JP6937631B2 - Radar device - Google Patents
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Description
本発明は、電波を用いて周辺物体の検知を行うレーダ装置に関する。 The present invention relates to a radar device that detects surrounding objects using radio waves.
従来、自動車に搭載されるレーダ装置ではミリ波帯（７７ＧＨｚ、７９ＧＨｚ）などの直線性に優れた周波数帯の電波を用いて、その周波数が連続的に増加または減少するように変調した信号（チャープ信号）を放射し、周辺物体からの反射波を信号処理することにより、その相対的な距離や速度および方向（角度）を算出するＦＣＭ（Ｆａｓｔ Ｃｈｉｒｐ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式のレーダ装置が知られている。 Conventionally, radar devices mounted on automobiles use radio waves in a frequency band having excellent linearity such as a millimeter wave band (77 GHz, 79 GHz), and a signal (chirp) modulated so that the frequency continuously increases or decreases. An FCM (Fast Chirp Modulation) radar device is known that calculates a relative distance, speed, and direction (angle) by emitting a signal) and processing a reflected wave from a peripheral object.
前述の信号処理では、送信波と受信波を合成して得られるビート信号をＡ/Ｄ変換によりデジタル化し、さらにそれをＦＦＴ処理（１回目）することでビート信号の周波数から物体までの相対距離を求める。さらにチャープ信号の送信および受信波のＦＦＴ処理を複数回繰り返し行い、検出された周波数成分を再度ＦＦＴ処理（２回目）することにより、ビート信号の位相回転周波数から物体との相対速度を求めている。 In the above-mentioned signal processing, the beat signal obtained by synthesizing the transmitted wave and the received wave is digitized by A / D conversion, and further FFT processing (first time) is performed to perform the relative distance from the frequency of the beat signal to the object. Ask for. Furthermore, the transmission of the chirp signal and the FFT processing of the received wave are repeated a plurality of times, and the detected frequency component is subjected to the FFT processing (second time) again to obtain the relative velocity with the object from the phase rotation frequency of the beat signal. ..
上記のＦＣＭ方式を用いたレーダ装置として、例えば特許文献１に記載されたレーダ装置が提案されている。
As a radar device using the above FCM method, for example, the radar device described in
上記したＦＣＭ方式によるレーダ装置では、チャープ信号の送信と、受信したビート信号を高速にＡ/Ｄ変換し、さらに変換後の信号に対してＦＦＴ処理を行う、これら一連の処理を繰返し行う。その為、これらの電波の送受信、信号処理の為に装置の消費電力が大きくなるという課題がある。 In the radar device based on the FCM method described above, a series of these processes of transmitting a chirp signal, performing A / D conversion of the received beat signal at high speed, and further performing FFT processing on the converted signal are repeated. Therefore, there is a problem that the power consumption of the device increases due to the transmission / reception of these radio waves and signal processing.
本発明の目的は、ＦＣＭ方式を用いたレーダ装置において、消費電力を低減した制御方法を実現したレーダ装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a radar device that realizes a control method with reduced power consumption in a radar device using the FCM method.
上記課題を解決するために本発明では、送信周波数を変化させた変調波を送信し、周囲の物体で反射した受信波をもとにその物体を検知する装置であって、周波数を連続的に増加または減少させた変調波であるチャープ信号を複数回送信し、それぞれの送信信号に対する受信信号から、物体の位置または速度の検知処理を行い、前記検知処理を繰返し実施することで物体の位置を継続的に検知するレーダ装置において、前記検知処理の動作モードとして、前記チャープ信号の送信回数、または送信間隔、あるいは送信時間の何れか一つ以上が異なる複数の動作モードを有し、前記動作モードを切り替え可能とし、前記レーダ装置は、前記動作モードを選択しその選択に応じて前記チャープ信号の送信および物体の検知処理を制御する制御処理部を備え、前記制御処理部は、物体の検知結果により検知物が存在した場合に、該検知物までの距離に応じて動作モードを選択する。
In order to solve the above problems, the present invention is a device that transmits a modulated wave in which the transmission frequency is changed and detects the object based on the received wave reflected by the surrounding object, and continuously transmits the frequency. The chirp signal, which is an increased or decreased modulated wave, is transmitted a plurality of times, the position or speed of the object is detected from the received signal for each transmitted signal, and the detection process is repeated to determine the position of the object. In the radar device for continuous detection, the operation mode of the detection process has a plurality of operation modes in which any one or more of the number of transmissions of the chirp signal, the transmission interval, and the transmission time is different, and the operation mode is described. The radar device includes a control processing unit that selects the operation mode and controls the transmission of the chirp signal and the detection processing of the object according to the selection, and the control processing unit detects the object. If a detected object is present according to the result, the operation mode is selected according to the distance to the detected object.
本発明によれば装置の消費電力を低減したレーダ装置を提供することが出来る。 According to the present invention, it is possible to provide a radar device in which the power consumption of the device is reduced.
以下本発明の実施例を、図面を用いて説明する。 Hereinafter, examples of the present invention will be described with reference to the drawings.
図１、図２、図３、図４、図５、図６は本発明の実施例の説明図である。図１、図２は本発明の車両に搭載されるレーダ装置の構成図である。図３はＦＣＭ方式によるレーダの検知動作の原理説明図、図４、図５、図６はレーダの送信動作の説明図である。本実施例は、自動車に搭載され、送信するチャープ信号の送信回数を、状況に応じて少なくすることで、消費電力の低減を図ったレーダ装置の例である。 1, FIG. 2, FIG. 3, FIG. 4, FIG. 5, and FIG. 6 are explanatory views of an embodiment of the present invention. 1 and 2 are block diagrams of a radar device mounted on the vehicle of the present invention. FIG. 3 is an explanatory diagram of the principle of radar detection operation by the FCM method, and FIGS. 4, 5, and 6 are explanatory diagrams of radar transmission operation. This embodiment is an example of a radar device mounted on an automobile and reducing the number of transmissions of a chirp signal to be transmitted depending on the situation to reduce power consumption.
まず、説明に先立って図３を用いてＦＣＭ（Ｆａｓｔ Ｃｈｉｒｐ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式による検知原理について説明する。レーダ装置は電波を放射し、周辺物体で反射した受信波をもとにその位置、速度などを検知するものである。ＦＣＭ方式ではその周波数がランプ状に一様に連続して増加するように変調した信号（チャープ信号）すなわち送信波３０１を放射する。その電波が物体に反射し戻ってきた信号、すなわち受信波３０２を受信する。受信波３０２は送信波３０１対して、レーダ装置と物体間を往復する距離に相当する時間だけ遅延して受信される。送信波３０１と受信波３０２には遅延により周波数差が生じ、その周波数が異なった２つの波形を合成することにより、ビート信号３０３が得られる。このビート信号の周波数は、合成する前の送信波３０１と受信波３０２の遅延時間（すなわち距離）に応じて決まる。その為、ビート信号の周波数から距離を求めることが出来る。
First, prior to the description, the detection principle by the FCM (Fast Chirp Modulation) method will be described with reference to FIG. The radar device emits radio waves and detects its position, speed, etc. based on the received waves reflected by surrounding objects. In the FCM system, a signal (chirp signal) modulated so that its frequency increases uniformly and continuously like a lamp, that is, a
そこでビート信号の周波数を求める為に、Ａ／Ｄ変換器３０４で変換した後に、ＦＦＴ処理器３０５にて周波数変換（１回目のＦＦＴ処理）を行う。その結果として周波数帯域（距離ＢＩＮ）ごとに信号強度３０６が得られる。さらに物体が存在した距離ＢＩＮには強い強度の信号が得られることになる。この１回目のＦＦＴ処理において、前記のＡ／Ｄ変換時のサンプリング周波数とサンプル数に応じて検知できる距離の最大値、距離の分解能が決まる。すなわちサンプリング周波数が高いほど、より高いビート信号の周波数を検出でき、その結果より遠くの距離まで検知が出来る。またサンプリング数が多い、すなわちサンプリング期間が長いほど、より低いビートの周波数を検出でき、距離の分解能がより高くなる。
Therefore, in order to obtain the frequency of the beat signal, after conversion by the A /
レーダ装置と物体が相対速度を持っていた場合には、各チャープ信号から得られるビート信号の位相が回転する。更に、その位相の回転速度は物体との相対速度に応じて決まる。そこで、ビート信号の位相の回転速度から、物体との相対速度を求める。その為に、上記のチャープ信号の送信を複数回（図中ｎで示す回数であって例えば１０２４回等）行い、チャープ信号ごとの同一の距離ＢＩＮの信号成分を、再度ＦＦＴ処理器３０７にて周波数変換（２回目のＦＦＴ処理）を行い、その結果として周波数帯域（速度ＢＩＮ）毎の信号強度３０８を得る。上記のように２回のＦＦＴ処理の結果として得られた信号強度３０８をもとに、そのピークとなる箇所３０９を検出する。そのピーク３０９が存在する速度ＢＩＮが、位相の回転数を示しており、すなわち検知した物体の速度を示している。またピーク３０９が存在した距離ＢＩＮが、物体との相対距離を示している。
When the radar device and the object have relative velocities, the phase of the beat signal obtained from each chirp signal rotates. Further, the rotation speed of the phase is determined according to the relative speed with the object. Therefore, the relative speed with the object is obtained from the rotation speed of the phase of the beat signal. Therefore, the above-mentioned chirp signal is transmitted a plurality of times (the number indicated by n in the figure, for example, 1024 times), and the signal component of the same distance BIN for each chirp signal is again transmitted by the FFT
前記の２回目のＦＦＴ処理において、もとのチャープ信号の送信周期が早いほど、より高い位相変化の周期を検出でき、その結果より早い速度の検出ができる。また、チャープ信号を繰返し送信する送信期間が長いほど、より低い位相変化の周期を検出でき、その結果、より速度の分解能が高くできる。つまり、チャープ信号の送信周期を変化させた場合には、検知できる相対速度の上限が変化する。例えば、チャープ信号の送信周期が早ければ検知速度の上限がより高速になり、一方チャープ信号の送信周期が遅ければ検知速度の上限が低速になる。また、チャープ信号の送信期間を増減させた場合、例えば送信周期が同じでその送信回数を増減させた場合には、検知速度の分解能が増減する。 In the second FFT process, the earlier the transmission cycle of the original chirp signal, the higher the cycle of the phase change can be detected, and as a result, the faster the detection can be performed. Further, the longer the transmission period in which the chirp signal is repeatedly transmitted, the lower the period of the phase change can be detected, and as a result, the higher the speed resolution can be obtained. That is, when the transmission cycle of the chirp signal is changed, the upper limit of the relative speed that can be detected changes. For example, if the chirp signal transmission cycle is fast, the upper limit of the detection speed becomes higher, while if the chirp signal transmission cycle is slower, the upper limit of the detection speed becomes slower. Further, when the transmission period of the chirp signal is increased or decreased, for example, when the transmission cycle is the same and the number of transmissions is increased or decreased, the resolution of the detection speed is increased or decreased.
なお、検知物体が複数存在した場合には、検出されるピークもまた複数存在し、物体ごとにそれぞれ位置と速度の検知が可能である。 When there are a plurality of detected objects, there are also a plurality of peaks to be detected, and the position and speed of each object can be detected.
次に図１、図２を用いて本発明のレーダ装置の構成を説明する。図１において１０１は本発明のレーダ装置、１０２はレーダ装置の制御および信号処理を行う制御処理部でありＣＰＵ等の制御素子等から構成される、１０３はＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ Ｌｏｃｋｅｄ Ｌｏｏｐ）やＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）等から成り、その出力周波数が制御処理部１０２により制御される発振器、１０４は前段の発振器１０４により出力された信号を増幅し出力する送信部、１０５は送信アンテナ、１０６は受信アンテナ、１０７は受信アンテナで受信した信号と前記発振器１０３より出力された変調信号とをミキサ１０８で混合しその差分のビート信号を生成し、帯域制限され不要周波数を除去した後にＡ／Ｄ変換器１０９にて変換出力する受信部、１１０は外部装置と通信する為のインタフェース、１１１は本レーダ装置からの検知物体の情報を基に、車両の制御を行う車両制御部である。
Next, the configuration of the radar device of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. In FIG. 1, 101 is a radar device of the present invention, 102 is a control processing unit that controls a radar device and performs signal processing, and is composed of control elements such as a CPU. 103 is a PLL (Phase Locked Loop) or VCO (Voltage). Controller, etc., whose output frequency is controlled by the
また、図２は図１に示した制御処理部１０２の詳細を示す図であり、同図において１０２は動作モード（後述）を選択する動作モード選択部、２０２は動作モード選択部からの動作モードの指示に基づいて、発振器１０３の発振出力およびその周波数を制御する送信制御部、２０３はＡ／Ｄ変換されたビート信号を既に説明したように１回目のＦＦＴ処理および２回目のＦＦ処理を行い距離ＢＩＮおよび速度ＢＩＮごとの信号強度に変換するＦＦＴ処理部、２０４はＦＦＴ処理結果を元にその信号強度から物体の位置および距離など検知する検知物算出部である。
Further, FIG. 2 is a diagram showing details of the
次にその動作について、図４を用いて説明する。本発明のレーダ装置はチャープ信号の送信形態が異なる、それぞれ動作モード１、動作モード２の２種のモードを備えている。動作モード１ではチャープ信号をｎ回繰返し送信し、一定の休止期間を経過した後に、再度同様の送信を繰り返す。制御処理部１０２ではチャープ信号の送信と並行して受信波のＦＦＴ処理を実施し、さらに上記休止期間中に検知物の算出処理などを行う。これらのチャープ信号の送信とその後の休止期間を一回の周期として（１フレームと呼ぶ）、そのフレームにて一回の物体検知の処理を行う。次回のフレームでは再度チャープ信号の送信を行い、その受信信号に基づいて新たに検知処理を行うことを繰返し実施する。動作モード１のフレーム４０１ではチャープ信号をｎ回送信する例を示しているが、送信回数としては例えば１０２４（２の１０乗）回として、２のべき乗の回数となるような送信回数としている。これはこのチャープ信号の送信回数が、ＦＦＴ処理部２０３での処理における２回目のＦＦＴの入力数となる為、ＦＦＴの処理に合わせて２のべき乗となるような回数としている。
Next, the operation will be described with reference to FIG. The radar device of the present invention has two modes, an
動作モード２では、フレーム４０２におけるチャープ信号の送信回数を動作モード１時の送信回数の１／２ｍ（ただしｍは１以上の自然数）としている。動作モード２ではチャープ信号の送信回数を減らすものの、上記と同様の理由で２回目のＦＦＴ処理の為に送信回数が２のべき乗の回数となるようにしている。また、チャープ送信後の休止期間を長く取ることで、１フレームの時間は動作モード１と動作モード２で同じ時間に設定し、一回の検知動作の周期が同じになるようにしている。
In the
動作モード２は動作モード１に対して、チャープ信号の送信回数を減らすことで、その送信電力を低減し、またチャープ信号数を減らした回数に応じてＡ／Ｄ変換器１０９での変換処理や、更にＦＦＴ処理部２０３での１回目のＦＦＴ処理回数、および２回目のＦＦＴ処理の入力データ数が減ることにより、その処理に要する電力を低減することが出来る。
The
反面、動作モード２ではチャープ信号の送信回数を減らすために、送信回数の減じ方に応じて、検知速度の分解能が下がる。例えば送信回数を１／２とした場合には、速度の分解能が１／２に下がる。つまり分解能がそれまで１ｋｍ／ｈであったとすれば、２ｋｍ／ｈとなる。ただし、最高速度の検知の上限速度はチャープ信号の送信周期に依存するため、動作モード１と動作モード２で同等となる。
動作モード２では、動作モード１に対して速度の検知の分解能が下がりはするものの、その消費電力を低減できる。
On the other hand, in the
In the
上記の様に、レーダ装置は、チャープ信号の送信回数、または送信間隔、あるいは送信時間を増加または減少させる際に、２のべき乗倍に増加させる、あるいは２のべき乗分の１に減少させることを特徴とする構成を持つことを特徴とする。
As described above, the radar device increases or decreases the number of transmissions of the chirp signal, the transmission interval, or the transmission time by a power of 2 or a reduction of a power of 2. It is characterized by having a characteristic configuration.
制御処理部１０２では、物体の検知状況を監視しながら、レーダ装置としての動作に支障の無い範囲で２つの動作モードを切り替え、消費電力の低減を図る。次にその動作について説明する。制御処理部１０２の動作モード選択部２０１は、例えば起動時には動作モード１で動作するように選択し、送信制御部２０２に対して動作モード１のチャープ信号の送信をするよう指示する、それと共にＦＦＴ処理部２０３に対して選択した動作モードに応じたＦＦＴ処理の回数等を指示する。また外部に接続された車両制御部１１１に対しては選択した動作モードの情報を、通信インタフェース１１０を介して通知する。送信制御部２０２では指示された動作モードのチャープ信号を送信するように発振器１０３を制御しチャープ信号の送信を行う。ＦＦＴ処理部２０３では送信モードに応じたＦＦＴ処理を行い、その処理結果を検知物算出部２０４に出力する。言い換えると、レーダ装置は、検知処理の動作モードに関する情報を、外部に接続された装置に対して出力することを特徴とする。検知物算出部１０４では入力したＦＦＴ処理結果からその信号強度のピーク値や、以前の検知結果をもとに物体との距離、相対速度の算出を行い、その結果を、通信インタフェース１１０を介して車両制御部１１１に通知する。またそれと共に動作モード選択部２０１に対して検知結果を通知する。
The
動作モード選択部２０１では、検知物算出部２０４の検知結果を元に例えば図５に示す判定条件を用いて、次回のフレームの動作モードの選択を行う。例えば検知物が存在しない場合には、消費電力を下げる為に動作モード２を選択する。あるいは検知物が存在した場合でも、その物体との距離が遠く離れていた場合には、速度の分解能は低くても許容されるため、動作モード２を選択する。また検知物が近くに存在した場合には、検知精度を上げるために動作モード１を選択するように動作する。上述のように、動作モード選択部２０１では検知状況に応じて動作モードの選択を実施し、選択した動作モードを送信制御部に指示し、以降の検出を繰り返して継続し、物体の検知状況が変化した場合にはその都度動作モードを変更するように動作する。言い換えると、レーダ装置は動作モードを選択しその選択に応じてチャープ信号の送信及び物体の検知処理を制御する制御処理部を備え、制御処理部は、物体の検知結果あるいは外部からの入力の少なくともいずれかに応じて動作モードを選択する。その為、消費電力を低減するような動作モード２を選択していた場合であっても、必要時にはより精度の高い測定を行う動作モード１に切り替える為にレーダ装置としての動作に支障は少ない。
The operation
上記の説明では検知物が一つの場合を想定して説明を行っているが、検知物が複数あった場合には、その一つでも動作モード１の条件に合致していた場合に、動作モード１を選択するよう動作させる。あるいは検知物の個数や位置又は速度などの条件を複合して判断しても良い。
In the above explanation, the case where there is one detected object is assumed, but when there are a plurality of detected objects, the operation mode is satisfied when even one of them meets the condition of the
また選択した動作モードあるいは動作モードに連動した検知速度の分解能を通信インタフェース１１０を介して車両制御部１１１に通知する。車両制御部１１１では動作モードあるいは、動作モードに関連した情報として検知速度の分解能の情報等を受信し、車両制御時の判断に用いることができる。
Further, the resolution of the selected operation mode or the detection speed linked to the operation mode is notified to the
なお、図４に示した例では動作モードとして動作モード１および動作モード２の２通りを切替える場合について説明したが、それに限定するものではなく、図６に示すようにチャープ信号の送信回数さらに減らした動作モード３を追加して、動作モード１、２、３の何れかの動作を選択するようにしてもかまわない。同図は図４で説明した動作モード１、動作モード２に加えて、さらに送信するチャープ信号の数を減じた動作モード３を追加したものである。この動作モード３のフレーム６０３ではチャープ信号の送信回数を１／２ｍ’（ただしｍ’はフレーム６０２に示すｍを超える自然数）としている。既に説明したように２回目のＦＦＴ処理の為に送信回数が２のべき乗の回数となるようにしている。また、チャープ送信後の休止期間を挟み、１フレームの時間は動作モード１や動作モード２と同じ時間に設定し、一回の検知動作の周期が同じになるようにしている。
In the example shown in FIG. 4, the case of switching between the
以上説明したように、送信周波数を変化させた変調波を送信し、周囲の物体で反射した受信波をもとにその物体を検知する装置であって、周波数を連続的に増加または減少させた変調波であるチャープ信号を複数回送信し、それぞれの送信信号に対する受信信号から、物体の位置または物体の位置または速度の検知処理を行い、検知処理を繰り返し実施することで物体の位置を継続的に検知する、ＦＣＭ方式を用いたレーダ装置において、送信するチャープ信号の送信回数、送信間隔、あるいは送信時間のいずれか一つ以上が異なる複数の動作モードを、切替えて検知処理を行う。この構成により、装置の消費電力を低減することができる。また、一回の検知処理の周期をフレーム４０１とフレーム４０２で同じに設定しているため、動作モードを切り替えた際にも検知処理の周期は保たれるために、物体の検知周期は変わらず外部に対する検知知結果の通知周期も同一となり、外部の車両制御部１１１の処理動作への影響を少なくできる。
As described above, it is a device that transmits a modulated wave with a changed transmission frequency and detects the object based on the received wave reflected by the surrounding object, and the frequency is continuously increased or decreased. A chirp signal, which is a modulated wave, is transmitted multiple times, and the position of the object or the position or speed of the object is detected from the received signal for each transmitted signal, and the position of the object is continuously performed by repeatedly performing the detection process. In the radar device using the FCM method, which detects the chirp signal, the detection process is performed by switching between a plurality of operation modes in which any one or more of the number of transmissions, the transmission interval, and the transmission time of the chirp signal to be transmitted is different. With this configuration, the power consumption of the device can be reduced. Further, since the cycle of one detection process is set to be the same for the
次に本発明の第２の実施例を図７、図８を用いて説明する。本発明は動作モードの選択を外部装置から指示し、その指示された動作モードで検知処理を行う場合の例である。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 7 and 8. The present invention is an example in which the selection of the operation mode is instructed from an external device and the detection process is performed in the instructed operation mode.
図７はレーダ装置の制御処理部と、外部に接続された車両制御部を示す図であって、同図において７０１は車外を撮影し障害物や路面状況等を監視する為のカメラ、７０２は地図情報を格納した地図格納部、７０３はＧＰＳ等の位置検出部、７０４は車両の速度を検出する車速検出部であり、その他に図１、図２と同様の動作をするものについては同一の符号を付してある。図７に示した車両制御部１１１は、その外部に接続された各種センサや地図情報を元に、レーダの動作モードを判断する。例えば高速道路上を走行中かあるいは市街地を走行中であるかによって、レーダ装置１０１の動作モードを判断する。市街地であれば、自車や他車あるいは歩行者などの検知対象の物体は、比較的低速で走行しているため検知できる物体との相対速度も低くてもかまわない。一方高速道路上であれば、検知の際にはより高い相対速度の検知が必要となる。車両制御部１１１では自車の走行状況に応じて、レーダ装置１０１に対して動作モードの指示を行う。
FIG. 7 is a diagram showing a control processing unit of a radar device and a vehicle control unit connected to the outside. In the figure, 701 is a camera for photographing the outside of the vehicle and monitoring obstacles, road surface conditions, etc., and 702 is a camera. A map storage unit that stores map information, 703 is a position detection unit such as GPS, 704 is a vehicle speed detection unit that detects the speed of a vehicle, and other parts that operate in the same manner as those in FIGS. 1 and 2 are the same. It is signed. The
次に図８を用いて動作モードの説明を行う。同図の動作モード１のフレーム８０１ではチャープ信号をｎ回（ただしｎは２のべき乗となる数）繰返し送信し、一定の休止期間を経過した後に、再度同様の送信を繰り返す。また動作モード２のフレーム８０２ではチャープ信号の送信回数を動作モード１時の送信回数の１／２ｍ（ただしｍは１以上の自然数）とするものの、一つのチャープ信号と次のそれとの間に休止期間を挟み、その送信周期を下げている。つまりフレーム８０１でのチャープ信号の送信に比較して、２ｍ回に１回チャープ信号を送信する。それによってチャープ信号を送信している期間はフレーム８０１と８０２でほぼ同じ時間長としている。これにより動作モード２では検出する物体との相対速度の検出上限値が、動作モード１の場合の１／２ｍとなる。ただし速度の分解能は動作モード１と２で同等である。この動作モード２では、チャープ信号の送信回数が減り、それに応じてＦＦＴ処理の回数も減る為に、検知動作のための消費電力を低減することが出来る。
Next, the operation mode will be described with reference to FIG. In
車両制御部１１１では自車の走行状態に応じて、レーダ装置１０１に対して動作モード１で動作するか、あるいは動作モード２で動作するかを指示する。さらに動作モード２の場合には例えば動作モード２のチャープ信号の送信回数がモード１の場合の１／２ｍであればそのパラメータｍを指定する等して、チャープ信号の送信周期を指定することもできる。
The
本実施例の場合には外部の車両制御部１１１にて車の走行状況に応じて、例えば高速道路上を走行中であれば動作モード１を指定し、市街地走行中であれば検知速度の上限が低いがより低消費電力で動作する動作モード２を指定することで、レーダ装置の消費電力を低減することが出来る。
In the case of this embodiment, the external
次に本発明の第３の実施例を図９、図１０を用いて説明する。本発明はレーダ装置内に温度センサを設けその出力に応じて動作モードを選択する場合の例である。 Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 9 and 10. The present invention is an example in which a temperature sensor is provided in the radar device and an operation mode is selected according to the output thereof.
図９はレーダ装置の制御処理部を示す図であって、同図において９０１はレーダ装置内に備えられた温度センサである、その他に図１、図２と同様の動作をするものについては同一の符号を付してある。同図に示す動作モード選択部２０１は第１の実施例の場合と同様に検知物算出部２０４の検知結果を元に動作モードの選択処理を行う。さらに温度センサ９０１によりレーダ装置自身の温度の計測を行っている。この測定の結果、装置温度が所定の値を超えて上昇した場合には、動作モード選択部２０１は、より消費電力が少ない動作モードを選択するように動作する。また動作モード選択部２０１は選択した動作モードあるいは、動作モードに関連した情報として例えば検知精度に関する情報を、インタフェース部を介して外部の車両制御部等に通知する。これにより車両制御部では動作モードが変更されたことを認識でき、それに応じた判断が可能となる。
FIG. 9 is a diagram showing a control processing unit of the radar device, in which 901 is a temperature sensor provided in the radar device, and other devices having the same operation as those in FIGS. 1 and 2 are the same. The code is attached. The operation
図１０に動作モードの一例を示す。同図の動作モード１のフレーム１００１ではチャープ信号をｎ回（ただしｎは２のべき乗となる数）繰返し送信し、一定の休止期間を経過した後に、再度同様の送信を繰り返す。ここで、一回のチャープ信号の送信に対する受信波から生成したビート信号をＡ／Ｄ変換により取り込む際のサンプル数をＳ個とする。
FIG. 10 shows an example of the operation mode. In
それに対して、動作モード２のフレーム１００２では、チャープ信号送信時の周波数の変化速度はフレーム１００１の場合と同様で、その一回あたりの送信時間をほぼ１／２ｍに減らしている。それとともに、ビート信号をＡ／Ｄ変換する際のサンプル数をＳ／２ｍ個に減らしている。Ａ/Ｄ変換時のサンプル数を減らすことは、すなわち図３で説明したように１回目のＦＦＴの入力数を減らすことになり、検知する物体との相対距離の分解能が低くなる。前記のフレーム１００２のようにサンプル数を１／２ｍとした場合には、距離の分解能もまた１／２ｍに減ることになる。チャープ信号の送信時間を減らし、またＦＦＴ処理する入力データ数が減りその処理量が減るため、それらの処理に要する消費電力を減らすことが出来る。なお、動作モード２においてもサンプリングの周期については同一であるため、検知する相対距離の最大値は同等である。また相対速度の検知に関しても、送信するチャープ信号の数は動作モード１と２で、いずれも同じｎ回としているため検知できる相対速度の最大値や分解能は同等となる。
On the other hand, in the frame 1002 of the
上記のように動作モード２では動作モード１に対して、相対距離の分解能は下がるものの、その消費電力を低減できる。
As described above, in the
上記した例では、レーダ装置が高温になった場合に、動作モード２を選択することで、その消費電力を減らし、装置の温度上昇を抑えることができる。また温度の上昇を抑えることで、装置の信頼性も向上する。
In the above example, when the radar device becomes hot, by selecting the
また温度センサ９０１の検出結果に応じて動作モードを変化させているが、温度センサに限定するものでは無く、その他の検出装置として例えば入力される電源の電圧を監視してその電圧が所定値以下の場合に、より省電力で動作するために動作モード２に切り替えるように動作しても良い。
Further, the operation mode is changed according to the detection result of the
上記した各実施例の説明では受信アンテナが一つの前提で説明を行ったが、受信アンテナを複数備えた場合には、各アンテナでの受信信号について同様に受信処理、ＦＦＴ処理を行った上で、それらの複数の処理結果から、検知物算出部にて物体の検知を行うこともできる。 In the above description of each embodiment, the description has been made on the premise that there is one receiving antenna, but when a plurality of receiving antennas are provided, the reception signals of each antenna are similarly received and FFT processed. , The object can be detected by the detected object calculation unit from the plurality of processing results.
また、送信電力を低減した動作モードとして、チャープ信号の送信回数を減らした場合（図４、図６）、チャープ信号の送信周期を長くした場合（図８）、あるいはチャープ信号の送信時間を短くした場合（図１０）のそれぞれの例について説明をおこなったが、それらを同時に実施して、より消費電力低減を図るようにしてもかまわない。 Further, as an operation mode in which the transmission power is reduced, when the number of transmissions of the chirp signal is reduced (FIGS. 4 and 6), when the transmission cycle of the chirp signal is lengthened (FIG. 8), or when the transmission time of the chirp signal is shortened. In this case (FIG. 10), each example has been described, but it is also possible to carry out them at the same time to further reduce the power consumption.
またチャープ信号の送信を、その周波数が連続的に増加させた場合を例に説明したが、逆に周波数が連続的に減少するような送信波を用いても同様に動作が可能である。 Further, although the transmission of the chirp signal has been described as an example in the case where the frequency is continuously increased, the same operation can be performed by using a transmission wave in which the frequency is continuously decreased.
１０１ レーダ装置
１０２ 制御処理部
１０３ 発振器
１０４ 送信部
１０５ 送信アンテナ
１０６ 受信アンテナ
１０７ 受信部
１０８ ミキサ
１０９ Ａ／Ｄ変換器
１１０ インタフェース
１１１ 車両制御部
101
Claims (4)
周波数を連続的に増加または減少させた変調波であるチャープ信号を複数回送信し、それぞれの送信信号に対する受信信号から、物体の位置または速度の検知処理を行い、
前記検知処理を繰返し実施することで物体の位置を継続的に検知するレーダ装置において、
前記検知処理の動作モードとして、前記チャープ信号の送信回数、または送信間隔、あるいは送信時間の何れか一つ以上が異なる複数の動作モードを有し、前記動作モードを切り替え可能とし、
前記レーダ装置は、前記動作モードを選択しその選択に応じて前記チャープ信号の送信および物体の検知処理を制御する制御処理部を備え、
前記制御処理部は、物体の検知結果により検知物が存在した場合に、該検知物までの距離に応じて動作モードを選択する、
ことを特徴とするレーダ装置。 It is a device that transmits a modulated wave with a changed transmission frequency and detects the object based on the received wave reflected by the surrounding object.
A chirp signal, which is a modulated wave whose frequency is continuously increased or decreased, is transmitted multiple times, and the position or velocity of an object is detected from the received signal for each transmitted signal.
In a radar device that continuously detects the position of an object by repeatedly performing the detection process.
As the operation mode of the detection process, there are a plurality of operation modes in which any one or more of the number of transmissions of the chirp signal, the transmission interval, or the transmission time is different, and the operation mode can be switched .
The radar device includes a control processing unit that selects the operation mode and controls the transmission of the chirp signal and the detection processing of an object according to the selection.
The control processing unit selects an operation mode according to the distance to the detected object when the detected object is present based on the detection result of the object.
A radar device characterized by that.
前記制御処理部は、物体の検知結果により検知物が存在した場合に、該検知物までの距離が所定距離未満の場合には第１動作モードを選択し、該検知物までの距離が所定距離以上の場合には前記第１動作モードよりも消費電力が小さい第２動作モードを選択する、
ことを特徴とするレーダ装置。 In the radar device according to claim 1,
The control processing unit selects the first operation mode when the detected object is present based on the detection result of the object and the distance to the detected object is less than a predetermined distance, and the distance to the detected object is a predetermined distance. In the above cases, the second operation mode, which consumes less power than the first operation mode, is selected.
Features and, Relais over Da device that.
前記レーダ装置は、検知処理の動作モードに関する情報を、外部に接続された装置に対して出力することを特徴とするレーダ装置。 In the radar device according to claim 1 or 2.
The radar device is a radar device characterized in that information regarding an operation mode of detection processing is output to a device connected to the outside.
前記レーダ装置は、前記チャープ信号の送信回数、または送信間隔、あるいは送信時間を増加または減少させる際に、２のべき乗倍に増加させる、あるいは２のべき乗分の１に減少させることを特徴とするレーダ装置。 In the radar device according to any one of claims 1 to 3.
The radar device is characterized in that, when increasing or decreasing the number of transmissions, the transmission interval, or the transmission time of the chirp signal, it is increased by a power of 2 or decreased to a power of 2. Radar device.
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