組み合わせを正確に設定して対象物の情報の
特定を正しく行うようにしたFM−CWレーダ装置を提
供することを目的とする。
め、請求項1に記載の発明においては、上昇部及び下降
部からなる波形の変調信号により周波数変調された送信
信号を発生する送信信号発生手段(20、30、11
0)と、前記送信信号を電波として送信し、対象物によ
り反射される前記電波を受信して受信信号を発生する送
受信手段(40、50)と、前記送信信号と前記受信信
号とを混合してビート信号を発生する混合手段(60)
と、前記上昇部側及び下降部側の各ビート周波数を前記
ビート信号からそれぞれ選択するビート周波数選択手段
(111乃至122)と、前記対象物が複数である場合
における前記上昇部側及び下降部側の各ビート周波数を
それぞれ一つずつ組み合わせて組み合わせビート周波数
とし、これら各組み合わせビート周波数に基づき一定時
間後の組み合わせビート周波数をそれぞれ予測するビー
ト周波数予測手段(123)と、前記各予測組み合わせ
ビート周波数が、前記一定時間後に前記ビート周波数選
択手段により選択される前記上昇部側及び下降部側の各
ビート周波数を含む近傍周波数の中に存在するとき、存
在する予測組み合わせ周波数を、真の組み合わせビート
周波数として設定する設定手段(150、151)と、
この設定手段により設定される真の組み合わせビート周
波数に基づき前記対象物の情報を特定する特定手段(1
52、153)とを備えるFM−CWレーダ装置が提供
される。
1に記載のFM−CWレーダ装置において、前記ビート
周波数予測手段に代えて、前記対象物が複数である場合
における前記上昇部側及び下降部側の各ビート周波数を
それぞれ一つずつ組み合わせて組み合わせビート周波数
とし、これら各組み合わせビート周波数に基づき前記対
象物との相対速度及び距離の少なくとも一方を予測する
対象物情報予測手段を設けることを特徴とする。
1又は2に記載のFM−CWレーダ装置において、前記
設定手段に代えて、前記各予測組み合わせビート周波数
が、前記一定時間後に前記ビート周波数選択手段により
選択される前記上昇部側及び下降部側の各ビート周波数
を含む近傍周波数の中に存在するか否かにつき、前記対
象物との相対速度及び距離の一方に基づき判定する判定
手段を備えることを特徴とする。
一定部、上昇部及び下降部からなる波形の変調信号によ
り周波数変調された送信信号を発生する送信信号発生手
段(20、30、110A)と、前記送信信号を電波と
して送信し、対象物により反射される前記電波を受信し
て受信信号を発生する送受信手段(40、50)と、前
記送信信号と前記受信信号とを混合してビート信号を発
生する混合手段(60)と、前記一定部側、上昇部側及
び下降部側の各ビート周波数を前記ビート信号からそれ
ぞれ選択するビート周波数選択手段(160、163)
と、前記対象物が複数である場合における前記一定部側
のビート周波数ごとに相対速度を算出する第1算出手段
(161)と、前記対象物が複数である場合における前
記上昇部側及び下降部側の各ビート周波数をそれぞれ一
つずつ組み合わせて組み合わせビート周波数とし、これ
ら組み合わせビート周波数ごとに相対速度を算出する第
2算出手段(164、165)と、第1及び第2の算出
手段(161、164、165)による各算出相対速度
が略一致する場合の組み合わせビート周波数を、真の組
み合わせビート周波数として設定する設定手段(16
6)と、この設定手段により設定される真の組み合わせ
ビート周波数に基づき前記対象物の情報を特定する特定
手段(167)とを備えるFM−CWレーダ装置が提供
される。
一定部、上昇部及び下降部からなる波形の変調信号によ
り周波数変調された送信信号を発生する送信信号発生手
段(20、30、110A)と、前記送信信号を電波と
して送信し、対象物により反射される前記電波を受信し
て受信信号を発生する送受信手段(40、50)と、前
記送信信号と前記受信信号とを混合してビート信号を発
生する混合手段と、前記一定部側、上昇部側及び下降部
側の各ビート周波数を前記ビート信号からそれぞれ選択
するビート周波数選択手段(160、163)と、前記
対象物が複数である場合における前記一定部側のビート
周波数ごとに相対速度を算出する第1算出手段(16
1)と、前記対象物が複数である場合における前記上昇
部側及び下降部側の各ビート周波数をそれぞれ一つずつ
組み合わせて組み合わせビート周波数とし、これら組み
合わせビート周波数ごとに相対速度を算出する第2算出
手段(164、165)と、前記第1及び第2の算出手
段(161、164、165)による各算出相対速度が
略一致する場合の組み合わせビート周波数を、第1の組
み合わせビート周波数として設定する第1設定手段(1
66)と、これら各第1の組み合わせビート周波数に基
づき一定時間後の組み合わせビート周波数をそれぞれ予
測するビート周波数予測手段(123)と、前記各第1
の組み合わせビート周波数が、前記一定時間後に前記ビ
ート周波数選択手段により選択される前記上昇部側及び
下降部側の各ビート周波数を含む近傍周波数の中に存在
するとき、存在する予測組み合わせ周波数を、第2の組
み合わせビート周波数として設定する第2設定手段(1
50、151)と、この第2設定手段により設定される
第2の組み合わせビート周波数に基づき前記対象物の情
報を特定する特定手段(152、153)とを備えるF
M−CWレーダ装置が提供される。
5に記載のFM−CWレーダ装置において、前記ビート
周波数予測手段に代えて、前記各第1の組み合わせビー
ト周波数に基づき相対速度及び距離の少なくとも一方を
予測する対象物情報予測手段を備えることを特徴とす
る。
5又は6に記載のFM−CWレーダ装置において、前記
第2設定手段に代えて、前記各第1の組み合わせビート
周波数が、前記一定時間後に前記ビート周波数選択手段
により選択される前記上昇部側及び下降部側の各ビート
周波数を含む近傍周波数の中に存在するか否かにつき、
前記対象物との距離及び相対速度の少なくとも一方に基
づき行う判定手段を備えることを特徴とする。
一定部、上昇部及び下降部からなる波形の変調信号によ
り周波数変調された送信信号を発生する送信信号発生手
段(20、30、110A)と、前記送信信号を電波と
して送信し、対象物により反射される前記電波を受信し
て受信信号を発生する送受信手段(40、50)と、前
記送信信号と前記受信信号とを混合してビート信号を発
生する混合手段(60)と、前記一定部側、上昇部側及
び下降部側の各ビート周波数を前記ビート信号からそれ
ぞれ選択するビート周波数選択手段(160、163)
と、前記対象物が複数である場合における前記上昇部側
及び下降部側の各ビート周波数をそれぞれ一つずつ組み
合わせて組み合わせビート周波数とし、これら各組み合
わせビート周波数に基づき一定時間後の組み合わせビー
ト周波数をそれぞれ予測するビート周波数予測手段(1
23)と、前記各組み合わせビート周波数が、前記一定
時間後に前記ビート周波数選択手段により選択される前
記上昇部側及び下降部側の各ビート周波数を含む近傍周
波数の中に存在するとき、存在する予測組み合わせ周波
数を、第1の組み合わせ周波数として設定する第1設定
手段(150、151)と、前記一定時間後の前記一定
部側のビート周波数ごとに相対速度を算出する第1算出
手段(161)と、前記第1の組み合わせビート周波数
ごとに相対速度を算出する第2算出手段(164、16
5)と、前記第1及び第2の算出手段(161、16
4、165)による各算出相対速度が略一致する場合の
組み合わせビート周波数を、第2の組み合わせビート周
波数として設定する第2設定手段(166)と、この第
2設定手段により設定される第2の組み合わせビート周
波数に基づき前記対象物の情報を特定する特定手段(1
67)とを備えるFM−CWレーダ装置が提供される。
8に記載のFM−CWレーダ装置において、前記ビート
周波数予測手段に代えて、前記対象物が複数である場合
における前記上昇部側及び下降部側の各ビート周波数を
それぞれ一つずつ組み合わせて組み合わせビート周波数
とし、これら各組み合わせビート周波数に基づき前記対
象物との相対速度及び距離の少なくとも一方を予測する
対象物情報予測手段を備えることを特徴とする。
項8又は9に記載のFM−CWレーダ装置において、前
記第1設定手段に代えて、前記各組み合わせビート周波
数が、前記一定時間後に前記ビート周波数選択手段によ
り選択される前記上昇部側及び下降部側の各ビート周波
数を含む近傍周波数の中に存在するか否かにつき、前記
対象物との距離及び相対速度の少なくとも一方に基づき
判定する判定手段を備えることを特徴とする。
述する実施例記載の具体的手段との対応関係を示すもの
である。
ば、ビート周波数選択手段が、前記上昇部側及び下降部
側の各ビート周波数を前記ビート信号からそれぞれ選択
し、ビート周波数予測手段が、対象物が複数の場合にお
ける前記上昇部側及び下降部側の各ビート周波数をそれ
ぞれ一つずつ組み合わせて組み合わせビート周波数と
し、これら各組み合わせビート周波数に基づき一定時間
後の組み合わせビート周波数をそれぞれ予測する。そし
て、前記各予測組み合わせビート周波数が、前記一定時
間後にビート周波数選択手段により選択される前記上昇
部側及び下降部側の各ビート周波数を含む近傍周波数の
中に存在するとき、設定手段が、存在する予測組み合わ
せ周波数を、真の組み合わせビート周波数として設定
し、かつ特定手段が設定組み合わせビート周波数に基づ
き前記対象物の情報を特定する。
物が存在しても、これら各対象物に対する前記一定時間
前の予測組み合わせビート周波数のうちの真の組み合わ
せビート周波数に基づき、対象物の情報の特定が正しく
確保され得る。ここで、請求項2或いは3に記載の発明
によっても、請求項1に記載の発明と同様の作用効果を
達成できる。
ば、前記変調信号の波形が一定部、上昇部及び下降部に
より構成されている。このため、ビート周波数選択手段
が前記一定部側、上昇部側及び下降部側の各ビート周波
数を前記ビート信号からそれぞれ選択し、第1算出手段
が対象物が複数である場合における前記一定部側のビー
ト周波数ごとに相対速度を算出し、第2算出手段が対象
物が複数である場合における前記上昇部側及び下降部側
の各ビート周波数をそれぞれ一つずつ組み合わせて組み
合わせビート周波数とし、これら組み合わせビート周波
数ごとに相対速度を算出し、かつ、設定手段が第1及び
第2の算出手段による各算出相対速度が略一致する場合
の組み合わせビート周波数を、真の組み合わせビート周
波数として設定し、かつ特定手段が設定組み合わせビー
ト周波数に基づき前記対象物の情報を特定する。
在しても、前記変調信号の一サイクルでもって、上昇部
側及び下降部側の各ビート周波数の真の組み合わせの設
定に基づき対象物の情報の特定が正しく確保され得る。
また、請求項5又は8に記載の発明によれば、請求項1
又は4に記載の両発明の相乗的作用効果を達成できる。
このため、上述した対象物の特定がより一層正しく確保
され得る。
0の発明によっても達成できる。
面により説明する。図1は本発明に係る車両用FM−C
Wレーダ装置の一例を示している。このFM−CWレー
ダ装置は、マイクロコンピュータ10を備えており、こ
のマイクロコンピュータ10は、図2乃至図4に示すフ
ローチャートに従い、コンピュータプログラムを実行
し、この実行中において、後述するミキサ60及び周波
数解析装置70(以下、FFT70という)からの各出
力データ等に基づき演算処理を行う。なお、上記コンピ
ュータプログラムは、マイクロコンピュータ10のRO
Mに予め記憶されている。
−A変換器20という)は、マイクロコンピュータ10
からの後述する三角波データを変調信号にアナログ変換
する。電圧制御発振装置30(以下、VCO30とい
う)は、D−A変換器20からの変調信号により周波数
変調された送信信号を発生する。送信アンテナ40は、
VCO30からの送信信号を当該車両の前方に向けて電
波として送信する。
れた電波を受信して受信信号としてミキサ60に出力す
る。ミキサ60は、VCO30からの送信信号と受信ア
ンテナ50からの受信信号とを混合してビート信号を形
成しマイクロコンピュータ10に出力する。FFT70
は、マイクロコンピュータ10からの出力データを周波
数スペクトル解析し、この解析結果を周波数スペクトル
データとしてマイクロコンピュータ10に出力する。
おいて、FM−CWレーダ装置を作動状態におけば、マ
イクロコンピュータ10が図2乃至図4のフローチャー
トに従いコンピュータプログラムの実行を開始する。す
ると、ステップ100において、フラグFがF=0とリ
セットされる。ついで、ステップ110にて、マイクロ
コンピュータ10のROMに予め記憶した三角波データ
が出力信号として所定計時時間(例えば、100ms)
の経過毎にD−A変換器20に出力される。なお、当該
所定計時時間は、マイクロコンピュータ10に内蔵した
タイマにより繰り返し計時される。
最初の出力信号がD−A変換器20に出力されると、こ
のD−A変換器20が、当該出力信号を変調信号にアナ
ログ変換してVCO30に出力する。このVCO30
が、D−A変換器20からの変調信号により周波数変調
された送信信号を発生すると、送信アンテナ40がこの
送信信号を当該車両の前方に向けて電波として送信す
る。
の対象物により反射されて受信アンテナ50にて受信信
号として受信されると、ミキサ60がこの受信信号とV
CO30からの送信信号とを混合してビート信号として
発生する。マイクロコンピュータ10が、ステップ11
1にて、ミキサ60からビート信号を受信すると、この
ビート信号がステップ112にてA−D変換され、かつ
このA−D変換データが、ステップ113にてサンプリ
ングされる。
ップ114にて、FFT70に出力される。これに伴
い、FFT70が当該サンプリングデータを周波数スペ
クトル解析する。この解析が終了すると、ステップ12
0における判定がYESとなり、次のステップ121に
おいて、FFT70の周波数スペクトル解析データがマ
イクロコンピュータ10に入力される。
周波数スペクトル解析データに基づきビート信号の上昇
部側及び下降部側の各ピーク値がサーチされる。この場
合、上記対象物が例えば4つであれば、4つずつのピー
ク値がサーチされる。そして、これらピーク値の各々に
それぞれ対応する上昇部側及び下降部側の各ビート周波
数が上記周波数スペクトル解析データに基づき特定され
る。
理が終了すると、ステップ122aにおいて、ステップ
122にて特定された上昇部側の各ビート周波数と下降
部側の各ビート周波数とが一つずつ組み合わされる。こ
のことは組み合わせビート周波数を作成することを意味
する。ついで、ステップ123において、これら各組み
合わせビート周波数毎に一定時間ΔT後の予測組み合わ
せビート周波数が、上記数1乃至数4の各式を利用し次
のようにして演算される。但し、一定時間ΔTは、例え
ば、マイクロコンピュータ10からの出力信号の周期の
5倍(500ms)に相当する時間である。
せビート周波数においてその上昇部側ビート周波数及び
下降部側ビート周波数をfb1 及びfb2 とすれば、数
1及び数2の両式より、D及びVが算出される。従っ
て、これらD、Vを数3の式に代入すれば、対象物のΔ
T後の距離Dtが算出される。
数においてその上昇部側予測ビート周波数及び下降部側
予測ビート周波数をそれぞれfb1t及びfb2tとする。
そして、数1及び数2の各式においてfb1 及びfb2
に代えてfb1t及びfb2tを未知数としてそれぞれ代入
し、Dに代えてDtを代入して、連立方程式として解く
ことにより、上昇側予測ビート周波数fb1t及び下降側
予測ビート周波数fb2tを算出できる。
ト周波数のステップ123における予測組み合わせビー
ト周波数についても同様にして算出できる。かかる予測
演算の終了後、現段階ではフラグF=0故、ステップ1
30における判定がYESとなる。このため、ステップ
131において、ステップ123における各予測ビート
周波数がマイクロコンピュータ10のRAMに記憶され
る。
の判定後、上述のようなステップ110からステップ1
40を通る演算が繰り返される。このような状態にて、
ステップ131における記憶データが初めのΔTに対応
する分に達しておれば、ステップ140における判定が
YESとなり、ステップ141においてフラグFがF=
1とセットされる。
の予測組み合わせビート周波数が現在のビート周波数、
即ちステップ123における最新の組み合わせビート周
波数の中或いはその近傍に存在しておれば、YESと判
定される。このように、相対速度を有する複数の対象物
が存在しても、現時点において、これら各対象物に対す
るΔT前の予測組み合わせビート周波数が正しいと判定
できる。
T前の予測組み合わせビート周波数が真の組み合わせビ
ート周波数としてRAMに記憶される。ついで、このR
AMの記憶データに基づき、ステップ152にて、数1
の式により各対象物の相対速度Vが算出され、かつ、ス
テップ153にて、数2の式により各対象物の距離Dが
算出される。
されたΔT前の予測組み合わせビート周波数に基づき対
象物の相対速度及び距離が算出されるので、相対速度を
有する複数の対象物についても、これら対象物の相対速
度及び距離を正しく算出できる。このようにして初回の
処理が終了した後は、ステップ110乃至ステップ12
3における処理が上述と同様に繰り返される。そして、
F=1に基づきステップ130にてNOとの判定がなさ
れ、132にて古い予測組み合わせビート周波数が捨て
られて最新の予測組み合わせビート周波数がRAMに記
憶される。その後、ステップ141以後の処理が上述と
同様に繰り返される。
物の数が多いために、ステップ122a、123におけ
る演算処理量が増大する場合には、ステップ122にお
けるビート周波数の組み合わせの選択をする前に、適当
な評価関数(例えば、ピーク値の差が異常に大きい場合
を除くようなもの)を設定してノイズ等を除去し、ビー
ト周波数の組み合わせの選択の対象となる候補を絞るこ
とにより、ステップ122a、123における演算処理
量を減少させることができる。
イクロコンピュータ10の出力信号を三角波データによ
り特定した例について説明したが、これに限らず、上昇
部と下降部からなる波形データであれば、どのような波
形データによってマイクロコンピュータ10の出力信号
を特定するようにしてもよい。かかる場合、波形データ
が下降後に上昇するように構成してもよい。
施の形態について説明すると、この第2実施の形態にお
いては、上記第1実施の形態にて述べたフローチャート
に代えて、図5及び図6に示すフローチャートが採用さ
れている。そして、このフローチャートを実行するため
のコンピュータプログラムが、上記第1実施の形態にお
けるコンピュータプログラムに代えて、マイクロコンピ
ュータ10のROMに予め記憶されている。その他の構
成は上記第1実施の形態と同様である。
いて、マイクロコンピュータ10が、ステップ100に
おけるF=0とのセット後、ステップ110Aにおい
て、同ステップにて示す波形データWを出力信号として
D−A変換器20に出力する。ここで、ステップ110
Aにて示す波形データWは、一定部Wa、上昇部Wb及
び下降部Wcにより構成されている。
D−A変換器20の変調信号が波形データWにより特定
される。そして、このように特定されたD−A変換器2
0の変調信号によりVCO30の送信信号が周波数変調
される。この送信信号が送信アンテナ40により電波と
して送信されて対象物により反射されると、この反射電
波が受信アンテナ50により受信される。すると、ミキ
サ60が受信アンテナ50の受信信号とVCO30の送
信信号とを混合してビート信号を発生する。ここで、こ
のビート信号には、波形データWの一定部Wa、上昇部
Wb及び下降部Wcにそれぞれ対応するCWドップラ周
波数成分、FW−CW上昇部ドップラ周波数成分及びF
M−CW下降部ドップラ周波数成分が含まれる。
1乃至ステップ114にて、A−D変換され、サンプリ
ングされてFFT70に出力される。このFFT70に
よる周波数スペクトル解析が終了すると、当該周波数ス
ペクトル解析データがステップ121にてマイクロコン
ピュータ10に入力される。然る後、図6のステップ1
60において、上記周波数スペクトル解析データのうち
のCWドップラ周波数成分データ領域から対象物の数に
相当する数のピーク値がサーチされるとともに、これら
各ピーク値にそれぞれ対応する一定部側ビート周波数が
上記CWドップラ周波数成分データ領域に基づき特定さ
れる。
物の相対速度Vdが、ステップ160にて特定された各
一定部側ビート周波数に基づき、数5の式を利用してそ
れぞれ算出される。図9は、7つの対象物の例を示す。
なお、各対象物の距離は不明である。ついで、ステップ
162において、各相対速度Vdが、上記直交座標面上
の第1マップデータとしてRAMに記憶される。
波数スペクトル解析データのうちのFM−CW上昇部ド
ップラ周波数成分データ領域から対象物の数に相当する
数のピーク値がサーチされるとともに、これら各ピーク
値にそれぞれ対応する上昇部側ビート周波数が上記FM
−CW上昇部ドップラ周波数成分データ領域に基づき特
定される。
のうちのFM−CW下降部ドップラ周波数成分データ領
域から対象物の数に相当する数のピーク値がサーチされ
るとともに、これら各ピーク値にそれぞれ対応する下降
部側ビート周波数が上記FM−CW下降部ドップラ周波
数成分データ領域に基づき特定される。このような特定
処理が終了すると、ステップ164において、ステップ
163における各上昇部側ビート周波数及び各下降部側
ビート周波数が一つずつ組み合わされて組み合わせビー
ト周波数としてそれぞれ構成される。
物の相対速度V及び距離Dが、ステップ163における
各組み合わせビート周波数に基づき、数1及び数2を利
用して算出され、それぞれ、上記直交座標面(例えば、
図10にて示されるような座標面)上の座標(V、D)
を表す第2マップデータとしてRAMに記憶される。し
かして、ステップ166において、上述した第1及び第
2のマップデータが上記直交座標面上にて重ね合わされ
る。ここで、各V=Vdを通る直線上にそれぞれのる座
標(V、D)が、正しい組み合わせビート周波数に基づ
いて算出されたものである。例えば、図11における座
標(V1、D1)と、上記直線上にのる座標(V2、D
2)とは正しくない組み合わせによる座標である。
しい組み合わせビート周波数が真の組み合わせビート周
波数として設定されるとともに、これらの基づき算出さ
れた相対速度及び距離が真の相対速度及び距離として設
定される。これにより、変調信号の一サイクルでもっ
て、対象物に対しての上昇部側及び下降部側の各ビート
周波数の正しい組み合わせの判定及び設定並びにこれら
に基づく相対速度及び距離の算出が可能となる。
イクロコンピュータ10の出力信号を波形データWによ
り特定するようにした例について説明したが、これに代
えて、図7にて示すように、上昇部Wb及び下降部Wc
の後に一定部Waを有するように波形データを構成して
実施してもよく、また、図8にて示すように、上昇部W
d、一定部We及び下降部Wfを有するように波形デー
タを構成して実施してもよい。
施の形態について説明すると、この第3実施の形態にお
いては、上記第2実施の形態にて述べたフローチャート
に代えて、図12乃至図15に示すフローチャートが採
用されている。このフローチャートは、上記第2実施の
形態におけるフローチャートに上記第1実施の形態のフ
ローチャートの一部を組み合わせてなる。このため、上
記第1及び第2の実施の形態の各フローチャートと同一
の部分は、同一の符号を付してある。そして、本第3実
施の形態のフローチャートを実行するためのコンピュー
タプログラムが、上記第2実施の形態におけるコンピュ
ータプログラムに代えて、マイクロコンピュータ10の
ROMに予め記憶されている。その他の構成は上記第2
実施の形態と同様である。
いて、上記第2実施の形態と同様にステップ100乃至
ステップ121(図5及び図12参照)の演算処理及び
ステップ160乃至ステップ167(図6及び図13参
照)の演算処理が行われる。然る後、上記第1実施の形
態と同様にステップ123乃至ステップ141(図3及
び図14参照)における演算処理及びステップ150乃
至ステップ153(図4及び図15参照)における演算
処理が行われる。
周波数を予測して実際の値との一致によりビート周波数
の組み合わせを選別し、然る後、一定部側ビート周波数
から算出した相対速度と、上昇部側及び下降部側の各ビ
ート周波数の組み合わせからの相対速度との一致により
ビート周波数の組み合わせを選別することとなる。この
ため、ビート周波数の組み合わせを、より一層正しくす
ることができる。
のフローチャートに第2実施の形態のフローチャートの
一部を組み合わせてあるので、例えば、上昇部側及び下
降部側の各ビート周波数が互いに接近しているために4
つの組み合わせビート周波数がV、D座標上で接近して
いるときでも、ビート周波数の組み合わせの正しい選別
が可能である。
施の形態を図16乃至図19に基づいて説明する。この
第4実施の形態では、上記第1実施の形態にて述べたフ
ローチャートに代えて、図16乃至図19に示すフロー
チャートが採用されている。このフローチャートは、上
記第1実施の形態におけるフローチャートに上記第2実
施の形態のフローチャートの一部を組み合わせてなる。
但し、上記第2実施の形態にいうステップ110A(図
5参照)が、図16の両ステップ100、111の間に
ステップ110Bとして設けられている。なお、上記第
1及び第2の実施の形態の各フローチャートと同一の部
分は、同一の符号を付してある。また、本第4実施の形
態のフローチャートを実行するためのコンピュータプロ
グラムが、上記第1実施の形態におけるコンピュータプ
ログラムに代えて、マイクロコンピュータ10のROM
に予め記憶されている。その他の構成は上記第1実施の
形態と同様である。
は、ステップ110Bにおいて、上記第2実施の形態に
て述べたステップ110Aにおける波形データの出力信
号としての出力が同様になされる。ついで、上記第1実
施の形態と同様にステップ111乃至ステップ121
(図2及び図16参照)の演算処理が行われる。然る
後、上記第1実施の形態と同様に、ステップ122乃至
ステップ141の演算処理(図3及び図17参照)及び
ステップ150乃至ステップ153の演算処理(図4及
び図18参照)が行われる。ついで、上記第2実施の形
態と同様に、ステップ160乃至ステップ162の演算
処理(図6及び図19参照)がなされる。すると、次の
ステップ163Aにおいて、両ステップ152、153
にて得た相対速度V及び距離Dが第2マップデータとし
て記憶される。その後、上記第1及び第2のマップデー
タに基づき、上記第2実施の形態と同様に両ステップ1
66、167の演算処理がなされる。
算出した相対速度と、上昇部側及び下降部側の各ビート
周波数の組み合わせからの相対速度との一致によりビー
ト周波数の組み合わせを選別し、然る後、ΔT後の組み
合わせビート周波数を予測して実際の値との一致により
ビート周波数の組み合わせを選別することとなる。この
ため、ビート周波数の組み合わせを、より一層正しくす
ることができる。
のフローチャートに第1実施の形態のフローチャートの
一部を組み合わせてあるので、例えば、上昇部側及び下
降部側の各ビート周波数が互いに接近しているために4
つの組み合わせビート周波数がV、D座標上で接近して
いるときでも、ビート周波数の組み合わせの正しい選別
が可能である。
施の形態を図20及び図21を参照して説明する。この
第5実施の形態では、上記第1実施の形態にて述べた図
3及び図4の両フローチャートに代えて、図20及び図
21にて示す両フローチャートを採用したことにその構
成上の特徴がある。その他の構成は上記第1実施の形態
と同様である。
は、上記第1実施の形態と同様にステップ122(図3
及び図20参照)における上昇部側及び下降部側の各組
み合わせビート周波数の作成が終了すると、図20のス
テップ123Aにおいて各組み合わせビート周波数ごと
の相対速度V及び距離Dが数1及び数2の両式に基づい
て演算される。
後の相対速度V及び距離Dが、ステップ123Aにおけ
る相対速度V及び距離Dに応じて数3及び数4の両式に
基づき予測演算される。かかる予測演算の終了後、ステ
ップ130における判定がYESの場合には、ステップ
131Aにおいて、ステップ123Bにおける各予測の
相対速度V及び距離Dがマイクロコンピュータ10のR
AMに記憶される。
の判定後、上述のようなステップ110からステップ1
40を通る演算が繰り返される。このような状態にて、
ステップ131Aにおける記憶データが初めのΔTに対
応する分に達しておれば、ステップ140における判定
がYESとなり、ステップ141においてフラグFがF
=1とセットされる。
前に予測した相対速度V及び距離Dの値が現在の相対速
度V及び距離Dの値、即ち、ステップ123Aにおける
最新の相対速度V及び距離Dの値と一致しておれば、Y
ESと判定される。そして、ステップ151Aにて、上
記ステップ150AにてYESと判定された相対速度V
及び距離Vが真の値とされる。
は、ステップ122におけるビート周波数の特定後は、
上記第1実施の形態のように組み合わせの対象をビート
周波数とするのではなく、組み合わせの対象を相対速度
V、距離Dとしたので、上記第1実施の形態のような余
分な演算処理が不要としつつ、上記第1実施の形態と同
様の作用効果を達成できる。
実施の形態にて述べた図3及び図4の両フローチャート
に代えて、図20及び図21にて示す両フローチャート
を採用した例について説明したが、これに限らず、上記
第3実施の形態にて述べたフローチャート(図14及び
図15参照)に代えて、図20及び図21にて示す両フ
ローチャートを採用した場合にも、上記第5実施の形態
と同様の作用効果を達成できる。
施の形態を図22乃至図24に基づいて説明する。この
第6実施の形態では、上記第4実施の形態にて述べた図
17乃至図19のフローチャートに代えて、図22乃至
図24に示すフローチャートが採用されている。その他
の構成は上記第4実施の形態と同様である。
は、上記第4実施の形態と同様にステップ122a(図
17及び図22参照)における上昇部側及び下降部側の
各組み合わせビート周波数の作成が終了すると、図22
のステップ123Aにおいて各組み合わせビート周波数
ごとのV、Dが演算され、る。ついで、ステップ123
Cにおいて、ΔT後の組み合わせV、Dが、予測演算さ
れる。
る判定がYESの場合には、ステップ131Bにおい
て、ステップ123Cにおける各予測の相対速度V及び
距離Dがマイクロコンピュータ10のRAMに記憶され
る。しかして、ステップ140におけるNOとの判定
後、上述のようなステップ110乃至ステップ140を
通る演算が繰り返される。
おける記憶データが初めのΔTに対応する分に達してお
れば、ステップ140における判定がYESとなり、ス
テップ141にてF=1とセットされる。ついで、ステ
ップ150Bにおいて、ΔT前に予測した相対速度V及
び距離Dの値が現在の相対速度V及び距離Dの値と一致
しておれば、YESと判定される。
ステップ150BにてYESと判定された相対速度V及
び距離Dが真の値とされる。以上説明したように、本第
6実施の形態では、ステップ122におけるビート周波
数の特定後は、上記第4実施の形態のように組み合わせ
の対象をビート周波数とするのではなく、組み合わせの
対象を相対速度V、距離Dとしたので、上記第4実施の
形態のような余分な演算処理を不要としつつ、上記第4
実施の形態と同様の作用効果を達成できる。
限らず、船舶等の各種移動体に本発明を適用して実施し
てもよい。また、上記各実施の形態のフローチャートに
おける各ステップは、それぞれ、機能実行手段としてハ
ードロジック構成により実現するようにしもよい。
る。
ーチャートの前段部である。
ーチャートの中段部である。
ーチャートの後段部である。
ャートの前段部である。
トの後段部である。
す図である。
を示す図である。
に基づく相対速度V=Vdを直交座標軸上にて示す図で
ある。
速度V及び距離Dとの間の関係を直交座標軸上にて示す
図である。
FM−CWドップラ周波数成分に基づく相対速度及び距
離との間の関係を直交座標軸上にて重ね合わせて示す図
である。
チャートの一部である。
チャートの一部である。
チャートの一部である。
チャートの一部である。
チャートの一部である。
チャートの一部である。
チャートの一部である。
チャートの一部である。
チャートの一部である。
チャートの一部である。
チャートの一部である。
チャートの一部である。
チャートの一部である。
換器、30・・・VCO、40・・・送信アンテナ、5
0・・・受信アンテナ、60・・・ミキサ、70・・・
FFT。
Claims (10)
- 【請求項1】 上昇部及び下降部からなる波形の変調信
号により周波数変調された送信信号を発生する送信信号
発生手段と、 前記送信信号を電波として送信し、対象物により反射さ
れる前記電波を受信して受信信号を発生する送受信手段
と、 前記送信信号と前記受信信号とを混合してビート信号を
発生する混合手段と、前記上昇部側及び下降部側の各ビ
ート周波数を前記ビート信号からそれぞれ選択するビー
ト周波数選択手段と、 前記対象物が複数である場合における前記上昇部側及び
下降部側の各ビート周波数をそれぞれ一つずつ組み合わ
せて組み合わせビート周波数とし、これら各組み合わせ
ビート周波数に基づき一定時間後の組み合わせビート周
波数をそれぞれ予測するビート周波数予測手段と、 前記各予測組み合わせビート周波数が、前記一定時間後
に前記ビート周波数選択手段により選択される前記上昇
部側及び下降部側の各ビート周波数を含む近傍周波数の
中に存在するとき、存在する予測組み合わせ周波数を、
真の組み合わせビート周波数として設定する設定手段
と、 この設定手段により設定される真の組み合わせビート周
波数に基づき前記対象物の情報を特定する特定手段とを
備えるFM−CWレーダ装置。 - 【請求項2】 前記ビート周波数予測手段に代えて、前
記対象物が複数である場合における前記上昇部側及び下
降部側の各ビート周波数をそれぞれ一つずつ組み合わせ
て組み合わせビート周波数とし、これら各組み合わせビ
ート周波数に基づき前記対象物との相対速度及び距離の
少なくとも一方を予測する対象物情報予測手段を設ける
ことを特徴とする請求項1に記載のFM−CWレーダ装
置。 - 【請求項3】 前記設定手段に代えて、前記各予測組み
合わせビート周波数が、前記一定時間後に前記ビート周
波数選択手段により選択される前記上昇部側及び下降部
側の各ビート周波数を含む近傍周波数の中に存在するか
否かにつき、前記対象物との相対速度及び距離の一方に
基づき判定する判定手段を備えることを特徴とする請求
項1又は2に記載のFM−CWレーダ装置。 - 【請求項4】 一定部、上昇部及び下降部からなる波形
の変調信号により周波数変調された送信信号を発生する
送信信号発生手段と、 前記送信信号を電波として送信し、対象物により反射さ
れる前記電波を受信して受信信号を発生する送受信手段
と、 前記送信信号と前記受信信号とを混合してビート信号を
発生する混合手段と、前記一定部側、上昇部側及び下降
部側の各ビート周波数を前記ビート信号からそれぞれ選
択するビート周波数選択手段と、 前記対象物が複数である場合における前記一定部側のビ
ート周波数ごとに相対速度を算出する第1算出手段と、 前記対象物が複数である場合における前記上昇部側及び
下降部側の各ビート周波数をそれぞれ一つずつ組み合わ
せて組み合わせビート周波数とし、これら組み合わせビ
ート周波数ごとに相対速度を算出する第2算出手段と、 前記第1及び第2の算出手段による各算出相対速度が略
一致する場合の組み合わせビート周波数を、真の組み合
わせビート周波数として設定する設定手段と、 この設定手段により設定される真の組み合わせビート周
波数に基づき前記対象物の情報を特定する特定手段とを
備えるFM−CWレーダ装置。 - 【請求項5】 一定部、上昇部及び下降部からなる波形
の変調信号により周波数変調された送信信号を発生する
送信信号発生手段と、 前記送信信号を電波として送信し、対象物により反射さ
れる前記電波を受信して受信信号を発生する送受信手段
と、 前記送信信号と前記受信信号とを混合してビート信号を
発生する混合手段と、前記一定部側、上昇部側及び下降
部側の各ビート周波数を前記ビート信号からそれぞれ選
択するビート周波数選択手段と、 前記対象物が複数である場合における前記一定部側のビ
ート周波数ごとに相対速度を算出する第1算出手段と、 前記対象物が複数である場合における前記上昇部側及び
下降部側の各ビート周波数をそれぞれ一つずつ組み合わ
せて組み合わせビート周波数とし、これら組み合わせビ
ート周波数ごとに相対速度を算出する第2算出手段と、 前記第1及び第2の算出手段による各算出相対速度が略
一致する場合の組み合わせビート周波数を、第1の組み
合わせビート周波数として設定する第1設定手段と、 これら各第1の組み合わせビート周波数に基づき一定時
間後の組み合わせビート周波数をそれぞれ予測するビー
ト周波数予測手段と、 前記各第1の組み合わせビート周波数が、前記一定時間
後に前記ビート周波数選択手段により選択される前記上
昇部側及び下降部側の各ビート周波数を含む近傍周波数
の中に存在するとき、存在する予測組み合わせ周波数
を、第2の組み合わせビート周波数として設定する第2
設定手段と、 この第2設定手段により設定される第2の組み合わせビ
ート周波数に基づき前記対象物の情報を特定する特定手
段とを備えるFM−CWレーダ装置。 - 【請求項6】 前記ビート周波数予測手段に代えて、前
記各第1の組み合わせビート周波数に基づき相対速度及
び距離の少なくとも一方を予測する対象物情報予測手段
を備えることを特徴とする請求項5に記載のFM−CW
レーダ装置。 - 【請求項7】 前記第2設定手段に代えて、前記各第1
の組み合わせビート周波数が、前記一定時間後に前記ビ
ート周波数選択手段により選択される前記上昇部側及び
下降部側の各ビート周波数を含む近傍周波数の中に存在
するか否かにつき、前記対象物との距離及び相対速度の
少なくとも一方に基づき行う判定手段を備えることを特
徴とする請求項5又は6に記載のFM−CWレーダ装
置。 - 【請求項8】 一定部、上昇部及び下降部からなる波形
の変調信号により周波数変調された送信信号を発生する
送信信号発生手段と、 前記送信信号を電波として送信し、対象物により反射さ
れる前記電波を受信して受信信号を発生する送受信手段
と、 前記送信信号と前記受信信号とを混合してビート信号を
発生する混合手段と、前記一定部側、上昇部側及び下降
部側の各ビート周波数を前記ビート信号からそれぞれ選
択するビート周波数選択手段と、 前記対象物が複数である場合における前記上昇部側及び
下降部側の各ビート周波数をそれぞれ一つずつ組み合わ
せて組み合わせビート周波数とし、これら各組み合わせ
ビート周波数に基づき一定時間後の組み合わせビート周
波数をそれぞれ予測するビート周波数予測手段と、 前記各組み合わせビート周波数が、前記一定時間後に前
記ビート周波数選択手段により選択される前記上昇部側
及び下降部側の各ビート周波数を含む近傍周波数の中に
存在するとき、存在する予測組み合わせ周波数を、第1
の組み合わせ周波数として設定する第1設定手段と、 前記一定時間後の前記一定部側のビート周波数ごとに相
対速度を算出する第1算出手段と、 前記第1の組み合わせビート周波数ごとに相対速度を算
出する第2算出手段と、 前記第1及び第2の算出手段による各算出相対速度が略
一致する場合の組み合わせビート周波数を、第2の組み
合わせビート周波数として設定する第2設定手段と、 この第2設定手段により設定される第2の組み合わせビ
ート周波数に基づき前記対象物の情報を特定する特定手
段とを備えるFM−CWレーダ装置。 - 【請求項9】 前記ビート周波数予測手段に代えて、前
記対象物が複数である場合における前記上昇部側及び下
降部側の各ビート周波数をそれぞれ一つずつ組み合わせ
て組み合わせビート周波数とし、これら各組み合わせビ
ート周波数に基づき前記対象物との相対速度及び距離の
少なくとも一方を予測する対象物情報予測手段を備える
ことを特徴とする請求項8に記載のFM−CWレーダ装
置。 - 【請求項10】 前記第1設定手段に代えて、前記各組
み合わせビート周波数が、前記一定時間後に前記ビート
周波数選択手段により選択される前記上昇部側及び下降
部側の各ビート周波数を含む近傍周波数の中に存在する
か否かにつき、前記対象物との距離及び相対速度の少な
くとも一方に基づき判定する判定手段を備えることを特
徴とする請求項8又は9に記載のFM−CWレーダ装
置。
Priority Applications (3)
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---|---|---|---|
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