JP2679907B2 - ミリ波レーダ距離速度測定装置 - Google Patents
ミリ波レーダ距離速度測定装置Info
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は連続波レーダの送信信号
に周波数変調を施し同時に目標からの反射信号を受信し
て距離、速度を測定するためのミリ波レーダ距離速度測
定装置に関する。特に本発明では目標に対して測定され
たビート信号のピーク周波数が欠損した場合の補間に言
及する。
に周波数変調を施し同時に目標からの反射信号を受信し
て距離、速度を測定するためのミリ波レーダ距離速度測
定装置に関する。特に本発明では目標に対して測定され
たビート信号のピーク周波数が欠損した場合の補間に言
及する。
【0002】
【従来の技術】従来このような分野のミリ波レーダ距離
速度測定装置に関する技術としては、「レーダ技術」
(社団法人:電子情報通信学会)に記載されたものがあ
った。連続波レーダの送信信号の送信信号に周波数変調
を施して適当に繰り返して行い、受信信号とビートをと
ると、ビート周波数fは、 f=4R・fm・Δf/c …(1) として表せる。ここにRは目標までの距離、fmは周波
数変調の繰り返し周波数、Δfは周波数偏移幅、cは光
速を表す。従ってビート周波数fが得られると目標まで
の距離が求められる。
速度測定装置に関する技術としては、「レーダ技術」
(社団法人:電子情報通信学会)に記載されたものがあ
った。連続波レーダの送信信号の送信信号に周波数変調
を施して適当に繰り返して行い、受信信号とビートをと
ると、ビート周波数fは、 f=4R・fm・Δf/c …(1) として表せる。ここにRは目標までの距離、fmは周波
数変調の繰り返し周波数、Δfは周波数偏移幅、cは光
速を表す。従ってビート周波数fが得られると目標まで
の距離が求められる。
【0003】次に目標が移動している場合には、ドップ
ラ効果により送信信号と受信信号との関係では、ビート
信号周波数fは、固定した目標の場合のビート信号周波
数fにドップラ周波数fpが重畳し、fpは、 fp=2・f0・V/c …(2) として表せる。ここにf0は送信中心周波数である。こ
のfとfpとの合成ビート信号の周波数の方向が各変調
サイクル毎に上昇(up)又は降下(down)を交互
に変わるから次の式で与えられる。
ラ効果により送信信号と受信信号との関係では、ビート
信号周波数fは、固定した目標の場合のビート信号周波
数fにドップラ周波数fpが重畳し、fpは、 fp=2・f0・V/c …(2) として表せる。ここにf0は送信中心周波数である。こ
のfとfpとの合成ビート信号の周波数の方向が各変調
サイクル毎に上昇(up)又は降下(down)を交互
に変わるから次の式で与えられる。
【0004】fu(up)=f−fp …(3) fd(down)=f+fp …(4) したがって変調の各半サイクル毎に、fu(up)とf
d(down)を別々に測定すれば、これらを下記のよ
うに組み合わせて、 f={fu(up)+fd(down)}/2 …(5) fp={fu(up)−fd(down)}/2 …(6) とし、これらのf、fpから距離R、速度Vがそれぞれ
得られる。
d(down)を別々に測定すれば、これらを下記のよ
うに組み合わせて、 f={fu(up)+fd(down)}/2 …(5) fp={fu(up)−fd(down)}/2 …(6) とし、これらのf、fpから距離R、速度Vがそれぞれ
得られる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ミリ波レーダ距離速度測定装置では上記式で示されるよ
うに、通常はビート信号が上昇側と下降側とが対で観測
されるが、目標での反射状態が悪く、そのため受信レベ
ルが小さくなりノイズにより上昇側又は下降側の一方が
存在しない場合があり、この場合には理論的に目標の距
離と速度に対応する周波数f及びfpが得られないとい
う問題がある。
ミリ波レーダ距離速度測定装置では上記式で示されるよ
うに、通常はビート信号が上昇側と下降側とが対で観測
されるが、目標での反射状態が悪く、そのため受信レベ
ルが小さくなりノイズにより上昇側又は下降側の一方が
存在しない場合があり、この場合には理論的に目標の距
離と速度に対応する周波数f及びfpが得られないとい
う問題がある。
【0006】したがって本発明は上記課題に鑑み上昇側
又は下降側の一方にビート信号が存在しない場合でも速
度及び距離を測定できるミリ波レーダ距離速度測定装置
を提供することを目的とする。
又は下降側の一方にビート信号が存在しない場合でも速
度及び距離を測定できるミリ波レーダ距離速度測定装置
を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は前記問題点を解
決するために、連続波レーダの送信信号に周波数変調を
施して適当に繰り返して行い、受信信号と送信信号との
ビート信号から複数の目標に対する距離及び速度を求め
るミリ波レーダ距離速度測定装置において、複数の目標
に対する前記ビート信号を周波数分析して前記周波数変
調の上昇側及び下降側でそれぞれピーク周波数を求める
フーリエ変換器と、複数の目標に対して上昇側及び下降
側の各々でピーク周波数を周波数順に整列し、その整列
順で対応する上昇側及び下降側のピーク周波数を対とし
て、各々のピーク周波数に対して各々の目標に対する距
離及び速度を求めるための整列部とを備え、前記整列部
は今回の測定によるピーク周波数と整列の順位が等しい
前回の測定によるピーク周波数との等順位の差をとり、
且つ前記今回の測定によりピーク周波数と整列の順位が
隣の前回の測定によりピーク周波数との隣順位の差をと
り、前記等順位の差が前記隣順位の差より大きい場合に
は今回の測定によるピーク周波数の隣にピーク周波数の
欠損がありとの周波数欠損を検出し、今回の欠損ピーク
周波数をこれに対応する前回のピーク周波数で補間す
る。前記欠損ピーク周波数に対応する上昇側又は下降側
のピーク周波数を除外して他のピーク周波数を整列し直
す。前記欠損ピーク周波数は、前記目標に対する速度を
一定として前記目標に対する距離を求め、この速度及び
距離と前回求めた上昇側及び下降側のピーク周波数とを
用いて予測した今回のピーク周波数で補間される。前記
距離は前記速度を線型予測して求める。
決するために、連続波レーダの送信信号に周波数変調を
施して適当に繰り返して行い、受信信号と送信信号との
ビート信号から複数の目標に対する距離及び速度を求め
るミリ波レーダ距離速度測定装置において、複数の目標
に対する前記ビート信号を周波数分析して前記周波数変
調の上昇側及び下降側でそれぞれピーク周波数を求める
フーリエ変換器と、複数の目標に対して上昇側及び下降
側の各々でピーク周波数を周波数順に整列し、その整列
順で対応する上昇側及び下降側のピーク周波数を対とし
て、各々のピーク周波数に対して各々の目標に対する距
離及び速度を求めるための整列部とを備え、前記整列部
は今回の測定によるピーク周波数と整列の順位が等しい
前回の測定によるピーク周波数との等順位の差をとり、
且つ前記今回の測定によりピーク周波数と整列の順位が
隣の前回の測定によりピーク周波数との隣順位の差をと
り、前記等順位の差が前記隣順位の差より大きい場合に
は今回の測定によるピーク周波数の隣にピーク周波数の
欠損がありとの周波数欠損を検出し、今回の欠損ピーク
周波数をこれに対応する前回のピーク周波数で補間す
る。前記欠損ピーク周波数に対応する上昇側又は下降側
のピーク周波数を除外して他のピーク周波数を整列し直
す。前記欠損ピーク周波数は、前記目標に対する速度を
一定として前記目標に対する距離を求め、この速度及び
距離と前回求めた上昇側及び下降側のピーク周波数とを
用いて予測した今回のピーク周波数で補間される。前記
距離は前記速度を線型予測して求める。
【0008】
【作用】本発明のミリ波レーダ距離速度測定装置によれ
ば、複数の目標に対して前記ビート信号を周波数分析し
て前記周波数変調の周波数の上昇側及び下降側でそれぞ
れピーク周波数を求め、分析毎に各目標に対してピーク
周波数の欠損の存否を確認し、該欠損が検出された場合
にも、過去のデータを用いて補間することによって、距
離及び速度が得られるようになった。間欠的欠損に対し
ては前回のピーク周波数を今回のピーク周波数として用
い、連続的欠損に対しては速度を一定とし前回求めた上
昇側及び下降側のピーク周波数を今回のピーク周波数と
して用い、FFT等でのバラツキを考慮して過去の複数
の距離及び速度データで今回の距離及び速度を線型予測
しこの予測された距離及び速度から上昇側及び下降側の
ピーク周波数を算出きて今回のピーク周波数として用い
ることによって、より安定した距離及び速度を得ること
ができるようになった。
ば、複数の目標に対して前記ビート信号を周波数分析し
て前記周波数変調の周波数の上昇側及び下降側でそれぞ
れピーク周波数を求め、分析毎に各目標に対してピーク
周波数の欠損の存否を確認し、該欠損が検出された場合
にも、過去のデータを用いて補間することによって、距
離及び速度が得られるようになった。間欠的欠損に対し
ては前回のピーク周波数を今回のピーク周波数として用
い、連続的欠損に対しては速度を一定とし前回求めた上
昇側及び下降側のピーク周波数を今回のピーク周波数と
して用い、FFT等でのバラツキを考慮して過去の複数
の距離及び速度データで今回の距離及び速度を線型予測
しこの予測された距離及び速度から上昇側及び下降側の
ピーク周波数を算出きて今回のピーク周波数として用い
ることによって、より安定した距離及び速度を得ること
ができるようになった。
【0009】
【実施例】以下本発明の実施例について図面を参照して
説明する。図1は本発明の実施例に係るミリ波レーダ距
離速度測定装置の全体構成を示す図である。本図に示す
ミリ波レーダ距離速度測定装置は、3角波変調の連続波
信号を送信しこれと目標で反射した受信信号とを混合し
てビート信号を形成するセンサ1と、該センサ1からの
出力から高域を除去し、サンプリングによる折り返しが
発生しないようにする低域通過フィルタ2と、該低域通
過フィルタ2からのアナログ信号をディジタル信号に変
換するA/D(Analog to Digital Converter)変換器3
と、該A/D変換器3からのディジタル信号に変換され
たビート信号を周波数分析し、距離及び速度の信号に処
理するためにDSP(Digital SignalProcessor) で構
成される信号処理部4と、該信号処理部4で得られた距
離及び速度データを表示するための制御を行うコントロ
ーラ5と、該コントローラ5で制御されたデータを表示
する表示部6とを含む。
説明する。図1は本発明の実施例に係るミリ波レーダ距
離速度測定装置の全体構成を示す図である。本図に示す
ミリ波レーダ距離速度測定装置は、3角波変調の連続波
信号を送信しこれと目標で反射した受信信号とを混合し
てビート信号を形成するセンサ1と、該センサ1からの
出力から高域を除去し、サンプリングによる折り返しが
発生しないようにする低域通過フィルタ2と、該低域通
過フィルタ2からのアナログ信号をディジタル信号に変
換するA/D(Analog to Digital Converter)変換器3
と、該A/D変換器3からのディジタル信号に変換され
たビート信号を周波数分析し、距離及び速度の信号に処
理するためにDSP(Digital SignalProcessor) で構
成される信号処理部4と、該信号処理部4で得られた距
離及び速度データを表示するための制御を行うコントロ
ーラ5と、該コントローラ5で制御されたデータを表示
する表示部6とを含む。
【0010】図2は図1のセンサの出力信号の形成を示
す図である。本図(a)の実線で示すように、センサ1
から3角波変調の連続の送信信号が送信され、点線で示
すように目標で反射された信号がセンサ1で受信され
る。さらに本図(b)に示すように、3角波変調の上昇
側でビート信号fuと下降側でビート信号fdが図示し
ない混合器で形成される。
す図である。本図(a)の実線で示すように、センサ1
から3角波変調の連続の送信信号が送信され、点線で示
すように目標で反射された信号がセンサ1で受信され
る。さらに本図(b)に示すように、3角波変調の上昇
側でビート信号fuと下降側でビート信号fdが図示し
ない混合器で形成される。
【0011】図3は図2の信号処理部の構成を示す図で
ある。本図に示すように、高速フーリエ分析器(FF
T)からなり、該A/D変換器3からの信号の周波数分
析を行う周波数分析部41と、該周波数分析部41で分
析された複数の上昇側及び下降側ピーク周波数を目標別
に整列しピーク周波数の欠損がある場合にはこれを検出
する整列部42と、該整列部42で整列されたピーク周
波数を分析毎に記憶する記憶部43と、該整列部42で
整列されたピーク周波数に欠損がある場合に該記憶部4
2で記憶された過去のデータから欠損ピーク周波数を推
測する推測部44と、該整列部42で整列された上昇側
又は下降側のピーク周波数を組み合わせてさらには、ピ
ーク周波数の欠損がある場合には該推測部44で推測し
たピーク周波数を補充して上記式(5)及び(6)より
距離及び速度を算出する。
ある。本図に示すように、高速フーリエ分析器(FF
T)からなり、該A/D変換器3からの信号の周波数分
析を行う周波数分析部41と、該周波数分析部41で分
析された複数の上昇側及び下降側ピーク周波数を目標別
に整列しピーク周波数の欠損がある場合にはこれを検出
する整列部42と、該整列部42で整列されたピーク周
波数を分析毎に記憶する記憶部43と、該整列部42で
整列されたピーク周波数に欠損がある場合に該記憶部4
2で記憶された過去のデータから欠損ピーク周波数を推
測する推測部44と、該整列部42で整列された上昇側
又は下降側のピーク周波数を組み合わせてさらには、ピ
ーク周波数の欠損がある場合には該推測部44で推測し
たピーク周波数を補充して上記式(5)及び(6)より
距離及び速度を算出する。
【0012】図4は図3の整列部のデータ処理を示す図
であり、図5はピーク周波数の組み合わせを示す図であ
る。図4に示すように、複数(m個)の目標に対して上
昇側及び下降側でのビート信号のピーク周波数を低いも
のから高い順番に整列すると、例えば上昇側では、fu
1<fu2<…<fum、下降側では、fd1<fd2
<…<fdmとなる。上記式(3)及び(4)からfp
はfに対して非常に小さいので、相対速度を無視して
(5)及び(6)式におけるfu(up)及びfd(d
own)の組み合わせることができる。すなわち図5に
示すように並べた順番に組み合わせて上記式(3)及び
(4)から各目標に対する距離及び速度が得られる。
であり、図5はピーク周波数の組み合わせを示す図であ
る。図4に示すように、複数(m個)の目標に対して上
昇側及び下降側でのビート信号のピーク周波数を低いも
のから高い順番に整列すると、例えば上昇側では、fu
1<fu2<…<fum、下降側では、fd1<fd2
<…<fdmとなる。上記式(3)及び(4)からfp
はfに対して非常に小さいので、相対速度を無視して
(5)及び(6)式におけるfu(up)及びfd(d
own)の組み合わせることができる。すなわち図5に
示すように並べた順番に組み合わせて上記式(3)及び
(4)から各目標に対する距離及び速度が得られる。
【0013】しかしながら、ノイズ等により図5に示す
ピーク周波数の一つでも任意に欠損すると上記組み合わ
せが不可能になる。そのためどのピーク周波数が欠損し
たかを検出する方法について以下に説明する。図6は今
回と前回のピーク周波数と比較して欠損を発見する方法
を説明する図である。該整列部42は該記憶部43から
前回の上昇側のピーク周波数を読出し今回得られたピー
ク周波数と対比するように整列する。本図において今回
データを中心として例えば、fu1(T−1)及びfu
1(T)は、前回と今回のピーク周波数が最も小さいも
のを表し、fu1(T)とfu1(T−1)と比較し次
にfu1(T)とfu2(T−1)と比較するとその差
が大きく成っているが、fu3(T)とfu2(T−
1)を比較し次にfu3(T)とfu2(T−1)を比
較すると逆にその差が小さくなるのでfu2(T)が欠
損であることが明らかになる。このようにこの差を調べ
ることによって容易に欠損したピーク周波数を検出でき
る。したがって係る欠損ピーク周波数に対応するfu2
(T−1)を除外して他のピーク周波数について整列を
し直して組み合わせを形成する。また前回のデータを中
心として同様にし整列をし直し組み合わせを形成する。
以上は上昇側について説明したが下降側でも同様に検出
できる。このように組み合わせをし直された両者の差を
所定値よりも小さいことを確認して組み合わせの間違い
がないことを確認する。かくして除外されたピーク周波
数に対応するものにピーク周波数の欠損があると検出で
きることになる。
ピーク周波数の一つでも任意に欠損すると上記組み合わ
せが不可能になる。そのためどのピーク周波数が欠損し
たかを検出する方法について以下に説明する。図6は今
回と前回のピーク周波数と比較して欠損を発見する方法
を説明する図である。該整列部42は該記憶部43から
前回の上昇側のピーク周波数を読出し今回得られたピー
ク周波数と対比するように整列する。本図において今回
データを中心として例えば、fu1(T−1)及びfu
1(T)は、前回と今回のピーク周波数が最も小さいも
のを表し、fu1(T)とfu1(T−1)と比較し次
にfu1(T)とfu2(T−1)と比較するとその差
が大きく成っているが、fu3(T)とfu2(T−
1)を比較し次にfu3(T)とfu2(T−1)を比
較すると逆にその差が小さくなるのでfu2(T)が欠
損であることが明らかになる。このようにこの差を調べ
ることによって容易に欠損したピーク周波数を検出でき
る。したがって係る欠損ピーク周波数に対応するfu2
(T−1)を除外して他のピーク周波数について整列を
し直して組み合わせを形成する。また前回のデータを中
心として同様にし整列をし直し組み合わせを形成する。
以上は上昇側について説明したが下降側でも同様に検出
できる。このように組み合わせをし直された両者の差を
所定値よりも小さいことを確認して組み合わせの間違い
がないことを確認する。かくして除外されたピーク周波
数に対応するものにピーク周波数の欠損があると検出で
きることになる。
【0014】図7は上昇側と下降側とのピーク周波数を
比較して欠損を発見する方法を説明する図である。下降
側のピーク周波数が上昇側に対して上記と同様にして欠
損ピーク周波数が発見される。以上説明した様子を図で
説明する。図8は各目標にたいするピーク周波数の経時
変化と欠損ピーク周波数を示す図である。本図に示すよ
うに、最も近い第1の目標に対する該上昇側及び下降側
のピーク周波数の組み合わせは図5に示す方法で(b
i、yi)、次に近い第2の目標に対するものは(a
i、xi)、第3の目標に対するものは(ci、z
i)、ここにiは時刻Tiに測定されたことを示す。毎
時図6又は図7に示す方法で各ピーク周波数に欠損がな
いかをチェックし、例えば、図7中の上昇側の時刻T4
で第1の目標にピーク周波数b4の欠損が検出される。
係る欠損周波数があると、第1目標の速度、距離を算出
することができなくなる。そのため、該推測部44では
該整列部42から該記憶部43を経由して欠損ピーク周
波数の存在が知らされると下記のようにして該ピーク周
波数b4を補間する。
比較して欠損を発見する方法を説明する図である。下降
側のピーク周波数が上昇側に対して上記と同様にして欠
損ピーク周波数が発見される。以上説明した様子を図で
説明する。図8は各目標にたいするピーク周波数の経時
変化と欠損ピーク周波数を示す図である。本図に示すよ
うに、最も近い第1の目標に対する該上昇側及び下降側
のピーク周波数の組み合わせは図5に示す方法で(b
i、yi)、次に近い第2の目標に対するものは(a
i、xi)、第3の目標に対するものは(ci、z
i)、ここにiは時刻Tiに測定されたことを示す。毎
時図6又は図7に示す方法で各ピーク周波数に欠損がな
いかをチェックし、例えば、図7中の上昇側の時刻T4
で第1の目標にピーク周波数b4の欠損が検出される。
係る欠損周波数があると、第1目標の速度、距離を算出
することができなくなる。そのため、該推測部44では
該整列部42から該記憶部43を経由して欠損ピーク周
波数の存在が知らされると下記のようにして該ピーク周
波数b4を補間する。
【0015】この補間方法について以下に説明する。第
1の方法は処理時間間隔が十分短いことから、この間に
目標が急激に変化しないとして、欠損ピーク周波数b4
の代わりに前回のピーク周波数で補間する。この補間値
は該記憶部43を介して整列部42に出力されて他の正
常な例えば図8のy4と組み合わせられて該距離速度処
理部45で速度及び距離の処理に用いられる。
1の方法は処理時間間隔が十分短いことから、この間に
目標が急激に変化しないとして、欠損ピーク周波数b4
の代わりに前回のピーク周波数で補間する。この補間値
は該記憶部43を介して整列部42に出力されて他の正
常な例えば図8のy4と組み合わせられて該距離速度処
理部45で速度及び距離の処理に用いられる。
【0016】次にこのピーク周波数の欠損が間欠して生
じる場合には上記方法で十分であるが該欠損が連続して
生じると目標との変化が大きくなり欠損前のものを使用
していると誤差が大きくなる虞がある。そのため、係る
補間すべきピーク周波数を予測して算出することとす
る。以下にその予測ピーク周波数の算出して補間する第
2の方法について説明する。
じる場合には上記方法で十分であるが該欠損が連続して
生じると目標との変化が大きくなり欠損前のものを使用
していると誤差が大きくなる虞がある。そのため、係る
補間すべきピーク周波数を予測して算出することとす
る。以下にその予測ピーク周波数の算出して補間する第
2の方法について説明する。
【0017】上記式(1)、(2)、(5)、(6)よ
り、直接距離、速度を求めると下記のようになる。 R=(c/(8・fm・Δf))・(fu+fd) …(7) V=(c/(4・f0))・(fu−fd) …(8) これを次のように簡略化する。
り、直接距離、速度を求めると下記のようになる。 R=(c/(8・fm・Δf))・(fu+fd) …(7) V=(c/(4・f0))・(fu−fd) …(8) これを次のように簡略化する。
【0018】R=a・(fu+fd) …(9) V=b・(fu−fd) …(10) ここでa、bは(9)、(10)式から得られる定数で
ある。 a=(c/(8・fm・Δf)) …(11) b=(c/(4・f0)) …(12) そこで速度Vを一定として仮定し、前回から今回までの
測定時間をΔtとすると距離R0は下記式で表せる。
ある。 a=(c/(8・fm・Δf)) …(11) b=(c/(4・f0)) …(12) そこで速度Vを一定として仮定し、前回から今回までの
測定時間をΔtとすると距離R0は下記式で表せる。
【0019】R0=V・Δt+R …(13) よって今回得られる上昇側及び下降側のピーク周波数を
それぞれfu1及びfd1とすると、R0、Vは下記式
になる。 R0=a・(fu1+fd1) …(14) V=b・(fu1−fd1) …(15) これより、 (fu1+fd1)=R0/a …(16) (fu1−fd1)=V/b …(17) ここで、 R0=a・(fu+fd)+Δt・b・(fu−fd)…(18) したがって、(18)、(19)式より、 fu1=1/2・(R0/a−V/b) =1/2・(fu+fd+(b/a)・Δt・(fu−fd) −(fu−fd)) =fu+(b/2a)・Δt・(fu−fd) …(19) fd1=1/2・(R0/a+V/b) =1/2・(fu+fd+(b/a)・Δt・(fu−fd) +(fu−fd)) =fd+(b/2a)・Δt・(fu−fd) …(20) 図8のピーク周波数の欠損の場合では、欠損ピーク周波
数b4の代わりに上記式(19)で得られたものを使用
して補間する。
それぞれfu1及びfd1とすると、R0、Vは下記式
になる。 R0=a・(fu1+fd1) …(14) V=b・(fu1−fd1) …(15) これより、 (fu1+fd1)=R0/a …(16) (fu1−fd1)=V/b …(17) ここで、 R0=a・(fu+fd)+Δt・b・(fu−fd)…(18) したがって、(18)、(19)式より、 fu1=1/2・(R0/a−V/b) =1/2・(fu+fd+(b/a)・Δt・(fu−fd) −(fu−fd)) =fu+(b/2a)・Δt・(fu−fd) …(19) fd1=1/2・(R0/a+V/b) =1/2・(fu+fd+(b/a)・Δt・(fu−fd) +(fu−fd)) =fd+(b/2a)・Δt・(fu−fd) …(20) 図8のピーク周波数の欠損の場合では、欠損ピーク周波
数b4の代わりに上記式(19)で得られたものを使用
して補間する。
【0020】以上の補間ではピーク周波数の欠損が生じ
る前のデータを用いて予測したが通常FFTの結果には
バラツキがあり、このためそのまま用いると予測の誤差
が大きくなる虞がある。そのためFFTのバラツキの影
響を小さくする第3の補間方法を以下に説明する。な
お、上記式(9)及び(10)から距離速度処理部45
で距離及び速度を予め該推測部44を介して記憶部43
に記憶しておく。係る距離及び速度を記憶部43から読
み出して、該推測部44では、過去のデータに距離及び
速度から上記バラツキの影響を除去する。
る前のデータを用いて予測したが通常FFTの結果には
バラツキがあり、このためそのまま用いると予測の誤差
が大きくなる虞がある。そのためFFTのバラツキの影
響を小さくする第3の補間方法を以下に説明する。な
お、上記式(9)及び(10)から距離速度処理部45
で距離及び速度を予め該推測部44を介して記憶部43
に記憶しておく。係る距離及び速度を記憶部43から読
み出して、該推測部44では、過去のデータに距離及び
速度から上記バラツキの影響を除去する。
【0021】図9は(9)式から得られた距離データ用
いて補間する距離データを形成する回路を示す。本図
(a)に示す回路は、FIRフィルタで構成され、例と
して単位時間1/fmだけ信号をそれぞれ遅延するため
に直列接続する4つの遅延器と、入力側から第一段の遅
延器の出力及び最終段の遅延器の出力に接続され、各計
数−1/3及び4/3を有する乗算器と、各該乗算器の
出力を加算する加算器とからなり、これによって本図
(b)に示すように、過去の距離信号によるデータが短
時間では直線性を有するものとして、過去の時間T−
4、T−3、T−2及びT−1の速度信号からTにおけ
る距離データを予測できる。
いて補間する距離データを形成する回路を示す。本図
(a)に示す回路は、FIRフィルタで構成され、例と
して単位時間1/fmだけ信号をそれぞれ遅延するため
に直列接続する4つの遅延器と、入力側から第一段の遅
延器の出力及び最終段の遅延器の出力に接続され、各計
数−1/3及び4/3を有する乗算器と、各該乗算器の
出力を加算する加算器とからなり、これによって本図
(b)に示すように、過去の距離信号によるデータが短
時間では直線性を有するものとして、過去の時間T−
4、T−3、T−2及びT−1の速度信号からTにおけ
る距離データを予測できる。
【0022】図10は(10)式から得られた速度デー
タを用いて補間する速度データを形成する回路を示す。
本図(a)に示す回路は、FIRフィルタで構成され、
例として単位時間1/fmだけ信号をそれぞれ遅延する
ために直列接続する4つの遅延器と、各該遅延器の出力
に接続され、各計数1/4を有する乗算器と、各該乗算
器の出力を加算する加算器からなり、これによって本図
(b)に示すように、過去の時間T−4、T−3、T−
2及びT−1の速度信号からTにおける速度データを予
測できる。
タを用いて補間する速度データを形成する回路を示す。
本図(a)に示す回路は、FIRフィルタで構成され、
例として単位時間1/fmだけ信号をそれぞれ遅延する
ために直列接続する4つの遅延器と、各該遅延器の出力
に接続され、各計数1/4を有する乗算器と、各該乗算
器の出力を加算する加算器からなり、これによって本図
(b)に示すように、過去の時間T−4、T−3、T−
2及びT−1の速度信号からTにおける速度データを予
測できる。
【0023】図9及び図10で求めた距離及び速度を式
(9)及び(10)に代入してfu及びfdを求め、こ
れらを式(19)及び(20)に代入してfu1及びf
d1を求める。図8のピーク周波数の欠損の場合では、
欠損ピーク周波数b4の代わりに上記のようにして得ら
れたものを使用して補間する。
(9)及び(10)に代入してfu及びfdを求め、こ
れらを式(19)及び(20)に代入してfu1及びf
d1を求める。図8のピーク周波数の欠損の場合では、
欠損ピーク周波数b4の代わりに上記のようにして得ら
れたものを使用して補間する。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、複
数の目標に対して前記ビート信号を周波数分析して前記
周波数変調の周波数の上昇側及び下降側でそれぞれピー
ク周波数を求め、分析毎に各目標に対してピーク周波数
の欠損の存否を確認し、該欠損が検出された場合にも、
過去のデータを用いて補間することによって、距離及び
速度が得られるようになった。間欠的欠損、連続的欠損
に対してもまたFFT等でのバラツキを考慮してより安
定した距離及び速度を得ることができようになった。
数の目標に対して前記ビート信号を周波数分析して前記
周波数変調の周波数の上昇側及び下降側でそれぞれピー
ク周波数を求め、分析毎に各目標に対してピーク周波数
の欠損の存否を確認し、該欠損が検出された場合にも、
過去のデータを用いて補間することによって、距離及び
速度が得られるようになった。間欠的欠損、連続的欠損
に対してもまたFFT等でのバラツキを考慮してより安
定した距離及び速度を得ることができようになった。
【図1】本発明の実施例に係るミリ波レーダ距離速度測
定装置の全体構成を示す図である。
定装置の全体構成を示す図である。
【図2】図1のセンサの出力信号の形成を示す図であ
る。
る。
【図3】図2の信号処理部の構成を示す図である。
【図4】図3の整列部のデータ処理を示す図であり
【図5】ピーク周波数の組み合わせを示す図である。
【図6】今回と前回とんピーク周波数と比較して欠損を
発見する方法を説明する図である。
発見する方法を説明する図である。
【図7】上昇側と下降側とのピーク周波数を比較して欠
損を発見する方法を説明する図である。
損を発見する方法を説明する図である。
【図8】各目標にたいするピーク周波数の経時変化と欠
損ピーク周波数を示す図である。
損ピーク周波数を示す図である。
【図9】(9)式から得られた距離データ用いて補間す
る距離データを形成する回路を示す。
る距離データを形成する回路を示す。
【図10】(10)式から得られた速度データを用いて
補間する速度データを形成する回路を示す。
補間する速度データを形成する回路を示す。
1…センサ 2…低域通過フィルタ 3…A/D変換器 4…信号処理部 5…コントローラ 41…周波数分析部 42…整列部 43…記憶部 44…推測部 45…距離速度処理部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−94183(JP,A) 特開 昭49−128771(JP,A) 特開 昭52−16995(JP,A) 特公 昭38−5454(JP,B1)
Claims (4)
- 【請求項1】 連続波レーダの送信信号に周波数変調を
施して適当に繰り返して行い、受信信号と送信信号との
ビート信号から複数の目標に対する距離及び速度を求め
るミリ波レーダ距離速度測定装置において、 複数の目標に対する前記ビート信号を周波数分析して前
記周波数変調の上昇側及び下降側でそれぞれピーク周波
数を求めるフーリエ変換器と、 複数の目標に対して上昇側及び下降側の各々でピーク周
波数を周波数順に整列し、その整列順で対応する上昇側
及び下降側のピーク周波数を対として、各々のピーク周
波数に対して各々の目標に対する距離及び速度を求める
ための整列部とを備え、 前記整列部は今回の測定によるピーク周波数と整列の順
位が等しい前回の測定によるピーク周波数との等順位の
差をとり、且つ前記今回の測定によりピーク周波数と整
列の順位が隣の前回の測定によりピーク周波数との隣順
位の差をとり、前記等順位の差が前記隣順位の差より大
きい場合には今回の測定によるピーク周波数の隣にピー
ク周波数の欠損がありとの周波数欠損を検出し、今回の
欠損ピーク周波数をこれに対応する前回のピーク周波数
で補間することを特徴とする ミリ波レーダ距離速度測定
装置。 - 【請求項2】 前記欠損ピーク周波数に対応する上昇側
又は下降側のピーク周波数を除外して他のピーク周波数
を整列し直すことを特徴とする、請求項1に記載のミリ
波レーダ距離速度測定装置。 - 【請求項3】 前記欠損ピーク周波数は、前記目標に対
する速度を一定として前記目標に対する距離を求め、こ
の速度及び距離と前回求めた上昇側及び下降側のピーク
周波数とを用いて予測した今回のピーク周波数で補間さ
れる、請求項1記載のミリ波レーダ距離速度測定装置。 - 【請求項4】 前記距離は前記速度を線型予測して求め
ることを特徴とする、請求項3記載のミリ波レーダ距離
速度測定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3317791A JP2679907B2 (ja) | 1991-12-02 | 1991-12-02 | ミリ波レーダ距離速度測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3317791A JP2679907B2 (ja) | 1991-12-02 | 1991-12-02 | ミリ波レーダ距離速度測定装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05150035A JPH05150035A (ja) | 1993-06-18 |
JP2679907B2 true JP2679907B2 (ja) | 1997-11-19 |
Family
ID=18092083
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3317791A Expired - Fee Related JP2679907B2 (ja) | 1991-12-02 | 1991-12-02 | ミリ波レーダ距離速度測定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2679907B2 (ja) |
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JP3012805B2 (ja) * | 1996-05-09 | 2000-02-28 | 本田技研工業株式会社 | Fmレーダ装置 |
JP2935419B2 (ja) * | 1996-11-15 | 1999-08-16 | 本田技研工業株式会社 | Fmレーダ装置 |
JP3385304B2 (ja) * | 1997-08-29 | 2003-03-10 | 三菱電機株式会社 | 車載用レーダ装置 |
JP3946852B2 (ja) * | 1998-02-20 | 2007-07-18 | 三菱電機株式会社 | レーダ装置およびこのレーダ装置における目標相対距離・相対速度探索方法 |
WO2002067010A1 (fr) * | 2001-02-21 | 2002-08-29 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Procede de mesure de distance/vitesse et dispositif de traitement de signaux radar |
JP3902738B2 (ja) * | 2001-12-11 | 2007-04-11 | 富士通テン株式会社 | レーダのデータ処理装置 |
JP2004205279A (ja) | 2002-12-24 | 2004-07-22 | Denso Corp | レーダ装置,プログラム |
JP4420743B2 (ja) | 2004-05-31 | 2010-02-24 | 富士通テン株式会社 | Fm−cwレーダ装置 |
US20220276366A1 (en) * | 2019-08-23 | 2022-09-01 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Radar apparatus and distance measurement method |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS49128771A (ja) * | 1973-04-10 | 1974-12-10 | ||
JPS5216995A (en) * | 1975-07-30 | 1977-02-08 | Toshiba Corp | Radar signal processor |
JPS5753670A (en) * | 1980-09-18 | 1982-03-30 | Hitachi Ltd | Forecast display device for moving target |
JPS5886472A (ja) * | 1981-11-17 | 1983-05-24 | Nec Corp | 空間飛翔体の追尾方式 |
JPS6394183A (ja) * | 1986-10-08 | 1988-04-25 | Mitsubishi Electric Corp | パルスレ−ダ相互間の干渉波除去装置 |
JPS62176776U (ja) * | 1986-11-17 | 1987-11-10 | ||
JPH0228110A (ja) * | 1989-06-13 | 1990-01-30 | Lab L Lafon Sa | 抗抑うつ剤 |
-
1991
- 1991-12-02 JP JP3317791A patent/JP2679907B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05150035A (ja) | 1993-06-18 |
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