JPH10232281A - Fmcwレーダ装置 - Google Patents

Fmcwレーダ装置

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Publication number
JPH10232281A
JPH10232281A JP9036154A JP3615497A JPH10232281A JP H10232281 A JPH10232281 A JP H10232281A JP 9036154 A JP9036154 A JP 9036154A JP 3615497 A JP3615497 A JP 3615497A JP H10232281 A JPH10232281 A JP H10232281A
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JP
Japan
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frequency modulation
speed
distance
estimating means
average
Prior art date
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Pending
Application number
JP9036154A
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English (en)
Inventor
Takeshi Okada
毅 岡田
Hisashi Kurokawa
久 黒河
Masayuki Hamada
雅之 浜田
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Priority to US09/026,940 priority patent/US5920280A/en
Publication of JPH10232281A publication Critical patent/JPH10232281A/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06Systems determining position data of a target
    • G01S13/08Systems for measuring distance only
    • G01S13/32Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
    • G01S13/34Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated using transmission of continuous, frequency-modulated waves while heterodyning the received signal, or a signal derived therefrom, with a locally-generated signal related to the contemporaneously transmitted signal
    • G01S13/345Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated using transmission of continuous, frequency-modulated waves while heterodyning the received signal, or a signal derived therefrom, with a locally-generated signal related to the contemporaneously transmitted signal using triangular modulation
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/40Means for monitoring or calibrating
    • G01S7/4004Means for monitoring or calibrating of parts of a radar system
    • G01S7/4021Means for monitoring or calibrating of parts of a radar system of receivers

Abstract

(57)【要約】 【課題】 FMCWの三角波による周波数変調の勾配誤
差、即ち、上り,下りのアンバランス及び絶対値誤差が
あっても、目標物までの相対距離、相対速度を精度良く
求める。 【解決手段】 三角波の上りと下りの勾配で生じるビー
ト波周波数の和と、予め想定していた三角波の上り,下
りの勾配の平均周波数変調度aとから、第1距離推定手
段1で目標物までの距離R1を推定し、得られた距離の
時間差分から第1速度推定手段2により目標物との相対
速度V1を推定する。前記R1とV1とから、暫定周波数
変調度推定手段3で暫定周波数変調度bu,bdを推定
し、そのbu,bdと第1距離推定手段1で得られた距離
R1から、さらに精度良い目標物との相対速度V2を求め
る。さらに、速度V2と第1速度推定手段2で得られた
速度V1とから、平均周波数変調度比推定手段5により
平均周波数変調度比pを推定し、第1距離推定手段1で
得られた距離R1と前記平均周波数変調度比pを用いて
第2距離推定手段6でさらに精度良い位置R2を求め
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば円滑かつ安
全な交通を支援するために車載あるいは道路に設置され
て、目標物までの相対距離、相対速度を検出するFMC
Wレーダ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のFMCWレーダ装置とその原理に
関しては、例えば、改定レーダ技術p.274〜(電子情報通
信学会)やIntroduction to Radar Systems (M.I.Skolni
k)に詳しく記載されており、また、FMCWレーダ装置
の精度改善やその利用特許については、特開平5−1881
41号公報等に開示されている。
【0003】以下、図面を参照しながら、従来のFMC
Wレーダ装置の2つの例について説明する。図2は、従
来のFMCWレーダ装置の第1の例の概略図を示したも
ので、21は第1距離推定手段、22は第3速度推定手段で
ある。
【0004】図3は、従来のFMCWレーダ装置の第2
の例の概略図を示すものであり、31は第1距離推定手
段、32は第1速度推定手段、33は第3速度推定手段、34
は周波数変調度比推定手段、35は第2距離推定手段であ
る。
【0005】また、図4は、FMCWレーダ装置の原理
を説明するための、送受信される電波の周波数対時間の
関係を示したものである。
【0006】FMCWレーダ装置において、ビート波を
得るまでの具体的な構成は本発明とは直接関係しないの
で省略するが、例えば、上記のIntroduction to RadarS
ystems (M.I.Skolnik)等にその例、ブロック図が記載さ
れている。以下では、ビート波の周波数に注目するが、
周波数を求めるには、例えば、フィルタバンクやA/D
変換後FFT等のディジタル信号処理を施すなど、さま
ざまな方法があるので、適当な方法を選べばよい。
【0007】ここでは、図4を用いて、ビート波の周波
数に位置、速度の情報が含まれる原理を説明するととも
に、従来のFMCWレーダ装置における算出方法につい
て説明する。
【0008】送信波として、図4(a)の実線で示すよう
に、周波数を三角波の繰り返しで変調した変調波を用い
ると、距離Rのところにある目標物で反射して戻ってく
る受信波は、時間にして2R/c(cは光速)だけ送信波
に対して遅れるので、受信波と送信波の周波数が同一で
はなくなり、両者を混合すると、ビート波が生じる。そ
のビート波の周波数frは、(数4)となる。
【0009】
【数4】fr=2R/c×a ただし、aは単位時間当たりの周波数の変化量である周
波数変調度の絶対値で、三角波で上下に変調する周波数
差をdf、その周波数差だけ掃引するのに費やす時間を
dtとすると、(数5)となる。
【0010】
【数5】a=df/dt 一方、目標物がレーダに対し相対的に移動しているとき
(レーダあるいは目標物が動いているとき)、上記距離に
より周波数ずれと共に、ドップラー効果により周波数シ
フトfvが生じ、(数6)となる。
【0011】
【数6】fv=2V/c×fc ただし、V:相対速度、fc:送信波の中心周波数 従って、三角波で周波数変調された送信波と受信波とを
混合することによって、(数4)、(数6)で示される距離
と速度によるビート波を生じる。
【0012】例えば、三角波の上り勾配のときのビート
周波数fuは、(数7)となる。
【0013】
【数7】fu=fr−fv 一方、そのときの三角波の下り勾配のときのビート周波
数fdは、(数8)となる。
【0014】
【数8】fd=fr+fv 従来のFMCWレーダ装置では、逆に、三角波による周
波数変調の上りと下り勾配のそれぞれのビート波の周波
数が与えられて、(数4),(数6),(数7),(数8)を解
くことによって、レーダと目標物との相対距離R、相対
速度Vを求める。すなわち、
【0015】
【数9】R=(fu+fd)/4/a×c
【0016】
【数10】V=(fd−fu)/4/fc×c 次に、図2を用いて、従来のFMCWレーダ装置の第1
の例について、その動作を説明する。FMCWレーダ装
置前段で得られる周波数変調の上りと下り勾配のそれぞ
れのビート周波数fu,fdを入力として、予め設計ない
し実際の測定により求めた周波数変調度aから、第1距
離推定手段21は、(数9)に基づいて、レーダと目標物と
の相対距離Rを推定する。一方、第3速度推定手段22
は、(数10)に基づいて、レーダと目標物との相対速度V
を推定する。
【0017】以上の構成により、従来のFMCWレーダ
装置は、三角波の周波数変調による上りと下りの勾配の
ビート周波数から、上記の式に示すように簡単に距離、
速度を求めることができる。
【0018】次に、図3を用いて、従来のFMCWレー
ダ装置の第2の例について、その動作を説明する。予め
レーダに設定される単位時間当たりの周波数の変化量で
ある平均周波数変調度の絶対値a(上りと下りの変調度
の平均)には誤差が重畳し、真の平均周波数変調度の絶
対値atと異なる場合を想定する。すなわち、ビート周
波数としては、
【0019】
【数11】fu=2R/c×at−2V/c×fc
【0020】
【数12】fd=2R/c×at+2V/c×fc が得られる。第1距離推定手段31では、(数9)のように
距離を計算するが、この際、平均周波数変調度の絶対値
としてaが用いられるので、結局、距離推定値R1は、
(数13)により求められるが、平均周波数変調度比pが乗
じた分だけ、真の距離Rから変動する。
【0021】
【数13】R1=R×at/a=R/p ただし、p=a/at、R:真の距離 第1速度推定手段32は、上記第1距離推定手段31の時間
差分としてV1を(数14)より求める。
【0022】
【数14】V1=V/p ただし、V:真の距離 また、第3速度推定手段33は(数11),(数12)を連立させ
て速度を求めるが、平均周波数変調度の絶対値aの影響
は消えて、Vそのものが得られる。
【0023】よって、周波数変調度比推定手段34は、第
3速度推定手段33で求めたVと第1速度推定手段32で求
めた速度V1から、平均周波数変調度比pを求め、その
pを用いて、第2距離推定手段35は、pをR1に乗じる
ことによって、真のRを推測する。
【0024】以上の構成により、仮に、平均周波数変調
度の絶対値に誤差が存在していても、真の値に近い距
離、速度を推定することができる。
【0025】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例1のような構成のFMCWレーダ装置では、三角波
による周波数変調の勾配、すなわち、単位時間当たりの
周波数の変化量である平均周波数変調度の絶対値(従来
例でa)に関して、実際の値と予め設定しておく距離・
速度算出時に用いる値とに差異があると、求めた距離、
速度に誤差を生じるという問題点があった。
【0026】また、上記従来例2のような構成のFMC
Wレーダ装置では、上りと下り勾配の平均周波数変調度
の絶対値の誤差には対応できるものの、その前提となっ
ているのは、上り,下り勾配、すなわち、周波数変調度
が全く等しいという仮定であり、この仮定がくずれる
と、速度に大きな誤差が重畳するために、その速度を使
って距離を補正する上記補正はかえって悪影響を及ぼす
という大きな問題点があった。
【0027】例えば、予め想定していた三角波の上り,
下り勾配の平均周波数変調度aと、真の三角波の上り,
下り勾配の周波数変調度au,adの平均との比である平
均周波数変調度比が1でないならば、その変調度比分だ
け距離が変動するし、上り,下り勾配の値に差異がある
と、その差異に比例した速度誤差が生じる。
【0028】本発明は、上記従来の問題点を解決するも
ので、三角波による周波数変調の勾配誤差、即ち、上
り,下りのアンバランス及び絶対値誤差があっても、目
標物まだの相対距離、相対速度を精度良く求めることが
できるFMCWレーダ装置を提供することを目的とす
る。
【0029】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、公式通りに得た距離とその時間差分とし
て得られた速度から、平均周波数変調度比と上り,下り
それぞれの勾配の変調度との積の値bu,bdをまず推定
し、そのbu,bdから周波数変調度誤差による影響を補
正した速度を推定し、その速度値と最初に求めた距離差
分値としての速度値との比から平均周波数変調度比を求
めることによって、周波数変調度誤差による影響を補正
した距離を推定するものである。
【0030】そこで、請求項1に記載の発明は、上記三
角波の上りと下りの勾配で生じるビート波周波数の和
と、予め想定していた三角波の上り,下りの勾配の平均
周波数変調度a(単位時間当たりの周波数変化の絶対値)
とから、目標物までの距離R1を推定する第1距離推定
手段と、第1距離推定手段で得られた距離の時間差分か
ら目標物との相対速度V1を推定する第1速度推定手段
と、予め想定していた三角波の上り,下り勾配の平均周
波数変調度aと、真の三角波の上り,下り勾配の周波数
変調度au,adの平均との比である平均周波数変調度比
2a/(au+ad)をpとして、第1距離推定手段で得ら
れた距離と第1速度推定手段で得られた速度から、平均
周波数変調度比と三角波の上り勾配の真の周波数変調度
との積bu(=p×au)、平均周波数変調度比と下り勾配
の真の周波数変調度との積bd(=p×ad)を推定する暫
定周波数変調度推定手段と、その暫定周波数変調度b
u,bdと第1距離推定手段で得られた距離から、さらに
精度良い目標物との相対速度V2を求める第2速度推定
手段と、第2速度推定手段で得られた速度V2と第1速
度推定手段で得られた速度V1とから、上記予め想定し
ていた三角波の上り,下り勾配の平均周波数変調度a
と、真の三角波の上り,下り勾配の周波数変調度au,
adの平均との比pを推定する平均周波数変調度比推定
手段と、第1距離推定手段で得られた距離R1と平均周
波数変調度比推定手段で得られた平均周波数変調度比p
を用いてさらに精度良い距離R2を求める第2距離推定
手段とから構成される。これによって、三角波変調の勾
配に誤差があっても、精度よく距離、速度を推定するこ
とができる。
【0031】また、請求項2に記載の発明は、請求項1
における暫定周波数変調度推定手段が、第1距離推定手
段で得られた距離R1と第1速度推定手段で得られた速
度V1とから、bdtmp,butmpを計算し、
【0032】
【数15】 bdtmp=c/R1/2×(fbd−2×V1/c×fc) butmp=c/R1/2×(fbu+2×V1/c×fc) ただし、c:光速、fbu,fbdは三角波変調の上り,下
り勾配 それぞれで生じるビート波の周波数、fc:レーダ送信
波周波数 そのbdtmp,butmpの一定時間以上の平均あるいはロー
パスフィルタリングの結果から、平均周波数変調度比と
三角波の上り,下りそれぞれの勾配の真の周波数変調度
との積bu,bdを推定するものであり、これによって、
レーダと目標物とが相対的に動いているか否かに関係な
くbu,bdを推定することができる。
【0033】また、請求項3に記載の発明は、暫定周波
数変調度推定手段が、第1速度推定手段で得られた速度
V1の絶対値がある既定値以下か0であって、相対速度
がほぼ0と見做せるときのみ、即ち、レーダと目標物と
が相対的に動いていないと考えられるときに第1距離推
定手段で得られた距離R1から、bdtmp,butmpを計算
し、
【0034】
【数16】 bdtmp=c/R1/2×fbd butmp=c/R1/2×fbu ただし、c:光速、fbu,fbd:三角波変調の上り,下
り勾配 それぞれで生じるビート波の周波数 そのbdtmp,butmpの長時間の平均あるいはローパスフ
ィルタリングの結果から、暫定周波数変調度bu,bdを
推定するものであり、これにより精度良い値を推定する
ことができる。
【0035】また、請求項4に記載の発明は、請求項1
における平均周波数変調度比推定手段が、第2速度推定
手段で得られた速度V2と第1速度推定手段で得られた
速度V1を用いて、(数17)により逐次更新するものであ
り、
【0036】
【数17】p(n)=p(n-1)+kg×V1(n)×(V2(n)−p
(n-1)×V1(n)) ただし、kg:予め設定されたゲイン これにより、上記pを推定することができる。
【0037】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して詳細に説明する。 (実施の形態1)図1は、本発明の一実施の形態におけ
るFMCWレーダ装置の構成を示したものである。図1
において、1は第1距離推定手段、2は第1速度推定手
段、3は暫定周波数変調度推定手段、4は第2速度推定
手段、5は平均周波数変調度比推定手段、6は第2距離
推定手段である。
【0038】次に、以上のように構成されたFMCWレ
ーダ装置について、その動作を説明する。なお、FMC
Wレーダの原理については、従来の技術で触れたので、
ここでは省略する。ただし、従来の技術では当初から簡
単のために、上り,下りの真の変調度の絶対値が等し
く、また、その平均値は、予め設定される周波数変調度
平均値aと等しいとしていたが、ここでは、上り,下り
の真の変調度の絶対値は異なっているとして、その値を
それぞれau,adとする。即ち、
【0039】
【数18】fu=2R/c×au−2V/c×fc
【0040】
【数19】fd=2R/c×ad+2V/c×fc というビート波周波数が、上り,下りの勾配でそれぞれ
得られる。
【0041】第1距離推定手段1では、予め想定してい
た三角波の上り,下り勾配の平均周波数変調度aを用い
て、(数20)を用いて目標物との相対距離を推定する。
【0042】
【数20】R1=(fu+fd)/4/a×c ただし、R1:第1距離推定手段で得られる推定値 ここで、上記R1は、(数18),(数19)を(数20)に代入す
ると、
【0043】
【数21】 R1=(au+ad)/(2a)×R =R/p と表すことができて、予め想定していた平均周波数変調
度aと、真の三角波の上り,下り勾配の周波数変調度a
u,adの平均との比の逆数である1/p倍だけ、真の距
離Rとは異なる値となることがわかる。
【0044】次に、第1速度推定手段2は、第1距離推
定手段1で得られた距離の時間差分から目標物との相対
速度V1を推定する。例えば、離散時間kでの速度V1
(k)は、時間kとk―1の時間に求められたR1を用い
て、(数22)により求める。
【0045】
【数22】V1(k)=―(R1(k)―R1(k―1)) ただし、V1:距離が小さくなる向きの移動速度を正と
する このV1は、上記R1の時間差分であるがゆえ、(数23)の
ように表すことができる。
【0046】
【数23】V1≒V/p 即ち、真の速度Vの1/p倍が得られることになる。
【0047】ちなみに、ここで、従来の技術の第1の例
の第3速度推定手段をそのまま用いて(数24)のように速
度を推定するとする。
【0048】
【数24】Ve=(fd−fu)/4/fc×c この(数24)に(数18),(数19)を代入すると、上り,下り
の真の変調度の絶対値は異なっているために、
【0049】
【数25】Ve=V+R/(2×fc)×(ad−au) となり、真の速度Vに対し、Rと上り,下りの真の変調
度の差に比例した誤差Evが生じることとなる。
【0050】
【数26】Ev=R/(2×fc)×(ad−au) 例えば、ad=3ell[Hz/s],au=2.7ell[Hz/
s](つまり、10%のアンバランス誤差)、fc=76.5G
Hz、R=10mとして、(数21)に代入すると、真の速度
の値に関わらず、1.96[m/s](=7Km/h)の誤差を
生じることになる。よって、(数24)から公式通り直接、
速度を求めると、非常に誤差が大きくなることがあるの
が分かる。よって、本発明ではまず、第1速度推定手段
2により、(数23)のように求めるのである。
【0051】さて、ここで、(数18),(数19)をそれぞ
れ、au,adについて解く。R,Vには、第1距離推定
手段1で得られたR1と、第1速度推定手段2で得られ
たV1を代入し、得られたau,adに相当する値をそれ
ぞれ、bdtmp,butmpとすると、(数27),(数28)とな
る。
【0052】
【数27】 butmp=c/R1/2×(fbu+2×V1/c×fc)
【0053】
【数28】 bdtmp=c/R1/2×(fbd−2×V1/c×fc) 上式に、(数21),(数23)を代入すれば、(数29),(数30)
となる。
【0054】
【数29】butmp=p×au+(1−p)×V1/R1×fc
【0055】
【数30】bdtmp=p×ad−(1−p)×V1/R1×fc 今、このFMCWレーダ装置をつけた車の主要目的が例
えば、前方の車に追従するオートクルーズだとすれば、
相対速度であるV1は平均値0近辺でばらつくことが多
い。即ち、ある時間以上の平均値E(V1)は、(数31)と
なる。
【0056】
【数31】E(V1)≒0 よって、butmp,bdtmpのある一定時間以上の平均値
は、(数32),(数33)となり、p×au,p×adに等しく
なることがわかる。
【0057】
【数32】E(butmp)=E(p×au)
【0058】
【数33】E(bdtmp)=E(p×ad) 暫定周波数変調度推定手段3は、上記考え方より、例え
ば、butmp,bdtmpを長時間サンプルして、その平均値
を取ることによって、平均周波数変調度比と三角波の上
り,下りそれぞれの勾配の真の周波数変調度との積bu
(=p×au),bd(p×ad)を求める。もし、FMCW
レーダ装置が設計値通りで、
【0059】
【数34】au=ad=a であるならば、
【0060】
【数35】bu=au,bd=ad であるがゆえ、bu,bdを暫定周波数変調度と仮に呼ん
でいる。
【0061】次に、今、次の式の値を考える。
【0062】
【数36】Eest=R1/(2×fc)×(bd−bu) 上式に、bu,bdおよび(数21)のR1を代入して、(数2
6)と比べると、
【0063】
【数37】Eest=Ev であることがわかる。即ち、(数35)に従い、Eestを求
めれば、(数25)のVeに含まれる速度誤差Evを推定する
ことができる。
【0064】第2速度推定手段4は、上記の考え方よ
り、暫定周波数変調度bu,bdと第1距離推定手段で得
られた距離R1とから、Veに含まれる誤差を推定し、そ
の誤差を打ち消すことによって、精度の良い速度値V2
を推定する。この第2速度推定手段4は、(数18),(数1
9)のau,adの代わりにbu,bdを代入し、速度につい
て連立させて解くことによっても実現でき、V2を推定
することができる。
【0065】次に、平均周波数変調度比推定手段5は、
第2速度推定手段で得られた速度V2と、(数23)で表さ
れる第1速度推定手段で得られた速度V1を比較するこ
とによって、
【0066】
【数38】V2/V1=p 平均周波数変調度比pを求めることができる。pが求ま
れば、第2位置推定手段6は、(数21)のR1から、
【0067】
【数39】R2=p×R1 を計算することによって、さらに精度の良い位置推定値
R2を求める。
【0068】以上の構成により、仮に、上り,下りの真
の変調度の絶対値は異なって、それぞれ、au,adとい
う値を取ったとしても、その値の影響を受けず、目標物
までの相対距離、相対速度を精度よく求めることができ
る。
【0069】また、請求項2の暫定周波数変調度推定手
段は、(数29),(数30)で得られたbutmp,bdtmpから、
離散時間をkとして、
【0070】
【数40】 bu(k)=bu(k―1)+g1×(butmp−bu(k−1)) bd(k)=bd(k―1)+g2×(bdtmp−bd(k−1)) ただし、g1,g2:予め設定されたゲイン の式により逐次更新することによって、各離散時間にお
いて上記更新だけのごく少ない計算負荷と記憶メモリで
実現できる。また、必ずしも、速度が0でなくても、b
u,bdをほぼリアルタイムに推定可能な暫定周波数変調
度推定手段を提供することができる。
【0071】また、請求項3の暫定周波数変調度推定手
段では、逆に速度V1が0付近であるときに推定処理を
限定することによって、V1の長時間の平均値が仮に0
でない場合にも、(数29),(数30)に示すように、bu,
bdに速度V1による誤差が重畳せず、精度よくbu,bd
を推定することができる。具体的には、V1はほぼ0と
みなしてよいから、
【0072】
【数41】 butmp=c/R1/2×fbu bdtmp=c/R1/2×fbd ただし、c:光速、fbu,fbdは三角波変調の上り,下
り それぞれの勾配で生じるビート波の周波数 で求まるbutmp,bdtmpから、フィルタリングによっ
て、bu,bdを求めることにより精度良く推定すること
ができる。
【0073】さらに、請求項4に示した平均周波数変調
度比推定手段を用いれば、離散時間をkとして、
【0074】
【数42】p(k)=p(k−1)+kg×V1(k)×(V2(k)
−p(k-1)×V1(k)) ただし、kg:予め設定されたゲイン (数42)により逐次更新することによって、各離散時間に
おいて上記更新だけのごく少ない計算負荷と少ない記憶
メモリで平均周波数変調度比推定手段を提供することが
できる。
【0075】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明に
よれば、三角波による周波数変調の上り,下り勾配に関
して、真の変調度の絶対値は異なって、それぞれ、a
u,adという値を取ったとしても、その値と予め設定し
た平均変調度aとの差異による誤差をキャンセルして、
目標物までの相対距離、相対速度を精度よく求めること
ができる。
【0076】また、請求項2、請求項3の暫定周波数変
調度推定手段、請求項4の平均周波数変調度比推定手段
により、精度良く、かつ、少ない計算負荷、記憶メモリ
量で、それぞれの手段を具体的に実現することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態におけるFMCWレーダ
装置の概略ブロック図である。
【図2】従来のFMCWレーダ装置の第1の例の概略ブ
ロック図である。
【図3】従来のFMCWレーダ装置の第2の例の概略ブ
ロック図である。
【図4】FMCWレーダ装置の原理を説明するための、
送受信される電波の周波数対時間の関係を示す図であ
る。
【符号の説明】
1…第1距離推定手段、 2…第1速度推定手段、 3
…暫定周波数変調度推定手段、 4…第2速度推定手
段、 5…平均周波数変調度比推定手段、 6…第2距
離推定手段。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直線的な周波数変調を三角波の繰り返し
    で施した送信波と、目標物で反射して戻ってきた受信波
    とのビートから目標物との距離,速度を検出するFMC
    Wレーダ装置であって、 前記三角波の上りと下りの勾配で生じるビート波周波数
    の和と、予め想定していた三角波の上り,下りの勾配の
    平均周波数変調度a(単位時間当たりの周波数変化の絶
    対値)とから、目標物までの距離R1を推定する第1距離
    推定手段と、 前記第1距離推定手段で得られた距離R1の時間差分か
    ら目標物との相対速度V1を推定する第1速度推定手段
    と、 予め想定していた三角波の上り,下り勾配の平均周波数
    変調度aと、真の三角波の上り,下り勾配の周波数変調
    度au,adの平均との比である平均周波数変調度比2a
    /(au+ad)をpとして、前記第1距離推定手段で得ら
    れた距離と前記第1速度推定手段で得られた速度から、
    平均周波数変調度比と三角波の上り勾配の真の周波数変
    調度との積bu(=p×au)、平均周波数変調度比と下り
    勾配の真の周波数変調度との積bd(=p×ad)を推定す
    る暫定周波数変調度推定手段と、 その暫定周波数変調度bu,bdと前記第1距離推定手段
    で得られた距離から、さらに精度良い目標物との相対速
    度V2を求める第2速度推定手段と、 前記第2速度推定手段で得られた速度V2と前記第1速
    度推定手段で得られた速度V1とから、上記予め想定し
    ていた三角波の上り,下り勾配の平均周波数変調度a
    と、真の三角波の上り,下り勾配の周波数変調度au,
    adの平均との比pを推定する平均周波数変調度比推定
    手段と、 前記第1距離推定手段で得られた距離R1と、前記平均
    周波数変調度比推定手段で得られた平均周波数変調度比
    pとから、さらに精度良い距離R2を求める第2距離推
    定手段とから構成されたことを特徴とするFMCWレー
    ダ装置。
  2. 【請求項2】 平均周波数変調度比と三角波の上り勾配
    の真の周波数変調度との積bu(=p×au)、平均周波数
    変調度比と三角波の下り勾配の真の周波数変調度との積
    bd(=p×ad)を推定する暫定周波数変調度推定手段
    は、第1距離推定手段で得られた距離R1と第1速度推
    定手段で得られた速度V1とから、(数1)よりbdtmp,
    butmpを計算し、 【数1】 bdtmp=c/R1/2×(fbd−2×V1/c×fc) butmp=c/R1/2×(fbu+2×V1/c×fc) (ただし、cは光速、fbu,fbdは三角波変調の上り,
    下り勾配 それぞれで生じるビート波の周波数、fcはレーダ送信
    波周波数) そのbdtmp,butmpの長時間の平均あるいはローパスフ
    ィルタリングの結果から、暫定周波数変調度bu,bdを
    推定することを特徴とする請求項1記載のFMCWレー
    ダ装置。
  3. 【請求項3】 平均周波数変調度比と三角波の上り勾配
    の真の周波数変調度との積bu(=p×au)、平均周波数
    変調度比と三角波の下り勾配の真の周波数変調度との積
    bd(=p×ad)を推定する暫定周波数変調度推定手段
    は、第1速度推定手段で得られた速度V1の絶対値があ
    る既定値以下か0であって、相対速度がほぼ0と見做せ
    るときのみ、第1距離推定手段で得られた距離R1か
    ら、(数2)よりbdtmp,butmpを計算し、 【数2】 bdtmp=c/R1/2×fbd butmp=c/R1/2×fbu (ただし、cは光速、fbu,fbdは三角波変調の上り,
    下り勾配それぞれで生じるビート波の周波数) そのbdtmp,butmpの長時間の平均あるいはローパスフ
    ィルタリングの結果から、暫定周波数変調度bu,bdを
    推定することを特徴とする請求項1記載のFMCWレー
    ダ装置。
  4. 【請求項4】 平均周波数変調度比推定手段は、第2速
    度推定手段で得られた速度V2と第1速度推定手段で得
    られた速度V1を用いて、(数3)により逐次更新して、 【数3】p(n)=p(n-1)+kg×V1(n)×(V2(n)−p(n
    -1)×V1(n)) (ただし、kgは予め設定されたゲイン) 上記pを推定することを特徴とする請求項1記載のFM
    CWレーダ装置。
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