JPWO2016080156A1 - Radar equipment - Google Patents

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Abstract

検出された障害物が複数の物体が接近したものであるか、単数の物体であるかを判別可能なレーダ装置を得る。ミキサ(5)は、送信信号と受信信号とからビート信号を生成し、周波数分析部(6)は、ビート信号から第1の周波数スペクトルを算出し、障害物検出部(7)は、第1の周波数スペクトルから障害物を検出し、物体重畳判定部(8)は、予め記憶している複数の第2の周波数スペクトルと第1の周波数スペクトルとを比較し、類似する第2の周波数スペクトルがある場合には、障害物が単数の物体であると判定し、類似する第2の周波数スペクトルがない場合には、障害物が複数の物体であると判定する。A radar device capable of determining whether a detected obstacle is a close object of a plurality of objects or a single object is obtained. The mixer (5) generates a beat signal from the transmission signal and the reception signal, the frequency analysis unit (6) calculates a first frequency spectrum from the beat signal, and the obstacle detection unit (7) The obstacle superimposition determination unit (8) compares the plurality of second frequency spectra stored in advance with the first frequency spectrum, and the similar second frequency spectrum is detected. In some cases, the obstacle is determined to be a single object, and when there is no similar second frequency spectrum, it is determined that the obstacle is a plurality of objects.

Description

この発明は、FM変調された電波を送信して周辺の障害物を検出するレーダ装置に関するものである。   The present invention relates to a radar device that transmits FM-modulated radio waves and detects surrounding obstacles.

従来から、車両に搭載され、電波を使って周辺の障害物(大型車、普通四輪車、二輪車等)を検出し、自車(自機)と検出した障害物との相対距離および相対速度を計測するレーダ装置がある。また、検出した障害物が、二輪車であるか、四輪車であるかを判定する車載用レーダ装置も提案されている。例えば、特許文献1では、車載用レーダ装置において、隣接した複数のビームを形成し、隣接するビームに対する受信信号の強度を比較することにより二輪車か四輪車かを判定する。また、特許文献1では、予め幾つかの車種(大型車、普通四輪車、二輪車等)からの受信信号の強度のデータを自車からの相対距離ごとに記憶しておき、検出した障害物からの受信信号の強度および相対距離と比較することにより、車種を判定する。   Conventionally, it is installed in a vehicle and detects surrounding obstacles (large vehicles, ordinary four-wheeled vehicles, two-wheeled vehicles, etc.) using radio waves, and the relative distance and relative speed between the vehicle (own vehicle) and the detected obstacles. There is a radar device that measures. There has also been proposed an in-vehicle radar device that determines whether a detected obstacle is a two-wheeled vehicle or a four-wheeled vehicle. For example, in Patent Document 1, in a vehicle-mounted radar device, a plurality of adjacent beams are formed, and the intensity of received signals with respect to the adjacent beams is compared to determine whether the vehicle is a two-wheeled vehicle or a four-wheeled vehicle. Further, in Patent Document 1, data on the intensity of received signals from several types of vehicles (large vehicles, ordinary four-wheeled vehicles, two-wheeled vehicles, etc.) is stored in advance for each relative distance from the own vehicle, and detected obstacles. The vehicle type is determined by comparing the received signal intensity with the relative distance.

特開平6−162397号公報JP-A-6-16297

このような従来のレーダ装置では、複数の物体が接近している場合には、高速フーリエ変換(以下、「FFT」と称する)等の周波数分析を実施すると複数の周波数スペクトルが重なってしまう。したがって、検出された障害物は複数の物体が接近したものであるか、単数の物体であるかが判別できないという課題があった。この結果、例えば、検出された障害物との相対距離および相対速度に複数の物体の情報が混入し、誤差が大きくなっていることを判別できなかった。また、例えば、検出した障害物の車種を判定する場合には、誤判定が多くなる可能性があった。   In such a conventional radar apparatus, when a plurality of objects are approaching, a plurality of frequency spectra are overlapped when frequency analysis such as fast Fourier transform (hereinafter referred to as “FFT”) is performed. Therefore, there is a problem that it is impossible to determine whether the detected obstacle is a close object or a single object. As a result, for example, it has not been possible to determine that the error is large because information on a plurality of objects is mixed in the relative distance and relative speed with the detected obstacle. Further, for example, when determining the vehicle type of the detected obstacle, there is a possibility that erroneous determinations increase.

本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、検出された障害物が複数の物体が接近したものであるか、単数の物体であるかを判別可能なレーダ装置を得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above problems, and a radar apparatus capable of determining whether a detected obstacle is a close object or a single object. The purpose is to obtain.

この発明におけるレーダ装置は、送信信号を外部に送信する送信アンテナと、送信信号に対する外部からの受信信号を受信する受信アンテナと、送信信号と受信信号との差の信号であるビート信号を生成するミキサと、ビート信号に対して周波数分析を行って第1の周波数スペクトルを算出する周波数分析部と、第1の周波数スペクトルから障害物を検出する障害物検出部と、障害物検出部で障害物が検出された場合に障害物が複数の物体であるか単数の物体であるかを第1の周波数スペクトルから判定する物体重畳判定部とを備え、物体重畳判定部は、所定の単数の物体が障害物として存在する場合に周波数分析部で算出されると予測される周波数スペクトルであり、所定の単数の物体の凹凸形状が反映された周波数スペクトルである第2の周波数スペクトルを所定の単数の物体ごとに予め記憶するスペクトル記憶部と、第2の周波数スペクトルのそれぞれと第1の周波数スペクトルとを比較して障害物が複数の物体であるか単数の物体であるかを判定するスペクトル比較部とを備えるものである。   A radar apparatus according to the present invention generates a transmission antenna that transmits a transmission signal to the outside, a reception antenna that receives a reception signal from the outside with respect to the transmission signal, and a beat signal that is a difference signal between the transmission signal and the reception signal. A mixer, a frequency analysis unit that performs frequency analysis on the beat signal to calculate a first frequency spectrum, an obstacle detection unit that detects an obstacle from the first frequency spectrum, and the obstacle detection unit An object superimposition determination unit that determines whether the obstacle is a plurality of objects or a single object from the first frequency spectrum, and the object superimposition determination unit includes a predetermined single object A frequency spectrum that is predicted to be calculated by the frequency analysis unit when it exists as an obstacle, and is a frequency spectrum that reflects the uneven shape of a predetermined single object. The spectrum storage unit that stores the frequency spectrum in advance for each predetermined single object, and each of the second frequency spectrum and the first frequency spectrum is compared, and the obstacle is a plurality of objects or a single object. And a spectrum comparison unit for determining whether or not.

この発明におけるレーダ装置は、送信信号を外部に送信する送信アンテナと、送信信号に対する外部からの受信信号を受信する受信アンテナと、送信信号と受信信号との差の信号であるビート信号を生成するミキサと、ビート信号に対して周波数分析を行って第1の周波数スペクトルを算出する周波数分析部と、第1の周波数スペクトルから障害物を検出する障害物検出部と、障害物検出部で障害物が検出された場合に障害物が複数の物体であるか単数の物体であるかを第1の周波数スペクトルから判定する物体重畳判定部とを備え、物体重畳判定部は、所定の単数の物体が障害物として存在する場合に周波数分析部で算出されると予測される周波数スペクトルであり、所定の単数の物体の凹凸形状が反映された周波数スペクトルである第2の周波数スペクトルを所定の単数の物体ごとに予め記憶するスペクトル記憶部と、第2の周波数スペクトルのそれぞれと第1の周波数スペクトルとを比較して障害物が複数の物体であるか単数の物体であるかを判定するスペクトル比較部とを備えるので、検出された障害物が複数の物体が接近したものであるか、単数の物体であるかを判別可能となる。   A radar apparatus according to the present invention generates a transmission antenna that transmits a transmission signal to the outside, a reception antenna that receives a reception signal from the outside with respect to the transmission signal, and a beat signal that is a difference signal between the transmission signal and the reception signal. A mixer, a frequency analysis unit that performs frequency analysis on the beat signal to calculate a first frequency spectrum, an obstacle detection unit that detects an obstacle from the first frequency spectrum, and the obstacle detection unit An object superimposition determination unit that determines whether the obstacle is a plurality of objects or a single object from the first frequency spectrum, and the object superimposition determination unit includes a predetermined single object A frequency spectrum that is predicted to be calculated by the frequency analysis unit when it exists as an obstacle, and is a frequency spectrum that reflects the uneven shape of a predetermined single object. The spectrum storage unit that stores the frequency spectrum in advance for each predetermined single object, and each of the second frequency spectrum and the first frequency spectrum is compared, and the obstacle is a plurality of objects or a single object. And a spectrum comparison unit that determines whether the detected obstacle is a close object of a plurality of objects or a single object.

本発明の実施の形態1によるレーダ装置の構成図である。It is a block diagram of the radar apparatus by Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1によるレーダ装置における送信信号の一例を表す図である。It is a figure showing an example of the transmission signal in the radar apparatus by Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1によるレーダ装置における物体重畳判定部の構成図である。It is a block diagram of the object superimposition determination part in the radar apparatus by Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1によるレーダ装置における第1の周波数スペクトルおよび第2の周波数スペクトルを説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the 1st frequency spectrum and 2nd frequency spectrum in the radar apparatus by Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1によるレーダ装置における誤差推定部の構成図である。It is a block diagram of the error estimation part in the radar apparatus by Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1によるレーダ装置における誤差推定部からの出力を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the output from the error estimation part in the radar apparatus by Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1によるレーダ装置における処理フローの一例を表す図である。It is a figure showing an example of the processing flow in the radar apparatus by Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態2によるレーダ装置の構成図である。It is a block diagram of the radar apparatus by Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3によるレーダ装置の構成図である。It is a block diagram of the radar apparatus by Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態3によるレーダ装置における物体重畳判定部の構成図である。It is a block diagram of the object superimposition determination part in the radar apparatus by Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態3によるレーダ装置におけるスペクトル組合せ部の動作を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating operation | movement of the spectrum combination part in the radar apparatus by Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態3によるレーダ装置における処理フローの一例を表す図である。It is a figure showing an example of the processing flow in the radar apparatus by Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態4によるレーダ装置の構成図である。It is a block diagram of the radar apparatus by Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態4によるレーダ装置における処理フローの一例を表す図である。It is a figure showing an example of the processing flow in the radar apparatus by Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態4によるレーダ装置における送信信号の一例を表す図である。It is a figure showing an example of the transmission signal in the radar apparatus by Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態5によるレーダ装置の構成図である。It is a block diagram of the radar apparatus by Embodiment 5 of this invention. 本発明の実施の形態5によるレーダ装置における物体重畳判定部の構成と外部サーバとを表す図である。It is a figure showing the structure of the object superimposition determination part in the radar apparatus by Embodiment 5 of this invention, and an external server. 本発明の実施の形態5によるレーダ装置のハードウェア構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the hardware constitutions of the radar apparatus by Embodiment 5 of this invention. 本発明の実施の形態5によるレーダ装置のハードウェア構成の別の例を示す図である。It is a figure which shows another example of the hardware constitutions of the radar apparatus by Embodiment 5 of this invention.

実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1によるレーダ装置の構成図である。図1に示すように、本実施の形態のレーダ装置は、制御電圧生成部1と、発振器2と、送信アンテナ3と、受信アンテナ4と、ミキサ5と、周波数分析部6と、障害物検出部7と、物体重畳判定部8と、相対速度算出部9と、相対距離算出部10と、誤差推定部11とを備えている。本実施の形態のレーダ装置は、車両に搭載され、誤差推定部11の出力は、レーダ装置の外部に備える制御部12へと入力される。以下では、本実施の形態のレーダ装置が搭載された車両を自車両と称する。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a configuration diagram of a radar apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. As shown in FIG. 1, the radar apparatus according to the present embodiment includes a control voltage generation unit 1, an oscillator 2, a transmission antenna 3, a reception antenna 4, a mixer 5, a frequency analysis unit 6, and an obstacle detection. Unit 7, object superimposition determination unit 8, relative speed calculation unit 9, relative distance calculation unit 10, and error estimation unit 11. The radar apparatus according to the present embodiment is mounted on a vehicle, and the output of the error estimation unit 11 is input to the control unit 12 provided outside the radar apparatus. Hereinafter, a vehicle on which the radar apparatus according to the present embodiment is mounted is referred to as a host vehicle.

なお、制御電圧生成部1、周波数分析部6、障害物検出部7、物体重畳判定部8、相対速度算出部9、相対距離算出部10および誤差推定部11は、電子回路で構成することができる。また、制御電圧生成部1、周波数分析部6、障害物検出部7、物体重畳判定部8、相対速度算出部9、相対距離算出部10および誤差推定部11は、メモリに記憶されたプログラムを計算機で処理することによって実現することもできる。   The control voltage generation unit 1, the frequency analysis unit 6, the obstacle detection unit 7, the object superimposition determination unit 8, the relative speed calculation unit 9, the relative distance calculation unit 10, and the error estimation unit 11 may be configured by electronic circuits. it can. In addition, the control voltage generation unit 1, the frequency analysis unit 6, the obstacle detection unit 7, the object superimposition determination unit 8, the relative speed calculation unit 9, the relative distance calculation unit 10, and the error estimation unit 11 store programs stored in the memory. It can also be realized by processing with a computer.

制御電圧生成部1は、任意の固有周波数の連続波であるCW信号およびFM変調されたFM信号からなる送信信号を生成するための制御電圧を生成する。図2は、本実施の形態のレーダ装置における送信信号の一例を表す図であり、横軸は時間、縦軸は周波数を表す。但し、図2に示す送信信号はあくまでも一例であり、その波形にとらわれるものではない。例えば、CW信号の後に三角波形のFM信号を生成してもよい。発振器2は、制御電圧に応じて周波数が変化する送信信号を生成する。送信信号の周波数を送信周波数と称する。送信アンテナ3は、送信信号を外部に送信する。   The control voltage generation unit 1 generates a control voltage for generating a transmission signal composed of a CW signal that is a continuous wave of an arbitrary natural frequency and an FM signal that is FM-modulated. FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a transmission signal in the radar apparatus of the present embodiment, where the horizontal axis represents time and the vertical axis represents frequency. However, the transmission signal shown in FIG. 2 is merely an example, and is not limited to the waveform. For example, a triangular waveform FM signal may be generated after the CW signal. The oscillator 2 generates a transmission signal whose frequency changes according to the control voltage. The frequency of the transmission signal is referred to as a transmission frequency. The transmission antenna 3 transmits a transmission signal to the outside.

受信アンテナ4は、送信アンテナ3により送信された送信信号に対する外部からの受信信号を受信する。受信信号の周波数を受信周波数と称する。ミキサ5は、送信信号と受信信号との差であるビート信号を生成する。ビート信号の周波数をビート周波数と称する。周波数分析部6は、ビート信号の周波数分析を行い、ビート信号の周波数スペクトルである第1の周波数スペクトルを求める。障害物検出部7は、第1の周波数スペクトルから車両周辺の障害物の有無を検出する。障害物検出部7は、例えば、第1の周波数スペクトルのピーク強度を用いて、障害物の有無を検出する。障害物検出部7は、第1の周波数スペクトルの強度分布を用いて、障害物の有無を検出する構成とすることもできる。   The reception antenna 4 receives a reception signal from the outside with respect to the transmission signal transmitted by the transmission antenna 3. The frequency of the received signal is referred to as the received frequency. The mixer 5 generates a beat signal that is a difference between the transmission signal and the reception signal. The frequency of the beat signal is referred to as the beat frequency. The frequency analysis unit 6 performs a frequency analysis of the beat signal and obtains a first frequency spectrum that is a frequency spectrum of the beat signal. The obstacle detection unit 7 detects the presence or absence of an obstacle around the vehicle from the first frequency spectrum. The obstacle detection unit 7 detects the presence or absence of an obstacle using, for example, the peak intensity of the first frequency spectrum. The obstacle detection unit 7 can also be configured to detect the presence or absence of an obstacle using the intensity distribution of the first frequency spectrum.

物体重畳判定部8は、障害物検出部7で障害物が検出された場合に、障害物が複数の物体であるか単数の物体であるかを第1の周波数スペクトルから判定する。物体重畳判定部8は、後述するように、障害物が複数の物体が接近したものであるか単数の物体であるかを第1の周波数スペクトルの分布形状から判定する。相対速度算出部9は、検出された障害物と自車両との相対速度を第1の周波数スペクトルから算出する。相対距離算出部10は、自車両から検出された障害物までの相対距離を第1の周波数スペクトルから算出する。   When the obstacle detection unit 7 detects an obstacle, the object superposition determination unit 8 determines whether the obstacle is a plurality of objects or a single object from the first frequency spectrum. As will be described later, the object superimposition determination unit 8 determines whether the obstacle is a close object or a single object from the distribution shape of the first frequency spectrum. The relative speed calculation unit 9 calculates the relative speed between the detected obstacle and the host vehicle from the first frequency spectrum. The relative distance calculation unit 10 calculates the relative distance from the host vehicle to the detected obstacle from the first frequency spectrum.

誤差推定部11は、相対速度算出部9で算出された相対速度に含まれる誤差、および相対距離算出部10で算出された相対距離に含まれる誤差を物体重畳判定部8の判定結果から推定する。誤差推定部11は、障害物との相対速度、障害物までの相対距離、および推定された誤差を出力する。レーダ装置の外部に設けられる制御部12は、障害物との相対速度、障害物までの相対距離、および推定された誤差から、自車両に対する最適な制御の内容、タイミングを判断し、判断結果に基づいた制御を行う。制御部12が行う制御としては、接近検出等の警報を発すること、ブレーキの制御、ハンドルの制御、アクセルの制御などが考えられる。警報については、表示装置を介して発することもできるし、スピーカを介して発することもできる。以上が、本実施の形態のレーダ装置の構成である。   The error estimation unit 11 estimates the error included in the relative speed calculated by the relative speed calculation unit 9 and the error included in the relative distance calculated by the relative distance calculation unit 10 from the determination result of the object superimposition determination unit 8. . The error estimation unit 11 outputs the relative speed with the obstacle, the relative distance to the obstacle, and the estimated error. The control unit 12 provided outside the radar apparatus determines the optimal control content and timing for the host vehicle from the relative speed with the obstacle, the relative distance to the obstacle, and the estimated error, and determines the determination result. Based on the control. Examples of the control performed by the control unit 12 include issuing an alarm such as approach detection, brake control, steering wheel control, accelerator control, and the like. The alarm can be issued via a display device or can be issued via a speaker. The above is the configuration of the radar apparatus according to the present embodiment.

次に、本実施の形態のレーダ装置における物体重畳判定部8の構成について説明する。図3は、本実施の形態のレーダ装置における物体重畳判定部8の構成図である。図3に示すように、物体重畳判定部8は、スペクトル記憶部81とスペクトル比較部82とを備える。スペクトル記憶部81は、所定の単数の物体が障害物として存在する場合に、周波数分析部6で算出されると予測される周波数スペクトルを物体ごとに予め記憶する。すなわち、障害物として存在すると想定される物体について、その物体が単独で存在する場合に、周波数分析部6で算出される周波数スペクトルを予め求めておき、物体ごとにスペクトル記憶部81に記憶しておく。スペクトル記憶部81に記憶される周波数スペクトルを第2の周波数スペクトルと称する。   Next, the configuration of the object superimposition determination unit 8 in the radar apparatus of the present embodiment will be described. FIG. 3 is a configuration diagram of the object superimposition determination unit 8 in the radar apparatus of the present embodiment. As shown in FIG. 3, the object superimposition determination unit 8 includes a spectrum storage unit 81 and a spectrum comparison unit 82. The spectrum storage unit 81 stores in advance a frequency spectrum predicted to be calculated by the frequency analysis unit 6 for each object when a predetermined single object exists as an obstacle. That is, for an object that is assumed to exist as an obstacle, when the object exists alone, a frequency spectrum calculated by the frequency analysis unit 6 is obtained in advance and stored in the spectrum storage unit 81 for each object. deep. The frequency spectrum stored in the spectrum storage unit 81 is referred to as a second frequency spectrum.

なお、第2の周波数スペクトルとしては、所定の検出条件における代表的な周波数スペクトルのみを物体ごとに1つずつ記憶してもよいし、物体ごとに複数の検出条件における複数の周波数スペクトルを記憶してもよい。検出条件とは、物体までの相対距離などを指す。また、第2の周波数スペクトルを記憶する物体としては、大型四輪車、普通四輪車、二輪車のそれぞれ複数種類などが考えられ、移動体以外を含んでもよい。   As the second frequency spectrum, only a representative frequency spectrum under a predetermined detection condition may be stored for each object, or a plurality of frequency spectra under a plurality of detection conditions may be stored for each object. May be. The detection condition refers to a relative distance to the object. Further, as the object for storing the second frequency spectrum, a plurality of types such as a large four-wheeled vehicle, a normal four-wheeled vehicle, and a two-wheeled vehicle are conceivable and may include other than a moving body.

スペクトル比較部82は、周波数分析部6で算出される第1の周波数スペクトルと、スペクトル記憶部81に記憶される第2の周波数スペクトルのそれぞれとを比較して、検出された障害物が複数の物体であるか単数の物体であるかを判定する。   The spectrum comparison unit 82 compares the first frequency spectrum calculated by the frequency analysis unit 6 with each of the second frequency spectra stored in the spectrum storage unit 81, and detects a plurality of obstacles. It is determined whether it is an object or a single object.

図4は、本実施の形態のレーダ装置における第1の周波数スペクトルおよび第2の周波数スペクトルを説明するための模式図である。図4(a)は、送信信号が障害物で反射し、受信信号となる様子を表す模式図である。図4(a)では、障害物が単数の物体(大型四輪車)である場合を表している。障害物である大型四輪車は、高さによって自車両からの相対距離が異なり、送信信号が反射される位置によって、送信信号が送信されてから受信信号が受信されるまでの時間も異なる。図4(b)は、障害物で反射した受信信号がレーダ装置に到達する時間と受信信号の強度の一例を表す図であり、横軸は時間、縦軸は受信信号の強度である。図4(c)は、受信信号から得られたビート信号を周波数分析して得られた周波数スペクトルの一例を表す図であり、横軸は周波数、縦軸はスペクトル強度となる。   FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the first frequency spectrum and the second frequency spectrum in the radar apparatus of the present embodiment. FIG. 4A is a schematic diagram illustrating a state in which a transmission signal is reflected by an obstacle and becomes a reception signal. FIG. 4A shows a case where the obstacle is a single object (large four-wheeled vehicle). A large four-wheeled vehicle that is an obstacle has a different relative distance from the host vehicle depending on the height, and a time from when the transmission signal is transmitted to when the reception signal is received also varies depending on the position where the transmission signal is reflected. FIG. 4B is a diagram illustrating an example of the time when the received signal reflected by the obstacle reaches the radar apparatus and the intensity of the received signal, where the horizontal axis represents time and the vertical axis represents the received signal intensity. FIG. 4C is a diagram illustrating an example of a frequency spectrum obtained by frequency analysis of a beat signal obtained from a received signal, where the horizontal axis represents frequency and the vertical axis represents spectrum intensity.

例えば、図4に示すような大型四輪車の断面形状で反射した受信信号が到来する時間とその強度を予め計測し、その計測した遅延プロファイルから周波数スペクトルを算出し、第2の周波数スペクトルとしてスペクトル記憶部81に記憶する。遅延プロファイルから周波数スペクトルを算出する際には、本実施の形態のレーダ装置で用いられるのと同じサンプリング条件や周波数分析のパラメータを用いる。サンプリング条件として、サンプリングレートや量子化の際のビット数などがある。周波数分析のパラメータとしては、FFTによる周波数分析を行う際のFFT点数などがある。FFT点数は、FFT処理を行うためのデータ数である。なお、周波数スペクトルとしては、背面だけでなく、前面や後側方等からの周波数スペクトルも加えてもよく、二輪車等では検出できる、車輪によるドップラ成分の情報を付加してもよい。   For example, the time when the received signal reflected by the cross-sectional shape of a large four-wheeled vehicle as shown in FIG. 4 and its intensity are measured in advance, the frequency spectrum is calculated from the measured delay profile, and the second frequency spectrum is obtained. Store in the spectrum storage unit 81. When calculating the frequency spectrum from the delay profile, the same sampling conditions and frequency analysis parameters as those used in the radar apparatus of the present embodiment are used. Sampling conditions include the sampling rate and the number of bits during quantization. The frequency analysis parameters include the FFT score when performing frequency analysis by FFT. The number of FFT points is the number of data for performing FFT processing. In addition, as a frequency spectrum, the frequency spectrum from not only a back surface but a front surface, a rear side, etc. may be added, and the information of the Doppler component by a wheel which can be detected with a two-wheeled vehicle etc. may be added.

スペクトル比較部82では、第1の周波数スペクトルと第2の周波数スペクトルのそれぞれとを比較するが、この際には距離に応じて電波が減衰する特性を考慮してもよい。具体的には、相対距離算出部10で算出した相対距離に応じて第2の周波数スペクトルの強度を変更した後に、第1の周波数スペクトルと比較して障害物が複数の物体であるか単数の物体であるかを判定してもよい。この場合、相対距離が長ければ、第2の周波数スペクトルの強度を弱くし、相対距離が短ければ、第2の周波数スペクトルの強度を強くすることが考えられる。   The spectrum comparison unit 82 compares the first frequency spectrum and the second frequency spectrum. In this case, the characteristic that the radio wave attenuates according to the distance may be taken into consideration. Specifically, after the intensity of the second frequency spectrum is changed according to the relative distance calculated by the relative distance calculation unit 10, the obstacle is a plurality of objects or a single object compared to the first frequency spectrum. You may determine whether it is an object. In this case, it is conceivable that if the relative distance is long, the intensity of the second frequency spectrum is decreased, and if the relative distance is short, the intensity of the second frequency spectrum is increased.

次に、本実施の形態のレーダ装置における誤差推定部11の構成について説明する。図5は、本実施の形態のレーダ装置における誤差推定部11の構成図である。図5に示すように、誤差推定部11は、誤差記憶部111と誤差出力部112とを備える。誤差記憶部111は、相対速度算出部9で算出される相対速度に含まれる誤差と、相対距離算出部10で算出される相対距離に含まれる誤差とを予め記憶する。誤差記憶部111に記憶される誤差としては、障害物検出部7で検出された障害物が複数の物体である場合の誤差と、単数の物体である場合の誤差とが記憶される。   Next, the configuration of the error estimation unit 11 in the radar apparatus according to the present embodiment will be described. FIG. 5 is a configuration diagram of the error estimation unit 11 in the radar apparatus according to the present embodiment. As shown in FIG. 5, the error estimation unit 11 includes an error storage unit 111 and an error output unit 112. The error storage unit 111 stores in advance an error included in the relative speed calculated by the relative speed calculation unit 9 and an error included in the relative distance calculated by the relative distance calculation unit 10. As an error stored in the error storage unit 111, an error when the obstacle detected by the obstacle detection unit 7 is a plurality of objects and an error when the obstacle is a single object are stored.

誤差出力部112は、物体重畳判定部8における判定結果に応じて、誤差記憶部111に記憶される誤差を読み出し、相対速度および相対距離に付加して出力する。誤差出力部112は、物体重畳判定部8において、障害物が複数の物体が接近したものであると判定された場合には、障害物が複数の物体である場合の誤差を出力し、障害物が単数の物体であると判定された場合には、障害物が単数の物体である場合の誤差を出力する。   The error output unit 112 reads out the error stored in the error storage unit 111 according to the determination result in the object superimposition determination unit 8, adds it to the relative speed and the relative distance, and outputs it. The error output unit 112 outputs an error when the obstacle is a plurality of objects when the object superimposition determination unit 8 determines that the obstacle is a plurality of objects approaching. Is determined to be an singular object, an error is output when the obstacle is a singular object.

なお、本実施の形態のレーダ装置では、検出された障害物が複数の物体の場合と、単数の物体の場合とで異なった誤差を記憶する構成としているが、他の構成とすることもできる。相対距離が短いほど受信信号の強度が強くなり、受信信号のS/N比が改善する。したがって、誤差記憶部111は、相対距離によっても異なった誤差を記憶し、誤差出力部112は、物体重畳判定部8における判定結果と相対距離とに応じて誤差を読み出してもよい。   In the radar apparatus according to the present embodiment, different errors are stored depending on whether the detected obstacle is a plurality of objects or a single object, but other structures may be used. . As the relative distance is shorter, the intensity of the received signal becomes stronger and the S / N ratio of the received signal is improved. Therefore, the error storage unit 111 may store different errors depending on the relative distance, and the error output unit 112 may read the error according to the determination result in the object superimposition determination unit 8 and the relative distance.

また、相対距離および相対速度に含まれる誤差は、周波数分析回路6で用いられる分析パラメータによっても変化する。例えば、周波数分析部6でFFTを用いて周波数分析する場合には、FFT点数などが分析パラメータとなる。周波数分析部6でアナログデータの量子化も行う場合には、量子化の際のサンプリング条件も分析パラメータに含むこともできる。したがって、誤差記憶部111は、周波数分析部6で用いられる分析パラメータによっても異なった誤差を記憶し、誤差出力部112は、物体重畳判定部8における判定結果と分析パラメータとに応じて誤差を読み出してもよい。   Further, the error included in the relative distance and the relative speed also changes depending on the analysis parameter used in the frequency analysis circuit 6. For example, when the frequency analysis unit 6 performs frequency analysis using FFT, the number of FFT points is an analysis parameter. When analog data is also quantized by the frequency analysis unit 6, the sampling conditions for the quantization can also be included in the analysis parameters. Therefore, the error storage unit 111 stores different errors depending on the analysis parameters used in the frequency analysis unit 6, and the error output unit 112 reads out the errors according to the determination result in the object superimposition determination unit 8 and the analysis parameters. May be.

図6は、誤差推定部11からの出力を説明するための図である。図6において、横軸は相対速度、縦軸は相対距離を表す。図6のAは、相対速度算出部9で算出された相対速度および相対距離算出部10で算出された相対距離を表す。図6のBは、障害物が単数の物体である場合における相対速度算出部9で算出された相対速度および相対距離算出部10で算出された相対距離の誤差の範囲を表す。図6のCは、障害物が複数の物体である場合における相対速度算出部9で算出された相対速度および相対距離算出部10で算出された相対距離の誤差の範囲を表す。   FIG. 6 is a diagram for explaining an output from the error estimation unit 11. In FIG. 6, the horizontal axis represents relative speed, and the vertical axis represents relative distance. A in FIG. 6 represents the relative speed calculated by the relative speed calculation unit 9 and the relative distance calculated by the relative distance calculation unit 10. B in FIG. 6 represents a range of error between the relative speed calculated by the relative speed calculation unit 9 and the relative distance calculated by the relative distance calculation unit 10 when the obstacle is a single object. C in FIG. 6 represents a range of errors between the relative speed calculated by the relative speed calculation unit 9 and the relative distance calculated by the relative distance calculation unit 10 when the obstacle is a plurality of objects.

図6は、相対速度および相対距離に誤差の範囲を付加した出力の例であるが、誤差推定部11は他の形式で出力してもよい。例えば、誤差を加味した上で、もっとも危険な状態である可能性が高い最接近となる相対距離を出力してもよい。また、例えば、誤差を加味した上で、もっとも速く接近してくる相対速度を出力してもよい。さらに、相対速度と相対距離から算出できる衝突までの時間であるTTC(Time to Collision)を出力してもよい。   FIG. 6 shows an example of output in which an error range is added to the relative speed and relative distance, but the error estimation unit 11 may output in another format. For example, the relative distance at which the closest approach that is most likely to be the most dangerous state may be output in consideration of the error. Further, for example, the relative speed approaching the fastest may be output in consideration of the error. Further, TTC (Time to Collision), which is the time until the collision that can be calculated from the relative speed and the relative distance, may be output.

次に、本実施の形態のレーダ装置の動作を更に詳しく述べる。図7は、本実施の形態のレーダ装置における処理フローの一例を表す図である。以下、図7を用いて、本実施の形態のレーダ装置の処理の流れを説明する。本実施の形態のレーダ装置は、測定を開始すると、ステップS701の処理を行う。ステップS701では、制御電圧生成部1が制御電圧を生成し、発振器2が制御電圧に応じて周波数が変化する送信信号を生成し、送信アンテナ3が送信信号を外部に送信する。   Next, the operation of the radar apparatus according to this embodiment will be described in more detail. FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a processing flow in the radar apparatus according to the present embodiment. Hereinafter, the processing flow of the radar apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG. When the radar apparatus according to the present embodiment starts measurement, the radar apparatus performs the process of step S701. In step S701, the control voltage generator 1 generates a control voltage, the oscillator 2 generates a transmission signal whose frequency changes according to the control voltage, and the transmission antenna 3 transmits the transmission signal to the outside.

次に、ステップS702では、受信アンテナ4が受信信号を受信し、ミキサ5が送信信号と受信信号の差であるビート信号を生成し、周波数分析部6がビート信号の周波数分析を行って第1の周波数スペクトルを求め、障害物検出部7が第1の周波数スペクトルから自車両周辺の障害物の有無を検出する。なお、周波数分析部6は、FFTなどによりビート信号の周波数分析を行う。   Next, in step S702, the reception antenna 4 receives the reception signal, the mixer 5 generates a beat signal that is a difference between the transmission signal and the reception signal, and the frequency analysis unit 6 performs frequency analysis of the beat signal to perform the first analysis. The obstacle detector 7 detects the presence or absence of obstacles around the host vehicle from the first frequency spectrum. The frequency analysis unit 6 performs frequency analysis of the beat signal by FFT or the like.

ここで、障害物検出部7が行う障害物の検出について述べる。障害物が存在する場合、CW信号を送信した際の受信信号からは、レーダ装置と障害物との相対速度から発生するドップラ成分が検出される。その際検出されるドップラ周波数fdは、その相対速度Vと送信周波数fに依存した下記の式(1)で表されることになる。また、FM信号を送信した際の受信信号からは、相対距離Rに応じた下記の式(2)の周波数frと上記ドップラ周波数fdとが加算された周波数(fd+fr)の周波数成分が検出される。式(2)において、Δfは送信信号の周波数の単位時間当たりの変化量を示し、Cは光の速度を示している。   Here, the obstacle detection performed by the obstacle detection unit 7 will be described. When there is an obstacle, a Doppler component generated from the relative speed between the radar apparatus and the obstacle is detected from the received signal when the CW signal is transmitted. The Doppler frequency fd detected at that time is expressed by the following equation (1) depending on the relative velocity V and the transmission frequency f. Further, the frequency component of the frequency (fd + fr) obtained by adding the frequency fr of the following equation (2) corresponding to the relative distance R and the Doppler frequency fd is detected from the received signal when the FM signal is transmitted. . In Expression (2), Δf represents the amount of change per unit time in the frequency of the transmission signal, and C represents the speed of light.

Figure 2016080156
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Figure 2016080156
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障害物が存在する場合には、上記の周波数fdおよび(fd+fr)の周波数成分が、第1の周波数スペクトルに発生することになる。障害物検出部7では、第1の周波数スペクトルの強度を任意の閾値と比較し、第1の周波数スペクトルに閾値を超える周波数成分が存在する場合には、障害物が存在すると判定する。一方、第1の周波数スペクトルに閾値を超える周波数成分が存在しない場合には、障害物が存在しないと判定する。なお、前記の閾値に関しては、周辺に存在する壁や電柱等の構造物から反射される周辺ノイズとの関係から移動平均をとる手法など様々な手法が提案されているが、本提案はそのような手法に何ら限定されるものではない。   When there is an obstacle, the frequency components of the above frequencies fd and (fd + fr) are generated in the first frequency spectrum. The obstacle detection unit 7 compares the intensity of the first frequency spectrum with an arbitrary threshold value, and determines that an obstacle is present when there is a frequency component exceeding the threshold value in the first frequency spectrum. On the other hand, when there is no frequency component exceeding the threshold in the first frequency spectrum, it is determined that there is no obstacle. As for the threshold value, various methods have been proposed, such as a moving average method based on the relationship with ambient noise reflected from structures such as walls and utility poles that exist in the vicinity. It is not limited to any method.

上記の説明では説明を簡略化したが、一般的には、図4に示すように障害物の複数の点で送信信号が反射され、受信信号となる。相対距離Rが異なる複数の点で送信信号が反射する場合には、上記の周波数(fd+fr)に対応する周波数成分が複数発生し、第1の周波数スペクトルが生成される。したがって、第1の周波数スペクトルの強度分布は、送信信号を反射する複数の反射点までの相対距離と、各反射点での反射強度とに依存する。すなわち、第1の周波数スペクトルの強度分布は、障害物における各反射点の位置関係と、各反射点における反射強度とに依存するので、障害物の形状、材質に依存する。よって、第1の周波数スペクトルの強度分布は、障害物によって異なったものとなる。同様に、第2の周波数スペクトルの強度分布も、物体によって異なったものとなる。すなわち、第2の周波数スペクトルの強度分布も、物体における各反射点の位置関係と、各反射点における反射強度とを反映したものとなる。言い換えると、第2の周波数スペクトルの強度分布も、物体の凸凹形状を反映したものとなる。   Although the description has been simplified in the above description, generally, the transmission signal is reflected at a plurality of points on the obstacle as shown in FIG. When the transmission signal is reflected at a plurality of points having different relative distances R, a plurality of frequency components corresponding to the frequency (fd + fr) are generated, and a first frequency spectrum is generated. Therefore, the intensity distribution of the first frequency spectrum depends on the relative distance to the plurality of reflection points that reflect the transmission signal and the reflection intensity at each reflection point. That is, the intensity distribution of the first frequency spectrum depends on the positional relationship between the reflection points on the obstacle and the reflection intensity on the reflection points, and therefore depends on the shape and material of the obstacle. Therefore, the intensity distribution of the first frequency spectrum differs depending on the obstacle. Similarly, the intensity distribution of the second frequency spectrum also differs depending on the object. That is, the intensity distribution of the second frequency spectrum also reflects the positional relationship of each reflection point on the object and the reflection intensity at each reflection point. In other words, the intensity distribution of the second frequency spectrum also reflects the uneven shape of the object.

さらに、障害物が複数の物体が接近したものである場合には、各物体からの反射波が合成されたものが受信信号となる。この場合には、第1の周波数スペクトルには、複数の物体の情報が混在することになる。障害物検出部7において、障害物の検出は以上のように行われる。ステップS702で障害物が存在すると判定された場合には、レーダ装置の処理はステップS703へと移行する。一方、ステップS702で障害物が存在しないと判定された場合には、レーダ装置の処理はステップS701へと戻る。   Further, when the obstacle is a thing in which a plurality of objects are approaching, a reception signal is a combination of reflected waves from the objects. In this case, information of a plurality of objects is mixed in the first frequency spectrum. In the obstacle detection unit 7, the obstacle is detected as described above. If it is determined in step S702 that there is an obstacle, the processing of the radar apparatus proceeds to step S703. On the other hand, if it is determined in step S702 that there is no obstacle, the processing of the radar apparatus returns to step S701.

ステップS703では、相対速度算出部9は障害物との相対速度を算出し、相対距離算出部10は障害物までの相対距離を算出する。FM変調された送信波を用いたレーダ装置で一般的に用いられるペアリングの処理も、必要に応じて実行される。障害物との相対速度の算出は、CW信号を送信した際の受信信号に対する第1の周波数スペクトルに基づいて行われる。具体的には、相対速度算出部9では、CW信号を送信した際に計測できる相対速度に依存したドップラ成分の周波数fdを抽出し、下記の式(3)に代入することで相対速度を検出できる。周波数fdを抽出する方法としては、例えば、第1の周波数スペクトルの強度が最大となる周波数を抽出することが考えられる。   In step S703, the relative speed calculation unit 9 calculates the relative speed with the obstacle, and the relative distance calculation unit 10 calculates the relative distance to the obstacle. Pairing processing generally used in a radar apparatus using an FM-modulated transmission wave is also executed as necessary. The calculation of the relative speed with the obstacle is performed based on the first frequency spectrum with respect to the received signal when the CW signal is transmitted. Specifically, the relative speed calculation unit 9 detects the relative speed by extracting the frequency fd of the Doppler component depending on the relative speed that can be measured when the CW signal is transmitted and substituting it into the following equation (3). it can. As a method for extracting the frequency fd, for example, it is conceivable to extract a frequency at which the intensity of the first frequency spectrum is maximum.

Figure 2016080156
Figure 2016080156

一方、障害物までの相対距離の算出は、CW信号およびFM信号を送信した際の受信信号に対する第1の周波数スペクトルに基づいて行われる。具体的には、相対距離算出部10では、例えばFM信号を送信した際に計測できる相対速度と相対距離とに依存したドップラ周波数(fd+fr)を抽出し、CW信号を送信した際に計測できる相対速度に依存したドップラ周波数fdを減算して、距離に応じた周波数frを算出し、下式(4)に代入することで、相対距離を算出できる。周波数(fd+fr)を抽出する方法としては、例えば、第1の周波数スペクトルの強度が最大となる周波数を抽出することが考えられる。   On the other hand, the calculation of the relative distance to the obstacle is performed based on the first frequency spectrum for the received signal when the CW signal and the FM signal are transmitted. Specifically, the relative distance calculation unit 10 extracts, for example, a Doppler frequency (fd + fr) that depends on a relative speed and a relative distance that can be measured when an FM signal is transmitted, and can be measured when a CW signal is transmitted. The relative distance can be calculated by subtracting the Doppler frequency fd depending on the speed, calculating the frequency fr according to the distance, and substituting it into the following equation (4). As a method of extracting the frequency (fd + fr), for example, it is conceivable to extract a frequency at which the intensity of the first frequency spectrum is maximum.

Figure 2016080156
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次に、ステップS704では、物体重畳判定部8が、障害物が複数の物体であるか単数の物体であるかを第1の周波数スペクトルから判定する。物体重畳判定部8では、スペクトル記憶部81に記憶される複数の第2の周波数スペクトルのそれぞれと、第1の周波数スペクトルとを比較して、障害物が複数の物体であるか単数の物体であるかを判定する。具体的には、第2の周波数スペクトルのそれぞれの強度分布の形状と、第1の周波数スペクトルの強度分布の形状との類似度を算出し、算出した類似度がいずれも所定の閾値を下回った場合には、障害物が複数の物体であると判定する。一方、算出した類似度のいずれかが所定の閾値以上となった場合には、障害物が単数の物体であると判定する。   Next, in step S704, the object superimposition determination unit 8 determines whether the obstacle is a plurality of objects or a single object from the first frequency spectrum. The object superposition determination unit 8 compares each of the plurality of second frequency spectra stored in the spectrum storage unit 81 with the first frequency spectrum, and determines whether the obstacle is a plurality of objects or a single object. Determine if there is. Specifically, the similarity between the shape of each intensity distribution of the second frequency spectrum and the shape of the intensity distribution of the first frequency spectrum is calculated, and the calculated similarities are both below a predetermined threshold. In this case, it is determined that the obstacle is a plurality of objects. On the other hand, if any of the calculated similarities is equal to or greater than a predetermined threshold, it is determined that the obstacle is a single object.

前述の通り、第1の周波数スペクトルの強度分布は、障害物によって異なったものとなる。また、第2の周波数スペクトルは、障害物として存在すると想定される物体について、その物体が単独で存在する場合の周波数スペクトルを予め求めたものである。したがって、第2の周波数スペクトルの強度分布の形状と、第1の周波数スペクトルの強度分布の形状との類似度を求めることで、障害物が複数の物体であるか単数の物体であるかを判定することが可能となる。   As described above, the intensity distribution of the first frequency spectrum differs depending on the obstacle. Further, the second frequency spectrum is obtained in advance for a frequency spectrum in the case where the object is assumed to exist as an obstacle and the object exists alone. Therefore, by determining the similarity between the shape of the intensity distribution of the second frequency spectrum and the shape of the intensity distribution of the first frequency spectrum, it is determined whether the obstacle is a plurality of objects or a single object. It becomes possible to do.

なお、第1の周波数スペクトルと第2の周波数スペクトルとでは、障害物までの相対距離の違いによって周波数軸方向にスペクトルが移動することが考えられるが、物体重畳判定部8では強度分布の形状の類似度を求めるので、この影響は抑制される。強度分布の形状とは、所定の基準周波数におけるスペクトルの強度に対する各周波数におけるスペクトルの相対的な強度の分布である。強度分布の形状の類似度を求める際には、第1の周波数スペクトルと第2の周波数スペクトルとでは、基準周波数は同一とする必要はない。強度分布の形状の類似度を算出する手法としては、相関分析手法や特徴点抽出によるパターンマッチングなどの様々な手法が考えられる。   The first frequency spectrum and the second frequency spectrum may move in the frequency axis direction due to the difference in relative distance to the obstacle, but the object superimposition determination unit 8 has a shape of intensity distribution. Since the similarity is obtained, this influence is suppressed. The shape of the intensity distribution is a distribution of the relative intensity of the spectrum at each frequency with respect to the intensity of the spectrum at a predetermined reference frequency. When obtaining the similarity of the shape of the intensity distribution, the first frequency spectrum and the second frequency spectrum need not have the same reference frequency. As a method for calculating the similarity of the shape of the intensity distribution, various methods such as a correlation analysis method and pattern matching based on feature point extraction can be considered.

以上が、ステップS704におけるレーザ装置の動作である。なお、物体重畳判定部8では、障害物が複数の物体である可能性があれば、複数の物体であると判定されることになる。ステップS704で、障害物が複数の物体であると判定されると、レーダ装置の処理はステップS705に移行する。一方、ステップS704で、障害物が単数の物体であると判定されると、レーダ装置の処理はステップS706に移行する。   The above is the operation of the laser apparatus in step S704. The object superimposition determination unit 8 determines that there are a plurality of objects if there is a possibility that the obstacle is a plurality of objects. If it is determined in step S704 that the obstacle is a plurality of objects, the processing of the radar apparatus proceeds to step S705. On the other hand, if it is determined in step S704 that the obstacle is a single object, the processing of the radar apparatus proceeds to step S706.

ステップS705では、誤差推定部11は、障害物が複数の物体である場合の誤差を相対速度および相対距離に付加して出力する。また、ステップS706では、誤差推定部11は、障害物が単数の物体である場合の誤差を相対速度および相対距離に付加して出力する。なお、障害物が単数の物体である場合の誤差は、第1の周波数スペクトルと類似する第2の周波数スペクトルによって、異なる値とすることもできる。   In step S705, the error estimation unit 11 adds an error when the obstacle is a plurality of objects to the relative speed and the relative distance, and outputs the result. In step S706, the error estimation unit 11 adds an error when the obstacle is a single object to the relative speed and the relative distance and outputs the added error. Note that the error when the obstacle is a single object may have a different value depending on the second frequency spectrum similar to the first frequency spectrum.

前述の通り、障害物が複数の物体が接近したものである場合には、第1の周波数スペクトルには、複数の物体の情報が混在することになる。したがって、一般的に、第1の周波数スペクトルから求められる相対速度および相対距離に含まれる誤差は、障害物が単数の物体である場合と比較して大きくなる。このことを考慮し、ステップS705で付加される誤差は、ステップS706で付加される誤差よりも大きくする。また、前述の通り、物体重畳判定部8は、障害物が複数の物体である可能性があれば、複数の物体であると判定する。したがって、障害物が複数の物体である可能性がある場合には、誤差推定部11では大きな誤差を付加することになる。以上が、本実施の形態のレーダ装置の処理となる。   As described above, when the obstacle is a thing in which a plurality of objects are close to each other, information on the plurality of objects is mixed in the first frequency spectrum. Therefore, in general, the error included in the relative velocity and the relative distance obtained from the first frequency spectrum is larger than that in the case where the obstacle is a single object. Considering this, the error added in step S705 is made larger than the error added in step S706. As described above, the object superimposition determination unit 8 determines that there are a plurality of objects if there is a possibility that the obstacle is a plurality of objects. Therefore, when there is a possibility that the obstacle is a plurality of objects, the error estimation unit 11 adds a large error. The above is the processing of the radar apparatus of the present embodiment.

ステップS707およびステップS708は、制御部12の処理となる。ステップS707では、制御部12は、レーダ装置から出力された障害物との相対速度と誤差、および障害物までの相対距離と誤差に基づいて、自車両に対する制御が必要か否かを判断する。自車両に対する制御が必要であると判断した場合には、制御部12の処理は、ステップS708に移行する。自車両に対する制御が必要でないと判断した場合には、制御部12は処理を終了し、レーダ装置がS701の処理を開始する。ステップS708では、制御部12は、自車両に対する最適な制御の内容、タイミングを判断し、判断結果に基づいた制御を行う。   Steps S707 and S708 are processing of the control unit 12. In step S707, the control unit 12 determines whether or not control of the host vehicle is necessary based on the relative speed and error with respect to the obstacle output from the radar device and the relative distance and error to the obstacle. If it is determined that control of the host vehicle is necessary, the process of the control unit 12 proceeds to step S708. If it is determined that control of the host vehicle is not necessary, the control unit 12 ends the process, and the radar apparatus starts the process of S701. In step S708, the control unit 12 determines the optimal control content and timing for the host vehicle, and performs control based on the determination result.

以上で述べたように、本実施の形態のレーダ装置は、送信信号を外部に送信する送信アンテナ3と、送信信号に対する外部からの受信信号を受信する受信アンテナ4と、送信信号と受信信号との差の信号であるビート信号を生成するミキサ5と、ビート信号に対して周波数分析を行って第1の周波数スペクトルを算出する周波数分析部6と、第1の周波数スペクトルから障害物を検出する障害物検出部7と、障害物検出部で障害物が検出された場合に障害物が複数の物体であるか単数の物体であるかを第1の周波数スペクトルから判定する物体重畳判定部8とを備えるので、検出された障害物が複数の物体が接近したものであるか、単数の物体であるかを判別可能となる。   As described above, the radar apparatus according to the present embodiment includes the transmission antenna 3 that transmits a transmission signal to the outside, the reception antenna 4 that receives a reception signal from the outside with respect to the transmission signal, the transmission signal and the reception signal, A mixer 5 that generates a beat signal that is a difference signal of the signal, a frequency analysis unit 6 that performs frequency analysis on the beat signal to calculate a first frequency spectrum, and detects an obstacle from the first frequency spectrum. An obstacle detection unit 7 and an object superposition determination unit 8 that determines whether the obstacle is a plurality of objects or a single object when an obstacle is detected by the obstacle detection unit from the first frequency spectrum; Therefore, it is possible to determine whether the detected obstacle is a close object or a single object.

また、第1の周波数スペクトルから障害物との相対速度を算出する相対速度算出部9と、第1の周波数スペクトルから障害物までの相対距離を算出する相対距離算出部10と、物体重畳判定部8の判定結果から相対距離および相対速度に含まれる誤差を推定する誤差推定部11とを備えるので、障害物の状態に応じて適切な誤差を出力することができる。この結果、障害物との相対速度と、障害物までの相対距離と、相対距離および相対速度に含まれる誤差とに応じて、レーダ装置が搭載される車両を適切に制御することが可能となる。   In addition, a relative speed calculation unit 9 that calculates a relative speed from the first frequency spectrum to the obstacle, a relative distance calculation unit 10 that calculates a relative distance from the first frequency spectrum to the obstacle, and an object superimposition determination unit Since the error estimation unit 11 that estimates the error included in the relative distance and the relative speed from the determination result of 8 is provided, an appropriate error can be output according to the state of the obstacle. As a result, the vehicle on which the radar apparatus is mounted can be appropriately controlled according to the relative speed with the obstacle, the relative distance to the obstacle, and the error included in the relative distance and the relative speed. .

従来のレーダ装置では、障害物として複数の物体が接近している場合に、検出される障害物との相対距離、相対速度等に複数の物体の情報が混入し、誤差が大きくなる可能性があった。よって、従来のレーダ装置を車両に搭載し、検出された障害物との相対距離、相対速度などを利用して接近警報を発したり、車両を停止したりする制御を行う場合、適切な制御ができない可能性があった。一方、本実施の形態のレーダ装置によれば、障害物として複数物体が接近しており、複数物体からの受信信号に対する周波数スペクトルが重畳していることを判別可能であり、より適切な制御を行うことが可能となるという顕著な効果を奏する。なお、本実施の形態のレーダ装置は、車両に搭載される例について説明したが、必ずしもこれに限定されるものではない。   In a conventional radar apparatus, when a plurality of objects are approaching as an obstacle, information on the plurality of objects may be mixed in the relative distance and relative speed with the detected obstacle, and the error may increase. there were. Therefore, when a conventional radar device is mounted on a vehicle and control is performed to issue an approach warning or stop the vehicle using the relative distance and relative speed with the detected obstacle, appropriate control is performed. There was a possibility that it could not be done. On the other hand, according to the radar apparatus of the present embodiment, it is possible to determine that a plurality of objects are approaching as an obstacle and the frequency spectrum for the received signals from the plurality of objects is superimposed, and more appropriate control is performed. There is a remarkable effect that it can be performed. In addition, although the radar apparatus of this Embodiment demonstrated the example mounted in a vehicle, it is not necessarily limited to this.

実施の形態2
図8は、本発明の実施の形態2によるレーダ装置の構成図である。本実施の形態のレーダ装置は、相対速度算出部9と、相対距離算出部10と、誤差推定部11とを備えない点で、実施の形態1におけるものとは異なる。また、本実施の形態のレーダ装置の外部には、車種判別部13を備える。なお、図8において、実施の形態1の図1におけるものと同一の番号を付したものは同一のものであり、詳細な説明は省略する。以下、本実施の形態のレーダ装置について説明する。
Embodiment 2
FIG. 8 is a configuration diagram of a radar apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. The radar apparatus according to the present embodiment is different from that according to the first embodiment in that it does not include the relative velocity calculation unit 9, the relative distance calculation unit 10, and the error estimation unit 11. In addition, a vehicle type determination unit 13 is provided outside the radar apparatus according to the present embodiment. In FIG. 8, the same reference numerals as those in FIG. 1 of the first embodiment are the same, and detailed description thereof is omitted. Hereinafter, the radar apparatus according to the present embodiment will be described.

実施の形態1におけるものと同様に、障害物検出部8は、第2の周波数スペクトルのそれぞれの強度分布の形状と、第1の周波数スペクトルの強度分布の形状との類似度を算出し、算出した類似度がいずれも所定の閾値を下回った場合には、障害物が複数の物体であると判定する。一方、算出した類似度のいずれかが所定の閾値以上となった場合には、障害物が単数の物体であると判定する。   As in the first embodiment, the obstacle detection unit 8 calculates the degree of similarity between the shape of each intensity distribution of the second frequency spectrum and the shape of the intensity distribution of the first frequency spectrum. If all the similarities are below a predetermined threshold, it is determined that the obstacle is a plurality of objects. On the other hand, if any of the calculated similarities is equal to or greater than a predetermined threshold, it is determined that the obstacle is a single object.

車種判別部13は、第2の周波数スペクトルのそれぞれについて、対応する車種を予め記憶している。物体重畳判定部8で障害物が単数の物体であると判定された場合には、車種判別部13は、第2の周波数スペクトルのいずれが第1の周波数スペクトルと類似するかに応じて、対応する車種を出力する。一方、物体重畳判定部8で障害物が複数の物体であると判定された場合には、車種判別部13は、車種を判定不能と出力する。なお、第1の周波数スペクトルと類似する第2の周波数スペクトルが複数存在する場合には、もっとも類似する第2の周波数スペクトルを選択することが考えられる。   The vehicle type determination unit 13 stores a corresponding vehicle type in advance for each of the second frequency spectra. When the object superimposition determination unit 8 determines that the obstacle is a single object, the vehicle type determination unit 13 responds according to which of the second frequency spectra is similar to the first frequency spectrum. The vehicle model to be output is output. On the other hand, when the object superimposition determination unit 8 determines that the obstacle is a plurality of objects, the vehicle type determination unit 13 outputs that the vehicle type cannot be determined. When there are a plurality of second frequency spectra similar to the first frequency spectrum, it is conceivable to select the second frequency spectrum that is most similar.

本実施の形態のレーダ装置では、複数の物体が接近している場合に、単数の物体として検出してしまう可能性を低減できる。したがって、検出した障害物の車種を判定する場合には、複数の物体を単数の物体として検出することによる車種の誤判定を抑制することが可能となる。   In the radar apparatus according to the present embodiment, it is possible to reduce the possibility of detection as a single object when a plurality of objects are approaching. Therefore, when determining the vehicle type of the detected obstacle, it is possible to suppress erroneous determination of the vehicle type by detecting a plurality of objects as a single object.

実施の形態3
図9は、本発明の実施の形態3によるレーダ装置の構成図である。本実施の形態のレーダ装置は、実施の形態1におけるものとは、物体重畳判定部8bの構成が異なる。また、本実施の形態のレーダ装置は、誤差推定部11の代わりに位置推定部14を備える点で、実施の形態1におけるものと異なる。なお、図9において、実施の形態1の図1におけるものと同一の番号を付したものは同一のものであり、詳細な説明は省略する。以下、本実施の形態のレーダ装置について説明する。
Embodiment 3
FIG. 9 is a configuration diagram of a radar apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. The radar apparatus according to the present embodiment is different from that according to the first embodiment in the configuration of the object superimposition determination unit 8b. The radar apparatus according to the present embodiment is different from that according to the first embodiment in that a position estimation unit 14 is provided instead of the error estimation unit 11. In FIG. 9, the same reference numerals as those in FIG. 1 of the first embodiment denote the same parts, and a detailed description thereof will be omitted. Hereinafter, the radar apparatus according to the present embodiment will be described.

図10は、本実施の形態のレーダ装置における物体重畳判定部8bの構成図である。図10に示すように、物体重畳判定部8bは、スペクトル記憶部81とスペクトル比較部82bとスペクトル組合せ部83とを備える。スペクトル記憶部81は、実施の形態1におけるものと同一のものである。スペクトル組合せ部83は、スペクトル記憶部81に記憶される第2の周波数スペクトルを複数組み合わせて第3の周波数スペクトルを生成する。スペクトル組合せ部83は、複数の第2の周波数スペクトルを組み合わせる際に、それぞれの周波数をずらした状態で組み合わせる。   FIG. 10 is a configuration diagram of the object superimposition determination unit 8b in the radar apparatus according to the present embodiment. As shown in FIG. 10, the object superimposition determination unit 8b includes a spectrum storage unit 81, a spectrum comparison unit 82b, and a spectrum combination unit 83. The spectrum storage unit 81 is the same as that in the first embodiment. The spectrum combination unit 83 generates a third frequency spectrum by combining a plurality of second frequency spectra stored in the spectrum storage unit 81. When combining the plurality of second frequency spectra, the spectrum combining unit 83 combines the respective frequencies in a shifted state.

図11は、本実施の形態のレーダ装置におけるスペクトル組合せ部83の動作を説明するための模式図である。図11の(a)から(e)において、横軸は周波数を表し、縦軸はスペクトルの強度を表す。図11(a)および(b)は、スペクトル記憶部81に記憶される第2の周波数スペクトルの例を表す。例えば、図11(a)は、大型四輪車に対応する第2の周波数スペクトルであり、図11(b)は、二輪車に対応する第2の周波数スペクトルである。図11(c)および(d)は、第2の周波数スペクトルの周波数をずらした周波数スペクトルを表す。周波数をずらすとは、周波数スペクトルの強度分布を周波数軸方向に平行移動させることを表す。図11では、図11(a)の第2の周波数スペクトルを周波数の高い方向に、図11(b)の第2の周波数スペクトルを周波数の低い方向にずらしている。   FIG. 11 is a schematic diagram for explaining the operation of the spectrum combination unit 83 in the radar apparatus of the present embodiment. 11A to 11E, the horizontal axis represents frequency, and the vertical axis represents spectrum intensity. FIGS. 11A and 11B show examples of the second frequency spectrum stored in the spectrum storage unit 81. For example, FIG. 11 (a) is a second frequency spectrum corresponding to a large four-wheeled vehicle, and FIG. 11 (b) is a second frequency spectrum corresponding to a two-wheeled vehicle. FIGS. 11C and 11D show frequency spectra obtained by shifting the frequency of the second frequency spectrum. Shifting the frequency means translating the intensity distribution of the frequency spectrum in the frequency axis direction. In FIG. 11, the second frequency spectrum of FIG. 11A is shifted in the higher frequency direction, and the second frequency spectrum of FIG. 11B is shifted in the lower frequency direction.

図11(e)は、図11(c)および(d)の周波数スペクトルを組み合わせて得られる第3の周波数スペクトルを表す。本実施の形態のレーダ装置においては、周波数スペクトルを組み合わせる際に、周波数スペクトルを加算している。なお、ここでは、2つの第2の周波数スペクトルの両方の周波数をずらす例について述べたが、これに限定されるものではない。片方のみの周波数をずらすように構成してもよく、組み合わせる周波数スペクトル同士の周波数方向の位置関係を相対的に変化させられれば良い。また、組み合わせる第2の周波数スペクトルは、2つに限定されるものではなく、3つ以上であってもよい。   FIG. 11 (e) represents a third frequency spectrum obtained by combining the frequency spectra of FIGS. 11 (c) and 11 (d). In the radar apparatus of the present embodiment, the frequency spectrum is added when combining the frequency spectra. In addition, although the example which shifts both the frequencies of two 2nd frequency spectrum was described here, it is not limited to this. Only one of the frequencies may be shifted, and it is only necessary to relatively change the positional relationship in the frequency direction between the combined frequency spectra. Further, the second frequency spectrum to be combined is not limited to two, and may be three or more.

さらに、スペクトル組合せ部83は、複数の第2の周波数スペクトルを組み合わせる際に、第2の周波数スペクトルのそれぞれの強度を変更した後に組み合わせて、第3の周波数スペクトルを生成することもできる。具体的には、スペクトル組合せ部83は、単純に周波数スペクトルを加算して第3の周波数スペクトルを生成するのではなく、それぞれの周波数スペクトルに係数を乗算してから加算する重み付け加算を行って第3の周波数スペクトルを生成することもできる。スペクトル組合せ部83は、組み合わせる第2の周波数スペクトル、周波数スペクトルに乗算する係数、および周波数スペクトルを組み合わせる際の周波数をずらす方向、大きさを様々に変化させて、第3の周波数スペクトルを順次生成する。   Furthermore, when combining a plurality of second frequency spectra, the spectrum combining unit 83 can generate a third frequency spectrum by combining the second frequency spectra after changing their intensities. Specifically, the spectrum combination unit 83 does not simply add the frequency spectrum to generate the third frequency spectrum, but performs weighted addition that multiplies each frequency spectrum after adding the coefficient and adds the result. Three frequency spectra can also be generated. The spectrum combining unit 83 sequentially generates the third frequency spectrum by changing the second frequency spectrum to be combined, the coefficient to be multiplied by the frequency spectrum, and the direction and magnitude of shifting the frequency when combining the frequency spectrum in various ways. .

スペクトル比較部82bは、まず、第2の周波数スペクトルのそれぞれと第1の周波数スペクトルとを比較して、障害物が複数の物体が接近したものであるか、単数の物体であるかを判別する。障害物が複数の物体であると判定された場合には、次に、第3の周波数スペクトルと第1の周波数スペクトルとの類似度を算出し、最も類似度が高い第3の周波数スペクトルを求める。なお、スペクトル比較部82bでは、第3の周波数スペクトルと第1の周波数スペクトルとを比較するが、この際には距離に応じて電波が減衰する特性を考慮してもよい。具体的には、相対距離算出部10で算出された相対距離に応じて第3の周波数スペクトルの強度を変更した後に、第1の周波数スペクトルと比較してもよい。   First, the spectrum comparison unit 82b compares each of the second frequency spectrums with the first frequency spectrum to determine whether the obstacle is a close object of a plurality of objects or a single object. . If it is determined that the obstacle is a plurality of objects, then the similarity between the third frequency spectrum and the first frequency spectrum is calculated, and the third frequency spectrum with the highest similarity is obtained. . Note that the spectrum comparison unit 82b compares the third frequency spectrum with the first frequency spectrum, but in this case, the characteristic that the radio wave attenuates according to the distance may be taken into consideration. Specifically, the intensity of the third frequency spectrum may be changed according to the relative distance calculated by the relative distance calculation unit 10 and then compared with the first frequency spectrum.

位置推定部14は、障害物が複数の物体であると判定された場合には、第2の周波数スペクトルと、スペクトル比較部82bで求められた最も類似度が高い第3の周波数スペクトルとの周波数のずれ量から、複数の物体間の距離を求める。すなわち、位置推定部14は、スペクトル組合せ部83が、どれだけ第2の周波数スペクトルの周波数をずらしたかの情報に基づいて、複数の物体間の距離を求める。さらに、位置推定部14は、複数の物体間の距離と、相対距離算出部10で算出された相対距離とから、レーダ装置に最も近い物体の位置を推定する。一方、障害物が単数の物体であると判定された場合には、位置推定部14は、相対距離算出部10で算出された相対距離から、レーダ装置に最も近い物体の位置を推定する。位置推定部14は、障害物との相対速度と、レーダ装置に最も近い物体の位置とを出力する。   When the position estimation unit 14 determines that the obstacle is a plurality of objects, the frequency between the second frequency spectrum and the third frequency spectrum having the highest similarity obtained by the spectrum comparison unit 82b. The distance between a plurality of objects is obtained from the amount of deviation. That is, the position estimation unit 14 obtains the distances between the plurality of objects based on information on how much the spectrum combining unit 83 has shifted the frequency of the second frequency spectrum. Further, the position estimation unit 14 estimates the position of the object closest to the radar apparatus from the distance between the plurality of objects and the relative distance calculated by the relative distance calculation unit 10. On the other hand, when it is determined that the obstacle is a single object, the position estimation unit 14 estimates the position of the object closest to the radar apparatus from the relative distance calculated by the relative distance calculation unit 10. The position estimation unit 14 outputs the relative speed with the obstacle and the position of the object closest to the radar apparatus.

図12は、本実施の形態のレーダ装置における処理フローの一例を表す図である。以下、図12を用いて、本実施の形態のレーダ装置の処理の流れを説明する。本実施の形態のレーダ装置は、測定を開始すると、ステップS1201の処理を行う。ステップS1201では、制御電圧生成部1が制御電圧を生成し、発振器2が制御電圧に応じて周波数が変化する送信信号を生成し、送信アンテナ3が送信信号を外部に送信する。   FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a processing flow in the radar apparatus according to the present embodiment. Hereinafter, the processing flow of the radar apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG. When the radar apparatus according to the present embodiment starts measurement, it performs the process of step S1201. In step S1201, the control voltage generator 1 generates a control voltage, the oscillator 2 generates a transmission signal whose frequency changes according to the control voltage, and the transmission antenna 3 transmits the transmission signal to the outside.

次に、ステップS1202では、受信アンテナ4が受信信号を受信し、ミキサ5が送信信号と受信信号の差であるビート信号を生成し、周波数分析部6がビート信号の周波数分析を行って第1の周波数スペクトルを求め、障害物検出部7が第1の周波数スペクトルから自車両周辺の障害物の有無を検出する。ステップS1202で障害物が存在すると判定された場合には、レーダ装置の処理はステップS1203へと移行する。一方、ステップS1202で障害物が存在しないと判定された場合には、レーダ装置の処理はステップS1201へと戻る。   Next, in step S1202, the reception antenna 4 receives the reception signal, the mixer 5 generates a beat signal that is the difference between the transmission signal and the reception signal, and the frequency analysis unit 6 performs frequency analysis of the beat signal to perform the first analysis. The obstacle detector 7 detects the presence or absence of obstacles around the host vehicle from the first frequency spectrum. If it is determined in step S1202 that an obstacle is present, the processing of the radar apparatus proceeds to step S1203. On the other hand, if it is determined in step S1202 that there is no obstacle, the radar apparatus returns to step S1201.

ステップS1203では、相対速度算出部9は障害物との相対速度を算出し、相対距離算出部10は障害物までの相対距離を算出する。次に、ステップS1204では、物体重畳判定部8bが、障害物が複数の物体であるか単数の物体であるかを第1の周波数スペクトルから判定する。ステップS1204で、障害物が複数の物体であると判定されると、レーダ装置の処理はステップS1205に移行する。一方、ステップS1204で、障害物が単数の物体であると判定されると、レーダ装置の処理はステップS1208に移行する。なお、ステップS1201からS1204までの処理は、実施の形態1のステップS701からS704までの処理と同様である。   In step S1203, the relative speed calculation unit 9 calculates the relative speed with the obstacle, and the relative distance calculation unit 10 calculates the relative distance to the obstacle. Next, in step S1204, the object superimposition determination unit 8b determines whether the obstacle is a plurality of objects or a single object from the first frequency spectrum. If it is determined in step S1204 that the obstacle is a plurality of objects, the processing of the radar apparatus proceeds to step S1205. On the other hand, if it is determined in step S1204 that the obstacle is a single object, the processing of the radar apparatus proceeds to step S1208. Note that the processing from step S1201 to S1204 is the same as the processing from step S701 to S704 in the first embodiment.

ステップS1205では、物体重畳判定部8bが、複数の第2の周波数スペクトルを組み合わせて第3の周波数スペクトルを生成し、第3の周波数スペクトルと第1の周波数スペクトルとの類似度を求める。物体重畳判定部8bは、組み合わせる第2の周波数スペクトル、周波数スペクトルに乗算する係数、および周波数スペクトルを組み合わせる際の周波数をずらす方向、大きさを様々に変化させて、第3の周波数スペクトルを順次生成し、第1の周波数スペクトルとの類似度が最も高い第3の周波数スペクトルを求める。   In step S1205, the object superimposition determination unit 8b generates a third frequency spectrum by combining a plurality of second frequency spectra, and obtains the similarity between the third frequency spectrum and the first frequency spectrum. The object superposition determination unit 8b sequentially generates the third frequency spectrum by changing the second frequency spectrum to be combined, the coefficient to be multiplied by the frequency spectrum, and the direction and magnitude of shifting the frequency when combining the frequency spectrum in various ways. Then, the third frequency spectrum having the highest similarity with the first frequency spectrum is obtained.

次に、ステップS1206では、位置推定部14が、障害物として検出された複数の物体間の距離を求める。複数の物体が存在する場合、各物体に対応する周波数スペクトルが発生する周波数は、レーダ装置から各物体までの相対距離に応じて異なる。位置推定部14では、この現象を活用し、上述の動作で複数の物体間の距離を求める。次に、ステップS1207では、位置推定部14は、複数の物体間の距離と、相対距離算出部10で算出された相対距離とから、レーダ装置に最も近い物体の位置を推定する。具体的には、位置推定部14は、相対距離算出部10で算出された相対距離から複数の物体間の距離を差し引いて、最も近い物体の位置を推定する。一方、ステップS1208では、位置推定部14は、相対距離算出部10で算出された相対距離をレーダ装置に最も近い物体の位置とする。以上が、本実施の形態のレーダ装置の処理となる。   Next, in step S1206, the position estimation unit 14 obtains distances between a plurality of objects detected as obstacles. When there are a plurality of objects, the frequency at which the frequency spectrum corresponding to each object is generated varies depending on the relative distance from the radar apparatus to each object. The position estimation unit 14 utilizes this phenomenon and obtains the distance between a plurality of objects by the above-described operation. Next, in step S1207, the position estimation unit 14 estimates the position of the object closest to the radar apparatus from the distance between the plurality of objects and the relative distance calculated by the relative distance calculation unit 10. Specifically, the position estimating unit 14 subtracts the distances between the plurality of objects from the relative distance calculated by the relative distance calculating unit 10 to estimate the position of the closest object. On the other hand, in step S1208, the position estimation unit 14 sets the relative distance calculated by the relative distance calculation unit 10 as the position of the object closest to the radar apparatus. The above is the processing of the radar apparatus of the present embodiment.

ステップS1209およびステップS1210は、制御部12の処理となる。ステップS1209では、制御部12は、レーダ装置から出力された障害物との相対速度と、レーダ装置に最も近い物体の位置とに基づいて、自車両に対する制御が必要か否かを判断する。自車両に対する制御が必要であると判断した場合には、制御部12の処理は、ステップS1210に移行する。自車両に対する制御が必要でないと判断した場合には、制御部12は処理を終了し、レーダ装置がS1201の処理を開始する。ステップS1210では、制御部12は、自車両に対する最適な制御の内容、タイミングを判断し、判断結果に基づいた制御を行う。   Steps S1209 and S1210 are processing of the control unit 12. In step S1209, the control unit 12 determines whether or not control of the host vehicle is necessary based on the relative speed with respect to the obstacle output from the radar device and the position of the object closest to the radar device. If it is determined that control of the host vehicle is necessary, the process of the control unit 12 proceeds to step S1210. If it is determined that control of the host vehicle is not necessary, the control unit 12 ends the process, and the radar apparatus starts the process of S1201. In step S1210, the control unit 12 determines the content and timing of the optimal control for the host vehicle, and performs control based on the determination result.

本実施の形態のレーダ装置においては、障害物として複数の物体が近接している場合に、位置推定部14が複数の物体間の距離を推定する。したがって、障害物として複数の物体が近接している場合でも、レーダ装置から各物体までの相対距離をそれぞれ求めることが可能となり、レーダ装置から最も近い物体の位置を求めることも可能となる。したがって、本実施の形態のレーダ装置を車両に搭載することにより、より適切な車両の制御を行うことが可能となるという顕著な効果を奏する。   In the radar apparatus according to the present embodiment, when a plurality of objects are close as obstacles, the position estimation unit 14 estimates the distance between the plurality of objects. Therefore, even when a plurality of objects are close as obstacles, the relative distance from the radar apparatus to each object can be obtained, and the position of the closest object from the radar apparatus can be obtained. Therefore, by mounting the radar apparatus according to the present embodiment on a vehicle, there is a remarkable effect that more appropriate vehicle control can be performed.

実施の形態4.
図13は、本発明の実施の形態4によるレーダ装置の構成図である。本実施の形態のレーダ装置は、実施の形態1におけるものとは、誤差推定部11を備えない点で構成が異なる。また、本実施の形態のレーダ装置は、不要波除去部15と、スイッチ16a、16bと、受信制御部17と、不要物体選択部18と、移動予測部19と、送信信号制御部20とを備える点で、実施の形態1におけるものと異なる。なお、図13において、実施の形態1の図1におけるものと同一の番号を付したものは同一のものであり、詳細な説明は省略する。以下、本実施の形態のレーダ装置について説明する。
Embodiment 4 FIG.
FIG. 13 is a configuration diagram of a radar apparatus according to Embodiment 4 of the present invention. The radar apparatus according to the present embodiment is different from that according to the first embodiment in that the error estimation unit 11 is not provided. In addition, the radar apparatus according to the present embodiment includes an unnecessary wave removing unit 15, switches 16 a and 16 b, a reception control unit 17, an unnecessary object selection unit 18, a movement prediction unit 19, and a transmission signal control unit 20. It differs from the thing in Embodiment 1 by the point provided. In FIG. 13, the same reference numerals as those in FIG. 1 of the first embodiment are the same, and detailed description thereof is omitted. Hereinafter, the radar apparatus according to the present embodiment will be described.

不要波除去部15は、周波数分析部6で周波数分析を行う前に、ビート信号に含まれる不要な周波数成分を除去する。スイッチ16a、16bは、不要波除去部15の働きをON/OFFするために、ミキサ5から周波数分析部6への信号の経路を切り替える。受信制御部17は、スイッチ16a、16bの動作を制御する。不要物体選択部18は、障害物が複数の物体である場合に、複数の物体のうち不要な物体を選択し、ビート信号に含まれる不要な物体からの周波数成分を選択する。移動予測部19は、不要物体選択部18で選択された不要な物体の移動予測を行う。送信信号制御部20は、移動予測部19における移動予測結果に基づいて、ビート信号に含まれる不要な物体からの周波数成分が、不要波除去部15で除去される周波数成分となるように、送信信号の周波数の単位時間当たりの変化を制御する。   The unnecessary wave removal unit 15 removes unnecessary frequency components included in the beat signal before the frequency analysis unit 6 performs frequency analysis. The switches 16 a and 16 b switch a signal path from the mixer 5 to the frequency analysis unit 6 in order to turn on / off the operation of the unnecessary wave removal unit 15. The reception control unit 17 controls the operation of the switches 16a and 16b. When the obstacle is a plurality of objects, the unnecessary object selection unit 18 selects an unnecessary object from among the plurality of objects, and selects a frequency component from the unnecessary object included in the beat signal. The movement prediction unit 19 performs movement prediction of an unnecessary object selected by the unnecessary object selection unit 18. The transmission signal control unit 20 transmits the frequency component from the unnecessary object included in the beat signal based on the movement prediction result in the movement prediction unit 19 so that the frequency component is removed by the unnecessary wave removal unit 15. Control changes in signal frequency per unit time.

図14は、本実施の形態のレーダ装置における処理フローの一例を表す図である。以下、図14を用いて、本実施の形態のレーダ装置の処理の流れを説明する。本実施の形態のレーダ装置は、測定を開始すると、ステップS1401の処理を行う。ステップS1401では、受信制御部17は、スイッチ16a、16bを制御し、不要波除去部15の働きがOFFとなるようにビート信号の伝達経路を切り替える。次に、ステップS1402では、制御電圧生成部1bが、所定の制御電圧を生成し、発振器2が制御電圧に応じて周波数が変化する送信信号を生成し、送信アンテナ3が送信信号を外部に送信する。ステップS1402では、例えば、レーダ装置は、周波数を時間とともに上昇させるアップチャープと周波数を時間とともに下降させるダウンチャープとが均等な三角波形となるような送信信号を送信する。図15は、本実施の形態のレーダ装置における送信信号の一例を表す図であり、横軸は時間、縦軸は周波数を表す。   FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a processing flow in the radar apparatus according to the present embodiment. Hereinafter, a processing flow of the radar apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG. When the radar apparatus according to the present embodiment starts measurement, it performs the process of step S1401. In step S1401, the reception control unit 17 controls the switches 16a and 16b to switch the transmission path of the beat signal so that the function of the unnecessary wave removal unit 15 is turned off. Next, in step S1402, the control voltage generation unit 1b generates a predetermined control voltage, the oscillator 2 generates a transmission signal whose frequency changes according to the control voltage, and the transmission antenna 3 transmits the transmission signal to the outside. To do. In step S1402, for example, the radar apparatus transmits a transmission signal such that an up chirp that increases the frequency with time and a down chirp that decreases the frequency with time have an equal triangular waveform. FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a transmission signal in the radar apparatus of the present embodiment, where the horizontal axis represents time and the vertical axis represents frequency.

次に、ステップS1403では、受信アンテナ4が受信信号を受信し、ミキサ5がビート信号を生成し、周波数分析部6がビート信号の周波数分析を行って第1の周波数スペクトルを求め、障害物検出部7が第1の周波数スペクトルから自車両周辺の障害物の有無を検出する。ステップS1403で障害物が存在すると判定された場合には、レーダ装置の処理はステップS1404へと移行する。一方、ステップS1403で障害物が存在しないと判定された場合には、レーダ装置の処理はステップS1402へと戻る。   Next, in step S1403, the reception antenna 4 receives the reception signal, the mixer 5 generates a beat signal, the frequency analysis unit 6 performs frequency analysis of the beat signal, obtains a first frequency spectrum, and detects an obstacle. The unit 7 detects the presence or absence of an obstacle around the host vehicle from the first frequency spectrum. If it is determined in step S1403 that an obstacle is present, the processing of the radar apparatus proceeds to step S1404. On the other hand, if it is determined in step S1403 that no obstacle exists, the processing of the radar apparatus returns to step S1402.

ステップS1404では、相対速度算出部9は障害物との相対速度を算出し、相対距離算出部10は障害物までの相対距離を算出する。次に、ステップS1405では、物体重畳判定部8bが、障害物が複数の物体であるか単数の物体であるかを第1の周波数スペクトルから判定する。ステップS1405で、障害物が複数の物体であると判定されると、レーダ装置の処理はステップS1406に移行する。一方、ステップS1405で、障害物が単数の物体であると判定されると、レーダ装置の処理はステップS1413に移行する。なお、ステップS1403からS1405までの処理は、実施の形態1のステップS702からS704までの処理と同様である。   In step S1404, the relative speed calculation unit 9 calculates the relative speed with the obstacle, and the relative distance calculation unit 10 calculates the relative distance to the obstacle. Next, in step S1405, the object superposition determination unit 8b determines whether the obstacle is a plurality of objects or a single object from the first frequency spectrum. If it is determined in step S1405 that the obstacle is a plurality of objects, the processing of the radar apparatus proceeds to step S1406. On the other hand, if it is determined in step S1405 that the obstacle is a single object, the processing of the radar apparatus proceeds to step S1413. Note that the processing from step S1403 to S1405 is the same as the processing from step S702 to S704 in the first embodiment.

ステップS1406では、不要物体選択部18が、複数の物体のうち不要な物体を選択し、ビート信号に含まれる不要な物体からの周波数成分を選択する。具体的には、不要物体選択部18は、第1の周波数スペクトルのうちで、不要な物体からの周波数成分と思われるものを選択する。なお、不要な物体とは、障害物として検出された複数の物体のうち、検出対象から除外する物体を意味する。また、不要な物体を選択する基準としては、複数の物体のうちレーダ装置からの相対距離が遠い物体とすることが考えられる。この場合には、第1の周波数スペクトルのうちで周波数の高い成分を除去することになる。レーダ装置からの相対距離が遠い物体を除外することで、相対距離の近い物体の位置を正確に計測できる。   In step S1406, the unnecessary object selection unit 18 selects an unnecessary object from a plurality of objects, and selects a frequency component from the unnecessary object included in the beat signal. Specifically, the unnecessary object selection unit 18 selects a frequency component that seems to be a frequency component from an unnecessary object from the first frequency spectrum. The unnecessary object means an object to be excluded from detection targets among a plurality of objects detected as obstacles. In addition, as a reference for selecting an unnecessary object, it is conceivable to select an object having a long relative distance from the radar device among a plurality of objects. In this case, a high frequency component is removed from the first frequency spectrum. By excluding objects with a long relative distance from the radar device, the position of an object with a close relative distance can be accurately measured.

次に、ステップS1407では、移動予測部19が、相対速度算出部9で算出された相対速度と相対距離算出部10で算出された相対距離とに基づいて、不要な物体の移動予測を行い、次の送信信号の送信時における不要な物体の位置と相対速度を予測する。具体的には、例えば算出した相対速度は次回測定でも継続するとして、この相対速度で次回測定までの時間に相対距離が変化すると考えることができる。更に、過去の相対距離と相対速度とを用いて移動を予測する手段として、例えばカルマンフィルタを用いる方法がある。このように統計処理を用いることで、次回測定時点での物体の相対位置と相対速度を正確に把握することができる。   Next, in step S1407, the movement prediction unit 19 performs an unnecessary object movement prediction based on the relative speed calculated by the relative speed calculation unit 9 and the relative distance calculated by the relative distance calculation unit 10, The position and relative speed of an unnecessary object at the time of transmission of the next transmission signal are predicted. Specifically, for example, assuming that the calculated relative speed continues in the next measurement, it can be considered that the relative distance changes at the time until the next measurement at this relative speed. Furthermore, as a means for predicting movement using the past relative distance and relative speed, there is a method using a Kalman filter, for example. By using statistical processing in this way, it is possible to accurately grasp the relative position and relative speed of the object at the next measurement time.

次に、ステップS1408では、受信制御部17は、スイッチ16a、16bを制御し、不要波除去部15の働きがONとなるようにビート信号の伝達経路を切り替える。次に、ステップS1409では、送信信号制御部20が、移動予測部19における移動予測結果に基づいて、送信信号の周波数の単位時間当たりの変化を制御するための送信制御信号を生成する。   Next, in step S1408, the reception control unit 17 controls the switches 16a and 16b to switch the transmission path of the beat signal so that the function of the unnecessary wave removal unit 15 is turned on. Next, in step S1409, the transmission signal control unit 20 generates a transmission control signal for controlling the change of the frequency of the transmission signal per unit time based on the movement prediction result in the movement prediction unit 19.

送信信号制御部20は、次の送信信号に対するビート信号に含まれる不要な物体からの周波数成分が、不要波除去部15で除去される周波数成分となるように、送信制御信号を生成する。送信信号制御部20は、送信制御信号によって、送信信号の周波数の単位時間当たりの変化を制御する。次に、ステップS1410では、制御電圧生成部1bが、送信信号制御部20からの送信制御信号に基づいて制御電圧を生成し、発振器2が制御電圧に応じて周波数が変化する送信信号を生成し、送信アンテナ3が送信信号を外部に送信する。   The transmission signal control unit 20 generates a transmission control signal so that a frequency component from an unnecessary object included in the beat signal for the next transmission signal becomes a frequency component removed by the unnecessary wave removal unit 15. The transmission signal control unit 20 controls the change of the frequency of the transmission signal per unit time by the transmission control signal. Next, in step S1410, the control voltage generator 1b generates a control voltage based on the transmission control signal from the transmission signal controller 20, and the oscillator 2 generates a transmission signal whose frequency changes according to the control voltage. The transmission antenna 3 transmits a transmission signal to the outside.

次に、ステップS1411では、受信アンテナ4が受信信号を受信し、ミキサ5がビート信号を生成し、不要波除去部15がビート信号に含まれる不要な周波数成分を除去し、周波数分析部6が不要な周波数成分が除去されたビート信号の周波数分析を行って第1の周波数スペクトルを求め、障害物検出部7が第1の周波数スペクトルから自車両周辺の障害物の有無を検出する。ステップS1411で障害物が存在すると判定された場合には、レーダ装置の処理はステップS1412へと移行する。一方、ステップS1411で障害物が存在しないと判定された場合には、レーダ装置の処理はステップS1413へと移行する。   In step S1411, the receiving antenna 4 receives the received signal, the mixer 5 generates a beat signal, the unnecessary wave removing unit 15 removes unnecessary frequency components included in the beat signal, and the frequency analyzing unit 6 The first frequency spectrum is obtained by performing frequency analysis of the beat signal from which unnecessary frequency components are removed, and the obstacle detection unit 7 detects the presence or absence of an obstacle around the host vehicle from the first frequency spectrum. If it is determined in step S1411 that there is an obstacle, the processing of the radar apparatus proceeds to step S1412. On the other hand, if it is determined in step S1411 that there is no obstacle, the processing of the radar apparatus proceeds to step S1413.

ステップS1412では、不要な周波数成分が除去された第1の周波数スペクトルに基づいて、相対速度算出部9は障害物との相対速度を修正し、相対距離算出部10は障害物までの相対距離を修正する。以上が、本実施の形態のレーダ装置の処理となる。   In step S1412, the relative speed calculation unit 9 corrects the relative speed with the obstacle based on the first frequency spectrum from which unnecessary frequency components are removed, and the relative distance calculation unit 10 calculates the relative distance to the obstacle. Correct it. The above is the processing of the radar apparatus of the present embodiment.

ステップS1413およびステップS1414は、制御部12の処理となる。ステップS1413では、制御部12は、レーダ装置から出力された障害物との相対速度と、障害物までの相対距離とに基づいて、自車両に対する制御が必要か否かを判断する。自車両に対する制御が必要であると判断した場合には、制御部12の処理は、ステップS1414に移行する。自車両に対する制御が必要でないと判断した場合には、制御部12は処理を終了し、レーダ装置がS1401の処理を開始する。ステップS1414では、制御部12は、自車両に対する最適な制御の内容、タイミングを判断し、判断結果に基づいた制御を行う。   Step S1413 and step S1414 are processing of the control unit 12. In step S1413, the control unit 12 determines whether or not control of the host vehicle is necessary based on the relative speed with the obstacle output from the radar device and the relative distance to the obstacle. If it is determined that control of the host vehicle is necessary, the process of the control unit 12 proceeds to step S1414. If it is determined that control of the host vehicle is not necessary, the control unit 12 ends the process, and the radar apparatus starts the process of S1401. In step S1414, the control unit 12 determines the optimal control content and timing for the host vehicle, and performs control based on the determination result.

本実施の形態のレーダ装置は、検出された障害物が複数の物体が近接したものである場合に、検出対象から除外する不要な物体を選択し、ビート信号から不要な物体からの周波数成分を除去し、不要な物体からの周波数成分が除去されたビート信号に基づいて、障害物までの相対距離と、障害物との相対速度とを求めるように構成されている。したがって、本実施の形態のレーダ装置を車両に搭載することで、検出された障害物が複数の物体が近接したものであっても、自車両に最も近い物体の位置を正確に求めることも可能となり、より適切な車両の制御を行うことが可能となるという顕著な効果を奏する。また、本実施の形態のレーダ装置は、検出された障害物が単数の物体である場合には、不要な物体の選択などを行わないため、常に不要な物体の選択などを行う場合と比較して、処理が早くなり、障害物の検出周期を早くできるという効果も奏する。   The radar apparatus according to the present embodiment selects an unnecessary object to be excluded from the detection target when the detected obstacle is a close object of a plurality of objects, and extracts a frequency component from the unnecessary object from the beat signal. A relative distance to the obstacle and a relative speed with respect to the obstacle are obtained based on the beat signal that has been removed and the frequency component from the unnecessary object is removed. Therefore, by mounting the radar apparatus of this embodiment on a vehicle, it is possible to accurately determine the position of the object closest to the host vehicle even if the detected obstacle is a plurality of objects close to each other. Thus, there is a remarkable effect that more appropriate vehicle control can be performed. In addition, the radar apparatus according to the present embodiment does not select an unnecessary object when the detected obstacle is a single object, and therefore, compared with a case where an unnecessary object is always selected. As a result, the processing becomes faster and the obstacle detection cycle can be shortened.

実施の形態5.
図16は、本発明の実施の形態5によるレーダ装置の構成図である。本実施の形態のレーダ装置は、第2の周波数スペクトルを随時更新できるように構成したものである。本実施の形態のレーダ装置は、実施の形態1におけるものとは、物体重畳判定部8cの構成が異なる。なお、図16において、実施の形態1の図1におけるものと同一の番号を付したものは同一のものであり、詳細な説明は省略する。以下、本実施の形態のレーダ装置について説明する。
Embodiment 5. FIG.
FIG. 16 is a configuration diagram of a radar apparatus according to Embodiment 5 of the present invention. The radar apparatus according to the present embodiment is configured so that the second frequency spectrum can be updated at any time. The radar apparatus according to the present embodiment is different from that according to the first embodiment in the configuration of the object superimposition determination unit 8c. In FIG. 16, the same reference numerals as those in FIG. 1 of the first embodiment are the same, and detailed description thereof is omitted. Hereinafter, the radar apparatus according to the present embodiment will be described.

図17は、本実施の形態のレーダ装置における物体重畳判定部8cの構成と外部サーバ200とを表す図である。図17に示すように、物体重畳判定部8cは、スペクトル記憶部81に記憶される第2の周波数スペクトルを随時更新できるように、スペクトル取得部84を備える。物体重畳判定部8cは、スペクトル記憶部81およびスペクトル比較部82も備えるが、これらは実施の形態1におけるものと同一のものである。なお、外部サーバ200は、レーダ装置が搭載される車両の外部に設けられる。   FIG. 17 is a diagram illustrating the configuration of the object superimposition determination unit 8c and the external server 200 in the radar apparatus according to the present embodiment. As illustrated in FIG. 17, the object superimposition determination unit 8 c includes a spectrum acquisition unit 84 so that the second frequency spectrum stored in the spectrum storage unit 81 can be updated as needed. The object superimposition determination unit 8c also includes a spectrum storage unit 81 and a spectrum comparison unit 82, which are the same as those in the first embodiment. The external server 200 is provided outside the vehicle on which the radar device is mounted.

スペクトル取得部84は、無線通信によって、外部サーバ200に記憶されている周波数スペクトルを取得し、スペクトル記憶部81に予め記憶されている第2の周波数スペクトルを更新する。まず、スペクトル取得部は、外部サーバ200に記憶されている周波数スペクトルの中に、スペクトル記憶部81に記憶されている第2の周波数スペクトルよりも新しいものがあるか否かを判断することで、外部サーバ200から周波数スペクトルを取得するか否かを判断する。スペクトル取得部84は、例えば、周波数スペクトルの更新日時を外部サーバ200に問い合わせて、周波数スペクトルを取得するか否かを判断する。この問合せは、ユーザの操作にしたがって実行してもよいし、定期的に実行してもよい。別の例としては、外部サーバ200が、周波数スペクトルの更新が発生するたびに、スペクトル取得部84に通知してもよい。   The spectrum acquisition unit 84 acquires the frequency spectrum stored in the external server 200 through wireless communication, and updates the second frequency spectrum stored in advance in the spectrum storage unit 81. First, the spectrum acquisition unit determines whether there is a frequency spectrum stored in the external server 200 that is newer than the second frequency spectrum stored in the spectrum storage unit 81. It is determined whether or not to acquire a frequency spectrum from the external server 200. For example, the spectrum acquisition unit 84 inquires the external server 200 about the update date and time of the frequency spectrum, and determines whether or not to acquire the frequency spectrum. This inquiry may be executed in accordance with a user operation, or may be executed periodically. As another example, the external server 200 may notify the spectrum acquisition unit 84 every time the frequency spectrum is updated.

外部サーバ200に記憶される周波数スペクトルは、新たな車両が発売された場合などに更新される。外部サーバ200に記憶される周波数スペクトルは、車両以外の障害物に対応する周波数スペクトルを含んでもよい。本実施の形態のレーダ装置は、外部から情報を取得して、スペクトル記憶部81に記憶される第2の周波数スペクトルを更新するスペクトル取得部84を備えるので、第2の周波数スペクトルを最新の状態に維持することができる。したがって、本実施の形態のレーダ装置によれば、新たな車両が販売されたり、車両形状が変更になったりした場合にも、検出された障害物が複数の物体が接近したものであるか、単数の物体であるかを判別可能となる。   The frequency spectrum stored in the external server 200 is updated when a new vehicle is released. The frequency spectrum stored in the external server 200 may include a frequency spectrum corresponding to an obstacle other than the vehicle. The radar apparatus according to the present embodiment includes a spectrum acquisition unit 84 that acquires information from the outside and updates the second frequency spectrum stored in the spectrum storage unit 81, so that the second frequency spectrum is updated to the latest state. Can be maintained. Therefore, according to the radar apparatus of the present embodiment, even when a new vehicle is sold or the shape of the vehicle is changed, whether the detected obstacle is an approach of a plurality of objects, It is possible to determine whether the object is a single object.

なお、実施の形態1でも述べた通り、制御電圧生成部1、周波数分析部6、障害物検出部7、物体重畳判定部8c、相対速度算出部9、相対距離算出部10および誤差推定部11は、電子回路(処理回路)で構成することができる。また、制御電圧生成部1、周波数分析部6、障害物検出部7、物体重畳判定部8c、相対速度算出部9、相対距離算出部10および誤差推定部11は、メモリに記憶されたプログラムを計算機(プロセッサ)で処理することによって実現することもできる。   As described in the first embodiment, the control voltage generation unit 1, the frequency analysis unit 6, the obstacle detection unit 7, the object superimposition determination unit 8c, the relative speed calculation unit 9, the relative distance calculation unit 10, and the error estimation unit 11 Can be composed of an electronic circuit (processing circuit). In addition, the control voltage generation unit 1, the frequency analysis unit 6, the obstacle detection unit 7, the object superimposition determination unit 8c, the relative speed calculation unit 9, the relative distance calculation unit 10, and the error estimation unit 11 execute programs stored in the memory. It can also be realized by processing with a computer (processor).

図18は、専用の処理回路を用いて、本実施の形態のレーダ装置を構成した場合のハードウェア構成図である。送信装置301は、発振器2と、送信アンテナ3とを備える。受信装置302は、受信アンテナ4と、ミキサ5とを備える。処理回路303は、制御電圧生成部1と、周波数分析部6と、障害物検出部7と、物体重畳判定部8と、相対速度算出部9と、相対距離算出部10と、誤差推定部11との機能を実現する。   FIG. 18 is a hardware configuration diagram when the radar apparatus of the present embodiment is configured using a dedicated processing circuit. The transmission device 301 includes an oscillator 2 and a transmission antenna 3. The receiving device 302 includes a receiving antenna 4 and a mixer 5. The processing circuit 303 includes a control voltage generation unit 1, a frequency analysis unit 6, an obstacle detection unit 7, an object superimposition determination unit 8, a relative speed calculation unit 9, a relative distance calculation unit 10, and an error estimation unit 11. And realize the function.

図19は、プロセッサとメモリとを用いて、本実施の形態のレーダ装置を構成した場合のハードウェア構成図である。送信装置301は、発振器2と、送信アンテナ3とを備える。受信装置302は、受信アンテナ4と、ミキサ5とを備える。プロセッサ304およびメモリ305は、制御電圧生成部1と、周波数分析部6と、障害物検出部7と、物体重畳判定部8と、相対速度算出部9と、相対距離算出部10と、誤差推定部11との機能を実現する。なお、他の実施の形態のレーダ装置も同様のハードウェア構成で実現することができる。   FIG. 19 is a hardware configuration diagram when the radar apparatus according to the present embodiment is configured using a processor and a memory. The transmission device 301 includes an oscillator 2 and a transmission antenna 3. The receiving device 302 includes a receiving antenna 4 and a mixer 5. The processor 304 and the memory 305 include a control voltage generation unit 1, a frequency analysis unit 6, an obstacle detection unit 7, an object superposition determination unit 8, a relative speed calculation unit 9, a relative distance calculation unit 10, and an error estimation. The function with the unit 11 is realized. Note that radar devices according to other embodiments can also be realized with the same hardware configuration.

1、1b 制御電圧生成部、2 発振器、3 送信アンテナ、4 受信アンテナ、5 ミキサ、6 周波数分析部、7 障害物検出部、8、8b、8c 物体重畳判定部、9 相対速度算出部、10 相対距離算出部、11 誤差推定部、12 制御部、13 車種判別部、14 位置推定部、15 不要波除去部、16a、16b スイッチ、17 受信制御部、18 不要物体選択部、19 移動予測部、20 送信信号制御部、81 スペクトル記憶部、82、82b スペクトル比較部、83 スペクトル組合せ部、84 スペクトル取得部、111 誤差記憶部、112 誤差出力部、200 外部サーバ、301 送信装置、302 受信装置、303 処理回路、304 プロセッサ、305 メモリ。   1, 1b Control voltage generation unit, 2 oscillator, 3 transmission antenna, 4 reception antenna, 5 mixer, 6 frequency analysis unit, 7 obstacle detection unit, 8, 8b, 8c object superposition determination unit, 9 relative velocity calculation unit, 10 Relative distance calculation unit, 11 error estimation unit, 12 control unit, 13 vehicle type discrimination unit, 14 position estimation unit, 15 unnecessary wave removal unit, 16a, 16b switch, 17 reception control unit, 18 unnecessary object selection unit, 19 movement prediction unit , 20 Transmission signal control unit, 81 Spectrum storage unit, 82, 82b Spectrum comparison unit, 83 Spectrum combination unit, 84 Spectrum acquisition unit, 111 Error storage unit, 112 Error output unit, 200 External server, 301 Transmission device, 302 Reception device , 303 processing circuit, 304 processor, 305 memory.

Claims (12)

送信信号を外部に送信する送信アンテナと、
前記送信信号に対する外部からの受信信号を受信する受信アンテナと、
前記送信信号と前記受信信号との差の信号であるビート信号を生成するミキサと、
前記ビート信号に対して周波数分析を行って第1の周波数スペクトルを算出する周波数分析部と、
前記第1の周波数スペクトルから障害物を検出する障害物検出部と、
前記障害物検出部で前記障害物が検出された場合に前記障害物が複数の物体であるか単数の物体であるかを前記第1の周波数スペクトルから判定する物体重畳判定部と
を備え、
前記物体重畳判定部は、
所定の単数の物体が障害物として存在する場合に前記周波数分析部で算出されると予測される周波数スペクトルであり、前記所定の単数の物体の凹凸形状が反映された周波数スペクトルである第2の周波数スペクトルを前記所定の単数の物体ごとに予め記憶するスペクトル記憶部と、
前記第2の周波数スペクトルのそれぞれと前記第1の周波数スペクトルとを比較して前記障害物が複数の物体であるか単数の物体であるかを判定するスペクトル比較部と
を備えることを特徴とするレーダ装置。
A transmission antenna for transmitting a transmission signal to the outside;
A receiving antenna for receiving a reception signal from the outside with respect to the transmission signal;
A mixer that generates a beat signal that is a difference signal between the transmission signal and the reception signal;
A frequency analyzer that performs a frequency analysis on the beat signal to calculate a first frequency spectrum;
An obstacle detection unit for detecting an obstacle from the first frequency spectrum;
An object superposition determination unit that determines whether the obstacle is a plurality of objects or a single object when the obstacle is detected by the obstacle detection unit from the first frequency spectrum;
The object superposition determination unit
A frequency spectrum that is predicted to be calculated by the frequency analysis unit when a predetermined single object exists as an obstacle, and is a frequency spectrum that reflects the uneven shape of the predetermined single object. A spectrum storage unit that stores a frequency spectrum in advance for each of the predetermined single object;
And a spectrum comparison unit that compares each of the second frequency spectrums with the first frequency spectrum to determine whether the obstacle is a plurality of objects or a single object. Radar device.
前記物体重畳判定部は、外部から情報を取得して、前記スペクトル記憶部に記憶される前記第2の周波数スペクトルを更新するスペクトル取得部を備えることを特徴とする請求項1に記載のレーダ装置。   The radar apparatus according to claim 1, wherein the object superimposition determination unit includes a spectrum acquisition unit that acquires information from outside and updates the second frequency spectrum stored in the spectrum storage unit. . 前記スペクトル比較部は、前記第2の周波数スペクトルのそれぞれと前記第1の周波数スペクトルとの類似度を算出し、算出した類似度がいずれも所定の閾値を下回った場合に前記障害物が複数の物体であると判定することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のレーダ装置。   The spectrum comparison unit calculates a similarity between each of the second frequency spectra and the first frequency spectrum, and when the calculated similarity is less than a predetermined threshold, The radar apparatus according to claim 1, wherein the radar apparatus determines that the object is an object. 前記第1の周波数スペクトルから前記障害物までの相対距離を算出する相対距離算出部を備えることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のレーダ装置。   The radar apparatus according to any one of claims 1 to 3, further comprising a relative distance calculation unit that calculates a relative distance from the first frequency spectrum to the obstacle. 前記スペクトル比較部は、前記相対距離に応じて前記第2の周波数スペクトルの強度を変更した後に前記第1の周波数スペクトルと比較して前記障害物が複数の物体であるか単数の物体であるかを判定することを特徴とする請求項4に記載のレーダ装置。   Whether the obstacle is a plurality of objects or a single object compared with the first frequency spectrum after changing the intensity of the second frequency spectrum according to the relative distance. The radar apparatus according to claim 4, wherein: 前記物体重畳判定部の判定結果から前記相対距離に含まれる誤差を推定する誤差推定部を備えることを特徴とする請求項4または請求項5に記載のレーダ装置。   The radar apparatus according to claim 4, further comprising an error estimation unit that estimates an error included in the relative distance from a determination result of the object superimposition determination unit. 前記誤差推定部は、
前記障害物が複数の物体である場合に前記相対距離に含まれる前記誤差と前記障害物が単数の物体である場合に前記相対距離に含まれる前記誤差とを予め記憶する誤差記憶部と、
前記物体重畳判定部の判定結果に応じて前記相対距離に含まれる前記誤差を出力する誤差出力部と
を備えることを特徴とする請求項6に記載のレーダ装置。
The error estimator is
An error storage unit that stores in advance the error included in the relative distance when the obstacle is a plurality of objects and the error included in the relative distance when the obstacle is a single object;
The radar apparatus according to claim 6, further comprising: an error output unit that outputs the error included in the relative distance according to a determination result of the object superimposition determination unit.
前記誤差記憶部は、前記相対距離に含まれる前記誤差を前記周波数分析部で用いられる分析パラメータごとに予め記憶し、
前記誤差出力部は、前記分析パラメータに応じて前記相対距離に含まれる前記誤差を出力する
ことを特徴とする請求項7に記載のレーダ装置。
The error storage unit stores in advance the error included in the relative distance for each analysis parameter used in the frequency analysis unit,
The radar apparatus according to claim 7, wherein the error output unit outputs the error included in the relative distance according to the analysis parameter.
前記障害物が複数の物体である場合に前記複数の物体のうち最も近い物体の位置を推定する位置推定部を備え、
前記物体重畳判定部は、周波数をずらした複数の前記第2の周波数スペクトルを組み合わせて第3の周波数スペクトルを生成するスペクトル組合せ部を備え、
前記スペクトル比較部は、前記第3の周波数スペクトルと前記第1の周波数スペクトルとの類似度を算出して最も類似度が高い第3の周波数スペクトルを求め、
前記位置推定部は、前記第2の周波数スペクトルと前記最も類似度が高い第3の周波数スペクトルとの周波数のずれ量から前記複数の物体間の距離を求め、求められた前記複数の物体間の距離と前記相対距離とから前記最も近い物体の位置を推定する
ことを特徴とする請求項4または請求項5に記載のレーダ装置。
A position estimation unit that estimates the position of the closest object among the plurality of objects when the obstacle is a plurality of objects;
The object superimposition determination unit includes a spectrum combination unit that generates a third frequency spectrum by combining a plurality of the second frequency spectra shifted in frequency,
The spectrum comparison unit calculates a similarity between the third frequency spectrum and the first frequency spectrum to obtain a third frequency spectrum having the highest similarity;
The position estimation unit obtains a distance between the plurality of objects from a frequency shift amount between the second frequency spectrum and the third frequency spectrum having the highest similarity, and determines the distance between the obtained objects. The radar apparatus according to claim 4 or 5, wherein a position of the closest object is estimated from a distance and the relative distance.
スペクトル組合せ部は、複数の前記第2の周波数スペクトルのそれぞれの強度を変更した後に組み合わせて前記第3の周波数スペクトルを生成することを特徴とする請求項9に記載のレーダ装置。   The radar apparatus according to claim 9, wherein the spectrum combination unit generates the third frequency spectrum by combining after changing the intensity of each of the plurality of second frequency spectra. 前記スペクトル比較部は、前記相対距離に応じて前記第3の周波数スペクトルの強度を変更した後に前記第1の周波数スペクトルとの類似度を算出することを特徴とする請求項9または請求項10に記載のレーダ装置。   The said spectrum comparison part calculates the similarity with the said 1st frequency spectrum, after changing the intensity | strength of the said 3rd frequency spectrum according to the said relative distance, The Claim 9 or Claim 10 characterized by the above-mentioned. The radar apparatus described. 前記ビート信号に含まれる不要な周波数成分を除去する不要波除去部と、
前記第1の周波数スペクトルから前記障害物との相対速度を算出する相対速度算出部と、
前記障害物が複数の物体である場合に前記複数の物体のうち不要な物体を選択する不要物体選択部と、
前記相対距離および前記相対速度に基づいて前記不要な物体の移動予測を行う移動予測部と
前記移動予測部の移動予測結果に基づいて前記ビート信号に含まれる前記不要な物体からの周波数成分が前記不要波除去部で除去される周波数成分となるように前記送信信号の周波数の単位時間当たりの変化を制御する送信信号制御部と
を備えることを特徴とする請求項4または請求項5に記載のレーダ装置。
An unnecessary wave removing unit that removes unnecessary frequency components included in the beat signal;
A relative speed calculator for calculating a relative speed with the obstacle from the first frequency spectrum;
An unnecessary object selection unit that selects an unnecessary object among the plurality of objects when the obstacle is a plurality of objects;
A movement prediction unit that performs movement prediction of the unnecessary object based on the relative distance and the relative speed, and a frequency component from the unnecessary object included in the beat signal based on a movement prediction result of the movement prediction unit The transmission signal control part which controls the change per unit time of the frequency of the said transmission signal so that it may become a frequency component removed in an unnecessary wave removal part, The Claim 4 or Claim 5 characterized by the above-mentioned. Radar device.
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