JP2003315446A - レーダ装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 正確に目標物体の距離および相対速度を検知
することができる。 【解決手段】 送信アンテナ４の出力と受信アンテナ６
の入力とをミキシングするミクサ７と、ＬＰＦ８と、Ｌ
ＰＦ８の出力信号をサンプリングしてＡ／Ｄ変換するＡ
／Ｄ変換器９と、変換された当該信号を高速フーリエ変
換するＦＦＴ処理装置１０と、ＦＦＴ処理装置１０によ
る結果から、エリアシングの発生した周波数成分を有す
る信号を判別し、エリアシングのない正常な周波数成分
の信号に補正して、目標物５の距離及び相対速度データ
を得るエリアシング判別・補正手段１１と、エリアシン
グ判別・補正手段１１により得られた前記目標物の距離
及び相対速度データから、必要なデータを選択する目標
物体選択手段１２とを備えている。
することができる。 【解決手段】 送信アンテナ４の出力と受信アンテナ６
の入力とをミキシングするミクサ７と、ＬＰＦ８と、Ｌ
ＰＦ８の出力信号をサンプリングしてＡ／Ｄ変換するＡ
／Ｄ変換器９と、変換された当該信号を高速フーリエ変
換するＦＦＴ処理装置１０と、ＦＦＴ処理装置１０によ
る結果から、エリアシングの発生した周波数成分を有す
る信号を判別し、エリアシングのない正常な周波数成分
の信号に補正して、目標物５の距離及び相対速度データ
を得るエリアシング判別・補正手段１１と、エリアシン
グ判別・補正手段１１により得られた前記目標物の距離
及び相対速度データから、必要なデータを選択する目標
物体選択手段１２とを備えている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、レーダ装置に関
し、特に、自動車等の車輌に搭載して、送信した電磁波
を目標物で反射させて受信することにより、目標物の距
離および相対速度を検知する車載用のレーダ装置に関す
るものである。
し、特に、自動車等の車輌に搭載して、送信した電磁波
を目標物で反射させて受信することにより、目標物の距
離および相対速度を検知する車載用のレーダ装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】自動車等の車輌においては、先行車等と
の相対距離および相対速度を測定するために車載用レー
ダ装置が用いられている。従来の車載用レーダ装置とし
ては、例えば、図１１に示すような構成を有するものが
知られている。図１１において、４１は変調器、４２は
電圧制御発信器、４３はパワーデバイダ，４４は送信ア
ンテナ、４５は目標物体、４６は受信アンテナ、４７は
ミクサ、４８は低域通過フィルタ（以下、ＬＰＦとす
る。）、４９はＡ／Ｄ変換器、５０はＦＦＴ処理装置、
５１は信号処理装置である。
の相対距離および相対速度を測定するために車載用レー
ダ装置が用いられている。従来の車載用レーダ装置とし
ては、例えば、図１１に示すような構成を有するものが
知られている。図１１において、４１は変調器、４２は
電圧制御発信器、４３はパワーデバイダ，４４は送信ア
ンテナ、４５は目標物体、４６は受信アンテナ、４７は
ミクサ、４８は低域通過フィルタ（以下、ＬＰＦとす
る。）、４９はＡ／Ｄ変換器、５０はＦＦＴ処理装置、
５１は信号処理装置である。
【０００３】次に、このように構成された従来装置の動
作について説明する。変調器４１は線形なＦＭ変調用の
電圧信号を出力する。そのＦＭ変調用電圧信号により電
圧制御発信器４２がＦＭ変調された電磁波を発生する。
その電磁波をパワーデバイダー４３により２つに分け、
一方はミクサ４７に入力される。もう一方は送信アンテ
ナ４４から空間に出力される。送信アンテナ４４から空
間に出力された電磁波は目標物体４５により反射し、送
信電磁波に対して遅延時間Ｔｄ［Ｓ］をもって受信アン
テナ４６に入力される。さらに目標物体４５が相対速度
を持つ場合、受信電磁波は送信電磁波に対してドップラ
シフトＦｄ［Ｈｚ］をもって受信アンテナ４６に入力さ
れる。受信アンテナ４６で受信した電磁波は、ミクサ４
７により、上記パワーデバイダ４３により入力された送
信電磁波とミキシングされ、上記遅延時間Ｔｄとドップ
ラシフトＦｄに対応したビート信号を出力する。ＬＰＦ
４８は、Ａ／Ｄ変換器４９のサンプリング周波数Ｆｓの
半分以下の周波数成分をもつ信号を通過する用に構成さ
れている。Ａ／Ｄ変換器４９は、ＬＰＦ４８を通過した
ビート信号をサンプリング周波数Ｆｓ［Ｈｚ］でサンプ
リングする。ＦＦＴ処理装置５０は、Ａ／Ｄ変換器４９
でサンプリングしたビート信号を高速フーリエ変換（Ｆ
ＦＴ）し、ビート信号の周波数成分を出力する。信号処
理装置５１はＦＦＴ処理装置５０の出力する周波数成分
より、目標物体４５までの相対距離と相対速度を算出す
る。
作について説明する。変調器４１は線形なＦＭ変調用の
電圧信号を出力する。そのＦＭ変調用電圧信号により電
圧制御発信器４２がＦＭ変調された電磁波を発生する。
その電磁波をパワーデバイダー４３により２つに分け、
一方はミクサ４７に入力される。もう一方は送信アンテ
ナ４４から空間に出力される。送信アンテナ４４から空
間に出力された電磁波は目標物体４５により反射し、送
信電磁波に対して遅延時間Ｔｄ［Ｓ］をもって受信アン
テナ４６に入力される。さらに目標物体４５が相対速度
を持つ場合、受信電磁波は送信電磁波に対してドップラ
シフトＦｄ［Ｈｚ］をもって受信アンテナ４６に入力さ
れる。受信アンテナ４６で受信した電磁波は、ミクサ４
７により、上記パワーデバイダ４３により入力された送
信電磁波とミキシングされ、上記遅延時間Ｔｄとドップ
ラシフトＦｄに対応したビート信号を出力する。ＬＰＦ
４８は、Ａ／Ｄ変換器４９のサンプリング周波数Ｆｓの
半分以下の周波数成分をもつ信号を通過する用に構成さ
れている。Ａ／Ｄ変換器４９は、ＬＰＦ４８を通過した
ビート信号をサンプリング周波数Ｆｓ［Ｈｚ］でサンプ
リングする。ＦＦＴ処理装置５０は、Ａ／Ｄ変換器４９
でサンプリングしたビート信号を高速フーリエ変換（Ｆ
ＦＴ）し、ビート信号の周波数成分を出力する。信号処
理装置５１はＦＦＴ処理装置５０の出力する周波数成分
より、目標物体４５までの相対距離と相対速度を算出す
る。
【０００４】次に信号処理装置１１によって相対距離と
相対速度を算出する方法を説明する。図１２は上記レー
ダ装置を用いた相対距離と相対速度を算出する一例であ
る。図１２において送信電磁波は送信電磁波の周波数掃
引帯域幅Ｂ、変調周期ＴｍでＦＭ変調されている。受信
電磁波は、送信電磁波が、送信アンテナ４４から距離Ｒ
に存在する目標物体４５で反射されて、受信アンテナ４
６に入力されるまでの遅延時間Ｔｄを持っている。ま
た、目標物体４５が相対速度を持つとき受信電磁波は送
信電磁波に対してＦｄだけドップラシフトする。よって
ミクサ４７でミキシングされたビート信号に含まれる周
波数成分には，周波数上昇時には送信信号と受信信号の
周波数差Ｆｂｕが含まれ，周波数下降時には送信信号と
受信信号の周波数差Ｆｂｄが含まれている。上記Ｆｂ
ｕ、Ｆｂｄ、Ｔｍ、Ｂと光速Ｃ（＝３．０×１０８ ｍ
／ｓ）、搬送波の波長λ（搬送波の基本周波数がＦ０＝
６０ＧＨｚならばλ＝５．０×１０−３ｍ）により目標
物体４５の相対距離Ｒと相対速度ｖは下式（１）により
求められる。
相対速度を算出する方法を説明する。図１２は上記レー
ダ装置を用いた相対距離と相対速度を算出する一例であ
る。図１２において送信電磁波は送信電磁波の周波数掃
引帯域幅Ｂ、変調周期ＴｍでＦＭ変調されている。受信
電磁波は、送信電磁波が、送信アンテナ４４から距離Ｒ
に存在する目標物体４５で反射されて、受信アンテナ４
６に入力されるまでの遅延時間Ｔｄを持っている。ま
た、目標物体４５が相対速度を持つとき受信電磁波は送
信電磁波に対してＦｄだけドップラシフトする。よって
ミクサ４７でミキシングされたビート信号に含まれる周
波数成分には，周波数上昇時には送信信号と受信信号の
周波数差Ｆｂｕが含まれ，周波数下降時には送信信号と
受信信号の周波数差Ｆｂｄが含まれている。上記Ｆｂ
ｕ、Ｆｂｄ、Ｔｍ、Ｂと光速Ｃ（＝３．０×１０８ ｍ
／ｓ）、搬送波の波長λ（搬送波の基本周波数がＦ０＝
６０ＧＨｚならばλ＝５．０×１０−３ｍ）により目標
物体４５の相対距離Ｒと相対速度ｖは下式（１）により
求められる。
【０００５】
Ｒ＝（ＴｍＣ／８Ｂ）×（Ｆｂｕ＋Ｆｂｄ）
ｖ＝（λ／４）×（Ｆｂｕ−Ｆｂｄ） （１）
【０００６】次にＦＦＴ処理装置４９の高速フーリエ変
換について説明する。通常高速フーリエ変換は２ｎ個の
ＦＦＴ点数のサンプリングデータを入力し、２ｎ個の周
波数成分データを出力する。観測時間Ｔｍ／２のとき、
周波数分解能は
換について説明する。通常高速フーリエ変換は２ｎ個の
ＦＦＴ点数のサンプリングデータを入力し、２ｎ個の周
波数成分データを出力する。観測時間Ｔｍ／２のとき、
周波数分解能は
【０００７】
ΔＦ＝２／Ｔｍ （２）
【０００８】となり、正しく検出できる最大周波数Ｆｍ
ａｘは、
ａｘは、
【０００９】
Ｆｍａｘ＝２ｎ−１×ΔＦ＝２ｎ−１×２／Ｔｍ （３）
【００１０】となる。それ以上の周波数成分が入力され
ると、エリアシングが発生し、図２のように周波数Ｆｍ
ａｘで折り返されるため偽の周波数成分が現れる。この
エリアシングによる偽の周波数成分を防ぐため、ＦＦＴ
処理装置４９の入力前にはＬＰＦ４８が設置され、Ｆｍ
ａｘ以上の周波数成分をカットしている。
ると、エリアシングが発生し、図２のように周波数Ｆｍ
ａｘで折り返されるため偽の周波数成分が現れる。この
エリアシングによる偽の周波数成分を防ぐため、ＦＦＴ
処理装置４９の入力前にはＬＰＦ４８が設置され、Ｆｍ
ａｘ以上の周波数成分をカットしている。
【００１１】次に相対距離Ｒと相対速度ｖの分解能（離
散的に出力されるデータ値の最小ステップ）をそれぞれ
ΔＲ、Δｖ とする。周波数差ＦｂｕとＦｂｄの分解能
ΔＦは上記周波数分解能２／Ｔｍとなり、
散的に出力されるデータ値の最小ステップ）をそれぞれ
ΔＲ、Δｖ とする。周波数差ＦｂｕとＦｂｄの分解能
ΔＦは上記周波数分解能２／Ｔｍとなり、
【００１２】
【００１３】
【００１４】となる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】例えば距離分解能ΔＲ
＝１［ｍ］、最大検知距離Ｒｍａｘ＝１５０［ｍ］のレ
ーダを設計する場合、必要な変調幅Ｂは上述の（４）式
より、
＝１［ｍ］、最大検知距離Ｒｍａｘ＝１５０［ｍ］のレ
ーダを設計する場合、必要な変調幅Ｂは上述の（４）式
より、
【００１６】Ｂ＝Ｃ／２／ΔＲ＝１５０［ＭＨｚ］
【００１７】の変調幅を必要とし、ＦＦＴ点数は
【００１８】２ｎ≧ΔＲ×Ｒｍａｘ×２＝３００
【００１９】を満たす２ｎ＝５１２点が必要となる。ま
た速度分解能Δｖ＝１［ｋｍ／ｈ］としたとき、変調周
期Ｔｍは
た速度分解能Δｖ＝１［ｋｍ／ｈ］としたとき、変調周
期Ｔｍは
【００２０】Ｔｍ＝λ／Δｖ＝５．０×１０−３×３．
６＝１８×１０−３［Ｓ］
６＝１８×１０−３［Ｓ］
【００２１】が必要となる。
【００２２】距離１５０ｍ、相対速度０ｋｍ／ｈの物体
を検知すると、周波数差Ｆｂｕ，Ｆｂｄはともに
を検知すると、周波数差Ｆｂｕ，Ｆｂｄはともに
【００２３】
Ｆｂｕ＝Ｆｂｄ＝ΔＦ×１５０／ΔＲ＝ΔＦ×１５０
【００２４】となるが、距離１５０ｍ相対速度２００ｋ
ｍ／ｈの物体を検知する場合、周波数差Ｆｂｕ、Ｆｂｄ
は
ｍ／ｈの物体を検知する場合、周波数差Ｆｂｕ、Ｆｂｄ
は
【００２５】Ｆｂｕ＝｜ΔＦ×１５０／ΔＲ＋ΔＦ×２
００／ΔＲ｜＝ΔＦ×３５０ Ｆｂｄ＝｜ΔＦ×１５０／ΔＲ−ΔＦ×２００／Δｖ｜
＝ΔＦ×５０
００／ΔＲ｜＝ΔＦ×３５０ Ｆｂｄ＝｜ΔＦ×１５０／ΔＲ−ΔＦ×２００／Δｖ｜
＝ΔＦ×５０
【００２６】となる。
【００２７】ＦＦＴ点数が５１２のとき、最大周波数Ｆ
ｍａｘは
ｍａｘは
【００２８】Ｆｍａｘ＝ΔＦ×２５６
【００２９】となり、それ以上の周波数成分はエリアシ
ングにより正常に検出できない。このためＬＰＦ４８に
よりＦｍａｘ以上の周波数をカットしている。よってＦ
ｂｕ＝ΔＦ×３５０はＬＰＦ４８によりカットされてし
まい、検出できなくなる。
ングにより正常に検出できない。このためＬＰＦ４８に
よりＦｍａｘ以上の周波数をカットしている。よってＦ
ｂｕ＝ΔＦ×３５０はＬＰＦ４８によりカットされてし
まい、検出できなくなる。
【００３０】この問題点を解決するためには距離分解能
ΔＲまたは相対速度分解能Δｖの分解能を荒くすること
が考えられる。例えばΔＲ＝１．５ｍ、Δｖ＝１．５ｋ
ｍ／ｈにすれば、Ｆｂｕ＝ΔＦ×１７５となり、ＬＰＦ
４８はＦｍａｘ’＝Ｆｍａｘ×１．５の周波数成分まで
通過させることで検出が可能となる。
ΔＲまたは相対速度分解能Δｖの分解能を荒くすること
が考えられる。例えばΔＲ＝１．５ｍ、Δｖ＝１．５ｋ
ｍ／ｈにすれば、Ｆｂｕ＝ΔＦ×１７５となり、ＬＰＦ
４８はＦｍａｘ’＝Ｆｍａｘ×１．５の周波数成分まで
通過させることで検出が可能となる。
【００３１】または、ΔＲ、Δｖはそのままで、ＦＦＴ
点数を１０２４点に増やし、ＬＰＦ４８はＦｍａｘ’’
＝Ｆｍａｘ×２の周波数成分まで通過させることによ
り、正常な検知が可能となる。
点数を１０２４点に増やし、ＬＰＦ４８はＦｍａｘ’’
＝Ｆｍａｘ×２の周波数成分まで通過させることによ
り、正常な検知が可能となる。
【００３２】しかしながら、分解能を荒くするというこ
とはすなわちレーダ性能の低下につながり、また、ＦＦ
Ｔ点数を増やすことは、計算量と記憶装置の大幅増加に
つながり、コストの面で大きな問題となる。
とはすなわちレーダ性能の低下につながり、また、ＦＦ
Ｔ点数を増やすことは、計算量と記憶装置の大幅増加に
つながり、コストの面で大きな問題となる。
【００３３】この発明は，かかる問題点を解決するため
になされたもので、エリアシングが発生する目標物体に
ついても正確に検知することができるレーダ装置を得る
ことを目的とする。
になされたもので、エリアシングが発生する目標物体に
ついても正確に検知することができるレーダ装置を得る
ことを目的とする。
【００３４】
【課題を解決するための手段】この発明は、目標物体に
対して電磁波を送信する送信手段と、前記送信手段によ
り送信されて、目標物体で反射された電磁波を受信する
受信手段と、前記送信手段の出力と前記受信手段の入力
とをミキシングし、ビート信号を発生するミキシング手
段と、前記ミキシング手段から出力されたビート信号の
うちで、所定の周波数以下の周波数成分を有する信号を
通過させる低域通過フィルタと、前記低域通過フィルタ
の出力信号をサンプリングし、デジタル信号に変換する
Ａ／Ｄ変換手段と、前記Ａ／Ｄ変換手段によりサンプリ
ングされてデジタル信号に変換されたサンプリング信号
を、高速フーリエ変換する高速フーリエ変換処理手段
と、前記高速フーリエ変換処理手段による高速フーリエ
変換結果から、エリアシングの発生した周波数成分を有
する信号を判別し、エリアシングの発生した信号につい
ては、エリアシングのない正常な周波数成分の信号に補
正して、当該補正された信号に基づいて、一方、エリア
シングの発生していない信号については、そのままの信
号に基づいて、前記目標物の距離及び相対速度データを
得るエリアシング判別・補正手段と、前記エリアシング
判別・補正手段により得られた前記目標物の距離及び相
対速度データの中から必要なデータを選択する目標物体
選択手段とを備えたレーダ装置である。
対して電磁波を送信する送信手段と、前記送信手段によ
り送信されて、目標物体で反射された電磁波を受信する
受信手段と、前記送信手段の出力と前記受信手段の入力
とをミキシングし、ビート信号を発生するミキシング手
段と、前記ミキシング手段から出力されたビート信号の
うちで、所定の周波数以下の周波数成分を有する信号を
通過させる低域通過フィルタと、前記低域通過フィルタ
の出力信号をサンプリングし、デジタル信号に変換する
Ａ／Ｄ変換手段と、前記Ａ／Ｄ変換手段によりサンプリ
ングされてデジタル信号に変換されたサンプリング信号
を、高速フーリエ変換する高速フーリエ変換処理手段
と、前記高速フーリエ変換処理手段による高速フーリエ
変換結果から、エリアシングの発生した周波数成分を有
する信号を判別し、エリアシングの発生した信号につい
ては、エリアシングのない正常な周波数成分の信号に補
正して、当該補正された信号に基づいて、一方、エリア
シングの発生していない信号については、そのままの信
号に基づいて、前記目標物の距離及び相対速度データを
得るエリアシング判別・補正手段と、前記エリアシング
判別・補正手段により得られた前記目標物の距離及び相
対速度データの中から必要なデータを選択する目標物体
選択手段とを備えたレーダ装置である。
【００３５】また、前記エリアシング判別・補正手段
は、前記高速フーリエ変換結果から得られる前記目標物
の距離及び相対速度データの候補が複数個あった場合
に、前記高速フーリエ変換結果の周波数成分の時間変化
に基づいて、前記候補の中からエリアシングが発生して
いない正常な距離及び相対速度データを判別する。
は、前記高速フーリエ変換結果から得られる前記目標物
の距離及び相対速度データの候補が複数個あった場合
に、前記高速フーリエ変換結果の周波数成分の時間変化
に基づいて、前記候補の中からエリアシングが発生して
いない正常な距離及び相対速度データを判別する。
【００３６】また、前記高速フーリエ変換手段は、所定
のレンジゲート幅を有する各レンジゲート毎に、前記サ
ンプリング信号を高速フーリエ変換した高速フーリエ変
換結果を出力し、前記エリアシング判別・補正手段は、
前記高速フーリエ変換結果から前記目標物の距離及び相
対速度データの候補が複数個得られた場合に、前記高速
フーリエ変換結果がいずれのレンジゲートのサンプリン
グデータによるものであるかを参照して、当該参照結果
に基づいて、前記候補の中からエリアシングが発生して
いない正常な距離及び相対速度データを判別する。
のレンジゲート幅を有する各レンジゲート毎に、前記サ
ンプリング信号を高速フーリエ変換した高速フーリエ変
換結果を出力し、前記エリアシング判別・補正手段は、
前記高速フーリエ変換結果から前記目標物の距離及び相
対速度データの候補が複数個得られた場合に、前記高速
フーリエ変換結果がいずれのレンジゲートのサンプリン
グデータによるものであるかを参照して、当該参照結果
に基づいて、前記候補の中からエリアシングが発生して
いない正常な距離及び相対速度データを判別する。
【００３７】
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１はこの発明の
実施の形態である車載用レーダ装置を示すもので、図１
において、１は変調器、２は電圧制御発信器、３はパワ
ーデバイダ，４は送信アンテナ、５は目標物体、６は受
信アンテナ、７はミクサ、８はＬＰＦ、９はＡ／Ｄ変換
器、１０はＦＦＴ処理装置、１１はエリアシング判別・
補正手段、１２は目標物体選択手段である。
実施の形態である車載用レーダ装置を示すもので、図１
において、１は変調器、２は電圧制御発信器、３はパワ
ーデバイダ，４は送信アンテナ、５は目標物体、６は受
信アンテナ、７はミクサ、８はＬＰＦ、９はＡ／Ｄ変換
器、１０はＦＦＴ処理装置、１１はエリアシング判別・
補正手段、１２は目標物体選択手段である。
【００３８】次に、上記のように構成された本実施の形
態に係る車載用レーダ装置の動作を説明する。変調器１
は線形なＦＭ変調用の電圧信号を出力する。そのＦＭ変
調用電圧信号により電圧制御発信器２がＦＭ変調された
電磁波を発生する。その電磁波をパワーデバイダー３に
より２つに分け、一方はミクサ７に入力される。もう一
方は送信アンテナ４から電磁波が空間に出力される。送
信アンテナ４から空間に出力された電磁波は目標物体５
により反射し、送信電磁波に対して遅延時間Ｔｄ［Ｓ］
をもって受信アンテナ６に入力される。さらに、目標物
体５が相対速度を持つ場合には、受信電磁波は送信電磁
波に対してドップラシフトＦｄ［Ｈｚ］をもって受信ア
ンテナ６に入力される。受信アンテナ６で受信した電磁
波は、ミクサ７において、パワーデバイダ３により入力
された上記送信電磁波とミキシングされ、上記遅延時間
ＴｄとドップラシフトＦｄに対応したビート信号を出力
する。次に、ＬＰＦ８により、Ａ／Ｄ変換器９のサンプ
リング周波数Ｆｓ以下の周波数成分をもつ信号のみを通
過させる。Ａ／Ｄ変換器９はＬＰＦ８を通過したビート
信号をサンプリング周波数Ｆｓ［Ｈｚ］でサンプリング
する。ＦＦＴ処理装置１０はＡ／Ｄ変換器９でサンプリ
ングしたビート信号を高速フーリエ変換（ＦＦＴ）し、
ビート信号の周波数成分を出力する。エリアシング判別
・補正手段１１はビート信号の周波数成分のうち、エリ
アシングが発生しているデータを検知し、これをエリア
シングのない正しいデータに補正した距離・相対速度を
出力する。なお、図２は、エリアシングの発生を説明し
た図であるが、図２において１００はエレアシングがな
い場合の周波数成分、１０１は偽の周波数成分、１０２
は所定の最大周波数Ｆｍａｘである。Ｆｍａｘ以上の周
波数成分は、エリアシングにより、偽の周波数成分１０
１となってしまう。そのため、本発明においては、エリ
アシング判別・補正手段１１により、エリアシングのな
い場合の正しい周波数成分１００に変換する。正しい周
波数成分１００は、Ｆｍａｘで偽の周波数成分１０１を
折り返したところの値となる。目標物体選択手段１２
は、エリアシング判別・補正手段１１により補正された
複数の距離・相対速度データと自車速、道路曲率等に基
づいて（すなわち、それらに関する所定の条件に合っ
た）自車両に必要な目標物体を選択する。
態に係る車載用レーダ装置の動作を説明する。変調器１
は線形なＦＭ変調用の電圧信号を出力する。そのＦＭ変
調用電圧信号により電圧制御発信器２がＦＭ変調された
電磁波を発生する。その電磁波をパワーデバイダー３に
より２つに分け、一方はミクサ７に入力される。もう一
方は送信アンテナ４から電磁波が空間に出力される。送
信アンテナ４から空間に出力された電磁波は目標物体５
により反射し、送信電磁波に対して遅延時間Ｔｄ［Ｓ］
をもって受信アンテナ６に入力される。さらに、目標物
体５が相対速度を持つ場合には、受信電磁波は送信電磁
波に対してドップラシフトＦｄ［Ｈｚ］をもって受信ア
ンテナ６に入力される。受信アンテナ６で受信した電磁
波は、ミクサ７において、パワーデバイダ３により入力
された上記送信電磁波とミキシングされ、上記遅延時間
ＴｄとドップラシフトＦｄに対応したビート信号を出力
する。次に、ＬＰＦ８により、Ａ／Ｄ変換器９のサンプ
リング周波数Ｆｓ以下の周波数成分をもつ信号のみを通
過させる。Ａ／Ｄ変換器９はＬＰＦ８を通過したビート
信号をサンプリング周波数Ｆｓ［Ｈｚ］でサンプリング
する。ＦＦＴ処理装置１０はＡ／Ｄ変換器９でサンプリ
ングしたビート信号を高速フーリエ変換（ＦＦＴ）し、
ビート信号の周波数成分を出力する。エリアシング判別
・補正手段１１はビート信号の周波数成分のうち、エリ
アシングが発生しているデータを検知し、これをエリア
シングのない正しいデータに補正した距離・相対速度を
出力する。なお、図２は、エリアシングの発生を説明し
た図であるが、図２において１００はエレアシングがな
い場合の周波数成分、１０１は偽の周波数成分、１０２
は所定の最大周波数Ｆｍａｘである。Ｆｍａｘ以上の周
波数成分は、エリアシングにより、偽の周波数成分１０
１となってしまう。そのため、本発明においては、エリ
アシング判別・補正手段１１により、エリアシングのな
い場合の正しい周波数成分１００に変換する。正しい周
波数成分１００は、Ｆｍａｘで偽の周波数成分１０１を
折り返したところの値となる。目標物体選択手段１２
は、エリアシング判別・補正手段１１により補正された
複数の距離・相対速度データと自車速、道路曲率等に基
づいて（すなわち、それらに関する所定の条件に合っ
た）自車両に必要な目標物体を選択する。
【００３９】次に、このように構成された本発明の車載
用レーダ装置における、エリアシング判別・補正手段１
１の原理を説明する。例えば、距離分解能ΔＲ＝１
［ｍ］、最大検知距離Ｒｍａｘ＝１５０［ｍ］のレーダ
を設計する場合、必要な変調幅Ｂは上述の（２）式よ
り、
用レーダ装置における、エリアシング判別・補正手段１
１の原理を説明する。例えば、距離分解能ΔＲ＝１
［ｍ］、最大検知距離Ｒｍａｘ＝１５０［ｍ］のレーダ
を設計する場合、必要な変調幅Ｂは上述の（２）式よ
り、
【００４０】Ｂ＝Ｃ／２／ΔＲ＝１５０［ＭＨｚ］
【００４１】の変調幅を必要とし、ＦＦＴ点数は
【００４２】２ｎ＞ΔＲ×Ｒｍａｘ×２＝３００
【００４３】となる、５１２点が必要となる。また速度
分解能Δｖ＝１［ｋｍ／ｈ］としたとき、変調周期Ｔｍ
は
分解能Δｖ＝１［ｋｍ／ｈ］としたとき、変調周期Ｔｍ
は
【００４４】Ｔｍ＝λ／Δｖ＝５．０×１０−３×３．
６＝１８×１０−３［Ｓ］
６＝１８×１０−３［Ｓ］
【００４５】が必要となる。
【００４６】距離１５０ｍ、相対速度０ｋｍ／ｈの物体
Ａを検知すると、図３（ａ）及び（ｂ）のように、周波
数差Ｆｂｕ（送信周波数上昇時）、Ｆｂｄ（送信周波数
下降時）はともに、
Ａを検知すると、図３（ａ）及び（ｂ）のように、周波
数差Ｆｂｕ（送信周波数上昇時）、Ｆｂｄ（送信周波数
下降時）はともに、
【００４７】
Ｆｂｕ＝Ｆｂｄ＝ΔＦ×１５０／ΔＲ＝ΔＦ×１５０
【００４８】となるが、距離１５０ｍ、相対速度２００
ｋｍ／ｈの物体Ｂを検知する場合、図４（ａ）および
（ｂ）のように、周波数差Ｆｂｕ、Ｆｂｄは
ｋｍ／ｈの物体Ｂを検知する場合、図４（ａ）および
（ｂ）のように、周波数差Ｆｂｕ、Ｆｂｄは
【００４９】Ｆｂｕ＝｜ΔＦ×１５０／ΔＲ＋ΔＦ×２
００／Δｖ｜＝ΔＦ×３５０ Ｆｂｄ＝｜ΔＦ×１５０／ΔＲ−ΔＦ×２００／Δｖ｜
＝ΔＦ×５０
００／Δｖ｜＝ΔＦ×３５０ Ｆｂｄ＝｜ΔＦ×１５０／ΔＲ−ΔＦ×２００／Δｖ｜
＝ΔＦ×５０
【００５０】となる。ＬＰＦ８はサンプリング周波数Ｆ
ｓまでの帯域を通過するため、Ｆｂｕ，ＦｂｄともにＬ
ＰＦ８でカットされることはない。
ｓまでの帯域を通過するため、Ｆｂｕ，ＦｂｄともにＬ
ＰＦ８でカットされることはない。
【００５１】ここで、ＦＦＴ点数を５１２とした場合、
最大周波数Ｆｍａｘは
最大周波数Ｆｍａｘは
【００５２】Ｆｍａｘ＝２５６×ΔＦ
【００５３】であるため、図５（ａ）及び（ｂ）のよう
にＦｍａｘで折り返され、
にＦｍａｘで折り返され、
【００５４】Ｆｂｕ＝ΔＦ×１６２
Ｆｂｄ＝ΔＦ×５０
【００５５】と認識される。
【００５６】ところで、距離１０６ｍ、相対速度５６ｋ
ｍ／ｈの物体Ｃを検知する場合、周波数差Ｆｂｕ、Ｆｂ
ｄは、
ｍ／ｈの物体Ｃを検知する場合、周波数差Ｆｂｕ、Ｆｂ
ｄは、
【００５７】Ｆｂｕ＝｜ΔＦ×１０６／ΔＲ＋ΔＦ×５
６／Δｖ｜＝ΔＦ×１６２ Ｆｂｄ＝｜ΔＦ×１０６／ΔＲ−ΔＦ×５６／Δｖ｜＝
ΔＦ×５０
６／Δｖ｜＝ΔＦ×１６２ Ｆｂｄ＝｜ΔＦ×１０６／ΔＲ−ΔＦ×５６／Δｖ｜＝
ΔＦ×５０
【００５８】となり、距離１５０ｍ、相対速度２００ｋ
ｍ／ｈの物体Ｂと全く同じように検知される。
ｍ／ｈの物体Ｂと全く同じように検知される。
【００５９】距離１５０ｍ、相対速度２００ｋｍ／ｈの
物体Ｂと距離１０６ｍ、相対速度５６ｋｍ／ｈの物体Ｃ
は、上述のように、ビート信号の周波数成分Ｆｂｕ、Ｆ
ｂｄは全く同じとなるが、物体Ｂ、Ｃは相対速度が異な
るため、Ｆｂｕ、Ｆｂｄの時間変化は異なる。
物体Ｂと距離１０６ｍ、相対速度５６ｋｍ／ｈの物体Ｃ
は、上述のように、ビート信号の周波数成分Ｆｂｕ、Ｆ
ｂｄは全く同じとなるが、物体Ｂ、Ｃは相対速度が異な
るため、Ｆｂｕ、Ｆｂｄの時間変化は異なる。
【００６０】相対速度が一定の場合、距離１５０ｍ相対
速度２００ｋｍ／ｈの物体Ｂの０．１秒後の距離は１４
４ｍとなり、Ｆｂｕ、Ｆｂｄは
速度２００ｋｍ／ｈの物体Ｂの０．１秒後の距離は１４
４ｍとなり、Ｆｂｕ、Ｆｂｄは
【００６１】Ｆｂｕ＝｜ΔＦ×１４４／ΔＲ＋ΔＦ×２
００／Δｖ｜＝ΔＦ×３４４ Ｆｂｄ＝｜ΔＦ×１４４／ΔＲ−ΔＦ×２００／Δｖ｜
＝ΔＦ×５６
００／Δｖ｜＝ΔＦ×３４４ Ｆｂｄ＝｜ΔＦ×１４４／ΔＲ−ΔＦ×２００／Δｖ｜
＝ΔＦ×５６
【００６２】エリアシングを考慮して、補正すれば、
【００６３】Ｆｂｕ＝ΔＦ×１６８
Ｆｂｄ＝ΔＦ×５６
【００６４】となり、０．１秒間のＦｂｕ、Ｆｂｄの変
化量は、ΔＦ×６となる。
化量は、ΔＦ×６となる。
【００６５】一方、距離１０６ｍ、相対速度５６ｋｍ／
ｈの物体Ｃの０．１秒後の距離は１０８ｍとなり、Ｆｂ
ｕ、Ｆｂｄは
ｈの物体Ｃの０．１秒後の距離は１０８ｍとなり、Ｆｂ
ｕ、Ｆｂｄは
【００６６】Ｆｂｕ＝｜ΔＦ×１０８／ΔＲ＋ΔＦ×５
６／Δｖ｜＝ΔＦ×１６４ Ｆｂｄ＝｜ΔＦ×１０８／ΔＲ−ΔＦ×５６／Δｖ｜＝
ΔＦ×５２
６／Δｖ｜＝ΔＦ×１６４ Ｆｂｄ＝｜ΔＦ×１０８／ΔＲ−ΔＦ×５６／Δｖ｜＝
ΔＦ×５２
【００６７】となり、０．１秒間のＦｂｕ、Ｆｂｄの変
化量はΔＦ×２となる。
化量はΔＦ×２となる。
【００６８】このようにして、エリアシング判別・補正
手段１１は、Ｆｂｕ、Ｆｂｄの時間変化量を観測し、こ
の結果より、得られたＦｂｕ、Ｆｂｄが物体Ｂであるの
か、物体Ｃであるのかを判別することができる。
手段１１は、Ｆｂｕ、Ｆｂｄの時間変化量を観測し、こ
の結果より、得られたＦｂｕ、Ｆｂｄが物体Ｂであるの
か、物体Ｃであるのかを判別することができる。
【００６９】図６はこのように構成された本発明の車載
用レーダ装置における、エリアシング判別・補正手段１
１の処理内容を示したフローチャートである。まず、ス
テップＳ６０で、周波数上昇時のビート信号のＦＦＴ結
果からピークサーチを行い、Ｆｂｕを求める。Ｆｂｕは
複数の場合もある。同様に、ステップＳ６１で周波数下
降時のビート信号のＦＦＴ結果からピークサーチを行
い、Ｆｂｄを求める。Ｆｂｄは複数の場合もある。次に
ステップＳ６２では処理６０で得られた複数のＦｂｕデ
ータと、１処理周期前のステップＳ６０で得られた複数
のＦｂｕデータのどのデータに対応するかをそれぞれ同
定し、同定した１処理周期前のＦｂｕと今回のＦｂｕか
ら周波数時間変化量を求める。同様に、ステップＳ６３
では得られた複数のＦｂｄデータと、１処理周期前のス
テップＳ６１で得られた複数のＦｂｄデータのどのデー
タに対応するかをそれぞれ同定し、同定した１処理周期
前のＦｂｄと今回のＦｂｄから周波数時間変化量を求め
る。
用レーダ装置における、エリアシング判別・補正手段１
１の処理内容を示したフローチャートである。まず、ス
テップＳ６０で、周波数上昇時のビート信号のＦＦＴ結
果からピークサーチを行い、Ｆｂｕを求める。Ｆｂｕは
複数の場合もある。同様に、ステップＳ６１で周波数下
降時のビート信号のＦＦＴ結果からピークサーチを行
い、Ｆｂｄを求める。Ｆｂｄは複数の場合もある。次に
ステップＳ６２では処理６０で得られた複数のＦｂｕデ
ータと、１処理周期前のステップＳ６０で得られた複数
のＦｂｕデータのどのデータに対応するかをそれぞれ同
定し、同定した１処理周期前のＦｂｕと今回のＦｂｕか
ら周波数時間変化量を求める。同様に、ステップＳ６３
では得られた複数のＦｂｄデータと、１処理周期前のス
テップＳ６１で得られた複数のＦｂｄデータのどのデー
タに対応するかをそれぞれ同定し、同定した１処理周期
前のＦｂｄと今回のＦｂｄから周波数時間変化量を求め
る。
【００７０】次に、ステップＳ６４で複数のＦｂｕ、Ｆ
ｂｄの組み合わせを決定する。次に、ステップＳ６５で
Ｆｂｕ、Ｆｂｄの組み合わせの中から１つを選択する。
次にステップＳ６６でＦｂｕ、Ｆｂｄそれぞれがエリア
シングあり、なしの場合についての４通りの距離・相対
速度候補を求める。次に、ステップＳ６７では、ステッ
プＳ６６で求めたエリアシングあり、なしの場合につい
ての４通りの距離・相対速度候補とステップＳ６２、Ｓ
６３で求めたＦｂｕ、Ｆｂｄの周波数時間変化量より、
４通りの距離・相対速度候補より正しい距離・相対速度
を選択する。次に、ステップＳ６８で、全Ｆｂｕ、Ｆｂ
ｄの組み合わせに対し、距離・相対速度が求められてい
れば終了し、そうでなければステップＳ６５に戻る。
ｂｄの組み合わせを決定する。次に、ステップＳ６５で
Ｆｂｕ、Ｆｂｄの組み合わせの中から１つを選択する。
次にステップＳ６６でＦｂｕ、Ｆｂｄそれぞれがエリア
シングあり、なしの場合についての４通りの距離・相対
速度候補を求める。次に、ステップＳ６７では、ステッ
プＳ６６で求めたエリアシングあり、なしの場合につい
ての４通りの距離・相対速度候補とステップＳ６２、Ｓ
６３で求めたＦｂｕ、Ｆｂｄの周波数時間変化量より、
４通りの距離・相対速度候補より正しい距離・相対速度
を選択する。次に、ステップＳ６８で、全Ｆｂｕ、Ｆｂ
ｄの組み合わせに対し、距離・相対速度が求められてい
れば終了し、そうでなければステップＳ６５に戻る。
【００７１】上述したように、従来装置では、エリアシ
ングによる偽の周波数成分を除去するため、サンプリン
グ周波数Ｆｓの半分以下の周波数を通過するＬＰＦ４８
を使用しているが、本実施の形態においては、上記のよ
うに構成され、サンプリング周波数Ｆｓ以下の周波数を
通過するＬＰＦ８を使用し、あえて、エリアシングを発
生する周波数成分まで補正して利用することで、同程度
の計算量で、従来装置よりも目標物体の検知距離、検知
相対速度範囲を広げることができる。
ングによる偽の周波数成分を除去するため、サンプリン
グ周波数Ｆｓの半分以下の周波数を通過するＬＰＦ４８
を使用しているが、本実施の形態においては、上記のよ
うに構成され、サンプリング周波数Ｆｓ以下の周波数を
通過するＬＰＦ８を使用し、あえて、エリアシングを発
生する周波数成分まで補正して利用することで、同程度
の計算量で、従来装置よりも目標物体の検知距離、検知
相対速度範囲を広げることができる。
【００７２】なお、この場合に限らず、従来装置と同じ
に、Ｆｓの半分以下の周波数を通過するＬＰＦを用い
て、同じ検知距離範囲、検知相対速度範囲の車載用レー
ダ装置としてもよく、この場合には、計算量を少なくす
ることができる。
に、Ｆｓの半分以下の周波数を通過するＬＰＦを用い
て、同じ検知距離範囲、検知相対速度範囲の車載用レー
ダ装置としてもよく、この場合には、計算量を少なくす
ることができる。
【００７３】また、サンプリング周波数Ｆｓ以上の周波
数も通過するＬＰＦ８を使用しても、同様の考え方でエ
リアシングを判別・補正することができるのは明らかで
ある。
数も通過するＬＰＦ８を使用しても、同様の考え方でエ
リアシングを判別・補正することができるのは明らかで
ある。
【００７４】本実施の形態においては、エリアシング判
別・補正手段３１が、ＦＦＴ演算結果から距離および相
対速度の候補を求め、その候補の中から正しい候補を判
別する際に、当該ＦＦＴ演算結果の時間変化量を求め
て、時間変化量の値に基づいて、正しい候補の判別を行
うようにしたので、誤った候補を選ぶことを防止でき、
正確に物体の距離および相対速度の検知を行うことがで
きる。
別・補正手段３１が、ＦＦＴ演算結果から距離および相
対速度の候補を求め、その候補の中から正しい候補を判
別する際に、当該ＦＦＴ演算結果の時間変化量を求め
て、時間変化量の値に基づいて、正しい候補の判別を行
うようにしたので、誤った候補を選ぶことを防止でき、
正確に物体の距離および相対速度の検知を行うことがで
きる。
【００７５】実施の形態２．図７は、実施の形態１の車
載用レーダ装置に、パルス変調機能を加えたものであ
り、ＦＭパルスドップラ−方式の車載用レーダ装置であ
る。図７において、２１は変調器、２２は電圧制御発信
器、２３は電圧制御発振器２の電磁波の電力を送信アン
テナ２４または受信側ミクサ２７に切り替えるための送
受信切替スイッチ、２４は送信アンテナ、２５は目標物
体、２６は受信アンテナ、２７はミクサ、２８はＬＰ
Ｆ、２９はＡ／Ｄ変換器、３０はＦＦＴ処理装置、３１
はエリアシング判別・補正装置、３２は信号処理装置で
ある。図１に示した構成と異なる点は、図１においては
パワーデバイダ３が設けられているのに対し、図７にお
いては、送受信切替スイッチ２３が設けられている点で
ある。
載用レーダ装置に、パルス変調機能を加えたものであ
り、ＦＭパルスドップラ−方式の車載用レーダ装置であ
る。図７において、２１は変調器、２２は電圧制御発信
器、２３は電圧制御発振器２の電磁波の電力を送信アン
テナ２４または受信側ミクサ２７に切り替えるための送
受信切替スイッチ、２４は送信アンテナ、２５は目標物
体、２６は受信アンテナ、２７はミクサ、２８はＬＰ
Ｆ、２９はＡ／Ｄ変換器、３０はＦＦＴ処理装置、３１
はエリアシング判別・補正装置、３２は信号処理装置で
ある。図１に示した構成と異なる点は、図１においては
パワーデバイダ３が設けられているのに対し、図７にお
いては、送受信切替スイッチ２３が設けられている点で
ある。
【００７６】このように構成された車載用レーダ装置の
電磁波送信動作を説明する。変調器２１は線形なＦＭ変
調用の電圧信号を出力する。そのＦＭ変調用電圧信号に
より電圧制御発信器２２がＦＭ変調された電磁波を出力
する。その電磁波は送受信切替スイッチ２３により送信
用アンテナ２４から空間に出力される。次に電磁波受信
動作を説明する。電磁波送信開始時からパルス時間幅ｔ
ｇ、例えば、２００ｎｓ（＝１／（５ＭＨｚ）、距離３
０×２ｍ相当）だけ経過した時点で、送受信切替スイッ
チ２３は受信側に切り替わり、電圧制御発信器２２とミ
クサ２７を接続する。また、送信用アンテナ２４から空
間に出力された電磁波は２００ｎｓだけ出力されるパル
ス波となり、距離Ｒに存在する目標物体２５で反射さ
れ、送信電磁波に対して距離Ｒに依存する遅延時間Δｔ
をもって受信用アンテナ２６に入力される。目標物体２
５が相対速度を持つとき受信電磁波周波数は送信電磁波
周波数に対してｆｂだけドップラシフトして受信用アン
テナ２６に入力される。受信用アンテナ２６で入力され
た電磁波はミクサ２７により電圧制御発信器２２からの
送信用電磁波とミキシングされ、ビート信号を出力す
る。得られたビート信号は、例えば、カットオフ周波数
が５ＭＨｚのフィルタ２８を通過し、Ａ／Ｄ変換器２９
に入力され、図１０に示すようにレンジゲート毎、例え
ば、５ＭＨｚの周期でデジタル信号に変換される。Ａ／
Ｄ変換器２９の出力データは目標物体２５に対応するレ
ンジゲート番号ｋでのみ目標物体２５で反射した電磁波
による周波数成分が発生する。このレンジゲート番号ｋ
から目標物体２５の距離Ｒｇは下記の式（６）で計算で
きる。 Ｒｇ＝（ｔｇ×ｋ×Ｃ）／２ （６） ここで、Ｃは光速である。距離分解能はパルス時間幅ｔ
ｇ相当となり、例えば、ｔｇ＝２００ｎｓであれば、距
離分解能は３０ｍとなる。これをレンジゲート幅と呼ぶ
ことにする。
電磁波送信動作を説明する。変調器２１は線形なＦＭ変
調用の電圧信号を出力する。そのＦＭ変調用電圧信号に
より電圧制御発信器２２がＦＭ変調された電磁波を出力
する。その電磁波は送受信切替スイッチ２３により送信
用アンテナ２４から空間に出力される。次に電磁波受信
動作を説明する。電磁波送信開始時からパルス時間幅ｔ
ｇ、例えば、２００ｎｓ（＝１／（５ＭＨｚ）、距離３
０×２ｍ相当）だけ経過した時点で、送受信切替スイッ
チ２３は受信側に切り替わり、電圧制御発信器２２とミ
クサ２７を接続する。また、送信用アンテナ２４から空
間に出力された電磁波は２００ｎｓだけ出力されるパル
ス波となり、距離Ｒに存在する目標物体２５で反射さ
れ、送信電磁波に対して距離Ｒに依存する遅延時間Δｔ
をもって受信用アンテナ２６に入力される。目標物体２
５が相対速度を持つとき受信電磁波周波数は送信電磁波
周波数に対してｆｂだけドップラシフトして受信用アン
テナ２６に入力される。受信用アンテナ２６で入力され
た電磁波はミクサ２７により電圧制御発信器２２からの
送信用電磁波とミキシングされ、ビート信号を出力す
る。得られたビート信号は、例えば、カットオフ周波数
が５ＭＨｚのフィルタ２８を通過し、Ａ／Ｄ変換器２９
に入力され、図１０に示すようにレンジゲート毎、例え
ば、５ＭＨｚの周期でデジタル信号に変換される。Ａ／
Ｄ変換器２９の出力データは目標物体２５に対応するレ
ンジゲート番号ｋでのみ目標物体２５で反射した電磁波
による周波数成分が発生する。このレンジゲート番号ｋ
から目標物体２５の距離Ｒｇは下記の式（６）で計算で
きる。 Ｒｇ＝（ｔｇ×ｋ×Ｃ）／２ （６） ここで、Ｃは光速である。距離分解能はパルス時間幅ｔ
ｇ相当となり、例えば、ｔｇ＝２００ｎｓであれば、距
離分解能は３０ｍとなる。これをレンジゲート幅と呼ぶ
ことにする。
【００７７】例えば、ΔＲ＝１ｍ、Δｖ＝１ｋｍ／ｈの
場合、Ｒ＝７０ｍ、ｖ＝０ｋｍ／ｈの物体Ｄと、Ｒ＝１
５０ｍ、ｖ＝０ｋｍ／ｈの物体Ｅの２つが存在する場
合、上述の実施の形態１の車載用レーダ装置では、図８
（ａ）及び（ｂ）に示すような演算結果が得られるが、
本実施の形態の車載用レーダ装置では、レンジゲート幅
を例えば３０ｍに設定した場合、図９に示すように、各
レンジゲート範囲に存在する物体により現れる周波数成
分のみが検知されるため、物体Ｄはレンジゲート３での
み、物体Ｅはレンジゲート５でのみ周波数成分が現れ
る。なお、レンジゲート幅を３０ｍとした場合、レンジ
ゲート１：０〜３０ｍ以下、レンジゲート２：３０〜６
０ｍ以下、レンジゲート３：６０〜９０ｍ以下、レンジ
ゲート４：９０〜１２０ｍ以下、レンジゲート５：１２
０〜１５０ｍ以下となる。また、図９の（ａ）及び
（ｂ）は、レンジゲート３に対応した距離範囲に存在す
る物体のＦＦＴ結果、図９の（ｃ）及び（ｄ）は、レン
ジゲート５に対応した距離範囲に存在する物体のＦＦＴ
結果、図９の（ｅ）及び（ｆ）は、レンジゲート１，
２，４等（すなわち、レンジゲート３，５以外）に対応
した距離範囲に存在する物体のＦＦＴ結果を示してい
る。
場合、Ｒ＝７０ｍ、ｖ＝０ｋｍ／ｈの物体Ｄと、Ｒ＝１
５０ｍ、ｖ＝０ｋｍ／ｈの物体Ｅの２つが存在する場
合、上述の実施の形態１の車載用レーダ装置では、図８
（ａ）及び（ｂ）に示すような演算結果が得られるが、
本実施の形態の車載用レーダ装置では、レンジゲート幅
を例えば３０ｍに設定した場合、図９に示すように、各
レンジゲート範囲に存在する物体により現れる周波数成
分のみが検知されるため、物体Ｄはレンジゲート３での
み、物体Ｅはレンジゲート５でのみ周波数成分が現れ
る。なお、レンジゲート幅を３０ｍとした場合、レンジ
ゲート１：０〜３０ｍ以下、レンジゲート２：３０〜６
０ｍ以下、レンジゲート３：６０〜９０ｍ以下、レンジ
ゲート４：９０〜１２０ｍ以下、レンジゲート５：１２
０〜１５０ｍ以下となる。また、図９の（ａ）及び
（ｂ）は、レンジゲート３に対応した距離範囲に存在す
る物体のＦＦＴ結果、図９の（ｃ）及び（ｄ）は、レン
ジゲート５に対応した距離範囲に存在する物体のＦＦＴ
結果、図９の（ｅ）及び（ｆ）は、レンジゲート１，
２，４等（すなわち、レンジゲート３，５以外）に対応
した距離範囲に存在する物体のＦＦＴ結果を示してい
る。
【００７８】次に、本実施の形態におけるエリアシング
判別・補正手段３１について説明する。例えば実施の形
態１と同様に、
判別・補正手段３１について説明する。例えば実施の形
態１と同様に、
【００７９】Ｆｂｕ＝ΔＦ×１６２
Ｆｂｄ＝ΔＦ×５０
【００８０】という周波数成分がエリアシング判別・補
正手段３１に入力された場合、このＦｂｕ，Ｆｂｄから
得られる距離、相対速度の候補として、上述の通り、
正手段３１に入力された場合、このＦｂｕ，Ｆｂｄから
得られる距離、相対速度の候補として、上述の通り、
【００８１】距離＝１５０ｍ、相対速度＝２００ｋｍ
または
距離＝１０６ｍ、相対速度＝５６ｋｍ／ｈ
【００８２】の２通りが考えられる。レンジゲート幅＝
３０ｍに設定した場合、距離＝１５０ｍの物体はレンジ
ゲート５で、距離＝１０６ｍの物体はレンジゲート４で
検知されることとなる。図９の結果から、レンジゲート
５においては、物体Ｅが検知されており、一方、レンジ
ゲート４においては、１つも物体が検知されていないこ
とから、距離＝１５０ｍ、相対速度＝２００ｋｍの候補
が正しいことがわかる。このようにして、エリアシング
判別・補正手段３１はどのレンジゲートのデータである
かを調べることで、どちらか一方が正常な周波数成分で
あると判断し、正常な周波数成分のみを出力する。
３０ｍに設定した場合、距離＝１５０ｍの物体はレンジ
ゲート５で、距離＝１０６ｍの物体はレンジゲート４で
検知されることとなる。図９の結果から、レンジゲート
５においては、物体Ｅが検知されており、一方、レンジ
ゲート４においては、１つも物体が検知されていないこ
とから、距離＝１５０ｍ、相対速度＝２００ｋｍの候補
が正しいことがわかる。このようにして、エリアシング
判別・補正手段３１はどのレンジゲートのデータである
かを調べることで、どちらか一方が正常な周波数成分で
あると判断し、正常な周波数成分のみを出力する。
【００８３】以上のように、本実施の形態においては、
上述の実施の形態１と同様の効果を得ることができると
ともに、さらに、送受信切替スイッチ２３の働きによ
り、ＦＭパルスドップラー方式を用いて、所定のレンジ
ゲート幅を持つレンジゲート毎のＦＦＴ演算結果を得
て、エリアシング判別・補正手段３１が、そのＦＦＴ演
算結果から得られる距離および相対速度の候補の中か
ら、正しい候補を判別する際に、当該ＦＦＴ演算結果が
どのレンジゲートのデータであるかを調べることによ
り、正しい候補の判別を行うようにしたので、正確に物
体の距離および相対速度の検知を行うことができる。
上述の実施の形態１と同様の効果を得ることができると
ともに、さらに、送受信切替スイッチ２３の働きによ
り、ＦＭパルスドップラー方式を用いて、所定のレンジ
ゲート幅を持つレンジゲート毎のＦＦＴ演算結果を得
て、エリアシング判別・補正手段３１が、そのＦＦＴ演
算結果から得られる距離および相対速度の候補の中か
ら、正しい候補を判別する際に、当該ＦＦＴ演算結果が
どのレンジゲートのデータであるかを調べることによ
り、正しい候補の判別を行うようにしたので、正確に物
体の距離および相対速度の検知を行うことができる。
【００８４】
【発明の効果】この発明は、目標物体に対して電磁波を
送信する送信手段と、前記送信手段により送信されて、
目標物体で反射された電磁波を受信する受信手段と、前
記送信手段の出力と前記受信手段の入力とをミキシング
し、ビート信号を発生するミキシング手段と、前記ミキ
シング手段から出力されたビート信号のうちで、所定の
周波数以下の周波数成分を有する信号を通過させる低域
通過フィルタと、前記低域通過フィルタの出力信号をサ
ンプリングし、デジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段
と、前記Ａ／Ｄ変換手段によりサンプリングされてデジ
タル信号に変換されたサンプリング信号を、高速フーリ
エ変換する高速フーリエ変換処理手段と、前記高速フー
リエ変換処理手段による高速フーリエ変換結果から、エ
リアシングの発生した周波数成分を有する信号を判別
し、エリアシングの発生した信号については、エリアシ
ングのない正常な周波数成分の信号に補正して、当該補
正された信号に基づいて、一方、エリアシングの発生し
ていない信号については、そのままの信号に基づいて、
前記目標物の距離及び相対速度データを得るエリアシン
グ判別・補正手段と、前記エリアシング判別・補正手段
により得られた前記目標物の距離及び相対速度データか
ら必要なデータを選択する目標物体選択手段とを備えた
レーダ装置であるので、エリアシングが発生する目標物
体についても正確に検知することができる。
送信する送信手段と、前記送信手段により送信されて、
目標物体で反射された電磁波を受信する受信手段と、前
記送信手段の出力と前記受信手段の入力とをミキシング
し、ビート信号を発生するミキシング手段と、前記ミキ
シング手段から出力されたビート信号のうちで、所定の
周波数以下の周波数成分を有する信号を通過させる低域
通過フィルタと、前記低域通過フィルタの出力信号をサ
ンプリングし、デジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段
と、前記Ａ／Ｄ変換手段によりサンプリングされてデジ
タル信号に変換されたサンプリング信号を、高速フーリ
エ変換する高速フーリエ変換処理手段と、前記高速フー
リエ変換処理手段による高速フーリエ変換結果から、エ
リアシングの発生した周波数成分を有する信号を判別
し、エリアシングの発生した信号については、エリアシ
ングのない正常な周波数成分の信号に補正して、当該補
正された信号に基づいて、一方、エリアシングの発生し
ていない信号については、そのままの信号に基づいて、
前記目標物の距離及び相対速度データを得るエリアシン
グ判別・補正手段と、前記エリアシング判別・補正手段
により得られた前記目標物の距離及び相対速度データか
ら必要なデータを選択する目標物体選択手段とを備えた
レーダ装置であるので、エリアシングが発生する目標物
体についても正確に検知することができる。
【００８５】また、前記エリアシング判別・補正手段
は、前記高速フーリエ変換結果から得られる前記目標物
の距離及び相対速度データの候補が複数個あった場合
に、前記高速フーリエ変換結果の周波数成分の時間変化
に基づいて、前記候補の中からエリアシングが発生して
いない正常な距離及び相対速度データを判別するように
したので、エリアシングが発生する目標物体についても
正確に検知することができる。
は、前記高速フーリエ変換結果から得られる前記目標物
の距離及び相対速度データの候補が複数個あった場合
に、前記高速フーリエ変換結果の周波数成分の時間変化
に基づいて、前記候補の中からエリアシングが発生して
いない正常な距離及び相対速度データを判別するように
したので、エリアシングが発生する目標物体についても
正確に検知することができる。
【００８６】また、前記高速フーリエ変換手段は、所定
のレンジゲート幅を有する各レンジゲート毎に、前記サ
ンプリング信号を高速フーリエ変換した高速フーリエ変
換結果を出力し、前記エリアシング判別・補正手段は、
前記高速フーリエ変換結果から前記目標物の距離及び相
対速度データの候補が複数個得られた場合に、前記高速
フーリエ変換結果がいずれのレンジゲートのサンプリン
グデータによるものであるかを参照して、当該参照結果
に基づいて、前記候補の中からエリアシングが発生して
いない正常な距離及び相対速度データを判別するように
したので、エリアシングが発生する目標物体についても
正確に検知することができる。
のレンジゲート幅を有する各レンジゲート毎に、前記サ
ンプリング信号を高速フーリエ変換した高速フーリエ変
換結果を出力し、前記エリアシング判別・補正手段は、
前記高速フーリエ変換結果から前記目標物の距離及び相
対速度データの候補が複数個得られた場合に、前記高速
フーリエ変換結果がいずれのレンジゲートのサンプリン
グデータによるものであるかを参照して、当該参照結果
に基づいて、前記候補の中からエリアシングが発生して
いない正常な距離及び相対速度データを判別するように
したので、エリアシングが発生する目標物体についても
正確に検知することができる。
【図１】 本発明の実施の形態１における車載用レーダ
装置の構成を示したブロック図である。
装置の構成を示したブロック図である。
【図２】 本発明の実施の形態１におけるエリアシング
の発生の説明図である。
の発生の説明図である。
【図３】 本発明の実施の形態１における距離１５０ｍ
相対速度０ｋｍ／ｈの物体を検知したときのＦＦＴ処理
結果を示す説明図である。
相対速度０ｋｍ／ｈの物体を検知したときのＦＦＴ処理
結果を示す説明図である。
【図４】 本発明の実施の形態１における距離１５０ｍ
相対速度２００ｋｍ／ｈの物体を検知したときのエリア
シングを考慮しないＦＦＴ処理結果を示す説明図であ
る。
相対速度２００ｋｍ／ｈの物体を検知したときのエリア
シングを考慮しないＦＦＴ処理結果を示す説明図であ
る。
【図５】 本発明の実施の形態１における距離１５０ｍ
相対速度２００ｋｍ／ｈの物体を検知したとき、エリア
シングを考慮したＦＦＴ処理結果を示す説明図である。
相対速度２００ｋｍ／ｈの物体を検知したとき、エリア
シングを考慮したＦＦＴ処理結果を示す説明図である。
【図６】 本発明の実施の形態１におけるエリアシング
判別・補正手段の処理内容を示した流れ図である。
判別・補正手段の処理内容を示した流れ図である。
【図７】 本発明の実施の形態２における車載用レーダ
装置の構成を示したブロック図である。
装置の構成を示したブロック図である。
【図８】 本発明の実施の形態１における２つの物体を
検知したときのＦＦＴ結果を示す説明図である。
検知したときのＦＦＴ結果を示す説明図である。
【図９】 本発明の実施の形態２における２つの物体を
検知したときのＦＦＴ結果を示す説明図である。
検知したときのＦＦＴ結果を示す説明図である。
【図１０】 本発明の実施の形態２における送受信切替
スイッチの動作を示した説明図である。
スイッチの動作を示した説明図である。
【図１１】 従来の車載用レーダ装置の構成を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図１２】 従来の車載用レーダ装置の相対距離と相対
速度の算出方法を示す説明図である。
速度の算出方法を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 変調器、２ 発信器、３ パワーデバイダ、４ 送
信アンテナ、５ 目標物体、６ 受信アンテナ、７ ミ
クサ、８ 低域通過フィルタ、９ Ａ／Ｄ変換器、１０
ＦＦＴ処理装置、１１ エリアシング判別・補正手
段、１２ 目標物体選択手段、２１ 変調器、２２ 発
信器、２３ 送受信切替スイッチ、２４送信アンテナ、
２５ 目標物体、２６ 受信アンテナ、２７ ミクサ、
２８ 低域通過フィルタ、２９ Ａ／Ｄ変換器、３０
ＦＦＴ処理装置、３１ エリアシング判別・補正手段、
３２ 目標物体選択手段、４１ 変調器、４２ 発信
器、４３ パワーデバイダ、４４ 送信アンテナ、４５
目標物体、４６ 受信アンテナ、４７ ミクサ、４８
低域通過フィルタ、４９ Ａ／Ｄ変換器、５０ ＦＦ
Ｔ処理装置、５１ 信号処理装置。
信アンテナ、５ 目標物体、６ 受信アンテナ、７ ミ
クサ、８ 低域通過フィルタ、９ Ａ／Ｄ変換器、１０
ＦＦＴ処理装置、１１ エリアシング判別・補正手
段、１２ 目標物体選択手段、２１ 変調器、２２ 発
信器、２３ 送受信切替スイッチ、２４送信アンテナ、
２５ 目標物体、２６ 受信アンテナ、２７ ミクサ、
２８ 低域通過フィルタ、２９ Ａ／Ｄ変換器、３０
ＦＦＴ処理装置、３１ エリアシング判別・補正手段、
３２ 目標物体選択手段、４１ 変調器、４２ 発信
器、４３ パワーデバイダ、４４ 送信アンテナ、４５
目標物体、４６ 受信アンテナ、４７ ミクサ、４８
低域通過フィルタ、４９ Ａ／Ｄ変換器、５０ ＦＦ
Ｔ処理装置、５１ 信号処理装置。
Claims (3)
- 【請求項１】 目標物体に対して電磁波を送信する送信
手段と、 前記送信手段により送信されて、目標物体で反射された
電磁波を受信する受信手段と、 前記送信手段の出力と前記受信手段の入力とをミキシン
グし、ビート信号を発生するミキシング手段と、 前記ミキシング手段から出力されたビート信号のうち
で、所定の周波数以下の周波数成分を有する信号を通過
させる低域通過フィルタと、 前記低域通過フィルタの出力信号をサンプリングし、デ
ジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、 前記Ａ／Ｄ変換手段によりサンプリングされてデジタル
信号に変換されたサンプリング信号を、高速フーリエ変
換する高速フーリエ変換処理手段と、 前記高速フーリエ変換処理手段による高速フーリエ変換
結果から、エリアシングの発生した周波数成分を有する
信号を判別し、エリアシングの発生した信号について
は、エリアシングのない正常な周波数成分の信号に補正
して、当該補正された信号に基づいて、一方、エリアシ
ングの発生していない信号については、そのままの信号
に基づいて、前記目標物の距離及び相対速度データを得
るエリアシング判別・補正手段と、 前記エリアシング判別・補正手段により得られた前記目
標物の距離及び相対速度データの中から必要なデータを
選択する目標物体選択手段とを備えたことを特徴とする
レーダ装置。 - 【請求項２】 前記エリアシング判別・補正手段は、 前記高速フーリエ変換結果から得られる前記目標物の距
離及び相対速度データの候補が複数個あった場合に、前
記高速フーリエ変換結果の周波数成分の時間変化に基づ
いて、前記候補の中からエリアシングの発生していない
正常な距離及び相対速度データを判別することを特徴と
する請求項１に記載のレーダ装置。 - 【請求項３】 前記高速フーリエ変換手段は、 所定のレンジゲート幅を有する各レンジゲート毎に、前
記サンプリング信号を高速フーリエ変換した高速フーリ
エ変換結果を出力し、 前記エリアシング判別・補正手段は、 前記高速フーリエ変換結果から前記目標物の距離及び相
対速度データの候補が複数個得られた場合に、前記高速
フーリエ変換結果がいずれのレンジゲートのサンプリン
グデータによるものであるかを参照して、当該参照結果
に基づいて、前記候補の中からエリアシングの発生して
いない正常な距離及び相対速度データを判別することを
特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002115662A JP3610052B2 (ja) | 2002-04-18 | 2002-04-18 | レーダ装置 |
| US10/408,447 US6956521B2 (en) | 2002-04-18 | 2003-04-08 | Radar device for detecting a distance and relative speed of an object |
| DE10317954A DE10317954B4 (de) | 2002-04-18 | 2003-04-17 | Radarvorrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002115662A JP3610052B2 (ja) | 2002-04-18 | 2002-04-18 | レーダ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003315446A true JP2003315446A (ja) | 2003-11-06 |
| JP3610052B2 JP3610052B2 (ja) | 2005-01-12 |
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ID=29533752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002115662A Expired - Fee Related JP3610052B2 (ja) | 2002-04-18 | 2002-04-18 | レーダ装置 |
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| Country | Link |
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| DE (1) | DE10317954B4 (ja) |
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| WO2005064361A1 (ja) * | 2003-12-26 | 2005-07-14 | Fujitsu Ten Limited | Ｆｍ－ｃｗレーダの信号処理方法 |
| JP2006145275A (ja) * | 2004-11-17 | 2006-06-08 | Fujitsu Ltd | レーダ装置の制御方法、レーダ装置、プログラム |
| JP2008309582A (ja) * | 2007-06-13 | 2008-12-25 | Mitsubishi Electric Corp | レーダ装置 |
| JP2009150707A (ja) * | 2007-12-19 | 2009-07-09 | Mitsubishi Electric Corp | レーダ装置 |
| JP2012093257A (ja) * | 2010-10-27 | 2012-05-17 | Mitsubishi Electric Corp | レーダ画像処理装置 |
| JP2012117964A (ja) * | 2010-12-02 | 2012-06-21 | Kogakuin Univ | 超音波計測システム |
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| DE102004062023B4 (de) * | 2004-12-23 | 2021-12-23 | Robert Bosch Gmbh | Radarsystem zur Überwachung von Zielen in verschiedenen Entfernungsbereichen |
| DE602005014679D1 (de) * | 2005-02-08 | 2009-07-09 | Mitsubishi Electric Corp | Zieldetektionseinrichtung |
| DE102006039517A1 (de) * | 2006-08-23 | 2008-03-06 | Siemens Ag | Verfahren zum Betreiben eines Radarsystems und Radarsystem |
| JP2013096908A (ja) * | 2011-11-02 | 2013-05-20 | Honda Elesys Co Ltd | 車載用のレーダ装置、車載用のレーダ方法および車載用のレーダプログラム |
| JP2014002053A (ja) | 2012-06-19 | 2014-01-09 | Honda Elesys Co Ltd | 車載用のレーダ装置、車載用のレーダ方法及び車載用のレーダプログラム |
| KR20190016254A (ko) | 2017-08-08 | 2019-02-18 | 삼성전자주식회사 | 거리 측정 방법 및 장치 |
| US11112497B2 (en) * | 2018-05-11 | 2021-09-07 | GM Global Technology Operations LLC | Maximum doppler extension via recursive chirp decimation |
| KR102487201B1 (ko) * | 2018-08-24 | 2023-01-10 | 현대자동차 주식회사 | 레이더 센서 각도 에이밍 시스템 및 그 방법 |
| KR102437037B1 (ko) * | 2020-11-02 | 2022-08-26 | 재단법인대구경북과학기술원 | 레이더 신호 처리장치 및 그 방법 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5361072A (en) | 1992-02-28 | 1994-11-01 | Codar Ocean Sensors, Ltd. | Gated FMCW DF radar and signal processing for range/doppler/angle determination |
| JP3100467B2 (ja) | 1992-07-28 | 2000-10-16 | 富士通テン株式会社 | ミリ波レーダ装置 |
| US5517196A (en) * | 1992-08-14 | 1996-05-14 | Pakett; Allan G. | Smart blind spot sensor with object ranging |
| GB2285013A (en) * | 1993-12-23 | 1995-06-28 | Silitek Corp | Keyboard with adjustable keyfields for each hand. |
| JP3398745B2 (ja) | 1997-08-21 | 2003-04-21 | 三菱電機株式会社 | 車載用レーダ装置 |
| JP3482870B2 (ja) | 1998-05-08 | 2004-01-06 | トヨタ自動車株式会社 | Ｆｍ−ｃｗレーダ装置 |
| DE19822622A1 (de) * | 1998-05-20 | 1999-11-25 | Daimler Benz Aerospace Ag | Radarverfahren in einem Kraftfahrzeug |
| US6573859B2 (en) * | 2000-02-07 | 2003-06-03 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Radar apparatus |
| JP3600499B2 (ja) | 2000-03-17 | 2004-12-15 | 三菱電機株式会社 | Ｆｍパルスドップラーレーダー装置 |
| JP4461599B2 (ja) | 2000-09-21 | 2010-05-12 | 株式会社豊田中央研究所 | レーダ装置および位置速度推定方法 |
-
2002
- 2002-04-18 JP JP2002115662A patent/JP3610052B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2003
- 2003-04-08 US US10/408,447 patent/US6956521B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2003-04-17 DE DE10317954A patent/DE10317954B4/de not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| WO2005064361A1 (ja) * | 2003-12-26 | 2005-07-14 | Fujitsu Ten Limited | Ｆｍ－ｃｗレーダの信号処理方法 |
| US7391361B2 (en) | 2003-12-26 | 2008-06-24 | Fujitsu Ten Limited | Signal processing method for FM-CW radar |
| US7579981B2 (en) | 2003-12-26 | 2009-08-25 | Fujitsu Ten Limited | Signal processing method for FM-CW radar |
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|---|---|
| JP3610052B2 (ja) | 2005-01-12 |
| DE10317954A1 (de) | 2004-03-04 |
| US6956521B2 (en) | 2005-10-18 |
| US20040051660A1 (en) | 2004-03-18 |
| DE10317954B4 (de) | 2005-12-08 |
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