JP2012103203A - Fmcwレーダ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】レーダ装置1では、第1コア35と第2コア37とを用い、上り変調時の受信データ(上りビート信号)が得られた場合には即座に第1コア35でFFT等の演算を行い、下り変調時の受信データ(下りビート信号)が得られた場合には、第1コア35での演算と並列に、即座に第2コア35でFFT等の演算を行う。つまり、演算に必要な信号が得られた場合には即座に各コア35、37で演算を行うことができるので、上りビート信号と下りビート信号が得られるのを待って演算を行う必要がない。そのため、各演算処理の負荷(FFT等の演算負荷)が高負荷であっても、レーダ装置1における目標物体の認識のための演算周期を短くでき、よって、車両等の目標物体の検知の応答性を向上できる。
【選択図】図4
Description
V={c/4・Fo}・(fu−fd) ・・・(A2)
なお、cは電波伝搬速度、Tは送信信号を変調する三角波の周期、△Fは送信信号の周波数変調幅、Foは送信信号の中心周波数である。
具体的には、上り変調時のビート信号取得処理、下り変調時のビート信号取得処理、上り変調時のFFT変換処理、下り変調時のFFT変換処理、上り変調時の方位推定処理、下り変調時の方位推定処理、目標物体(車両)の物体化認識処理などを、順次行っていた(特許文献2、3参照)。
ここで、コアとは、命令発行器や演算器などを組み合わせた1つの部品として動作するプロセッサコアのことであり、プロセッサコアが複数収納されたパッケージであるマルチプロセッサでは、各プロセッサコアは他のプロセッサコアに影響されることなく動作できる。
このマイクロコンピュータとしては、いわゆるワンチップマイコンを採用できる。
図1に示すように、本実施例のレーダ装置1は、目標物体(物標)との距離、相対速度、方向等を検出できる装置であり、主として、レーダ波の送受信を行う送受信部3と、レーダ装置1の制御や(目標物体の検出のための)各種の演算等の処理を行う信号処理部5を備えている。
そして、マイクロコンピュータ27では、A/D変換器25によってデジタル値に変換されたビート信号(デジタルデータD)に基づいて、後述するMUSICの処理における方位の推定(算出)を行うとともに、FMCWによる距離や相対速度の算出を行う。
なお、ここでは、上り変調時の処理及び下り変調時の処理を、それぞれ2回づつ行う例を挙げて説明する。
具体的には、第1コア35では、最初(1回目)の上り変調時の区間(アップ区間)の終了時点で、1回目の上り変調時の受信信号Ssのデータを用いて、1回目の上り信号処理(u1)を行う。この1回目の上り信号処理(u1)とは、後述する1回目の上り変調時におけるビート信号取得処理とFFT変換処理である(図4参照)。
一方、第2コア37では、前記第1コア35での処理と並列に、最初(1回目)の下り変調時(ダウン区間)の終了時点で、1回目の下り変調時の受信信号Ssのデータを用いて、1回目の下り信号処理(d1)を行う。この1回目の下り信号処理(d1)とは、後述する1回目の下り変調時におけるビート信号取得処理とFFT変換処理である。
そして、第2コア37での方向推定処理(ddoa)が終了した場合には、第1コア35にて、後述するように、両コア35、37での演算結果を用いて、ペアリングや目標物体との距離や相対速度の検出などの物体化認識処理を行う。
<データの記憶方法>
まず、レーダ装置1で受信された信号のデータの記憶方法について、図3に基づいて説明する。
<両コアでの演算方法>
次に、両コア35、37で行われる処理内容について、図4に基づいて説明する。
図4に示す様に、第1コア35では、ステップ(S)100にて、最初(1回目)の上り変調時の終了時のタイミングから、1回目の上り変調時におけるビート信号取得処理を開始する。
続くステップ110では、前記サンプリングデータ(u1データ)を用いて、周知のFFT処理(高速フーリエ変換処理)を行って、ビート周波数情報を得る。即ち、1回目の上げ変調時におけるパワースペクトルPu1を求める。なお、このパワースペクトルPu1から、上り変調時のビート周波数fu(即ちu1データに基づく上りビート周波数fu1)を求めることができる。
続くステップ120では、2回目の上り変調時の終了時のタイミングから、2回目の上り変調時におけるビート信号取得処理を開始する。
続くステップ130では、前記サンプリングデータ(u2データ)を用いて、同様なFFT処理を行って、ビート周波数情報を得る。即ち、2回目の上げ変調時のパワースペクトルPu2を求める。
続くステップ140では、前記ステップ110のFFT処理によって得られたパワースペクトルPu1と、前記ステップ130のFFT処理によって得られたパワースペクトルPu2とを用いて、周知の方位推定処理を行う。
ここまでのステップ100〜140の処理が、第1コア35にて、最初に実施される処理である。
続くステップ160では、前記サンプリングデータ(d1データ)を用いて、周知のFFT処理(高速フーリエ変換処理)を行って、ビート周波数情報を得る。即ち、1回目の下り変調時におけるパワースペクトルPd1を求める。
続くステップ170では、2回目の下り変調時の終了時のタイミングから、2回目の下り変調時におけるビート信号取得処理を開始する。
続くステップ180では、前記サンプリングデータ(d2データ)を用いて、同様なFFT処理を行って、ビート周波数情報を得る。即ち、2回目の下り変調時のパワースペクトルPd2を求める。
続くステップ190では、前記ステップ160のFFT処理によって得られたパワースペクトルPd1と、前記ステップ180のFFT処理によって得られたパワースペクトルPd2とを用いて、上述した様な例えばMISIC法による周知の方位推定処理を行う。
ここまでのステップ150〜190の処理が、第2コア37にて、最初に実施される処理である。
そして、第1コア35では、ステップ200にて、上述した第1コア35でのステップ100〜140の処理結果と、第2コア37でのステップ150〜190の処理結果を用いて、周知の物体化認識処理を行う。
このペアリング処理とは、周知の様に、上り変調時と下り変調時とで、同じ方位にあるピーク周波数同士を組み合わせる処理である。
本発明は、前記実施例1の様に、1個のマイクロコンピュータ(いわゆるワンチップマイコン)にマルチコア(例えばディアルコア)を搭載したレーダ装置ではなく、図5に示す様に、レーダ装置51の信号処理部53に、マイクロコンピュータ(ワンチップマイコン)55、57を複数個(例えば2個)用いたものである。
例えば本発明は、自動車において、その先行車などとの距離や相対速度や方位等を求める場合に限らず、航空機や船舶や電車等の目標物体の情報を求める場合に適用できる。
5、53…信号処理部
7…送受信部
9…電圧制御発振器
11…分配器
13…送信アンテナ
15…受信アンテナ
17…受信側アンテナ部
19…受信スイッチ
20…受信部
21…ミキサ
27…マイクロコンピュータ
31…RAM31
35…第1コア
37…第2コア
55…第1マイクロコンピュータ
57…第2マイクロコンピュータ
Claims (5)
- レーダ波として送信するため、時間に対して周波数が上昇又は下降して変化するよう変調された高周波の送信信号を生成し、目標物体により反射された前記レーダ波の受信信号に、前記送信信号をローカル信号として混合し、該混合された信号の周波数差を成分とするビート信号に基づいて、目標物体との距離及び相対速度のうち少なくとも一方の目標物体の情報を求めるFMCWレーダ装置において、
前記目標物体の情報を算出する演算手段として、第1演算手段と該第1演算手段と並列に演算可能な第2演算手段とを備えるとともに、
前記第1演算手段では、前記送信信号の周波数が上昇する上り変調時の上りビート信号に基づいて、前記目標物体の情報の演算を行い、
前記第2演算手段では、前記第1演算手段の演算と並列に、前記送信信号の周波数が下降する下り変調時の下りビート信号に基づいて、前記目標物体の情報の演算を行うことを特徴とするFMCWレーダ装置。 - 前記第1演算手段の演算及び前記第2演算手段の演算の後に、第1演算手段による演算結果と第2演算手段による演算結果を用いて、第1演算手段又は第2演算手段によって、更に目標物体の他の情報の演算を行うことを特徴とする請求項1に記載のFMCWレーダ装置。
- 前記第1演算手段及び前記第2演算手段は、単一のマイクロコンピュータに配置された2つのコアであることを特徴とする請求項1又は2に記載のFMCWレーダ装置。
- 前記第1演算手段及び前記第2演算手段は、異なるマイクロコンピュータであることを特徴とする請求項1又は2に記載のFMCWレーダ装置。
- 前記目標物体は、車両であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のFMCWレーダ装置。
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