JP2020051842A - Signal processing device, sensing device, signal processing method, and control program - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、信号処理装置、センシング装置、信号処理方法及び制御プログラムに関する。 The present disclosure relates to a signal processing device, a sensing device, a signal processing method, and a control program.
従来、レーダ等のセンシング装置において、目標の移動に伴う「レンジウォーク」に対処する技術が提案されている（例えば、特許文献１）。特許文献１に開示されている技術では、送信される目標探索信号として、夫々がチヤープ変調信号である複数のパルスでなる目標捜索信号が用いられ、該複数のパルスにおけるパルス幅及び距離分解能の内の少なくとも一方が互いに異なっている。 2. Description of the Related Art Conventionally, in a sensing device such as a radar, a technique for coping with “range walk” accompanying movement of a target has been proposed (for example, Patent Document 1). In the technique disclosed in Patent Document 1, as a target search signal to be transmitted, a target search signal including a plurality of pulses each of which is a chirp-modulated signal is used. Are different from each other.
しかしながら、上記特許文献１に開示されている技術では、目標の加速度が考慮されていない。このため、目標の加速度運動に起因した「ドップラ周波数ウォーク損」が生じることによって目標探知性能が低下してしまう可能性がある。 However, in the technology disclosed in Patent Document 1, the target acceleration is not considered. For this reason, there is a possibility that the target detection performance may be degraded due to the occurrence of “Doppler frequency walk loss” due to the acceleration motion of the target.
本開示の目的は、目標が加速度運動している場合において目標探知性能の低下を回避することができる、信号処理装置、センシング装置、信号処理方法及び制御プログラムを提供することにある。 An object of the present disclosure is to provide a signal processing device, a sensing device, a signal processing method, and a control program that can avoid a decrease in target detection performance when a target is moving with acceleration.
第１の態様にかかる信号処理装置は、複数の送信パルス変調信号に対応し且つ１つの方向に送信された、複数の送信信号が目標において反射された複数の反射信号にそれぞれ対応する複数の受信パルス変調信号を入力し、各受信パルス変調信号に対してパルス圧縮処理を施すパルス圧縮部と、前記複数の受信パルス変調信号に対応する前記パルス圧縮処理後の信号を時間領域から周波数領域に変換することによってコヒーレント積分し、積分結果信号を出力するコヒーレント積分部と、前記積分結果信号に基づいて、前記目標を検出する検出部と、を具備し、前記パルス圧縮部は、前記目標の加速度に応じた補正関数を用いて、ドップラ周波数ウォークを補正するドップラ周波数ウォーク補正部を含む。 The signal processing apparatus according to the first aspect includes a plurality of reception units corresponding to a plurality of transmission pulse modulation signals and transmitted in one direction, the plurality of transmission signals respectively corresponding to a plurality of reflection signals reflected at a target. A pulse compression unit that inputs a pulse modulation signal and performs a pulse compression process on each reception pulse modulation signal, and converts a signal after the pulse compression process corresponding to the plurality of reception pulse modulation signals from a time domain to a frequency domain A coherent integration unit that outputs an integration result signal, and a detection unit that detects the target based on the integration result signal. A Doppler frequency walk correction unit that corrects a Doppler frequency walk using a corresponding correction function is included.
第２の態様にかかる信号処理方法は、複数の送信パルス変調信号に対応し且つ１つの方向に送信された、複数の送信信号が目標において反射された複数の反射信号にそれぞれ対応する複数の受信パルス変調信号の各受信パルス変調信号に対してパルス圧縮処理を施し、前記複数の受信パルス変調信号に対応する前記パルス圧縮処理後の信号を時間領域から周波数領域に変換することによってコヒーレント積分して、積分結果信号を形成し、前記積分結果信号に基づいて、前記目標を検出し、前記パルス圧縮処理は、前記目標の加速度に応じた補正関数を用いて、ドップラ周波数ウォークを補正する処理を含む。 The signal processing method according to the second aspect includes a plurality of receptions corresponding to the plurality of transmission pulse modulation signals and transmitted in one direction, the plurality of transmission signals respectively corresponding to the plurality of reflection signals reflected at the target. Perform pulse compression processing on each received pulse modulated signal of the pulse modulated signal, coherent integration by converting the signal after the pulse compression processing corresponding to the plurality of received pulse modulated signals from the time domain to the frequency domain , Forming an integration result signal, detecting the target based on the integration result signal, and the pulse compression process includes a process of correcting a Doppler frequency walk using a correction function corresponding to the acceleration of the target. .
第３の態様にかかる制御プログラムは、複数の送信パルス変調信号に対応し且つ１つの方向に送信された、複数の送信信号が目標において反射された複数の反射信号にそれぞれ対応する複数の受信パルス変調信号の各受信パルス変調信号に対してパルス圧縮処理を施し、前記複数の受信パルス変調信号に対応する前記パルス圧縮処理後の信号を時間領域から周波数領域に変換することによってコヒーレント積分して、積分結果信号を形成し、前記積分結果信号に基づいて、前記目標を検出する、処理を、信号処理装置に実行させ、前記パルス圧縮処理は、前記目標の加速度に応じた補正関数を用いて、ドップラ周波数ウォークを補正する処理を含む。 A control program according to a third aspect includes a plurality of reception pulses corresponding to a plurality of transmission pulse modulation signals and transmitted in one direction, the plurality of reception signals respectively corresponding to a plurality of reflection signals at which a plurality of transmission signals are reflected at a target. Perform pulse compression processing on each received pulse modulation signal of the modulation signal, coherent integration by converting the signal after the pulse compression processing corresponding to the plurality of received pulse modulation signals from the time domain to the frequency domain, Forming an integration result signal, detecting the target based on the integration result signal, causing the signal processing device to execute a process, wherein the pulse compression process uses a correction function according to the acceleration of the target, A process for correcting the Doppler frequency walk is included.
本開示により、目標が加速度運動している場合において目標探知性能の低下を回避することができる、信号処理装置、センシング装置、信号処理方法及び制御プログラムを提供することができる。 According to the present disclosure, it is possible to provide a signal processing device, a sensing device, a signal processing method, and a control program that can avoid a decrease in target detection performance when a target is moving with acceleration.
以下、図面を参照しつつ、実施形態について説明する。なお、実施形態において、同一又は同等の要素には、同一の符号を付し、重複する説明は省略される。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. Note that, in the embodiments, the same or equivalent elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
＜第１実施形態＞
＜センシング装置の構成例＞
図１は、第１実施形態のセンシング装置の一例を示すブロック図である。図１に示すセンシング装置１は、１つの方向に複数の「送信信号」（つまり、「目標探索信号」）を送信し、該複数の送信信号が「目標」において反射された複数の「反射信号」を受信する。各送信信号は、「送信パルス変調信号（つまり、送信ベースバンド信号）」が「搬送波」に重畳された信号である。例えば、複数の送信信号に対応する複数の送信パルス変調信号は、それぞれチャープ変調された信号であり、パルス幅及び距離分解能の少なくとも一方が互いに異なっている。
<First embodiment>
<Example of configuration of sensing device>
FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of the sensing device according to the first embodiment. The sensing device 1 shown in FIG. 1 transmits a plurality of “transmission signals” (that is, “target search signals”) in one direction, and a plurality of “reflection signals” obtained by reflecting the plurality of transmission signals at the “target”. Is received. Each transmission signal is a signal in which a “transmission pulse modulation signal (that is, a transmission baseband signal)” is superimposed on a “carrier”. For example, a plurality of transmission pulse modulation signals corresponding to a plurality of transmission signals are chirp-modulated signals, and have at least one of a pulse width and a distance resolution different from each other.
ここで、送信パルス変調信号の送信に用いられる搬送波は、電磁波、音波、及び光波等のいずれであってもよい。搬送波が電磁波であれば、センシング装置１は、レーダ装置である。また、搬送波が音波であれば、センシング装置１は、ソナー装置である。また、搬送波が光波であれば、センシング装置１は、ライダー（LADAR：Laser Detection and Ranging）装置である。以下では、搬送波が電磁波であること、つまり、センシング装置１がレーダ装置であることを前提として説明する。 Here, the carrier used for transmitting the transmission pulse modulation signal may be any of an electromagnetic wave, a sound wave, a light wave, and the like. If the carrier is an electromagnetic wave, the sensing device 1 is a radar device. If the carrier is a sound wave, the sensing device 1 is a sonar device. If the carrier is a light wave, the sensing device 1 is a LADAR (Laser Detection and Ranging) device. The following description is based on the assumption that the carrier is an electromagnetic wave, that is, the sensing device 1 is a radar device.
図１においてセンシング装置１は、信号処理部（信号処理装置）１０と、送受信部２０と、空中線部３０とを有している。
In FIG. 1, the sensing device 1 includes a signal processing unit (signal processing device) 10, a transmitting /
信号処理装置１０は、上記の送信パルス変調信号を送受信部２０へ出力する。また、信号処理装置１０は、該送信パルス変調信号に対応する「受信パルス変調信号」を送受信部２０から受け取る。
The
送受信部２０は、信号処理装置１０から受け取った送信パルス変調信号を搬送波に重畳して送信信号を形成し、形成した送信信号を空中線部３０へ出力する。また、送受信部２０は、空中線部３０から受け取った受信信号（つまり、上記の反射信号）から搬送波を取り除いて、搬送波に重畳されているパルス変調信号（つまり、上記の「受信パルス変調信号」）を抽出する。そして、送受信部２０は、抽出した受信パルス変調信号（つまり、受信ベースバンド信号）を信号処理装置１０へ出力する。
The transmission /
空中線部３０は、ここでは搬送波が電波であるので、アンテナである。
The
＜信号処理装置の概要＞
図２は、第１実施形態の信号処理装置の一例を示すブロック図である。図２において信号処理装置１０は、パルス圧縮部１１と、コヒーレント積分部１２と、検出部１３とを有している。
<Overview of signal processing device>
FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of the signal processing device according to the first embodiment. In FIG. 2, the
パルス圧縮部１１は、複数の受信パルス変調信号（つまり、複数の受信ベースバンド信号）を入力する。上記の通り、複数の受信パルス変調信号は、複数の送信パルス変調信号（つまり、複数の送信ベースバンド信号）に対応し且つ１つの方向に送信された、複数の送信信号が「目標」において反射された複数の反射信号にそれぞれ対応する。そして、パルス圧縮部１１は、各受信パルス変調信号に対してパルス圧縮処理を実行する。
The
例えば、パルス圧縮部１１は、ドップラ周波数ウォーク補正部１１Ａを含んでいる。ドップラ周波数ウォーク補正部１１Ａは、目標の加速度（加速度候補）に応じた「補正関数」を用いて、ドップラ周波数ウォークを補正する。これにより、目標の加速度運動に起因した「ドップラ周波数ウォーク損」を補償することができる。
For example, the
ここで、上記の通り、例えば、複数の送信パルス変調信号は、それぞれチャープ変調された信号であり、パルス幅及び距離分解能の少なくとも一方が互いに異なっている。すなわち、例えば、複数の送信パルス変調信号は、次の式（１）を満たしてもよい。
Pw(i)・Dr(i)=Pw(1)・Dr(1)±Ti・（λ／2）・・・（１）
この式（１）において、Pw(i)は、第i番目の送信パルスのパルス幅を意味する。Dr(i)は、第i番目の送信パルスの距離分解能を意味する。Pw(1)は、第１番目の送信パルスのパルス幅を意味する。Dr(1)は、第１番目の送信パルスの距離分解能を意味する。Tiは、第１番目の送信パルスと第i番目の送信パルスとの時間間隔を意味する。λは、目標捜索信号（つまり、複数の送信信号）の波長を意味する。Iは、1,2,・・・・,nである。なお、右辺の符号（±）の（＋）は、チヤープ変調信号がダウンチヤ−プ変調である場合を示し、（−）は、チヤープ変調信号がアップチヤ−プ変調である場合を示す。
Here, as described above, for example, the plurality of transmission pulse modulation signals are chirp-modulated signals, and at least one of the pulse width and the distance resolution is different from each other. That is, for example, a plurality of transmission pulse modulation signals may satisfy the following equation (1).
Pw (i) · Dr (i) = Pw (1) · Dr (1) ± Ti · (λ / 2) (1)
In this equation (1), Pw (i) means the pulse width of the i-th transmission pulse. Dr (i) means the distance resolution of the i-th transmission pulse. Pw (1) means the pulse width of the first transmission pulse. Dr (1) means the distance resolution of the first transmission pulse. Ti means a time interval between the first transmission pulse and the i-th transmission pulse. λ means the wavelength of the target search signal (that is, a plurality of transmission signals). I is 1, 2,..., N. In addition, (+) of the sign (±) on the right side indicates a case where the chirp-modulated signal is a down-chirp modulation, and (-) indicates a case where the chirp-modulated signal is an up-chirp modulation.
コヒーレント積分部１２は、複数の受信パルス変調信号に対応するパルス圧縮処理後の信号を時間領域から周波数領域に変換することによってコヒーレント積分して、「積分結果信号」を形成する。
The
検出部１３は、コヒーレント積分部１２から受け取った積分結果信号に基づいて、目標を検出する。
The
＜信号処理装置の詳細な構成例＞
図３は、第１実施形態の信号処理装置のより具体的な構成を示すブロック図である。図３の信号処理装置１０においてパルス圧縮部１１は、ドップラ周波数ウォーク補正部１１Ａと、相互相関演算部１１Ｂと、ファストタイム逆離散フーリエ変換（ＩＤＦＴ）部１１Ｃとを有している。
<Detailed configuration example of signal processing device>
FIG. 3 is a block diagram illustrating a more specific configuration of the signal processing device according to the first embodiment. In the
相互相関演算部１１Ｂは、各受信パルス変調信号と各受信パルス変調信号に対応する送信パルス変調信号との、周波数領域における相互相関を演算する。
The
例えば、相互相関演算部１１Ｂは、ファストタイム離散フーリエ変換（ＤＦＴ）部１１Ｂ１，１１Ｂ３と、複素共役部１１Ｂ２と、乗算部１１Ｂ４とを有している。
For example, the
ファストタイムＤＦＴ部１１Ｂ１は、「参照信号（レプリカ信号）」として、各受信パルス変調信号に対応する送信パルス変調信号を入力する。そして、ファストタイムＤＦＴ部１１Ｂ１は、各送信パルス変調信号に対してファストタイムにおいて離散フーリエ変換を実行することで、各送信パルス変調信号を時間領域から周波数領域に変換する。 The fast time DFT unit 11B1 inputs a transmission pulse modulation signal corresponding to each reception pulse modulation signal as a “reference signal (replica signal)”. Then, the fast time DFT unit 11B1 performs a discrete Fourier transform on each transmission pulse modulation signal in the fast time, thereby converting each transmission pulse modulation signal from the time domain to the frequency domain.
複素共役部１１Ｂ２は、周波数領域の各送信パルス変調信号の「複素共役信号」を形成する。 The complex conjugate unit 11B2 forms a “complex conjugate signal” of each transmission pulse modulation signal in the frequency domain.
ファストタイムＤＦＴ部１１Ｂ３は、複数の受信パルス変調信号を入力する。そして、ファストタイムＤＦＴ部１１Ｂ３は、各受信パルス変調信号に対してファストタイムにおいて離散フーリエ変換を実行することで、各受信パルス変調信号を時間領域から周波数領域に変換する。ここで、「ファストタイム」とは、各送信パルス変調信号に対応する送信信号が送信された時刻からの経過時間である。以下では、「ファストタイム」がフーリエ変換されたものを「ファスト周波数」と呼ぶことがある。 Fast time DFT section 11B3 receives a plurality of received pulse modulation signals. Then, the fast time DFT unit 11B3 converts each received pulse modulated signal from the time domain to the frequency domain by executing discrete Fourier transform on each received pulse modulated signal in the fast time. Here, the “fast time” is an elapsed time from the time when the transmission signal corresponding to each transmission pulse modulation signal is transmitted. In the following, what is obtained by performing a Fourier transform on “fast time” may be referred to as “fast frequency”.
乗算部１１Ｂ４は、周波数領域の各受信パルス変調信号と、複素共役部１１Ｂ２において該各受信パルス変調信号に対応する送信パルス変調信号から得られた複素共役信号とを乗算して、「相関演算結果信号」を形成する。ここで、「相関演算結果信号」は、「ファスト周波数」及び「スロータイム」の２次元領域に対する波形である。「スロータイム」とは、各送信パルス変調信号に対応する送信信号が送信された時刻である。この「スロータイム」がフーリエ変換されたものが「ドップラ周波数」である。 The multiplication unit 11B4 multiplies each received pulse modulation signal in the frequency domain by a complex conjugate signal obtained from the transmission pulse modulation signal corresponding to each reception pulse modulation signal in the complex conjugate unit 11B2, and obtains a “correlation calculation result. Signal ". Here, the “correlation calculation result signal” is a waveform for a two-dimensional region of “fast frequency” and “slow time”. “Slow time” is the time at which the transmission signal corresponding to each transmission pulse modulation signal was transmitted. The result of Fourier transform of the “slow time” is the “Doppler frequency”.
ドップラ周波数ウォーク補正部１１Ａは、目標の加速度（加速度候補）ａを入力する。この加速度ａは、例えば、目標追尾処理を行う加速度推定部（図示せず）によって算出されてもよい。すなわち、図２に示す信号処理装置１０の構成は、目標の加速度が既知である場合の構成である。
The Doppler frequency
ドップラ周波数ウォーク補正部１１Ａは、乗算部１１Ａ１を有している。そして、乗算部１１Ａ１は、加速度ａに応じた補正関数と、乗算部１１Ｂ４で形成された相関演算結果信号とを乗算し、「乗算結果信号」を形成する。
The Doppler frequency
ファストタイムＩＤＦＴ部１１Ｃは、ドップラ周波数ウォーク補正部１１Ａで形成された乗算結果信号に対してファストタイムにおいて逆離散フーリエ変換を実行することで、乗算結果信号を周波数領域から時間領域に変換して、パルス圧縮処理後の信号を形成する。
The fast time IDFT unit 11C performs an inverse discrete Fourier transform in the fast time on the multiplication result signal formed by the Doppler frequency
コヒーレント積分部１２は、スロータイム離散フーリエ変換（ＤＦＴ）部１２Ａを有している。スロータイムＤＦＴ部１２Ａは、各パルス圧縮後の信号に対してスロータイムにおいて逆離散フーリエ変換を実行して各パルス圧縮後の信号を時間領域から周波数領域に変換することによってコヒーレント積分を行う。これにより、「積分結果信号」が得られる。
The
以上のように、ファストタイムＤＦＴ部１１Ｂ３には、複数の受信パルス変調信号のそれぞれに対応する、ファストタイムに対する振幅波形（つまり、複数の「遅延プロファイル」）が、入力される。換言すれば、ファストタイムＤＦＴ部１１Ｂ３には、ファストタイム及びスロータイムの２次元領域に対する振幅波形（つまり、「遅延ヒストリ」）が入力される。そして、ファストタイムＤＦＴ部１１Ｂ３からは、複数の受信パルス変調信号のそれぞれに対応する、遅延プロファイルをフーリエ変換して得られる複数の振幅波形（つまり、「遅延スペクトル」）が出力される。換言すれば、ファストタイムＤＦＴ部１１Ｂ３からは、ファスト周波数及びスロータイムの２次元領域に対する振幅波形（つまり、「遅延スペクトルヒストリ」）が出力される。そして、乗算部１１Ｂ４からは、ファスト周波数及びスロータイムの２次元領域に対する波形が出力される。そして、ファストタイムＩＤＦＴ部１１Ｃからは、ファストタイム及びスロータイムの２次元領域に対する波形が出力される。そして、コヒーレント積分部１２からは、ファストタイム及びドップラ周波数に対する波形が出力される。
As described above, the fast time DFT unit 11B3 receives the amplitude waveform (that is, a plurality of “delay profiles”) for the fast time corresponding to each of the plurality of received pulse modulation signals. In other words, the fast time DFT unit 11B3 receives an amplitude waveform (ie, “delay history”) for a two-dimensional fast time and slow time area. Then, from the fast time DFT unit 11B3, a plurality of amplitude waveforms (that is, “delay spectrum”) obtained by Fourier-transforming the delay profile corresponding to each of the plurality of received pulse modulation signals are output. In other words, the fast time DFT unit 11B3 outputs an amplitude waveform (that is, “delay spectrum history”) for the two-dimensional area of the fast frequency and the slow time. Then, a waveform for the two-dimensional area of the fast frequency and the slow time is output from the multiplier 11B4. The fast time IDFT unit 11C outputs a waveform for a two-dimensional fast time and slow time area. The
ここで、「補正関数」について説明する。 Here, the “correction function” will be described.
まず、送信信号にFMリニアチャープ波形を用いる場合、上記の参照信号（レプリカ信号）は、次の式（２）によって表すことができる。
式（２）におけるｒｅｃｔ（ｘ）は、次の式（３）によって表すことができる。
また、上記の受信パルス変調信号（つまり、受信ベースバンド信号）は、次の式（４）によって表すことができる。
そして、パルス圧縮処理後の信号（つまり、ファスト周波数及びスロータイムの領域における波形）は、次の式（５）によって表すことができる。
ここで、ｒ（ｔｓｌｏｗ）は、次の式（６）で表すことができる。
式（６）を式（５）へ代入すると共に、ｆｄがｆ及びｆｃのいずれに対しても十分に小さいためｆｄを無視すると、次の式（７）が得られる。
このため、ドップラ周波数ウォークを補正するための補正関数は、次の式（８）で表すことができる。
以上のように第１実施形態によれば、信号処理装置１０においてパルス圧縮部１１は、目標の加速度（加速度候補）に応じた「補正関数」を用いて、ドップラ周波数ウォークを補正するドップラ周波数ウォーク補正部１１Ａを含んでいる。
As described above, according to the first embodiment, the
この信号処理装置１０の構成により、目標が加速度運動している場合において目標探知性能の低下を回避することができる。
With the configuration of the
＜第２実施形態＞
第２実施形態は、目標の加速度が既知ではない場合の実施形態に関する。第２実施形態のセンシング装置の基本構成は、第１実施形態のセンシング装置１と同じなので、図１を参照して説明する。すなわち、第２実施形態では、センシング装置１は、信号処理装置１０の代わりに、後述する信号処理装置４０を有している。
<Second embodiment>
The second embodiment relates to an embodiment in which the target acceleration is not known. The basic configuration of the sensing device according to the second embodiment is the same as that of the sensing device 1 according to the first embodiment, and will be described with reference to FIG. That is, in the second embodiment, the sensing device 1 includes a
図４は、第２実施形態の信号処理装置の一例を示すブロック図である。図４において信号処理装置４０は、パルス圧縮部４１と、コヒーレント積分部４２と、検出部４３とを有している。
FIG. 4 is a block diagram illustrating an example of the signal processing device according to the second embodiment. 4, the
パルス圧縮部４１は、相互相関演算部１１Ｂと、ドップラ周波数ウォーク補正部（第１のドップラ周波数ウォーク補正部）４１Ａと、ファストタイムＩＤＦＴ部（第１の逆フーリエ変換部）４１Ｂとを有している。
The
ドップラ周波数ウォーク補正部４１Ａは、相互相関演算部１１Ｂから相関演算結果信号を受け取る。そして、ドップラ周波数ウォーク補正部４１Ａは、相関演算結果信号に対して、目標の「第１グループの複数の加速度候補（探索加速度）」に応じた「第１グループの複数の補正関数」をそれぞれ乗算し、「複数の乗算結果信号（第１グループの複数の乗算結果信号）」を出力する。
The Doppler frequency
具体的には、ドップラ周波数ウォーク補正部４１Ａは、乗算部４１Ａ１〜４１ＡＬを有している。乗算部４１Ａ１〜４１ＡＬは、それぞれ、第１グループの複数の加速度候補ａ’１〜ａ’Ｌに対応している。
Specifically, the Doppler frequency
ファストタイムＩＤＦＴ部４１Ｂは、ドップラ周波数ウォーク補正部４１Ａから受け取る第１グループの複数の乗算結果信号を周波数領域から時間領域にそれぞれ変換して、第１グループの複数のパルス圧縮処理後の信号を形成する。
The fast
具体的には、ファストタイムＩＤＦＴ部４１Ｂは、ファストタイムＩＤＦＴ部４１Ｂ１〜４１ＢＬを有している。ファストタイムＩＤＦＴ部４１Ｂ１〜４１ＢＬは、それぞれ、第１グループの複数の加速度候補ａ’１〜ａ’Ｌに対応している。
Specifically, the fast
コヒーレント積分部４２は、ファストタイムＩＤＦＴ部４１Ｂで形成された第１グループの複数のパルス圧縮処理後の信号をスロータイムにおいて時間領域から周波数領域にそれぞれ変換することによってコヒーレント積分する。これにより、第１グループの複数の積分結果信号が得られる。
The
具体的には、コヒーレント積分部４２は、スロータイムＤＦＴ部４２Ａ１〜４２ＡＬを有している。スロータイムＤＦＴ部４２Ａ１〜４２ＡＬは、それぞれ、第１グループの複数の加速度候補ａ’１〜ａ’Ｌに対応している。
Specifically, the
検出部４３は、コヒーレント積分部４２から受け取る第１グループの複数の積分結果信号に基づいて、目標を検出する。例えば、検出部４３は、コヒーレント積分部４２から受け取る第１グループの複数の積分結果信号のうちで振幅が最も大きい積分結果信号を選択する。すなわち、検出部４３は、図５に示すように複数の加速度候補（探索加速度）にそれぞれ対応する第１グループの複数の積分結果信号のうちで、振幅が最も大きい積分結果信号を選択する。この選択された積分結果信号は、目標の実際の加速度（目標加速度）に最も近い加速度候補に対応する。そして、検出部４３は、選択した積分結果信号と所定の閾値とを用いて、目標を検出する。図５は、第２実施形態の加速度探索の説明に供する図である。
The
なお、ここでは、振幅が最も大きい積分結果信号を選択することによって次元（加速度の次元）を１つ減らした後に、閾値を用いて目標を検出しているが、これに限定されない。例えば、減らす対象の次元は、任意でよく、また、複数であってもよい。また、次元を減らすことなく、全次元（距離−ドップラ周波数−加速度）の信号振幅に対して閾値を用いて、目標を検出してもよい。ビームフォーミングを行う場合には、全次元は、距離−ドップラ周波数−加速度−ビーム指向方向となる。 Here, although the dimension (acceleration dimension) is reduced by one by selecting the integration result signal having the largest amplitude, the target is detected using the threshold, but the present invention is not limited to this. For example, the dimension to be reduced may be arbitrary and may be plural. Alternatively, the target may be detected using a threshold value for the signal amplitude in all dimensions (distance-Doppler frequency-acceleration) without reducing the dimension. When performing beamforming, all dimensions are distance-Doppler frequency-acceleration-beam pointing direction.
以上のように第２実施形態によれば、信号処理装置４０においてパルス圧縮部４１は、相互相関演算部１１Ｂと、ドップラ周波数ウォーク補正部４１Ａと、ファストタイムＩＤＦＴ部４１Ｂとを有している。ドップラ周波数ウォーク補正部４１Ａは、相互相関演算部１１Ｂから相関演算結果信号を受け取る。そして、ドップラ周波数ウォーク補正部４１Ａは、相関演算結果信号に対して、目標の「第１グループの複数の加速度候補（探索加速度）」に応じた「第１グループの複数の補正関数」をそれぞれ乗算し、「複数の乗算結果信号（第１グループの複数の乗算結果信号）」を出力する。ファストタイムＩＤＦＴ部４１Ｂは、ドップラ周波数ウォーク補正部４１Ａから受け取る第１グループの複数の乗算結果信号を周波数領域から時間領域にそれぞれ変換して、第１グループの複数のパルス圧縮処理後の信号を形成する。検出部４３は、コヒーレント積分部４２から受け取る第１グループの複数の積分結果信号に基づいて、目標を検出する。
As described above, according to the second embodiment, in the
この信号処理装置４０の構成により、目標の加速度が既知ではない場合であっても、目標探知性能の低下を回避することができる。また、この信号処理装置４０の構成により、高々３次元（距離−ドップラ周波数−加速度）の探索によって目標を検出することができるので、計算量を軽減することができる。
With the configuration of the
＜第３実施形態＞
第３実施形態は、第２実施形態と同様に、目標の加速度が既知ではない場合の実施形態に関する。第３実施形態は、目標の加速度の「粗探索」及び「細探索」を行う実施形態に関する。第３実施形態のセンシング装置の基本構成は、第１実施形態のセンシング装置１と同じなので、図１を参照して説明する。すなわち、第３実施形態では、センシング装置１は、信号処理装置１０の代わりに、後述する信号処理装置５０を有している。
<Third embodiment>
The third embodiment relates to an embodiment in which the target acceleration is not known, as in the second embodiment. The third embodiment relates to an embodiment in which a “coarse search” and a “fine search” of a target acceleration are performed. The basic configuration of the sensing device according to the third embodiment is the same as that of the sensing device 1 according to the first embodiment, and thus will be described with reference to FIG. That is, in the third embodiment, the sensing device 1 includes a
図６は、第３実施形態の信号処理装置の一例を示すブロック図である。図６において信号処理装置５０は、パルス圧縮部５１と、コヒーレント積分部５２と、検出部５３とを有している。
FIG. 6 is a block diagram illustrating an example of the signal processing device according to the third embodiment. In FIG. 6, the
パルス圧縮部５１は、相互相関演算部１１Ｂと、ドップラ周波数ウォーク補正部（第２のドップラ周波数ウォーク補正部）５１Ａと、ファストタイムＩＤＦＴ部（第２の逆フーリエ変換部）５１Ｂと、ドップラ周波数ウォーク補正部（第３のドップラ周波数ウォーク補正部）５１Ｃと、ファストタイムＩＤＦＴ部（第３の逆フーリエ変換部）５１Ｄとを有している。
The
ドップラ周波数ウォーク補正部５１Ａは、相互相関演算部１１Ｂから相関演算結果信号を受け取る。そして、ドップラ周波数ウォーク補正部５１Ａは、相関演算結果信号に対して、目標の「第２グループの複数の加速度候補（粗探索加速度）」に応じた「第２グループの複数の補正関数」をそれぞれ乗算し、「第２グループの複数の乗算結果信号」を出力する。ここで、「第２グループの複数の加速度候補（粗探索加速度）」における互いの間隔（加速度間隔）は、第２実施形態の「第１グループの複数の加速度候補（探索加速度）」における互いの間隔よりも広くなっている。
The Doppler frequency
具体的には、ドップラ周波数ウォーク補正部５１Ａは、乗算部５１Ａ１〜５１ＡＭを有している。乗算部５１Ａ１〜５１ＡＭは、それぞれ、第２グループの複数の加速度候補ｂ’１〜ｂ’Ｍに対応している。
Specifically, the Doppler frequency
ファストタイムＩＤＦＴ部５１Ｂは、ドップラ周波数ウォーク補正部５１Ａから受け取る第２グループの複数の乗算結果信号を周波数領域から時間領域にそれぞれ変換して、第２グループの複数のパルス圧縮処理後の信号を形成する。
The fast
具体的には、ファストタイムＩＤＦＴ部５１Ｂは、ファストタイムＩＤＦＴ部５１Ｂ１〜５１ＢＭを有している。ファストタイムＩＤＦＴ部５１Ｂ１〜５１ＢＭは、それぞれ、第２グループの複数の加速度候補ｂ’１〜ｂ’Ｍに対応している。
Specifically, the fast
ドップラ周波数ウォーク補正部５１Ｃは、後述する粗探索加速度検出処理部５３Ａの「粗探索」によって検出された「粗探索加速度」を含む「所定の加速度範囲」に目標の細探索用の「第３グループの複数の加速度候補（細探索加速度）」を設定する。例えば、後述する粗探索加速度検出処理部５３Ａから、積分結果信号のうちで振幅が最も大きい積分結果信号に対応する加速度候補を「粗探索加速度」として受け取る場合、該「粗探索加速度」を中心とする「所定の加速度範囲」が設定されてもよい。又は、例えば、後述する粗探索加速度検出処理部５３Ａから、積分結果信号のうちで振幅が大きい方から２つの積分結果信号に対応する２つの加速度候補を「粗探索加速度」として受け取る場合、該２つの加速度候補を両端とする「所定の加速度範囲」が設定されてもよい。
The Doppler frequency walk correction unit 51C performs the “third group” for the target fine search in the “predetermined acceleration range” including the “coarse search acceleration” detected by the “coarse search” of the coarse search acceleration
そして、ドップラ周波数ウォーク補正部５１Ｃは、相関演算結果信号に対して、「第３グループの複数の加速度候補」に応じた「第３グループの複数の補正関数」をそれぞれ乗算し、「第３グループの複数の乗算結果信号」を出力する。 Then, the Doppler frequency walk correction unit 51C multiplies the correlation operation result signal by “a plurality of correction functions of a third group” corresponding to “a plurality of acceleration candidates of a third group”, respectively, Are output.
具体的には、ドップラ周波数ウォーク補正部５１Ｃは、乗算部５１Ｃ１〜５１ＣＮを有している。乗算部５１Ｃ１〜５１ＣＮは、それぞれ、第３グループの複数の加速度候補ｃ’１〜ｃ’Ｎに対応している。 Specifically, the Doppler frequency walk correction unit 51C has multiplication units 51C1 to 51CN. The multiplication units 51C1 to 51CN correspond to a plurality of acceleration candidates c ′ 1 to c ′ N of the third group, respectively.
ファストタイムＩＤＦＴ部５１Ｄは、ドップラ周波数ウォーク補正部５１Ｃから受け取る第３グループの複数の乗算結果信号を周波数領域から時間領域にそれぞれ変換して、第３グループの複数のパルス圧縮処理後の信号を形成する。 The fast time IDFT unit 51D converts the plurality of multiplication result signals of the third group received from the Doppler frequency walk correction unit 51C from the frequency domain to the time domain, respectively, and forms a plurality of pulse-compressed signals of the third group. I do.
具体的には、ファストタイムＩＤＦＴ部５１Ｄは、ファストタイムＩＤＦＴ部５１Ｄ１〜５１ＤＮを有している。ファストタイムＩＤＦＴ部５１Ｄ１〜５１ＤＮは、それぞれ、第３グループの複数の加速度候補ｃ’１〜ｃ’Ｎに対応している。 Specifically, the fast time IDFT unit 51D has fast time IDFT units 51D1 to 51DN. Fast time IDFT unit 51D1~51DN respectively correspond to a plurality of acceleration candidate c '1 ~c' N of the third group.
コヒーレント積分部５２は、コヒーレント積分処理部５２Ａ，５２Ｂを有している。
The
コヒーレント積分処理部５２Ａは、ファストタイムＩＤＦＴ部５１Ｂで形成された第２グループの複数のパルス圧縮処理後の信号をスロータイムにおいて時間領域から周波数領域にそれぞれ変換することによってコヒーレント積分する。これにより、第２グループの複数の積分結果信号が得られる。この第２グループの複数の積分結果信号は、検出部５３へ出力される。
The coherent
具体的には、コヒーレント積分処理部５２Ａは、スロータイムＤＦＴ部５２Ａ１〜５２ＡＭを有している。スロータイムＤＦＴ部５２Ａ１〜５２ＡＭは、それぞれ、第２グループの複数の加速度候補ｂ’１〜ｂ’Ｍに対応している。
Specifically, the coherent
コヒーレント積分処理部５２Ｂは、ファストタイムＩＤＦＴ部５１Ｄで形成された第３グループの複数のパルス圧縮処理後の信号をスロータイムにおいて時間領域から周波数領域にそれぞれ変換することによってコヒーレント積分する。これにより、第３の複数の積分結果信号が得られる。この第３の複数の積分結果信号は、検出部５３へ出力される。
The coherent integration processing unit 52B performs coherent integration by converting the signals of the third group after the plurality of pulse compression processes formed by the fast time IDFT unit 51D from the time domain to the frequency domain in slow time. As a result, a third plurality of integration result signals are obtained. The third plurality of integration result signals are output to the
具体的には、コヒーレント積分処理部５２Ｂは、スロータイムＤＦＴ部５２Ｂ１〜５２ＢＮを有している。スロータイムＤＦＴ部５２Ｂ１〜５２ＢＮは、それぞれ、第３グループの複数の加速度候補ｃ’１〜ｃ’Ｎに対応している。 Specifically, the coherent integration processing unit 52B has slow time DFT units 52B1 to 52BN. Slow time DFT unit 52B1~52BN respectively correspond to a plurality of acceleration candidate c '1 ~c' N of the third group.
検出部５３は、粗探索加速度検出処理部５３Ａと、目標検出処理部５３Ｂとを有している。
The
粗探索加速度検出処理部５３Ａは、第２グループの複数の積分結果信号に基づいて、上記の「粗探索加速度」を検出する。例えば、粗探索加速度検出処理部５３Ａは、第２グループの複数の積分結果信号のうちで振幅が最も大きい積分結果信号を検出して、該検出した積分結果信号に対応する加速度候補を特定する。そして、粗探索加速度検出処理部５３Ａは、特定した加速度候補を「粗探索加速度」としてドップラ周波数ウォーク補正部５１Ｃへ出力する。又は、例えば、粗探索加速度検出処理部５３Ａは、図７に示すように、第２グループの複数の積分結果信号のうちで振幅が大きい方から２つの積分結果信号を検出して、該検出した２つの積分結果信号にそれぞれ対応する２つの加速度候補を特定する。そして、粗探索加速度検出処理部５３Ａは、特定した２つの加速度候補を「粗探索加速度」としてドップラ周波数ウォーク補正部５１Ｃへ出力する。これにより、該２つの加速度候補を両端とする「所定の加速度範囲」が設定されて、該加速度範囲に目標の細探索用の「第３グループの複数の加速度候補（細探索加速度）」が設定される。図７は、第３実施形態の加速度の粗探索及び細探索の説明に供する図である。
The coarse search acceleration
目標検出処理部５３Ｂは、第３グループの複数の積分結果信号に基づいて、目標を検出する。目標検出処理部５３Ｂにおける検出処理は、上記の検出部４３と同じであってもよい。
The target detection processing unit 53B detects a target based on the plurality of integration result signals of the third group. The detection processing in the target detection processing unit 53B may be the same as that of the
以上のように第３実施形態によれば、信号処理装置５０は、粗探索によって粗探索加速度を検出する。そして、信号処理装置５０は、粗探索加速度を含む所定の加速度範囲に設定した複数の加速度候補（細探索加速度）に応じた補正関数によってドップラ周波数ウォーク補正を行った信号に基づいて、目標の検出を行う。
As described above, according to the third embodiment, the
この信号処理装置５０の構成により、目標の加速度が既知ではない場合であっても、目標探知性能の低下を回避することができると共に、計算量をさらに軽減することができる。
With the configuration of the
＜第４実施形態＞
第４実施形態は、第２実施形態及び第３実施形態と同様に、目標の加速度が既知ではない場合の実施形態に関する。第４実施形態は、目標の加速度の「粗探索」の結果を用いて目標の加速度を推定する実施形態に関する。第４実施形態のセンシング装置の基本構成は、第１実施形態のセンシング装置１と同じなので、図１を参照して説明する。すなわち、第４実施形態では、センシング装置１は、信号処理装置１０の代わりに、後述する信号処理装置６０を有している。
<Fourth embodiment>
The fourth embodiment relates to an embodiment in which the target acceleration is not known, like the second embodiment and the third embodiment. The fourth embodiment relates to an embodiment in which the target acceleration is estimated using the result of the “rough search” of the target acceleration. The basic configuration of the sensing device according to the fourth embodiment is the same as that of the sensing device 1 according to the first embodiment, and will be described with reference to FIG. That is, in the fourth embodiment, the sensing device 1 includes a
図８は、第４実施形態の信号処理装置の一例を示すブロック図である。図８において信号処理装置６０は、パルス圧縮部６１と、コヒーレント積分部６２と、検出部６３とを有している。
FIG. 8 is a block diagram illustrating an example of a signal processing device according to the fourth embodiment. In FIG. 8, the
パルス圧縮部６１は、相互相関演算部１１Ｂと、ドップラ周波数ウォーク補正部（第２のドップラ周波数ウォーク補正部）５１Ａと、ファストタイムＩＤＦＴ部（第２の逆フーリエ変換部）５１Ｂとを有している。パルス圧縮部６１は、さらに、ドップラ周波数ウォーク補正部（第４のドップラ周波数ウォーク補正部）６１Ａと、ファストタイムＩＤＦＴ部（第４の逆フーリエ変換部）６１Ｂとを有している。
The pulse compression unit 61 includes a
ドップラ周波数ウォーク補正部６１Ａは、相互相関演算部１１Ｂから相関演算結果信号を受け取る。そして、ドップラ周波数ウォーク補正部６１Ａは、相関演算結果信号に対して、「加速度推定値」に応じた補正関数を乗算し、乗算結果信号を出力する。具体的には、ドップラ周波数ウォーク補正部６１Ａは、乗算部６１Ａ１を有している。この乗算部６１Ａ１によって、相関演算結果信号と「加速度推定値」に応じた補正関数との乗算が行われる。「加速度推定値」は、後述する加速度推定部６３Ａによって推定（算出）される。
The Doppler frequency
ファストタイムＩＤＦＴ部６１Ｂは、ドップラ周波数ウォーク補正部６１Ａから受け取る乗算結果信号を周波数領域から時間領域にそれぞれ変換して、パルス圧縮処理後の信号を形成する。
The fast time IDFT unit 61B converts the multiplication result signal received from the Doppler frequency
コヒーレント積分部６２は、コヒーレント積分処理部５２Ａと、スロータイムＤＦＴ部６２Ａとを有する。スロータイムＤＦＴ部６２Ａは、ファストタイムＩＤＦＴ部６１Ｂで形成されたパルス圧縮処理後の信号をスロータイムにおいて時間領域から周波数領域に変換することによってコヒーレント積分して、積分結果信号を出力する。
The
検出部６３は、粗探索加速度検出処理部５３Ａと、加速度推定部６３Ａと、目標検出処理部６３Ｂとを有している。
The
第４実施形態の粗探索加速度検出処理部５３Ａは、図９に示すように、コヒーレント積分処理部５２Ａから受け取る第２グループの複数の積分結果信号の振幅を検出する。そして、粗探索加速度検出処理部５３Ａは、大きい方から２つの振幅値を検出すると共に、最も大きい振幅値の積分結果信号に対応する加速度候補を「粗探索加速度」として検出する。図９は、第４実施形態の粗探索及び加速度推定の説明に供する図である。
The coarse search acceleration
加速度推定部６３Ａは、複数の振幅比候補と各振幅比候補に応じた調整量候補との「対応関係」を記憶している。図１０は、第４実施形態の対応関係の一例を示す図である。図１０では、対応関係として、振幅比と調整量との対応関数が示されている。
The
加速度推定部６３Ａは、粗探索加速度検出処理部５３Ａで検出された２つの振幅値（最大振幅値Ａｍａｘ、２番目に大きい振幅値Ａｓｕｂ）の比（振幅比Ａｓｕｂ／Ａｍａｘ）と、「対応関係」とを用いて、調整量Δａ’を特定する。
The
そして、加速度推定部６３Ａは、特定した調整量Δａ’と、粗探索加速度検出処理部５３Ａで検出された粗探索加速度とに基づいて、加速度推定値を算出する。図９の例では、粗探索加速度に調整量Δａ’を加算することにより、加速度推定値（目標加速度、推定探索点）が算出されている。
Then, the
目標検出処理部６３Ｂは、スロータイムＤＦＴ部６２Ａから受け取った積分結果信号に基づいて、目標を検出する。
The target
以上のように第４実施形態によれば、信号処理装置６０において加速度推定部６３Ａは、粗探索加速度検出処理部５３Ａで検出された２つの振幅値の比と、「対応関係」とを用いて、調整量Δａ’を特定する。そして、加速度推定部６３Ａは、特定した調整量Δａ’と、粗探索加速度検出処理部５３Ａで検出された粗探索加速度とに基づいて、加速度推定値を算出する。
As described above, according to the fourth embodiment, in the
この信号処理装置６０の構成により、目標の加速度を推定することができるので、目標の加速度が既知ではない場合であっても、目標探知性能の低下を回避することができると共に、計算量をさらに軽減することができる。
With the configuration of the
＜他の実施形態＞
図１１は、信号処理装置のハードウェア構成例を示す図である。図１１において信号処理装置１００は、プロセッサ１０１と、メモリ１０２とを有している。第１実施形態から第４実施形態の信号処理装置１０，４０，５０，６０のパルス圧縮部１１，４１，５１，６１と、コヒーレント積分部１２，４２，５２，６２と、検出部１３，４３，５３，６３とは、プロセッサ１０１がメモリ１０２に記憶されたプログラムを読み込んで実行することにより実現されてもよい。プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、信号処理装置１０，４０，５０，６０に供給することができる。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によって信号処理装置１０，４０，５０，６０に供給されてもよい。
<Other embodiments>
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of the signal processing device. 11, the
以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。 Although the present invention has been described with reference to the exemplary embodiments, the present invention is not limited to the above. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made to the configuration and details of the present invention within the scope of the invention.
１ センシング装置
１０，４０，５０，６０ 信号処理装置
１１，４１，５１，６１ パルス圧縮部
１１Ａ，４１Ａ，５１Ａ，５１Ｃ，６１Ａ ドップラ周波数ウォーク補正部
１１Ｂ 相互相関演算部
１１Ｃ，４１Ｂ，５１Ｂ，５１Ｄ，６１Ｂ ファストタイム逆離散フーリエ変換（ＩＤＦＴ）部
１２，４２，５２，６２ コヒーレント積分部
１３，４３，５３，６３ 検出部
２０ 送受信部
３０ 空中線部
５３Ａ 粗探索加速度検出処理部
５３Ｂ，６３Ｂ 目標検出処理部
６３Ａ 加速度推定部
1
Claims (10)
前記複数の受信パルス変調信号に対応する前記パルス圧縮処理後の信号を時間領域から周波数領域に変換することによってコヒーレント積分し、積分結果信号を出力するコヒーレント積分部と、
前記積分結果信号に基づいて、前記目標を検出する検出部と、
を具備し、
前記パルス圧縮部は、前記目標の加速度に応じた補正関数を用いて、ドップラ周波数ウォークを補正するドップラ周波数ウォーク補正部を含む、
信号処理装置。 A plurality of reception pulse modulation signals corresponding to a plurality of reflection signals corresponding to a plurality of transmission pulse modulation signals and transmitted in one direction, the plurality of transmission signals being reflected at a target, respectively, A pulse compression unit that performs pulse compression processing on the signal,
Coherent integration by converting the signal after the pulse compression processing corresponding to the plurality of received pulse modulation signals from the time domain to the frequency domain, and outputs a integration result signal,
A detection unit configured to detect the target based on the integration result signal;
With
The pulse compression unit, using a correction function according to the target acceleration, including a Doppler frequency walk correction unit that corrects the Doppler frequency walk,
Signal processing device.
前記各受信パルス変調信号と前記各受信パルス変調信号に対応する前記送信パルス変調信号との、周波数領域における相互相関を演算し、相関演算結果信号を出力する相互相関演算部と、
前記相関演算結果信号に対して、前記目標の第１グループの複数の加速度候補に応じた第１グループの複数の補正関数をそれぞれ乗算し、第１グループの複数の乗算結果信号を出力する第１ドップラ周波数ウォーク補正部と、
前記第１グループの複数の乗算結果信号を周波数領域から時間領域にそれぞれ変換して、第１グループの複数の前記パルス圧縮処理後の信号を形成する第１逆フーリエ変換部と、
を具備する、
請求項１記載の信号処理装置。 The pulse compressor,
A cross-correlation calculating unit that calculates a cross-correlation in the frequency domain between the respective reception pulse modulation signals and the transmission pulse modulation signals corresponding to the respective reception pulse modulation signals, and outputs a correlation calculation result signal;
A first group of multiplying the correlation operation result signal by a plurality of correction functions of a first group corresponding to a plurality of acceleration candidates of the target first group, and outputting a plurality of multiplication result signals of the first group; A Doppler frequency walk correction unit,
A first inverse Fourier transform unit that transforms the plurality of multiplication result signals of the first group from a frequency domain to a time domain to form a plurality of signals of the first group after the pulse compression processing;
Comprising,
The signal processing device according to claim 1.
請求項２記載の信号処理装置。 The detection unit detects the target using the plurality of integration result signals of the first group corresponding to the plurality of signals of the first group after the plurality of pulse compression processes, respectively.
The signal processing device according to claim 2.
前記各受信パルス変調信号と前記各受信パルス変調信号に対応する前記送信パルス変調信号との、周波数領域における相互相関を演算し、相関演算結果信号を出力する相互相関演算部と、
前記相関演算結果信号に対して、前記目標の粗探索用の第２グループの複数の加速度候補に応じた第２グループの複数の補正関数をそれぞれ乗算し、第２グループの複数の乗算結果信号を出力する第２ドップラ周波数ウォーク補正部と、
前記第２グループの複数の乗算結果信号を周波数領域から時間領域にそれぞれ変換して、第２グループの複数の前記パルス圧縮処理後の信号を形成する第２逆フーリエ変換部と、
粗探索によって検出された粗探索加速度を含む所定の加速度範囲に前記目標の細探索用の第３グループの複数の加速度候補を設定し、前記相関演算結果信号に対して、前記第３グループの複数の加速度候補に応じた第３グループの複数の補正関数をそれぞれ乗算し、第３グループの複数の乗算結果信号を出力する第３ドップラ周波数ウォーク補正部と、
前記第３グループの複数の乗算結果信号を周波数領域から時間領域にそれぞれ変換して、第３グループの複数の前記パルス圧縮処理後の信号を形成する第３逆フーリエ変換部と、
を具備し、
前記検出部は、
前記第２グループの複数の前記パルス圧縮処理後の信号にそれぞれ対応する第２グループの複数の積分結果信号に基づいて、前記粗探索加速度を検出する第１検出処理部と、
前記第３グループの複数のパルス圧縮処理後の信号にそれぞれ対応する第３グループの複数の積分結果信号に基づいて、前記目標を検出する第２検出処理部と、
を具備する、
請求項１記載の信号処理装置。 The pulse compressor,
A cross-correlation calculating unit that calculates a cross-correlation in the frequency domain between the respective reception pulse modulation signals and the transmission pulse modulation signals corresponding to the respective reception pulse modulation signals, and outputs a correlation calculation result signal;
The correlation operation result signal is multiplied by a plurality of correction functions of a second group corresponding to a plurality of acceleration candidates of the second group for the target coarse search, and a plurality of multiplication result signals of the second group are obtained. A second Doppler frequency walk correction unit for outputting,
A second inverse Fourier transform unit for transforming the plurality of multiplication result signals of the second group from the frequency domain to the time domain to form a plurality of signals after the pulse compression processing of the second group;
A plurality of acceleration candidates of the third group for the target fine search are set in a predetermined acceleration range including the coarse search acceleration detected by the coarse search, and a plurality of acceleration candidates of the third group are set with respect to the correlation operation result signal. A third Doppler frequency walk correction unit that multiplies a plurality of correction functions of a third group in accordance with the acceleration candidates of the above and outputs a plurality of multiplication result signals of the third group,
A third inverse Fourier transform unit for transforming the plurality of multiplication result signals of the third group from the frequency domain to the time domain to form a plurality of signals after the pulse compression processing of the third group;
With
The detection unit,
A first detection processing unit that detects the coarse search acceleration based on a plurality of integration result signals of a second group respectively corresponding to the plurality of signals after the pulse compression processing of the second group;
A second detection processing unit that detects the target based on a plurality of integration result signals of a third group respectively corresponding to the signals after the plurality of pulse compression processes of the third group;
Comprising,
The signal processing device according to claim 1.
請求項４記載の信号処理装置。 The first detection processing unit detects, as the coarse search acceleration, the acceleration candidate corresponding to the integration result signal having the largest amplitude among the plurality of integration result signals of the second group.
The signal processing device according to claim 4.
前記各受信パルス変調信号と前記各受信パルス変調信号に対応する前記送信パルス変調信号との、周波数領域における相互相関を演算し、相関演算結果信号を出力する相互相関演算部と、
前記相関演算結果信号に対して、前記目標の粗探索用の第２グループの複数の加速度候補に応じた第２グループの複数の補正関数をそれぞれ乗算し、第２グループの複数の乗算結果信号を出力する第２ドップラ周波数ウォーク補正部と、
前記第２グループの複数の乗算結果信号を周波数領域から時間領域にそれぞれ変換して、第２グループの複数の前記パルス圧縮処理後の信号を形成する第２逆フーリエ変換部と、
前記相関演算結果信号に対して、前記目標の加速度推定値に応じた補正関数を乗算し、乗算結果信号を出力する第４ドップラ周波数ウォーク補正部と、
前記第４ドップラ周波数ウォーク補正部から出力された乗算結果信号を周波数領域から時間領域にそれぞれ変換して、前記パルス圧縮処理後の信号を形成する第４逆フーリエ変換部と、
を具備し、
前記検出部は、
前記第２グループの複数の前記パルス圧縮処理後の信号にそれぞれ対応する第２グループの複数の積分結果信号の振幅を検出し、大きい方から２つの振幅値を検出すると共に最も大きい振幅値に対応する前記加速度候補を粗探索加速度として検出する第３検出処理部と、
複数の振幅比候補と各振幅比候補に応じた調整量候補との対応関係と、前記検出された２つの振幅値の比とに基づいて、前記検出された２つの振幅値の比に応じた調整量を特定し、前記特定された調整量と前記検出された粗探索加速度とに基づいて、前記加速度推定値を算出する加速度推定部と、
を具備する、
請求項１記載の信号処理装置。 The pulse compressor,
A cross-correlation calculating unit that calculates a cross-correlation in the frequency domain between the respective reception pulse modulation signals and the transmission pulse modulation signals corresponding to the respective reception pulse modulation signals, and outputs a correlation calculation result signal;
The correlation operation result signal is multiplied by a plurality of correction functions of a second group corresponding to a plurality of acceleration candidates of the second group for the target coarse search, and a plurality of multiplication result signals of the second group are obtained. A second Doppler frequency walk correction unit for outputting,
A second inverse Fourier transform unit for transforming the plurality of multiplication result signals of the second group from the frequency domain to the time domain to form a plurality of signals after the pulse compression processing of the second group;
A fourth Doppler frequency walk correction unit that multiplies the correlation operation result signal by a correction function corresponding to the target acceleration estimated value and outputs a multiplication result signal;
A fourth inverse Fourier transform unit that converts the multiplication result signal output from the fourth Doppler frequency walk correction unit from the frequency domain to the time domain to form a signal after the pulse compression processing,
With
The detection unit,
Detecting the amplitudes of a plurality of integration result signals of a second group respectively corresponding to the plurality of signals after the pulse compression processing of the second group, detecting two amplitude values from the largest one and corresponding to the largest amplitude value A third detection processing unit that detects the acceleration candidate to be performed as a coarse search acceleration;
Based on the correspondence between the plurality of amplitude ratio candidates and the adjustment amount candidates corresponding to the respective amplitude ratio candidates and the ratio of the two detected amplitude values, the ratio of the two detected amplitude values is determined. An acceleration estimating unit that specifies an adjustment amount, and calculates the estimated acceleration value based on the specified adjustment amount and the detected coarse search acceleration.
Comprising,
The signal processing device according to claim 1.
前記複数の送信パルス変調信号は、パルス幅及び距離分解能の少なくとも一方が互いに異なる、
請求項１から６のいずれか１項に記載の信号処理装置。 The transmission pulse modulated signals are chirp-modulated signals,
The plurality of transmission pulse modulation signals are different from each other in at least one of a pulse width and a distance resolution,
The signal processing device according to claim 1.
前記複数の受信パルス変調信号に対応する前記パルス圧縮処理後の信号を時間領域から周波数領域に変換することによってコヒーレント積分して、積分結果信号を形成し、
前記積分結果信号に基づいて、前記目標を検出し、
前記パルス圧縮処理は、前記目標の加速度に応じた補正関数を用いて、ドップラ周波数ウォークを補正する処理を含む、
信号処理方法。 For each reception pulse modulation signal of a plurality of reception pulse modulation signals corresponding to the plurality of transmission pulse modulation signals and transmitted in one direction, the plurality of transmission signals respectively corresponding to the plurality of reflection signals reflected at the target. Pulse compression processing,
Coherent integration by converting the signal after the pulse compression process corresponding to the plurality of received pulse modulation signals from the time domain to the frequency domain, forming an integration result signal,
Detecting the target based on the integration result signal;
The pulse compression processing, using a correction function according to the target acceleration, including processing to correct the Doppler frequency walk,
Signal processing method.
前記複数の受信パルス変調信号に対応する前記パルス圧縮処理後の信号を時間領域から周波数領域に変換することによってコヒーレント積分して、積分結果信号を形成し、
前記積分結果信号に基づいて、前記目標を検出する、
処理を、信号処理装置に実行させ、
前記パルス圧縮処理は、前記目標の加速度に応じた補正関数を用いて、ドップラ周波数ウォークを補正する処理を含む、
制御プログラム。 For each reception pulse modulation signal of a plurality of reception pulse modulation signals corresponding to the plurality of transmission pulse modulation signals and transmitted in one direction, the plurality of transmission signals respectively corresponding to the plurality of reflection signals reflected at the target. Pulse compression processing,
Coherent integration by converting the signal after the pulse compression process corresponding to the plurality of received pulse modulation signals from the time domain to the frequency domain, forming an integration result signal,
Detecting the target based on the integration result signal;
Causing the signal processing device to execute the processing,
The pulse compression processing, using a correction function according to the target acceleration, including processing to correct the Doppler frequency walk,
Control program.
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