WO2014118968A1 - レーダ装置 - Google Patents

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signal
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pulse
beat
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正資 大島
照幸 原
健太郎 磯田
三本　雅
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三菱電機株式会社
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    • G01S2013/93271—Sensor installation details in the front of the vehicles

Definitions

  • the present invention relates to a radar apparatus capable of determining whether an object existing in the vicinity is a moving object or a stationary object.
  • a conventional radar apparatus using a frequency modulated continuous wave generates a triangular wave transmission signal whose frequency linearly increases and decreases with a constant frequency width, and the transmission signal Is transmitted to the space as a radar wave, while the scattered wave of the transmission signal reflected and returned from the target is received. Then, a transmission signal and a reception signal are mixed to generate a beat signal, and the beat signal is Fourier transformed to calculate a complex amplitude (beat spectrum) corresponding to the frequency (beat frequency) of the beat signal.
  • FMCW frequency modulated continuous wave
  • the conventional FMCW radar apparatus specifies the beat frequency for each sweep section at the time of up-chirp when the frequency of the transmission signal increases and at the time of down-chirp when the frequency decreases. Based on the beat frequency f up at the time of up-chirp and the beat frequency f down at the time of down-chirp, the distance R to the target and the relative speed V are calculated as shown in the following equations (1) to (4).
  • B is the frequency displacement width (interpolation bandwidth) of the transmission signal
  • f 0 is the center frequency of the transmission signal
  • T is the time required for modulation in one cycle (interpolation time).
  • V represents the relative speed between the vehicle and the target, and the approaching direction is defined as a + frequency.
  • C is the speed of light. It is assumed that the modulation time T is a short time, and the distance R to the target and the relative speed V do not change between up-chirp and down-chirp.
  • the distance R to the target and the relative speed V can be calculated.
  • a technique for distinguishing a moving object and a stationary object using the above FMCW radar apparatus is disclosed in Patent Document 1 below.
  • the stationary object approaches at a relative speed Va, and the equation (4
  • the relative velocity V shown in FIG. That is, at least one of the peak of the beat spectrum at the time of up-chirping or the peak of the beat spectrum at the time of down-chirping is shifted by a predetermined frequency shift amount, The spectrum matching degree with the beat spectrum is calculated, and if the spectrum matching degree is high, the object related to the peak is recognized as a stationary object.
  • the object related to the peak is a stationary object. It can be determined whether or not.
  • the spectrum matching degree calculation process has a large amount of calculation, and thus there is a problem that the calculation load increases when the number of detected peaks is large.
  • it is specialized for an FMCW radar device, and has a problem that cannot be applied to a radar device that uses a pulse signal as a radar wave, for example.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems. Even when the number of detected peaks increases, it is possible to accurately determine whether or not an object related to a peak is a stationary object with a small amount of calculation.
  • An object of the present invention is to obtain a radar apparatus capable of
  • a radar apparatus radiates a pulse signal generated by a pulse signal generation unit that generates a pulse signal and the pulse signal generated by the pulse signal generation unit to a space, and detects a scattered wave of the pulse signal that has been reflected and returned by a target.
  • the received signal of the transmission / reception means is pulse-compressed, and the received signal after pulse compression is integrated for each pulse hit, so that the distance and the Doppler frequency
  • a range Doppler map generating means for generating a range Doppler map indicating a correspondence relationship between the range Doppler map and a peak detecting means for detecting a peak whose signal power is greater than or equal to a threshold in the range Doppler map generating means.
  • the distance and Doppler frequency corresponding to the peak detected by the peak detector Judge whether the geometric positional relationship between the radar and the stationary object is satisfied, and if the geometric positional relationship is satisfied, determine that the object related to the peak is a stationary object It is what I did.
  • the stationary object determining means determines whether the distance corresponding to the peak detected by the peak detecting means and the Doppler frequency satisfy the geometric positional relationship between the radar and the stationary object. However, if the geometrical positional relationship is satisfied, the object related to the peak is recognized as a stationary object, so that even if the number of peaks detected by the peak detection means increases, it is small. There is an effect that it is possible to accurately determine whether or not the object related to the peak is a stationary object with the amount of calculation.
  • FIG. 1 It is a block diagram which shows the radar apparatus by Embodiment 1 of this invention. It is a schematic diagram which shows the example of a production
  • FIG. 1 is a block diagram showing a radar apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • a pulse signal generation unit 1 is a signal source that repeatedly generates a pulse signal (a baseband pulse-like modulation waveform having a certain width) at a pulse repetition cycle (PRI).
  • the pulse signal generator 1 constitutes a pulse signal generator.
  • a pulse-like modulation waveform is assumed, but in addition, for example, a linear frequency modulation (chirp modulation) waveform in which the frequency increases in proportion to time, and a phase code modulation in which the phase changes with time.
  • a waveform and a frequency modulation waveform in which the frequency of a CW signal which is a continuous wave changes with time.
  • the reference signal generation unit 2 is a signal source that generates a reference signal having a predetermined continuous waveform.
  • the transmission frequency conversion unit 3 is composed of, for example, a multiplier, and the frequency of the pulse signal is obtained by multiplying the pulse signal generated by the pulse signal generation unit 1 by the reference signal generated by the reference signal generation unit 2. Is converted from the IF band (baseband band) to the RF band (high frequency band) and a pulse signal in the RF band is output.
  • the transmission amplifying unit 4 is composed of, for example, an amplifier, and performs processing for amplifying the RF band pulse signal output from the transmission frequency converting unit 3.
  • the circulator 5 is a signal path switch that outputs the RF band pulse signal amplified by the transmission amplification unit 4 to the transmission / reception antenna 6, and outputs the reception signal of the transmission / reception antenna 6 to the reception amplification unit 7.
  • the transmitting / receiving antenna 6 is a device that radiates the RF band pulse signal output from the circulator 5 to the space, and receives the scattered wave of the pulse signal reflected and returned from the target.
  • the reception amplifying unit 7 is composed of an amplifier, for example, and performs a process of amplifying the reception signal of the transmission / reception antenna 6 output from the circulator 5.
  • the reception frequency conversion unit 8 includes, for example, a multiplier, and performs processing for converting the frequency of the reception signal amplified by the reception amplification unit 7 from the RF band to the IF band and outputting the reception signal in the IF band. .
  • the AD conversion unit 9 performs processing for converting the IF band reception signal output from the reception frequency conversion unit 8 from an analog signal to a digital signal.
  • the reference signal generation unit 2, the transmission frequency conversion unit 3, the transmission amplification unit 4, the circulator 5, the transmission / reception antenna 6, the reception amplification unit 7, the reception frequency conversion unit 8, and the AD conversion unit 9 constitute transmission / reception means.
  • the signal processor 10 analyzes the digital reception signal output from the AD conversion unit 9 and performs a process of determining whether an object existing in the vicinity is a moving object or a stationary object.
  • each of the pulse compression processing unit 11, the pulse hit integration processing unit 12, the peak detection processing unit 13 and the stationary object determination processing unit 14 which are components of the signal processor 10 is dedicated hardware (for example, However, the signal processor 10 may be constituted by a computer. However, the signal processor 10 may be constituted by a computer.
  • a program describing the processing contents of the pulse compression processing unit 11, the pulse hit integration processing unit 12, the peak detection processing unit 13 and the stationary object determination processing unit 14 is stored in the computer.
  • the CPU of the computer may execute the program stored in the memory.
  • the pulse compression processing unit 11 uses the pulse signal generated by the pulse signal generation unit 1 to perform a process of compressing the reception signal output from the AD conversion unit 9.
  • the integration processing unit 12 between pulse hits integrates the reception signal after the pulse compression by the pulse compression processing unit 11 for each pulse hit, thereby generating a range Doppler map indicating the correspondence between the distance and the Doppler frequency.
  • the pulse compression processing unit 11 and the pulse hit interval integration processing unit 12 constitute a range Doppler map generating unit.
  • the peak detection processing unit 13 performs processing for detecting a peak whose signal power is equal to or greater than a threshold in the range Doppler map generated by the integration unit 12 between pulse hits.
  • the peak detection processing unit 13 constitutes peak detection means.
  • the stationary object determination processing unit 14 determines whether the distance corresponding to the peak detected by the peak detection processing unit 13 and the Doppler frequency satisfy the geometric positional relationship between the radar and the stationary object, If the physical positional relationship is satisfied, a process for identifying that the object related to the peak is a stationary object is performed.
  • the stationary object determination processing unit 14 constitutes a stationary object determination unit.
  • the pulse signal generation unit 1 repeatedly generates a pulse signal (a baseband pulse-like modulation waveform having a certain width) by PRI.
  • the reference signal generation unit 2 generates a reference signal having a predetermined continuous waveform.
  • the transmission frequency conversion unit 3 multiplies the pulse signal by the reference signal generated by the reference signal generation unit 2, thereby changing the frequency of the pulse signal from the IF band to the RF band.
  • the signal is converted into a band, and an RF band pulse signal is output to the transmission amplifying unit 4.
  • the transmission amplifier 4 Upon receiving the RF band pulse signal from the transmission frequency converter 3, the transmission amplifier 4 amplifies the pulse signal and outputs the amplified RF band pulse signal to the circulator 5.
  • circulator 5 When circulator 5 receives the amplified RF band pulse signal from transmission amplifier 4, circulator 5 outputs the pulse signal to transmission / reception antenna 6. Thereby, an RF band pulse signal is radiated from the transmitting / receiving antenna 6 to the space. A part of the pulse signal radiated to the space is reflected by the target, and a scattered wave of the pulse signal reflected by the target is received by the transmission / reception antenna 6. The circulator 5 outputs the reception signal of the transmission / reception antenna 6 to the reception amplification unit 7.
  • the reception amplification unit 7 When receiving the reception signal of the transmission / reception antenna 6 from the circulator 5, the reception amplification unit 7 amplifies the reception signal and outputs the amplified reception signal to the reception frequency conversion unit 8.
  • the reception frequency conversion unit 8 converts the frequency of the reception signal from the RF band to the IF band, and outputs the reception signal in the IF band to the AD conversion unit 9.
  • the AD conversion unit 9 converts the reception signal from an analog signal to a digital signal.
  • the signal processor 10 When the signal processor 10 receives the digital received signal from the AD conversion unit 9, the signal processor 10 analyzes the received signal and determines whether the object existing in the vicinity is a moving object or a stationary object. Hereinafter, the processing content of the signal processor 10 will be specifically described.
  • the pulse compression processing unit 11 of the signal processor 10 receives the digital reception signal from the AD conversion unit 9, the pulse compression processing unit 11 performs pulse compression on the reception signal using the pulse signal generated by the pulse signal generation unit 1 (correlation). Process).
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of generation of a range Doppler map.
  • the range Doppler map not only a peak related to a target moving object (peak of signal power) but also a peak related to a stationary object or the like is generated.
  • the following description will be given on the assumption that there is no ambiguity of distance and Doppler frequency.
  • the peak detection processing unit 13 of the signal processor 10 detects a peak whose signal power is equal to or higher than a predetermined threshold in the range Doppler map.
  • a predetermined threshold A fixed value may be used as the threshold here, but by performing a CFAR (Constant False Alarm Rate) process that makes the probability of detecting something other than the target (false alarm probability) constant, etc.
  • a variable threshold value may be used for each range Doppler range.
  • the stationary object determination processing unit 14 of the signal processor 10 determines that the distance corresponding to each peak and the Doppler frequency are geometrical positional relationships between the radar and the stationary object. If the geometric positional relationship is satisfied, it is determined that the object related to the peak is a stationary object.
  • the determination process by the stationary object determination processing unit 14 will be specifically described.
  • FIG. 3 shows the positional relationship between the vehicle in which the radar apparatus of FIG. 1 is installed in front (for example, in the vicinity of the bumper) and a stationary object (guard rail (reflector) installed in parallel with the traveling direction of the vehicle). It is explanatory drawing which shows. In the example of FIG.
  • V a is the speed of the vehicle.
  • the distance R and the Doppler frequency f d corresponding to the peak are expressed by Equation (7).
  • Equation (7) are related. Therefore, if the vertical distance x from the vehicle to the stationary object is known, whether the distance R and the Doppler frequency f d corresponding to the peak detected by the peak detection processing section 13 satisfies the equation (7) judge. If the expression (7) is satisfied, the geometric positional relationship between the radar and the stationary object is satisfied, so that the object related to the peak is recognized as a stationary object.
  • the expression (7) is not satisfied, the geometric positional relationship between the radar and the stationary object is not satisfied, and therefore the object related to the peak is recognized as a moving object. Therefore, in order to determine whether the object related to the peak is a moving object or a stationary object, it is necessary to specify the vertical distance x from the own vehicle to the stationary object in advance.
  • the method 1 for specifying the vertical distance x is a method that utilizes the fact that reflection from an object that is directly beside the radar is specular reflection, and exhibits very high reflected power.
  • the predetermined value to be compared with the peak signal power a value or the like observed through experiments is used.
  • the stationary object determination processing unit 14 determines that the distance R corresponding to the peak detected by the peak detection processing unit 13 and the Doppler frequency f d are the same as the radar and the stationary object. It is determined whether or not the geometrical positional relationship between the two is satisfied, and if the geometrical positional relationship is satisfied, the object related to the peak is recognized as a stationary object. Even if the number of peaks detected by the peak detection processing unit 13 increases, it is possible to accurately determine whether or not the object related to the peak is a stationary object with a small amount of calculation.
  • the first embodiment can be applied to a radar device that uses a pulse signal as a radar wave, unlike the conventional example.
  • the stationary object is a linear guard rail.
  • the curvature is estimated from the yaw rate of the host vehicle, and the curved line having the curvature is calculated. Assuming that a guardrail is present in the case, it is possible to accurately determine whether or not the object related to the peak is a stationary object by the method described in the first embodiment.
  • the stationary object determination processing unit 14 specifies the vertical distance x from the host vehicle to the stationary object, and uses the vertical distance x to correspond to the peak detected by the peak detection processing unit 13.
  • distance R and the Doppler frequency f d is, although the one that determines whether satisfies the geometric positional relationship between the radar and the stationary, of specific vertical distance x from the vehicle to the stationary object without the distance R and the Doppler frequency f d corresponding to the peak detected by the peak detection processing section 13, so as to determine whether or not to satisfy the geometric positional relationship between the radar and the stationary Also good. Specifically, it is as follows.
  • a stationary object such as a guardrail exists within a predetermined distance from the host vehicle.
  • the vertical distance x from the host vehicle to a stationary object exists within a range of 2 to 10 meters.
  • numerical values of 2 meters and 10 meters are merely examples.
  • the stationary object determination processing unit 14 assumes that the vertical distance x is “2”, and for each peak detected by the peak detection processing unit 13, the distance R corresponding to the peak Doppler frequency f d determines whether satisfies the geometric positional relationship between the radar and the stationary object. At this time, if there is a peak that satisfies the geometric positional relationship between the radar and the stationary object, it is determined that the object related to the peak is a stationary object.
  • the stationary object determination processing unit 14 determines whether or not the geometric positional relationship between the radar and the stationary object is satisfied. At this time, if there is a peak that satisfies the geometric positional relationship between the radar and the stationary object, it is determined that the object related to the peak is a stationary object.
  • All distances corresponding to the peak R and Doppler frequency f d is, if not satisfy the geometric positional relationship between the radar and the stationary since, sequentially to the vertical distance x + [Delta] x after the change reaches 10 m Assuming that the vertical distance is x + ⁇ x, the distance R corresponding to the peak and the Doppler frequency f d corresponding to the peak detected by the peak detection processing unit 13 are the geometric positional relationship between the radar and the stationary object. Whether or not the above is satisfied is determined.
  • the stationary object determination processing unit 14 uses the vertical distance x set in advance for each peak detected by the peak detection processing unit 13, and distance R and the Doppler frequency f d corresponding to the peak, while determining whether satisfies the geometric positional relationship between the radar and the stationary, all the peaks detected by the peak detection processing section 13 corresponding distance R and the Doppler frequency f d is, if not satisfy the geometric positional relationship, change its vertical distance x, by using the vertical distance x + [Delta] x after the change, and the distance R corresponding to the peak Doppler frequency f d is, since it is configured to determine whether satisfies the geometric positional relationship between the radar and the stationary, advance, to specify a vertical distance x from the vehicle to the stationary object Without pea An effect that can be an object of the to accurately determine whether a stationary object.
  • Embodiment 3 FIG.
  • the distance be the ambiguity occurs in either the R or the Doppler frequency f d, the example which can accurately determine whether or not the object according to the peak is stationary object description To do.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a radar apparatus according to Embodiment 3 of the present invention.
  • the transmission frequency conversion unit 3-1 includes, for example, a multiplier.
  • the pulse signal generated by the pulse signal generation unit 1 and the reference signal generated by the reference signal generation unit 2 are multiplied by the pulse signal. Is converted from the IF band to the RF band, and a process of outputting an RF band pulse signal is performed.
  • the transmission amplifying unit 4-1 includes, for example, an amplifier, and performs processing for amplifying the RF band pulse signal output from the transmission frequency converting unit 3-1.
  • the circulator 5-1 outputs the RF band pulse signal amplified by the transmission amplification unit 4-1, to the transmission / reception antenna 6-1, while outputting the reception signal of the transmission / reception antenna 6-1 to the reception amplification unit 7-1. It is a route switcher.
  • the transmission / reception antenna 6-1 is a device that radiates the RF band pulse signal output from the circulator 5-1 to the space, and receives the scattered wave of the pulse signal reflected back to the target.
  • the reception amplifying unit 7-1 includes, for example, an amplifier, and performs a process of amplifying the reception signal of the transmission / reception antenna 6-1 output from the circulator 5-1.
  • the reception frequency conversion unit 8-1 includes, for example, a multiplier and converts the frequency of the reception signal amplified by the reception amplification unit 7-1 from the RF band to the IF band, and outputs the IF band reception signal. Perform the process.
  • the AD conversion unit 9-1 performs a process of converting the IF band reception signal output from the reception frequency conversion unit 8-1 from an analog signal to a digital signal.
  • the conversion unit 9-1 constitutes transmission / reception means.
  • the transmission frequency conversion unit 3-2 includes, for example, a multiplier.
  • the pulse signal generated by the pulse signal generation unit 1 and the reference signal generated by the reference signal generation unit 2 are multiplied by the pulse signal. Is converted from the IF band to the RF band, and a process of outputting an RF band pulse signal is performed.
  • the transmission amplifying unit 4-2 includes, for example, an amplifier, and performs processing for amplifying the RF band pulse signal output from the transmission frequency converting unit 3-2.
  • the circulator 5-2 outputs an RF band pulse signal amplified by the transmission amplification unit 4-2 to the transmission / reception antenna 6-2, while outputting a reception signal of the transmission / reception antenna 6-2 to the reception amplification unit 7-2. It is a route switcher.
  • the transmission / reception antenna 6-2 is a device that radiates the RF band pulse signal output from the circulator 5-2 to the space and receives the scattered wave of the pulse signal reflected and returned to the target.
  • the reception amplifying unit 7-2 includes, for example, an amplifier, and performs a process of amplifying the reception signal of the transmitting / receiving antenna 6-2 output from the circulator 5-2.
  • the reception frequency converting unit 8-2 includes, for example, a multiplier and converts the frequency of the reception signal amplified by the reception amplification unit 7-2 from the RF band to the IF band, and outputs the IF band reception signal. Implement the process.
  • the AD conversion unit 9-2 performs processing for converting the IF band reception signal output from the reception frequency conversion unit 8-2 from an analog signal to a digital signal.
  • the conversion unit 9-2 constitutes transmission / reception means.
  • the signal processor 20 analyzes the digital reception signals output from the AD conversion units 9-1 and 9-2, and determines whether an object existing in the vicinity is a moving object or a stationary object. Implement the process.
  • pulse compression processing units 11-1 and 11-2, pulse hit integration units 12-1 and 12-2, and peak detection processing units 13-1 and 13 that are components of the signal processor 20 are used.
  • each of the angle measurement processing unit 21 and the stationary object determination processing unit 22 is configured by dedicated hardware (for example, a semiconductor integrated circuit on which a CPU is mounted or a one-chip microcomputer).
  • the signal processor 20 may be configured by a computer.
  • the signal processor 20 When the signal processor 20 is constituted by a computer, the pulse compression processing units 11-1 and 11-2, the integration unit between pulse hits 12-1 and 12-2, and the peak detection processing units 13-1 and 13-2 If a program describing the processing contents of the angle measurement processing unit 21 and the stationary object determination processing unit 22 is stored in the memory of a computer, the CPU of the computer executes the program stored in the memory. Good.
  • the pulse compression processing unit 11-1 uses the pulse signal generated by the pulse signal generation unit 1 to perform a process of compressing the reception signal output from the AD conversion unit 9-1.
  • the integration processing unit 12-1 between pulse hits generates a range Doppler map indicating the correspondence between the distance and the Doppler frequency by integrating the received signal after the pulse compression by the pulse compression processing unit 11-1 for each pulse hit.
  • the pulse compression processing unit 11-1 and the pulse hit integration processing unit 12-1 constitute a range Doppler map generating unit.
  • the peak detection processing unit 13-1 performs processing for detecting a peak whose signal power is greater than or equal to a threshold in the range Doppler map generated by the integration processing unit 12-1 between pulse hits.
  • the peak detection processing unit 13-1 constitutes a peak detection unit.
  • the pulse compression processing unit 11-2 uses the pulse signal generated by the pulse signal generation unit 1 to perform a process of performing pulse compression on the reception signal output from the AD conversion unit 9-2.
  • the integration processing unit 12-2 between pulse hits generates a range Doppler map indicating the correspondence between distance and Doppler frequency by integrating the received signal after pulse compression by the pulse compression processing unit 11-2 for each pulse hit.
  • the pulse compression processing unit 11-2 and the inter-hit hit integration processing unit 12-2 constitute a range Doppler map generating unit.
  • the peak detection processing unit 13-2 performs processing for detecting a peak whose signal power is greater than or equal to a threshold in the range Doppler map generated by the integration unit 12-2 between pulse hits.
  • the peak detection processing unit 13-2 constitutes a peak detection unit.
  • the angle measurement processing unit 21 uses the phase difference between the peak detected by the peak detection processing unit 13-1 and the peak detected by the peak detection processing unit 13-2, and the scattered waves for the antennas 6-1 and 6-2. The process of measuring the incident angle of is performed.
  • the angle measurement processing unit 21 constitutes angle measuring means.
  • the stationary object determination processing unit 22 obtains the distance and Doppler corresponding to the peak detected by the peak detection processing units 13-1 and 13-2 from the incident angle measured by the angle measurement processing unit 21. It is determined whether or not the frequency coincides with the frequency, and if the distance or the Doppler frequency coincides with each other, a process of determining that the object related to the peak is a stationary object is performed.
  • the stationary object determination processing unit 22 constitutes a stationary object determination unit.
  • the pulse signal generation unit 1 repeatedly generates a pulse signal by PRI as in the first embodiment.
  • the reference signal generation unit 2 generates a reference signal having a predetermined continuous waveform.
  • the transmission frequency conversion unit 3-1 multiplies the pulse signal and the reference signal generated by the reference signal generation unit 2 in the same manner as the transmission frequency conversion unit 3 of FIG.
  • the frequency of the pulse signal is converted from the IF band to the RF band, and the RF band pulse signal is output to the transmission amplifier 4-1.
  • the transmission amplifier 4-1 amplifies the pulse signal in the same manner as the transmission amplifier 4 in FIG. The signal is output to the circulator 5-1.
  • circulator 5-1 When circulator 5-1 receives the amplified RF band pulse signal from transmission amplification section 4-1, it outputs the pulse signal to transmission / reception antenna 6-1 in the same manner as circulator 5 in FIG. Thereby, an RF band pulse signal is radiated from the transmitting / receiving antenna 6-1 to the space. A part of the pulse signal radiated to the space is reflected by the target, and a scattered wave of the pulse signal reflected by the target is received by the transmission / reception antenna 6-1. The circulator 5-1 outputs the reception signal of the transmission / reception antenna 6-1 to the reception amplification unit 7-1.
  • the reception amplification unit 7-1 When receiving the reception signal of the transmission / reception antenna 6-1 from the circulator 5-1, the reception amplification unit 7-1 amplifies the reception signal and receives the amplified reception signal in the same manner as the reception amplification unit 7 of FIG. Output to the frequency converter 8-1.
  • reception frequency conversion section 8-1 converts the frequency of the reception signal from the RF band to the IF band, similar to reception frequency conversion section 8 in FIG. Then, the IF band received signal is output to the AD converter 9-1.
  • the AD conversion unit 9-1 converts the reception signal from an analog signal to a digital signal in the same manner as the AD conversion unit 9 of FIG.
  • the transmission frequency conversion unit 3-2 multiplies the pulse signal by the reference signal generated by the reference signal generation unit 2, similarly to the transmission frequency conversion unit 3 of FIG. As a result, the frequency of the pulse signal is converted from the IF band to the RF band, and the RF band pulse signal is output to the transmission amplifier 4-2.
  • the transmission amplifying unit 4-2 amplifies the pulse signal in the same manner as the transmission amplifying unit 4 in FIG. The signal is output to the circulator 5-2.
  • the circulator 5-2 When the circulator 5-2 receives the amplified RF band pulse signal from the transmission amplifier 4-2, the circulator 5-2 outputs the pulse signal to the transmission / reception antenna 6-2, similarly to the circulator 5 of FIG. As a result, an RF band pulse signal is radiated from the transmitting / receiving antenna 6-2 to the space. A part of the pulse signal radiated to the space is reflected by the target, and a scattered wave of the pulse signal reflected by the target is received by the transmission / reception antenna 6-2. The circulator 5-2 outputs the reception signal of the transmission / reception antenna 6-2 to the reception amplification unit 7-2.
  • the reception amplifying unit 7-2 When receiving the reception signal of the transmitting / receiving antenna 6-2 from the circulator 5-2, the reception amplifying unit 7-2 amplifies the received signal and receives the amplified received signal in the same manner as the reception amplifying unit 7 of FIG. Output to the frequency converter 8-2.
  • reception frequency conversion section 8-2 converts the frequency of the reception signal from the RF band to the IF band in the same manner as reception frequency conversion section 8 in FIG. Then, the IF band reception signal is output to the AD conversion unit 9-2.
  • the AD conversion unit 9-2 converts the reception signal from an analog signal to a digital signal, like the AD conversion unit 9 of FIG.
  • the signal processor 20 When the signal processor 20 receives the digital received signals from the AD conversion units 9-1 and 9-2, the signal processor 20 analyzes the received signals and determines whether an object existing in the vicinity is a moving object or a stationary object. Determine if it exists. Hereinafter, the processing content of the signal processor 20 will be specifically described.
  • the pulse compression processing unit 11-1 of the signal processor 20 receives the digital received signal from the AD conversion unit 9-1, the pulse compression processing unit 11-1 is generated by the pulse signal generation unit 1 in the same manner as the pulse compression processing unit 11 of FIG. Using the pulse signal, a process (correlation process) is performed to compress the received signal.
  • the pulse compression processing unit 11-2 of the signal processor 20 receives the digital reception signal from the AD conversion unit 9-2, the pulse compression processing unit 11-2 generates the pulse signal generation unit 1 like the pulse compression processing unit 11 of FIG. Using the pulse signal, a process (correlation process) is performed to compress the received signal.
  • the pulse hit integration unit 12-1 of the signal processor 20 When receiving the pulse-compressed reception signal from the pulse compression processing unit 11-1, the pulse hit integration unit 12-1 of the signal processor 20 performs pulse compression in the same manner as the pulse hit integration processing unit 12 of FIG. The subsequent received signal is subjected to FFT or DFT in the pulse hit direction and the square of the absolute value of the conversion result is taken to generate a range Doppler map indicating the correspondence between the distance and the Doppler frequency.
  • the integration unit 12-2 between pulse hits of the signal processor 20 When the received signal after pulse compression is received from the pulse compression processing unit 11-2, the integration unit 12-2 between pulse hits of the signal processor 20 performs pulse compression in the same manner as the integration processing unit 12 between pulse hits in FIG.
  • the subsequent received signal is subjected to FFT or DFT in the pulse hit direction and the square of the absolute value of the conversion result is taken to generate a range Doppler map indicating the correspondence between the distance and the Doppler frequency.
  • the third embodiment unlike the first embodiment, it is assumed that ambiguity exists in either the distance or the Doppler frequency.
  • the peak detection processing unit 13-1 of the signal processor 20 includes the range Doppler map in the same manner as the peak detection processing unit 13 in FIG. , Detect peaks where the signal power is above a predetermined threshold.
  • the peak detection processing unit 13-2 of the signal processor 20 includes the range Doppler map in the same manner as the peak detection processing unit 13 of FIG. , Detect peaks where the signal power is above a predetermined threshold.
  • the angle measurement processing unit 21 of the signal processor 20 uses the phase difference between the peak detected by the peak detection processing unit 13-1 and the peak detected by the peak detection processing unit 13-2 to use the antenna 6-1, The incident angle ⁇ of the scattered wave with respect to 6-2 is measured.
  • the angle measurement method include a phase difference angle measurement method and a monopulse angle measurement method. Further, a high resolution method such as MUSIC (Multiple Signal Classification) may be applied.
  • MUSIC Multiple Signal Classification
  • the stationary object determination processing unit 22 of the signal processor 20 substitutes the incident angle ⁇ into Equation (8). to calculate the distance R and calculates the Doppler frequency f d and assigns the incident angle ⁇ in equation (9).
  • the stationary object determination processing unit 22 then calculates the distance R and the Doppler frequency f d corresponding to the peaks detected by the peak detection processing units 13-1 and 13-2, and the distance R calculated from the equations (8) and (9). and determines whether or not the Doppler frequency f d is consistent, distance if either R or Doppler frequency f d is they match, the object according to its peak is recognized as a stationary object. If the distance neither R and Doppler frequency f d do not match, it is recognized as an object according to the peak is moving object.
  • the antenna 6-1 is obtained by using the peak detected by the peak detection processing unit 13-1 and the peak detected by the peak detection processing unit 13-2.
  • 6-2 is provided, and the stationary object determination processing unit 22 corresponds to the peaks detected by the peak detection processing units 13-1 and 13-2.
  • distance R and Doppler frequency f d is determined whether they match the distance R and Doppler frequency f d which is obtained from the incident angle ⁇ which is angle measurement by angle measuring unit 21, the distance R or Doppler frequency f d If there match, it is arranged that the object according to its peak is recognized as a stationary object, any distance R or Doppler frequency f d even if the ambiguity is present, peak That an object according to accurately determine whether a stationary object is an effect that can.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a radar apparatus according to Embodiment 4 of the present invention.
  • the radar apparatus of FIG. 5 is an FMCW type radar apparatus.
  • a configuration with one transmission antenna and two reception antennas will be described. However, a configuration with two or more transmission antennas and three or more reception antennas may be used.
  • a triangular wave generator 31 is a signal source that generates a triangular wave transmission signal in which the frequency increases and decreases linearly with a constant frequency width.
  • the triangular wave generator 31 constitutes a transmission signal generator.
  • the distribution processing unit 32 performs processing for distributing the transmission signal generated by the triangular wave generation unit 31 to the transmission antenna 33 and the mixers 35-1 and 35-2.
  • the transmission antenna 33 is a device that radiates the transmission signal distributed by the distribution processing unit 32 to the space.
  • the distribution processing unit 32 and the transmission antenna 33 constitute a signal transmission unit.
  • the reception antennas 34-1 and 34-2 are devices that receive the scattered wave of the transmission signal that has been radiated from the transmission antenna 33 and then reflected back to the target.
  • the receiving antennas 34-1 and 34-2 constitute signal receiving means.
  • the mixers 35-1 and 35-2 mix the transmission signal distributed by the distribution processing unit 32 and the reception signals of the reception antennas 34-1 and 34-2 and mix the beat signals (transmission signal and reception signal). To generate a sine wave signal having a frequency difference of.
  • the mixers 35-1 and 35-2 constitute beat signal generating means.
  • the filters 36-1 and 36-2 perform processing such as removing noise components and the like superimposed on the beat signals generated by the mixers 35-1 and 35-2.
  • the filters 36-1 and 36-2 are mounted, but the filters 36-1 and 36-2 are not necessarily mounted.
  • the A / D conversion units 37-1 and 37-2 perform processing for converting the beat signals output from the filters 36-1 and 36-2 from analog signals to digital signals.
  • the signal processor 40 analyzes the digital beat signals output from the AD conversion units 37-1 and 37-2, and determines whether an object existing in the vicinity is a moving object or a stationary object. Implement the process.
  • the Fourier transform units 41-1 and 41-2, the peak detection processing units 42-1 and 42-2, the angle measurement processing unit 43, and the stationary object determination processing unit 44, which are components of the signal processor 40. are assumed to be configured with dedicated hardware (for example, a semiconductor integrated circuit on which a CPU is mounted, or a one-chip microcomputer), but the signal processor 40 is configured with a computer. May be.
  • the signal processor 40 When the signal processor 40 is configured by a computer, the processing of the Fourier transform units 41-1 and 41-2, the peak detection processing units 42-1 and 42-2, the angle measurement processing unit 43, and the stationary object determination processing unit 44 A program describing the contents may be stored in the memory of a computer, and the CPU of the computer may execute the program stored in the memory.
  • the Fourier transform units 41-1 and 41-2 perform the process of calculating the beat spectrum of the beat signal by performing the Fourier transform of the digital beat signal output from the AD conversion units 37-1 and 37-2. To do.
  • the Fourier transform units 41-1 and 41-2 constitute beat spectrum calculation means.
  • the peak detection processing units 42-1 and 42-2 carry out processing for detecting beat spectrum peaks calculated by the Fourier transform units 41-1 and 41-2.
  • the peak detection processing units 42-1 and 42-2 constitute peak detecting means.
  • the angle measurement processing unit 43 uses the phase difference between the peak detected by the peak detection processing unit 42-1 and the peak detected by the peak detection processing unit 42-2 to scatter the reception antennas 34-1 and 34-2. A process for measuring the incident angle of the wave is performed.
  • the angle measurement processing unit 43 constitutes angle measurement means.
  • the stationary object determination processing unit 44 uses the incident angle measured by the angle measurement processing unit 43 to determine whether or not the object related to the peak detected by the peak detection processing units 42-1 and 42-2 is a stationary object. A process of determining is performed. That is, the stationary object determination processing unit 44 calculates the incident angle measured by the angle measurement processing unit 43 and the incident angle of the scattered wave obtained from the peak beat frequency detected by the peak detection processing units 42-1 and 42-2. Is determined to be within a predetermined value, and if the difference is within the predetermined value, a process for determining that the object related to the peak is a stationary object is performed.
  • the stationary object determination processing unit 44 constitutes a stationary object determination unit.
  • the triangular wave generating unit 31 generates a triangular wave transmission signal whose frequency is linearly increased and decreased with a constant frequency width (see FIG. 9).
  • the distribution processing unit 32 distributes the transmission signal to the transmission antenna 33 and the mixers 35-1 and 35-2.
  • the transmission antenna 33 radiates the transmission signal to space. A part of the transmission signal radiated into the space by the transmission antenna 33 is reflected by the target, and the scattered waves of the transmission signal reflected by the target are received by the reception antennas 34-1 and 34-2.
  • the mixer 35-1 mixes the transmission signal distributed by the distribution processing unit 32 and the reception signal of the reception antenna 34-1, and a beat signal that is the mixed signal (a sine wave signal of a frequency difference between the transmission signal and the reception signal). ) And the beat signal is output to the A / D converter 37-1 via the filter 36-1.
  • the mixer 35-2 mixes the transmission signal distributed by the distribution processing unit 32 and the reception signal of the reception antenna 34-2, generates a beat signal that is the mixed signal, and passes the beat signal to the filter 36-2. To the A / D converter 37-2.
  • the A / D conversion unit 37-1 When the A / D conversion unit 37-1 receives the beat signal from the filter 36-1, the A / D conversion unit 37-1 converts the beat signal from an analog signal to a digital signal, and the digital beat signal is converted into a Fourier transform unit 41-1 of the signal processor 40. Output to.
  • the A / D conversion unit 37-2 receives the beat signal from the filter 36-2, the A / D conversion unit 37-2 converts the beat signal from an analog signal to a digital signal, and converts the digital beat signal into the Fourier transform unit 41-2 of the signal processor 40. Output to.
  • the Fourier transform unit 41-1 of the signal processor 40 receives the digital beat signal from the AD conversion unit 37-1, the Fourier transform of the beat signal is calculated by performing a Fourier transform of the beat signal.
  • the Fourier transform unit 41-2 of the signal processor 40 performs a Fourier transform of the beat signal to calculate a beat spectrum of the beat signal.
  • the peak detection processing unit 42-1 of the signal processor 40 detects the beat spectrum peak when the Fourier transform unit 41-1 calculates the beat spectrum. That is, the square of the absolute value of the beat spectrum is calculated, and the amplitude / phase of the beat spectrum whose calculation result exceeds a predetermined threshold is detected as a peak.
  • the peak detection processing unit 42-2 of the signal processor 40 detects the beat spectrum peak when the Fourier transform unit 41-2 calculates the beat spectrum. That is, the square of the absolute value of the beat spectrum is calculated, and the amplitude / phase of the beat spectrum whose calculation result exceeds a predetermined threshold is detected as a peak.
  • the angle measurement processing unit 43 of the signal processor 40 uses the phase difference between the peak detected by the peak detection processing unit 41-1 and the peak detected by the peak detection processing unit 41-2, to receive the antenna 34-1. , 34-2, the incident angle ⁇ of the scattered wave is measured.
  • the angle measurement method include a phase difference angle measurement method and a monopulse angle measurement method. Further, a high resolution method such as MUSIC may be applied.
  • the stationary object determination processing unit 44 of the signal processor 40 is detected by the peak detection processing units 42-1 and 42-2 using the incident angle ⁇ . It is determined whether or not the object related to the peak is a stationary object. That is, the stationary object determination processing unit 44 receives the scattered wave obtained from the incident angle ⁇ measured by the angle measurement processing unit 43 and the beat frequency of the peaks detected by the peak detection processing units 42-1 and 42-2. It is determined whether or not the difference from the angle ⁇ is within a predetermined value. If the difference is within the predetermined value, it is determined that the object related to the peak is a stationary object.
  • FIG. 6 is a flowchart showing the processing contents of the stationary object determination processing unit 44.
  • the beat frequency for the stationary object existing at the position (x, y) (beat frequency f up at the time of up-chirping)
  • Beat frequency f down (beat frequency f down ) at the time of down chirp is expressed by the following equations (10) and (11).
  • beat frequency f up_n can be obtained parallel distance y n corresponding to f down_n.
  • the velocity V a of the vehicle for example, can be obtained from the speedometer mounted on the vehicle.
  • the vertical distance x to the stationary object can be obtained by the vertical distance x specifying methods 1 and 2 described in the first embodiment.
  • the incident angle ⁇ n of the scattered wave is calculated using the equation (12), but y is changed little by little (for example, the reciprocal of the insertion bandwidth B is changed as a step), and the beat frequency f Stay up-, calculate the f down and the incident angle phi, the beat frequency f Stay up-calculated while changing the y, in the f down, the detected peak beat by the peak detection processing section 41-1
  • the incident angle ⁇ corresponding to the beat frequencies f up and f down closest to the frequency is set to ⁇ n .
  • the stationary object determination processing unit 44 calculates the incident angle ⁇ n and the incident angle ⁇ n measured by the angle measurement processing unit 43 as shown in the following equation (13).
  • a difference Dif from (the incident angle ⁇ measured from the phase difference of each nth detected peak) is calculated (step ST4).
  • Dif
  • the stationary object determination processing unit 44 After calculating the difference Dif between the incident angle ⁇ n and the incident angle ⁇ n , the stationary object determination processing unit 44 compares the difference Dif with a preset threshold value ⁇ , and if the difference Dif is smaller than the threshold value ⁇ (step ST5), it determines that the object related to the nth detected peak is a stationary object (step ST6). On the other hand, if the difference Dif is greater than or equal to the threshold ⁇ (step ST5), it is determined that the object related to the nth detected peak is a moving object (step ST7).
  • N peaks are detected by the peak detection processing units 42-1 and 42-2. Is detected, it is determined whether the object is a stationary object or a moving object by performing the same processing for N peaks.
  • reception is performed using the phase difference between the peak detected by the peak detection processing unit 41-1 and the peak detected by the peak detection processing unit 41-2.
  • An angle measurement processing unit 43 that measures the incident angle ⁇ of the scattered wave with respect to the antennas 34-1 and 34-2 is provided, and the stationary object determination processing unit 44 includes the incident angle ⁇ measured by the angle measurement processing unit 43, It is determined whether or not the difference from the incident angle ⁇ of the scattered wave obtained from the peak beat frequency detected by the peak detection processing units 42-1 and 42-2 is within a predetermined value, and the difference is within the predetermined value.
  • the stationary object determination processing unit 44 uses the incident angle ⁇ measured by the angle measurement processing unit 43 and the beat frequency of the peaks detected by the peak detection processing units 42-1 and 42-2. It was determined whether or not the difference with the incident angle ⁇ of the scattered wave to be obtained was within a predetermined value, and if the difference was within the predetermined value, it was indicated that the object related to the peak was recognized as a stationary object
  • the difference between the beat frequency f up and f down of the peaks detected by the peak detection processing units 41-1 and 41-2 and the beat frequency obtained from the incident angle ⁇ measured by the angle measurement processing unit 43 is predetermined. It may be determined whether or not it is within a value, and if the difference is within a predetermined value, the object related to the peak may be recognized as a stationary object.
  • FIG. 7 is a flowchart showing the processing contents of the stationary object determination processing unit 44.
  • the speed V a of the host vehicle and the vertical distance x to the stationary object are acquired (step ST11), and the speed V a of the host vehicle and the vertical distance x to the stationary object are expressed by the following equations (14) and (15).
  • the beat frequencies f up_n_g and f down_n_g of the n-th detected peak are calculated using the incident angle ⁇ n (step ST12).
  • the stationary object determination processing unit 44 calculates the beat frequencies f up_n_g and f down_n_g of the n-th detected peak using the incident angle ⁇ n and the like, as shown in the following equations (16) and (17), calculates a difference Dif Stay up-with the beat frequency f Up_n the beat frequency f Up_n_g and peaks detected in the n-th by the peak detection processing section 41-1 and 41-2, the beat frequency f Down_n_g a peak detection processing section calculating the difference Dif down the beat frequency f Down_n of detected peaks in the n-th through 41-1 and 41-2 (step ST13).
  • Dif up
  • Dif down
  • the stationary object determination processing unit 44 calculates the differences Dif up and Dif down , the difference Dif up is compared with a preset threshold value ⁇ f at the time of up-chirping, and the difference is calculated at the time of down-chirping. Dif down is compared with the threshold value ⁇ f. If the difference Dif up is smaller than the threshold value ⁇ f during up-chirping (step ST14), the stationary object determination processing unit 44 recognizes that the object related to the nth detected peak is a stationary object (step ST15). If the difference Dif up is equal to or greater than the threshold value ⁇ f (step ST14), the object related to the nth detected peak is recognized as a moving object (step ST16).
  • step ST14 If the difference Dif down is smaller than the threshold ⁇ f at the time of down-chirping (step ST14), it is determined that the object related to the nth detected peak is a stationary object (step ST15), and the difference Dif down is the threshold ⁇ f. If it is above (step ST14), it will recognize that the object concerning the nth detected peak is a moving object (step ST16).
  • N peaks are detected by the peak detection processing units 42-1 and 42-2. Is detected, it is determined whether the object is a stationary object or a moving object by performing the same processing for N peaks.
  • reception is performed using the phase difference between the peak detected by the peak detection processing unit 41-1 and the peak detected by the peak detection processing unit 41-2.
  • An angle measurement processing unit 43 that measures the incident angle ⁇ of the scattered wave with respect to the antennas 34-1 and 34-2 is provided, and the stationary object determination processing unit 44 is detected by the peak detection processing units 41-1 and 41-2.
  • the difference between f Down_n_g is equal to or within a predetermined value, the If the difference is within a predetermined value, since the object related to the peak is recognized as a stationary object, even in the case of the FMCW radar, as in the first embodiment, Even if the number of detected peaks increases, it is possible to accurately determine whether or not the object related to the peak is a stationary object with a small amount of calculation. Also, it is possible to process up-chirp and down-chirp separately.
  • the vertical distance x to the stationary object is substituted into the equations (14) and (15), and the beat frequencies f up_n_g and f down_n_g of the nth detected peak are calculated.
  • the beat frequencies f up_n and f down_n of the peak detected n-th by the peak detection processing units 41-1 and 41-2 and the angle measurement processing unit may be calculated by substituting the incident angle ⁇ n measured by 43 into the equations (14) and (15).
  • FIG. FIG. 8 is a block diagram showing a radar apparatus according to Embodiment 6 of the present invention.
  • the signal processor 50 analyzes the digital beat signals output from the AD conversion units 37-1 and 37-2, and determines whether an object existing in the vicinity is a moving object or a stationary object. Implement the process.
  • the Fourier transform units 41-1 and 41-2, the lateral stationary object direction null beam forming processing unit 51, the peak detection processing units 42-1 and 42-2, which are components of the signal processor 50, are measured.
  • each of the corner processing unit 43 and the stationary object determination processing unit 44 is configured by dedicated hardware (for example, a semiconductor integrated circuit on which a CPU is mounted, or a one-chip microcomputer).
  • the signal processor 50 may be configured by a computer.
  • a program describing the processing contents of the unit 43 and the stationary object determination processing unit 44 may be stored in the memory of a computer, and the CPU of the computer may execute the program stored in the memory.
  • the side stationary object direction null beam forming processing unit 51 calculates the angular direction of the stationary object using the beat spectrum calculated by the Fourier transform units 41-1 and 41-2, and performs processing for forming a null beam in the angular direction. carry out.
  • the lateral stationary object direction null beam forming processing unit 51 constitutes a null beam forming means.
  • the side stationary object direction null beam forming processing unit 51 is the same as that of the fifth embodiment except that the side stationary object direction null beam forming processing unit 51 is mounted before the peak detection processing units 42-1 and 42-2, here, the lateral stationary object direction Only the processing contents of the object direction null beam forming processing unit 51 will be described.
  • the lateral stationary object direction null beam forming processing unit 51 uses the above equations (10) to (12), and the stationary object existing at the position (x, y) for each beat frequency f up_m at the time of up-chirping. Then, the incident angle ⁇ m of the scattered wave that is reflected from and incident on the receiving antennas 34-1 and 34-2 is calculated.
  • the side stationary object direction null beam forming processing unit 51 calculates the phase difference between the two receiving antennas 34-1 and 34-2 as shown in the following equation (18).
  • a null beam b up — 1 — m is formed in the direction of the stationary object existing at the position (x, y).
  • s 1_up_m the complex signals of the m-th beat spectrum at the up-chirp at the receiving antenna 34-1
  • s 2_up_m the complex signals of the m-th beat spectrum at the up-chirp at the receiving antennas 34-2 is there.
  • ⁇ is a transmission wavelength
  • d is an element interval between the reception antenna 34-1 and the reception antenna 34-2.
  • the null beam b up — 1_m is formed in the direction of the stationary object.
  • the position is increased. Phase difference angle measurement and monopulse angle measurement are possible.
  • the angular direction of the stationary object is calculated using the beat spectrum calculated by the Fourier transform units 41-1 and 41-2, and the null beam is set in the angular direction.
  • the side stationary object direction null beam forming processing unit 51 for forming the moving object is mounted before the peak detection processing units 42-1 and 42-2, so that the stationary object determination processing unit 44 can easily detect the moving object. There is an effect.
  • the radar device according to the present invention is suitable, for example, for a device incorporated in a control device having a function of preventing a collision with a moving body or a function of following a vehicle at a predetermined distance from a vehicle ahead.

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Abstract

　静止物判定処理部１４が、ピーク検出処理部１３により検出されたピークに対応する距離Ｒとドップラ周波数ｆｄが、レーダと静止物間の幾何学的な位置関係［ｆｄ＝（２Ｖａｆ０／ｃ）／｛（Ｒ２－ｘ２）１／２／Ｒ｝…式（７）］を満足しているか否かを判定し、幾何学的な位置関係を満足していれば、そのピークに係る物体が静止物であると認定する。これにより、ピーク検出処理部１３により検出されるピークの数が増えても、少ない演算量で、ピークに係る物体が静止物であるか否かを正確に判定することができる。

Description

レーダ装置
　この発明は、近傍に存在している物体が移動物であるのか、静止物であるのかを判別することができるレーダ装置に関するものである。
　周波数変調連続波（ＦＭＣＷ：Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ　Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　Ｗａｖｅ）方式の従来のレーダ装置では、図９に示すように、一定の周波数幅で周波数が線形に増減する三角波状の送信信号を生成し、その送信信号をレーダ波として空間に放射する一方、目標に反射されて戻ってきた上記送信信号の散乱波を受信する。
　そして、送信信号と受信信号をミキシングしてビート信号を生成し、そのビート信号をフーリエ変換することで、そのビート信号の周波数（ビート周波数）に応じた複素振幅（ビートスペクトル）を算出する。
　また、従来のＦＭＣＷレーダ装置は、ビート信号のビート周波数を算出すると、送信信号の周波数が増加するアップチャープ時及び周波数が減少するダウンチャープ時の各掃引区間毎に、そのビート周波数を特定し、アップチャープ時のビート周波数ｆｕｐ及びダウンチャープ時のビート周波数ｆｄｏｗｎに基づいて、下記の式（１）～（４）に示すように、目標との距離Ｒや相対速度Ｖを算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000002

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000003

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000004
　ただし、Ｂは送信信号の周波数変位幅（挿引帯域幅）、ｆ０は送信信号の中心周波数、Ｔは１周期の変調に要する時間（挿引時間）である。
　また、Ｖは自車と目標との相対速度を表し、接近する方向を＋の周波数とする。Ｃは光速である。
　なお、変調時間Ｔは短い時間であるとして、目標との距離Ｒ及び相対速度Ｖはアップチャープやダウンチャープ間で変化しないという前提がある。
　これにより、目標との距離Ｒや相対速度Ｖを算出することができるが、上記のＦＭＣＷレーダ装置を用いて、移動物と静止物を区別する技術が下記の特許文献１に開示されている。
　特許文献１に開示されているレーダ装置では、移動物と静止物を区別するために、自車が速度－Ｖａで進行している場合、静止物は相対速度Ｖａで接近して、式（４）に示す相対速度ＶがＶａになることを利用するものである。
　即ち、アップチャープ時のビートスペクトルのピーク、または、ダウンチャープ時のビートスペクトルのピークの少なくとも一方を所定の周波数シフト量だけシフトさせて、ピークが対応するアップチャープ時のビートスペクトルとダウンチャープ時のビートスペクトルとのスペクトルマッチ度を算出し、そのスペクトルマッチ度が高ければ、そのピークに係る物体が静止物であると認定する。
特開２０００－１４７１０２号公報（段落番号［００１７］から［００１９］）
　従来のレーダ装置は以上のように構成されているので、ピークが対応するアップチャープ時のビートスペクトルとダウンチャープ時のビートスペクトルとのスペクトルマッチ度を算出すれば、そのピークに係る物体が静止物であるか否かを判定することができる。しかし、スペクトルマッチ度の算出処理は演算量が多いため、検出ピークの数が多い場合、演算負荷が大きくなってしまう課題があった。
　また、ＦＭＣＷ方式のレーダ装置に特化されるものであり、例えば、パルス信号をレーダ波として利用するレーダ装置には適用することができない課題があった。
　この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、検出ピークの数が増えても、少ない演算量で、ピークに係る物体が静止物であるか否かを正確に判定することができるレーダ装置を得ることを目的とする。
　この発明に係るレーダ装置は、パルス信号を生成するパルス信号生成手段と、パルス信号生成手段により生成されたパルス信号を空間に放射する一方、目標に反射されて戻ってきたパルス信号の散乱波を受信する送受信手段と、パルス信号生成手段により生成されたパルス信号を用いて、送受信手段の受信信号をパルス圧縮し、パルス圧縮後の受信信号をパルスヒット毎に積分することで、距離とドップラ周波数の対応関係を示すレンジドップラマップを生成するレンジドップラマップ生成手段と、レンジドップラマップ生成手段により生成されたレンジドップラマップの中で、信号電力が閾値以上のピークを検出するピーク検出手段とを設け、静止物判定手段が、ピーク検出手段により検出されたピークに対応する距離とドップラ周波数が、レーダと静止物間の幾何学的な位置関係を満足しているか否かを判定し、幾何学的な位置関係を満足していれば、そのピークに係る物体が静止物であると認定するようにしたものである。
　この発明によれば、静止物判定手段が、ピーク検出手段により検出されたピークに対応する距離とドップラ周波数が、レーダと静止物間の幾何学的な位置関係を満足しているか否かを判定し、幾何学的な位置関係を満足していれば、そのピークに係る物体が静止物であると認定するように構成したので、ピーク検出手段により検出されるピークの数が増えても、少ない演算量で、ピークに係る物体が静止物であるか否かを正確に判定することができる効果がある。
この発明の実施の形態１によるレーダ装置を示す構成図である。 レンジドップラマップの生成例を示す模式図である。 図１のレーダ装置が前方（例えば、バンパーの近傍）に設置されている自車両と静止物（自車両の進行方向と平行に設置されているガードレール（反射体））との位置関係を示す説明図である。 この発明の実施の形態３によるレーダ装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態４によるレーダ装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態４によるレーダ装置の静止物判定処理部４４の処理内容を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態５によるレーダ装置の静止物判定処理部４４の処理内容を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態６によるレーダ装置を示す構成図である。 一定の周波数幅で周波数が線形に増減する三角波状の送信信号を示す説明図である。
　以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
　図１はこの発明の実施の形態１によるレーダ装置を示す構成図である。
　図１において、パルス信号生成部１はパルス信号（一定の幅を有するベースバンド帯のパルス状の変調波形）をパルス繰り返し周期（ＰＲＩ：Ｐｕｌｓｅ　Ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ　Ｉｎｔｅｒｖａｌ）で繰り返し生成する信号源である。なお、パルス信号生成部１はパルス信号生成手段を構成している。
　ここでは、パルス状の変調波形を想定しているが、その他にも、例えば、周波数が時間に比例して増加する線形周波数変調（チャープ変調）波形、位相が時間と一緒に変化する位相符号変調波形や、連続波であるＣＷ信号の周波数が時間と一緒に変化する周波数変調波形などがある。
　基準信号生成部２は所定の連続波形を有する基準信号を生成する信号源である。
　送信周波数変換部３は例えば乗算器などから構成されており、パルス信号生成部１により生成されたパルス信号と基準信号生成部２により生成された基準信号を乗算することで、そのパルス信号の周波数をＩＦ帯（ベースバンド帯）からＲＦ帯（高周波帯）に変換し、ＲＦ帯のパルス信号を出力する処理を実施する。
　送信増幅部４は例えばアンプなどから構成されており、送信周波数変換部３から出力されたＲＦ帯のパルス信号を増幅する処理を実施する。
　サーキュレータ５は送信増幅部４により増幅されたＲＦ帯のパルス信号を送受信アンテナ６に出力する一方、送受信アンテナ６の受信信号を受信増幅部７に出力する信号経路切替器である。
　送受信アンテナ６はサーキュレータ５から出力されたＲＦ帯のパルス信号を空間に放射する一方、目標に反射されて戻ってきた上記パルス信号の散乱波を受信する機器である。
　受信増幅部７は例えばアンプなどから構成されており、サーキュレータ５から出力された送受信アンテナ６の受信信号を増幅する処理を実施する。
　受信周波数変換部８は例えば乗算器などから構成されており、受信増幅部７により増幅された受信信号の周波数をＲＦ帯からＩＦ帯に変換し、ＩＦ帯の受信信号を出力する処理を実施する。
　ＡＤ変換部９は受信周波数変換部８から出力されたＩＦ帯の受信信号をアナログ信号からディジタル信号に変換する処理を実施する。
　なお、基準信号生成部２、送信周波数変換部３、送信増幅部４、サーキュレータ５、送受信アンテナ６、受信増幅部７、受信周波数変換部８及びＡＤ変換部９から送受信手段が構成されている。
　信号処理器１０はＡＤ変換部９から出力されたディジタルの受信信号を解析して、近傍に存在している物体が移動物であるのか、静止物であるのかを判別する処理を実施する。
　図１の例では、信号処理器１０の構成要素であるパルス圧縮処理部１１、パルスヒット間積分処理部１２、ピーク検出処理部１３及び静止物判定処理部１４のそれぞれが専用のハードウェア（例えば、ＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなど）で構成されているものを想定しているが、信号処理器１０がコンピュータで構成されていてもよい。
　信号処理器１０がコンピュータで構成されている場合、パルス圧縮処理部１１、パルスヒット間積分処理部１２、ピーク検出処理部１３及び静止物判定処理部１４の処理内容を記述しているプログラムをコンピュータのメモリに格納し、当該コンピュータのＣＰＵが当該メモリに格納されているプログラムを実行するようにすればよい。
　パルス圧縮処理部１１はパルス信号生成部１により生成されたパルス信号を用いて、ＡＤ変換部９から出力された受信信号をパルス圧縮する処理を実施する。
　パルスヒット間積分処理部１２はパルス圧縮処理部１１によるパルス圧縮後の受信信号をパルスヒット毎に積分することで、距離とドップラ周波数の対応関係を示すレンジドップラマップを生成する処理を実施する。
　なお、パルス圧縮処理部１１及びパルスヒット間積分処理部１２からレンジドップラマップ生成手段が構成されている。
　ピーク検出処理部１３はパルスヒット間積分処理部１２により生成されたレンジドップラマップの中で、信号電力が閾値以上のピークを検出する処理を実施する。なお、ピーク検出処理部１３はピーク検出手段を構成している。
　静止物判定処理部１４はピーク検出処理部１３により検出されたピークに対応する距離とドップラ周波数が、レーダと静止物間の幾何学的な位置関係を満足しているか否かを判定し、幾何学的な位置関係を満足していれば、上記ピークに係る物体が静止物であると認定する処理を実施する。なお、静止物判定処理部１４は静止物判定手段を構成している。
　次に動作について説明する。
　まず、パルス信号生成部１は、パルス信号（一定の幅を有するベースバンド帯のパルス状の変調波形）をＰＲＩで繰り返し生成する。
　また、基準信号生成部２は、所定の連続波形を有する基準信号を生成する。
　送信周波数変換部３は、パルス信号生成部１がパルス信号を生成すると、そのパルス信号と基準信号生成部２により生成された基準信号を乗算することで、そのパルス信号の周波数をＩＦ帯からＲＦ帯に変換し、ＲＦ帯のパルス信号を送信増幅部４に出力する。
　送信増幅部４は、送信周波数変換部３からＲＦ帯のパルス信号を受けると、そのパルス信号を増幅し、増幅後のＲＦ帯のパルス信号をサーキュレータ５に出力する。
　サーキュレータ５は、送信増幅部４から増幅後のＲＦ帯のパルス信号を受けると、そのパルス信号を送受信アンテナ６に出力する。
　これにより、送受信アンテナ６からＲＦ帯のパルス信号が空間に放射される。空間に放射されたパルス信号の一部は目標に反射され、目標に反射されたパルス信号の散乱波が送受信アンテナ６に受信される。
　サーキュレータ５は、送受信アンテナ６の受信信号を受信増幅部７に出力する。
　受信増幅部７は、サーキュレータ５から送受信アンテナ６の受信信号を受けると、その受信信号を増幅し、増幅後の受信信号を受信周波数変換部８に出力する。
　受信周波数変換部８は、受信増幅部７から増幅後の受信信号を受けると、その受信信号の周波数をＲＦ帯からＩＦ帯に変換し、ＩＦ帯の受信信号をＡＤ変換部９に出力する。
　ＡＤ変換部９は、受信周波数変換部８からＩＦ帯の受信信号を受けると、その受信信号をアナログ信号からディジタル信号に変換する。
　信号処理器１０は、ＡＤ変換部９からディジタルの受信信号を受けると、その受信信号を解析して、近傍に存在している物体が移動物であるのか、静止物であるのかを判別する。
　以下、信号処理器１０の処理内容を具体的に説明する。
　信号処理器１０のパルス圧縮処理部１１は、ＡＤ変換部９からディジタルの受信信号を受けると、パルス信号生成部１により生成されたパルス信号を用いて、その受信信号をパルス圧縮する処理（相関処理）を実施する。
　信号処理器１０のパルスヒット間積分処理部１２は、パルス圧縮処理部１１からパルス圧縮後の受信信号を受けると、パルス圧縮後の受信信号をパルスヒット方向にＦＦＴ（高速フーリエ変換）、あるいは、ＤＦＴ（離散フーリエ変換）を実施して、その変換結果の絶対値の二乗を取ることで、距離とドップラ周波数の対応関係を示すレンジドップラマップを生成する。
　ここで、図２はレンジドップラマップの生成例を示す模式図である。
　レンジドップラマップには、目標である移動物に係るピーク（信号電力のピーク）だけではなく、静止物等に係るピークが発生する。
　この実施の形態１では、距離及びドップラ周波数のアンビギュイティが存在しないものとして、以下の説明を行う。
　信号処理器１０のピーク検出処理部１３は、パルスヒット間積分処理部１２がレンジドップラマップを生成すると、そのレンジドップラマップの中で、信号電力が所定の閾値以上のピークを検出する。
　ここでの閾値は固定値を用いるようにしてもよいが、目標以外を検出する確率（誤警報確率）を一定にするＣＦＡＲ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｆａｌｓｅ Ａｌａｒｍ Ｒａｔｅ ：誤警報確率一定）処理等を実施することで、レンジドップラ範囲毎に、可変の閾値を用いるようにしてもよい。
　信号処理器１０の静止物判定処理部１４は、ピーク検出処理部１３が１以上のピークを検出すると、各ピークに対応する距離とドップラ周波数が、レーダと静止物間の幾何学的な位置関係を満足しているか否かを判定し、幾何学的な位置関係を満足していれば、当該ピークに係る物体が静止物であると認定する。
　以下、静止物判定処理部１４による判定処理を具体的に説明する。
　図３は図１のレーダ装置が前方（例えば、バンパーの近傍）に設置されている自車両と静止物（自車両の進行方向と平行に設置されているガードレール（反射体））との位置関係を示す説明図である。
　図３の例では、自車両の進行方向と平行にガードレール（反射体）などの静止物が存在しており、自車両から垂直方向の距離（以下、「垂直距離」と称する）がｘ、自車両から平行方向の距離（以下、「平行距離」と称する）がｙである位置（ｘ，ｙ）に存在している静止物に着目すると、自車両から静止物までの距離Ｒ及びドップラ周波数ｆｄは、下記の式（５）及び式（６）のように表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000005

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000006

　ただし、Ｖａは自車両の速度である。
　例えば、式（５）をｙについて解いて、式（６）に代入すると、下記の式（７）が得られる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000007
　ピーク検出処理部１３により検出されたピークが、位置（ｘ，ｙ）に存在している静止物に係るピークである場合、そのピークに対応する距離Ｒとドップラ周波数ｆｄは、式（７）で関係付けられる。
　このため、自車両から静止物までの垂直距離ｘが分かれば、ピーク検出処理部１３により検出されたピークに対応する距離Ｒとドップラ周波数ｆｄが式（７）を満足しているか否かを判定する。式（７）を満足していれば、レーダと静止物間の幾何学的な位置関係を満足していることになるため、そのピークに係る物体は静止物であると認定する。
　一方、式（７）を満足していなければ、レーダと静止物間の幾何学的な位置関係を満足していないため、そのピークに係る物体は移動物であると認定する。
　したがって、ピークに係る物体が移動物であるのか、静止物であるのかを判別するには、事前に、自車両から静止物までの垂直距離ｘを特定する必要がある。
　以下、自車両から静止物までの垂直距離ｘの特定方法の一例について説明する。
［垂直距離ｘの特定方法１］
　垂直距離ｘの特定方法１は、レーダの真横に存在している物体からの反射は鏡面反射となって、非常に高い反射電力を示すことを利用する方法である。
　ピーク検出処理部１３により検出された１以上のピークのうち、ドップラ周波数ｆｄが０であるピークの中で、距離Ｒが最も短いピークを特定する。
　式（５）より、距離Ｒが最も短くなる条件はｙ＝０であり（Ｒ＝ｘ）、ｙ＝０の場合、式（６）より、ｆｄ＝０である。このため、ドップラ周波数ｆｄが０であるピークは、レーダの真横に存在している物体に係るものであると言える。
　そして、ドップラ周波数ｆｄが０であるピークの中で、距離Ｒが最も短いピークの信号電力が所定値以上であれば、レーダの真横に存在している物体からの反射である可能性が極めて高いので、そのピークに対応する距離Ｒ（＝ｘ）が静止物までの垂直距離ｘであると推定する。
　なお、ピークの信号電力と比較する所定値としては、実験により観測された値等が用いられる。
［垂直距離ｘの特定方法２］
　例えば、目標の追尾機能等を実装しているような場合には、予め、目標の追尾処理を実施することで、自車両から静止物までの垂直距離ｘを観測する方法が考えられる。
　以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、静止物判定処理部１４が、ピーク検出処理部１３により検出されたピークに対応する距離Ｒとドップラ周波数ｆｄが、レーダと静止物間の幾何学的な位置関係を満足しているか否かを判定し、幾何学的な位置関係を満足していれば、そのピークに係る物体が静止物であると認定するように構成したので、ピーク検出処理部１３により検出されるピークの数が増えても、少ない演算量で、ピークに係る物体が静止物であるか否かを正確に判定することができる効果を奏する。
　即ち、式（７）を満足しているか否かを判定する簡単な処理だけで、ピークに係る物体が静止物であると認定することができ、従来例のように、演算量が多いスペクトルマッチ度の算出処理を実施する必要がないため、検出ピークの数が多い場合でも、演算負荷の増大を防ぐことができる。
　また、この実施の形態１では、従来例と異なり、パルス信号をレーダ波として利用するレーダ装置に適用することができる。
　この実施の形態１では、静止物が直線状のガードレールである例を示したが、静止物であるガードレールが湾曲している場合、自車両のヨーレートから曲率を推定し、その曲率を持つ曲線上にガードレールが存在していると仮定すれば、この実施の形態１に記述している方法で、ピークに係る物体が静止物であるか否かを正確に判定することができる。
実施の形態２．
　上記実施の形態１では、静止物判定処理部１４が、自車両から静止物までの垂直距離ｘを特定し、その垂直距離ｘを用いて、ピーク検出処理部１３により検出されたピークに対応する距離Ｒとドップラ周波数ｆｄが、レーダと静止物間の幾何学的な位置関係を満足しているか否かを判定するものを示したが、自車両から静止物までの垂直距離ｘを特定せずに、ピーク検出処理部１３により検出されたピークに対応する距離Ｒとドップラ周波数ｆｄが、レーダと静止物間の幾何学的な位置関係を満足しているか否かを判定するようにしてもよい。
　具体的には、以下の通りである。
　この実施の形態２では、ガードレールなどの静止物が、自車両から所定の距離以内に存在していることを前提とするものである。
　例えば、自車両から静止物までの垂直距離ｘが２メートルから１０メートルの範囲以内に存在していることを前提とする。ただし、２メートルや１０メートルの数値は、あくまでも一例である。
　この場合、最初の段階では、例えば、静止物判定処理部１４が、垂直距離ｘが“２”であるとして、ピーク検出処理部１３により検出されたピーク毎に、当該ピークに対応する距離Ｒとドップラ周波数ｆｄが、レーダと静止物間の幾何学的な位置関係を満足しているか否かを判定する。
　このとき、レーダと静止物間の幾何学的な位置関係を満足しているピークが存在していれば、そのピークに係る物体が静止物であると認定する。
　一方、全てのピークに対応する距離Ｒとドップラ周波数ｆｄが、レーダと静止物間の幾何学的な位置関係を満足していなければ、静止物判定処理部１４が、垂直距離ｘを所定の微小距離Δｘ（例えば、Δｘ＝５０ｃｍ）だけ変更する。
　静止物判定処理部１４は、垂直距離がｘ＋Δｘ（例えば、２．５メートル）であるとして、ピーク検出処理部１３により検出されたピーク毎に、当該ピークに対応する距離Ｒとドップラ周波数ｆｄが、レーダと静止物間の幾何学的な位置関係を満足しているか否かを判定する。
　このとき、レーダと静止物間の幾何学的な位置関係を満足しているピークが存在していれば、そのピークに係る物体が静止物であると認定する。
　全てのピークに対応する距離Ｒとドップラ周波数ｆｄが、レーダと静止物間の幾何学的な位置関係を満足していなければ、以降、変更後の垂直距離ｘ＋Δｘが１０メートルに到達するまで順次変更し、垂直距離がｘ＋Δｘであるとして、ピーク検出処理部１３により検出されたピーク毎に、当該ピークに対応する距離Ｒとドップラ周波数ｆｄが、レーダと静止物間の幾何学的な位置関係を満足しているか否かを判定する。
　なお、微小距離Δｘが大きいと、レーダと静止物間の幾何学的な位置関係を満足しているピークが見つからない可能性があるので、微小距離Δｘはできるだけ小さい値であることが望ましいが、微小距離Δｘを小さくし過ぎると、演算量が増えてしまうことになる。
　そこで、微小距離Δｘを適度な大きさにし（例えば、Δｘ＝５０ｃｍ）、レーダと静止物間の幾何学的な位置関係を完全に満足していない場合でも、幾何学的な位置関係のずれが所定の許容値の範囲内であれば、幾何学的な位置関係を満足していると判定するようにする。
　以上で明らかなように、この実施の形態２によれば、静止物判定処理部１４が、ピーク検出処理部１３により検出されたピーク毎に、事前に設定された垂直距離ｘを用いて、当該ピークに対応する距離Ｒとドップラ周波数ｆｄが、レーダと静止物間の幾何学的な位置関係を満足しているか否かを判定する一方、ピーク検出処理部１３により検出された全てのピークに対応する距離Ｒとドップラ周波数ｆｄが、幾何学的な位置関係を満足していなければ、その垂直距離ｘを変更し、変更後の垂直距離ｘ＋Δｘを用いて、当該ピークに対応する距離Ｒとドップラ周波数ｆｄが、レーダと静止物間の幾何学的な位置関係を満足しているか否かを判定するように構成したので、事前に、自車両から静止物までの垂直距離ｘを特定することなく、ピークに係る物体が静止物であるか否かを正確に判定することができる効果を奏する。
実施の形態３．
　上記実施の形態１では、距離Ｒ及びドップラ周波数ｆｄのアンビギュイティが存在しないことを前提するものを示したが、実際には、距離Ｒ又はドップラ周波数ｆｄのいずれかにアンビギュイティが発生することが多い。
　そこで、この実施の形態３では、距離Ｒ又はドップラ周波数ｆｄのいずれかにアンビギュイティが発生していても、ピークに係る物体が静止物であるか否かを正確に判定できる例を説明する。
　図４はこの発明の実施の形態３によるレーダ装置を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
　送信周波数変換部３－１は例えば乗算器などから構成されており、パルス信号生成部１により生成されたパルス信号と基準信号生成部２により生成された基準信号を乗算することで、そのパルス信号の周波数をＩＦ帯からＲＦ帯に変換し、ＲＦ帯のパルス信号を出力する処理を実施する。
　送信増幅部４－１は例えばアンプなどから構成されており、送信周波数変換部３－１から出力されたＲＦ帯のパルス信号を増幅する処理を実施する。
　サーキュレータ５－１は送信増幅部４－１により増幅されたＲＦ帯のパルス信号を送受信アンテナ６－１に出力する一方、送受信アンテナ６－１の受信信号を受信増幅部７－１に出力する信号経路切替器である。
　送受信アンテナ６－１はサーキュレータ５－１から出力されたＲＦ帯のパルス信号を空間に放射する一方、目標に反射されて戻ってきた上記パルス信号の散乱波を受信する機器である。
　受信増幅部７－１は例えばアンプなどから構成されており、サーキュレータ５－１から出力された送受信アンテナ６－１の受信信号を増幅する処理を実施する。
　受信周波数変換部８－１は例えば乗算器などから構成されており、受信増幅部７－１により増幅された受信信号の周波数をＲＦ帯からＩＦ帯に変換し、ＩＦ帯の受信信号を出力する処理を実施する。
　ＡＤ変換部９－１は受信周波数変換部８－１から出力されたＩＦ帯の受信信号をアナログ信号からディジタル信号に変換する処理を実施する。
　なお、基準信号生成部２、送信周波数変換部３－１、送信増幅部４－１、サーキュレータ５－１、送受信アンテナ６－１、受信増幅部７－１、受信周波数変換部８－１及びＡＤ変換部９－１から送受信手段が構成されている。
　送信周波数変換部３－２は例えば乗算器などから構成されており、パルス信号生成部１により生成されたパルス信号と基準信号生成部２により生成された基準信号を乗算することで、そのパルス信号の周波数をＩＦ帯からＲＦ帯に変換し、ＲＦ帯のパルス信号を出力する処理を実施する。
　送信増幅部４－２は例えばアンプなどから構成されており、送信周波数変換部３－２から出力されたＲＦ帯のパルス信号を増幅する処理を実施する。
　サーキュレータ５－２は送信増幅部４－２により増幅されたＲＦ帯のパルス信号を送受信アンテナ６－２に出力する一方、送受信アンテナ６－２の受信信号を受信増幅部７－２に出力する信号経路切替器である。
　送受信アンテナ６－２はサーキュレータ５－２から出力されたＲＦ帯のパルス信号を空間に放射する一方、目標に反射されて戻ってきた上記パルス信号の散乱波を受信する機器である。
　受信増幅部７－２は例えばアンプなどから構成されており、サーキュレータ５－２から出力された送受信アンテナ６－２の受信信号を増幅する処理を実施する。
　受信周波数変換部８－２は例えば乗算器などから構成されており、受信増幅部７－２により増幅された受信信号の周波数をＲＦ帯からＩＦ帯に変換し、ＩＦ帯の受信信号を出力する処理を実施する。
　ＡＤ変換部９－２は受信周波数変換部８－２から出力されたＩＦ帯の受信信号をアナログ信号からディジタル信号に変換する処理を実施する。
　なお、基準信号生成部２、送信周波数変換部３－２、送信増幅部４－２、サーキュレータ５－２、送受信アンテナ６－２、受信増幅部７－２、受信周波数変換部８－２及びＡＤ変換部９－２から送受信手段が構成されている。
　信号処理器２０はＡＤ変換部９－１，９－２から出力されたディジタルの受信信号を解析して、近傍に存在している物体が移動物であるのか、静止物であるのかを判別する処理を実施する。
　図４の例では、信号処理器２０の構成要素であるパルス圧縮処理部１１－１，１１－２、パルスヒット間積分処理部１２－１，１２－２、ピーク検出処理部１３－１，１３－２、測角処理部２１及び静止物判定処理部２２のそれぞれが専用のハードウェア（例えば、ＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなど）で構成されているものを想定しているが、信号処理器２０がコンピュータで構成されていてもよい。
　信号処理器２０がコンピュータで構成されている場合、パルス圧縮処理部１１－１，１１－２、パルスヒット間積分処理部１２－１，１２－２、ピーク検出処理部１３－１，１３－２、測角処理部２１及び静止物判定処理部２２の処理内容を記述しているプログラムをコンピュータのメモリに格納し、当該コンピュータのＣＰＵが当該メモリに格納されているプログラムを実行するようにすればよい。
　パルス圧縮処理部１１－１はパルス信号生成部１により生成されたパルス信号を用いて、ＡＤ変換部９－１から出力された受信信号をパルス圧縮する処理を実施する。
　パルスヒット間積分処理部１２－１はパルス圧縮処理部１１－１によるパルス圧縮後の受信信号をパルスヒット毎に積分することで、距離とドップラ周波数の対応関係を示すレンジドップラマップを生成する処理を実施する。
　なお、パルス圧縮処理部１１－１及びパルスヒット間積分処理部１２－１からレンジドップラマップ生成手段が構成されている。
　ピーク検出処理部１３－１はパルスヒット間積分処理部１２－１により生成されたレンジドップラマップの中で、信号電力が閾値以上のピークを検出する処理を実施する。なお、ピーク検出処理部１３－１はピーク検出手段を構成している。
　パルス圧縮処理部１１－２はパルス信号生成部１により生成されたパルス信号を用いて、ＡＤ変換部９－２から出力された受信信号をパルス圧縮する処理を実施する。
　パルスヒット間積分処理部１２－２はパルス圧縮処理部１１－２によるパルス圧縮後の受信信号をパルスヒット毎に積分することで、距離とドップラ周波数の対応関係を示すレンジドップラマップを生成する処理を実施する。
　なお、パルス圧縮処理部１１－２及びパルスヒット間積分処理部１２－２からレンジドップラマップ生成手段が構成されている。
　ピーク検出処理部１３－２はパルスヒット間積分処理部１２－２により生成されたレンジドップラマップの中で、信号電力が閾値以上のピークを検出する処理を実施する。なお、ピーク検出処理部１３－２はピーク検出手段を構成している。
　測角処理部２１はピーク検出処理部１３－１により検出されたピークとピーク検出処理部１３－２により検出されたピークとの位相差を用いて、アンテナ６－１，６－２に対する散乱波の入射角度を測角する処理を実施する。なお、測角処理部２１は測角手段を構成している。
　静止物判定処理部２２はピーク検出処理部１３－１，１３－２により検出されたピークに対応する距離及びドップラ周波数が、測角処理部２１により測角された入射角度から求められる距離及びドップラ周波数と一致しているか否かを判定し、距離又はドップラ周波数が一致していれば、上記ピークに係る物体が静止物であると認定する処理を実施する。なお、静止物判定処理部２２は静止物判定手段を構成している。
　この実施の形態３では、パルス信号生成部１及び基準信号生成部２以外の各種処理部を２系統備えているものを示しているが、３系統以上備えるようにしてもよい。
　次に動作について説明する。
　まず、パルス信号生成部１は、上記実施の形態１と同様に、パルス信号をＰＲＩで繰り返し生成する。
　また、基準信号生成部２は、所定の連続波形を有する基準信号を生成する。
　送信周波数変換部３－１は、パルス信号生成部１がパルス信号を生成すると、図１の送信周波数変換部３と同様に、そのパルス信号と基準信号生成部２により生成された基準信号を乗算することで、そのパルス信号の周波数をＩＦ帯からＲＦ帯に変換し、ＲＦ帯のパルス信号を送信増幅部４－１に出力する。
　送信増幅部４－１は、送信周波数変換部３－１からＲＦ帯のパルス信号を受けると、図１の送信増幅部４と同様に、そのパルス信号を増幅し、増幅後のＲＦ帯のパルス信号をサーキュレータ５－１に出力する。
　サーキュレータ５－１は、送信増幅部４－１から増幅後のＲＦ帯のパルス信号を受けると、図１のサーキュレータ５と同様に、そのパルス信号を送受信アンテナ６－１に出力する。
　これにより、送受信アンテナ６－１からＲＦ帯のパルス信号が空間に放射される。空間に放射されたパルス信号の一部は目標に反射され、目標に反射されたパルス信号の散乱波が送受信アンテナ６－１に受信される。
　サーキュレータ５－１は、送受信アンテナ６－１の受信信号を受信増幅部７－１に出力する。
　受信増幅部７－１は、サーキュレータ５－１から送受信アンテナ６－１の受信信号を受けると、図１の受信増幅部７と同様に、その受信信号を増幅し、増幅後の受信信号を受信周波数変換部８－１に出力する。
　受信周波数変換部８－１は、受信増幅部７－１から増幅後の受信信号を受けると、図１の受信周波数変換部８と同様に、その受信信号の周波数をＲＦ帯からＩＦ帯に変換し、ＩＦ帯の受信信号をＡＤ変換部９－１に出力する。
　ＡＤ変換部９－１は、受信周波数変換部８－１からＩＦ帯の受信信号を受けると、図１のＡＤ変換部９と同様に、その受信信号をアナログ信号からディジタル信号に変換する。
　送信周波数変換部３－２は、パルス信号生成部１がパルス信号を生成すると、図１の送信周波数変換部３と同様に、そのパルス信号と基準信号生成部２により生成された基準信号を乗算することで、そのパルス信号の周波数をＩＦ帯からＲＦ帯に変換し、ＲＦ帯のパルス信号を送信増幅部４－２に出力する。
　送信増幅部４－２は、送信周波数変換部３－２からＲＦ帯のパルス信号を受けると、図１の送信増幅部４と同様に、そのパルス信号を増幅し、増幅後のＲＦ帯のパルス信号をサーキュレータ５－２に出力する。
　サーキュレータ５－２は、送信増幅部４－２から増幅後のＲＦ帯のパルス信号を受けると、図１のサーキュレータ５と同様に、そのパルス信号を送受信アンテナ６－２に出力する。
　これにより、送受信アンテナ６－２からＲＦ帯のパルス信号が空間に放射される。空間に放射されたパルス信号の一部は目標に反射され、目標に反射されたパルス信号の散乱波が送受信アンテナ６－２に受信される。
　サーキュレータ５－２は、送受信アンテナ６－２の受信信号を受信増幅部７－２に出力する。
　受信増幅部７－２は、サーキュレータ５－２から送受信アンテナ６－２の受信信号を受けると、図１の受信増幅部７と同様に、その受信信号を増幅し、増幅後の受信信号を受信周波数変換部８－２に出力する。
　受信周波数変換部８－２は、受信増幅部７－２から増幅後の受信信号を受けると、図１の受信周波数変換部８と同様に、その受信信号の周波数をＲＦ帯からＩＦ帯に変換し、ＩＦ帯の受信信号をＡＤ変換部９－２に出力する。
　ＡＤ変換部９－２は、受信周波数変換部８－２からＩＦ帯の受信信号を受けると、図１のＡＤ変換部９と同様に、その受信信号をアナログ信号からディジタル信号に変換する。
　信号処理器２０は、ＡＤ変換部９－１，９－２からディジタルの受信信号を受けると、その受信信号を解析して、近傍に存在している物体が移動物であるのか、静止物であるのかを判別する。
　以下、信号処理器２０の処理内容を具体的に説明する。
　信号処理器２０のパルス圧縮処理部１１－１は、ＡＤ変換部９－１からディジタルの受信信号を受けると、図１のパルス圧縮処理部１１と同様に、パルス信号生成部１により生成されたパルス信号を用いて、その受信信号をパルス圧縮する処理（相関処理）を実施する。
　信号処理器２０のパルス圧縮処理部１１－２は、ＡＤ変換部９－２からディジタルの受信信号を受けると、図１のパルス圧縮処理部１１と同様に、パルス信号生成部１により生成されたパルス信号を用いて、その受信信号をパルス圧縮する処理（相関処理）を実施する。
　信号処理器２０のパルスヒット間積分処理部１２－１は、パルス圧縮処理部１１－１からパルス圧縮後の受信信号を受けると、図１のパルスヒット間積分処理部１２と同様に、パルス圧縮後の受信信号をパルスヒット方向にＦＦＴ、あるいは、ＤＦＴを実施して、その変換結果の絶対値の二乗を取ることで、距離とドップラ周波数の対応関係を示すレンジドップラマップを生成する。
　信号処理器２０のパルスヒット間積分処理部１２－２は、パルス圧縮処理部１１－２からパルス圧縮後の受信信号を受けると、図１のパルスヒット間積分処理部１２と同様に、パルス圧縮後の受信信号をパルスヒット方向にＦＦＴ、あるいは、ＤＦＴを実施して、その変換結果の絶対値の二乗を取ることで、距離とドップラ周波数の対応関係を示すレンジドップラマップを生成する。
　この実施の形態３では、上記実施の形態１と異なり、距離又はドップラ周波数のいずれかにアンビギュイティが存在しているものとする。
　信号処理器２０のピーク検出処理部１３－１は、パルスヒット間積分処理部１２－１がレンジドップラマップを生成すると、図１のピーク検出処理部１３と同様に、そのレンジドップラマップの中で、信号電力が所定の閾値以上のピークを検出する。
　信号処理器２０のピーク検出処理部１３－２は、パルスヒット間積分処理部１２－２がレンジドップラマップを生成すると、図１のピーク検出処理部１３と同様に、そのレンジドップラマップの中で、信号電力が所定の閾値以上のピークを検出する。
　信号処理器２０の測角処理部２１は、ピーク検出処理部１３－１により検出されたピークとピーク検出処理部１３－２により検出されたピークとの位相差を用いて、アンテナ６－１，６－２に対する散乱波の入射角度θを測角する。測角方式としては、例えば、位相差測角方式や、モノパルス測角方式などがある。また、ＭＵＳＩＣ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ）などの高分解能法を適用するようにしてもよい。
　ピーク検出処理部１３－１，１３－２により検出されたピークが、ガードレール等の静止物に反射された信号に係る場合、測角処理部２１により測角された入射角度θと、そのピークに対応する距離Ｒ及びドップラ周波数ｆｄとの間には、下記の式（８）（９）の関係が成立する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000008

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000009
　信号処理器２０の静止物判定処理部２２は、測角処理部２１がアンテナ６－１，６－２に対する散乱波の入射角度θを測角すると、その入射角度θを式（８）に代入して距離Ｒを算出するとともに、その入射角度θを式（９）に代入してドップラ周波数ｆｄを算出する。
　そして、静止物判定処理部２２は、ピーク検出処理部１３－１，１３－２により検出されたピークに対応する距離Ｒ及びドップラ周波数ｆｄと、式（８）（９）より算出した距離Ｒ及びドップラ周波数ｆｄとが一致しているか否かを判定し、距離Ｒ又はドップラ周波数ｆｄのいずれかが一致していれば、そのピークに係る物体が静止物であると認定する。
　距離Ｒ及びドップラ周波数ｆｄのいずれも一致していなければ、そのピークに係る物体は移動物であると認定する。
　以上で明らかなように、この実施の形態３によれば、ピーク検出処理部１３－１により検出されたピークとピーク検出処理部１３－２により検出されたピークとを用いて、アンテナ６－１，６－２に対する散乱波の入射角度θを測角する測角処理部２１を設け、静止物判定処理部２２が、ピーク検出処理部１３－１，１３－２により検出されたピークに対応する距離Ｒ及びドップラ周波数ｆｄが、測角処理部２１により測角された入射角度θから求められる距離Ｒ及びドップラ周波数ｆｄと一致しているか否かを判定し、距離Ｒ又はドップラ周波数ｆｄが一致していれば、そのピークに係る物体が静止物であると認定するように構成したので、距離Ｒ又はドップラ周波数ｆｄのいずれかにアンビギュイティが存在している場合でも、ピークに係る物体が静止物であるか否かを正確に判定することができる効果を奏する。
実施の形態４．
　図５はこの発明の実施の形態４によるレーダ装置を示す構成図であり、図５のレーダ装置はＦＭＣＷ方式のレーダ装置である。
　この実施の形態４では、送信アンテナが１個、受信アンテナが２個の構成について説明するが、送信アンテナが２個以上、受信アンテナが３個以上の構成であってもよい。
　図において、三角波発生部３１は一定の周波数幅で周波数が線形に増減する三角波の送信信号を生成する信号源である。なお、三角波発生部３１は送信信号生成手段を構成している。
　分配処理部３２は三角波発生部３１により生成された送信信号を送信アンテナ３３及びミキサ３５－１，３５－２に分配する処理を実施する。
　送信アンテナ３３は分配処理部３２により分配された送信信号を空間に放射する機器である。なお、分配処理部３２及び送信アンテナ３３から信号送信手段が構成されている。
　受信アンテナ３４－１，３４－２は送信アンテナ３３から放射されたのち、目標に反射されて戻ってきた送信信号の散乱波を受信する機器である。なお、受信アンテナ３４－１，３４－２は信号受信手段を構成している。
　ミキサ３５－１，３５－２は分配処理部３２により分配された送信信号と受信アンテナ３４－１，３４－２の受信信号を混合して、その混合信号であるビート信号（送信信号と受信信号の周波数差の正弦波信号）を生成する処理を実施する。なお、ミキサ３５－１，３５－２はビート信号生成手段を構成している。
　フィルタ３６－１，３６－２はミキサ３５－１，３５－２により生成されたビート信号に重畳されているノイズ成分等を除去するなどの処理を実施する。
　図５の例では、フィルタ３６－１，３６－２を実装しているが、フィルタ３６－１，３６－２については必ずしも実装していなくてもよい。
　Ａ／Ｄ変換部３７－１，３７－２はフィルタ３６－１，３６－２から出力されたビート信号をアナログ信号からディジタル信号に変換する処理を実施する。
　信号処理器４０はＡＤ変換部３７－１，３７－２から出力されたディジタルのビート信号を解析して、近傍に存在している物体が移動物であるのか、静止物であるのかを判別する処理を実施する。
　図５の例では、信号処理器４０の構成要素であるフーリエ変換部４１－１，４１－２、ピーク検出処理部４２－１，４２－２、測角処理部４３及び静止物判定処理部４４のそれぞれが専用のハードウェア（例えば、ＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなど）で構成されているものを想定しているが、信号処理器４０がコンピュータで構成されていてもよい。
　信号処理器４０がコンピュータで構成されている場合、フーリエ変換部４１－１，４１－２、ピーク検出処理部４２－１，４２－２、測角処理部４３及び静止物判定処理部４４の処理内容を記述しているプログラムをコンピュータのメモリに格納し、当該コンピュータのＣＰＵが当該メモリに格納されているプログラムを実行するようにすればよい。
　フーリエ変換部４１－１，４１－２はＡＤ変換部３７－１，３７－２から出力されたディジタルのビート信号のフーリエ変換を実施することで、そのビート信号のビートスペクトルを算出する処理を実施する。なお、フーリエ変換部４１－１，４１－２はビートスペクトル算出手段を構成している。
　ピーク検出処理部４２－１，４２－２はフーリエ変換部４１－１，４１－２により算出されたビートスペクトルのピークを検出する処理を実施する。なお、ピーク検出処理部４２－１，４２－２はピーク検出手段を構成している。
　測角処理部４３はピーク検出処理部４２－１により検出されたピークとピーク検出処理部４２－２により検出されたピークとの位相差を用いて、受信アンテナ３４－１，３４－２に対する散乱波の入射角度を測角する処理を実施する。なお、測角処理部４３は測角手段を構成している。
　静止物判定処理部４４は測角処理部４３により測角された入射角度を用いて、ピーク検出処理部４２－１，４２－２により検出されたピークに係る物体が静止物であるか否かを判定する処理を実施する。
　即ち、静止物判定処理部４４は測角処理部４３により測角された入射角度と、ピーク検出処理部４２－１，４２－２により検出されたピークのビート周波数から求まる散乱波の入射角度との差分が所定値以内であるか否かを判定し、その差分が所定値以内であれば、そのピークに係る物体が静止物であると認定する処理を実施する。なお、静止物判定処理部４４は静止物判定手段を構成している。
　次に動作について説明する。
　まず、三角波発生部３１は、一定の周波数幅で周波数が線形に増減する三角波の送信信号を生成する（図９を参照）。
　分配処理部３２は、三角波発生部３１が送信信号を生成すると、その送信信号を送信アンテナ３３及びミキサ３５－１，３５－２に分配する。
　送信アンテナ３３は、分配処理部３２により分配された送信信号を受けると、その送信信号を空間に放射する。
　送信アンテナ３３により空間に放射された送信信号の一部は目標に反射され、目標に反射された送信信号の散乱波が受信アンテナ３４－１，３４－２に受信される。
　ミキサ３５－１は、分配処理部３２により分配された送信信号と受信アンテナ３４－１の受信信号を混合して、その混合信号であるビート信号（送信信号と受信信号の周波数差の正弦波信号）を生成し、そのビート信号をフィルタ３６－１を介してＡ／Ｄ変換部３７－１に出力する。
　ミキサ３５－２は、分配処理部３２により分配された送信信号と受信アンテナ３４－２の受信信号を混合して、その混合信号であるビート信号を生成し、そのビート信号をフィルタ３６－２を介してＡ／Ｄ変換部３７－２に出力する。
　Ａ／Ｄ変換部３７－１は、フィルタ３６－１からビート信号を受けると、そのビート信号をアナログ信号からディジタル信号に変換し、ディジタルのビート信号を信号処理器４０のフーリエ変換部４１－１に出力する。
　Ａ／Ｄ変換部３７－２は、フィルタ３６－２からビート信号を受けると、そのビート信号をアナログ信号からディジタル信号に変換し、ディジタルのビート信号を信号処理器４０のフーリエ変換部４１－２に出力する。
　信号処理器４０のフーリエ変換部４１－１は、ＡＤ変換部３７－１からディジタルのビート信号を受けると、そのビート信号のフーリエ変換を実施することで、そのビート信号のビートスペクトルを算出する。
　信号処理器４０のフーリエ変換部４１－２は、ＡＤ変換部３７－２からディジタルのビート信号を受けると、そのビート信号のフーリエ変換を実施することで、そのビート信号のビートスペクトルを算出する。
　信号処理器４０のピーク検出処理部４２－１は、フーリエ変換部４１－１がビートスペクトルを算出すると、そのビートスペクトルのピークを検出する。即ち、そのビートスペクトルの絶対値の二乗を計算し、その計算結果が所定の閾値を超えるビートスペクトルの振幅・位相をピークとして検出する。
　信号処理器４０のピーク検出処理部４２－２は、フーリエ変換部４１－２がビートスペクトルを算出すると、そのビートスペクトルのピークを検出する。即ち、そのビートスペクトルの絶対値の二乗を計算し、その計算結果が所定の閾値を超えるビートスペクトルの振幅・位相をピークとして検出する。
　信号処理器４０の測角処理部４３は、ピーク検出処理部４１－１により検出されたピークとピーク検出処理部４１－２により検出されたピークとの位相差を用いて、受信アンテナ３４－１，３４－２に対する散乱波の入射角度θを測角する。測角方式としては、例えば、位相差測角方式や、モノパルス測角方式などがある。また、ＭＵＳＩＣなどの高分解能法を適用するようにしてもよい。
　信号処理器４０の静止物判定処理部４４は、測角処理部４３が入射角度θを測角すると、その入射角度θを用いて、ピーク検出処理部４２－１，４２－２により検出されたピークに係る物体が静止物であるか否かを判定する。
　即ち、静止物判定処理部４４は、測角処理部４３により測角された入射角度θと、ピーク検出処理部４２－１，４２－２により検出されたピークのビート周波数から求まる散乱波の入射角度φとの差分が所定値以内であるか否かを判定し、その差分が所定値以内であれば、そのピークに係る物体が静止物であると認定する。
　以下、静止物判定処理部４４の処理内容を具体的に説明する。
　図６は静止物判定処理部４４の処理内容を示すフローチャートである。
　ここでは、自車両と静止物（ガードレール）との位置関係が図３の通りであるとすると、位置（ｘ，ｙ）に存在している静止物に対するビート周波数（アップチャープ時のビート周波数ｆｕｐ、ダウンチャープ時のビート周波数ｆｄｏｗｎ）は、下記の式（１０）（１１）のように表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000010

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000011
　式（１０）（１１）より、自車両の速度Ｖａと、静止物までの垂直距離ｘとが得られれば、ピーク検出処理部４２－１，４２－２によりｎ番目に検出されたピークのビート周波数ｆｕｐ＿ｎ，ｆｄｏｗｎ＿ｎに対応する平行距離ｙｎを求めることができる。自車両の速度Ｖａについては、例えば、自車両に搭載されている速度計から得ることができる。また、静止物までの垂直距離ｘについては、上記実施の形態１で記述している垂直距離ｘの特定方法１，２で得ることができる。
　上記に加えて、以下のようにして、垂直距離ｘを推定するようにしてもよい。垂直距離ｘの位置にある静止物のドップラ周波数は０であるため、式（１０）（１１）のビート周波数の絶対値は一致する。よって、式（１０）（１１）のビート周波数の絶対値が一致するピーク、あるいは、式（１０）（１１）のビート周波数の絶対値の差が小さい（例えば、ビート周波数の分解能＝１／Ｔ以下に設定する）ピークを静止物とする方法も考えられる。
　そこで、静止物判定処理部４４は、自車両の速度Ｖａと静止物までの垂直距離ｘを取得し（ステップＳＴ１）、自車両の速度Ｖａと静止物までの垂直距離ｘを式（１０）（１１）に代入して、ｎ番目（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）に検出されたピークのビート周波数ｆｕｐ＿ｎ，ｆｄｏｗｎ＿ｎに対応する平行距離ｙｎを算出する（ステップＳＴ２）。
　なお、ビート周波数ｆｕｐ＿ｎ，ｆｄｏｗｎ＿ｎ、自車両の速度Ｖａ及び静止物までの垂直距離ｘが与えられたとき、式（１０）（１１）は、ｙに関する４次方程式となるため、４次方程式を解くことで、ビート周波数ｆｕｐ＿ｎ，ｆｄｏｗｎ＿ｎに対応する平行距離ｙｎを算出することができるが、４次方程式の解法としては、例えば、フェラーリの方法等が知られており、直接求めることが可能である。
　静止物判定処理部４４は、ｎ番目に検出されたピークのビート周波数ｆｕｐ＿ｎ，ｆｄｏｗｎ＿ｎに対応する平行距離ｙｎを算出すると、下記の式（１２）に示すように、平行距離ｙｎを用いて、位置（ｘ，ｙ）に存在している静止物から反射されて、受信アンテナ３４－１，３４－２に入射される散乱波の入射角度φｎを算出する（ステップＳＴ３）。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000012
　ここでは、式（１２）を用いて、散乱波の入射角度φｎを算出しているが、ｙを少しずつ変化させて（例えば、挿引帯域幅Ｂの逆数をステップとして変化させる）、ビート周波数ｆｕｐ，ｆｄｏｗｎ及び入射角度φを計算し、ｙを変化させながら計算したビート周波数ｆｕｐ，ｆｄｏｗｎの中で、ピーク検出処理部４１－１，４１－２により検出されたピークのビート周波数に最も近いビート周波数ｆｕｐ，ｆｄｏｗｎに対応する入射角度φをφｎとする方法もある。
　静止物判定処理部４４は、散乱波の入射角度φｎを算出すると、下記の式（１３）に示すように、その入射角度φｎと測角処理部４３により測角された入射角度θｎ（ｎ番目に検出された各ピークの位相差から測角された入射角度θ）との差分Ｄｉｆを算出する（ステップＳＴ４）。
　　　Ｄｉｆ＝｜θｎ－φｎ｜　　　　　　　　　　　　　　（１３）
　また、角度の代わりに、ビートスペクトル信号の位相差を用いて、静止物の判定を行ってもよい。即ち、受信アンテナ３４－１，３４－２のビートスペクトルのｎ番目の信号のｘ１，ｎ，ｘ２，ｎの位相差ξｎを以下のように算出する。
　　　Zｎ＝（ｘ１，ｎ）×（ｘ２，ｎ）＊
　　　ξｎ＝ｔａｎ－１（Ｉｍ［Ｚｎ］／Ｒｅ［Ｚｎ］）
　ただし、＊は複素共役、Ｉｍ［・］は虚部を計算する操作、Ｒｅ［・］は実部を計算する操作を示している。
　位置（ｘ，ｙ）に存在している静止物から反射されて、受信アンテナ３４－１，３４－２に入射される散乱波の入射角度φｎから位相差δｎを以下のように算出し、θｎ，φｎの代わりに、それぞれξｎ，δｎを用いるような構成にしてもよい。
　　　δｎ＝－２π／λ×ｄ×ｓｉｎ（θｎ）
　ただし、λは送信信号の波長、ｄは受信アンテナの間隔である。
　静止物判定処理部４４は、入射角度φｎと入射角度θｎの差分Ｄｉｆを算出すると、その差分Ｄｉｆと予め設定されている閾値εを比較し、その差分Ｄｉｆが閾値εより小さければ（ステップＳＴ５）、ｎ番目に検出されたピークに係る物体が静止物であると認定する（ステップＳＴ６）。
　一方、その差分Ｄｉｆが閾値ε以上であれば（ステップＳＴ５）、ｎ番目に検出されたピークに係る物体が移動物であると認定する（ステップＳＴ７）。
　ここでは、ｎ番目に検出されたピークに係る物体が静止物であるのか、移動物であるのかを判別するものを示したが、ピーク検出処理部４２－１，４２－２によりＮ個のピークが検出されている場合、Ｎ個のピークについて、同様の処理を実施することで、静止物であるのか、移動物であるのかを判別する。
　以上で明らかなように、この実施の形態４によれば、ピーク検出処理部４１－１により検出されたピークとピーク検出処理部４１－２により検出されたピークとの位相差を用いて、受信アンテナ３４－１，３４－２に対する散乱波の入射角度θを測角する測角処理部４３を設け、静止物判定処理部４４が、測角処理部４３により測角された入射角度θと、ピーク検出処理部４２－１，４２－２により検出されたピークのビート周波数から求まる散乱波の入射角度φとの差分が所定値以内であるか否かを判定し、その差分が所定値以内であれば、そのピークに係る物体が静止物であると認定するように構成したので、ＦＭＣＷ方式のレーダの場合でも、上記実施の形態１と同様に、検出されるピークの数が増えても、少ない演算量で、ピークに係る物体が静止物であるか否かを正確に判定することができる効果を奏する。
実施の形態５．
　上記実施の形態４では、静止物判定処理部４４が、測角処理部４３により測角された入射角度θと、ピーク検出処理部４２－１，４２－２により検出されたピークのビート周波数から求まる散乱波の入射角度φとの差分が所定値以内であるか否かを判定し、その差分が所定値以内であれば、そのピークに係る物体が静止物であると認定するものを示したが、ピーク検出処理部４１－１，４１－２により検出されたピークのビート周波数ｆｕｐ，ｆｄｏｗｎと、測角処理部４３により測角された入射角度θから求まるビート周波数との差分が所定値以内であるか否かを判定し、その差分が所定値以内であれば、そのピークに係る物体が静止物であると認定するようにしてもよい。
　以下、静止物判定処理部４４の処理内容を具体的に説明する。
　図７は静止物判定処理部４４の処理内容を示すフローチャートである。
　静止物判定処理部４４は、測角処理部４３がｎ番目（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）に検出されたピークを用いて、散乱波の入射角度θｎを測角すると、自車両の速度Ｖａと静止物までの垂直距離ｘを取得し（ステップＳＴ１１）、下記の式（１４）（１５）に示すように、自車両の速度Ｖａ，静止物までの垂直距離ｘ及び入射角度θｎを用いて、ｎ番目に検出されたピークのビート周波数ｆｕｐ＿ｎ＿ｇ，ｆｄｏｗｎ＿ｎ＿ｇを算出する（ステップＳＴ１２）。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000013

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000014
　静止物判定処理部４４は、入射角度θｎ等を用いて、ｎ番目に検出されたピークのビート周波数ｆｕｐ＿ｎ＿ｇ，ｆｄｏｗｎ＿ｎ＿ｇを算出すると、下記の式（１６）（１７）に示すように、そのビート周波数ｆｕｐ＿ｎ＿ｇとピーク検出処理部４１－１，４１－２によりｎ番目に検出されたピークのビート周波数ｆｕｐ＿ｎとの差分Ｄｉｆｕｐを算出するとともに、そのビート周波数ｆｄｏｗｎ＿ｎ＿ｇとピーク検出処理部４１－１，４１－２によりｎ番目に検出されたピークのビート周波数ｆｄｏｗｎ＿ｎとの差分Ｄｉｆｄｏｗｎを算出する（ステップＳＴ１３）。
　　Ｄｉｆｕｐ＝｜ｆｕｐ＿ｎ－ｆｕｐ＿ｎ＿ｇ｜　　　　　　　　　　（１６）
　　Ｄｉｆｄｏｗｎ＝｜ｆｄｏｗｎ＿ｎ－ｆｄｏｗｎ＿ｎ＿ｇ｜　　　　（１７）
　静止物判定処理部４４は、差分Ｄｉｆｕｐ，Ｄｉｆｄｏｗｎを算出すると、アップチャープ時であれば、その差分Ｄｉｆｕｐと予め設定されている閾値Δｆを比較し、ダウンチャープ時であれば、その差分Ｄｉｆｄｏｗｎと閾値Δｆを比較する。
　静止物判定処理部４４は、アップチャープ時において、その差分Ｄｉｆｕｐが閾値Δｆより小さければ（ステップＳＴ１４）、ｎ番目に検出されたピークに係る物体が静止物であると認定し（ステップＳＴ１５）、その差分Ｄｉｆｕｐが閾値Δｆ以上であれば（ステップＳＴ１４）、ｎ番目に検出されたピークに係る物体が移動物であると認定する（ステップＳＴ１６）。
　ダウンチャープ時において、その差分Ｄｉｆｄｏｗｎが閾値Δｆより小さければ（ステップＳＴ１４）、ｎ番目に検出されたピークに係る物体が静止物であると認定し（ステップＳＴ１５）、その差分Ｄｉｆｄｏｗｎが閾値Δｆ以上であれば（ステップＳＴ１４）、ｎ番目に検出されたピークに係る物体が移動物であると認定する（ステップＳＴ１６）。
　ここでは、ｎ番目に検出されたピークに係る物体が静止物であるのか、移動物であるのかを判別するものを示したが、ピーク検出処理部４２－１，４２－２によりＮ個のピークが検出されている場合、Ｎ個のピークについて、同様の処理を実施することで、静止物であるのか、移動物であるのかを判別する。
　以上で明らかなように、この実施の形態５によれば、ピーク検出処理部４１－１により検出されたピークとピーク検出処理部４１－２により検出されたピークとの位相差を用いて、受信アンテナ３４－１，３４－２に対する散乱波の入射角度θを測角する測角処理部４３を設け、静止物判定処理部４４が、ピーク検出処理部４１－１，４１－２により検出されたピークのビート周波数ｆｕｐ＿ｎ，ｆｄｏｗｎ＿ｎと、測角処理部４３により測角された入射角度θから求まるビート周波数ｆｕｐ＿ｎ＿ｇ，ｆｄｏｗｎ＿ｎ＿ｇとの差分が所定値以内であるか否かを判定し、その差分が所定値以内であれば、そのピークに係る物体が静止物であると認定するように構成したので、ＦＭＣＷ方式のレーダの場合でも、上記実施の形態１と同様に、検出されるピークの数が増えても、少ない演算量で、ピークに係る物体が静止物であるか否かを正確に判定することができる効果を奏する。また、アップチャープとダウンチャープを別々に処理することが可能になる。
　なお、この実施の形態５では、静止物までの垂直距離ｘを式（１４）（１５）に代入して、ｎ番目に検出されたピークのビート周波数ｆｕｐ＿ｎ＿ｇ，ｆｄｏｗｎ＿ｎ＿ｇを算出するものを示したが、静止物までの垂直距離ｘが未知である場合には、ピーク検出処理部４１－１，４１－２によりｎ番目に検出されたピークのビート周波数ｆｕｐ＿ｎ，ｆｄｏｗｎ＿ｎ及び測角処理部４３により測角された入射角度θｎを式（１４）（１５）に代入して、静止物までの垂直距離ｘを算出するようにしてもよい。
実施の形態６．
　図８はこの発明の実施の形態６によるレーダ装置を示す構成図であり、図において、図５と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
　信号処理器５０はＡＤ変換部３７－１，３７－２から出力されたディジタルのビート信号を解析して、近傍に存在している物体が移動物であるのか、静止物であるのかを判別する処理を実施する。
　図８の例では、信号処理器５０の構成要素であるフーリエ変換部４１－１，４１－２、側方静止物方向ヌルビーム形成処理部５１、ピーク検出処理部４２－１，４２－２、測角処理部４３及び静止物判定処理部４４のそれぞれが専用のハードウェア（例えば、ＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなど）で構成されているものを想定しているが、信号処理器５０がコンピュータで構成されていてもよい。
　信号処理器５０がコンピュータで構成されている場合、フーリエ変換部４１－１，４１－２、側方静止物方向ヌルビーム形成処理部５１、ピーク検出処理部４２－１，４２－２、測角処理部４３及び静止物判定処理部４４の処理内容を記述しているプログラムをコンピュータのメモリに格納し、当該コンピュータのＣＰＵが当該メモリに格納されているプログラムを実行するようにすればよい。
　側方静止物方向ヌルビーム形成処理部５１はフーリエ変換部４１－１，４１－２により算出されたビートスペクトルを用いて、静止物の角度方向を算出し、その角度方向にヌルビームを形成する処理を実施する。なお、側方静止物方向ヌルビーム形成処理部５１はヌルビーム形成手段を構成している。
　次に動作について説明する。
　側方静止物方向ヌルビーム形成処理部５１をピーク検出処理部４２－１，４２－２の前段に実装している点以外は、上記実施の形態５と同様であるため、ここでは、側方静止物方向ヌルビーム形成処理部５１の処理内容だけを説明する。
　側方静止物方向ヌルビーム形成処理部５１は、上記の式（１０）～（１２）を用いて、アップチャープ時のビート周波数ｆｕｐ＿ｍ毎に、位置（ｘ，ｙ）に存在している静止物から反射されて、受信アンテナ３４－１，３４－２に入射される散乱波の入射角度φｍを算出する。
　側方静止物方向ヌルビーム形成処理部５１は、散乱波の入射角度φｍを算出すると、下記の式（１８）に示すように、２つの受信アンテナ３４－１，３４－２間の位相差を加えることで、位置（ｘ，ｙ）に存在している静止物の方向にヌルビームｂｕｐ＿１＿ｍを形成する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000015

　式（１８）において、ｓ１＿ｕｐ＿ｍは受信アンテナ３４－１におけるアップチャープ時のｍ番目のビートスペクトルの複素信号、ｓ２＿ｕｐ＿ｍは受信アンテナ３４－２におけるアップチャープ時のｍ番目のビートスペクトルの複素信号である。
　また、λは送信波長、ｄは受信アンテナ３４－１と受信アンテナ３４－２の素子間隔である。
　ここでは、式（１８）のように、静止物の方向にヌルビームｂｕｐ＿１＿ｍを形成するものを示したが、さらに、下記の式（１９）に示すようなビームｂｕｐ＿２＿ｍを形成することで、位相差測角や、モノパルス測角が可能になる。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000016
　以上で明らかなように、この実施の形態６によれば、フーリエ変換部４１－１，４１－２により算出されたビートスペクトルを用いて、静止物の角度方向を算出し、その角度方向にヌルビームを形成する側方静止物方向ヌルビーム形成処理部５１をピーク検出処理部４２－１，４２－２の前段に実装するように構成したので、静止物判定処理部４４における移動物の検出が容易になる効果がある。
　なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
　この発明に係るレーダ装置は、例えば、移動体との衝突防止機能や、前方の車両と一定の距離間隔で追従走行する機能を有する制御装置に組み込まれるものに適している。
　１　パルス信号生成部（パルス信号生成手段）、２　基準信号生成部（送受信手段）、３，３－１，３－２　送信周波数変換部（送受信手段）、４，４－１，４－２　送信増幅部（送受信手段）、５，５－１，５－２　サーキュレータ（送受信手段）、６，６－１，６－２　送受信アンテナ（送受信手段）、７，７－１，７－２　受信増幅部（送受信手段）、８，８－１，８－２　受信周波数変換部（送受信手段）、９，９－１，９－２　ＡＤ変換部（送受信手段）、１０　信号処理器、１１　パルス圧縮処理部（レンジドップラマップ生成手段）、１２　パルスヒット間積分処理部（レンジドップラマップ生成手段）、１３　ピーク検出処理部（ピーク検出手段）、１４　静止物判定処理部（静止物判定手段）、２０　信号処理器、２１　測角処理部（測角手段），２２　静止物判定処理部（静止物判定手段）、３１　三角波発生部（送信信号生成手段）、３２　分配処理部（信号送信手段）、３３　送信アンテナ（信号送信手段）、３４－１，３４－２　受信アンテナ（信号受信手段）、３５－１，３５－２　ミキサ（ビート信号生成手段）、３６－１，３６－２　フィルタ、３７－１，３７－２　Ａ／Ｄ変換部、４０　信号処理器、４１－１，４１－２　フーリエ変換部（ビートスペクトル算出手段）、４２－１，４２－２　ピーク検出処理部（ピーク検出手段）、４３　測角処理部（測角手段）、４４　静止物判定処理部（静止物判定手段）、５０　信号処理器、５１　側方静止物方向ヌルビーム形成処理部（ヌルビーム形成手段）。

Claims (9)

  1. 　パルス信号を生成するパルス信号生成手段と、
    　上記パルス信号生成手段により生成されたパルス信号を空間に放射する一方、目標に反射されて戻ってきた上記パルス信号の散乱波を受信する送受信手段と、
    　上記パルス信号生成手段により生成されたパルス信号を用いて、上記送受信手段の受信信号をパルス圧縮し、パルス圧縮後の受信信号をパルスヒット毎に積分することで、距離とドップラ周波数の対応関係を示すレンジドップラマップを生成するレンジドップラマップ生成手段と、
    　上記レンジドップラマップ生成手段により生成されたレンジドップラマップの中で、信号電力が閾値以上のピークを検出するピーク検出手段と、
    　上記ピーク検出手段により検出されたピークに対応する距離とドップラ周波数が、レーダと静止物間の幾何学的な位置関係を満足しているか否かを判定し、幾何学的な位置関係を満足していれば、上記ピークに係る物体が静止物であると認定する静止物判定手段と
    　を備えたレーダ装置。
  2. 　静止物判定手段は、ピーク検出手段により検出された１以上のピークのうち、ドップラ周波数が０であるピークの中で、距離が最も短いピークを特定し、上記ピークの信号電力が所定値以上であれば、上記ピークに対応する距離が静止物までの垂直距離であると推定し、上記垂直距離を用いて、上記ピーク検出手段により検出されたピークに対応する距離とドップラ周波数が、レーダと静止物間の幾何学的な位置関係を満足しているか否かを判定することを特徴とする請求項１記載のレーダ装置。
  3. 　静止物判定手段は、予め観測されている静止物までの垂直距離を用いて、ピーク検出手段により検出されたピークに対応する距離とドップラ周波数が、レーダと静止物間の幾何学的な位置関係を満足しているか否かを判定することを特徴とする請求項１記載のレーダ装置。
  4. 　静止物判定手段は、ピーク検出手段により検出されたピーク毎に、事前に設定された垂直距離を用いて、当該ピークに対応する距離とドップラ周波数が、レーダと静止物間の幾何学的な位置関係を満足しているか否かを判定する一方、
    　上記ピーク検出手段により検出された全てのピークに対応する距離とドップラ周波数が、幾何学的な位置関係を満足していなければ、上記垂直距離を変更し、変更後の垂直距離を用いて、当該ピークに対応する距離とドップラ周波数が、レーダと静止物間の幾何学的な位置関係を満足しているか否かを判定する
    　ことを特徴とする請求項１記載のレーダ装置。
  5. 　パルス信号を生成するパルス信号生成手段と、
    　上記パルス信号生成手段により生成されたパルス信号を空間に放射する一方、目標に反射されて戻ってきたパルス信号の散乱波を受信する複数の送受信手段と、
    　上記パルス信号生成手段により生成されたパルス信号を用いて、上記送受信手段の受信信号をパルス圧縮し、パルス圧縮後の受信信号をパルスヒット毎に積分することで、距離とドップラ周波数の対応関係を示すレンジドップラマップを生成する複数のレンジドップラマップ生成手段と、
    　上記レンジドップラマップ生成手段により生成されたレンジドップラマップの中で、信号電力が閾値以上のピークを検出する複数のピーク検出手段と、
    　上記複数のピーク検出手段により検出されたピークを用いて、上記送受信手段に対する散乱波の入射角度を測角する測角手段と、
    　上記ピーク検出手段により検出されたピークに対応する距離及びドップラ周波数が、上記測角手段により測角された入射角度から求められる距離及びドップラ周波数と一致しているか否かを判定し、距離又はドップラ周波数が一致していれば、上記ピークに係る物体が静止物であると認定する静止物判定手段と
    　を備えたレーダ装置。
  6. 　一定の周波数幅で周波数が線形に増減する送信信号を生成する送信信号生成手段と、
    　上記送信信号生成手段により生成された送信信号を空間に放射する信号送信手段と、
    　上記信号送信手段により放射されたのち、目標に反射されて戻ってきた上記送信信号の散乱波を受信する複数の信号受信手段と、
    　上記送信信号生成手段により生成された送信信号と上記信号受信手段の受信信号を混合して、その混合信号であるビート信号を生成する複数のビート信号生成手段と、
    　上記ビート信号生成手段により生成されたビート信号のビートスペクトルを算出する複数のビートスペクトル算出手段と、
    　上記ビートスペクトル算出手段により算出されたビートスペクトルのピークを検出する複数のピーク検出手段と、
    　上記複数のピーク検出手段により検出されたピークを用いて、上記信号受信手段に対する散乱波の入射角度を測角する測角手段と、
    　上記測角手段により測角された入射角度を用いて、上記ピーク検出手段により検出されたピークに係る物体が静止物であるか否かを判定する静止物判定手段と
    　を備えたレーダ装置。
  7. 　静止物判定手段は、測角手段により測角された入射角度と、ピーク検出手段により検出されたピークのビート周波数から求まる散乱波の入射角度との差分が所定値以内であるか否かを判定し、上記差分が所定値以内であれば、上記ピークに係る物体が静止物であると認定することを特徴とする請求項６記載のレーダ装置。
  8. 　静止物判定手段は、ピーク検出手段により検出されたピークのビート周波数と、測角手段により測角された入射角度から求まるビート周波数との差分が所定値以内であるか否かを判定し、上記差分が所定値以内であれば、上記ピークに係る物体が静止物であると認定することを特徴とする請求項６記載のレーダ装置。
  9. 　複数のビートスペクトル算出手段により算出されたビートスペクトルを用いて、静止物の角度方向を算出し、上記角度方向にヌルビームを形成するヌルビーム形成手段をピーク検出手段の前段に設けたことを特徴とする請求項６記載のレーダ装置。
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