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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- peak frequency
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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) |
Families Citing this family (10)
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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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