JP2003302462A - レーダ装置,レーダ用信号処理装置,プログラム - Google Patents
レーダ装置,レーダ用信号処理装置,プログラムInfo
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Abstract
の検出を行うレーダ装置において、干渉波による誤検出
を低減させることを目的とする。 【解決手段】 レーダ波を送信してからレーダ波を受信
するまでの時間差を表す時間データからターゲットまで
の距離を算出し、算出した距離と干渉判定テーブルとに
基づき、その距離における最大受信強度を求め、入力さ
れた強度データが最大受信強度より大きいか否かを判断
する(S110〜S140)。強度データが最大受信強度以下で
あれば、そのデータはターゲットからの反射波に基づく
ものとして、距離情報を外部の表示装置等に出力し(S1
50)、一方、強度データが最大受信強度より大きけれ
ば、そのデータは干渉波に基づくものとして、干渉波を
受信したことを報知するため干渉情報を外部の表示装置
等に出力すると共に、データを破棄する等の干渉時処理
を実行する(S160,S170)。
Description
波を送受信してターゲットの検出を行うレーダ装置、及
びこれに使用するレーダ用信号処理装置,プログラムに
関する。
ットを検出するレーダ装置の一つとして、パルス方式の
レーダ装置(以下「パルスレーダ」と称する)が知られ
ている。このパルスレーダでは、例えば「ミリ波技術の
基礎と応用」(リアライズ社、(1998)p232〜
p233)に記載されているように、パルス状のレーダ
波(送信パルス)を送信すると共に、レーダ波を反射し
たターゲットからの反射波(受信パルス)を受信し、両
パルスの時間差、即ちレーダ波(反射波)の往復時間t
を計測した結果から、次式(1)を用いてターゲットま
での距離Rを求めている。
の信号遅延である。
ダでは、その使用周波数帯の選択枝の一つとして、IS
Mバンドと呼ばれる24GHz帯のマイクロ波が考えら
れている。このISMバンドは、様々な機器に利用され
ているため、パルスレーダを車載レーダ等として、周囲
の電波状況をコントロールできない屋外で使用する場合
には、これらの機器との干渉を起こし易いという問題が
あった。
ーダを搭載した車両が近くに存在することが想定される
ため、より干渉を起こし易い状況にあると考えられる。
そして、従来のパルスレーダでは、その検出感度を上回
る電波を受信した場合には、それがターゲットからの反
射波か、他の機器等からの干渉波かを区別する機能を有
していないため、干渉波に基づいて実際には存在しない
ターゲットの距離を出力する等の誤検出をしてしまうと
いう問題があった。
パルス状のレーダ波を送受信してターゲットの検出を行
うレーダ装置において、干渉波による誤検出を低減させ
ることを目的とする。
の発明である請求項1記載のレーダ装置では、時間測定
手段が、送受信手段にパルス状のレーダ波を送信させ、
その送受信手段がレーダ波を受信するまでの時間を測定
すると共に、受信強度測定手段が、送受信手段にて受信
されたレーダ波の受信強度を測定する。
て測定された時間を、ターゲットまでのレーダ波の往復
時間として、そのターゲットまでの距離を求め、これに
基づき、干渉判定手段が、受信強度測定手段にて測定さ
れた受信強度が距離算出手段にて求められた距離での理
論上の最大受信強度より大きい場合に、干渉波を受信中
であると判定する。
辺に存在することが想定される最大の反射物(壁など)
の反射特性、レーダ波の送信パワー、大気中での伝搬損
失、ターゲットまでの距離、複数の反射による信号強度
の変動などに基づいて求められる受信強度のことであ
る。つまり、受信したレーダ波がターゲットからの反射
波であれば、その受信強度が最大受信強度より大きいこ
とはあり得ず、これを直ちに干渉波であると判定するこ
とができるのである。
間測定手段が、送受信手段にパルス状のレーダ波を送信
させ、その送受信手段がレーダ波を受信するまでの時間
を測定し、干渉判定手段が、その測定された時間が予め
設定された最大検出距離以内に存在するターゲットから
の反射波を受信するために必要な検出期間を越えている
場合に、干渉波を受信中であると判定する。
したターゲットからの反射波を、検出可能な信号強度で
受信できる上限の距離である。つまり、受信したレーダ
波がターゲットからの反射波であれば、検出期間を越え
て検出されることはなく、これを直ちに干渉波であると
判定することができるのである。
れのレーダ装置でも、干渉判定手段により干渉波を受信
中であると判定された場合は、例えば、請求項6記載の
ように、報知手段がその旨を報知するように構成すれ
ば、誤検出された存在しないターゲットの検出結果に基
づいて、使用者が誤った判断をしてしまうこと等を防止
でき、また、請求項7記載のように、出力禁止手段が、
当該レーダ装置によるターゲットの検出結果の出力を禁
止するように構成すれば、ターゲットの検出結果を利用
する各種処理や制御が、存在しないターゲットの検出結
果によって誤った処理結果を出力したり、誤った制御を
実行してしまうことを防止できる。
請求項3記載のように、干渉判定手段を、検出期間の経
過後に設定した監視期間中にレーダ波の受信がなけれ
ば、送信許可手段が、送受信手段によるレーダ波の送信
を許可し、その監視期間中にレーダ波の受信があれば、
監視期間延長手段が、監視期間を再設定するよう構成し
てもよい。
視期間中に、周囲の電波状況を監視し、レーダ波が受信
されたのであれば、つまり干渉波が存在しているのであ
れば、監視期間を再設定することでレーダ波の送信を延
期し、その監視期間中にレーダ波が受信されないように
なってから、即ち干渉波がなくなったことを確認してか
らレーダ波を送信するようにされている。
囲の電波状況のよい時に、ターゲットの検出を行うこと
ができる。しかし、例えば同様に構成されたレーダ装置
同士の干渉では、監視期間を設けたとしても、ほぼ同時
に同様の動作をした場合には、監視期間の経過後に、ま
た、互いに干渉し、これを繰り返して、長期間に渡って
装置を利用できなくなる可能性がある。
段は、監視期間延長手段にて再設定された監視期間中に
レーダ波の受信がなければ、更にランダムな長さに設定
される待機期間の経過後にレーダ波の送信を許可するよ
う構成することが望ましい。この場合、レーダ波の送信
前にランダムな長さの待機期間が挿入されるため、干渉
し合ったレーダ装置が、監視期間の経過後に同じタイミ
ングでレーダ波を送信してしまい、再び干渉し合ってし
まうことを確実に防止できる。
のみ出現するものではなく、検出期間に出現する場合も
ある。そこで、請求項5記載のように、受信強度測定手
段が、送受信手段が受信したレーダ波の受信強度を測定
し、距離算出手段が、時間測定手段にて測定された時間
をターゲットまでのレーダ波の往復時間として、そのタ
ーゲットまでの距離を求め、更に、情報破棄手段が、検
出期間中に受信したレーダ波について受信強度測定手段
にて測定された受信強度が、このレーダ波について距離
算出手段が求めた距離での理論的な最大受信強度より大
きい場合に、このレーダ波に基づいて求められた情報を
破棄するように構成してもよい。
干渉波が混在していても、個々に干渉波であるか否かの
判定がされ、干渉波であれば、これに基づいて求められ
た情報は除去されるため、反射波に基づいて求められた
情報のみを出力することができる。
距離算出手段,干渉判定手段、及び請求項2記載のレー
ダ装置における干渉判定手段は、請求項8及び請求項9
記載のように、レーダ用信号処理装置として、レーダ装
置を構成する他の手段とは独立したレーダ用信号処理装
置として構成してもよい。
のレーダ用信号処理装置を構成する各手段は、請求項1
0記載のように、コンピュータを、それらの手段として
機能させるためのプログラムとして構成してもよい。こ
の場合、そのプログラムを、例えば、FD、MO、DV
D、CD−ROM、ハードディスク、メモリカード等の
コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録し、その記
憶したプログラムを必要に応じてコンピュータシステム
にロードして起動することにより用いることができる。
この他、ROMやバックアップRAMをコンピュータ読
み取り可能な記録媒体としてプログラムを記録してお
き、このROM或いはバックアップRAMをコンピュー
タシステムに組み込んで用いてもよい。また、プログラ
ムは、記録媒体に記憶されたものに限らず、ネットワー
クを介してロードして起動することにより用いてもよ
い。
共に説明する。 [第1実施形態]図1は、実施形態のレーダ装置の構成
を表すブロック図である。
ミング信号Cに従ってパルス信号(以下「送信パルス信
号」という)Psを発生させるパルス発生器4と、その
送信パルス信号Psに従って、送信パルス信号Psのパ
ルス幅の期間(本実施形態では約30ns)だけマイク
ロ波帯の高周波信号を発生させ、これをレーダ波として
送信し、また、レーダ波を受信すると、その受信強度を
測定して強度データAを出力すると共に、受信したレー
ダ波を復調してパルス信号(以下「受信パルス信号」と
いう)Prを出力するパルスレーダ送受信部6とを備え
ている。
信部6に送信パルス信号Psが入力されてから、パルス
レーダ送受信部6から受信パルス信号Prが出力される
までの時間差を、ターゲットTGまでのレーダ波の往復
時間として計測し、その計測結果である時間データDT
を出力する時間差計測部8と、パルス発生器4に対する
タイミング信号Cの供給、時間差計測部8からの時間デ
ータDT及びパルスレーダ送受信部6からの強度データ
Aに基づき、ターゲットTGまでの距離や干渉の有無を
検出する等の処理を実行する制御部10とを備えてい
る。
RAM,I/O,タイマー等を備えた周知のマイクロコ
ンピュータからなり、レーダ装置2の内部に対して上述
のタイミング信号C,時間データDT,強度データAを
入出力する他、レーダ装置2の外部に対してターゲット
TGまでの距離の表示等に使用する距離情報や、干渉の
有無の表示等に使用する干渉情報を出力するように構成
されている。
制御部10が実行する各種処理のプログラムの他、ター
ゲットTGまでの距離と、その距離での最大受信強度と
を対応づけてなる干渉判定テーブルが記憶されている。
この干渉判定テーブルは、図2に示すように、距離が遠
くなるほど、最大受信強度は小さくなるように設定され
ている。なお、実際の受信強度は、サイズが大きく反射
率の良いターゲットほど大きくなるため(例えば人と車
両では車両の方が大きくなる)、最大受信強度は、例え
ば、車両周辺に存在することが想定される最大の反射物
(壁など)の反射特性、パルスレーダ送受信部6の特性
(レーダ波の送信パワー,レーダ波を送受信するアンテ
ナの変換効率等)、大気中での伝搬損失、ターゲットま
での距離、複数の反射波による信号強度の変動などに基
づいて求める。
説明する。制御部10では、タイミング信号Cを発生さ
せる送信処理と、時間データDT及び強度データAに基
づいて、ターゲットまでの距離や干渉の有無を検出する
受信処理とが並行して実行される。
周期的に起動され、少なくとも当該レーダ装置2の最大
検出距離をレーダ波が往復するのに必要な時間より長い
一定時間間隔(本実施形態では、100μs)毎に、タ
イミング信号Cを発生させるものである。
ートに沿って説明する。但し、時間データDT及び強度
データAは、時間差計測部8及びパルスレーダ送受信部
6から出力される毎に、随時組み合わされて、制御部1
0を構成するマイクロコンピュータのRAMの所定領域
に書き込まれるものとする。そして、時間データDTと
強度データAとを組み合わせたデータを、以下ではター
ゲットデータともいう。また、一回のレーダ波の送信に
対して、複数のレーダ波が受信された時には、それぞれ
について個々にターゲットデータが生成されるものとす
る。
まず未処理のターゲットデータがあるか否かを判断し
(S110)、未処理のターゲットデータがなければ同
ステップを繰り返し実行することで待機する。一方、未
処理のターゲットデータがあれば、その中の時間データ
DTに基づき、ターゲットTGまでの距離を算出する
(S120)。
記憶された干渉判定テーブルとに基づき、その距離にお
ける最大受信強度を求め(S130)、入力された強度
データAがその最大受信強度より大きいか否かを判断す
る(S140)。そして、強度データAが最大受信強度
以下であれば、そのターゲットデータはターゲットから
の反射波に基づくものであるとして、S120にて求め
た距離を表す距離情報を、外部の表示装置等に出力して
(S150)、S110に戻る。
きければ、そのターゲットデータは干渉波に基づくもの
であるとして、干渉波を受信したことを報知するため干
渉情報を、外部の表示装置等に出力し(S160)、更
に、干渉時処理を実行して(S170)、S110に戻
る。
0にて算出した距離を、その算出に用いたターゲットデ
ータと共に破棄するだけでもよいし、送信処理によるタ
イミング信号Cの生成を、一定期間禁止するようにして
もよい。なお、本実施形態において、パルス発生器4,
パルスレーダ送受信部6,時間差計測部8が時間測定手
段、S120が距離算出手段、S130,S140が請
求項1における干渉判定手段、S160が報知手段、S
170が出力禁止手段に相当し、また、制御部10がレ
ーダ用信号処理装置に相当する。
装置2では、強度データAを最大受信強度と比較するこ
とにより、レーダ波の受信により得られたターゲットデ
ータが、ターゲットからの反射波によるものか、干渉波
によるものかを判定し、ターゲットからの反射波による
ものである場合は距離情報を出力し、干渉波によるもの
である場合は干渉情報を出力するようにされている。
ば、ターゲットからの反射波ではあり得ない受信強度を
持つ干渉波(例えば、他のレーダ装置からの直接波)
が、ターゲットからの反射波として誤検出されてしまう
ことを確実に防止できる。また、本実施形態では、ター
ゲットデータ毎に個々に干渉波に基づくものであるか否
かの判定を行っているため、1回のレーダ波の送信に対
して、ターゲットからの反射波と干渉波とが混在して受
信されたとしても、両者を分離して、実際に存在するタ
ーゲットの距離のみを求めることができる。 [第2実施形態]次に第2実施形態について説明する。
信処理及び受信処理の内容が第1実施形態のものとは一
部異なるだけであるため、これらの処理を中心に説明す
る。まず、本実施形態における制御部10が実行する送
信処理の内容を、図4に示すフローチャートに沿って説
明する。
まず、タイミング信号Cを発生させることにより、パル
ス発生器4に送信パルス信号を生成させ、ひいてはパル
スレーダ送受信部6にレーダ波を送信させる(S21
0)。そして、タイミング信号C発生後の経過時間が、
少なくとも当該レーダ装置2の最大検出距離をレーダ波
が往復するのに必要な時間より長く設定された検出期間
(本実施形態では、300ns)を越えているか否かを
判断し(S220)、検出期間を越えていなければ、同
ステップを繰り返し実行することにより待機する。この
検出期間の間に時間差計測部8及びパルスレーダ送受信
部6から出力される時間データDT及び強度データA
が、ターゲットデータとして逐次RAMに格納される。
間が検出期間を越えていれば、後述する干渉フラグをリ
セットし(S230)、今度は、検出期間が終了してか
らの経過時間が、予め設定された監視期間(本実施形態
では、5μs)を越えているか否かを判断し(S24
0)、監視期間を越えていなければ、RAMへのターゲ
ットデータの書込を監視し、書込があった時には、その
ターゲットデータを破棄すると共に、干渉波を受信した
旨を示す干渉フラグをセットする干渉波監視処理を実行
して(S250)、S240に戻る。
からの経過時間が監視期間を越えていれば、干渉フラグ
がセットされているか否かを判断し(S260)、干渉
フラグがセットされていれば、監視期間を再設定すると
共に干渉フラグをリセットし(S270)、更に干渉波
を受信中であることを表示装置等を用いて報知させるた
めの干渉表示設定を行って(S280)、S240に戻
る。
されていなければ、干渉表示設定がされているか否か、
即ち、監視期間中にターゲットデータの書込(レーダ波
の受信)があり、監視期間が再設定されたか否かを判断
する(S290)。そして、干渉表示設定がされていな
ければそのままS210に戻り、一方、干渉表示設定が
されていれば、その干渉表示設定を解除し(S30
0)、ランダム時間だけ待機してから(S310)、S
210に戻る。
ダ波(干渉波)が受信されなければ、図5(a)に示す
ように、タイミング信号Cが、(検出期間)+(監視期
間)の一定周期で発生する。一方、監視期間中にレーダ
波が受信されると、図5(b)に示すように、監視期間
を再設定することで、タイミング信号Cの発生間隔が延
長され、再設定された監視期間中にレーダ波が受信され
なければ、その監視期間の終了後、更にランダム期間が
経過してから、タイミング信号Cが発生するようにされ
ている。
した受信処理とは、S160が省略されている点と、S
170では、対応するS120にて求めた距離と、その
算出に用いたターゲットデータの削除のみをするように
構成されている点以外は、全く同様に構成されている。
そして、本実施形態において、受信処理は、検出期間中
にRAMに書き込まれたターゲットデータのみを処理す
る。なお本実施形態において、S240〜S270が請
求項2における干渉判定手段、S260,S290,S
310が送信許可手段、S270が監視期間延長手段、
S280が報知手段、S170が情報破棄手段に相当す
る。
該レーダ装置2の最大検出距離をレーダ波が往復するの
に必要な検出期間外で、ターゲットデータが検出された
時、即ち干渉波が受信された時には、レーダ波の送信を
延期し、干渉波が受信されなくなるのを待って、レーダ
波の送信を再開するようにされている。
状況のよい時に、ターゲットの検出を行うことができ、
検出の信頼性を向上させることができる。また、本実施
形態では、干渉波の受信により監視期間を再設定した場
合、レーダ波を送信を再開する時には、監視期間の経過
後更にランダムな長さのランダム期間を挿入し、レーダ
波の送信タイミングをずらすようにされている。
渉を起こした場合、監視期間の経過後に、再び互いに干
渉し合ってしまい、長期間に渡って装置を利用できなく
なることを防止できる。更に本実施形態では、検出期間
内で検出されたターゲットデータについては、強度デー
タAを最大受信強度と比較することにより、レーダ波の
受信により得られたターゲットデータが、ターゲットか
らの反射波によるものか干渉波によるものかを判定し、
干渉波によるものである場合は、これを削除して、反射
波に基づくターゲットデータについての距離情報のみ出
力するようにされているので、第1実施形態の場合と同
様の効果を得ることができる。
図である。
すグラフである。
フローチャートである。
フローチャートである。
明図である。
スレーダ送受信部 8…時間差計測部 10…制御部
Claims (10)
- 【請求項1】 レーダ波を送受信する送受信手段と、 該送受信手段にパルス状のレーダ波を送信させ、該送受
信手段がレーダ波を受信するまでの時間を測定する時間
測定手段と、 前記送受信手段が受信したレーダ波の受信強度を測定す
る受信強度測定手段と、 前記時間測定手段が測定した時間を、ターゲットまでの
レーダ波の往復時間として、該ターゲットまでの距離を
求める距離算出手段と、 前記受信強度測定手段にて測定された受信強度が、前記
距離算出手段にて求められた距離での理論上の最大受信
強度より大きい場合に、干渉波を受信中であると判定す
る干渉判定手段と、 を備えることを特徴とするレーダ装置。 - 【請求項2】 レーダ波を送受信する送受信手段と、 該送受信手段にパルス状のレーダ波を送信させ、該送受
信手段がレーダ波を受信するまでの時間を測定する時間
測定手段と、 該時間測定手段にて測定された時間が、予め設定された
最大検出距離以内に存在するターゲットからの反射波を
受信するために必要な検出期間を越えている場合に、干
渉波を受信中であると判定する干渉判定手段と、 を備えることを特徴とするレーダ装置。 - 【請求項3】 請求項2記載のレーダ装置において、 前記干渉判定手段は、 前記検出期間の経過後に設定した監視期間中にレーダ波
の受信がなければ、前記送受信手段によるレーダ波の送
信を許可する送信許可手段と、 前記監視期間中にレーダ波の受信があれば、前記監視期
間を再設定する監視期間延長手段と、 を備えることを特徴とするレーダ装置。 - 【請求項4】 請求項3記載のレーダ装置において、 前記送信許可手段は、前記監視期間延長手段にて再設定
された監視期間中にレーダ波の受信がなければ、更にラ
ンダムな長さに設定される待機期間の経過後にレーダ波
の送信を許可することを特徴とするレーダ装置。 - 【請求項5】 請求項2乃至請求項4いずれか記載のレ
ーダ装置において、 前記送受信手段が受信したレーダ波の受信強度を測定す
る受信強度測定手段と、 前記時間測定手段が測定した時間をターゲットまでのレ
ーダ波の往復時間として、該ターゲットまでの距離を求
める距離算出手段と、 前記検出期間中に受信したレーダ波について前記受信強
度測定手段にて測定された受信強度が、該レーダ波につ
いて前記距離算出手段が求めた距離での理論的な最大受
信強度より大きい場合に、該レーダ波に基づいて求めら
れた情報を破棄する情報破棄手段と、 を備えることを特徴とするレーダ装置。 - 【請求項6】 請求項1乃至請求項5いずれか記載のレ
ーダ装置において、 前記干渉判定手段により干渉波を受信中であると判定さ
れた場合、その旨を報知する報知手段を備えることを特
徴とするレーダ装置。 - 【請求項7】 請求項1乃至請求項6いずれか記載のレ
ーダ装置において、 前記干渉判定手段により干渉波を受信中であると判定さ
れた場合、ターゲットの検出結果の出力を禁止する出力
禁止手段を備えることを特徴とするレーダ装置。 - 【請求項8】 パルス状のレーダ波を送信してから、レ
ーダ波を受信するまでの時間、及び該レーダ波の受信強
度に基づいて、該レーダ波を反射したターゲットの検出
を行うレーダ用信号処理装置において、 前記時間をターゲットまでのレーダ波の往復時間とし
て、該ターゲットまでの距離を求める距離算出手段と、 該距離算出手段が求めた距離について予め設定された最
大受信強度より、前記受信強度が大きい場合に、干渉波
を受信中であると判定する干渉判定手段と、 を備えることを特徴とするレーダ用信号処理装置。 - 【請求項9】 パルス状のレーダ波を送信してから、レ
ーダ波を受信するまでの時間に基づいて、該レーダ波を
反射したターゲットの検出を行うレーダ用信号処理装置
において、 前記時間が、予め設定された最大検出距離以内に存在す
るターゲットからの反射波を受信するために必要な検出
期間を越えている場合に、干渉波を受信中であると判定
する干渉判定手段を備えることを特徴とするレーダ用信
号処理装置。 - 【請求項10】 コンピュータを請求項8又は請求項9
記載のレーダ用信号処理装置を構成する各手段として機
能させるためのプログラム。
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---|---|---|---|
JP2002109531A JP3855829B2 (ja) | 2002-04-11 | 2002-04-11 | レーダ装置,レーダ用信号処理装置,プログラム |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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