JP2002236170A - Ｆｍ−ｃｗレーダ処理装置 - Google Patents
Ｆｍ−ｃｗレーダ処理装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 三角波のアップ区間でのピーク周波数とダウ
ン区間でのピーク周波数とのミスペアリングを簡単に判
定できるＦＭ−ＣＷレーダ処理装置を提供する。 【解決手段】 ＦＭ−ＣＷ波の変調信号を切り替える変
調信号制御手段、三角波のアップ区間とダウン区間に係
るビート信号を高速フーリエ変換処理して得られたピー
クをペアリングするペアリング処理手段、該ペアリング
で得られたアップ区間のピーク周波数とダウン区間のピ
ーク周波数とから、目標物体との距離又は相対速度を算
出する算出手段、前記変調信号の切り替え前と切り替え
後について、前記算出手段で各々得られた前記距離又は
相対速度を比較する比較手段を備えた。比較手段が、変
調信号の切り替え前と切り替え後に係る各々の距離又は
相対速度が異なることを検出したとき、該ペアリングを
ミスペアリングとする。
ン区間でのピーク周波数とのミスペアリングを簡単に判
定できるＦＭ−ＣＷレーダ処理装置を提供する。 【解決手段】 ＦＭ−ＣＷ波の変調信号を切り替える変
調信号制御手段、三角波のアップ区間とダウン区間に係
るビート信号を高速フーリエ変換処理して得られたピー
クをペアリングするペアリング処理手段、該ペアリング
で得られたアップ区間のピーク周波数とダウン区間のピ
ーク周波数とから、目標物体との距離又は相対速度を算
出する算出手段、前記変調信号の切り替え前と切り替え
後について、前記算出手段で各々得られた前記距離又は
相対速度を比較する比較手段を備えた。比較手段が、変
調信号の切り替え前と切り替え後に係る各々の距離又は
相対速度が異なることを検出したとき、該ペアリングを
ミスペアリングとする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＦＭ−ＣＷ（周波
数変調連続波）方式によるレーダ処理装置における信号
処理に関し、特に、受信信号と送信信号とのビート信号
が周波数分析され、目標物体に対して得られた三角波状
のＦＭ一ＣＷ波におけるアップ区間及びダウン区間のピ
ーク信号に対するペアリング処理に関する。
数変調連続波）方式によるレーダ処理装置における信号
処理に関し、特に、受信信号と送信信号とのビート信号
が周波数分析され、目標物体に対して得られた三角波状
のＦＭ一ＣＷ波におけるアップ区間及びダウン区間のピ
ーク信号に対するペアリング処理に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＦＭ−ＣＷ方式によるレーダ装置は、車
両等に搭載され、三角波状の周波数変調された連続送信
波を出力して、目標物体である前方の車両等との距離、
或いは相対速度を求めている。即ち、レーダからの送信
波が前方の車両で反射され、反射波の受信信号と送信信
号とのビート信号（レーダ信号）を得る。このビート信
号を高速フーリエ変換（ＦＦＴ処理）して周波数分析を
行う。周波数分析されたビート信号は目標物体に対して
強度が大きくなるピークが生じるが、このピークに対応
するピーク周波数は、距離に関する情報を有し、前方車
両等との相対速度によるドップラ効果のために、前記三
角波状のＦＭ−ＣＷ波のアップ区間とダウン区間とでは
このピーク周波数は異なる。そして、このアップ区間と
ダウン区間のピーク周波数から、前方の車両との距離及
び相対速度が得られる。また、前方の車両が複数存在す
る場合は、各車両に対して一対のアップ区間とダウン区
間のピーク周波数が生じる。このアップ区間とダウン区
間の一対のピーク周波数を形成することをペアリングと
いう。
両等に搭載され、三角波状の周波数変調された連続送信
波を出力して、目標物体である前方の車両等との距離、
或いは相対速度を求めている。即ち、レーダからの送信
波が前方の車両で反射され、反射波の受信信号と送信信
号とのビート信号（レーダ信号）を得る。このビート信
号を高速フーリエ変換（ＦＦＴ処理）して周波数分析を
行う。周波数分析されたビート信号は目標物体に対して
強度が大きくなるピークが生じるが、このピークに対応
するピーク周波数は、距離に関する情報を有し、前方車
両等との相対速度によるドップラ効果のために、前記三
角波状のＦＭ−ＣＷ波のアップ区間とダウン区間とでは
このピーク周波数は異なる。そして、このアップ区間と
ダウン区間のピーク周波数から、前方の車両との距離及
び相対速度が得られる。また、前方の車両が複数存在す
る場合は、各車両に対して一対のアップ区間とダウン区
間のピーク周波数が生じる。このアップ区間とダウン区
間の一対のピーク周波数を形成することをペアリングと
いう。
【０００３】ここで、図１に、従来のＦＭ−ＣＷレーダ
処理装置の構成を示した。図に示すように、電圧制御発
振器４に変調信号発生器３から変調用信号を加えてＦＭ
変調し、ＦＭ変調波をレーダアンテナ１から外部に送信
する。そして、送信信号の一部を分岐して、混合器（Ｍ
ＩＸ）のような周波数変換器５に加える。一方、先行車
両等の目標物体で反射された反射信号は、レーダアンテ
ナ１を介して受信され、周波数変換器５で電圧制御発振
器４の出力信号とミキシングしてビート信号を生成す
る。このビート信号は、べ−スバンドフィルタ６を経て
Ａ／Ｄ変換器７でＡ／Ｄ変換された後、ＣＰＵ８で高速
フーリエ変換等により信号処理がされ、目標物体との距
離及び相対速度が求められる。
処理装置の構成を示した。図に示すように、電圧制御発
振器４に変調信号発生器３から変調用信号を加えてＦＭ
変調し、ＦＭ変調波をレーダアンテナ１から外部に送信
する。そして、送信信号の一部を分岐して、混合器（Ｍ
ＩＸ）のような周波数変換器５に加える。一方、先行車
両等の目標物体で反射された反射信号は、レーダアンテ
ナ１を介して受信され、周波数変換器５で電圧制御発振
器４の出力信号とミキシングしてビート信号を生成す
る。このビート信号は、べ−スバンドフィルタ６を経て
Ａ／Ｄ変換器７でＡ／Ｄ変換された後、ＣＰＵ８で高速
フーリエ変換等により信号処理がされ、目標物体との距
離及び相対速度が求められる。
【０００４】なお、レーダアンテナ１には、１アンテナ
方式、或いは２アンテナ方式のものも採用できるが、図
１では、スキャン方式の例で示しており、そのため、レ
ーダアンテナ１に走査機構２を備えている。ただ、図
中、この走査機構２を制御する制御部は、図示を省略さ
れている。このＦＭ−ＣＷレーダ処理装置に係る送信波
と受信波との関係について、図２に、その様子を示し
た。
方式、或いは２アンテナ方式のものも採用できるが、図
１では、スキャン方式の例で示しており、そのため、レ
ーダアンテナ１に走査機構２を備えている。ただ、図
中、この走査機構２を制御する制御部は、図示を省略さ
れている。このＦＭ−ＣＷレーダ処理装置に係る送信波
と受信波との関係について、図２に、その様子を示し
た。
【０００５】ＦＭ−ＣＷレーダ処理装置においては、変
調用信号として三角波が用いられる場合が多く、以下の
記載では変調波信号として三角波を用いた場合について
説明するが、三角波の外にも、のこぎり波や台形波等の
三角波以外の変調波を用いることができる。例えば、三
角波等によりＦＭ変調してＦＭ変調波を送信波として送
信し、目標物体から反射した受信波を受信し、ＦＭ変調
波をローカルとして受信信号をＦＭ検波する。目標物体
からの受信波は、レーダアンテナ１と目標物体間の距離
に応じて、また、相対速度によるドップラシフトに応じ
て送信波とのずれ（ビート）が発生する。従って、この
周波数のずれから目標物体との距離と相対速度を計測す
ることができる。
調用信号として三角波が用いられる場合が多く、以下の
記載では変調波信号として三角波を用いた場合について
説明するが、三角波の外にも、のこぎり波や台形波等の
三角波以外の変調波を用いることができる。例えば、三
角波等によりＦＭ変調してＦＭ変調波を送信波として送
信し、目標物体から反射した受信波を受信し、ＦＭ変調
波をローカルとして受信信号をＦＭ検波する。目標物体
からの受信波は、レーダアンテナ１と目標物体間の距離
に応じて、また、相対速度によるドップラシフトに応じ
て送信波とのずれ（ビート）が発生する。従って、この
周波数のずれから目標物体との距離と相対速度を計測す
ることができる。
【０００６】図２の（ａ）では、目標物体との相対速度
が０の場合における従来のＦＭ−ＣＷレーダ処理装置の
送信波と受信波の関係を示している。送信波を、実線
で、そして、受信波を破線で示している。送信波の送信
中心周波数をｆ0、変調周波数を△ｆ、繰り返し周期を
Ｔｍで表わした。三角波周波数をｆｍとすると、ｆｍ＝
１／Ｔｍとなる。この送信波は、目標物体で反射されて
レーダアンテナ１で受信され、図２の（ａ）の破線で示
す受信波となる。目標物体との間の電波の往復時間Ｔ
は、目標物体との間の距離をＲとし、電波の伝播速度を
Ｃとすると、Ｔ＝２ｒ／Ｃとなる。
が０の場合における従来のＦＭ−ＣＷレーダ処理装置の
送信波と受信波の関係を示している。送信波を、実線
で、そして、受信波を破線で示している。送信波の送信
中心周波数をｆ0、変調周波数を△ｆ、繰り返し周期を
Ｔｍで表わした。三角波周波数をｆｍとすると、ｆｍ＝
１／Ｔｍとなる。この送信波は、目標物体で反射されて
レーダアンテナ１で受信され、図２の（ａ）の破線で示
す受信波となる。目標物体との間の電波の往復時間Ｔ
は、目標物体との間の距離をＲとし、電波の伝播速度を
Ｃとすると、Ｔ＝２ｒ／Ｃとなる。
【０００７】この受信波は、レーダと目標物体間の距離
に応じて、送信信号との周波数のずれ（ビート）が発生
する。このビート周波数成分ｆｂは次の式で表すことが
できる。 ｆｂ＝（４・△ｆ／Ｃ・Ｔｍ）ｒ （１） 一方、目標物体との相対速度がｖの場合、従来のＦＭ−
ＣＷレーダ処理装置における送信波と受信波との関係
を、図２の（ｂ）に示した。
に応じて、送信信号との周波数のずれ（ビート）が発生
する。このビート周波数成分ｆｂは次の式で表すことが
できる。 ｆｂ＝（４・△ｆ／Ｃ・Ｔｍ）ｒ （１） 一方、目標物体との相対速度がｖの場合、従来のＦＭ−
ＣＷレーダ処理装置における送信波と受信波との関係
を、図２の（ｂ）に示した。
【０００８】実線で示された送信波は、目標物体で反射
されてレーダアンテナ１で受信され、破線で示す受信波
となる。この受信波は、レーダ装置と目標物体間の距離
に応じて、送信波信号との周波数のずれ（ビート）が発
生する。この場合、目標物体との間に相対速度ｖを有す
るのでドップラーシフトとなり、ビート周波数成分ｆｂ
は次の式で表すことができる。
されてレーダアンテナ１で受信され、破線で示す受信波
となる。この受信波は、レーダ装置と目標物体間の距離
に応じて、送信波信号との周波数のずれ（ビート）が発
生する。この場合、目標物体との間に相対速度ｖを有す
るのでドップラーシフトとなり、ビート周波数成分ｆｂ
は次の式で表すことができる。
【０００９】 ｆｂ＝ｆｒ±ｆｄ ＝（４・△ｆ／Ｃ・Ｔｍ）ｒ±（２・ｆ0／Ｃ）ｖ （２） 上記式（１）、（２）において各記号は以下を意味す
る。ｆｂ：送受信ビート周波数 ｆｒ：距離周波数 ｆｄ：速度周波数 ｆ0：送信波の中心周波数 △ｆ：変調周波数 Ｔｍ：変調波の周期 Ｃ：光速（電波の速度） Ｔ：目標物体までの電波の往復時間 ｒ：目標物体までの距離 ｖ：目標物体との相対速度 以上のようにして、送受信ビート周波数がＣＰＵ８で高
速フーリエ変換等により信号処理がされ、そのピーク周
波数についてペアリング処理が行われて、距離及び相対
速度が求められている。
る。ｆｂ：送受信ビート周波数 ｆｒ：距離周波数 ｆｄ：速度周波数 ｆ0：送信波の中心周波数 △ｆ：変調周波数 Ｔｍ：変調波の周期 Ｃ：光速（電波の速度） Ｔ：目標物体までの電波の往復時間 ｒ：目標物体までの距離 ｖ：目標物体との相対速度 以上のようにして、送受信ビート周波数がＣＰＵ８で高
速フーリエ変換等により信号処理がされ、そのピーク周
波数についてペアリング処理が行われて、距離及び相対
速度が求められている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】このような従来のＦＭ
−ＣＷレーダ処理装置におけるペアリング処理において
は、三角波におけるアップ区間とダウン区間とで、単に
ピーク周波数の周波数差が近いもの、或いは、アップ区
間とダウン区間と、単にピーク周波数の強度が近いも
の、また、スキャン方式等で角度情報が存在する場合に
は、その角度が近いものを採用して行っている。
−ＣＷレーダ処理装置におけるペアリング処理において
は、三角波におけるアップ区間とダウン区間とで、単に
ピーク周波数の周波数差が近いもの、或いは、アップ区
間とダウン区間と、単にピーク周波数の強度が近いも
の、また、スキャン方式等で角度情報が存在する場合に
は、その角度が近いものを採用して行っている。
【００１１】しかし、同じ様な反射をする目標物体が複
数存在する等の条件が重なると、アップ区間とダウン区
間とに現れたピーク周波数を単にペアリングしたので
は、間違った組み合わせを行うことがある。そのペアリ
ング処理の概要を、図３に示した。図３の（ａ）には、
三角波のアップ区間に対応するピーク周波数を示し、
（ｂ）には、三角波のダウン区間に対応するピーク周波
数を示している。
数存在する等の条件が重なると、アップ区間とダウン区
間とに現れたピーク周波数を単にペアリングしたので
は、間違った組み合わせを行うことがある。そのペアリ
ング処理の概要を、図３に示した。図３の（ａ）には、
三角波のアップ区間に対応するピーク周波数を示し、
（ｂ）には、三角波のダウン区間に対応するピーク周波
数を示している。
【００１２】ここで、（ａ）に示されるように、アップ
区間において、２つのピークＡ１及びＢ１が現れ、その
ピーク周波数をそれぞれｆ１UP及びｆ２UPとする。一
方、ダウン区間においても、（ｂ）のように、これらに
対応して、ピーク周波数ｆ２ＤＮ及びｆ１ＤＮの位置
に、ピークＣ１及びＤ１が現れる。ところが、条件によ
っては、ピークＢ１に対応するダウン区間でのピークＣ
１が、ピークＡ１に対するダウン区間でのピークＤ１よ
り低いピーク周波数ｆ２ＤＮとなっている場合に、ピー
クＡ１及びＢ１と、ピークＣ１及びＤ１とのぺリング
を、上述した仕方で行うと、ピークＡ１はピークＣ１
と、そして、ピークＢ１はピークＤ１とそれぞれペアリ
ングすることになる。
区間において、２つのピークＡ１及びＢ１が現れ、その
ピーク周波数をそれぞれｆ１UP及びｆ２UPとする。一
方、ダウン区間においても、（ｂ）のように、これらに
対応して、ピーク周波数ｆ２ＤＮ及びｆ１ＤＮの位置
に、ピークＣ１及びＤ１が現れる。ところが、条件によ
っては、ピークＢ１に対応するダウン区間でのピークＣ
１が、ピークＡ１に対するダウン区間でのピークＤ１よ
り低いピーク周波数ｆ２ＤＮとなっている場合に、ピー
クＡ１及びＢ１と、ピークＣ１及びＤ１とのぺリング
を、上述した仕方で行うと、ピークＡ１はピークＣ１
と、そして、ピークＢ１はピークＤ１とそれぞれペアリ
ングすることになる。
【００１３】しかし、本来、ピークＡ１はピークＤ１
と、また、ピークＢ１はピークＣ１とペアリングされる
べきところ、この間違ったペアリングを行うことにな
る。ところが、このペアリングがミスペアリングである
ことを検出することができない。このミスペアリングの
まま、距離及び相対速度を計算すると、本来の結果を算
出できず、特に、相対速度の間違いは、車両の速度制御
等に大きな影響を与え、問題となる。
と、また、ピークＢ１はピークＣ１とペアリングされる
べきところ、この間違ったペアリングを行うことにな
る。ところが、このペアリングがミスペアリングである
ことを検出することができない。このミスペアリングの
まま、距離及び相対速度を計算すると、本来の結果を算
出できず、特に、相対速度の間違いは、車両の速度制御
等に大きな影響を与え、問題となる。
【００１４】この問題への対策として、距離の微分値と
相対速度を比較し、同じ値となれば、正しいペアリング
が行われたと判断し、そして、異なった値であるときに
は、ミスペアリングであったと判断する手法も行われて
いる。しかし、この手法によっては、相対速度が小さい
目標物体である場合、判断処理に時間を要することにな
って、やはり、車両の速度制御等に大きな影響を与え
る。
相対速度を比較し、同じ値となれば、正しいペアリング
が行われたと判断し、そして、異なった値であるときに
は、ミスペアリングであったと判断する手法も行われて
いる。しかし、この手法によっては、相対速度が小さい
目標物体である場合、判断処理に時間を要することにな
って、やはり、車両の速度制御等に大きな影響を与え
る。
【００１５】従って、本発明の目的は、以上の問題を解
決し、送信波について、それぞれ２種類の変調周波数、
三角波周波数又は中心周波数の送信波を切り替え、得ら
れたペアリング結果を比較してミスペアリングを判断す
ることができるＦＭ−ＣＷレーダ処理装置を提供するこ
とである。
決し、送信波について、それぞれ２種類の変調周波数、
三角波周波数又は中心周波数の送信波を切り替え、得ら
れたペアリング結果を比較してミスペアリングを判断す
ることができるＦＭ−ＣＷレーダ処理装置を提供するこ
とである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明では、三角波のＦＭ−ＣＷ波を送信し、目標
物体からの反射波を受信するＦＭ−ＣＷレーダ処理装置
において、前記ＦＭ−ＣＷ波の変調信号を切り替えるこ
とができる変調信号制御手段と、前記三角波のアップ区
間とダウン区間に係るビート信号について、高速フーリ
エ変換処理して得られたピーク信号をペアリングするペ
アリング処理手段と、前記ペアリングで得られた前記ア
ップ区間のピーク信号と、前記ダウン区間のピーク信号
とから、前記目標物体との距離又は相対速度を算出する
算出手段と、前記変調信号の切り替え前と切り替え後に
ついて、前記算出手段によって各々得られた前記距離又
は相対速度を比較する比較手段とを備えた。
め、本発明では、三角波のＦＭ−ＣＷ波を送信し、目標
物体からの反射波を受信するＦＭ−ＣＷレーダ処理装置
において、前記ＦＭ−ＣＷ波の変調信号を切り替えるこ
とができる変調信号制御手段と、前記三角波のアップ区
間とダウン区間に係るビート信号について、高速フーリ
エ変換処理して得られたピーク信号をペアリングするペ
アリング処理手段と、前記ペアリングで得られた前記ア
ップ区間のピーク信号と、前記ダウン区間のピーク信号
とから、前記目標物体との距離又は相対速度を算出する
算出手段と、前記変調信号の切り替え前と切り替え後に
ついて、前記算出手段によって各々得られた前記距離又
は相対速度を比較する比較手段とを備えた。
【００１７】そして、前記比較手段が、前記変調信号の
切り替え前と切り替え後に係る各々の前記距離又は相対
速度が異なることを検出したとき、前記ペアリングは、
ミスペアリングであると判定するようにした。また、前
記変調信号制御手段は、前記変調信号に係る変調周波数
又は三角波周波数を切り替えるものであり、前記算出手
段は、前記変調信号の前記切り替え後について、前記目
標物体との距離を算出する。さらに、前記変調信号制御
手段は、前記変調信号に係る中心周波数を切り替えるも
のであり、前記算出手段は、前記変調信号の前記切り替
え後について、前記目標物体との相対速度を算出するこ
ととした。
切り替え前と切り替え後に係る各々の前記距離又は相対
速度が異なることを検出したとき、前記ペアリングは、
ミスペアリングであると判定するようにした。また、前
記変調信号制御手段は、前記変調信号に係る変調周波数
又は三角波周波数を切り替えるものであり、前記算出手
段は、前記変調信号の前記切り替え後について、前記目
標物体との距離を算出する。さらに、前記変調信号制御
手段は、前記変調信号に係る中心周波数を切り替えるも
のであり、前記算出手段は、前記変調信号の前記切り替
え後について、前記目標物体との相対速度を算出するこ
ととした。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図を参照して説明する。ペアリング処理によってペ
アリングしたピークのピーク周波数について、アップ区
間のピーク周波数をｆUP、ダウン区間のピーク周波数を
ｆDNとしたとき、Ｔｍ＝１／ｆｍであり、前述の式
（１）及び（２）から、距離ｒ、相対速度ｖは、次のよ
うに表わせる。
て、図を参照して説明する。ペアリング処理によってペ
アリングしたピークのピーク周波数について、アップ区
間のピーク周波数をｆUP、ダウン区間のピーク周波数を
ｆDNとしたとき、Ｔｍ＝１／ｆｍであり、前述の式
（１）及び（２）から、距離ｒ、相対速度ｖは、次のよ
うに表わせる。
【００１９】 ｒ＝[（ｆUP＋ｆDN）／２]／（４・Δｆ・ｆｍ／Ｃ） （３） ｖ＝（ｆUP±ｆDN）／（２・ｆ0／Ｃ） （４） ここで、伝播速度Ｃは、既知であり、変調周波数Δｆと
三角波周波数ｆｍとが固定値であれば、ピーク周波数ｆ
UPとピーク周波数ｆDNとに基づいて、距離ｒ及び相対速
度ｖを求められることが分かる。
三角波周波数ｆｍとが固定値であれば、ピーク周波数ｆ
UPとピーク周波数ｆDNとに基づいて、距離ｒ及び相対速
度ｖを求められることが分かる。
【００２０】そこで、これらの式（３）及び（４）に着
目すると、同じ目標物体から反射した受信波に基づいて
得られた距離ｒ又は相対速度ｖであれば、ピーク周波数
ｆUP及びｆDN、変調周波数Δｆ、三角波周波数ｆｍ、送
信波の中心周波数ｆ0が変化してもその値は、変わらな
い筈である。このことを利用して、本実施形態では、同
じ目標物体に、変調周波数Δｆ、三角波周波数ｆｍ、又
は送信波の中心周波数ｆ0を変化させたＦＮ−ＣＷ波を
送信し、反射した受信波に基づいて得られた距離ｒ又は
相対速度ｖの値を、変化前の受信波に基づいて得られた
それらの値と比較するようにした。そして、それらの値
が相違している場合には、ミスペアリングが起きたと判
定し、同じ値を示せば、正しいペアリングが行われ、計
算した距離ｒ及び相対速度ｖを特定できる。
目すると、同じ目標物体から反射した受信波に基づいて
得られた距離ｒ又は相対速度ｖであれば、ピーク周波数
ｆUP及びｆDN、変調周波数Δｆ、三角波周波数ｆｍ、送
信波の中心周波数ｆ0が変化してもその値は、変わらな
い筈である。このことを利用して、本実施形態では、同
じ目標物体に、変調周波数Δｆ、三角波周波数ｆｍ、又
は送信波の中心周波数ｆ0を変化させたＦＮ−ＣＷ波を
送信し、反射した受信波に基づいて得られた距離ｒ又は
相対速度ｖの値を、変化前の受信波に基づいて得られた
それらの値と比較するようにした。そして、それらの値
が相違している場合には、ミスペアリングが起きたと判
定し、同じ値を示せば、正しいペアリングが行われ、計
算した距離ｒ及び相対速度ｖを特定できる。
【００２１】なお、ピーク周波数ｆUP及びｆDNは、Ａ／
Ｄ変換の際のサンプリング周波数で決まり、このサンプ
リング周波数を変化させるには、複雑な処理になるの
で、本実施形態では、ミスペアリング判定のためには変
化させない。図４では、（ａ）にアップ区間のピーク周
波数を、（ｂ）にダウン区間のピーク周波数の状態を示
した。図３に示したと同じ目標物体に、変調周波数Δ
ｆ、三角波周波数ｆｍ、又は送信波の中心周波数ｆ0を
変化させたＦＮ−ＣＷ波を送信しており、反射した受信
波に基づいて三角波のビート信号をＦＦＴ処理して得ら
れた結果を示している。
Ｄ変換の際のサンプリング周波数で決まり、このサンプ
リング周波数を変化させるには、複雑な処理になるの
で、本実施形態では、ミスペアリング判定のためには変
化させない。図４では、（ａ）にアップ区間のピーク周
波数を、（ｂ）にダウン区間のピーク周波数の状態を示
した。図３に示したと同じ目標物体に、変調周波数Δ
ｆ、三角波周波数ｆｍ、又は送信波の中心周波数ｆ0を
変化させたＦＮ−ＣＷ波を送信しており、反射した受信
波に基づいて三角波のビート信号をＦＦＴ処理して得ら
れた結果を示している。
【００２２】同図では、例えば、変調周波数Δｆを変化
させたＦＭ−ＣＷ波を送信した場合を示しており、ピー
ク周波数ｆUP及びｆDNは、図３で示した変化前の場合に
比較して高くなる。図４において、ピークＡ２及びピー
クＢ２が、図３におけるピークＡ１及びピークＢ１にそ
れぞれ対応しているとすると、変調周波数Δｆが変化す
ることにより、（ｂ）に示されるように、目標物体によ
ってはダウン区間でのピークの出方も変化する。
させたＦＭ−ＣＷ波を送信した場合を示しており、ピー
ク周波数ｆUP及びｆDNは、図３で示した変化前の場合に
比較して高くなる。図４において、ピークＡ２及びピー
クＢ２が、図３におけるピークＡ１及びピークＢ１にそ
れぞれ対応しているとすると、変調周波数Δｆが変化す
ることにより、（ｂ）に示されるように、目標物体によ
ってはダウン区間でのピークの出方も変化する。
【００２３】そこで、ペアリング処理として、前述した
ように、三角波におけるアップ区間とダウン区間とで、
ピーク周波数の周波数差が近いもの、或いは、ピーク周
波数の強度が近いものという条件でペアリングさせる
と、図４の場合には、ピークＡ２とピークＤ２とが、ま
た、ピークＢ２とピークＣ２とがペアリングされる。そ
のペアリングの結果、前述の式（３）及び式（４）に基
づいて、ピーク周波数ｆ３UPとピーク周波数ｆ３DNとか
ら、また、ピーク周波数ｆ４UPとピーク周波数ｆ４DNと
から、それぞれの距離ｒ及び相対速度ｖが計算される。
ように、三角波におけるアップ区間とダウン区間とで、
ピーク周波数の周波数差が近いもの、或いは、ピーク周
波数の強度が近いものという条件でペアリングさせる
と、図４の場合には、ピークＡ２とピークＤ２とが、ま
た、ピークＢ２とピークＣ２とがペアリングされる。そ
のペアリングの結果、前述の式（３）及び式（４）に基
づいて、ピーク周波数ｆ３UPとピーク周波数ｆ３DNとか
ら、また、ピーク周波数ｆ４UPとピーク周波数ｆ４DNと
から、それぞれの距離ｒ及び相対速度ｖが計算される。
【００２４】ここで計算された距離ｒと、図３の場合に
得られた計算結果とを比較する。このとき、例えば、距
離ｒの値にバラツキがあると、ミスペアリングがあった
と判定する。計算された距離ｒの値が、変調周波数Δｆ
の変更前後で同じであれば、同じ目標物体から反射した
受信波にもとづいて正しくペアリングされたことにな
る。
得られた計算結果とを比較する。このとき、例えば、距
離ｒの値にバラツキがあると、ミスペアリングがあった
と判定する。計算された距離ｒの値が、変調周波数Δｆ
の変更前後で同じであれば、同じ目標物体から反射した
受信波にもとづいて正しくペアリングされたことにな
る。
【００２５】変調周波数Δｆを変化させた場合について
説明したが、三角波周波数ｆｍを変化させる場合も、変
調周波数Δｆを変化させた場合と同様に、計算された距
離ｒのバラツキでミスペアリングを判定でき、また、送
信波の中心周波数ｆ0を変化させても、計算された相対
速度ｖのバラツキでミスペアリングを判定できる。図５
に、ミスペアリングが起きているかどうかを判定するた
めに、レーダアンテナ１から送信されるＦＭ−ＣＷの送
信波を変化させた様子を示した。
説明したが、三角波周波数ｆｍを変化させる場合も、変
調周波数Δｆを変化させた場合と同様に、計算された距
離ｒのバラツキでミスペアリングを判定でき、また、送
信波の中心周波数ｆ0を変化させても、計算された相対
速度ｖのバラツキでミスペアリングを判定できる。図５
に、ミスペアリングが起きているかどうかを判定するた
めに、レーダアンテナ１から送信されるＦＭ−ＣＷの送
信波を変化させた様子を示した。
【００２６】（ａ）は、変化させる前のＦＭ−ＣＷ波を
示している。（ｂ）では、（ａ）に示したＦＭ−ＣＷ波
の変調周波数Δｆをｋ倍にした場合を、（ｃ）では、Ｆ
Ｍ−ＣＷ波の三角波周波数ｆｍを小さく、つまり、変調
波周期Ｔｍをｎ倍にした場合を、そして、（ｄ）では、
ＦＭ−ＣＷ波の中心周波数ｆ0をｆ01に変化させた場合
をそれぞれ三角波波形で示した。
示している。（ｂ）では、（ａ）に示したＦＭ−ＣＷ波
の変調周波数Δｆをｋ倍にした場合を、（ｃ）では、Ｆ
Ｍ−ＣＷ波の三角波周波数ｆｍを小さく、つまり、変調
波周期Ｔｍをｎ倍にした場合を、そして、（ｄ）では、
ＦＭ−ＣＷ波の中心周波数ｆ0をｆ01に変化させた場合
をそれぞれ三角波波形で示した。
【００２７】そこで、変調周波数Δｆ、三角波周波数ｆ
ｍ又は中心周波数ｆ0を変化させたＦＮ−ＣＷ波を送信
できるＦＭ−ＣＷレーダ処理装置の構成を、図６に示し
た。図６に示されたＦＭ−ＣＷレーダ処理装置の構成に
おいて、図１の従来におけるＦＭ−ＣＷレーダ処理装置
の構成と異なるところは、変調信号発生器制御部９を備
えたことである。他の構成は、図１のＦＭ−ＣＷレーダ
処理装置と同様であり、同じ部分には、同じ符号を付し
てある。
ｍ又は中心周波数ｆ0を変化させたＦＮ−ＣＷ波を送信
できるＦＭ−ＣＷレーダ処理装置の構成を、図６に示し
た。図６に示されたＦＭ−ＣＷレーダ処理装置の構成に
おいて、図１の従来におけるＦＭ−ＣＷレーダ処理装置
の構成と異なるところは、変調信号発生器制御部９を備
えたことである。他の構成は、図１のＦＭ−ＣＷレーダ
処理装置と同様であり、同じ部分には、同じ符号を付し
てある。
【００２８】この変調信号発生器制御部９は、ＣＰＵ８
の指示タイミングに応じて、変調信号発生器３を制御す
るものであり、そのタイミングで、変調周波数Δｆ、三
角波周波数ｆｍ、又は送信波の中心周波数ｆ0を変化さ
せて、ＦＮ−ＣＷ波をレーダアンテナ１から送信する。
次に、図７のフローチャートを参照して、本実施形態に
よるＦＭ−ＣＷレーダ処理装置における制御及び動作に
ついて説明する。
の指示タイミングに応じて、変調信号発生器３を制御す
るものであり、そのタイミングで、変調周波数Δｆ、三
角波周波数ｆｍ、又は送信波の中心周波数ｆ0を変化さ
せて、ＦＮ−ＣＷ波をレーダアンテナ１から送信する。
次に、図７のフローチャートを参照して、本実施形態に
よるＦＭ−ＣＷレーダ処理装置における制御及び動作に
ついて説明する。
【００２９】このフローチャートに示した制御及び動作
は、図６の主としてＣＰＵ６のレーダ信号処理により行
われる。図７において、動作が開始されると、先ず、所
定の変調周波数Δｆ、所定の三角波周波数ｆｍ、所定の
送信波中心周波数ｆ0を有する三角波によるＦＭ−ＣＷ
波を、レーダアンテナ１から目標物体に向けて送信する
（ステップＳ１）。ここで、ＦＭ−ＣＷレーダ処理装置
がスキャン方式の場合には、走査機構２によって、所定
角度をもって複数のＦＭ−ＣＷ波のビームが送信され
る。そして、各ビームの角度を算出しておく。
は、図６の主としてＣＰＵ６のレーダ信号処理により行
われる。図７において、動作が開始されると、先ず、所
定の変調周波数Δｆ、所定の三角波周波数ｆｍ、所定の
送信波中心周波数ｆ0を有する三角波によるＦＭ−ＣＷ
波を、レーダアンテナ１から目標物体に向けて送信する
（ステップＳ１）。ここで、ＦＭ−ＣＷレーダ処理装置
がスキャン方式の場合には、走査機構２によって、所定
角度をもって複数のＦＭ−ＣＷ波のビームが送信され
る。そして、各ビームの角度を算出しておく。
【００３０】次いで、送信波が目標物体によって反射さ
れ、レーダアンテナ１によって反射波が受信される（ス
テップＳ２）。ここで、送信信号と受信信号とのビート
信号が生成され、このビート信号について、各ビームの
アップ区間及びダウン区間毎に、ＦＦＴ処理が行われる
（ステップＳ３）。
れ、レーダアンテナ１によって反射波が受信される（ス
テップＳ２）。ここで、送信信号と受信信号とのビート
信号が生成され、このビート信号について、各ビームの
アップ区間及びダウン区間毎に、ＦＦＴ処理が行われる
（ステップＳ３）。
【００３１】そして、ＦＦＴ処理されピークデータか
ら、各ビームのアップ区間及びダウン区間毎に、ピーク
周波数とその強度を抽出する（ステップＳ４）。次に、
アップ区間及びダウン区間毎に、各ビームの中から近い
周波数データをグループ化し、そのグループの角度を算
出する。そこで、アップ区間とダウン区間との間で、各
グループ角度、周波数、強度に基づいてペアリング対象
を検索する。ペアリングされたピークについて、アップ
区間のピーク周波数ｆUPと、ダウン区間のピーク周波数
ｆDNを求める（ステップＳ５）。
ら、各ビームのアップ区間及びダウン区間毎に、ピーク
周波数とその強度を抽出する（ステップＳ４）。次に、
アップ区間及びダウン区間毎に、各ビームの中から近い
周波数データをグループ化し、そのグループの角度を算
出する。そこで、アップ区間とダウン区間との間で、各
グループ角度、周波数、強度に基づいてペアリング対象
を検索する。ペアリングされたピークについて、アップ
区間のピーク周波数ｆUPと、ダウン区間のピーク周波数
ｆDNを求める（ステップＳ５）。
【００３２】求めたピーク周波数ｆUP及びピーク周波数
ｆDNに基づいて、前述の式（３）及び式（４）から、距
離ｒ１及び相対速度ｖ１を算出し、記憶しておく（ステ
ップＳ６）。ここで算出した距離ｒ１及び相対速度ｖ１
が、変調周波数Δｆ、三角波周波数ｆｍ、又は送信波の
中心周波数ｆ0を変化させたＦＮ−ＣＷ波に基づくもの
であるかどうかが判断される（ステップＳ７）。
ｆDNに基づいて、前述の式（３）及び式（４）から、距
離ｒ１及び相対速度ｖ１を算出し、記憶しておく（ステ
ップＳ６）。ここで算出した距離ｒ１及び相対速度ｖ１
が、変調周波数Δｆ、三角波周波数ｆｍ、又は送信波の
中心周波数ｆ0を変化させたＦＮ−ＣＷ波に基づくもの
であるかどうかが判断される（ステップＳ７）。
【００３３】今回の算出は、変化前のＦＭ−ＣＷ波によ
るので（Ｙ）、変調周波数Δｆ、三角波周波数ｆｍ、又
は送信波の中心周波数ｆ0のいずれかの値を切り替え
（ステップＳ８）、ステップＳ１に戻って、変調周波数
Δｆ、三角波周波数ｆｍ、又は送信波の中心周波数ｆ0
のいずれかの値を切り替えて変化させたＦＭ−ＣＷ波
を、レーダアンテナ１から送信する。
るので（Ｙ）、変調周波数Δｆ、三角波周波数ｆｍ、又
は送信波の中心周波数ｆ0のいずれかの値を切り替え
（ステップＳ８）、ステップＳ１に戻って、変調周波数
Δｆ、三角波周波数ｆｍ、又は送信波の中心周波数ｆ0
のいずれかの値を切り替えて変化させたＦＭ−ＣＷ波
を、レーダアンテナ１から送信する。
【００３４】そこで、目標物体から反射された受信波に
対しては、変化前のＦＭ−ＣＷ波の処理と同様に、ステ
ップＳ２乃至ステップＳ５で処理され、ステップＳ６に
おいて、距離ｒ２又は相対速度ｖ２が算出される。距離
ｒ２、相対速度ｖ２のいずれかを算出すればよい。相対
速度ｖ２を算出するときには、ステップＳ８において、
送信波の中心周波数ｆ0の値だけを切り替えるようにす
る。
対しては、変化前のＦＭ−ＣＷ波の処理と同様に、ステ
ップＳ２乃至ステップＳ５で処理され、ステップＳ６に
おいて、距離ｒ２又は相対速度ｖ２が算出される。距離
ｒ２、相対速度ｖ２のいずれかを算出すればよい。相対
速度ｖ２を算出するときには、ステップＳ８において、
送信波の中心周波数ｆ0の値だけを切り替えるようにす
る。
【００３５】次に、ステップＳ７において、今回算出さ
れたものが、変調周波数Δｆ、三角波周波数ｆｍ、又は
送信波の中心周波数ｆ0の切り替え前後が判断される
が、切り替え後のＦＭ−ＣＷ波によるものであるので
（Ｎ）、切り替え前後における距離又は相対速度の値を
比較し、バラツキを検出する（ステップＳ９）。例え
ば、切り替え前のものから算出された距離ｒ１と、切り
替え後のものから算出した距離ｒ２とを比較したとき、
ｒ１≠ｒ２である場合（Ｙ）、当該ビームにおいては、
ミスペアリングであると判定する（ステップＳ１０）。
れたものが、変調周波数Δｆ、三角波周波数ｆｍ、又は
送信波の中心周波数ｆ0の切り替え前後が判断される
が、切り替え後のＦＭ−ＣＷ波によるものであるので
（Ｎ）、切り替え前後における距離又は相対速度の値を
比較し、バラツキを検出する（ステップＳ９）。例え
ば、切り替え前のものから算出された距離ｒ１と、切り
替え後のものから算出した距離ｒ２とを比較したとき、
ｒ１≠ｒ２である場合（Ｙ）、当該ビームにおいては、
ミスペアリングであると判定する（ステップＳ１０）。
【００３６】また、その比較において、ｒ１＝ｒ２であ
る場合には（Ｎ）、当該ビームにおいては、正しいペア
リングが行われたものと判断し、算出したそれらの値
を、目標物体との距離及び相対速度とする（ステップＳ
１１）。そして、次の処理へと進む。
る場合には（Ｎ）、当該ビームにおいては、正しいペア
リングが行われたものと判断し、算出したそれらの値
を、目標物体との距離及び相対速度とする（ステップＳ
１１）。そして、次の処理へと進む。
【００３７】
【発明の効果】本発明においては、上記のように、変調
周波数Δｆ、三角波周波数ｆｍ、又は送信波の中心周波
数ｆ0の切り替え前後で変化したＦＭ−ＣＷ波に基づい
て、距離又は相対速度を算出し、切り替え前のものと切
り替え後のものとを比較してバラツキを検出するように
したので、アップ区間のピーク周波数とダウン区間のピ
ーク周波数とのミスペアリングを簡単に判定することが
できる。また、ＦＭ−ＣＷ波が有する成分を切り替える
だけであり、距離及び相対速度を算出する機能は、元々
備えられているものであるので、ミスペアリング判定の
ための特別な構成を必要としない。
周波数Δｆ、三角波周波数ｆｍ、又は送信波の中心周波
数ｆ0の切り替え前後で変化したＦＭ−ＣＷ波に基づい
て、距離又は相対速度を算出し、切り替え前のものと切
り替え後のものとを比較してバラツキを検出するように
したので、アップ区間のピーク周波数とダウン区間のピ
ーク周波数とのミスペアリングを簡単に判定することが
できる。また、ＦＭ−ＣＷ波が有する成分を切り替える
だけであり、距離及び相対速度を算出する機能は、元々
備えられているものであるので、ミスペアリング判定の
ための特別な構成を必要としない。
【図１】従来のＦＭ−ＣＷレーダ処理装置の構成を示し
た図である。
た図である。
【図２】従来のＦＭ−ＣＷレーダ処理装置の原理を説明
するための図である。
するための図である。
【図３】従来のＦＭ−ＣＷレーダ処理装置におけるアッ
プ区間のピーク周波数とダウン区間のピーク周波数のペ
アリング処理を説明する図である。
プ区間のピーク周波数とダウン区間のピーク周波数のペ
アリング処理を説明する図である。
【図４】本発明に係るＦＭ−ＣＷレーダ処理装置におけ
るアップ区間のピーク周波数とダウン区間のピーク周波
数のペアリング処理を説明する図である。
るアップ区間のピーク周波数とダウン区間のピーク周波
数のペアリング処理を説明する図である。
【図５】本発明に係るＦＭ−ＣＷレーダ処理装置におい
て用いられる三角波状の周波数変調波の具体的波形例を
示す図である。
て用いられる三角波状の周波数変調波の具体的波形例を
示す図である。
【図６】本発明に係るＦＭ−ＣＷレーダ処理装置の構成
を示した図である。
を示した図である。
【図７】本発明に係るＦＭ−ＣＷレーダ処理装置におけ
るペアリング処理の制御及び動作のフローチャートを示
した図である。
るペアリング処理の制御及び動作のフローチャートを示
した図である。
１…レーダアンテナ ２…走査機構 ３…変調信号発生器 ４…電圧制御発振器 ５…周波数変換器 ６…ベースバンドフィルタ ７…Ａ／Ｄ変換器 ８…ＣＰＵ ９…変調信号発生器制御部
Claims (4)
- 【請求項１】 三角波のＦＭ−ＣＷ波を送信し、目標物
体からの反射波を受信するＦＭ−ＣＷレーダ処理装置で
あって、 前記ＦＭ−ＣＷ波の変調信号を切り替えることができる
変調信号制御手段と、 前記三角波のアップ区間とダウン区間に係るビート信号
について、高速フーリエ変換処理して得られたピーク信
号をペアリングするペアリング処理手段と、 前記ペアリングで得られた前記アップ区間のピーク信号
と、前記ダウン区間のピーク信号とから、前記目標物体
との距離又は相対速度を算出する算出手段と、 前記変調信号の切り替え前と切り替え後について、前記
算出手段によって各々得られた前記距離又は相対速度を
比較する比較手段と、を有するＦＭ−ＣＷレーダ処理装
置。 - 【請求項２】 前記比較手段が、前記変調信号の切り替
え前と切り替え後に係る各々の前記距離又は相対速度が
異なることを検出したとき、前記ペアリングは、ミスペ
アリングであると判定する請求項１に記載のＦＭ−ＣＷ
レーダ処理装置。 - 【請求項３】 前記変調信号制御手段は、前記変調信号
に係る変調周波数又は三角波周波数を切り替え、 前記算出手段は、前記変調信号の前記切り替え後につい
て、前記目標物体との距離を算出する請求項１又は２に
記載のＦＭ−ＣＷレーダ処理装置。 - 【請求項４】 前記変調信号制御手段は、前記変調信号
に係る中心周波数を切り替え、 前記算出手段は、前記変調信号の前記切り替え後につい
て、前記目標物体との相対速度を算出する請求項１又は
２に記載のＦＭ−ＣＷレーダ処理装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001030060A JP2002236170A (ja) | 2001-02-06 | 2001-02-06 | Ｆｍ−ｃｗレーダ処理装置 |
| EP02711349A EP1376153A4 (en) | 2001-02-06 | 2002-02-06 | FM-CW RADAR PROCESSING DEVICE |
| KR1020027013173A KR100886437B1 (ko) | 2001-02-06 | 2002-02-06 | Ｆｍ－ｃｗ 레이다 처리 장치 |
| CNB028002695A CN1293391C (zh) | 2001-02-06 | 2002-02-06 | Fm－cw雷达处理装置 |
| US10/258,270 US6674393B2 (en) | 2001-02-06 | 2002-02-06 | FM-CW radar processing device |
| PCT/JP2002/000988 WO2002063337A1 (fr) | 2001-02-06 | 2002-02-06 | Dispositif de traitement radar fm-cw |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001030060A JP2002236170A (ja) | 2001-02-06 | 2001-02-06 | Ｆｍ−ｃｗレーダ処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002236170A true JP2002236170A (ja) | 2002-08-23 |
| JP2002236170A5 JP2002236170A5 (ja) | 2008-03-13 |
Family
ID=18894327
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001030060A Pending JP2002236170A (ja) | 2001-02-06 | 2001-02-06 | Ｆｍ−ｃｗレーダ処理装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6674393B2 (ja) |
| EP (1) | EP1376153A4 (ja) |
| JP (1) | JP2002236170A (ja) |
| KR (1) | KR100886437B1 (ja) |
| CN (1) | CN1293391C (ja) |
| WO (1) | WO2002063337A1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2005539237A (ja) * | 2002-09-20 | 2005-12-22 | ローベルト ボッシュ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | Ｆｍｃｗレーダーを用いて複数の対象の間隔および速度を測定する方法 |
| JP2007330541A (ja) * | 2006-06-15 | 2007-12-27 | Kanazawa Inst Of Technology | 超音波診断装置 |
| JP2008533495A (ja) * | 2005-03-21 | 2008-08-21 | ローベルト ボッシュ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 複数の物体の距離及び相対速度の測定のための方法及び装置 |
| US7893864B2 (en) | 2008-08-07 | 2011-02-22 | Fujitsu Ten Limited | Radar apparatus and control method of the same |
| US8760341B2 (en) | 2010-10-13 | 2014-06-24 | Mitsubishi Electric Corporation | Radar device |
| KR20140083709A (ko) * | 2012-12-26 | 2014-07-04 | 현대모비스 주식회사 | 레이더 장치 및 이에 적용되는 신호처리방법 |
| JP5602275B1 (ja) * | 2013-04-22 | 2014-10-08 | 三菱電機株式会社 | 車載用レーダ装置および車載用レーダ装置に適用される注目ターゲット検出方法 |
| US9261589B2 (en) | 2010-06-30 | 2016-02-16 | Fujitsu Ten Limited | Signal processing device, radar device, vehicle control system, and signal processing method |
| JP2017215241A (ja) * | 2016-06-01 | 2017-12-07 | 富士通テン株式会社 | 物標検出方法、及び、レーダ装置 |
| US10534069B2 (en) | 2016-06-16 | 2020-01-14 | Fujitsu Ten Limited | Radar device and signal processing method |
Families Citing this family (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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