JP2008039616A - Wide band radar device and its moving object detection method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、広帯域レーダ装置及びその移動物体検出方法に関する。 The present invention relates to a broadband radar apparatus and a moving object detection method thereof.
超広帯域（ＵＷＢ：Ultra Wide Band）の電波を送受信して移動物体の位置（距離、方位、高さ）を高精度で検出する超広帯域レーダ装置が知られている。
超広帯域レーダ装置は、超高距離分解能と高精度の位置評定ができることが特徴である。また、超広帯域の電波は、コンクリートや材木等の非金属（減衰媒質）を透過する性質が有り、この性質を活かして種々のレーダやセンサへの適用が検討されている。超高距離分解能と減衰媒質透過の２つの特徴を活かしたＵＷＢレーダとして、例えば、建物内の不正侵入者の動きを壁越しに検知するＵＷＢレーダ（壁透過レーダ、スルーウォールレーダ）、森林に潜む危険動物等の動きを森林や植栽を透過させて検知するＵＷＢレーダ（森林透過レーダ）、自動車のフロント内部に設定して非金属のバンパーやフロントグリル越しに前方を走行する自動車との距離を高精度に計測するＵＷＢレーダ等が検討されている。
2. Description of the Related Art An ultra-wideband radar device that transmits and receives ultra-wideband (UWB) radio waves and detects the position (distance, azimuth, height) of a moving object with high accuracy is known.
The ultra-wideband radar device is characterized in that it can perform position measurement with ultra-high range resolution and high accuracy. Ultra-wideband radio waves have the property of transmitting through non-metals (attenuation media) such as concrete and timber, and applications to various radars and sensors are being studied utilizing this property. For example, UWB radar (wall transmission radar, through-wall radar) that detects the movement of unauthorized intruders in the building through the wall, lurking in the forest Set the UWB radar (forest transmission radar) to detect the movement of dangerous animals through the forest and planting, and set the distance inside the front of the car through a non-metallic bumper and front grill. UWB radars that measure with high accuracy have been studied.
図２５は、従来の超広帯域レーダ装置（以下、ＵＷＢレーダ装置という）１００の構成と移動物体検出処理のフローチャート（その１）を示す図である。
ＵＷＢレーダパルス送信部１０１から検出対象にＵＷＢレーダパルスを繰り返し送信し、第１のＵＷＢレーダパルス受信部１０２と第２のＵＷＢレーダパルス受信部１０３でターゲットからの反射波を受信する。
FIG. 25 is a diagram illustrating a configuration of a conventional ultra-wideband radar apparatus (hereinafter referred to as a UWB radar apparatus) 100 and a flowchart (part 1) of a moving object detection process.
The UWB radar pulse transmitting unit 101 repeatedly transmits UWB radar pulses to the detection target, and the first UWB radar pulse receiving unit 102 and the second UWB radar pulse receiving unit 103 receive the reflected wave from the target.
ＵＷＢレーダパルス送受信制御部１０４は、第１のＵＷＢレーダパルス受信部１０２と第２のＵＷＢレーダパルス受信部１０３から出力される各サンプリング時刻における第１のＵＷＢレーダパルス応答信号と第２のＵＷＢレーダパルス応答信号をそれぞれ積分検波する。 The UWB radar pulse transmission / reception control unit 104 includes a first UWB radar pulse response signal and a second UWB radar at each sampling time output from the first UWB radar pulse receiving unit 102 and the second UWB radar pulse receiving unit 103. Integrally detect each pulse response signal.
以下に説明する、ステップＳ１１１〜Ｓ１１８の第１のＵＷＢレーダパルス応答信号に対する処理と第２のＵＷＢレーダパルス応答信号に対する処理は、ＵＷＢレーダ装置１００の制御部により実行される。 The processing for the first UWB radar pulse response signal and the processing for the second UWB radar pulse response signal in steps S111 to S118 described below are executed by the control unit of the UWB radar apparatus 100.
第１のＵＷＢレーダパルス応答信号の表示サンプリング（サンプリング時刻）毎の差分を抽出し、移動物体を示す第１のＵＷＢレーダパルス応答差分信号を検出する（図２５、Ｓ１１１）。 A difference for each display sampling (sampling time) of the first UWB radar pulse response signal is extracted, and a first UWB radar pulse response difference signal indicating a moving object is detected (S111 in FIG. 25).
第２のＵＷＢレーダパルス応答信号の表示サンプリング毎の差分を抽出し、移動物体を示す第２のＵＷＢレーダパルス応答差分信号を検出する（Ｓ１１２）。
図２６は、各時刻のＵＷＢレーダパルス応答信号とその応答差分信号を示す図である。
A difference for each display sampling of the second UWB radar pulse response signal is extracted, and a second UWB radar pulse response difference signal indicating a moving object is detected (S112).
FIG. 26 is a diagram showing a UWB radar pulse response signal and its response difference signal at each time.
ＵＷＢレーダパルス受信部１０２または１０３で、移動物体からの反射波を受信した場合には、図２６（ａ）に示す時刻ｔ１におけるＵＷＢレーダパルス応答信号と、図２６（ｂ）に示すＵＷＢレーダパルス応答信号の差分を抽出すると、図２６（ａ’）に示すようなＵＷＢレーダパルス応答差分信号が得られる。 When the UWB radar pulse receiving unit 102 or 103 receives a reflected wave from a moving object, the UWB radar pulse response signal at time t1 shown in FIG. 26A and the UWB radar pulse shown in FIG. When the difference between the response signals is extracted, a UWB radar pulse response difference signal as shown in FIG. 26 (a ′) is obtained.
また、図２６（ｂ）に示す時刻ｔ２におけるＵＷＢレーダパルス応答信号と、図２６（ｃ）に示す時刻ｔ３におけるＵＷＢレーダパルス応答信号の差分を抽出すると、図２６（ｂ’）に示すＵＷＢレーダパルス応答差分信号が得られる。 Further, when the difference between the UWB radar pulse response signal at time t2 shown in FIG. 26 (b) and the UWB radar pulse response signal at time t3 shown in FIG. 26 (c) is extracted, the UWB radar shown in FIG. 26 (b ′). A pulse response differential signal is obtained.
図２５のステップＳ１１３〜Ｓ１１６の処理は、第１の移動物体データ変換部１０５の処理を示している。
先ず、１次元の第１のＵＷＢレーダパルス応答差分信号を２次元平面上の信号に変換するために距離を設定する（Ｓ１１３）。次に、予め決められている角度間隔（角度ステップ）に基づいて角度を設定する（Ｓ１１４）。
The process of steps S113 to S116 in FIG. 25 indicates the process of the first moving object data conversion unit 105.
First, a distance is set in order to convert the one-dimensional first UWB radar pulse response difference signal into a signal on a two-dimensional plane (S113). Next, an angle is set based on a predetermined angle interval (angle step) (S114).
次に、第１のＵＷＢレーダパルス応答信号と設定された距離と角度における受信信号強度を計算する（Ｓ１１５）。そして、受信信号強度を積分して設定された距離と角度における２次元平面上に受信強度を持ったＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号に変換する（Ｓ１１６）。上記の処理を距離と角度を変化させて行うことで、距離の方向の１次元の信号を距離と方位の２次元の要素を持った信号に変換できる。 Next, the received signal strength at the set distance and angle is calculated with the first UWB radar pulse response signal (S115). Then, the received signal intensity is integrated and converted into a UWB radar pulse two-dimensional response difference signal having a received intensity on a two-dimensional plane at a set distance and angle (S116). By performing the above processing while changing the distance and angle, a one-dimensional signal in the distance direction can be converted into a signal having a two-dimensional element in the distance and direction.
上記の処理により、図２７に示す距離の方向で受信信号強度が変化するＵＷＢレーダパルス応答差分信号が、距離と方位の２次元の要素を持ったＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号に変換される。 By the above processing, the UWB radar pulse response difference signal whose received signal intensity changes in the direction of distance shown in FIG. 27 is converted into a UWB radar pulse two-dimensional response difference signal having two-dimensional elements of distance and direction. .
第２のＵＷＢレーダパルス応答差分信号に対しても上記のステップＳ１１３〜Ｓ１１６と同じ処理が実行される。第２のＵＷＢレーダパルス応答差分信号に対する処理を第２の移動物体データ変換部１０６と呼ぶ。 The same processing as in steps S113 to S116 is also performed on the second UWB radar pulse response difference signal. The process for the second UWB radar pulse response difference signal is referred to as a second moving object data conversion unit 106.
次に、第１のＵＷＢレーダパルス受信部１０２の受信位置等の影響を補正するために第１の移動物体データ（第１のＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号）をシフトさせる処理を行う（Ｓ１１７）。シフトさせた信号を第１のＵＷＢレーダパルス２次元応答シフト信号と呼ぶ。同様に、第２の移動物体データ（第２のＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号）をシフトさせる処理を行う（Ｓ１１８）。シフトさせた信号を第２のＵＷＢレーダパルス２次元応答シフト信号と呼ぶ。 Next, a process of shifting the first moving object data (first UWB radar pulse two-dimensional response difference signal) is performed in order to correct the influence of the reception position of the first UWB radar pulse receiving unit 102 (S117). ). The shifted signal is called a first UWB radar pulse two-dimensional response shift signal. Similarly, the second moving object data (second UWB radar pulse two-dimensional response difference signal) is shifted (S118). The shifted signal is called a second UWB radar pulse two-dimensional response shift signal.
次に、第１のＵＷＢレーダパルス２次元応答シフト信号と第２のＵＷＢレーダパルス２次元応答シフト信号を合成し（Ｓ１１９）、合成したＵＷＢレーダパルス２次元応答合成信号を表示部（図示せず）に表示させる（Ｓ１２０）。これにより移動物体の位置が表示部に表示される。 Next, the first UWB radar pulse two-dimensional response shift signal and the second UWB radar pulse two-dimensional response shift signal are combined (S119), and the combined UWB radar pulse two-dimensional response shift signal is displayed on a display unit (not shown). (S120). Thereby, the position of the moving object is displayed on the display unit.
図２８（Ａ）、（Ｂ）は、従来の等間隔角度ステップ法における距離と角度ステップの関係と距離と角度の関係を示す図である。
図２８（Ａ）の横軸は距離設定値、縦軸は角度設定値を示している。等間隔角度ステップ法では、ＵＷＢレーダ装置１００の送信部１０１からの距離に無関係に角度ステップは一定値に設定されているので、図２８（Ｂ）に示すように２次元平面上では、原点からの距離が大きくなるほど２次元平面上のデータの円周方向の間隔が大きくなる。
FIGS. 28A and 28B are diagrams showing the relationship between distance and angle step and the relationship between distance and angle in the conventional equally-spaced angle step method.
In FIG. 28A, the horizontal axis indicates the distance setting value, and the vertical axis indicates the angle setting value. In the equally-spaced angle step method, the angle step is set to a constant value regardless of the distance from the transmission unit 101 of the UWB radar apparatus 100. Therefore, as shown in FIG. The distance in the circumferential direction of the data on the two-dimensional plane increases as the distance increases.
図２９は、従来の等間隔角度ステップ法で１次元のＵＷＢレーダパルス応答差分信号を２次元の信号に変換したときのデータ密度を示す図である。
従来の等間隔角度ステップ法では、図２９に示すように原点からの距離が小さいときにはデータ密度は密であるが、原点からの距離が大きくなるほどデータ密度が疎になる。従って、ＵＷＢレーダ装置１００の送信部１０１を原点とした時に、原点からの距離が大きくなるほど移動物体の位置の検出精度が低くなる。
FIG. 29 is a diagram showing a data density when a one-dimensional UWB radar pulse response difference signal is converted into a two-dimensional signal by the conventional equal interval angle step method.
In the conventional equally-spaced angle step method, as shown in FIG. 29, the data density is dense when the distance from the origin is small, but the data density becomes sparse as the distance from the origin increases. Therefore, when the transmission unit 101 of the UWB radar apparatus 100 is used as the origin, the detection accuracy of the position of the moving object decreases as the distance from the origin increases.
図３０は、従来のＵＷＢレーダ装置１００の構成と他の移動物体検出処理のフローチャートを示す図である。以下の説明では、図２５と同じブロック及び同じ処理には同じ符号をつけてそれらの説明を省略する。 FIG. 30 is a diagram showing a configuration of a conventional UWB radar apparatus 100 and a flowchart of other moving object detection processing. In the following description, the same blocks and the same processes as those in FIG.
図３０のフローチャートと図２５のフローチャートの相違点は、１次元のＵＷＢレーダパルス応答差分信号を２次元の信号に変換するときに、図３０のステップＳ１２１において、高さの間隔を設定する点である。そして、次のステップＳ１１５で、距離と設定された高さの間隔で決まる高さ方向の位置における受信信号強度を計算し、さらにステップＳ１１６で受信信号強度を積分して、距離と高さの成分からなる２次元平面上の信号に変換している。 The difference between the flowchart of FIG. 30 and the flowchart of FIG. 25 is that when the one-dimensional UWB radar pulse response difference signal is converted into a two-dimensional signal, the height interval is set in step S121 of FIG. is there. In the next step S115, the received signal strength at the position in the height direction determined by the distance and the set height interval is calculated. In step S116, the received signal strength is integrated, and the distance and height components are calculated. Is converted to a signal on a two-dimensional plane.
特許文献１には、ＵＷＢ技術を用いた方位検出装置において、送信系から複数の受信系へ直接送信された信号と基準信号とを比較して複数の受信系の位相の変動量を算出し、算出した位相の変動量に基づいて受信系の位相差を補正することが記載されている。 In Patent Document 1, in an azimuth detecting device using UWB technology, a signal directly transmitted from a transmission system to a plurality of reception systems is compared with a reference signal to calculate a phase variation amount of the plurality of reception systems, It describes that the phase difference of the receiving system is corrected based on the calculated phase fluctuation amount.
特許文献２には、マスタ装置で生成する高速送信符号と、スレーブ装置で生成する高速符号との相関がとれるようにビットシフト制御器でビットシフトを行うことが記載されている。 Patent Document 2 describes that a bit shift controller performs bit shift so that a high-speed transmission code generated by a master device and a high-speed code generated by a slave device can be correlated.
特許文献３には、障害物で反射された高周波信号を複数のアンテナを切り換えながら受信し、障害物の方向を検知することが記載されている。
上記の特許文献には、ＵＷＢレーダにおいて、物体の位置検出精度を高める技術については記載されていない。
The above-mentioned patent document does not describe a technique for improving the position detection accuracy of an object in UWB radar.
上述したように従来のＵＷＢレーダ装置では、１次元のＵＷＢレーダパルス応答差分信号を２次元の信号に変換するときに、レーダパルスの送信部からの距離が遠くなるにつれてデータ数が少なくなり、その結果、移動物体の位置検出精度が低くなるという問題点が有った。距離が遠い位置の角度分解能を高くすれば位置検出精度を高くすることはできるが、従来の等間隔角度ステップ法で角度分解能を高めると、１次元の信号を２次元の信号に変換するときの計算回数が非常に多くなってしまう。 As described above, in the conventional UWB radar device, when the one-dimensional UWB radar pulse response difference signal is converted into a two-dimensional signal, the number of data decreases as the distance from the radar pulse transmitter increases. As a result, there is a problem that the position detection accuracy of the moving object is lowered. Increasing the angular resolution of the far-distant position can increase the position detection accuracy. However, when the angular resolution is increased by the conventional equidistant angle step method, the one-dimensional signal is converted to the two-dimensional signal. The number of calculations becomes very large.
本発明の課題は、広帯域レーダ装置において、移動物体の位置検出精度を高め、かつ信号を変換するための計算回数を少なくすることである。 An object of the present invention is to improve the position detection accuracy of a moving object and reduce the number of calculations for converting a signal in a broadband radar apparatus.
本発明の広帯域レーダ装置は、広帯域のレーダパルスを送信する送信手段と、観測対象の物体から反射されるレーダパルスを受信する受信手段と、前記受信手段で受信されたサンプル時刻の異なるレーダパルス応答信号の差分を、移動物体を示すレーダパルス応答差分信号として検出する移動物体検出手段と、前記送信手段の位置を基準とした距離に応じて変化する角度ステップを算出する角度ステップ算出手段と、前記角度ステップに基づいて角度を算出する角度算出手段と、１次元の前記応答差分信号を、前記角度算出手段により算出された前記角度と前記距離により定まる２次元平面上の位置のレーダパルス２次元応答差分信号に変換する移動物体データ変換手段と、複数の前記レーダパルス２次元応答差分信号を合成する移動物体データ合成手段と、前記移動物体データ合成手段により合成されたレーダパルス２次元応答合成信号を表示する表示制御手段とを備える。 A broadband radar apparatus according to the present invention includes a transmission unit that transmits a broadband radar pulse, a reception unit that receives a radar pulse reflected from an object to be observed, and a radar pulse response with different sample times received by the reception unit. A moving object detecting means for detecting a signal difference as a radar pulse response difference signal indicating a moving object, an angle step calculating means for calculating an angle step that changes in accordance with a distance based on a position of the transmitting means, An angle calculation means for calculating an angle based on an angle step, a one-dimensional response difference signal, and a radar pulse two-dimensional response at a position on a two-dimensional plane determined by the angle and the distance calculated by the angle calculation means Moving object data converting means for converting to a differential signal, and a moving object data for synthesizing the plurality of radar pulse two-dimensional response differential signals. Comprising a data synthesizing means, and display control means for displaying the radar pulse two-dimensional response combined signal combined by the moving object data combining means.
この発明によれば、移動物体の検出位置検出精度を高め、かつ信号を変換するときの計算回数を少なくできる。
上記の発明の広帯域レーダ装置において、前記角度ステップ算出手段は、最大距離において必要な角度分解能と距離方向の位置を示す距離設定値の最大値を乗算した値を定数として記憶しておき、前記定数を２次元平面上の距離を示す前記距離設定値で除算した値を、前記距離設定値に対応する角度ステップとして算出する。
According to this invention, the detection position detection accuracy of a moving object can be improved and the number of calculations when converting a signal can be reduced.
In the wideband radar apparatus of the above invention, the angle step calculating means stores a value obtained by multiplying a required angular resolution at a maximum distance by a maximum value of a distance setting value indicating a position in the distance direction as a constant, and the constant Is divided by the distance setting value indicating the distance on the two-dimensional plane, and is calculated as an angle step corresponding to the distance setting value.
このように構成することで、定数を用いて距離に応じた角度ステップを算出することができる。
上記の発明の広帯域レーダ装置において、前記受信手段は、第１及び第２の受信手段を有し、前記移動物体検出手段は、前記第１の受信手段で受信された、サンプル時刻の異なる第１のレーダパルス応答信号の差分を第１のレーダパルス２次元応答差分信号として抽出する第１の移動物体検出手段と、前記第２の受信手段で受信された、サンプル時刻の異なる第２のレーダパルス応答信号の差分を第２のレーダパルス２次元応答差分信号として抽出する第２の移動物体検出手段を有し、前記角度ステップ算出手段は、前記距離設定値に応じた角度ステップを算出する第１及び第２の角度ステップ算出手段を有し、前記角度算出手段は、前記第１及び第２の角度ステップ算出手段により算出され角度ステップに基づいて角度を算出する第１及び第２の角度算出手段を有し、前記移動物体データ変換手段は、１次元の前記第１及び第２のレーダパルス応答差分信号を、算出された前記角度と距離により定まる２次元座標上の位置の２次元のレーダパルス２次元応答差分信号に変換する第１及び第２の移動物体データ変換手段を有し、前記移動物体データ合成手段は、前記第１及び第２のレーダパルス２次元応答差分信号を合成する。
With this configuration, an angle step corresponding to the distance can be calculated using a constant.
In the broadband radar apparatus according to the above invention, the receiving means includes first and second receiving means, and the moving object detecting means is a first signal received by the first receiving means and having a different sampling time. The first moving object detection means for extracting the difference between the radar pulse response signals of the two as a first radar pulse two-dimensional response difference signal and the second radar pulse received by the second reception means and having different sample times A second moving object detection unit that extracts a difference between the response signals as a second radar pulse two-dimensional response difference signal; and the angle step calculation unit calculates a first angle step according to the distance setting value. And second angle step calculation means, wherein the angle calculation means calculates the angle based on the angle steps calculated by the first and second angle step calculation means. Two angle calculation means, and the moving object data conversion means converts the one-dimensional first and second radar pulse response difference signals to positions of two-dimensional coordinates determined by the calculated angle and distance. First and second moving object data converting means for converting into a two-dimensional radar pulse two-dimensional response difference signal, wherein the moving object data synthesizing means includes the first and second radar pulse two-dimensional response difference signals. Is synthesized.
このように構成することで２つの受信手段で受信したレーダパルスに基づいて移動物体の位置を高精度で検出することができる。
上記の発明の広帯域レーダ装置において、前記移動物体データ変換手段は、２次元の各座標における前記レーダパルス２次元応答差分信号の積分回数を記憶する積分回数記憶手段と、各座標の前記レーダパルス２次元応答差分信号の振幅データを前記積分回数で除算した値を該当する座標の前記振幅データとして算出する。
With this configuration, the position of the moving object can be detected with high accuracy based on the radar pulses received by the two receiving means.
In the broadband radar apparatus of the above invention, the moving object data conversion means includes integration number storage means for storing the integration number of the radar pulse two-dimensional response difference signal at each two-dimensional coordinate, and the radar pulse 2 at each coordinate. A value obtained by dividing the amplitude data of the dimension response difference signal by the number of integrations is calculated as the amplitude data of the corresponding coordinates.
このように構成することで、積分回数の違いによる受信信号強度の差を取り除くことができる。 With this configuration, it is possible to remove a difference in received signal strength due to a difference in the number of integrations.
本発明によれば、移動物体の位置検出精度を高め、かつ信号を変換するときの計算回数を減らすことができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the position detection precision of a moving object can be improved and the frequency | count of calculation when converting a signal can be reduced.
以下、本発明の好適な実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態の超広帯域レーダ装置１０の構成と移動物体検出処理のフローチャートを示す図である。超広帯域とは、例えば、数ＧＨｚ〜数十ＧＨｚの帯域である。 Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an ultra-wideband radar apparatus 10 and a flowchart of moving object detection processing according to the first embodiment of the present invention. The ultra-wide band is, for example, a band of several GHz to several tens GHz.
超広帯域レーダ装置（以下、ＵＷＢレーダ装置という）１０は、ＵＷＢレーダパルス送信部１１と、第１のＵＷＢレーダパルス受信部１２と、第２のＵＷＢレーダパルス受信部１３と、ＵＷＢレーダパルス送受信制御部１４を有する。 An ultra-wideband radar apparatus (hereinafter referred to as a UWB radar apparatus) 10 includes a UWB radar pulse transmission unit 11, a first UWB radar pulse reception unit 12, a second UWB radar pulse reception unit 13, and UWB radar pulse transmission / reception control. Part 14.
ＵＷＢレーダパルス送信部１１は、ＵＷＢレーダパルスを繰り返し送信する。第１のＵＷＢレーダパルス受信部１２と第２のＵＷＢレーダパルス受信部１３は、固定物及び移動物体からの反射波を受信して第１及び第２のＵＷＢレーダパルス応答信号を出力する。 The UWB radar pulse transmission unit 11 repeatedly transmits UWB radar pulses. The first UWB radar pulse receiving unit 12 and the second UWB radar pulse receiving unit 13 receive reflected waves from a fixed object and a moving object, and output first and second UWB radar pulse response signals.
ＵＷＢレーダパルス送受信制御部１４は、ＵＷＢレーダパルス送信部１１と第１及び第２のＵＷＢレーダパルス受信部１２、１３の同期を取り、第１のＵＷＢレーダパルス受信部１２で受信された信号と、第２のＵＷＢレーダパルス受信部１３で受信された信号を積分検波して、それぞれ表示サンプリング毎の第１のＵＷＢレーダパルス応答信号と第２のＵＷＢレーダパルス応答信号に変換する。 The UWB radar pulse transmission / reception control unit 14 synchronizes the UWB radar pulse transmission unit 11 with the first and second UWB radar pulse reception units 12 and 13, and receives the signal received by the first UWB radar pulse reception unit 12. The signal received by the second UWB radar pulse receiver 13 is integrated and converted into a first UWB radar pulse response signal and a second UWB radar pulse response signal for each display sampling.
図１のステップＳ１１〜Ｓ２１の処理は、ＵＷＢレーダ装置１０の図示しない制御部により実行される。
第１のＵＷＢレーダパルス受信部１２から出力される、異なる時刻（異なる表示サンプリング）の第１のＵＷＢレーダパルス応答信号の差分を抽出し、抽出した差分信号を移動物体を示す第１のＵＷＢレーダパルス応答差分信号として出力する（図１、Ｓ１１）。
1 are executed by a control unit (not shown) of the UWB radar apparatus 10.
A difference between first UWB radar pulse response signals output from the first UWB radar pulse receiving unit 12 at different times (different display samplings) is extracted, and the extracted differential signal is used as a first UWB radar indicating a moving object. It outputs as a pulse response difference signal (FIG. 1, S11).
同様に、第２のＵＷＢレーダパルス受信部１２から出力される、異なる時刻の第２のＵＷＢレーダパルス応答信号の差分を抽出し、抽出した差分信号を移動物体を示す第２のＵＷＢレーダパルス応答差分信号として出力する（Ｓ１２）。 Similarly, a difference between the second UWB radar pulse response signals output from the second UWB radar pulse receiver 12 at different times is extracted, and the extracted difference signal is used as a second UWB radar pulse response indicating a moving object. It outputs as a difference signal (S12).
図２は２チャネル（第１及び第２）のＵＷＢレーダパルス応答差分信号を示す図である。図２に示すＵＷＢレーダパルス応答差分信号は７ｍから８ｍの間の信号振幅が大きくなっており、この付近に移動物体が存在することを示している。 FIG. 2 is a diagram showing a UWB radar pulse response difference signal of two channels (first and second). The UWB radar pulse response difference signal shown in FIG. 2 has a large signal amplitude between 7 m and 8 m, indicating that there is a moving object in the vicinity thereof.
次に、１次元の第１のＵＷＢレーダパルス応答差分信号を２次元の信号に変換するために２次元座標上の距離を示す距離設定値を設定する（Ｓ１３）。さらに、設定した距離設定値に応じた角度ステップ（角度間隔）を計算する（Ｓ１４）。角度ステップの計算は、例えば、所定の定数と距離設定値とからその距離設定値における角度ステップを計算する。 Next, in order to convert the one-dimensional first UWB radar pulse response difference signal into a two-dimensional signal, a distance setting value indicating a distance on a two-dimensional coordinate is set (S13). Further, an angle step (angle interval) corresponding to the set distance setting value is calculated (S14). The angle step is calculated by, for example, calculating the angle step at the distance setting value from a predetermined constant and the distance setting value.
次に、計算により求めた角度ステップに基づいて角度を設定する（Ｓ１５）。この第１の実施の形態では、角度ステップを距離に応じて変化させているので、２次元平面の角度方向のデータの間隔が距離に応じて変化する。 Next, an angle is set based on the angle step obtained by calculation (S15). In the first embodiment, since the angle step is changed according to the distance, the data interval in the angular direction of the two-dimensional plane is changed according to the distance.
次に、第１のＵＷＢレーダパルス応答差分信号に基づいて、距離設定値と角度により定まる２次元平面上の該当する位置の受信信号強度を計算する（Ｓ１６）。さらに、計算により求めた受信信号強度を積分する（Ｓ１７）。上記のステップＳ１３〜Ｓ１７の処理を実行するプログラムモジュールを第１の移動物体データ変換部１５と呼ぶ。 Next, based on the first UWB radar pulse response difference signal, the received signal intensity at the corresponding position on the two-dimensional plane determined by the distance setting value and the angle is calculated (S16). Further, the received signal strength obtained by calculation is integrated (S17). The program module that executes the processes of steps S13 to S17 is referred to as a first moving object data conversion unit 15.
上記のステップＳ１３〜Ｓ１７の処理を距離と角度を変えて繰り返し実行することで、１次元の第１のＵＷＢレーダパルス応答差分信号を、２次元平面上に受信信号強度を持った第１のＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号に変換することができる。 By repeatedly executing the processes of steps S13 to S17 at different distances and angles, a one-dimensional first UWB radar pulse response difference signal is converted into a first UWB having received signal strength on a two-dimensional plane. A radar pulse can be converted into a two-dimensional response difference signal.
第２のＵＷＢレーダパルス応答差分信号に対しても上記のステップＳ１３〜Ｓ１７と同じ処理が実行され、第２のＵＷＢレーダパルス応答差分信号が、２次元平面上に受信信号強度を持った第２のＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号に変換される。第２のＵＷＢレーダパルス応答差分信号に対する処理を実行するプログラムモジュールを第２の移動物体データ変換部１６と呼ぶ。 The second UWB radar pulse response difference signal is also subjected to the same processing as steps S13 to S17 described above, and the second UWB radar pulse response difference signal is a second signal having received signal strength on a two-dimensional plane. The UWB radar pulse is converted into a two-dimensional response difference signal. A program module that executes processing on the second UWB radar pulse response difference signal is referred to as a second moving object data converter 16.
次に、第１のＵＷＢレーダパルス受信部１２の位置と、第２のＵＷＢレーダパルス受信部１３の位置の差による移動物体の検出位置の差を補正するために第１の移動物体データ（第１のＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号）を所定量シフトさせる（Ｓ１８）。この所定量シフトさせた信号を第１のＵＷＢレーダパルス２次元応答シフト信号と呼ぶ。同様に第２の移動物体データ（第２のＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号）を所定量シフトさせる（Ｓ１９）。この所定量シフトさせた信号を第２のＵＷＢレーダパルス２次元応答シフト信号と呼ぶ。このように第１のＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号と、第２のＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号を所定量シフトさせることで、同じ２次元座標のデータに変換することができる。 Next, in order to correct the difference between the position of the first UWB radar pulse receiver 12 and the detected position of the moving object due to the difference between the positions of the second UWB radar pulse receiver 13, the first moving object data (first 1 UWB radar pulse two-dimensional response difference signal) is shifted by a predetermined amount (S18). This signal shifted by a predetermined amount is called a first UWB radar pulse two-dimensional response shift signal. Similarly, the second moving object data (second UWB radar pulse two-dimensional response difference signal) is shifted by a predetermined amount (S19). This signal shifted by a predetermined amount is called a second UWB radar pulse two-dimensional response shift signal. Thus, by shifting the first UWB radar pulse two-dimensional response difference signal and the second UWB radar pulse two-dimensional response difference signal by a predetermined amount, the data can be converted into the same two-dimensional coordinate data.
次に、第１のＵＷＢレーダパルス２次元応答シフト信号と第２のＵＷＢレーダパルス２次元応答シフト信号を合成して移動物体の位置を示すＵＷＢレーダパルス２次元応答合成信号を作成する（Ｓ２０）。 Next, the first UWB radar pulse two-dimensional response shift signal and the second UWB radar pulse two-dimensional response shift signal are combined to create a UWB radar pulse two-dimensional response combined signal indicating the position of the moving object (S20). .
次に、ＵＷＢレーダパルス２次元応答合成信号を表示部に表示する（Ｓ２１）。これにより２次元平面上に移動物体の位置が表示される。
ここで、図３のフローチャートを参照して第１の移動物体データ処理部１５における第１の移動物体データ変換処理について説明する。
Next, the UWB radar pulse two-dimensional response composite signal is displayed on the display unit (S21). Thereby, the position of the moving object is displayed on the two-dimensional plane.
Here, the first moving object data conversion process in the first moving object data processing unit 15 will be described with reference to the flowchart of FIG.
ステップＳ１３の距離ポイント設定処理（距離設定処理）では、２次元座標の距離方向のデータの位置を示す距離ポイント（距離設定値）を設定する。距離ポイントとは、例えば、距離方向の何番目のデータかを示す情報であり、距離方向の最大データ数が２００の場合、１番目のデータの距離ポイントとして「１」、２番目のデータの距離ポイントとして「２」・・・最大距離におけるデータの距離ポイントとして「２００」を設定する。 In the distance point setting process (distance setting process) in step S13, a distance point (distance setting value) indicating the position of data in the distance direction of the two-dimensional coordinates is set. The distance point is information indicating, for example, what number data in the distance direction, and when the maximum number of data in the distance direction is 200, “1” as the distance point of the first data and the distance of the second data “2” as a point... “200” is set as a data distance point at the maximum distance.
ステップＳ１４の角度ステップ計算処理では、最大距離において所望の角度分解能を得るための値を定数として設定しておき、その定数を距離ポイントで除算した値を角度ステップとして算出する。つまり、「角度ステップ＝定数／距離ポイント」から算出する。 In the angle step calculation process of step S14, a value for obtaining a desired angular resolution at the maximum distance is set as a constant, and a value obtained by dividing the constant by the distance point is calculated as an angle step. That is, it is calculated from “angle step = constant / distance point”.
ステップＳ１５の角度ポイント設定処理（角度設定処理）では、上記のステップＳ１４で算出した角度ステップ（角度間隔）毎に角度を設定する。
ステップＳ２１のＸ座標計算処理では、検出エリアを複数のマス目に分割したときの２次元座標のＸ座標を算出する。具体的には、Ｘ座標＝ｒｏｕｎｄ（距離ポイント×ｃｏｓ（角度ポイント））の式から計算する。”ｒｏｕｎｄ”とは最も近い整数に丸める演算である。距離ポイントとは、ステップＳ１３で設定した距離ポイントであり、角度ポイントとは、ステップＳ１５で設定したＸ軸を基準とした角度である。
In the angle point setting process (angle setting process) in step S15, an angle is set for each angle step (angle interval) calculated in step S14.
In the X coordinate calculation process of step S21, the X coordinate of the two-dimensional coordinate when the detection area is divided into a plurality of cells is calculated. Specifically, the calculation is performed from the equation of X coordinate = round (distance point × cos (angle point)). “Round” is an operation of rounding to the nearest integer. The distance point is a distance point set in step S13, and the angle point is an angle based on the X axis set in step S15.
次のステップＳ２２のＹ座標計算処理では、検出エリアを複数のマス目に分割したときのＹ座標を計算する。具体的には、Ｙ座標＝ｒｏｕｎｄ（距離ポイント×ｓｉｎ（角度ポイント））の式から計算する。 In the Y coordinate calculation process in the next step S22, the Y coordinate when the detection area is divided into a plurality of cells is calculated. Specifically, it is calculated from the equation of Y coordinate = round (distance point × sin (angle point)).
次のステップＳ２３の振幅データ計算処理では、１次元のＵＷＢレーダパルス応答差分信号の振幅データから、２次元座標の上記のＸ座標、Ｙ座標におけるＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号の振幅データを計算する。つまり、第１のＵＷＢレーダパルス応答差分信号の設定した距離ポイントの振幅データを、算出したＸ座標、Ｙ座標におけるＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号の振幅データとして求める。これを式で表すと、「座標（Ｘ、Ｙ）の振幅データ＝第１のＵＷＢレーダパルス応答差分信号の設定した距離ポイントにおける振幅データ」となる。 In the amplitude data calculation process in the next step S23, the amplitude data of the UWB radar pulse two-dimensional response difference signal in the above-mentioned X coordinate and Y coordinate of the two-dimensional coordinates is calculated from the amplitude data of the one-dimensional UWB radar pulse response difference signal. To do. That is, the amplitude data of the set distance point of the first UWB radar pulse response difference signal is obtained as the amplitude data of the UWB radar pulse two-dimensional response difference signal at the calculated X and Y coordinates. This can be expressed by an equation: “amplitude data of coordinates (X, Y) = amplitude data at a distance point set by the first UWB radar pulse response difference signal”.
次のステップＳ１７の受信強度積分処理では、座標（Ｘ、Ｙ）の振幅データの加算処理を行う。この処理では、元々の座標（Ｘ、Ｙ）の振幅データに、ステップＳ２３の受信強度計算処理で計算した座標（Ｘ，Ｙ）の振幅データを加算する。 In the reception intensity integration process in the next step S17, the addition process of the amplitude data of the coordinates (X, Y) is performed. In this process, the amplitude data of the coordinates (X, Y) calculated in the reception intensity calculation process of step S23 is added to the amplitude data of the original coordinates (X, Y).
次のステップＳ２４では、全ての角度ポイントの処理が終了したか否かを判定する。全ての角度ポイントに対する計算が終了していないときには（Ｓ２４、ＮＯ）、ステップＳ１５に戻り、上述した処理を繰り返す。 In the next step S24, it is determined whether or not the processing of all angle points has been completed. When the calculation for all the angle points has not been completed (S24, NO), the process returns to step S15 and the above-described processing is repeated.
全ての角度ポイントに対する計算が終了したときには（Ｓ２４、ＹＥＳ）、ステップＳ２５に進み、全ての距離ポイントに対する計算が終了したか、つまり検出エリア全体について移動物体データの２次元データへの変換が終了したか否かを判定する。全ての距離ポイントに対する計算が終了していないときには（Ｓ２５、ＮＯ）、ステップＳ１３に戻り、上述した処理を繰り返す。 When the calculation for all the angle points is completed (S24, YES), the process proceeds to step S25, where the calculation for all the distance points is completed, that is, the conversion of the moving object data into the two-dimensional data is completed for the entire detection area. It is determined whether or not. When the calculation for all the distance points has not been completed (S25, NO), the process returns to step S13 and the above-described processing is repeated.
図４は、第１の実施の形態の距離設定値と角度ステップの関係と、距離設定値と角度の関係を示す図である。
図４（Ｂ）の横軸を距離設定値、縦軸を角度設定値とすると、距離設定値が小さいほど角度ステップの値は大きく、距離設定値が大きくなるほど角度ステップの値が小さくなるように設定してある。すなわち、ＵＷＢレーダパルス送信部１１の位置（原点）の近くでは角度ステップが大きく、原点から離れるほど角度ステップの値が小さくなるように、距離設定値と角度ステップを定義している。
FIG. 4 is a diagram illustrating the relationship between the distance setting value and the angle step and the relationship between the distance setting value and the angle according to the first embodiment.
If the horizontal axis in FIG. 4B is the distance setting value and the vertical axis is the angle setting value, the smaller the distance setting value, the larger the angle step value, and the larger the distance setting value, the smaller the angular step value. It is set. That is, the distance setting value and the angle step are defined so that the angle step is large near the position (origin) of the UWB radar pulse transmitter 11 and the value of the angle step is small as the distance from the origin is increased.
図４（Ａ）は、上述した移動物体データ変換処理において、１次元の信号を２次元平面上の信号に変換したときのデータの位置を示す図である。図４（Ｂ）に示すように、距離設定値が小さい位置では角度ステップが大きいために同じ円周上のデータ数は少ないが、距離設定値が大きい位置では、角度ステップが小さく設定されているので、同じ円周上のデータ数が多くなっている（データが密になっている）。なお、図４（Ａ）において、横軸を方位方向、縦軸を距離方向として表しているのは、距離と方位を要素とする２次元のデータであることを示すためであり、横軸方向が方向、縦軸方向が距離を示しているわけではない。 FIG. 4A is a diagram illustrating a data position when a one-dimensional signal is converted into a signal on a two-dimensional plane in the above-described moving object data conversion processing. As shown in FIG. 4B, the number of data on the same circumference is small because the angle step is large at the position where the distance setting value is small, but the angle step is set small at the position where the distance setting value is large. Therefore, the number of data on the same circumference is increasing (data is dense). In FIG. 4A, the horizontal axis represents the azimuth direction and the vertical axis represents the distance direction to indicate that the data is two-dimensional data having distance and azimuth as elements. Does not indicate the direction, and the vertical axis direction does not indicate the distance.
図５は、距離設定値に応じて角度ステップを変化させた第１の実施の形態のデータ密度を示す図である。
図５は、検出エリアの角度範囲が１８０°の場合のデータ密度を示している。最大距離の位置の必要とする角度分解能と距離設定値の最大値とから定数を決める。そして、その定数を距離ポイント（距離設定値）で除算して角度ステップを算出する。
FIG. 5 is a diagram illustrating the data density of the first embodiment in which the angle step is changed according to the distance setting value.
FIG. 5 shows the data density when the angle range of the detection area is 180 °. A constant is determined from the angle resolution required for the position of the maximum distance and the maximum distance setting value. Then, the angle step is calculated by dividing the constant by the distance point (distance setting value).
上記のように角度ステップを算出することで、図５に示すように、原点からの距離が小さい位置では角度ステップが大きくなるので円周上のデータ数が少なくなる。また、原点からの距離が大きい位置では角度ステップが小さくなるので円周上のデータ数が多くなる。 By calculating the angle step as described above, as shown in FIG. 5, the angle step becomes large at a position where the distance from the origin is small, so that the number of data on the circumference decreases. In addition, since the angle step becomes small at a position where the distance from the origin is large, the number of data on the circumference increases.
図６は、図１のステップＳ１８及びＳ１９の移動物体データシフト処理の説明図である。図６の四角いマス目は、２次元座標に変換した移動物体データ（ＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号）を示している。第１のＵＷＢレーダパルス受信部１２と第２のＵＷＢレーダパルス受信部１３は、ＵＷＢレーダパルス送信部１１に対して位置がずれているので、第１のＵＷＢレーダパルス応答差分信号と第２のＵＷＢレーダパルス応答差分信号をそれぞれ２次元座標上で所定量シフトさせることで、第１のＵＷＢレーダパルス受信部１２で受信した信号を、ＵＷＢレーダパルス送信部１１を原点とする２次元座標上の信号に変換している。 FIG. 6 is an explanatory diagram of the moving object data shift process in steps S18 and S19 in FIG. The squares in FIG. 6 indicate moving object data (UWB radar pulse two-dimensional response difference signal) converted into two-dimensional coordinates. Since the positions of the first UWB radar pulse receiving unit 12 and the second UWB radar pulse receiving unit 13 are shifted with respect to the UWB radar pulse transmitting unit 11, the first UWB radar pulse response difference signal and the second UWB radar pulse receiving difference signal By shifting the UWB radar pulse response difference signal by a predetermined amount on each two-dimensional coordinate, the signal received by the first UWB radar pulse receiving unit 12 is converted into a two-dimensional coordinate with the UWB radar pulse transmitting unit 11 as the origin. It is converted into a signal.
図７は、図１のステップＳ２０の移動物体データ合成処理の説明図である。この処理では、第１のＵＷＢレーダパルス２次元応答シフト信号と第２のＵＷＢレーダパルス２次元応答シフト信号を合成してＵＷＢレーダパルス２次元応答合成信号を作成している。この２次元応答合成信号は、第１のＵＷＢレーダパルス受信部１２で受信された信号から得られる信号と、第２のＵＷＢレーダパルス受信部１３で受信された信号から得られる信号を合成した信号であり、中央の黒い部分が受信信号強度が大きいデータを示しいている。このＵＷＢレーダパルス２次元応答合成信号は、２次元座標上の移動物体の位置を示す信号である。 FIG. 7 is an explanatory diagram of the moving object data synthesis process in step S20 of FIG. In this process, the first UWB radar pulse two-dimensional response shift signal and the second UWB radar pulse two-dimensional response shift signal are synthesized to create a UWB radar pulse two-dimensional response synthesized signal. This two-dimensional response synthesis signal is a signal obtained by synthesizing a signal obtained from the signal received by the first UWB radar pulse receiver 12 and a signal obtained from the signal received by the second UWB radar pulse receiver 13. The black portion at the center indicates data with a large received signal strength. This UWB radar pulse two-dimensional response synthesis signal is a signal indicating the position of a moving object on two-dimensional coordinates.
ここで、従来の等間隔角度ステップ法と、第１の実施の形態のデータ変換方法における移動物体データ変換処理の計算回数を、図８を参照して比較する。
角度範囲が６０°〜１２０°、必要とする角度分解能が０．１°で、距離方向のデータ数が１００個と２００個の場合について説明する。
Here, the number of calculations of the moving object data conversion process in the conventional equal-interval angle step method and the data conversion method of the first embodiment will be compared with reference to FIG.
The case where the angle range is 60 ° to 120 °, the required angle resolution is 0.1 °, and the number of data in the distance direction is 100 and 200 will be described.
距離方向データ数が１００個の場合、従来の等間隔角度ステップ法の計算回数は「角度ステップ数×距離方向データ数」となる。この場合、角度ステップ数は、（６０°／０．１°）＋１で６０１となるので、計算回数は、図８（Ａ）に示すように、６０１×１００＝６０１００回となる。 When the number of data in the distance direction is 100, the number of calculations in the conventional equally-spaced angle step method is “number of angle steps × number of data in the distance direction”. In this case, the number of angle steps is (60 ° / 0.1 °) +1, which is 601. Therefore, the number of calculations is 601 × 100 = 60100 as shown in FIG.
第１の実施の形態のデータ変換方法では、最大距離において従来と同じ角度分解能を得るための定数は「最大距離ポイント数（最大距離設定値）×必要な角度分解能」の式で表すことができる。距離方向のデータ数が「１００」、角度分解能が０．１°とすると、最大距離ポイント数＝データ数であるから、定数は「１００×０．１＝１０」、となる。 In the data conversion method according to the first embodiment, a constant for obtaining the same angular resolution as the conventional one at the maximum distance can be expressed by the equation “maximum distance point number (maximum distance setting value) × required angular resolution”. . Assuming that the number of data in the distance direction is “100” and the angular resolution is 0.1 °, since the maximum number of distance points = the number of data, the constant is “100 × 0.1 = 10”.
従って、１番目（距離ポイント「１」）の位置の角度ステップは、定数１０を距離設定値「１」で除算して得られる１０°となる。よって、６０°の角度範囲を１０°の角度ステップでデータ変換を行う場合の計算回数は、（６０／１０）＋１で７回となる。 Accordingly, the angle step at the first position (distance point “1”) is 10 ° obtained by dividing the constant 10 by the distance setting value “1”. Therefore, the number of calculations when data conversion is performed in an angle range of 10 ° in an angle range of 60 ° is 7 (60/10) +1.
２番目の距離ポイント「２」の位置の角度ステップは、定数１０°を距離設定値「２」で除算して得られる５°となる。よって、６０°の角度範囲を５°の角度ステップで計算する場合の計算回数は、（６０／５）＋１で１３回となる。 The angle step at the position of the second distance point “2” is 5 ° obtained by dividing the constant 10 ° by the distance setting value “2”. Therefore, the number of calculations when the 60 ° angle range is calculated in 5 ° angle steps is (60/5) +1, which is 13 times.
３番目の距離ポイント「３」の位置の角度ステップは、定数１０°を距離設定値「３」で除算して得られる３．３°となる。よって、６０°の角度範囲を３．３°の角度ステップで計算する場合の計算回数は、６０／３．３＋１で１９回となる。 The angle step at the position of the third distance point “3” is 3.3 ° obtained by dividing the constant 10 ° by the distance setting value “3”. Therefore, the number of calculations when the 60 ° angle range is calculated with 3.3 ° angle steps is 19 times 60 / 3.3 + 1.
最大距離（距離ポイント「１００」）の位置の角度ステップは、定数１０を距離ポイント「１００」で除算して得られる０．１°となる。よって、６０°の角度範囲を０．１°の角度ステップで計算する場合の計算回数は、６０／０．１＋１で６０１回となる。 The angle step at the position of the maximum distance (distance point “100”) is 0.1 ° obtained by dividing the constant 10 by the distance point “100”. Therefore, the number of calculations when the 60 ° angle range is calculated in 0.1 ° angle steps is 60 / 0.1 + 1, which is 601 times.
第１の実施の形態において、１次元の移動物体データを２次元の移動物体データに変換するときのデータ変換のための計算回数は、上記の計算回数の合計値であり、図８（Ａ）に示すように３０４００回となる。すなわち、実施の形態のデータ変換方法で、最大距離で同じ角度分解能を得るための計算回数は従来の方法の約１／２となる。 In the first embodiment, the number of calculations for data conversion when converting one-dimensional moving object data into two-dimensional moving object data is the total value of the above-mentioned calculation times, and FIG. As shown in FIG. That is, in the data conversion method of the embodiment, the number of calculations for obtaining the same angular resolution at the maximum distance is about ½ of the conventional method.
距離方向データ数が２００の場合は、角度ステップを求めるための定数は、最大距離の位置での必要な角度分解能が０．１°で、距離方向データ数が２００であるから、２００×０．１＝２０となる。従って、この場合の計算回数は、図８（Ｂ）に示すように、６０５００回となる。この場合の従来の等間隔角度ステップ法による計算回数は１２０２００回であるので、実施の形態の計算回数は従来の方法の約１／２になる。 When the distance direction data number is 200, the constant for obtaining the angle step is 200 × 0.. 0 because the required angle resolution at the position of the maximum distance is 0.1 ° and the distance direction data number is 200. 1 = 20. Accordingly, the number of calculations in this case is 60,500 as shown in FIG. In this case, since the number of calculations by the conventional equally-spaced angle step method is 120200 times, the number of calculations in the embodiment is about ½ that of the conventional method.
従って、第１の実施の形態の移動物体データの２次元データへの変換方法の計算回数は、従来の等間隔角度ステップ法の計算回数の１／２になり、計算回数を大幅に減らすことができる。 Therefore, the number of calculations in the conversion method of the moving object data to the two-dimensional data in the first embodiment is ½ of the number of calculations in the conventional equidistant angle step method, and the number of calculations can be greatly reduced. it can.
ここで、第１の実施の形態のデータ変換方法と、従来の等間隔角度ステップ法の信号の表示状態を比較する。
図９（Ａ）、（Ｂ）は、第１の実施の形態の移動物体検出方法によるＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号の表示状態を示す図である。
Here, the display state of the signal of the data conversion method of the first embodiment and the conventional equidistant angle step method is compared.
9A and 9B are diagrams illustrating display states of the UWB radar pulse two-dimensional response difference signal by the moving object detection method according to the first embodiment.
ＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号は、原点からの距離が大きくなるにつれて角度ステップが小さく設定されているので、図９（Ａ）、（Ｂ）に示すように第１及び第２のＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号は連続した波形として表示される。 In the UWB radar pulse two-dimensional response difference signal, the angle step is set to be smaller as the distance from the origin increases. Therefore, as shown in FIGS. 9A and 9B, the first and second UWB radar pulses are set. The two-dimensional response difference signal is displayed as a continuous waveform.
これに対して、図１０（Ａ）、（Ｂ）に示す、従来の等間隔角度ステップ法で２次元の信号に変換した場合のＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号は、角度ステップが距離にかかわらず一定値であるために、原点から距離が大きい位置では、第１及び第２のＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号のデータが存在しない部分があるために、ＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号の波形が不連続に表示される。 On the other hand, the UWB radar pulse two-dimensional response difference signal converted into a two-dimensional signal by the conventional equally-spaced angle step method shown in FIGS. 10A and 10B has an angular step regardless of the distance. Since there is a portion where the data of the first and second UWB radar pulse two-dimensional response difference signals does not exist at a position where the distance from the origin is large because of a constant value, the UWB radar pulse two-dimensional response difference signal Waveforms are displayed discontinuously.
図１１（Ａ）、（Ｂ）は、第１の実施の形態のデータ変換方法で変換したＵＷＢレーダパルス２次元応答シフト信号を示す図である。
第１のＵＷＢレーダパルス２次元応答シフト信号も第２のＵＷＢレーダパルス２次元応答シフト信号も、図１１（Ａ）、（Ｂ）に示すように欠落の無い連続した信号波形が表示される。
FIGS. 11A and 11B are diagrams illustrating UWB radar pulse two-dimensional response shift signals converted by the data conversion method according to the first embodiment.
For both the first UWB radar pulse two-dimensional response shift signal and the second UWB radar pulse two-dimensional response shift signal, continuous signal waveforms having no omission are displayed as shown in FIGS.
これに対して、従来の等間隔角度ステップ法によるＵＷＢレーダパルス２次元応答シフト信号は、角度ステップが大きいためにデータが存在しない部分があるために、図１２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、信号の一部が欠落して不連続な波形が表示される。 On the other hand, since the UWB radar pulse two-dimensional response shift signal based on the conventional equally-spaced angle step method has a portion where data does not exist because the angle step is large, it is shown in FIGS. Thus, a part of the signal is missing and a discontinuous waveform is displayed.
図１３（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ第１の実施の形態のデータ変換方法で変換したＵＷＢレーダパルス２次元応答合成信号と、等間隔角度ステップ法で変換したＵＷＢレーダパルス２次元応答合成信号の表示状態を示す図である。 FIGS. 13A and 13B are respectively a UWB radar pulse two-dimensional response synthesis signal converted by the data conversion method of the first embodiment and a UWB radar pulse two-dimensional response synthesis converted by the equidistant angle step method. It is a figure which shows the display state of a signal.
第１の実施の形態のＵＷＢレーダパルス２次元応答合成信号は、欠落のない連続した信号波形が表示されているが、等間隔角度ステップ法によるＵＷＢレーダパルス２次元応答合成信号は、信号の一部が欠落した不連続な波形となっている。 The UWB radar pulse two-dimensional response composite signal according to the first embodiment displays a continuous signal waveform with no omission, but the UWB radar pulse two-dimensional response composite signal based on the equidistant angle step method is one of the signals. It has a discontinuous waveform with missing parts.
従って、第１の実施の形態のデータ変換方法で変換したＵＷＢレーダパルス２次元応答合成信号を用いることで移動物体の位置を正確に検出することができる。
上述した第１の実施の形態によれば、距離に応じて角度ステップを変化させることで、１次元のＵＷＢレーダパルス応答差分信号を２次元のＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号に変換するときに、原点（ＵＷＢレーダパルス送信部１１の位置）からの距離が遠い位置の角度分解能を高め、かつ二次元座標のデータに変換するときの計算回数を少なくできる。これによりＵＷＢレーダパルス送信部１１から離れた位置に存在する移動物体の位置を高精度で検出することができる。
Therefore, the position of the moving object can be accurately detected by using the UWB radar pulse two-dimensional response composite signal converted by the data conversion method of the first embodiment.
According to the first embodiment described above, when the one-dimensional UWB radar pulse response difference signal is converted into the two-dimensional UWB radar pulse two-dimensional response difference signal by changing the angle step according to the distance. In addition, the angular resolution at a position far from the origin (the position of the UWB radar pulse transmission unit 11) can be increased, and the number of calculations when converting into two-dimensional coordinate data can be reduced. Thereby, the position of the moving object existing at a position away from the UWB radar pulse transmitter 11 can be detected with high accuracy.
上記の第１の実施の形態では、最大距離の距離ポイント数にその位置で必要とする角度分解能を乗算した値を定数として記憶し、その定数と距離ポイントから角度ステップを求めているが、このような計算方法に限らず、例えば、距離と角度ステップを対応づけたテーブルを設け、そのテーブルを参照して距離に応じた角度ステップを算出するようにしても良い。また、距離ポイントは、何番目のデータかを示す情報に限らず、距離を直接示す情報でも良い。 In the first embodiment, the value obtained by multiplying the number of distance points of the maximum distance by the angular resolution required at the position is stored as a constant, and the angle step is obtained from the constant and the distance point. For example, a table in which distances and angle steps are associated with each other may be provided, and an angle step corresponding to the distance may be calculated with reference to the table. Further, the distance point is not limited to information indicating what number data, but may be information indicating the distance directly.
次に、図１４は、本発明の第２の実施の形態のＵＷＢレーダ装置１０の構成と移動物体検出処理のフローチャートを示す図である。図１４において、図１と同じブロック及び処理には同じ符号をつけてそれらの説明を省略する。 Next, FIG. 14 is a diagram illustrating a configuration of the UWB radar apparatus 10 according to the second embodiment of the present invention and a flowchart of a moving object detection process. In FIG. 14, the same blocks and processes as those in FIG.
この第２の実施の形態の特徴は、積分回数の違いにより信号強度の差が生じないようにしたことである。
ステップＳ１７において受信信号強度の積分処理が終了したなら、ステップＳ３１の積分ウェイト補正処理で、積分回数の違いによる受信信号強度の差を補正する。図１４のステップＳ１１〜Ｓ１７及びＳ１８〜Ｓ２１の処理は、図１と同じである。
The feature of the second embodiment is that a difference in signal intensity is not caused by a difference in the number of integrations.
If the integration process of the received signal strength is completed in step S17, the difference in received signal strength due to the difference in the number of integrations is corrected by the integration weight correction process in step S31. The processes in steps S11 to S17 and S18 to S21 in FIG. 14 are the same as those in FIG.
図１５は、図１４のステップＳ３１の積分ウェイト補正処理を含む移動物体データ変換処理の内容を示すフローチャートである。
図１５において、図３と同じ処理には同じ符号をつけてそれらの処理の説明を省略する。図１５のステップＳ３２の受信強度積分回数記憶処理は、任意の座標（Ｘ，Ｙ）の受信信号に対して積分処理を行う毎に積分回数データに「１」を加算して、加算結果を座標（Ｘ，Ｙ）の積分回数データとして記憶する。次のステップＳ２４において、特定の距離ポイントに対する全角度ポイントのデータ変換処理が終了したか否かを判定する。特定の距離ポイントにおける全角度ポイントに対するデータ変換処理が終了したなら、ステップＳ２５に進み、全ての距離ポイントに対するデータ変換処理が終了したか否かを判定する。
FIG. 15 is a flowchart showing the contents of the moving object data conversion process including the integral weight correction process in step S31 of FIG.
In FIG. 15, the same processes as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. The reception intensity integration number storage process in step S32 in FIG. 15 adds “1” to the integration number data every time integration processing is performed on a reception signal at an arbitrary coordinate (X, Y), and the addition result is expressed in coordinates. Store as (X, Y) integration count data. In the next step S24, it is determined whether or not the data conversion processing for all angle points with respect to a specific distance point has been completed. When the data conversion process for all angle points at a specific distance point is completed, the process proceeds to step S25, and it is determined whether the data conversion process for all distance points is completed.
全ての距離ポイント及び角度ポイントに対するデータ変換処理が終了したなら、ステップＳ３１の積分ウェイト補正処理を実行する。この積分ウェイト補正処理では、座標（Ｘ，Ｙ）の信号の振幅データを座標（Ｘ，Ｙ）の積分回数データで除算する。この処理によりより、２次元のデータに変換する際に、近距離の移動物体の反射信号に対する積分回数が増えるために２次元座標における信号の受信信号強度が強くなり、それとは逆に遠距離の移動物体の反射信号の積分回数が少なくなるために信号の信号強度が弱くなり、両者の信号強度に差が生じるのを改善できる。 When the data conversion process for all distance points and angle points is completed, the integral weight correction process in step S31 is executed. In this integral weight correction process, the amplitude data of the signal at the coordinate (X, Y) is divided by the integration frequency data at the coordinate (X, Y). By this processing, when converting to two-dimensional data, the number of integrations for the reflected signal of a moving object at a short distance increases, so that the received signal strength of the signal at the two-dimensional coordinate becomes strong. Since the number of integrations of the reflected signal of the moving object is reduced, the signal strength of the signal becomes weak, and it is possible to improve the difference between the two signal strengths.
上述した第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態の効果に加え、積分回数の差による信号の受信信号強度の差を補正することができるので、表示部に表示する移動物体の検出信号の明るさを均一にすることができる。 According to the second embodiment described above, in addition to the effects of the first embodiment, the difference in the received signal strength of the signal due to the difference in the number of integrations can be corrected, so that the moving object displayed on the display unit The brightness of the detection signal can be made uniform.
次に、図１６は、第３の実施の形態のＵＷＢレーダ装置１０の構成と移動物体検出処理のフローチャートを示す図である。図１６において、図１と同じブロック及び処理には同じ符号をつけてそれらの説明を省略する。 Next, FIG. 16 is a diagram illustrating a configuration of the UWB radar apparatus 10 according to the third embodiment and a flowchart of a moving object detection process. In FIG. 16, the same blocks and processes as those in FIG.
第３の実施の形態の特徴は、第１のＵＷＢレーダパルス受信部１２及び第２のＵＷＢレーダパルス受信部１３のアンテナ特性による受信信号強度の差を補正するようにしたものである。 A feature of the third embodiment is that a difference in received signal strength due to antenna characteristics of the first UWB radar pulse receiving unit 12 and the second UWB radar pulse receiving unit 13 is corrected.
図１６の第１の移動物体データ変換部１５のステップＳ１７で受信信号強度の積分処理が終了したなら、次のステップＳ４１において、第１のＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号を、予め決められている第１のＵＷＢレーダパルス受信部１２のアンテナ係数に基づいて補正する。同様に第２の移動物体データ変換部１６のステップＳ４１において、第２のＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号を、予め決められている第２のＵＷＢレーダパルス受信部１３のアンテナ係数に基づいて補正する。 When the received signal intensity integration process is completed in step S17 of the first moving object data conversion unit 15 in FIG. 16, in the next step S41, the first UWB radar pulse two-dimensional response difference signal is determined in advance. Correction is performed based on the antenna coefficient of the first UWB radar pulse receiver 12. Similarly, in step S41 of the second moving object data converter 16, the second UWB radar pulse two-dimensional response difference signal is corrected based on the predetermined antenna coefficient of the second UWB radar pulse receiver 13. To do.
上述した第３の実施の形態によれば、第１の実施の形態の効果に加え、ＵＷＢレーダパルス受信部のアンテナの特性の差による影響を取り除くことができる。
次に、図１７は、本発明の第４の実施の形態のＵＷＢレーダ装置１０の構成と移動物体検出処理のフローチャートを示す図である。図１７において、図１と同じブロック及び処理には同じ符号をつけてそれらの説明を省略する。
According to the third embodiment described above, in addition to the effects of the first embodiment, it is possible to remove the influence due to the difference in the antenna characteristics of the UWB radar pulse receiving unit.
Next, FIG. 17 is a diagram illustrating the configuration of the UWB radar apparatus 10 and the moving object detection process according to the fourth embodiment of the present invention. In FIG. 17, the same blocks and processes as those in FIG.
第４の実施の形態の特徴は、１次元の信号を２次元の信号に変換するときに、距離に応じて高さステップを変化させるようにしたものである。
図１７の第１の移動物体データ変換部１５のステップＳ４２の高さステップ計算処理において、距離設定値に基づいて高さステップを算出する。高さステップの計算方法は基本的には角度ステップの計算方法と同じで良い。具体的には、最大距離の距離ポイント数と必要とする高さ方向の分解能を乗算して得られる値を定数として予め記憶しておき、その定数を距離ポイント（距離設定値）で除算して高さステップ（高さ方向の間隔）を算出する。そして、次のステップＳ４３の高さ設定処理において、高さステップを順次加算して水平軸を基準とする高さを求める。
A feature of the fourth embodiment is that when a one-dimensional signal is converted into a two-dimensional signal, the height step is changed according to the distance.
In the height step calculation process of step S42 of the first moving object data conversion unit 15 in FIG. 17, the height step is calculated based on the distance setting value. The calculation method of the height step may be basically the same as the calculation method of the angle step. Specifically, the value obtained by multiplying the number of distance points of the maximum distance and the required height direction resolution is stored in advance as a constant, and the constant is divided by the distance point (distance setting value). Calculate the height step (interval in the height direction). Then, in the height setting process in the next step S43, the height steps are sequentially added to obtain the height with respect to the horizontal axis.
ステップＳ１６の受信強度計算処理では、ステップＳ１３の距離設定処理の距離設定値により定まる距離と高さで決まる２次元座標上の位置の受信信号強度を算出する。
上述した第４の実施の形態によれば、距離に応じて高さステップを変化させることで、１次元の信号を２次元の信号に変換するときに、原点（ＵＷＢレーダパルス送信部１１の位置）からの距離が遠い点の高さ方向の分解能を高めることができる。これにより原点から離れた位置での移動物体の位置の検出精度を高めることができる。
In the reception intensity calculation process in step S16, the reception signal intensity at a position on a two-dimensional coordinate determined by the distance and height determined by the distance setting value in the distance setting process in step S13 is calculated.
According to the fourth embodiment described above, when a one-dimensional signal is converted into a two-dimensional signal by changing the height step according to the distance, the origin (the position of the UWB radar pulse transmission unit 11) is converted. ) Can increase the resolution in the height direction of a point far from. Thereby, the detection accuracy of the position of the moving object at a position away from the origin can be improved.
次に、図１８は、本発明の第５の実施の形態のＵＷＢレーダ装置５０の構成と移動物体検出処理のフローチャートを示す図である。図１８において、図１と同じブロック及び処理には同じ符号をつけてそれらの説明を省略する。 Next, FIG. 18 is a diagram showing a configuration of the UWB radar apparatus 50 and a flowchart of the moving object detection process according to the fifth embodiment of the present invention. In FIG. 18, the same blocks and processes as those in FIG.
第５の実施の形態の特徴は、１次元のＵＷＢレーダパルス応答差分信号を、距離と角度と高さの３つの変数を持った３次元のＵＷＢレーダパルス応答差分信号に変換することである。 The feature of the fifth embodiment is that a one-dimensional UWB radar pulse response difference signal is converted into a three-dimensional UWB radar pulse response difference signal having three variables of distance, angle, and height.
図１８において、ＵＷＢレーダ装置５０は、ＵＷＢレーダパルス送信部１１と、第１及び第２のＵＷＢレーダパルス受信部１２、１３と、第３及び第４のＵＷＢレーダパルス受信部５１、５２と、ＵＷＢレーダパルス送受信制御部１４を有する。 In FIG. 18, the UWB radar apparatus 50 includes a UWB radar pulse transmission unit 11, first and second UWB radar pulse reception units 12 and 13, third and fourth UWB radar pulse reception units 51 and 52, A UWB radar pulse transmission / reception control unit 14 is provided.
第３及び第４のＵＷＢレーダパルス受信部５１、５２は、観測対象の目標からの反射波を受信して第３及び第４のＵＷＢレーダパルス応答信号を出力する。
ＵＷＢレーダパルス送受信制御部１４は、第１〜第４のＵＷＢレーダパルス受信部１２、１３、５１、５２から受信する応答信号をそれぞれ表示サンプリング毎のＵＷＢレーダパルス応答信号に変換して出力する。
Third and fourth UWB radar pulse receivers 51 and 52 receive reflected waves from the target to be observed and output third and fourth UWB radar pulse response signals.
The UWB radar pulse transmission / reception control unit 14 converts the response signals received from the first to fourth UWB radar pulse reception units 12, 13, 51, and 52 into UWB radar pulse response signals for each display sampling and outputs them.
ステップＳ５１の第３の移動物体検出処理では、時刻ｔ１の第３のＵＷＢレーダパルス応答信号と時刻ｔ２の第３のＵＷＢレーダパルス応答信号の差分を抽出して第３のＵＷＢレーダパルス応答差分信号に変換する。 In the third moving object detection process in step S51, a difference between the third UWB radar pulse response signal at time t1 and the third UWB radar pulse response signal at time t2 is extracted to obtain a third UWB radar pulse response difference signal. Convert to
ステップＳ５２の第４の移動物体検出処理では、時刻ｔ１の第４のＵＷＢレーダパルス応答信号と時刻ｔ２の第４のＵＷＢレーダパルス応答信号の差分を抽出して第４のＵＷＢレーダパルス応答差分信号に変換する。 In the fourth moving object detection process in step S52, a difference between the fourth UWB radar pulse response signal at time t1 and the fourth UWB radar pulse response signal at time t2 is extracted to obtain a fourth UWB radar pulse response difference signal. Convert to
第３の移動物体データ変換部５３の処理と、第４の移動物体データ変換部５４の処理は、図１７のステップＳ１３、Ｓ４２、Ｓ４３、Ｓ１６及びＳ１７の処理と同じである。
ステップＳ５３の第３の移動物体データシフト処理は、距離と高さの２つの変数で定義される第３のＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号を所定量シフトさせる。
The processing of the third moving object data conversion unit 53 and the processing of the fourth moving object data conversion unit 54 are the same as the processing of steps S13, S42, S43, S16, and S17 in FIG.
In the third moving object data shift processing in step S53, the third UWB radar pulse two-dimensional response difference signal defined by the two variables of distance and height is shifted by a predetermined amount.
ステップＳ５４の第４の移動物体データシフト処理は、距離と高さの２つの変数で定義される第４のＵＷＢレーダパルス応答差分信号を所定量シフトさせる。
ステップＳ５５の移動物体合成処理は、距離と角度の２つの変数で定義される第１及び第２のＵＷＢレーダパルス２次元応答シフト信号と、距離と高さの２つの変数で定義される第３及び第４のＵＷＢレーダパルス２次元応答シフト信号を合成してＵＷＢレーダパルス３次元応答合成信号に変換する。
In the fourth moving object data shift process in step S54, the fourth UWB radar pulse response difference signal defined by two variables of distance and height is shifted by a predetermined amount.
The moving object combining process in step S55 is a third defined by the first and second UWB radar pulse two-dimensional response shift signals defined by two variables of distance and angle, and two variables of distance and height. The fourth UWB radar pulse two-dimensional response shift signal is synthesized and converted into a UWB radar pulse three-dimensional response synthesis signal.
ステップＳ５６の移動物体データ表示処理は、移動物体の位置を示すＵＷＢレーダパルス３次元応答合成信号を表示部に表示させる。
上述した第５の実施の形態によれば、距離に応じて角度ステップと高さステップを変化させることで、１次元のＵＷＢレーダパルス応答差分信号を３次元のＵＷＢレーダパルス応答差分信号に変換するときに、最大距離における角度分解能と高さ方向の分解能を所望の値にすることができる。これによりＵＷＢレーダパルス送信部から距離が離れた位置での移動物体の位置検出精度を高めることができる。
In the moving object data display process in step S56, a UWB radar pulse three-dimensional response composite signal indicating the position of the moving object is displayed on the display unit.
According to the fifth embodiment described above, the one-dimensional UWB radar pulse response difference signal is converted into the three-dimensional UWB radar pulse response difference signal by changing the angle step and the height step according to the distance. Sometimes, the angular resolution at the maximum distance and the resolution in the height direction can be set to desired values. Thereby, the position detection accuracy of the moving object at a position away from the UWB radar pulse transmitter can be improved.
次に、図１９は、本発明の第６の実施の形態のＵＷＢレーダ装置６０の構成と移動物体検出処理のフローチャートを示す図である。図１９において、図１のブロック及び処理と同じものには同じ符号をつけてそれらの説明を省略する。 Next, FIG. 19 is a diagram illustrating a configuration of the UWB radar apparatus 60 and a flowchart of the moving object detection process according to the sixth embodiment of the present invention. In FIG. 19, the same blocks and processes as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
第６の実施の形態の特徴は、ＵＷＢレーダパルス信号の送信部を２個有し、２個の送信部から送信され、移動物体で反射された信号を１つの受信部で受信することである。
図１９において、ＵＷＢレーダ装置６０は、第１のＵＷＢレーダパルス送信部６１と、第２のＵＷＢレーダパルス送信部６２と、ＵＷＢレーダパルス受信部６３と、ＵＷＢレーダパルス送受信制御部１４とを有する。
The feature of the sixth embodiment is that two UWB radar pulse signal transmission units are provided, and signals transmitted from the two transmission units and reflected by the moving object are received by one reception unit. .
In FIG. 19, the UWB radar device 60 includes a first UWB radar pulse transmission unit 61, a second UWB radar pulse transmission unit 62, a UWB radar pulse reception unit 63, and a UWB radar pulse transmission / reception control unit 14. .
第１のＵＷＢレーダパルス送信部６１は、所定の検出エリアにＵＷＢレーダパルスを繰り返し送信する。第２のＵＷＢレーダパルス送信部６２もＵＷＢレーダパルスを繰り返し送信する。ＵＷＢレーダパルス受信部６３は、第１及び第２のＵＷＢレーダパルス送信部６１、６２から送信され、対象から反射された信号を受信してＵＷＢレーダパルス応答信号として出力する。ＵＷＢレーダパルス送受信制御部１４は、ＵＷＢレーダパルス応答信号を第１のＵＷＢレーダパルス送信部６１から送信されたレーダパルスの反射信号である第１のＵＷＢレーダパルス応答信号と、第２のＵＷＢレーダパルス送信部６２から送信されたレーダパルスの反射信号である第２のＵＷＢレーダパルス応答信号に切り分け、さらに表示サンプリング毎のＵＷＢレーダパルス応答信号に変換する。 The first UWB radar pulse transmission unit 61 repeatedly transmits UWB radar pulses to a predetermined detection area. The second UWB radar pulse transmission unit 62 also repeatedly transmits UWB radar pulses. The UWB radar pulse receiving unit 63 receives the signals transmitted from the first and second UWB radar pulse transmitting units 61 and 62 and reflected from the target, and outputs them as UWB radar pulse response signals. The UWB radar pulse transmission / reception control unit 14 includes a first UWB radar pulse response signal that is a reflection signal of the radar pulse transmitted from the first UWB radar pulse transmission unit 61 and a second UWB radar. The signal is divided into second UWB radar pulse response signals that are reflection signals of radar pulses transmitted from the pulse transmitter 62, and further converted into UWB radar pulse response signals for each display sampling.
ステップＳ１１の第１移動物体検出処理及び第１の移動物体データ変換部１５の処理と、ステップＳ１２の第２の移動物体検出処理及び第２の移動物体データ変換部１６の処理は、図１と同じである。 The process of the first moving object detection process and the first moving object data conversion unit 15 in step S11, and the process of the second moving object detection process and the second moving object data conversion unit 16 in step S12 are as shown in FIG. The same.
ステップＳ１８の第１移動物体データシフト処理は、第１のＵＷＢレーダパルス送信部６１から送信される信号の２次元応答差分信号が、第２のＵＷＢレーダパルス送信部６２から送信される信号の２次元応答差分信号と同じ原点を有する２次元座標上の信号となるように第１の移動物体データを所定量シフトさせる。 In the first moving object data shift processing in step S18, the two-dimensional response difference signal of the signal transmitted from the first UWB radar pulse transmission unit 61 is converted to 2 of the signal transmitted from the second UWB radar pulse transmission unit 62. The first moving object data is shifted by a predetermined amount so as to be a signal on a two-dimensional coordinate having the same origin as the dimension response difference signal.
ステップＳ１９の第２の移動物体データシフト処理は。同様に第２のＵＷＢレーダパルス送信部６２から送信された信号の第２のＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号が、第１のＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号と同じ原点を有する２次元座標上の信号となるようにデータを所定量シフトさせる。その後、ステップＳ２０の移動物体データ合成処理で、ＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号を合成する。 The second moving object data shift process in step S19. Similarly, the second UWB radar pulse two-dimensional response difference signal of the signal transmitted from the second UWB radar pulse transmission unit 62 is on a two-dimensional coordinate having the same origin as the first UWB radar pulse two-dimensional response difference signal. The data is shifted by a predetermined amount so that Thereafter, the UWB radar pulse two-dimensional response difference signal is synthesized by the moving object data synthesis process in step S20.
上述した第６の実施の形態によれば、２つの送信部６１、６２からそれぞれＵＷＢレーダパルス信号を繰り返し送信し、１つの受信部６３で目標からの反射波を受信するＵＷＢレーダ装置６０において、距離に応じて角度ステップを変化させることで、１次元のＵＷＢレーダパルス応答差分信号を２次元のＵＷＢレーダパルス応答差分信号に変換するときに、原点（第１のＵＷＢレーダパルス送信部６１と第２のＵＷＢレーダパルス送信部６２の位置から算出する仮想的な位置）からの距離が遠い位置の角度分解能を高めることができる。これにより第１及び第２のＵＷＢレーダパルス送信部６１及び６２から離れた位置においても移動物体の位置を高精度で検出することができる。 According to the sixth embodiment described above, in the UWB radar device 60 that repeatedly transmits UWB radar pulse signals from the two transmitters 61 and 62 and receives the reflected wave from the target by one receiver 63, When the one-dimensional UWB radar pulse response differential signal is converted into a two-dimensional UWB radar pulse response differential signal by changing the angle step according to the distance, the origin (the first UWB radar pulse transmission unit 61 and the first differential signal) The angular resolution of a position far from the virtual position calculated from the position of the second UWB radar pulse transmitter 62 can be improved. As a result, the position of the moving object can be detected with high accuracy even at positions away from the first and second UWB radar pulse transmitters 61 and 62.
次に、図２０は、本発明の第７の実施の形態のＵＷＢレーダ装置７０の構成と移動物体検出処理のフローチャートを示す図である。図２０において、図１のブロック及び処理と同じものには同じ符号をつけてそれらの説明を省略する。 Next, FIG. 20 is a diagram illustrating a configuration of the UWB radar device 70 and a flowchart of the moving object detection process according to the seventh embodiment of the present invention. 20, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
第７の実施の形態の特徴は２個のＵＷＢレーダパルス送受信部７１、７２を有することである。
図２０において、ＵＷＢレーダ装置７０は、第１のＵＷＢレーダパルス送受信部７１と、第２のＵＷＢレーダパルス送受信部７２と、ＵＷＢレーダパルス送受信制御部１４と有する。
The feature of the seventh embodiment is that it has two UWB radar pulse transmission / reception units 71 and 72.
20, the UWB radar device 70 includes a first UWB radar pulse transmission / reception unit 71, a second UWB radar pulse transmission / reception unit 72, and a UWB radar pulse transmission / reception control unit 14.
第１のＵＷＢレーダパルス送受信部７１は、ＵＷＢレーダパルスを繰り返し送信すると共に、固定物及び移動物体からの反射波を受信して第１のＵＷＢレーダパルス応答信号を出力する。第２のＵＷＢレーダパルス送受信部７２は、ＵＷＢレーダパルスを繰り返し送信すると共に、固定物及び移動物体からの反射波を受信して第２のＵＷＢレーダパルス応答信号を出力する。 The first UWB radar pulse transmission / reception unit 71 repeatedly transmits UWB radar pulses, receives reflected waves from fixed objects and moving objects, and outputs a first UWB radar pulse response signal. The second UWB radar pulse transmission / reception unit 72 repeatedly transmits UWB radar pulses, receives reflected waves from fixed objects and moving objects, and outputs a second UWB radar pulse response signal.
ＵＷＢレーダパルス送受信制御部１４は、第１のＵＷＢレーダパルス送受信部７１と第２のＵＷＢレーダパルス送受信部７２の同期を取り、第１のＵＷＢレーダパルス受信部１２で受信された信号と、第２のＵＷＢレーダパルス受信部１３で受信された信号を積分検波して、それぞれ表示サンプリング毎の第１のＵＷＢレーダパルス応答信号と第２のＵＷＢレーダパルス応答信号として出力する。図２０のステップＳ１１、Ｓ１２、Ｓ１３〜Ｓ２１の処理は、図１の処理と同じである。 The UWB radar pulse transmission / reception control unit 14 synchronizes the first UWB radar pulse transmission / reception unit 71 and the second UWB radar pulse transmission / reception unit 72, and the signal received by the first UWB radar pulse reception unit 12, The signals received by the two UWB radar pulse receivers 13 are integrated and output as a first UWB radar pulse response signal and a second UWB radar pulse response signal for each display sampling. The processes in steps S11, S12, and S13 to S21 in FIG. 20 are the same as the processes in FIG.
上述した第７の実施の形態によれば、第１及び第２のＵＷＢレーダパルス送受信部７１、７２を有するＵＷＢレーダ装置７０において、距離に応じて角度ステップを変化させることで、１次元のＵＷＢレーダパルス応答差分信号を２次元のＵＷＢレーダパルス応答差分信号に変換するときに、原点（第１のＵＷＢレーダパルス送信部６１と第２のＵＷＢレーダパルス送信部６２の位置から算出する仮想的な位置）からの離れた位置の角度分解能を高め、かつデータを変換するための計算回数を少なくできる。これにより検出エリアの最大距離付近においても移動物体の位置を高精度で検出することができる。また、１つのＵＷＢレーダパルス送受信部７１，７２でレーダパルスの送信と受信を行っているのでＵＷＢレーダ装置７０の構成が簡素になる。 According to the seventh embodiment described above, in the UWB radar apparatus 70 having the first and second UWB radar pulse transmission / reception units 71 and 72, by changing the angle step according to the distance, a one-dimensional UWB is achieved. When the radar pulse response difference signal is converted into a two-dimensional UWB radar pulse response difference signal, a virtual point calculated from the origin (the positions of the first UWB radar pulse transmission unit 61 and the second UWB radar pulse transmission unit 62) is obtained. The angular resolution at a position away from the position) can be increased, and the number of calculations for converting data can be reduced. Thereby, the position of the moving object can be detected with high accuracy even in the vicinity of the maximum distance of the detection area. In addition, since the UWB radar pulse transmitting / receiving units 71 and 72 transmit and receive radar pulses, the configuration of the UWB radar device 70 is simplified.
次に、図２１は、本発明の第８の実施の形態のＵＷＢレーダ装置１０の構成と移動物体検出処理のフローチャートを示す図である。図２１において、図１のブロック及び処理と同じものには同じ符号をつけてそれらの説明を省略する。 Next, FIG. 21 is a diagram illustrating a configuration of the UWB radar apparatus 10 according to the eighth embodiment of the present invention and a flowchart of the moving object detection process. In FIG. 21, the same blocks and processes as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
この第８の実施の形態は、ＵＷＢレーダパルス２次元応答合成信号により特定される移動物体の位置を補正することを特徴としている。
図２１において、ステップＳ１１、Ｓ１２、Ｓ１３〜Ｓ２０の処理は、図１と同じである。ビル壁の向こう側の移動物体の位置を検出するときに、壁の材料、壁厚の違いにより検出した移動物体の位置に誤差が生じることがある。ステップＳ８１の移動体物***置補正処理はこの誤差を補正するための処理である。
The eighth embodiment is characterized in that the position of the moving object specified by the UWB radar pulse two-dimensional response composite signal is corrected.
In FIG. 21, the processes of steps S11, S12, and S13 to S20 are the same as those in FIG. When the position of the moving object on the other side of the building wall is detected, an error may occur in the position of the detected moving object due to a difference in wall material and wall thickness. The moving object position correcting process in step S81 is a process for correcting this error.
図２２は、ステップＳ８１の移動物***置補正処理の具体的なフローチャートである。
図２２のステップＳ８２で、対象となるビルの壁材、壁厚を設定する。次に、ステップＳ８３で、設定した壁材、壁厚の時間遅延量をデータベース８１から読み込む。
FIG. 22 is a specific flowchart of the moving object position correction process in step S81.
In step S82 in FIG. 22, the wall material and wall thickness of the target building are set. In step S83, the set wall material and wall delay time delay amount are read from the database 81.
データベース８１は図示しない記憶装置に記憶されており、そのデータベース８１は、壁材と壁厚と対応づけて遅延時間データが格納されている。例えば、壁材Ａで、壁厚Ｔ１のときの遅延時間は１ｐｓであり、壁材Ａで、壁厚Ｔ４のときの遅延時間は４ｐｓとなる。 The database 81 is stored in a storage device (not shown), and the database 81 stores delay time data in association with wall materials and wall thicknesses. For example, the delay time when the wall material A is the wall thickness T1 is 1 ps, and the delay time when the wall material A is the wall thickness T4 is 4 ps.
時間遅延量をデータベース８１から取得したなら、次のステップＳ８４で、「時間遅延量×２×光速／２」の式で位置補正量を計算する。なお、位置補正量を計算する式で、時間遅延量に「２」を乗算しているのは、レーダ信号の反射波を受信するときに、レーダ信号が遮蔽物体を往復で通過するためであり、最後に「２」で除算しているのは、ターゲットまでの距離をレーダ信号の送信部及び受信部から片道の距離で表示するためである。 If the time delay amount is acquired from the database 81, in the next step S84, the position correction amount is calculated by the formula of “time delay amount × 2 × light speed / 2”. In the formula for calculating the position correction amount, the time delay amount is multiplied by “2” because when the reflected wave of the radar signal is received, the radar signal passes back and forth through the shielding object. Finally, the division by “2” is to display the distance to the target as a one-way distance from the transmitter and receiver of the radar signal.
次のステップＳ８５で、ＵＷＢレーダパルス２次元応答合成信号により特定される位置から位置補正量を減算して移動物体の位置を算出する。
上記の処理によりＵＷＢレーダパルス応答信号が透過するビルの壁材、壁厚等による信号の遅延時間を補正することができるので、ビルの内部にいる移動物体の位置をより正確に検出することができる。
In the next step S85, the position of the moving object is calculated by subtracting the position correction amount from the position specified by the UWB radar pulse two-dimensional response composite signal.
The delay time of the signal due to the wall material, wall thickness, etc. of the building through which the UWB radar pulse response signal is transmitted can be corrected by the above processing, so that the position of the moving object in the building can be detected more accurately. it can.
上述した第８の実施の形態によれば、第１の実施の形態の効果に加え、ビルの内部等にいる移動物体の位置をより正確に検出することができる。
次に、図２３は、本発明の第９の実施の形態のＵＷＢレーダ装置１０の構成と移動物体検出処理のフローチャートを示す図である。図２３において、図１と同じブロック及び処理については同じ符号を付けてそれらの説明を省略する。
According to the above-described eighth embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, it is possible to more accurately detect the position of a moving object inside a building or the like.
Next, FIG. 23 is a diagram illustrating a configuration of the UWB radar apparatus 10 according to the ninth embodiment of the present invention and a flowchart of the moving object detection process. In FIG. 23, the same blocks and processes as those in FIG.
第９の実施の形態は、移動物体が車か、生物か、人間かを識別する機能を設けたことを特徴としている。
図２３において、ステップＳ１１、Ｓ１２、Ｓ１３〜Ｓ２０、Ｓ２１の処理は、図１と同じである。
The ninth embodiment is characterized in that a function for identifying whether a moving object is a car, a living thing, or a human is provided.
In FIG. 23, the processes in steps S11, S12, S13 to S20, and S21 are the same as those in FIG.
図２３のステップＳ９１の移動物体識別処理について、図２４のフローチャートを参照して説明する。
図２４のステップＳ９２で、移動物体の反射波であるＵＷＢレーダパルス２次元応答合成信号の受信範囲が所定範囲以上か否かを判別する。
The moving object identification process in step S91 in FIG. 23 will be described with reference to the flowchart in FIG.
In step S92 of FIG. 24, it is determined whether or not the reception range of the UWB radar pulse two-dimensional response composite signal that is the reflected wave of the moving object is greater than or equal to a predetermined range.
移動物体の検出信号の受信範囲が一定範囲以上あるときには、車などを移動物体として検出したものと認識する。他方、移動物体の検出信号の受信範囲が一定範囲未満のときには、生物を検出したものと推定し、ステップＳ９３に進む。ステップＳ９３では、移動物体の受信信号強度が所定値以上か否かを判別する。 When the detection range of the detection signal of the moving object is equal to or greater than a certain range, it is recognized that a car or the like has been detected as a moving object. On the other hand, when the reception range of the detection signal of the moving object is less than a certain range, it is estimated that a living organism has been detected, and the process proceeds to step S93. In step S93, it is determined whether or not the received signal strength of the moving object is equal to or greater than a predetermined value.
ステップＳ９３で、受信信号強度が所定値以上と判別されたときには、移動物体を動物と認識する。他方、受信信号強度が所定値未満のときには、ステップＳ９４またはＳ９５に進む。 If it is determined in step S93 that the received signal strength is greater than or equal to a predetermined value, the moving object is recognized as an animal. On the other hand, when the received signal strength is less than the predetermined value, the process proceeds to step S94 or S95.
ステップＳ９４では、移動物体の速度が所定値以上か否かを判別する。ステップＳ９４で、移動速度が所定値以上と判定されたときには、移動物体が走行しているものと判定する。他方、移動速度が所定値未満と判定されたときには、歩行しているものと判断する。 In step S94, it is determined whether or not the speed of the moving object is equal to or higher than a predetermined value. If it is determined in step S94 that the moving speed is equal to or higher than the predetermined value, it is determined that the moving object is traveling. On the other hand, when it is determined that the moving speed is less than the predetermined value, it is determined that the user is walking.
ステップＳ９５では、移動物体の位置が所定値より高いか否かを判別する。ステップＳ９５で、移動物体の高さが所定値以上であったときには、移動物体は人間の大人であると判定する。他方、移動物体の高さが所定値未満のときには、移動物体は子供と認識する。 In step S95, it is determined whether or not the position of the moving object is higher than a predetermined value. If the height of the moving object is greater than or equal to a predetermined value in step S95, it is determined that the moving object is a human adult. On the other hand, when the height of the moving object is less than a predetermined value, the moving object is recognized as a child.
上述した第９の実施の形態によれば、第１の実施の形態の効果に加え、移動物体が物か、生物か、人間か等を認識することができる。
本発明は上述した実施の形態に限らず、例えば、以下のように構成しても良い。
（１）本発明は、超広帯域レーダ装置に限らず広帯域レーダ装置等にも適用できる。
（２）レーダ装置は、ＵＷＢレーダパルス送信部、第１のＵＷＢレーダパルス受信部、第２のＵＷＢレーダパルス受信部及びＵＷＢレーダパルス送受信制御部等からなるものに限らず、それらの機能を１つにまとめても良いし、機能の一部または全部をソフトウェアで実現しても良い。
According to the ninth embodiment described above, in addition to the effects of the first embodiment, it is possible to recognize whether the moving object is an object, a living thing, a human being, or the like.
The present invention is not limited to the embodiment described above, and may be configured as follows, for example.
(1) The present invention can be applied not only to an ultra-wideband radar apparatus but also to a broadband radar apparatus.
(2) The radar apparatus is not limited to a UWB radar pulse transmission unit, a first UWB radar pulse reception unit, a second UWB radar pulse reception unit, a UWB radar pulse transmission / reception control unit, etc. They may be grouped together, or some or all of the functions may be realized by software.
（付記１） 広帯域のレーダパルスを送信する送信手段と、
観測対象の物体から反射されるレーダパルスを受信する受信手段と、
前記受信手段で受信されたサンプル時刻の異なるレーダパルス応答信号の差分を、移動物体を示すレーダパルス応答差分信号として検出する移動物体検出手段と、
前記送信手段の位置を基準とした距離に応じて変化する角度ステップを算出する角度ステップ算出手段と、
前記角度ステップに基づいて角度を算出する角度算出手段と、
１次元の前記応答差分信号を、前記角度算出手段により算出された前記角度と前記距離により定まる２次元平面上の位置のレーダパルス２次元応答差分信号に変換する移動物体データ変換手段と、
前記データ変換手段により変換された複数のレーダパルス２次元応答差分信号を合成する移動物体データ合成手段と、
前記移動物体データ合成手段により合成されたレーダパルス２次元応答合成信号を表示する表示制御手段とを備える広帯域レーダ装置。
（付記２） 前記角度ステップ算出手段は、最大距離において必要な角度分解能と距離方向の位置を示す距離設定値の最大値を乗算した値を定数として記憶しておき、前記定数を２次元平面上の距離を示す前記距離設定値で除算した値を、前記距離設定値に対応する角度ステップとして算出する付記１記載の広帯域レーダ装置。
（付記３） 前記受信手段は、第１及び第２の受信手段を有し、
前記移動物体検出手段は、前記第１の受信手段で受信されるサンプル時刻の異なる第１のレーダパルス応答信号の差分を第１のレーダパルス２次元応答差分信号として抽出する第１の移動物体検出手段と、前記第２の受信手段で受信されるサンプル時刻の異なる第２のレーダパルス応答信号の差分を第２のレーダパルス２次元応答差分信号として抽出する第２の移動物体検出手段を有し、
前記角度ステップ算出手段は、前記距離設定値に応じた角度ステップを算出する第１及び第２の角度ステップ算出手段を有し、
前記角度算出手段は、前記第１及び第２の角度ステップ算出手段により算出され角度ステップに基づいて角度を算出する第１及び第２の角度算出手段を有し、
前記移動物体データ変換手段は、前記第１及び第２のレーダパルス応答差分信号を、算出された前記角度と距離により定まる２次元座標上の位置の２次元のレーダパルス応答差分信号に変換する第１及び第２の移動物体データ変換手段を有し、
前記移動物体データ合成手段は、前記第１及び第２の２次元のレーダパルス応答差分信号を合成する付記１記載の広帯域レーダ装置。
（付記４） 前記移動物体データ変換手段は、２次元の各座標における前記レーダパルス２次元応答差分信号の積分回数を記憶する積分回数記憶手段と、各座標の前記レーダパルス２次元応答差分信号の振幅データを前記積分回数で除算した値を該当する座標の前記振幅データとして算出する付記１記載の広帯域レーダ装置。
（付記５） 前記送信手段と前記受信手段のアンテナ係数に基づいて前記移動物体データ変換手段で得られる積分データを補正するアンテナウェイト補正手段を有する付記１記載の広帯域レーダ装置。
（付記６） 距離に応じて高さステップが変化する高さステップを算出する高さステップ算出手段を有し、
前記受信強度算出手段は、前記角度ステップにより定まる角度と受信距離と前記高さステップにより定まる高さとに定まる２次元の点の受信信号強度を算出する請求項１記載の広帯域レーダ装置。
（付記７） 前記送信手段は、第１及び第２の送信手段を有し、
前記受信手段は、前記第１及び第２の送信手段から送信され、観測対象の物体から反射されるレーダパルスを受信し、
前記移動物体検出手段は、サンプル時刻の異なる第１のレーダパルス応答信号の差分を抽出する第１の移動物体検出手段と、サンプル時刻の異なる第２のレーダパルス応答信号の差分を抽出する第２の移動物体検出手段とを有し、
前記角度ステップ算出手段は、距離に応じた角度ステップを算出する第１及び第２の角度ステップ算出手段を有し、
前記角度算出手段は、前記第１の角度ステップ算出手段により算出された前記角度ステップに基づいて角度を算出する第１及び第２の角度算出手段を有し、
前記移動物体データ変換手段は、前記第１及び第２のレーダパルス応答差分信号を、前記距離と算出された前記角度により定まる２次元座標上の位置の２次元のレーダパルス２次元応答差分信号に変換する第１及び第２の移動物体データ変換手段を有し、
前記第１及び第２の２次元のレーダパルス応答差分信号を合成する移動物体データ合成手段とを備える付記１記載の広帯域レーダ装置。
（付記８） 前記送信手段及び前記受信手段は、レーダパルスを送信するとともに、観測対象の目標から反射されるレーダパルスを受信する第１及び第２の送受信手段からなり、
前記移動物体検出手段は、前記第１の送受信手段から出力される、サンプル時刻の異なる第１のレーダパルス応答信号の差分を抽出する第１の移動物体検出手段と、前記第２の送受信手段から出力される、サンプル時刻の異なる第２のレーダパルス応答信号の差分を抽出する第２の移動物体検出手段とを有し、
前記角度ステップ算出手段は、距離に応じた角度ステップを算出する第１及び第２の角度ステップ算出手段を有し、
前記角度算出手段は、前記角度ステップに基づいて角度を算出する第１及び第２の角度算出手段を有し、
前記移動物体データ変換手段は、前記第１及び第２のレーダパルス応答差分信号を、距離と算出された前記角度により定まる２次元座標上の位置の２次元の第１及び第２のレーダパルス２次元応答差分信号に変換する第１及び第２の移動物体データ変換手段を有し、
前記移動物体データ合成手段は、前記第１及び第２のレーダパルス２次元応答差分信号を合成する付記１記載の広帯域レーダ装置。
（付記９） 前記レーダパルス２次元応答合成信号により定まる移動物体の位置を、前記レーダパルスが通過する遮蔽物の時間遅延量に基づいて補正する位置補正手段を有する付記１記載の広帯域レーダ装置。
（付記１０） 広帯域のレーダパルスを送信して移動物体を検出する広帯域レーダ装置の移動物体検出方法であって、
観測対象の物体から反射されるレーダパルスを受信手段で受信するステップと、
受信されたサンプル時刻の異なるレーダパルス応答信号の差分を抽出し、移動物体を示すレーダパルス応答差分信号に変換するステップと、
２次元平面上の距離に応じて変化する角度ステップを算出するステップと、
前記角度ステップに基づいて角度を算出するステップと、
１次元の前記レーダパルス応答差分信号を、前記距離と前記角度により定まる２次元のレーダパルス２次元応答差分信号に変換するステップと、
変換された複数のレーダパルス２次元応答差分信号を合成するステップと、
合成されたレーダパルス２次元応答合成信号を表示するステップとを有する広帯域レーダ装置の移動物体検出方法。
（付記１１） 最大距離において必要な角度分解能と距離方向の位置を示す距離設定値の最大値を乗算した値を定数として記憶しておき、前記定数を前記距離設定値で除算した値を、前記距離設定値に対応する角度ステップとして算出する付記１０記載の広帯域レーダ装置の移動物体検出方法。
(Supplementary Note 1) Transmission means for transmitting broadband radar pulses;
Receiving means for receiving radar pulses reflected from the object to be observed;
A moving object detecting means for detecting a difference between radar pulse response signals having different sample times received by the receiving means as a radar pulse response difference signal indicating a moving object;
An angle step calculating means for calculating an angle step that changes according to a distance based on the position of the transmitting means;
Angle calculating means for calculating an angle based on the angle step;
Moving object data conversion means for converting the one-dimensional response difference signal into a radar pulse two-dimensional response difference signal at a position on a two-dimensional plane determined by the angle calculated by the angle calculation means and the distance;
Moving object data synthesis means for synthesizing a plurality of radar pulse two-dimensional response difference signals converted by the data conversion means;
A broadband radar apparatus comprising: display control means for displaying a radar pulse two-dimensional response synthesized signal synthesized by the moving object data synthesizing means.
(Additional remark 2) The said angle step calculation means memorize | stores the value which multiplied the angle resolution required in the maximum distance, and the maximum value of the distance setting value which shows the position of a distance direction as a constant, The said constant on a two-dimensional plane The broadband radar device according to supplementary note 1, wherein a value obtained by dividing the distance setting value indicating the distance is calculated as an angle step corresponding to the distance setting value.
(Appendix 3) The receiving means includes first and second receiving means,
The moving object detection means extracts a difference between first radar pulse response signals with different sampling times received by the first receiving means as a first radar pulse two-dimensional response difference signal. And a second moving object detection means for extracting a difference between the second radar pulse response signals received at the second reception means and having different sample times as a second radar pulse two-dimensional response difference signal. ,
The angle step calculation means includes first and second angle step calculation means for calculating an angle step according to the distance setting value,
The angle calculation means includes first and second angle calculation means for calculating an angle based on the angle step calculated by the first and second angle step calculation means,
The moving object data conversion means converts the first and second radar pulse response difference signals into a two-dimensional radar pulse response difference signal at a position on a two-dimensional coordinate determined by the calculated angle and distance. Having first and second moving object data conversion means;
The wideband radar apparatus according to appendix 1, wherein the moving object data synthesis means synthesizes the first and second two-dimensional radar pulse response difference signals.
(Supplementary Note 4) The moving object data conversion means includes integration number storage means for storing the number of integrations of the radar pulse two-dimensional response difference signal at each two-dimensional coordinate, and the radar pulse two-dimensional response difference signal at each coordinate. The broadband radar device according to appendix 1, wherein a value obtained by dividing amplitude data by the number of integrations is calculated as the amplitude data of the corresponding coordinates.
(Additional remark 5) The broadband radar apparatus of additional remark 1 which has an antenna weight correction | amendment means which correct | amends the integral data obtained by the said moving object data conversion means based on the antenna coefficient of the said transmission means and the said reception means.
(Additional remark 6) It has the height step calculation means which calculates the height step from which a height step changes according to distance,
2. The broadband radar apparatus according to claim 1, wherein the reception intensity calculation means calculates a reception signal intensity of a two-dimensional point determined by an angle determined by the angle step, a reception distance, and a height determined by the height step.
(Appendix 7) The transmission means includes first and second transmission means,
The receiving means receives radar pulses transmitted from the first and second transmitting means and reflected from an object to be observed;
The moving object detection means extracts a first moving object detection means for extracting a difference between first radar pulse response signals having different sample times, and a second for extracting a difference between second radar pulse response signals having different sampling times. Moving object detection means,
The angle step calculating means includes first and second angle step calculating means for calculating an angle step according to a distance,
The angle calculation means includes first and second angle calculation means for calculating an angle based on the angle step calculated by the first angle step calculation means,
The moving object data conversion means converts the first and second radar pulse response difference signals into a two-dimensional radar pulse two-dimensional response difference signal at a position on a two-dimensional coordinate determined by the distance and the calculated angle. First and second moving object data converting means for converting,
The wideband radar apparatus according to appendix 1, further comprising moving object data synthesis means for synthesizing the first and second two-dimensional radar pulse response difference signals.
(Supplementary Note 8) The transmission unit and the reception unit include first and second transmission / reception units that transmit radar pulses and receive radar pulses reflected from a target to be observed.
The moving object detection means includes a first moving object detection means for extracting a difference between first radar pulse response signals output from the first transmission / reception means and having different sampling times, and a second transmission / reception means. Second moving object detection means for extracting the difference between the second radar pulse response signals output at different sample times,
The angle step calculating means includes first and second angle step calculating means for calculating an angle step according to a distance,
The angle calculation means includes first and second angle calculation means for calculating an angle based on the angle step,
The moving object data conversion means converts the first and second radar pulse response difference signals into two-dimensional first and second radar pulses 2 at positions on a two-dimensional coordinate determined by the distance and the calculated angle. First and second moving object data conversion means for converting into a dimension response difference signal;
The wideband radar apparatus according to appendix 1, wherein the moving object data combining means combines the first and second radar pulse two-dimensional response difference signals.
(Supplementary note 9) The broadband radar device according to supplementary note 1, further comprising: a position correction unit that corrects a position of a moving object determined by the radar pulse two-dimensional response composite signal based on a time delay amount of an obstacle through which the radar pulse passes.
(Supplementary Note 10) A moving object detection method for a broadband radar apparatus that detects a moving object by transmitting a broadband radar pulse,
Receiving a radar pulse reflected from an object to be observed by a receiving means;
Extracting a difference between radar pulse response signals received at different sample times and converting the difference to a radar pulse response difference signal indicating a moving object;
Calculating an angular step that varies according to a distance on a two-dimensional plane;
Calculating an angle based on the angle step;
Converting the one-dimensional radar pulse response difference signal into a two-dimensional radar pulse two-dimensional response difference signal determined by the distance and the angle;
Synthesizing a plurality of converted radar pulse two-dimensional response difference signals;
And a step of displaying a synthesized radar pulse two-dimensional response synthesized signal.
(Supplementary Note 11) A value obtained by multiplying a maximum value of a distance setting value indicating a position in the distance direction and an angular resolution necessary for the maximum distance is stored as a constant, and a value obtained by dividing the constant by the distance setting value is The moving object detection method of the broadband radar device according to appendix 10, wherein the moving object detection method is calculated as an angle step corresponding to the distance setting value.
１０、５０、６０、７０ ＵＷＢレーダ装置
１１ ＵＷＢレーダパルス送信部
１２ 第１のＵＷＢレーダパルス受信部
１３ 第２のＵＷＢレーダパルス受信部
１４ ＵＷＢレーダパルス送受信制御部
１５ 第１の移動物体データ変換部
１６ 第２の移動物体データ変換部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 50, 60, 70 UWB radar apparatus 11 UWB radar pulse transmission part 12 1st UWB radar pulse receiving part 13 2nd UWB radar pulse receiving part 14 UWB radar pulse transmission / reception control part 15 1st moving object data conversion part 16 Second moving object data conversion unit
Claims (5)
観測対象の物体から反射されるレーダパルスを受信する受信手段と、
前記受信手段で受信されたサンプル時刻の異なるレーダパルス応答信号の差分を、移動物体を示すレーダパルス応答差分信号として検出する移動物体検出手段と、
前記送信手段の位置を基準とした距離に応じて変化する角度ステップを算出する角度ステップ算出手段と、
前記角度ステップに基づいて角度を算出する角度算出手段と、
１次元の前記レーダパルス応答差分信号を、前記角度算出手段により算出された前記角度と前記距離により定まる２次元平面上の位置のレーダパルス２次元応答差分信号に変換する移動物体データ変換手段と、
複数の前記レーダパルス２次元応答差分信号を合成する移動物体データ合成手段と、
前記移動物体データ合成手段により合成されたレーダパルス２次元応答合成信号を表示する表示制御手段とを備える広帯域レーダ装置。 Transmitting means for transmitting broadband radar pulses;
Receiving means for receiving radar pulses reflected from the object to be observed;
A moving object detecting means for detecting a difference between radar pulse response signals having different sample times received by the receiving means as a radar pulse response difference signal indicating a moving object;
An angle step calculating means for calculating an angle step that changes according to a distance based on the position of the transmitting means;
Angle calculating means for calculating an angle based on the angle step;
Moving object data conversion means for converting the one-dimensional radar pulse response difference signal into a radar pulse two-dimensional response difference signal at a position on a two-dimensional plane determined by the angle calculated by the angle calculation means and the distance;
Moving object data synthesis means for synthesizing a plurality of radar pulse two-dimensional response difference signals;
A broadband radar apparatus comprising: display control means for displaying a radar pulse two-dimensional response synthesized signal synthesized by the moving object data synthesizing means.
前記移動物体検出手段は、前記第１の受信手段で受信された、サンプル時刻の異なる第１のレーダパルス応答信号の差分を第１のレーダパルス応答差分信号として抽出する第１の移動物体検出手段と、前記第２の受信手段で受信された、サンプル時刻の異なる第２のレーダパルス応答信号の差分を第２のレーダパルス応答差分信号として抽出する第２の移動物体検出手段を有し、
前記角度ステップ算出手段は、前記距離に応じた角度ステップを算出する第１及び第２の角度ステップ算出手段を有し、
前記角度算出手段は、前記第１及び第２の角度ステップ算出手段により算出され角度ステップに基づいて角度を算出する第１及び第２の角度算出手段を有し、
前記移動物体データ変換手段は、１次元の前記第１及び第２のレーダパルス応答差分信号を、算出された前記角度と距離により定まる２次元座標上の位置のレーダパルス２次元応答差分信号に変換する第１及び第２の移動物体データ変換手段を有し、
前記移動物体データ合成手段は、前記第１及び第２のレーダパルス２次元応答差分信号を合成する請求項１記載の広帯域レーダ装置。 The receiving means has first and second receiving means,
The moving object detection means extracts a difference between first radar pulse response signals with different sampling times received by the first reception means as a first radar pulse response difference signal. And a second moving object detection means for extracting a difference between second radar pulse response signals with different sample times received by the second reception means as a second radar pulse response difference signal,
The angle step calculating means includes first and second angle step calculating means for calculating an angle step according to the distance,
The angle calculation means includes first and second angle calculation means for calculating an angle based on the angle step calculated by the first and second angle step calculation means,
The moving object data converting means converts the one-dimensional first and second radar pulse response difference signals into a radar pulse two-dimensional response difference signal at a position on a two-dimensional coordinate determined by the calculated angle and distance. First and second moving object data conversion means
2. The broadband radar apparatus according to claim 1, wherein the moving object data synthesis means synthesizes the first and second radar pulse two-dimensional response difference signals.
観測対象の物体から反射されるレーダパルスを受信手段で受信するステップと、
受信されたサンプル時刻の異なるレーダパルス応答信号の差分を抽出し、移動物体を示すレーダパルス応答差分信号に変換するステップと、
２次元平面上の距離に応じて変化する角度ステップを算出するステップと、
算出された前記角度ステップに基づいて角度を算出するステップと、
１次元の前記レーダパルス応答差分信号を、前記距離と前記角度により定まる座標のレーダパルス２次元応答差分信号に変換するステップと、
複数のレーダパルス２次元応答差分信号を合成するステップと、
合成されたレーダパルス２次元応答合成信号を表示するステップとを有する広帯域レーダ装置の移動物体検出方法。 A method of detecting a moving object of a broadband radar device that detects a moving object by transmitting a broadband radar pulse,
Receiving a radar pulse reflected from an object to be observed by a receiving means;
Extracting a difference between radar pulse response signals received at different sample times and converting the difference to a radar pulse response difference signal indicating a moving object;
Calculating an angular step that varies according to a distance on a two-dimensional plane;
Calculating an angle based on the calculated angle step;
Converting the one-dimensional radar pulse response difference signal into a radar pulse two-dimensional response difference signal having coordinates determined by the distance and the angle;
Synthesizing a plurality of radar pulse two-dimensional response difference signals;
And a step of displaying a synthesized radar pulse two-dimensional response synthesized signal.
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