JP5062225B2 - 物標検出装置 - Google Patents
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Description
例えば、車載レーダ装置であれば、個々に検出すべき複数の物標(他車両や路側物等)とレーダ装置を搭載した自車両とがいずれも停止している場合には、各物標と自車両との相対的な位置関係が変化しないため、各物標からの到来波(反射波)は互いに強い相関関係を有した(つまり、同様な位相変化をする)ものとなる。
[第1実施形態]
<全体構成>
図1は、本発明が適用された車載レーダ装置の全体構成を表すブロック図である。
このように構成されたレーダ装置2では、基準信号生成部14で生成された基準信号の周波数を逓倍した周波数を有し且つ周波数変調された連続波(FMCW)からなるレーダ波が、送信器4によって送信アンテナASを介して送信され、その反射波が受信アンテナアレー5にて受信されると、各受信チャネルCHiでは、アンテナ素子ARiからの受信信号Sriを、ミキサMXiにて送信器4からのローカル信号Lと混合することにより、これら受信信号Sriとローカル信号Lとの差の周波数成分であるビート信号Biを生成し、このビート信号Biを増幅器AMPiにて増幅すると共に不要な高周波成分を除去した後、AD変換器ADiにてサンプリングしてビート信号データDiに変換する。
次に、信号処理部10は、CPU,ROM,RAMからなる周知のマイクロコンピュータを中心に構成され、AD変換部8からデータを入力する入力ポートや高速フーリエ変換(FFT)処理を実行するためのデジタルシグナルプロセッサ(DSP)等を備えている。
なお、本処理は、予め設定された一定間隔毎に繰り返し起動される。
S170では、その求めた平均相関行列HRxx(k)の固有値分解を行い、予め設定されたノイズレベルの値より大きい固有値の数を到来波数Lとして求め、更に、求めた到来波数Lと雑音領域の固有値((4)式参照)とに基づき、(5)式で定義された評価関数PMU(θ)を用いて角度スペクトラム(MUSICスペクトラム)を求める。
以上説明したように、車載レーダ装置2では、送受信動作を実行する毎に相関行列Rxx_ssi(k)を生成すると共に、平均相関行列HRxx(k)を生成するのに必要な4回分の送受信動作では、いずれも使用する周波数範囲の一部が互いに異なるようにされている。
[第2実施形態]
次に、第2実施形態について説明する。
図5は、車載レーダ装置2aの全体構成を表すブロック図である。
なお、車載レーダ装置2aは、上述した車載レーダ装置2とは、受信系の構成、及び信号処理部10での処理内容が異なるだけであるため、この異なる部分を中心に説明する。
また、基準信号生成部14は、信号処理部10から指定された中間周波数帯の周波数を有する非変調の基準信号を生成するように構成されている。
次に、信号処理部10が実行する物標情報生成処理の詳細を、図6に示すフローチャートに沿って説明する。
本処理が起動すると、S210では、基準信号生成部14に対して周波数を指定する指令を出力する。但し、本ステップが実行される毎に、指定される周波数が順番に変化するようにされている。
以上説明したように、車載レーダ装置2aでは、第1実施形態の車載レーダ装置2と同様に、送受信動作を実行する毎に相関行列Rxx_ssiを生成すると共に、平均相関行列HRxxを生成するのに必要な4回分の送受信動作では、いずれも使用する周波数範囲の一部が互いに異なるようにされている。
[第3実施形態]
次に第3実施形態について説明する。
なお、信号処理部10は、自車両の挙動を検出するセンサ(ここでは車速センサ)から検出結果を取得できるように構成されている(図示せず)。
図10は、信号処理部10が実行する物標情報生成処理の内容を示すフローチャートである。
一方、S101にて否定判断(即ち、自車両は移動中であると判断)した場合は、S102に移行する。
ここで図11は、本処理を起動する毎に取得される必要数(4つ)のスナップショットSS1からSS4において実行される周波数変調の一例であり、(a)が自車両が停止中(S101:YES)の場合、(b)が自車両が移動中(S101:NO)の場合である。
本実施形態では、物標からの反射波間に強い相関関係が生じてしまう自車両停車中のみスナップショット毎にFMCW波の周波数を異ならせる制御を行うようにされているため、制御負荷を軽減することができる。
[他の実施形態]
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるもの
ではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において様々な態様にて実施することが可能である。
この場合、同時に送信する周波数のうち高い方をfai、低い方をfbi(iはスナップショットSS1〜SS4を識別するための識別子)として、fai,fbiのそれぞれについて平均相関行列HRxx_a,HRxx_bを算出して、距離や速度の算出に用いればよい。
Claims (7)
- 探査波を送信すると共に該探査波の反射波を受信する送受信動作を繰り返し実行する送受信手段と、
前記送受信動作毎に前記送受信手段から取得した受信信号に基づいて相関行列を生成し、予め設定された規定数の前記相関行列を時間平均した平均相関行列を生成する相関行列生成手段と、
を備え、前記相関行列生成手段にて生成された平均相関行列を用いて前記探査波を反射した物標に関する情報である物標情報を求める物標検出装置において、
前記平均相関行列を生成するために実行される前記規定数回分の送受信動作のうち、少なくとも1回は、前記探査波の周波数の設定が他とは異なるように前記送受信手段を動作させる周波数制御手段を設けたことを特徴とする物標検出装置。 - 前記送受信手段は、複数のアンテナ素子からなるアレーアンテナを使用し、各アンテナ素子に対応したチャンネル毎に前記探査波の送信又は前記反射波の受信を行い、
前記相関行列生成手段は、前記各チャンネルにて同時に取得された受信信号を要素とする受信ベクトルに基づいて前記相関行列を生成し、
前記物標情報として前記物標が存在する方位を求めることを特徴とする請求項1に記載の物標検出装置。 - 前記相関行列生成手段は、単一のアンテナ素子にて時系列的に取得された受信信号を要素とする受信ベクトルに基づいて前記相関行列を生成し、
前記物標情報として前記物標との距離及び相対速度のうち少なくとも一つを求めることを特徴とする請求項1に記載の物標検出装置。 - 前記探査波は、搬送波を断続してなるパルス波、搬送波をFM変調してなるFMCW波、無変調の搬送波であるCW波のいずれかであり、
前記周波数制御手段は、前記搬送波の周波数を変化させることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の物標検出装置。 - 前記送受信手段は、搬送波の周波数をPLL回路を用いて変化させることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の物標検出装置。
- 当該物標検出装置を搭載した移動体の挙動を表す情報を取得する情報取得手段を備え、
前記周波数制御手段は、前記取得情報が前記移動体の停止を示している場合にのみ、前記探査波の周波数の設定を、前記規定数回分の送受信動作のうち少なくとも1回は異ならせることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の物標検出装置。 - 当該物標検出装置を搭載した移動体の挙動を表す情報を取得する情報取得手段を備え、
前記周波数制御手段は、前記情報取得手段による取得情報が前記移動体の移動を示している場合に、前記探査波の周波数の設定を、前記規定数回分の送受信動作間で不変とし、前記取得情報が前記移動体の停止を示している場合にのみ、前記探査波の周波数の設定を、前記規定数回分の送受信動作のうち少なくとも1回は異ならせることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の物標検出装置。
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