JP2793487B2 - FM-CW radar device - Google Patents
FM-CW radar deviceInfo
- Publication number
- JP2793487B2 JP2793487B2 JP5301993A JP30199393A JP2793487B2 JP 2793487 B2 JP2793487 B2 JP 2793487B2 JP 5301993 A JP5301993 A JP 5301993A JP 30199393 A JP30199393 A JP 30199393A JP 2793487 B2 JP2793487 B2 JP 2793487B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- frequency
- spectrum
- beat signal
- noise component
- level
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ＦＭ−ＣＷレーダ装置
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an FM-CW radar device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、例えば自動車においては、自己の
車両の前方や後方等に存在する他の車両等の対象物の自
己車両に対する相対距離等を自己車両に搭載したレーダ
装置を用いて検出し、これに応じて車間距離の保持、制
動等の自動走行制御や、各種警報を行うようにしたもの
が開発されており、この種のレーダ装置においては、比
較的近距離の対象物の検出が可能で、また、システム構
成を比較的簡略なものとし易い等の理由により、一般に
ＦＭ−ＣＷレーダ装置が用いられている。2. Description of the Related Art In recent years, for example, in an automobile, a relative distance of an object such as another vehicle existing in front of or behind the own vehicle with respect to the own vehicle is detected by using a radar device mounted on the own vehicle. In response to this, automatic cruise control such as maintaining the inter-vehicle distance, braking, etc., and various alarms have been developed, and in this type of radar device, detection of an object at a relatively short distance has been developed. FM-CW radar devices are generally used because they are possible and the system configuration is relatively simple.
【０００３】このＦＭ−ＣＷレーダ装置による対象物の
相対距離等の検出は、例えば以下に説明するように行わ
れる。[0003] The detection of the relative distance and the like of an object by the FM-CW radar apparatus is performed, for example, as described below.
【０００４】すなわち、例えば図２に示すように、周波
数ｆX とｆY の間で周波数を三角波状に時間的に変調さ
せてなる信号を送波信号として、該送波信号と同一周波
数を有する電磁波を対象物に向かって送波すると共に、
該対象物により反射された反射波を受波する。この時、
反射波の受波信号は、送波信号と同様に三角波状に周波
数変調されたものとなるのであるが、電磁波を送受波す
るアンテナと対象物との間を往復するのに要する時間τ
の遅れを送波信号に対して生じ、このため、送受波信号
の両者を同一時間軸上で比較すると、両信号の間には、
前記遅れ時間τに比例した周波数差ｆB を生じる。この
場合、遅れ時間τは、対象物の相対距離に比例するた
め、上記周波数差ｆB も対象物の相対距離に比例し、対
象物の相対距離をＤとすると、次式（１）が成り立つ。That is, as shown in FIG. 2, for example, a signal obtained by temporally modulating the frequency between a frequency f X and a frequency f Y in a triangular waveform is used as a transmission signal and has the same frequency as the transmission signal. While transmitting electromagnetic waves toward the object,
A reflected wave reflected by the object is received. At this time,
The received signal of the reflected wave is frequency-modulated in the form of a triangular wave like the transmitted signal, but the time τ required to reciprocate between the antenna transmitting and receiving the electromagnetic wave and the object is
Is generated with respect to the transmitted signal, and therefore, when the transmitted and received signals are compared on the same time axis, there is a delay between the two signals.
Resulting in the frequency difference f B which is proportional to the delay time tau. In this case, since the delay time τ is proportional to the relative distance of the object, the frequency difference f B is also proportional to the relative distance of the object, and if the relative distance of the object is D, the following equation (1) holds. .
【０００５】Ｄ＝ｋ・ｆB ……（１） 式（１）において、ｋは電磁波の伝播速度（光速）と、
送受波信号の周波数の時間的変化率とにより定まる定数
である。D = k · f B (1) In the equation (1), k is the propagation speed (light speed) of the electromagnetic wave;
This is a constant determined by the temporal change rate of the frequency of the transmitted / received signal.
【０００６】このような基本原理に基づいて、ＦＭ−Ｃ
Ｗレーダ装置は、送波信号と受波信号とをミキシングす
ることにより、両信号の周波数差ｆB の周波数を有する
ビート信号を生成し、そのビート信号の周波数ｆB を検
出する。ここで、ビート信号の周波数ｆB の検出は、例
えば送受波信号の両者の周波数が共に増加する期間（図
２中、参照符号ＴW を付した期間）や、両者の周波数が
共に減少する期間において、生成されたビート信号をＦ
ＦＴ（高速フーリエ変換手法）等の演算処理手法や複数
のバンドパスフィルタを用いて周波数分析し、これによ
り得られるビート信号のスペクトル分布のスペクトルレ
ベルが極大値となるような周波数を検出することにより
行われる。そして、このように検出されたビート信号の
周波数ｆ B から前記式（１）により対象物の相対距離Ｄ
を求める。ＦＭ−ＣＷレーダ装置は、前述のような電磁
波の送受波を例えば図２に示したように周期的に繰り返
しつつ、各々の電磁波の送受波による相対距離Ｄの検出
を行い、対象物の相対距離Ｄを時々刻々検出する。[0006] Based on such a basic principle, FM-C
The W radar device mixes a transmitted signal and a received signal.
Thus, the frequency difference f between the two signals is obtained.BHaving a frequency of
Generate a beat signal and generate a frequency f of the beat signal.BDetect
Put out. Here, the frequency f of the beat signalBDetection is an example
For example, the period during which both frequencies of the transmitted and received signals increase (see
2, reference symbol TWAnd the frequency of both are
In the period in which both are reduced, the generated beat signal is
Arithmetic processing methods such as FT (fast Fourier transform method)
Frequency analysis using the band pass filter of
Spectrum of the obtained beat signal
By detecting the frequency at which the bell has a maximum value,
Done. And the beat signal detected in this way
Frequency f BFrom the above equation (1), the relative distance D of the object is
Ask for. The FM-CW radar device uses the electromagnetic
Wave transmission / reception is periodically repeated as shown in FIG. 2, for example.
Of relative distance D by transmission and reception of each electromagnetic wave
And the relative distance D of the object is detected every moment.
【０００７】尚、対象物の相対距離Ｄを時間的に微分し
たものが対象物の相対速度であるので、上記のように電
磁波の送受波毎に検出される相対距離Ｄの時間的変化率
を求めれば、対象物の相対速度を検出することができ
る。Since the relative speed of the object is obtained by temporally differentiating the relative distance D of the object, the temporal change rate of the relative distance D detected for each transmission / reception of the electromagnetic wave is calculated as described above. If determined, the relative speed of the object can be detected.
【０００８】ところで、この種のＦＭ−ＣＷレーダ装置
においては、一般に、送波される電磁波の回り込み（ア
ンテナから送波された電磁波が直接的に該アンテナによ
る受波されてしまう現象）や、ビート信号を増幅するた
めのアンプの周波数特性等に起因して、前記ビート信号
には、対象物の相対距離に対応する周波数成分の他、定
常的なノイズ成分（周波数やレベルの時間的変動が小さ
いノイズ成分）が含まれる。例えば、送波される電磁波
の回り込みによるノイズ成分は、ビート信号のスペクト
ル分布の低周波領域に定常的に現れる。また、ビート信
号を増幅するためのアンプは、検出可能な相対距離を延
ばすために、高周波領域におけるゲインを大きくする場
合が多々あり、このようなアンプを使用した場合には、
ビート信号のスペクトル分布の低周波領域に定常的なノ
イズ成分が現れる。また、送波信号の発振器等の回路特
性に起因して、所定の周波数に定常的なノイズ成分が現
れる場合もある。By the way, in this type of FM-CW radar device, in general, the electromagnetic wave transmitted (the phenomenon that the electromagnetic wave transmitted from the antenna is directly received by the antenna) or the beat Due to the frequency characteristics of the amplifier for amplifying the signal, the beat signal includes not only a frequency component corresponding to the relative distance of the target object but also a stationary noise component (frequency and level temporal fluctuations are small. Noise component). For example, a noise component due to the wraparound of the transmitted electromagnetic wave constantly appears in the low frequency region of the spectrum distribution of the beat signal. In addition, an amplifier for amplifying a beat signal often increases the gain in a high-frequency region in order to extend a detectable relative distance, and when such an amplifier is used,
A stationary noise component appears in the low frequency region of the spectrum distribution of the beat signal. In addition, a stationary noise component may appear at a predetermined frequency due to circuit characteristics such as an oscillator of a transmission signal.
【０００９】このような定常的なノイズ成分がビート信
号に重畳することは不可避的なことであるが、このよう
なノイズ成分が重畳したまま、ビート信号のスペクトル
分布から対象物の相対距離に対応する周波数を検出する
と、誤検出を生じやすい。It is inevitable that such a stationary noise component is superimposed on the beat signal. However, with such a noise component superimposed on the beat signal, the noise component corresponding to the relative distance of the object can be obtained from the spectral distribution of the beat signal. When a frequency is detected, erroneous detection is likely to occur.
【００１０】このため、ビート信号から何等かの手法に
より定常的なノイズ成分を除去することが好ましく、こ
のような手法としては、例えば次のような手法が考えら
れる。For this reason, it is preferable to remove a stationary noise component from the beat signal by some method. For example, the following method can be considered.
【００１１】すなわち、対象物の存在しない方向に電磁
波を送波しつつ前記ビート信号を生成する。この時、対
象物からの反射波は受波されないため、生成されたビー
ト信号は定常的なノイズ成分によるものであり、これを
周波数分析することにより定常的なノイズ成分のスペク
トル分布が得られる。そして、対象物の検出を行うに際
しては、前述のように電磁波を送受波して得られるビー
ト信号のスペクトル分布の各周波数におけるスペクトル
レベルから定常的なノイズ成分のスペクトルレベルを引
き去り、これによりビート信号のスペクトル分布から定
常的なノイズ成分を除去する。そして、このようにノイ
ズ成分を除去したビート信号のスペクトル分布から対象
物の相対距離に対応する周波数を検出する。That is, the beat signal is generated while transmitting an electromagnetic wave in a direction in which no object exists. At this time, since the reflected wave from the target is not received, the generated beat signal is due to a stationary noise component, and a frequency distribution of the generated beat signal provides a stationary noise component spectrum distribution. When detecting an object, as described above, the spectrum level of the stationary noise component is subtracted from the spectrum level at each frequency of the spectrum distribution of the beat signal obtained by transmitting and receiving the electromagnetic wave, thereby obtaining the beat signal. Stationary noise components are removed from the spectral distribution of. Then, the frequency corresponding to the relative distance of the target is detected from the spectrum distribution of the beat signal from which the noise component has been removed.
【００１２】しかしながら、かかる手法にあっては、定
常的なノイズ成分のスペクトル分布を得るまでの間は、
対象物の検出を行うことができず、また、該ノイズ成分
のスペクトル分布を得るために、わざわざ対象物の存在
しない方向に電磁波を送波しなければならないという不
都合がある。特に、装置の起動直後にあっては、一般に
電磁波の送波信号や、生成されるビート信号が不安定な
ものとなって、定常的なノイズ成分のスペクトル分布を
確定するまでに時間がかかって、対象物の検出を行うこ
とができない時間が長くなってしまう。また、定常的な
ノイズ成分の周波数やレベルは温度変化等により多少変
動することがあり、このため、随時、上記のような処理
を行わなければならず、対象物の検出を行うことができ
ない状態が多くなるという不都合がある。However, in such a method, until a steady noise component spectrum distribution is obtained,
There is an inconvenience that an object cannot be detected and that an electromagnetic wave must be transmitted in a direction in which the object does not exist in order to obtain a spectral distribution of the noise component. In particular, immediately after the start-up of the apparatus, generally, the transmission signal of the electromagnetic wave and the generated beat signal become unstable, and it takes time to determine the spectrum distribution of the steady noise component. Therefore, the time during which the detection of the target object cannot be performed becomes long. In addition, the frequency and level of the stationary noise component may fluctuate slightly due to temperature changes and the like. Therefore, the above-described processing must be performed at any time, and the object cannot be detected. However, there is an inconvenience that the number increases.
【００１３】[0013]
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる背景に
鑑み、対象物の検出を行いつつ、定常的なノイズ成分の
データを検出すると共に該ノイズ成分を対象物の検出の
ために生成されるビート信号のデータから除去すること
ができるＦＭ−ＣＷレーダ装置を提供することを目的と
する。SUMMARY OF THE INVENTION In view of this background, the present invention detects stationary noise component data while detecting an object and generates the noise component for object detection. It is an object of the present invention to provide an FM-CW radar device that can remove from beat signal data.
【００１４】[0014]
【課題を解決するための手段】本発明はかかる目的を達
成するために、周波数を時間的に変調せしめた電磁波を
繰り返し送波する手段と、該電磁波の送波時にその送波
方向に存在する対象物からの反射波を受波する手段と、
該電磁波の送波信号の一部と該反射波の受波信号とを混
合することにより該対象物の現在の相対距離に対応する
周波数を有するビート信号を生成する手段と、該ビート
信号から定常的なノイズ成分を除去する手段とを具備
し、該ノイズ成分を除去したビート信号の周波数から前
記対象物の現在の相対距離を検出するＦＭ−ＣＷレーダ
装置において、前記定常的なノイズ成分の予測されるレ
ベルと略等しいか又はそれ以上スペクトルレベルを有す
るスペクトル分布を初期データとして単位周波数間隔毎
に記憶保持した記憶手段と、前記電磁波の送波時に生成
された前記ビート信号を周波数分析することにより該ビ
ート信号の単位周波数間隔毎のスペクトル分布を得る周
波数分析手段と、前記記憶手段に記憶保持された前記定
常的なノイズ成分のスペクトル分布の各周波数における
スペクトルレベルを前記周波数分析手段により得られた
前記ビート信号のスペクトル分布のスペクトルレベルと
比較し、各周波数における両スペクトルレベルのうち、
小さい方のスペクトルレベルを該周波数における定常的
なノイズ成分のスペクトルレベルとして前記記憶手段の
データを更新するノイズデータ更新手段と、該ノイズデ
ータ更新手段により更新された前記定常的なノイズ成分
のスペクトル分布の各周波数におけるスペクトルレベル
を前記周波数分析手段により得られた前記ビート信号の
スペクトル分布の各周波数におけるスペクトルレベルか
ら引き去ることにより前記ノイズ成分を除去したビート
信号のスペクトル分布を得るノイズ除去手段と、該ノイ
ズ除去手段により得られたビート信号のスペクトル分布
を基に前記対象物の相対距離に対応する周波数を検出す
る対象物周波数検出手段とを備え、該対象物周波数検出
手段により検出された周波数から前記対象物の相対距離
を検出することを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention provides a means for repeatedly transmitting an electromagnetic wave whose frequency has been modulated in time, and an electromagnetic wave which exists in the transmitting direction when the electromagnetic wave is transmitted. Means for receiving reflected waves from the object,
Means for generating a beat signal having a frequency corresponding to the current relative distance of the object by mixing a part of the transmitted signal of the electromagnetic wave and the received signal of the reflected wave; Means for removing a static noise component, wherein the FM-CW radar apparatus detects the current relative distance of the object from the frequency of the beat signal from which the noise component has been removed. Storage means for storing and maintaining a spectrum distribution having a spectrum level substantially equal to or higher than the level to be performed at each unit frequency interval as initial data, and frequency-analyzing the beat signal generated at the time of transmitting the electromagnetic wave, Frequency analysis means for obtaining a spectrum distribution of the beat signal for each unit frequency interval; The spectrum level in each frequency spectrum distribution as compared with the spectrum level of the spectral distribution of the beat signal obtained by the frequency analyzing means, out of the two spectra level at each frequency,
Noise data updating means for updating data in the storage means with a smaller spectrum level as a spectrum level of a stationary noise component at the frequency; and a spectrum distribution of the stationary noise component updated by the noise data updating means. Noise removing means for obtaining a spectral distribution of the beat signal from which the noise component has been removed by subtracting the spectral level at each frequency from the spectral level at each frequency of the spectral distribution of the beat signal obtained by the frequency analyzing means, Object frequency detecting means for detecting a frequency corresponding to the relative distance of the object based on the spectral distribution of the beat signal obtained by the noise removing means, and from the frequency detected by the object frequency detecting means Detecting the relative distance of the object. And butterflies.
【００１５】さらに、前記周波数分析手段により得られ
た前記ビート信号のスペクトル分布の各周波数における
スペクトルレベルを０レベルと比較し、該スペクトルレ
ベルが０レベルとなる周波数の個数をカウントするカウ
ント手段を備え、前記ノイズデータ更新手段は、該カウ
ント手段によりカウントされた個数が所定数以上である
とき、前記記憶手段のデータの更新を行わないことを特
徴とする。Further, there is provided counting means for comparing the spectrum level at each frequency of the spectrum distribution of the beat signal obtained by the frequency analysis means with 0 level, and counting the number of frequencies at which the spectrum level becomes 0 level. The noise data updating means does not update the data in the storage means when the number counted by the counting means is a predetermined number or more.
【００１６】[0016]
【作用】本発明によれば、前記対象物への電磁波の送受
波により生成されるビート信号には、該対象物の相対距
離に対応する周波数成分と共に定常的なノイズ成分が含
まれ、対象物に対応する周波数成分は一般に該対象物の
移動等に伴ってその周波数やレベルが変化するものの、
定常的なノイズ成分はその周波数やレベルがあまり変化
しない。このため、前記定常的なノイズ成分の実際のレ
ベルと略等しいか又はそれ以上スペクトルレベルを有す
るスペクトル分布を初期データとして前記記憶手段に記
憶保持させ、電磁波の送受波を行う毎に、前記周波数分
析手段により得られるビート信号のスペクトル分布の各
周波数におけるスペクトルレベルを記憶手段に今現在記
憶保持されているノイズ成分のスペクトル分布のスペク
トルレベルと比較し、各周波数における両スペクトルレ
ベルのうち、小さい方のスペクトルレベルを該周波数に
おける定常的なノイズ成分のスペクトルレベルとして前
記記憶手段のデータを更新していくと、定常的なノイズ
成分の周波数においては、実際の定常的なノイズ成分の
スペクトルレベルが記憶手段に記憶保持されることとな
り、他の周波数においては、一時的に対象物の相対距離
に対応する周波数成分のスペクトルレベルが残ることは
あるものの、やがては略０レベルとなり、これにより、
最終的に前記記憶手段には定常的なノイズ成分のスペク
トル分布を示すデータが記憶保持されることとなる。そ
して、このような更新により得られた記憶手段の定常的
なノイズ成分のスペクトル分布の各周波数におけるスペ
クトルレベルを、対象物への電磁波の送受波により得ら
れるビート信号のスペクトル分布のスペクトルレベルか
ら引き去ることにより、該ビート信号のスペクトル分布
から定常的なノイズ成分のスペクトルが除去され、さら
にそのノイズ成分を除去したビート信号のスペクトル分
布を基に対象物の相対距離に対応する周波数を検出する
ことで、該周波数から対象物の相対距離を求めることが
できる。According to the present invention, a beat signal generated by transmitting and receiving an electromagnetic wave to and from the object includes a stationary noise component together with a frequency component corresponding to the relative distance of the object. Although the frequency component corresponding to generally changes its frequency and level with the movement of the object, etc.,
The frequency and level of the stationary noise component do not change much. Therefore, a spectrum distribution having a spectrum level substantially equal to or higher than the actual level of the stationary noise component is stored and held in the storage unit as initial data, and the frequency analysis is performed every time the electromagnetic wave is transmitted and received. The spectrum level at each frequency of the spectral distribution of the beat signal obtained by the means is compared with the spectral level of the spectral distribution of the noise component currently stored in the storage means, and the smaller one of the two spectral levels at each frequency is obtained. When the data in the storage means is updated with the spectrum level as the spectrum level of the stationary noise component at the frequency, the spectrum level of the actual stationary noise component is stored at the frequency of the stationary noise component. At other frequencies, and at other frequencies Although temporarily there is the spectral level of the frequency components corresponding to the relative distance of the object remains, eventually becomes substantially 0 level, thereby,
Eventually, the storage means stores and holds data indicating a steady noise component spectrum distribution. Then, the spectrum level at each frequency of the spectrum distribution of the stationary noise component of the storage means obtained by such updating is subtracted from the spectrum level of the spectrum distribution of the beat signal obtained by transmitting and receiving electromagnetic waves to and from the object. As a result, the spectrum of the stationary noise component is removed from the spectrum distribution of the beat signal, and the frequency corresponding to the relative distance of the object is detected based on the spectrum distribution of the beat signal from which the noise component has been removed. Thus, the relative distance of the object can be obtained from the frequency.
【００１７】尚、前記カウント手段を備えるときには、
前記周波数分析手段により得られた前記ビート信号のス
ペクトル分布において、周波数分析手段の異常等によ
り、スペクトルレベルが０レベルとなる周波数の個数が
所定数以上となると、前記記憶手段の定常的なノイズ成
分のスペクトル分布のデータの更新は行われない。これ
は、このような状態で記憶手段のデータを更新すると、
定常的なノイズ成分のスペクトル分布のデータが消去さ
れてしまう虞れがあるからである。When the counting means is provided,
In the spectrum distribution of the beat signal obtained by the frequency analysis unit, when the number of frequencies at which the spectrum level becomes 0 level becomes a predetermined number or more due to an abnormality of the frequency analysis unit or the like, a steady noise component of the storage unit. Is not updated. This is because when updating the data in the storage means in such a state,
This is because there is a possibility that data of the spectrum distribution of the stationary noise component is erased.
【００１８】[0018]
【実施例】本発明の一例を図１乃至図５を参照して説明
する。図１は本実施例のＦＭ−ＣＷレーダ装置のシステ
ム構成図、図２は図１のレーダ装置の作動を説明するた
めの説明図、図３及び図４は図１のレーダ装置の作動を
説明するためのフローチャート、図５は図１のレーダ装
置の作動を説明するための説明図である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One example of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is a system configuration diagram of the FM-CW radar device according to the present embodiment, FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining the operation of the radar device of FIG. 1, and FIGS. 3 and 4 are diagrams illustrating the operation of the radar device of FIG. FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the operation of the radar apparatus of FIG.
【００１９】図１を参照して、本実施例のＦＭ−ＣＷレ
ーダ装置は例えば自動車に搭載されたものであり、１は
電磁波の送波信号を生成する発振器、２は発振器１が生
成する送波信号の周波数を時間的に変調・制御する変調
制御回路、３は発振器１からアイソレータ４、方向性結
合器５及びサーキュレータ６を介して付与される送波信
号に応じて該送波信号を同一周波数の電磁波を送波し、
また送波した電磁波の反射波を受波するアンテナ、７は
方向性結合器５を介して分配・入力される送波信号の一
部とアンテナ３からサーキュレータ６を介して入力され
る受波信号とをミキシングして両信号の時間的周波数差
に相当する周波数を有するビート信号を生成するミキサ
ー、８はミキサー７により生成されたビート信号を増幅
するアンプ、９はアンプ８により増幅されたビート信号
をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器、１０はＡ／Ｄ変換器９
によりＡ／Ｄ変換されたビート信号を時系列的に記憶保
持するメモリ（以下、ビート信号メモリという）、１１
はビート信号に含まれる定常的なノイズ成分のスペクト
ル分布データを記憶保持するメモリ（記憶手段、以下ノ
イズメモリという）、１２はビート信号メモリ１０に記
憶保持されたビート信号のデータとノイズメモリ１１に
記憶保持された定常的なノイズ成分のスペクトル分布デ
ータとから定常的なノイズ成分を検出しつつ対象物の相
対距離を検出する信号処理装置、１３はＡ／Ｄ変換器９
によりＡ／Ｄ変換されたビート信号のビート信号メモリ
１０への記憶保持のタイミングを規定するタイミング信
号と周波数変調された電磁波の送波タイミングを規定す
るタイミング信号とをそれぞれメモリ１０及び変調制御
回路２に付与するタイミング信号生成回路である。尚、
アンテナ３は指向性を有するものであり、例えば自己車
両の前方に存在する他車等の対象物Ａに向かって電磁波
を送波する。また、ノイズメモリ１１は、ＲＡＭ等によ
り構成された二つの記憶部１１ａ，１１ｂを備えてい
る。Referring to FIG. 1, the FM-CW radar apparatus according to the present embodiment is mounted on, for example, an automobile. Reference numeral 1 denotes an oscillator for generating a transmission signal of an electromagnetic wave, and reference numeral 2 denotes a transmission generated by the oscillator 1. The modulation control circuit 3 modulates and controls the frequency of the wave signal with time, and the modulation control circuit 3 uses the same transmission signal according to the transmission signal provided from the oscillator 1 via the isolator 4, the directional coupler 5, and the circulator 6. Transmits electromagnetic waves of frequency,
An antenna 7 receives the reflected wave of the transmitted electromagnetic wave, and 7 is a part of the transmission signal distributed and input via the directional coupler 5 and a reception signal input from the antenna 3 via the circulator 6. And a mixer for generating a beat signal having a frequency corresponding to the temporal frequency difference between the two signals, an amplifier for amplifying the beat signal generated by the mixer, and a beat signal amplified by the amplifier A / D converter for A / D conversion of A / D converter 10 is an A / D converter 9
(Hereinafter referred to as a beat signal memory) for storing and holding the beat signal A / D converted in time series
Is a memory (storage means, hereinafter referred to as a noise memory) for storing and holding the spectrum distribution data of the stationary noise component included in the beat signal, and 12 is a memory for the beat signal stored in the beat signal memory 10 and the noise memory 11. A signal processing device 13 for detecting the relative distance of the target object while detecting the stationary noise component from the spectral distribution data of the stationary noise component stored and held; 13 is an A / D converter 9
And a modulation control circuit 2 that respectively specify a timing signal for defining the timing of storing and storing the beat signal A / D-converted in the beat signal memory 10 and a timing signal for defining the transmission timing of the frequency-modulated electromagnetic wave. Is a timing signal generation circuit to be added to the timing signal. still,
The antenna 3 has directivity, and transmits an electromagnetic wave toward an object A such as another vehicle existing in front of the own vehicle, for example. Further, the noise memory 11 includes two storage units 11a and 11b each configured by a RAM or the like.
【００２０】信号処理装置１２は、マイクロコンピュー
タやＲＡＭ、ＲＯＭ等を含む電子回路により構成された
ものであり、その機能的構成として、周波数分析手段１
４、ノイズデータ更新手段１５、ノイズ除去手段１６、
対象物周波数検出手段１７、距離検出手段１８及びカウ
ント手段１９を備えている。The signal processing device 12 is composed of an electronic circuit including a microcomputer, a RAM, a ROM, and the like.
4, noise data updating means 15, noise removing means 16,
An object frequency detecting unit 17, a distance detecting unit 18 and a counting unit 19 are provided.
【００２１】次に、本実施例のＦＭ−ＣＷレーダ装置の
作動を、その各部の詳細な説明と併せて説明する。Next, the operation of the FM-CW radar apparatus according to the present embodiment will be described together with the detailed description of each part thereof.
【００２２】本実施例のＦＭ−ＣＷレーダ装置は、図示
しない電源を投入することにより作動を開始し、まず、
発振器１により電磁波の送波信号が生成される。このと
き、発振器１により生成される送波信号は、その周波数
が変調制御回路２により前記図２に実線で示したように
三角波状に変調され、その変調制御が、タイミング信号
生成回路１３から出力されるタイミング信号に従って、
周期的に繰り返される。そして、このように周波数を変
調された送波信号が、アイソレータ４、方向性結合器５
及びサーキュレータ６を介してアンテナ３に付与され、
これにより、アンテナ３から送波信号と同一周波数を有
して三角波状に周波数変調された電磁波が車両の前方に
存在する対象物Ａに向かって周期的に送波される。The FM-CW radar apparatus of this embodiment starts operation by turning on a power source (not shown).
The oscillator 1 generates a transmission signal of an electromagnetic wave. At this time, the frequency of the transmission signal generated by the oscillator 1 is modulated by the modulation control circuit 2 into a triangular waveform as shown by the solid line in FIG. According to the timing signal
It is repeated periodically. The transmission signal whose frequency has been modulated in this way is supplied to the isolator 4 and the directional coupler 5.
And provided to the antenna 3 via the circulator 6,
Thereby, the electromagnetic wave having the same frequency as the transmission signal and frequency-modulated in a triangular wave shape is periodically transmitted from the antenna 3 toward the target A existing in front of the vehicle.
【００２３】このような電磁波の送波時において、対象
物Ａによる反射波がアンテナ３により受波され、その受
波信号がサーキュレータ６を介してミキサー７に入力さ
れる。この時、ミキサー７には、発振器１から出力され
た送波信号の一部が方向性結合器６を介して分配・入力
されており、ミキサー７はこれらの送波信号及び受波信
号をミキシングする。これにより、前述したように、基
本的には対象物Ａの自己車両に対する相対距離Ｄに対応
する周波数を有するビート信号が生成される。At the time of transmitting such an electromagnetic wave, the reflected wave from the object A is received by the antenna 3, and the received signal is input to the mixer 7 via the circulator 6. At this time, a part of the transmission signal output from the oscillator 1 is distributed and input to the mixer 7 via the directional coupler 6, and the mixer 7 mixes the transmission signal and the reception signal. I do. Thereby, as described above, basically, a beat signal having a frequency corresponding to the relative distance D of the object A to the own vehicle is generated.
【００２４】ミキサー７により生成されたビート信号
は、アンプ８により必要な振幅レベルに増幅される。こ
の場合、アンプ８は、ビート信号の高周波域においてゲ
インが増加するような周波数特性を有するものであり、
このような周波数特性をもたせることで、対象物Ａが比
較的遠方に存在しても、その相対距離Ｄを検出するため
に必要な振幅レベルのビート信号を得ることができるよ
うにしている。The beat signal generated by the mixer 7 is amplified by the amplifier 8 to a required amplitude level. In this case, the amplifier 8 has frequency characteristics such that the gain increases in the high frequency range of the beat signal.
By providing such frequency characteristics, even if the object A is relatively distant, a beat signal having an amplitude level necessary for detecting the relative distance D can be obtained.
【００２５】アンプ８により増幅されたビート信号は、
Ａ／Ｄ変換器９により所定のサンプリングタイム毎にＡ
／Ｄ変換され、そのデジタル化されたビート信号の振幅
データがビート信号メモリ１０に時系列的に記憶保持さ
れる。この場合、ビート信号メモリ１０は、タイミング
信号生成回路１３から出力されるタイミング信号に従っ
て、三角波状に周波数変調された電磁波の送受波が行わ
れる毎、その送受波時の所定の期間内においてビート信
号の振幅データを記憶保持する。本実施例においては、
例えば図２に示したように送受波信号の両者の周波数が
共に増加する期間ＴW においてビート信号の振幅データ
をビート信号メモリ１０に記憶保持する。The beat signal amplified by the amplifier 8 is
The A / D converter 9 sets the A at every predetermined sampling time.
The / D-converted and digitized amplitude data of the beat signal is stored in the beat signal memory 10 in time series. In this case, each time the transmission and reception of the triangular-wave-frequency-modulated electromagnetic wave is performed in accordance with the timing signal output from the timing signal generation circuit 13, the beat signal memory 10 stores the beat signal within a predetermined period during the transmission and reception. Is stored. In this embodiment,
For example the frequency of both the transmitting and receiving wave signals are both stores and holds the amplitude data of the beat signal to the beat signal memory 10 during the period T W is increased as shown in FIG.
【００２６】このようにビート信号メモリ１０に記憶保
持されたビート信号のデータを基に、信号処理装置１２
により、以下に説明するように対象物Ａの相対距離Ｄの
検出処理等が行われる。Based on the beat signal data stored and held in the beat signal memory 10 as described above, the signal processing device 12
As a result, a process of detecting the relative distance D of the target A is performed as described below.
【００２７】すなわち、図３のフローチャートを参照し
て、まず、信号処理装置１２の周波数分析手段１４によ
り、ビート信号メモリ１０に記憶保持されたビート信号
のデータが周波数分析され、そのスペクトル分布が求め
られる（図３のＳＴＥＰ１）。この周波数分析は、例え
ば周波数分析の演算処理手法であるＦＦＴ（高速フーリ
エ変換手法）を用いて行われる。このような周波数分析
により、例えば図５（ａ1 ）に示すように、単位周波数
間隔Δｆ毎のスペクトル分布が得られる。この場合、同
図において、低周波側から高周波側にかけて、例えばス
ペクトルＳ1 〜Ｓ4 が順次間隔を存して現れるが、これ
らのスペクトルＳ1 〜Ｓ4 のうち、スペクトルＳ3 が対
象物Ａからの反射波の受波信号に対応するものであり、
該スペクトルＳ3 は対象物Ａの相対距離Ｄに対応する周
波数ｆP の位置でスペクトルレベルがピーク（極大値）
となるような形で現れる。また、最も低周波側のスペク
トルＳ1 は、アンテナ３から送波された電磁波が回り込
みによりそのまま該アンテナ３により受波されることに
起因して現れる定常的なノイズ成分を示すものである。
また、スペクトルＳ2 は、前記発振器１や変調制御回路
２等の回路特性に起因して現れる定常的なノイズ成分を
示すものである。また、最も高周波側のスペクトルＳ4
は、前述したようなアンプ８のゲインの周波数特性（高
周波域でゲインが大きくなる特性）に起因して現れる定
常的なノイズ成分を示すものである。尚、前記単位周波
数間隔Δｆは、本実施例の装置におけるビート信号の周
波数分解能に相当するものである。That is, referring to the flowchart of FIG. 3, first, the frequency analysis means 14 of the signal processing device 12 analyzes the frequency of the beat signal data stored and held in the beat signal memory 10, and obtains the spectrum distribution. (Step 1 in FIG. 3). This frequency analysis is performed using, for example, FFT (Fast Fourier Transform method), which is an arithmetic processing method of frequency analysis. By such a frequency analysis, for example, as shown in FIG. 5 (a 1 ), a spectrum distribution for each unit frequency interval Δf is obtained. In this case, in the figure, for example, spectra S 1 to S 4 appear at intervals from the low frequency side to the high frequency side, and among these spectra S 1 to S 4 , the spectrum S 3 is the object A. It corresponds to the received signal of the reflected wave from
The spectrum S 3 are spectrum level peaks at the position of the frequency f P corresponding to the relative distance D of the object A (maximum value)
Appears in such a way that Further, the spectrum S 1 on the lowest frequency side shows a stationary noise component which appears due to the fact that the electromagnetic wave transmitted from the antenna 3 is received by the antenna 3 as it is due to the wraparound.
Further, the spectrum S 2 shows a stationary noise component appearing due to the circuit characteristics such as the oscillator 1 and the modulation control circuit 2. Also, the spectrum S 4 on the highest frequency side
Indicates a stationary noise component appearing due to the frequency characteristic of the gain of the amplifier 8 (a characteristic in which the gain increases in a high frequency range) as described above. The unit frequency interval Δf corresponds to the frequency resolution of the beat signal in the device of the present embodiment.
【００２８】次いで、ノイズメモリ１１の記憶部１１ａ
に現在記憶保持されている定常的なノイズ成分のスペク
トル分布データ（これについては後述する）が記憶部１
１ｂに書き込まれた後（図３のＳＴＥＰ２）、信号処理
装置１２のノイズ除去手段１６により、ビート信号のス
ペクトル分布データから記憶部１１ｂに記憶保持された
定常的なノイズ成分のスペクトル分布データが引き去ら
れ、これにより定常的なノイズ成分を除去したビート信
号のスペクトル分布が得られる（図３のＳＴＥＰ３）。
この引き去り処理は、ビート信号のスペクトル分布デー
タの各周波数のスペクトルレベルから該周波数における
定常的なノイズ成分のスペクトルレベルを減じる（但
し、減じた結果が負の値となったときには“０”レベル
とする）ことにより行われる。Next, the storage unit 11a of the noise memory 11
The stationary noise component spectrum distribution data (which will be described later) currently stored and held in the storage unit 1
After the data is written in 1b (STEP 2 in FIG. 3), the noise removal means 16 of the signal processing device 12 subtracts the spectrum distribution data of the stationary noise component stored and held in the storage unit 11b from the spectrum distribution data of the beat signal. As a result, a spectral distribution of the beat signal from which a stationary noise component has been removed is obtained (STEP 3 in FIG. 3).
In this subtraction processing, the spectrum level of the stationary noise component at that frequency is subtracted from the spectrum level of each frequency of the spectrum distribution data of the beat signal (however, if the subtraction results in a negative value, the level becomes “0” level). To do).
【００２９】ここで、本実施例の装置の起動時において
は、ノイズメモリ１１の記憶部１１ａには、あらかじめ
例えば図５（ｂ1 ）に示すようなスペクトル分布データ
が初期データとして前記単位周波数間隔Δｆ毎に記憶保
持されている。該初期データのスペクトル分布は、その
スペクトルレベルが定常的なノイズ成分の予測されるレ
ベル以上となるように設定されている。そして、この初
期データが前記の引き去り処理を行う前に記憶部１１ｂ
に書き込まれる。[0029] Here, at the time of startup of the device of the present embodiment, the noise in the storage unit 11a of the memory 11, the unit frequency interval spectrum distribution data as shown in advance for example FIG. 5 (b 1) is as initial data It is stored and held for each Δf. The spectral distribution of the initial data is set so that its spectral level is equal to or higher than the level at which the stationary noise component is predicted. The initial data is stored in the storage unit 11b before the withdrawal processing is performed.
Is written to.
【００３０】このため、前記の引き去り処理を行うと、
図５（ｃ1 ）に示すように、ビート信号のスペクトル分
布データから定常的なノイズ成分は全て除去され、ま
た、定常的なノイズ成分のスペクトル分布の初期データ
のレベルを適切に設定しておくことで、対象物Ａからの
反射波に対応するスペクトルＳ3 のピーク部分を残すこ
とができる。Therefore, when the above-mentioned withdrawal processing is performed,
As shown in FIG. 5 (c 1 ), all the stationary noise components are removed from the beat signal spectral distribution data, and the level of the initial data of the stationary noise component spectral distribution is set appropriately. it is, it is possible to leave the peak portions of the spectrum S 3 corresponding to the reflected wave from the object a.
【００３１】次いで、上記のように定常的なノイズ成分
を除去して得られたビート信号のスペクトル分布を基
に、信号処理装置１２の対象物周波数検出手段１７によ
り、対象物Ａの相対距離Ｄに対応する対象物周波数ｆP
（図５（ｃ1 ）参照）が検出される（図３のＳＴＥＰ
４）。この検出は、定常的なノイズ成分を除去して得ら
れたビート信号のスペクトル分布において、スペクトル
レベルが増加傾向から現象傾向に転じる周波数、すなわ
ち、スペクトルレベルが極大値となる周波数を検出する
ことにより行われる。Next, based on the spectral distribution of the beat signal obtained by removing the stationary noise component as described above, the object frequency detecting means 17 of the signal processing device 12 detects the relative distance D of the object A. Object frequency f P corresponding to
(See FIG. 5 (c 1 )) is detected (STEP in FIG. 3).
4). This detection is performed by detecting a frequency at which the spectrum level changes from an increasing tendency to a phenomenon tendency, that is, a frequency at which the spectrum level has a maximum value, in a spectrum distribution of a beat signal obtained by removing a stationary noise component. Done.
【００３２】そして、信号処理装置１２はその距離検出
手段１８により、上記のように検出された対象物周波数
ｆp から前記式（１）に従って対象物Ａの相対距離Ｄを
求め、これを図示しない自動走行制御装置や警報装置等
に出力する（図３のＳＴＥＰ５）。[0032] Then, the signal processing device 12 the distance detecting means 18 calculates the relative distance D of the object A according to the equation from the detected object frequency f p (1) as described above, not shown this The information is output to an automatic traveling control device, an alarm device, and the like (STEP 5 in FIG. 3).
【００３３】一方、このように対象物Ａの相対距離Ｄを
検出する処理と並行して、前述したようにノイズメモリ
１１の記憶部１１ａのデータが記憶部１１ｂに書き込ま
れた後、前記図３のＳＴＥＰ１において得られたビート
信号のスペクトル分布データを用いて、信号処理装置１
２のノイズデータ更新手段１５により、ノイズメモリ１
１の記憶部１１ａのデータが更新される（図３のＳＴＥ
Ｐ８）。尚、これに先立って、ビート信号のスペクトル
分布データにおいて、スペクトルレベルが０レベルとな
る周波数が所定数以上あるか否かの判定処理が行われる
のであるが（図３のＳＴＥＰ６，７）、これについては
後述する。On the other hand, in parallel with the process of detecting the relative distance D of the object A, as described above, after the data of the storage unit 11a of the noise memory 11 is written to the storage unit 11b, as shown in FIG. Using the spectral distribution data of the beat signal obtained in STEP 1 of FIG.
2 by the noise data updating means 15
3 is updated (STE in FIG. 3).
P8). Prior to this, in the spectrum distribution data of the beat signal, it is determined whether or not the frequency at which the spectrum level becomes 0 level is equal to or more than a predetermined number (STEPs 6 and 7 in FIG. 3). Will be described later.
【００３４】ノイズメモリ１１の記憶部１１ａのデータ
の更新は、次のように行われる。Updating of data in the storage section 11a of the noise memory 11 is performed as follows.
【００３５】すなわち、図４及び図５（ａ1 ），
（ｂ1 ）を参照して、前記周波数分析手段１４により得
られたビート信号のスペクトル分布データとノイズメモ
リ１１の記憶部１１ｂに書き込まれた定常的なノイズ成
分のスペクトル分布データとにおいて、これらのスペク
トル分布データの最低周波数ｆ0 から最高周波数ｆend
にかけて前記単位周波数間隔Δｆ毎に、各周波数におけ
るそれぞれのスペクトルレベルＬB （ｆ），ＬN （ｆ）
を比較し、ビート信号のスペクトルレベル ＬB （ｆ）
が現在記憶部１１ａに記憶保持されているノイズ成分の
スペクトルレベルＬN（ｆ）よりも小さいときには、ビ
ート信号のスペクトルレベル ＬB （ｆ）をその周波数
におけるノイズ成分のスペクトルレベルとして記憶部１
１ａのデータを更新する。そして、そうでない場合（Ｌ
B （ｆ）≧ＬN （ｆ））には、その周波数における記憶
部１１ａのデータを更新せずに、元のままとする。That is, FIGS. 4 and 5 (a 1 ),
With reference to (b 1 ), the spectrum distribution data of the beat signal obtained by the frequency analysis means 14 and the spectrum distribution data of the stationary noise component written in the storage unit 11b of the noise memory 11 are the same. From the lowest frequency f 0 to the highest frequency f end of the spectrum distribution data
And the respective spectral levels L B (f) and L N (f) at each frequency for each unit frequency interval Δf
Is compared with the spectrum level L B (f) of the beat signal.
Is smaller than the spectrum level L N (f) of the noise component currently stored and held in the storage unit 11a, the spectrum level L B (f) of the beat signal is used as the spectrum level of the noise component at that frequency.
The data of 1a is updated. And if not (L
For B (f) ≧ L N (f)), the data in the storage unit 11a at that frequency is not updated, but remains as it is.
【００３６】かかる更新処理により、図５（ａ1 ），
（ｂ1 ）のスペクトル分布データから、同図（ｂ2 ）に
示すようなノイズ成分のスペクトル分布データが得ら
れ、これが記憶部１１ａに新たに記憶保持されることと
なる。すなわち、記憶部１１ａには、定常的なノイズ成
分に対応する前記スペクトルＳ1 ，Ｓ2 ，Ｓ4 が記憶保
持される。尚、図５（ｂ2 ）のスペクトル分布は、図５
（ａ1 ），（ｂ1 ）のスペクトル分布データから得られ
るため、図５（ａ1 ）の対象物Ａに対応するスペクトル
Ｓ3 に対応する周波数の位置で本来の定常的なノイズ成
分ではないスペクトルＳ5 が残ることとなるが、このよ
うなスペクトルＳ5 は後述するようにやがて消え去る。By the updating process, FIG. 5 (a 1 ),
From the spectrum distribution data of (b 1 ), spectrum distribution data of the noise component as shown in FIG. 2 (b 2 ) is obtained, and this is newly stored and held in the storage unit 11 a. That is, the spectra S 1 , S 2 , and S 4 corresponding to stationary noise components are stored and held in the storage unit 11a. Incidentally, the spectral distribution of FIG. 5 (b 2) is 5
(A 1), (b 1 ) for obtained from the spectral distribution data, not the original steady noise component at the location of the frequency corresponding to the spectrum S 3 corresponding to the object A in FIG. 5 (a 1) so that the spectrum S 5 remains, but such spectral S 5 is disappear soon as will be described later.
【００３７】本実施例のＦＭ−ＣＷレーダ装置において
は、基本的には、以上説明した作動が前記ビート信号メ
モリ１０に新たなビート信号のデータが記憶保持される
毎に（電磁波の送受波毎に）行われ、対象物Ａの相対距
離Ｄの検出処理と、定常的なノイズ成分のスペクトル分
布データの更新処理とが並行して繰り返される。そし
て、前述したようなノイズデータの更新処理を繰り返す
ことで、やがて、ノイズメモリ１１の記憶部１１ａに
は、実際の定常的なノイズ成分のスペクトル分布データ
のみが記憶保持されることとなる。In the FM-CW radar apparatus of the present embodiment, basically, the above-described operation is performed every time new beat signal data is stored in the beat signal memory 10 (for each transmission and reception of electromagnetic waves). 2), and the process of detecting the relative distance D of the object A and the process of constantly updating the spectral distribution data of the noise component are repeated in parallel. By repeating the above-described noise data update processing, the storage unit 11a of the noise memory 11 eventually stores only the actual steady-state noise component spectrum distribution data.
【００３８】すなわち、ノイズデータの更新処理を繰り
返す途中においては、図５（ｂ2 ）に示したように、定
常的なノイズ成分ではないスペクトルＳ5 がノイズメモ
リ１１の記憶部１１ａに記憶保持されることがあるもの
の、このようなスペクトルＳ 5 は前記の更新処理を繰り
返すことで、やがて除去されるものである。That is, the updating process of the noise data is repeated.
In the process of returning, FIG.Two), As shown in
Spectrum S that is not a normal noise componentFiveIs a noise memo
What may be stored and held in the storage unit 11a of the file 11
Of such a spectrum S FiveRepeats the above update process
By returning, it will be eventually removed.
【００３９】さらに詳細には、該スペクトルＳ5 は、図
５（ａ1 ）に示した初回のビート信号のスペクトル分布
データにおける対象物Ａに対応するスペクトルＳ3 と、
図５（ｂ1 ）に示したノイズ成分のスペクトル分布の初
期データとから得られたものであるが、一般に、対象物
Ａは、自己車両に対して移動するため、対象物Ａに対応
するスペクトルＳ3 が現れる周波数は、例えば図５（ａ
2 ），（ａ3 ）に示すように変化していく。このため、
ノイズ成分ではないスペクトルＳ5 の周波数ｆ 5 におけ
るビート信号のスペクトルレベルは、いずれ、図５（ａ
2 ）に示すように０レベルとなり、このような状態で前
述したようなノイズデータの更新処理を行うと、ノイズ
メモリ１１の記憶部１１ａに新たに記憶保持されるスペ
クトル分布データは、図５（ｂ3 ）に示すように上記周
波数ｆ5 の位置において０レベルとなるようなデータと
なり、これにより、ノイズメモリ１１の記憶部１１ａに
は、定常的なノイズ成分のスペクトル分布データのみが
記憶保持されることとなる。そして、その後は、ノイズ
成分のスペクトルＳ1 ，Ｓ2 ，Ｓ4 の周波数以外の周波
数において、該ノイズ成分以外のスペクトルが記憶部１
１ａに記憶保持されることはなく、ノイズメモリ１１の
記憶部１１ａに記憶保持されたデータが、本実施例の装
置における定常的なノイズ成分のスペクトル分布を示す
ものとして確定することとなる。尚、図５（ｃ2 ），
（ｃ3 ）は、それぞれ図５（ａ2 ），（ａ3 ）のビート
信号のスペクトル分布データから図５（ｂ2 ），
（ｂ3 ）のノイズ成分のスペクトル分布データを引き去
って得られるスペクトル分布データであり、これらのス
ペクトル分布データから前述したように対象物周波数が
検出されて相対距離が求められる。More specifically, the spectrum SFiveThe figure
5 (a1) Spectrum distribution of the first beat signal shown in)
Spectrum S corresponding to object A in the dataThreeWhen,
FIG.1The first of the spectral distributions of the noise components shown in
Period data, but in general,
A corresponds to the target A because it moves with respect to the own vehicle
Spectrum SThreeAppearing in FIG. 5 (a)
Two), (AThree). For this reason,
Spectrum S not noise componentFiveFrequency f FiveSmell
5 (a).
Two), As shown in FIG.
Performing the noise data update process as described
The space newly stored in the storage unit 11a of the memory 11 is stored.
Fig. 5 (b)Three) As shown above
Wave number fFiveData that is 0 level at the position
As a result, the storage unit 11a of the noise memory 11
Is only the spectral distribution data of the stationary noise component
It will be stored. And then the noise
Component spectrum S1, STwo, SFourFrequencies other than
In the number, the spectrum other than the noise component is stored in the storage unit 1.
1a is not stored and held in the noise memory 11
The data stored in the storage unit 11a is stored in the storage device of this embodiment.
Shows the spectrum distribution of stationary noise components
Will be determined. In addition, FIG.Two),
(CThree) Respectively correspond to FIG.Two), (AThree) Beat
From the spectrum distribution data of the signal, FIG.Two),
(BThree) Subtract the noise component spectrum distribution data
The spectrum distribution data obtained from
From the spectral distribution data, the target frequency is
It is detected and a relative distance is obtained.
【００４０】ところで、前述したようにノイズデータを
更新する際に、ミキサー７等の異常により、ビート信号
のスペクトル分布データが正常に得られず、例えば定常
的なノイズ成分のスペクトルＳ1 ，Ｓ2 ，Ｓ4 が本来現
れる周波数範囲においてスペクトルレベルが０レベルと
なると、ノイズメモリ１１の記憶部１１ａに記憶保持さ
れていた定常的なノイズ成分のスペクトル分布データが
消去されてしまうという事態が生じる。When the noise data is updated as described above, the spectrum distribution data of the beat signal cannot be normally obtained due to an abnormality of the mixer 7 or the like. For example, the spectrums S 1 and S 2 of stationary noise components are not obtained. , the spectrum level is 0 level in the frequency range in which S 4 appears inherently situation that the spectral distribution data for stationary noise component that has been stored and held in the storage unit 11a of the noise memory 11 is erased occurs.
【００４１】そこで、本実施例のＦＭ−ＣＷレーダ装置
において、このような事態を避けるために、前述のノイ
ズデータの更新処理を行う前に、まず、信号処理装置１
２のカウント手段１９により、ビート信号のスペクトル
分布データにおいて、前記単位周波数間隔Δｆ毎にスペ
クトルレベルを０レベルと比較し、該スペクトルレベル
が０レベルとなる周波数の個数Ｎをカウントする（図３
のＳＴＥＰ６）。そして、スペクトルレベルが０レベル
となる周波数の個数Ｎがあらかじめ定めた所定数以上と
なった場合には（図３のＳＴＥＰ７においてＹＥＳ）、
前述のノイズデータの更新処理（図３のＳＴＥＰ８）を
行わず、ノイズメモリ１１の記憶部１１ａに現在記憶保
持されているデータをそのまま残す。このようにするこ
とにより、上記の不都合が回避されることとなる。尚、
スペクトルレベルが０レベルとなる周波数の個数Ｎが所
定数に満たない場合には（図３のＳＴＥＰ７においてＮ
Ｏ）、前述したようにノイズデータの更新処理が行われ
る。Therefore, in the FM-CW radar apparatus of the present embodiment, in order to avoid such a situation, before performing the above-described noise data update processing, first, the signal processing apparatus 1
In the spectral distribution data of the beat signal, the count level 19 compares the spectrum level with the 0 level at each unit frequency interval Δf, and counts the number N of frequencies at which the spectrum level becomes the 0 level (FIG. 3).
STEP6). Then, when the number N of frequencies at which the spectrum level becomes 0 level is equal to or greater than a predetermined number (YES in STEP7 of FIG. 3),
The above-described noise data update processing (STEP 8 in FIG. 3) is not performed, and the data currently stored and held in the storage unit 11a of the noise memory 11 is left as it is. By doing so, the above inconvenience is avoided. still,
When the number N of frequencies at which the spectrum level becomes the 0 level is less than the predetermined number (in STEP 7 of FIG.
O) As described above, the noise data updating process is performed.
【００４２】以上説明したように、本実施例のＦＭ−Ｃ
Ｗレーダ装置においては、対象物Ａの相対距離Ｄの検出
と、定常的なノイズ成分のスペクトル分布データの検出
処理とを並行して効率よく行うことができ、また、対象
物Ａの相対距離Ｄの検出は、基本的にはビート信号か定
常的なノイズ成分を除去して行われるので、相対距離Ｄ
の検出を精度よく行うことができる。As described above, the FM-C of this embodiment
In the W radar device, the detection of the relative distance D of the target A and the detection processing of the spectrum distribution data of the stationary noise component can be efficiently performed in parallel. Is basically performed by removing a beat signal or a stationary noise component, so that the relative distance D
Can be accurately detected.
【００４３】尚、本実施例においては、装置の起動時に
おけるノイズ成分のスペクトル分布の初期データを図５
（ｂ1 ）に示すように設定したが、予測されるノイズ成
分のスペクトル分布をより近似するスペクトル分布を初
期データとして設定してもよい。そして、このような場
合において、今回の装置の作動を停止する直前において
ノイズメモリ１１の記憶部１１ａに記憶保持されたノイ
ズ成分のスペクトル分布データを次回の装置の起動時に
おける初期データとして設定してもよい。このようにす
れば、装置の初回の起動時を除き、装置の起動直後から
比較的精度よく定常的なノイズ成分を除去して対象物の
相対距離の検出を行うことが可能となる。また、装置の
起動直後の初回に得られたビート信号のスペクトル分布
データを初期データとして設定することも可能である。In this embodiment, the initial data of the spectral distribution of the noise component at the time of starting the apparatus is shown in FIG.
Although set as shown in (b 1 ), a spectral distribution that more closely approximates the spectral distribution of the predicted noise component may be set as the initial data. In such a case, the spectrum distribution data of the noise component stored in the storage unit 11a of the noise memory 11 is set as the initial data at the time of the next startup of the apparatus immediately before the operation of the apparatus is stopped this time. Is also good. This makes it possible to detect the relative distance of the target object with relatively accurate removal of the stationary noise component immediately after the apparatus is started, except for the first time the apparatus is started. It is also possible to set, as initial data, the spectrum distribution data of the beat signal obtained the first time immediately after the activation of the device.
【００４４】また、本実施例においては、装置の一回の
作動時において、定常的なノイズ成分のスペクトル分布
データがほぼ確定した後には、ノイズ成分のスペクトル
レベルが低下しない限り、該スペクトル分布データが更
新されることはほとんどないようになっているが、装置
の一回の作動時においても、定期的、あるいは発振器１
の温度変化等に応じてノイズメモリ１１の記憶部１１ａ
のデータを例えば起動時の初期データに書換えるように
してもよい。このようにすると、発振器１の温度変化等
により、定常的なノイズ成分のスペクトル分布が変化す
るようなことがあっても、その変化したノイズ成分のス
ペクトル分布データを得ることができる。Also, in this embodiment, after the spectrum distribution data of the stationary noise component is almost fixed in one operation of the apparatus, the spectrum distribution data of the noise component is not changed unless the spectrum level of the noise component decreases. Is rarely updated. However, even during a single operation of the device, the periodical or oscillator 1
Storage unit 11a of the noise memory 11 according to the temperature change of the
May be rewritten to, for example, initial data at the time of startup. In this way, even if the spectrum distribution of the stationary noise component changes due to the temperature change of the oscillator 1 or the like, the spectrum distribution data of the changed noise component can be obtained.
【００４５】また、本実施例においては、ビート信号の
スペクトル分布データからノイズ成分のスペクトル分布
データを引き去るに際して、前回の電磁波の送受波時に
得られたノイズ成分のスペクトル分布データを用いるよ
うにしたが、ノイズ成分のスペクトル分布データを更新
した後に、上記の引き去り処理を行うようにしてもよ
い。In this embodiment, when the spectral distribution data of the noise component is subtracted from the spectral distribution data of the beat signal, the spectral distribution data of the noise component obtained at the time of the previous transmission and reception of the electromagnetic wave is used. However, the above-described subtraction processing may be performed after updating the spectral distribution data of the noise component.
【００４６】[0046]
【発明の効果】上記の説明から明らかなように、本発明
によれば、記憶手段に記憶保持した定常的なノイズ成分
のスペクトル分布の各周波数におけるスペクトルレベル
を電磁波の送受波時に得られたビート信号のスペクトル
分布のスペクトルレベルと比較し、各周波数における両
スペクトルレベルのうち、小さい方のスペクトルレベル
を該周波数における定常的なノイズ成分のスペクトルレ
ベルとして前記記憶手段のデータを更新すると共に、該
記憶手段に記憶保持されたノイズ成分のスペクトル分布
データをビート信号のスペクトル分布データから引き去
り、ノイズ成分を除去したビート信号のスペクトル分布
から対象物の相対距離を求めるようにしたことによっ
て、対象物の検出を行いつつ、定常的なノイズ成分のデ
ータを検出すると共に該ノイズ成分を対象物の検出のた
めに生成されるビート信号のデータから除去することが
でき、定常的なノイズ成分の検出処理と対象物の相対距
離の検出処理とを並行して効率よく行うことができると
共に、対象物の検出を精度よく行うことができる。As is apparent from the above description, according to the present invention, the spectrum level at each frequency of the steady noise component spectrum distribution stored and stored in the storage means is obtained by the beat obtained when the electromagnetic wave is transmitted and received. The data is compared with the spectrum level of the spectrum distribution of the signal, and the smaller of the two spectrum levels at each frequency is updated as the spectrum level of the stationary noise component at the frequency, and the data in the storage unit is updated. Detecting the object by subtracting the spectral distribution data of the noise component stored in the means from the spectral distribution data of the beat signal and obtaining the relative distance of the object from the spectral distribution of the beat signal from which the noise component has been removed. While detecting stationary noise component data The noise component can be removed from the data of the beat signal generated for the detection of the target object, and the stationary noise component detection process and the relative distance detection process of the target object are efficiently performed in parallel. In addition, the object can be accurately detected.
【００４７】そして、ビート信号のスペクトル分布にお
いて、スペクトルレベルが０レベルとなる周波数が所定
数以上生じるような異常時に、ノイズデータの更新を行
わないようにしたことによって、定常的なノイズ成分の
スペクトル分布データが記憶手段から消去されてしまう
ような事態を回避することができる。The noise data is not updated at the time of occurrence of an abnormality in which the frequency at which the spectrum level becomes 0 level or more occurs in the spectrum distribution of the beat signal. A situation in which distribution data is deleted from the storage means can be avoided.
【図１】本発明のＦＭ−ＣＷレーダ装置の一例のシステ
ム構成図。FIG. 1 is a system configuration diagram of an example of an FM-CW radar device of the present invention.
【図２】図１のレーダ装置の作動を説明するための説明
図。FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining the operation of the radar device of FIG. 1;
【図３】図１のレーダ装置の作動を説明するためのフロ
ーチャート。FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation of the radar device of FIG. 1;
【図４】図１のレーダ装置の作動を説明するためのフロ
ーチャート。FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of the radar device of FIG. 1;
【図５】図１のレーダ装置の作動を説明するための説明
図。FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the operation of the radar device of FIG. 1;
１１…記憶手段、１４…周波数分析手段、１５…ノイズ
データ更新手段、１６…ノイズ除去手段、１７…対象物
周波数検出手段、１９…カウント手段。11 ... storage means, 14 ... frequency analysis means, 15 ... noise data update means, 16 ... noise removal means, 17 ... object frequency detection means, 19 ... count means.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01S 13/34 G01S 7/292──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) G01S 13/34 G01S 7/292
Claims (2)
り返し送波する手段と、該電磁波の送波時にその送波方
向に存在する対象物からの反射波を受波する手段と、該
電磁波の送波信号の一部と該反射波の受波信号とを混合
することにより該対象物の現在の相対距離に対応する周
波数を有するビート信号を生成する手段と、該ビート信
号から定常的なノイズ成分を除去する手段とを具備し、
該ノイズ成分を除去したビート信号の周波数から前記対
象物の現在の相対距離を検出するＦＭ−ＣＷレーダ装置
において、前記定常的なノイズ成分の予測されるレベル
と略等しいか又はそれ以上のスペクトルレベルを有する
スペクトル分布を初期データとして単位周波数間隔毎に
記憶保持した記憶手段と、前記電磁波の送波時に生成さ
れた前記ビート信号を周波数分析することにより該ビー
ト信号の単位周波数間隔毎のスペクトル分布を得る周波
数分析手段と、前記記憶手段に記憶保持された前記定常
的なノイズ成分のスペクトル分布の各周波数におけるス
ペクトルレベルを前記周波数分析手段により得られた前
記ビート信号のスペクトル分布のスペクトルレベルと比
較し、各周波数における両スペクトルレベルのうち、小
さい方のスペクトルレベルを該周波数における定常的な
ノイズ成分のスペクトルレベルとして前記記憶手段のデ
ータを更新するノイズデータ更新手段と、該ノイズデー
タ更新手段により更新された前記定常的なノイズ成分の
スペクトル分布の各周波数におけるスペクトルレベルを
前記周波数分析手段により得られた前記ビート信号のス
ペクトル分布の各周波数におけるスペクトルレベルから
引き去ることにより前記ノイズ成分を除去したビート信
号のスペクトル分布を得るノイズ除去手段と、該ノイズ
除去手段により得られたビート信号のスペクトル分布を
基に前記対象物の相対距離に対応する周波数を検出する
対象物周波数検出手段とを備え、該対象物周波数検出手
段により検出された周波数から前記対象物の相対距離を
検出することを特徴とするＦＭ−ＣＷレーダ装置。A means for repeatedly transmitting an electromagnetic wave whose frequency is temporally modulated; a means for receiving a reflected wave from an object existing in a transmitting direction of the electromagnetic wave when the electromagnetic wave is transmitted; Means for generating a beat signal having a frequency corresponding to the current relative distance of the object by mixing a part of the transmitted signal of the reflected wave and the received signal of the reflected wave; Means for removing a noise component,
In an FM-CW radar device for detecting a current relative distance of the object from a frequency of a beat signal from which the noise component has been removed, a spectrum level substantially equal to or higher than an expected level of the stationary noise component Storage means for storing and holding the spectrum distribution having the following at each unit frequency interval as initial data, and frequency analysis of the beat signal generated at the time of transmission of the electromagnetic wave to obtain a spectrum distribution of the beat signal at each unit frequency interval. Frequency analysis means for obtaining, and comparing the spectrum level at each frequency of the spectrum distribution of the stationary noise component stored and held in the storage means with the spectrum level of the spectrum distribution of the beat signal obtained by the frequency analysis means. , The smaller of the two spectral levels at each frequency Noise data updating means for updating the data of the storage means as a level of a spectrum level of a stationary noise component at the frequency; and at each frequency of the spectrum distribution of the stationary noise component updated by the noise data updating means. Noise removing means for obtaining a spectral distribution of a beat signal from which the noise component has been removed by subtracting a spectral level from a spectral level at each frequency of a spectral distribution of the beat signal obtained by the frequency analyzing means; Object frequency detection means for detecting a frequency corresponding to the relative distance of the object based on the spectral distribution of the beat signal obtained by the, the frequency of the object from the frequency detected by the object frequency detection means FM-C characterized by detecting relative distance Radar device.
ート信号のスペクトル分布の各周波数におけるスペクト
ルレベルを０レベルと比較し、該スペクトルレベルが０
レベルとなる周波数の個数をカウントするカウント手段
を備え、前記ノイズデータ更新手段は、該カウント手段
によりカウントされた個数が所定数以上であるとき、前
記記憶手段のデータの更新を行わないことを特徴とする
請求項１記載のＦＭ−ＣＷレーダ装置。2. The method according to claim 1, wherein a spectrum level at each frequency of a spectrum distribution of said beat signal obtained by said frequency analysis means is compared with 0 level,
Counting means for counting the number of frequencies that become levels, wherein the noise data updating means does not update the data in the storage means when the number counted by the counting means is equal to or greater than a predetermined number. The FM-CW radar device according to claim 1, wherein
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5301993A JP2793487B2 (en) | 1993-12-01 | 1993-12-01 | FM-CW radar device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5301993A JP2793487B2 (en) | 1993-12-01 | 1993-12-01 | FM-CW radar device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07151852A JPH07151852A (en) | 1995-06-16 |
| JP2793487B2 true JP2793487B2 (en) | 1998-09-03 |
Family
ID=17903596
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5301993A Expired - Fee Related JP2793487B2 (en) | 1993-12-01 | 1993-12-01 | FM-CW radar device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2793487B2 (en) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003139847A (en) * | 2001-10-31 | 2003-05-14 | Fujitsu Ltd | Communication processor |
| JP3784327B2 (en) * | 2002-01-18 | 2006-06-07 | 三菱電機株式会社 | Ranging radar equipment |
| JP4375064B2 (en) | 2004-03-10 | 2009-12-02 | 株式会社デンソー | Radar equipment |
| JP4765915B2 (en) * | 2006-12-01 | 2011-09-07 | 三菱電機株式会社 | FM-CW radar equipment |
| JP5639150B2 (en) | 2010-03-09 | 2014-12-10 | 古河電気工業株式会社 | Pulse radar apparatus and control method thereof |
| EP2690456B1 (en) | 2011-03-23 | 2017-08-23 | Furukawa Electric Co., Ltd. | Pulse radar apparatus and control method for the same |
| JP5382087B2 (en) | 2011-11-02 | 2014-01-08 | 株式会社デンソー | Radar equipment |
| JP5916424B2 (en) * | 2012-02-17 | 2016-05-11 | 古河電気工業株式会社 | Pulse radar equipment |
| JP5889037B2 (en) * | 2012-02-22 | 2016-03-22 | 古河電気工業株式会社 | Pulse radar equipment |
| JP5978962B2 (en) | 2012-11-30 | 2016-08-24 | 株式会社デンソー | FMCW radar equipment |
| WO2014098074A1 (en) * | 2012-12-17 | 2014-06-26 | 株式会社デンソー | Fmcw radar device |
| JP6036257B2 (en) | 2012-12-17 | 2016-11-30 | 株式会社デンソー | FMCW radar equipment |
| JP5658843B1 (en) * | 2014-06-20 | 2015-01-28 | 富士通テン株式会社 | Signal processing circuit and radar apparatus |
| KR101886366B1 (en) * | 2016-05-26 | 2018-08-09 | 주식회사 유컴테크놀러지 | Apparatus of fmcw radar system for detecting moving target and method thereof |
| DE102017216867A1 (en) * | 2017-09-25 | 2019-03-28 | Robert Bosch Gmbh | Method and radar sensor for reducing the influence of interference in the evaluation of at least one received signal |
| WO2020165952A1 (en) * | 2019-02-12 | 2020-08-20 | 三菱電機株式会社 | Radar device, method for detecting to-be-observed object, and in-vehicle device |
| JP6987300B2 (en) * | 2019-04-04 | 2021-12-22 | 三菱電機株式会社 | Radar equipment, signal processing methods and in-vehicle equipment |
-
1993
- 1993-12-01 JP JP5301993A patent/JP2793487B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07151852A (en) | 1995-06-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2793487B2 (en) | FM-CW radar device | |
| US6320531B1 (en) | FM-CW radar system for measuring distance to and relative speed of target | |
| US20150331090A1 (en) | Frequency modulated continuous wave radar device, and object detection method using continuous wave thereof | |
| JP4356758B2 (en) | FMCW radar | |
| JP3788322B2 (en) | Radar | |
| JPH10197626A (en) | Obstacle detecting radar for, particularly, automobile | |
| KR950703159A (en) | INTERFERENCE AVOIDANCE SYSTEM FOR VEHICULAR RADAR SYSTEM | |
| JPH09504612A (en) | Radar device and method of operating the device | |
| JP7014041B2 (en) | Radar device | |
| US7242344B2 (en) | Radar apparatus and radar signal processing method | |
| JP2000180536A (en) | Measuring method for target's range/speed and radar device | |
| JP2004144665A (en) | Distance estimation method and radar device | |
| JP2000321352A (en) | On-vehicle radar device | |
| JP2008089505A (en) | Radar device | |
| JP3518725B2 (en) | Radar apparatus and object detection method | |
| JP2006242818A (en) | Fm-cm radar device and noise suppressing method for the same | |
| JP3104558B2 (en) | Automotive radar equipment | |
| WO2018190277A1 (en) | Periphery monitoring radar device | |
| JP2001318143A (en) | Fm-cw radar | |
| JP2742373B2 (en) | Radar equipment | |
| JP4393084B2 (en) | Radar equipment | |
| US6839019B2 (en) | Pulse radar device | |
| JP2955789B2 (en) | Automotive collision prevention radar system | |
| JPH11271431A (en) | Fmcw radar apparatus | |
| JPH0146836B2 (en) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080619 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090619 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090619 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100619 Year of fee payment: 12 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |