JP7274343B2 - Radar device and signal processing method - Google Patents
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Description
本発明は、レーダ装置、および、信号処理方法に関する。 The present invention relates to radar equipment and signal processing methods.
レーダ装置は、電波を送信し、物標から反射してきた電波を受信することで物標の距離、相対速度、方位を測定する。物標の距離等を測定する場合に、レーダ装置から送信された電波が物標に至る経路（往路）と、物標で反射された電波がレーダ装置に戻る経路（復路）とが一致することが前提とされる。しかし、レーダ装置により受信される電波には、往路と復路とが不一致となる電波が含まれ、本来存在しない物標（ゴースト）を誤って検出する虞があった。 A radar device transmits radio waves and receives radio waves reflected from a target to measure the distance, relative velocity, and bearing of the target. When measuring the distance of a target, the path (outward path) of the radio waves transmitted from the radar equipment to the target and the path (return path) of the radio waves reflected by the target to return to the radar equipment must match. is assumed. However, the radio waves received by the radar include radio waves in which the outward and return paths do not match, and there is a risk of erroneously detecting targets (ghosts) that do not exist.
特許文献１に開示されるレーダ装置は、送信アンテナ群と、受信アンテナ群と、第１検出手段と、第２検出手段と、識別手段とを有する。第１検出手段は、第１送信アンテナから送信され、受信アンテナ群によって受信された電波に基づいて物標に対応する信号を検出する。第２検出手段は、第１送信アンテナから送信され、受信アンテナ群によって受信された電波と、第２送信アンテナから送信され、受信アンテナ群によって受信された電波とに対して、送信アンテナ間隔に対応する変換処理を実行し、物標に対応する信号を検出する。識別手段は、第１検出手段および第２検出手段による検出結果を比較し、物標に対応する信号が実像か虚像かを識別する。これによると、マルチパスが生じた場合でも虚像と実像を区別することができるとされる。
The radar device disclosed in
送信波の送信技術や、信号（ピーク）の有無を検出する技術の向上により、往路と復路とが不一致となる電波に由来する信号の検出が起り易くなっており、このような信号の検出による物標の誤検知を抑制することが望まれた。 Improvements in transmission technology for transmission waves and technology for detecting the presence or absence of signals (peaks) have made it easier to detect signals derived from radio waves that cause discrepancies between forward and return paths. It was desired to suppress the false detection of the target.
本発明は、上記の課題に鑑み、往路と復路との一致と不一致とを適切に判断することができる技術を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, it is an object of the present invention to provide a technique capable of appropriately determining whether the forward route and the return route match or disagree.
上記目的を達成するために本発明の信号処理装置は、複数の第１アンテナと複数の第２アンテナとの組み合わせにより生成される複数の仮想アンテナの受信信号を処理する信号処理装置であって、組み合わせに用いられる前記第２アンテナが共通する前記仮想アンテナの組のうち少なくとも１つの組の前記受信信号に基づき、前記第１アンテナにおける電波の方位の候補を第１方位候補として算出する第１方位算出部と、前記仮想アンテナの組ごとに前記受信信号を前記第１方位候補に含まれる方位ごとの複素信号に分離する分離部と、前記第１方位候補に含まれる方位ごとに、前記第２アンテナにおける電波の方位の候補を、前記複素信号に基づき第２方位候補として算出する第２方位算出部と、算出された前記第１方位候補と前記第２方位候補とに基づき所定の比較処理を行う比較部と、を備える構成（第１の構成）になっている。 In order to achieve the above object, a signal processing device of the present invention is a signal processing device for processing received signals of a plurality of virtual antennas generated by a combination of a plurality of first antennas and a plurality of second antennas, A first azimuth for calculating a candidate for the azimuth of radio waves at the first antenna as a first azimuth candidate based on the received signal of at least one of the pairs of the virtual antennas that share the second antenna used in combination. a calculation unit, a separation unit that separates the received signal for each set of virtual antennas into complex signals for each orientation included in the first orientation candidate, and for each orientation included in the first orientation candidate, the second a second azimuth calculation unit that calculates a azimuth candidate of the radio wave in the antenna as a second azimuth candidate based on the complex signal; and a predetermined comparison process based on the calculated first azimuth candidate and the second azimuth candidate. and a comparison unit for performing the comparison (first configuration).
また、上記第１の構成の信号処理装置において、前記第１方位候補の算出に用いられる前記仮想アンテナの組におけるアンテナ間隔は、前記第２方位候補の算出に用いられる複数の前記仮想アンテナのアンテナ間隔よりも広い構成（第２の構成）であることが好ましい。 Further, in the signal processing device having the first configuration, the antenna spacing in the set of virtual antennas used for calculating the first azimuth candidate is the antenna distance between the plurality of virtual antennas used for calculating the second azimuth candidate. A configuration (second configuration) wider than the interval is preferable.
また、上記第１又は第２の構成の信号処理装置において、前記所定の比較処理は、前記第１方位候補に含まれる方位ごとに、前記第１方位候補から得られる位相差候補と、前記第２方位候補から得られる位相差候補との組み合わせを生成して、当該組み合わせごとに位相差の比較を行う処理である構成（第３の構成）が好ましい。 Further, in the signal processing device having the first or second configuration, the predetermined comparison processing includes, for each direction included in the first direction candidates, phase difference candidates obtained from the first direction candidates and the phase difference candidates obtained from the first direction candidates. A preferred configuration (third configuration) is a process of generating combinations with phase difference candidates obtained from two azimuth candidates and comparing the phase differences for each combination.
また、上記第３の構成の信号処理装置は、前記位相差の差分が所定の範囲内となる組み合わせが存在するか否かを判定する判定部を更に備える構成（第４の構成）であることが好ましい。 Further, the signal processing device of the third configuration has a configuration (fourth configuration) that further includes a determination unit that determines whether or not there is a combination in which the difference in phase difference is within a predetermined range. is preferred.
また、上記第４の構成の信号処理装置において、前記判定部は、前記位相差の差分が所定の範囲内となる組み合わせから得られる方位を物標の方位に決定する構成（第５の構成）であってよい。 Further, in the signal processing device having the fourth configuration, the determination unit determines the azimuth obtained from the combination in which the phase difference difference is within a predetermined range as the azimuth of the target (fifth configuration). can be
また、上記第４又は第５の構成の信号処理装置において、前記判定部は、前記位相差の差分が前記所定の範囲外となる組み合わせから得られる方位には、物標が存在しないと判断する構成（第６の構成）であってよい。 Further, in the signal processing device having the fourth or fifth configuration, the determination unit determines that the target does not exist in the azimuth obtained from the combination in which the difference in the phase difference is outside the predetermined range. configuration (sixth configuration).
上記目的を達成するために本発明のレーダ装置は、上記第１から第６のいずれかの構成の信号処理装置と、前記複数の第１アンテナと、前記複数の第２アンテナと、を備える構成（第７の構成）になっている。 In order to achieve the above object, a radar apparatus of the present invention includes a signal processing apparatus having any one of the first to sixth configurations, the plurality of first antennas, and the plurality of second antennas. (Seventh configuration).
上記目的を達成するために本発明の信号処理方法は、複数の第１アンテナと複数の第２アンテナとの組み合わせにより生成される複数の仮想アンテナの受信信号を処理する信号処理方法であって、組み合わせに用いられる前記第２アンテナが共通する複数の前記仮想アンテナの組のうち少なくとも１つの組の前記受信信号に基づき、前記第１アンテナにおける電波の方位の候補を第１方位候補として算出する第１方位算出工程と、前記仮想アンテナの組ごとに前記受信信号を前記第１方位候補に含まれる方位ごとの複素信号に分離する分離工程と、前記第１方位候補に含まれる方位ごとに、前記第２アンテナに対する電波の方位の候補を、前記複素信号に基づき第２方位候補として算出する第２方位算出工程と、算出された前記第１方位候補と前記第２方位候補とに基づき所定の比較処理を行う比較工程と、を備える構成（第８の構成）になっている。 In order to achieve the above object, a signal processing method of the present invention is a signal processing method for processing received signals of a plurality of virtual antennas generated by a combination of a plurality of first antennas and a plurality of second antennas, calculating a candidate for the azimuth of radio waves at the first antenna as a first azimuth candidate based on the received signal of at least one set of the plurality of virtual antennas that share the second antenna used in combination; a single direction calculation step; a separation step of separating the received signal into complex signals for each direction included in the first direction candidate for each set of the virtual antennas; a second azimuth calculation step of calculating a candidate azimuth of radio waves for a second antenna as a second azimuth candidate based on the complex signal; and a predetermined comparison based on the calculated first azimuth candidate and the second azimuth candidate. and a comparison step for performing processing (eighth configuration).
本発明によれば、往路と復路との一致と不一致とを適切に判断することができる。 According to the present invention, it is possible to appropriately determine whether the forward route and the return route match or disagree.
以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。 Exemplary embodiments of the invention are described in detail below with reference to the drawings.
＜１．レーダ装置の構成＞
図１は、本発明の実施形態に係るレーダ装置１の構成を示す図である。レーダ装置１は、例えば車両、ロボット、航空機、船舶などの移動体に搭載することができる。本実施形態では、レーダ装置１は、例えば自動車などの車両に搭載される。以下、レーダ装置１が搭載されている車両のことを自車両と表現する。
<1. Configuration of Radar Device>
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a
レーダ装置１は、他の車両、標識、ガードレール、人などの、自車両の周囲に存在する物標を検知するために用いられる。物標の検知結果は、自車両の記憶装置や、自車両の挙動を制御する車両ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５などに対して出力される。物標の検知結果は、例えば、ＰＣＳ（Pre-crash Safety System）やＡＥＢＳ（Advanced Emergency Braking System）などの車両制御に用いられる。
The
図１に示すように、レーダ装置１は、複数の送信部２と、受信部３と、信号処理装置４とを備える。レーダ装置１は、複数の第１アンテナ２３と、複数の第２アンテナ３１とを備える。本実施形態において、第１アンテナ２３は送信アンテナであり、第２アンテナ３１は受信アンテナである。以下、第１アンテナ２３のことを送信アンテナ２３と記載する。第２アンテナ３１のことを受信アンテナ３１と記載する。
As shown in FIG. 1 , the
なお、レーダ装置１は、いわゆるＭＩＭＯ（Multiple-Input and Multiple-Output）レーダ装置である。また、本実施形態では、好ましい形態として、レーダ装置１は、周波数が連続的に増加または減少するチャープ波を送信して検出範囲内に存在する各物標の距離および相対速度を検出するＦＣＭ（Fast Chirp Modulation）方式のレーダ装置である。
The
送信部２は、信号生成部２１と発振器２２とを備える。信号生成部２１は、ノコギリ波状に電圧が変化する変調信号を生成し、発振器２２へ供給する。発振器２２は、信号生成部２１で生成された変調信号に基づいてチャープ信号である送信信号を生成して、送信アンテナ２３へ出力する。
The
本実施形態では、送信アンテナ２３の数は３個である。送信アンテナ２３の数に合わせて送信部２の数も３個である。ただし、送信アンテナ２３の数は３個以外であってよい。送信アンテナ２３の数に応じて送信部２の数も変更されてよい。また、送信アンテナ２３の数と送信部２の数は、必ずしも一致しなくてよい。例えば、３個の送信アンテナ２３に対して１個の送信部２が設けられ、各送信アンテナ２３と送信部２との接続がスイッチで切り替えられてもよい。
In this embodiment, the number of
３個の送信アンテナ２３は、それぞれ別々の送信部２から送信信号を受け取り、その送信信号を送信波ＴＷに変換して出力する。３個の送信部２それぞれから出力される送信信号は、互いに直交した信号（直交信号）である。直交とは、例えば時間、位相、周波数、符号等の違いよって互いに干渉しないことである。
The three transmitting
受信部３は、複数の受信アンテナ３１と、複数の個別受信部３２とを備える。各受信アンテナ３１に対して、個別受信部３２が１つずつ接続される。各受信アンテナ３１は、物標からの反射波ＲＷを受信して受信信号を取得し、各個別受信部３２に出力する。本実施形態では、受信部３は、３個の受信アンテナ３１と、３個の個別受信部３２とを備える。ただし、受信アンテナ３１の数は３個以外であってよい。また、個別受信部３２の数は、スイッチを導入することにより、受信アンテナ３１の数よりも少なくしてよい。
The receiving
各個別受信部３２は、対応する受信アンテナ３１で得られた受信信号を処理する。個別受信部３２は、ミキサ３３とＡ／Ｄ変換器３４とを備える。受信アンテナ３１で得られた受信信号は、ローノイズアンプ（図示省略）で増幅された後にミキサ３３に送られる。ミキサ３３には、各送信部２の各発振器２２からの送信信号が入力され、ミキサ３３において各送信信号と受信信号とがミキシングされる。これにより、各送信信号の周波数と受信信号の周波数との差となるビート周波数を有するビート信号が生成される。ミキサ３３で生成されたビート信号は、Ａ／Ｄ変換器３４でデジタルの信号に変換された後に、信号処理装置４に出力される。
Each
信号処理装置４は、各Ａ／Ｄ変換器３４を介して取り込んだ各ビート信号に基づいて各種の処理を実行する。信号処理装置４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）及びメモリ４１などを含むマイクロコンピュータを備える。信号処理装置４は、演算の対象とする各種のデータを、記憶装置であるメモリ４１に記憶する。メモリ４１は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）などである。信号処理装置４は、マイクロコンピュータでソフトウェア的に実現される機能として、送信制御部４２、変換部４３、および、データ処理部４４を備える。送信制御部４２は、各送信部２の信号生成部２１を制御する。
The
変換部４３は、受信アンテナ３１において複数の物標からの反射波が重なり合った状態で受信されるために、受信信号に基づいて生成されたビート信号から、各物標の反射波に基づく周波数成分を分離する処理を行う。本実施形態では、変換部４３は、高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）処理により、周波数成分の分離を行う。ＦＦＴ処理では、所定の周波数間隔で設定された周波数ポイント（周波数ビンという場合がある）ごとに受信レベルや位相情報が算出される。変換部４３は、ＦＦＴ処理の結果をデータ処理部４４に出力する。
Since the
変換部４３は、詳細には、各Ａ／Ｄ変換器３４から出力されるビート信号に対してそれぞれ２次元ＦＦＴ処理を行う。１回目のＦＦＴ処理を行うことで、物標との距離に対応する周波数ビン（以下、距離ビンと記載する場合がある）にピークが出現する周波数スペクトルが得られる。１回目のＦＦＴ処理により得られた周波数スペクトルを時系列に並べて２回目のＦＦＴ処理を行うことで、ドップラー周波数に対する周波数ビン（以下、「速度ビン」と記載することがある）にピークが出現する周波数スペクトルが得られる。変換部４３は、２次元ＦＦＴ処理により、距離ビンと速度ビンとを軸とする２次元パワースペクトルを得る。
More specifically, the
データ処理部４４は、ピーク抽出部４５、距離・相対速度演算部４６、および、方位演算部４７を備える。
The
ピーク抽出部４５は、変換部４３におけるＦＦＴ処理等の結果からピークを抽出する。本実施形態では、ピーク抽出部４５は、２次元ＦＦＴ処理によって得られた距離ビンと速度ビンとを軸とする２次元パワースペクトルに基づいて、所定以上のパワー値を示すピークを抽出する。また、本実施形態では、ピーク抽出部４５は、ピーク抽出の結果を仮想アンテナごとの結果に分類する。仮想アンテナは、複数の送信アンテナ２３と複数の受信アンテナ３１との組合せにより生成される。仮想アンテナについては後述する。
The
距離・相対速度演算部４６は、ピーク抽出部４５によってピークが存在するとして特定された距離ビンおよび速度ビンの組み合わせに基づいて物標との距離および相対速度を導出する。
The distance/
方位演算部４７は、仮想アンテナごとにピーク抽出部４５で抽出された同一周波数ビンのピークに注目し、それらのピークの位相情報に基づいて物標が存在する方位を推定する。方位演算部４７は、周波数ビンが異なる複数のピークが存在する場合、ピークごとに方位推定を行う。方位推定には、例えばＭＵＳＩＣ（Multiple Signal Classification）やＥＳＰＲＩＴ（Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques） 等の公知の手法が用いられる。方位演算部４７の処理の詳細については後述する。
The
なお、距離・相対速度演算部４６および方位演算部４７により求められた、物標までの距離、物標の相対速度、物標の存在する方位を含む物標データは、車両ＥＣＵ５に出力される。
The target data including the distance to the target, the relative speed of the target, and the direction in which the target exists, which are obtained by the distance/relative
＜２．仮想アンテナ＞
図２は、本発明の実施形態に係るレーダ装置１が備えるアンテナについて説明するための図である。
<2. Virtual Antenna>
FIG. 2 is a diagram for explaining the antenna provided in the
本実施形態では、図２（ａ）に示すように、３個の送信アンテナ２３は、水平方向に沿って同一のアンテナ間隔２ｄで配置される。すなわち、隣り合う第１送信アンテナＴｘ１と第２送信アンテナＴｘ２とのアンテナ間隔、および、隣り合う第２送信アンテナＴｘ２と第３送信アンテナＴｘ３とのアンテナ間隔は、いずれも２ｄである。なお、隣り合う送信アンテナ２３のアンテナ間隔は、複数の組（３個の送信アンテナ２３では二組）の間で厳密に同一でなくてもよく、設計上の誤差やばらつきなどを考慮した上で複数の組の間で同一とみなすことができればよい。
In this embodiment, as shown in FIG. 2(a), the three transmitting
本実施形態では、図２（ｂ）に示すように、３個の受信アンテナ３１は、水平方向に沿って異なるアンテナ間隔で配置される。隣り合う第１受信アンテナＲｘ１と第２受信アンテナＲｘ２とは、アンテナ間隔ｄで配置される。隣り合う第２受信アンテナＲｘ２と第３受信アンテナＲｘ３とは、アンテナ間隔５ｄで配置される。なお、第１受信アンテナＲｘ１と第２受信アンテナＲｘ２とのアンテナ間隔は、隣り合う２個の送信アンテナ２３のアンテナ間隔の厳密に半分でなくてもよく、設計上の誤差やばらつきなどを考慮した上で隣り合う２個の送信アンテナ２３のアンテナ間隔の半分とみなすことができればよい。また、第２受信アンテナＲｘ２と第３受信アンテナＲｘ３とのアンテナ間隔は、第１受信アンテナＲｘ１と第２受信アンテナＲｘ２とのアンテナ間隔の厳密に５倍でなくてもよく、設計上の誤差やばらつきなどを考慮した上で第１受信アンテナＲｘ１と第２受信アンテナＲｘ２とのアンテナ間隔の５倍とみなすことができればよい。
In this embodiment, as shown in FIG. 2B, the three receiving
また、図２に示す複数の送信アンテナ２３のアンテナ間隔、および、複数の受信アンテナ３１のアンテナ間隔は、例示に過ぎず、アンテナ間隔は適宜変更されてよい。例えば、第１送信アンテナＴｘ１と第２送信アンテナＴｘ２とのアンテナ間隔と、第２送信アンテナＴｘ２と第３送信アンテナＴｘ３とのアンテナ間隔とは異なってよい。第１受信アンテナＲｘ１と第２受信アンテナＲｘ２とのアンテナ間隔と、第２受信アンテナＲｘ２と第３受信アンテナＲｘ３とのアンテナ間隔とは同じとされてよい。
Also, the antenna spacing between the plurality of transmitting
図２（ａ）に示す３個の送信アンテナ２３と、図２（ｂ）に示す３個の受信アンテナ３１との組み合わせにより、図２（ｃ）に示す仮想アレーアンテナが生成される。図２（ｃ）に示す仮想アレーアンテナは、９個の仮想アンテナＶＲｘ１～ＶＲｘ９によって構成される。９個の仮想アンテナＶＲｘ１～ＶＲｘ９のうち、７個の仮想アンテナＶＲｘ１～ＶＲｘ７は、水平方向に沿って同一のアンテナ間隔ｄで配置される。また、９個の仮想アンテナＶＲｘ１～ＶＲｘ９のうち、３個の仮想アンテナＶＲｘ７～ＶＲｘ９は、水平方向に沿って同一のアンテナ間隔２ｄで配置される。ＭＩＭＯ技術を適用することで、受信アンテナ数を超える仮想アンテナを得ることができる。
A virtual array antenna shown in FIG. 2(c) is generated by combining the three transmitting
図３は、各仮想アンテナＶＲｘ１～ＶＲｘ９を構成する送信アンテナ２３と受信アンテナ３１の組み合わせを示す図である。図３に示すように、第１仮想アンテナＶＲｘ１は、第１送信アンテナＴｘ１と第１受信アンテナＲｘ１とを組み合わせて生成される。第２仮想アンテナＶＲｘ２は、第１送信アンテナＴｘ１と第２受信アンテナＲｘ２とを組み合わせて生成される。第３仮想アンテナＶＲｘ３は、第２送信アンテナＴｘ２と第１受信アンテナＲｘ１とを組み合わせて生成される。第４仮想アンテナＶＲｘ４は、第２送信アンテナＴｘ２と第２受信アンテナＲｘ２とを組み合わせて生成される。第５仮想アンテナＶＲｘ５は、第３送信アンテナＴｘ３と第１受信アンテナＲｘ１とを組み合わせて生成される。第６仮想アンテナＶＲｘ６は、第３送信アンテナＴｘ３と第２受信アンテナＲｘ２とを組み合わせて生成される。第７仮想アンテナＶＲｘ７は、第１送信アンテナＴｘ１と第３受信アンテナＲｘ３とを組み合わせて生成される。第８仮想アンテナＶＲｘ８は、第２送信アンテナＴｘ２と第３受信アンテナＲｘ３とを組み合わせて生成される。第９仮想アンテナＶＲｘ９は、第３送信アンテナＴｘ３と第３受信アンテナＲｘ３とを組み合わせて生成される。
FIG. 3 is a diagram showing combinations of transmitting
すなわち、第１受信アンテナＲｘ１の受信信号は、互いに直交する第１仮想アンテナＶＲｘ１の受信信号、第３仮想アンテナＶＲｘ３の受信信号、および、第５仮想アンテナＶＲｘ５の受信信号を含む。第２受信アンテナＲｘ２の受信信号は、互いに直交する第２仮想アンテナＶＲｘ２の受信信号、第４仮想アンテナＶＲｘ４の受信信号、および、第６仮想アンテナＶＲｘ６の受信信号を含む。第３受信アンテナＲｘ３の受信信号は、互いに直交する第７仮想アンテナＶＲｘ７の受信信号、第８仮想アンテナＶＲｘ８の受信信号、および、第９仮想アンテナＶＲｘ９の受信信号を含む。信号処理装置４は、複数の送信アンテナ２３と複数の受信アンテナ３１との組み合わせにより生成される複数の仮想アンテナＶＲｘ１～ＶＲｘ９の受信信号を処理する。
That is, the reception signal of the first reception antenna Rx1 includes the reception signal of the first virtual antenna VRx1, the reception signal of the third virtual antenna VRx3, and the reception signal of the fifth virtual antenna VRx5, which are orthogonal to each other. The reception signal of the second reception antenna Rx2 includes the reception signal of the second virtual antenna VRx2, the reception signal of the fourth virtual antenna VRx4, and the reception signal of the sixth virtual antenna VRx6, which are orthogonal to each other. The reception signal of the third reception antenna Rx3 includes the reception signal of the seventh virtual antenna VRx7, the reception signal of the eighth virtual antenna VRx8, and the reception signal of the ninth virtual antenna VRx9, which are orthogonal to each other. The
＜３．往路と復路の一致・不一致＞
図４は、往路と復路の一致および不一致について説明するための図である。図４において、前方の車両６は自車両であり、後方の車両７はレーダ装置１によって検知されるべき物標である。図４において、符号８はガードレールである。
<3. Outbound and return trip match/mismatch>
FIG. 4 is a diagram for explaining matching and mismatching between the outward route and the return route. In FIG. 4 , the
図４（ａ）は、自車両６の送信アンテナ２３から送信された送信波ＴＷが他車両７に至る往路と、他車両７で反射された反射波ＲＷが自車両６の受信アンテナ３１に至る復路とが一致する状態を示す。詳細には、往路と復路とが一致する経路パターンには、２つの経路パターンＰ１、Ｐ２がある。第１経路パターンＰ１は、自車両６からの送信波ＴＷが他車両７に直接至り、他車両７で反射された反射波ＲＷが自車両６に直接戻るパターンである。第２経路パターンＰ２は、自車両６からの送信波ＴＷがガードレール８に反射されて他車両７に至り、他車両７で反射された反射波ＲＷがガードレール８に反射されて自車両６に戻るパターンである。
FIG. 4(a) shows a forward path in which a transmission wave TW transmitted from the
なお、往路と復路とが一致するという状態には、往路と復路とが完全に一致している状態だけでなく、ばらつき等を考慮して往路と復路とが一致していると見なせる状態が含まれてよい。 Note that the state in which the outward and return trips match includes not only the state in which the outbound and return trips completely match, but also the state in which the outbound and return trips can be considered to match in consideration of variations, etc. can be
図４（ｂ）は、往路と復路とが不一致となる状態を示す。詳細には、往路と復路とが不一致となる経路パターンには、２つの経路パターンＰ３、Ｐ４がある。第３経路パターンＰ３は、自車両６からの送信波ＴＷが他車両７に直接至り、他車両７で反射された反射波ＲＷがガードレール８に反射されて自車両６に戻るパターンである。第４経路パターンＰ４は、自車両６からの送信波ＴＷがガードレール８に反射されて他車両７に至り、他車両７で反射された反射波ＲＷが自車両６に直接戻るパターンである。
FIG. 4(b) shows a state in which the forward route and the return route do not match. Specifically, there are two route patterns P3 and P4 in which the outward route and the return route do not match. The third route pattern P3 is a pattern in which the transmitted wave TW from the
レーダ装置１では、往路と復路とが一致していることを前提として物標データが求められる。このために、図４（ｂ）に示す往路と復路とが不一致となる経路パターンＰ３、Ｐ４に由来する受信信号は、信号処理の前提となる条件から外れたものであり、誤った物標データの算出原因となる不要な信号である。この点を考慮して、本実施形態の方位演算部４７は、往路と復路とが一致する方位を正しく検出して、誤った物標データの算出を抑制できる構成になっている。
In the
＜４．方位演算の詳細＞
図５は、本発明の実施形態に係る方位演算部４７の機能を示すブロック図である。図５に示すように、方位演算部４７は、第１方位算出部４７１と、分離部４７２と、第２方位算出部４７３と、比較部４７４と、判定部４７５とを備える。すなわち、信号処理装置４は、第１方位算出部４７１と、分離部４７２と、第２方位算出部４７３と、比較部４７４と、判定部４７５とを備える。
<4. Details of azimuth calculation>
FIG. 5 is a block diagram showing the functions of the
第１方位算出部４７１は、組み合わせに用いられる第２アンテナが共通する仮想アンテナの組のうち少なくとも１つの組の受信信号に基づき、第１アンテナにおける電波の方位の候補を第１方位候補として算出する。本実施形態では、第１方位算出部４７１は、組み合わせに用いられる受信アンテナ３１が共通する仮想アンテナの組のうち少なくとも１つの組の受信信号に基づき、送信アンテナ２３から送信される送信波ＴＷの送信方位の候補を送信方位候補として算出する。
The first
本実施形態では、組み合わせに用いられる受信アンテナ３１が共通する仮想アンテナの組は、図３に示すように、第１仮想アンテナ組Ｇｒ１、第２仮想アンテナ組Ｇｒ２、および、第３仮想アンテナ組Ｇｒ３の３個存在する。
In the present embodiment, as shown in FIG. 3, virtual antenna groups sharing the receiving
第１仮想アンテナ組Ｇｒ１は、第１仮想アンテナＶＲｘ１、第３仮想アンテナＶＲｘ３、および、第５仮想アンテナＶＲｘ５で構成される。第１仮想アンテナ組Ｇｒ１においては、組み合わせに用いられる受信アンテナ３１は第１受信アンテナＲｘ１で共通している。第２仮想アンテナ組Ｇｒ２は、第２仮想アンテナＶＲｘ２、第４仮想アンテナＶＲｘ４、および、第６仮想アンテナＶＲｘ６で構成される。第２仮想アンテナ組Ｇｒ２においては、組み合わせに用いられる受信アンテナ３１は第２受信アンテナＲｘ２で共通している。第３仮想アンテナ組Ｇｒ３は、第７仮想アンテナＶＲｘ７、第８仮想アンテナＶＲｘ８、および、第９仮想アンテナＶＲｘ９で構成される。第３仮想アンテナ組Ｇｒ３においては、組み合わせに用いられる受信アンテナ３１は第３受信アンテナＲｘ３で共通している。３個の仮想アンテナ組Ｇｒ１～Ｇｒ３のそれぞれにおいて、隣り合う仮想アンテナのアンテナ間隔は２ｄである。
The first virtual antenna group Gr1 is composed of a first virtual antenna VRx1, a third virtual antenna VRx3, and a fifth virtual antenna VRx5. In the first virtual antenna group Gr1, the receiving
各仮想アンテナ組Ｇｒ１～Ｇｒ３においては、受信アンテナ３１が共通しているために、送信波ＴＷが物標に至る往路においてのみアンテナ間距離に応じた経路長差が生じる。すなわち、各仮想アンテナ組Ｇｒ１～Ｇｒ３においては、送信波ＴＷが物標に至る往路においてのみアンテナ間距離に応じた位相差が生じる。このために、３個の仮想アンテナ組Ｇｒ１～Ｇｒ３のうちの少なくとも１組の仮想アンテナ組の受信信号に基づき、送信波ＴＷの送信方位の候補（送信方位候補）を算出することができる。送信方位候補の算出方法の詳細は後述する。
Since each of the virtual antenna groups Gr1 to Gr3 shares the receiving
分離部４７２は、仮想アンテナの組ごとに受信信号を第１方位候補に含まれる方位ごとの複素信号に分離する。本実施形態では、分離部４７２は、仮想アンテナ組Ｇｒ１～Ｇｒ３ごとに受信信号を送信方位候補に含まれる方位ごとの複素信号に分離する。複素信号は、位相情報と振幅情報とを含む。分離部４７２の処理の詳細については後述する。
Separating
第２方位算出部４７３は、第１方位候補に含まれる方位ごとに、第２アンテナにおける電波の方位の候補を、複素信号に基づき第２方位候補として算出する。本実施形態では、第２方位算出部４７３は、送信方位候補に含まれる方位ごとに、受信アンテナ３１における反射波ＲＷの受信方位（到来方位）の候補を受信方位候補として算出する。第２方位算出部４７３は、送信方位候補に含まれる方位ごとに、分離部４７２で求めた各仮想アンテナ組Ｇｒ１～Ｇｒ３の複素信号に基づき受信方位候補を算出する。受信方位候補の算出方法の詳細は後述する。
The second
比較部４７４は、算出された第１方位候補と第２方位候補とに基づき所定の比較処理を行う。本実施形態では、比較部４７４は、算出された送信方位候補と受信方位候補とに基づき所定の比較処理を行う。本実施形態によれば、往路の候補（送信方位候補）と、復路の候補（受信方位候補）とを求めて、それに基づき往路と復路との一致と不一致とを判断できるために、往路と復路との一致と不一致とを適切に判断することができる。
The
所定の比較処理は、第１方位候補に含まれる方位ごとに、第１方位候補から得られる位相差候補と、第２方位候補から得られる位相差候補との組み合わせを生成して、当該組み合わせごとに位相差の比較を行う処理である。本実施形態では、所定の比較処理は、送信方位候補に含まれる方位ごとに、送信方位候補から得られる位相差候補と、受信方位候補から得られる位相差候補との組み合わせを生成して、当該組み合わせごとに位相差の比較を行う処理である。なお、所定の比較処理は、位相差の比較に替えて角度の比較であってよい。ただし、位相差の比較の方が誤差の影響を受け難く、正しい結果が得られる可能性を高くできる。比較部４７４の比較処理の詳細については後述する。
The predetermined comparison process generates a combination of a phase difference candidate obtained from the first orientation candidate and a phase difference candidate obtained from the second orientation candidate for each orientation included in the first orientation candidate, This is the process of comparing the phase differences between the two. In the present embodiment, the predetermined comparison process generates a combination of a phase difference candidate obtained from a transmission orientation candidate and a phase difference candidate obtained from a reception orientation candidate for each orientation included in the transmission orientation candidates, This is a process of comparing phase differences for each combination. The predetermined comparison process may be angle comparison instead of phase difference comparison. However, phase difference comparison is less susceptible to errors, and can increase the possibility of obtaining correct results. Details of the comparison processing of the
判定部４７５は、位相差の差分が所定の範囲となる組み合わせが存在するか否かを判定する。詳細には、判定部４７５は、位相差の差分が所定の範囲となるか否かに基づき送信方位と受信方位とが一致するか否かを判定する。判定部４７５が設けられることにより、往路と復路とが不一致となる電波に由来する信号をゴーストとして扱うことができる。この結果、誤った物標データを算出することを抑制することができる。
The
なお、判定部４７５は、比較部４７４が角度の比較を行う場合には、角度の差分に基づいて送信方位と受信方位とが一致するか否かを判定してよい。
When the
図６は、本発明の実施形態に係るレーダ装置１の概略動作を示すフローチャートである。図６は、方位演算部４７による処理を中心に示したものである。すなわち、図６においては、物標までの距離や相対速度を求める処理については省略されている。レーダ装置１は、図６に示す処理を一定時間ごとに周期的に繰り返す。
FIG. 6 is a flow chart showing a schematic operation of the
まず、送信アンテナ２３が送信波ＴＷを出力する（ステップＳ１）。次に、受信アンテナ３１が物標で反射された反射波ＲＷを受信して受信信号を取得する（ステップＳ２）。次に、信号処理装置４が所定数のビート信号を取得する（ステップＳ３）。次に、変換部４３が取得したビート信号を対象にＦＦＴ処理を行う（ステップＳ４）。
First, the
次に、ピーク抽出部４５が、ＦＦＴ処理の結果に基づきピーク抽出を行う（ステップＳ５）。ピーク抽出部４５は、ピーク抽出の結果を仮想アンテナＶＲｘ１～ＶＲｘ９ごとの結果に分類する。
Next, the
次に、第１方位算出部４７１が、ピーク抽出部４５で抽出されたピークごとに送信方位候補を算出する（ステップＳ６）。第１方位算出部４７１は、以下の式（１）で示す相関行列Ｒｘｘを３個の仮想アンテナ組Ｇｒ１～Ｇｒ３（図３参照）のそれぞれについて算出する。
Ｒｘｘ＝Ｅ［Ｘ（ｔ）ＸＨ（ｔ）］ ・・・（１）
ここで、
Ｘ（ｔ）＝［ｘ１（ｔ）, ｘ２（ｔ）, ｘ３（ｔ）］Ｔ ・・・（２）
である。
Next, the
Rxx=E[X(t) XH (t)] (1)
here,
X(t)=[ x1 (t), x2 (t), x3 (t)] T (2)
is.
なお、Ｘ（ｔ）は時刻ｔにおける仮想アンテナ組の受信信号ベクトルである。Ｅ［・］は期待値を、Ｈは複素共役転置を、Ｔは転置行列をそれぞれ示している。ｘｍ（ｔ）は、ｍ番目の仮想アンテナの受信信号を示す。第１仮想アンテナ組Ｇｒ１において、ｘ１（ｔ）は第１仮想アンテナＶＲｘ１の受信信号、ｘ２（ｔ）は第３仮想アンテナＶＲｘ３の受信信号、ｘ３（ｔ）は第５仮想アンテナＶＲｘ５の受信信号である。第２仮想アンテナ組Ｇｒ２において、ｘ１（ｔ）は第２仮想アンテナＶＲｘ２の受信信号、ｘ２（ｔ）は第４仮想アンテナＶＲｘ４の受信信号、ｘ３（ｔ）は第６仮想アンテナＶＲｘ６の受信信号である。第３仮想アンテナ組Ｇｒ３において、ｘ１（ｔ）は第７仮想アンテナＶＲｘ７の受信信号、ｘ２（ｔ）は第８仮想アンテナＶＲｘ８の受信信号、ｘ３（ｔ）は第９仮想アンテナＶＲｘ９の受信信号である。 Note that X(t) is the received signal vector of the virtual antenna set at time t. E[•] indicates an expected value, H indicates a complex conjugate transpose, and T indicates a transposed matrix. x m (t) denotes the received signal of the m-th virtual antenna. In the first virtual antenna set Gr1, x 1 (t) is the received signal of the first virtual antenna VRx1, x 2 (t) is the received signal of the third virtual antenna VRx3, and x 3 (t) is the received signal of the fifth virtual antenna VRx5. is the received signal. In the second virtual antenna set Gr2, x 1 (t) is the received signal of the second virtual antenna VRx2, x 2 (t) is the received signal of the fourth virtual antenna VRx4, and x 3 (t) is the received signal of the sixth virtual antenna VRx6. is the received signal. In the third virtual antenna set Gr3, x 1 (t) is the received signal of the seventh virtual antenna VRx7, x 2 (t) is the received signal of the eighth virtual antenna VRx8, and x 3 (t) is the received signal of the ninth virtual antenna VRx9. is the received signal.
第１方位算出部４７１は、３個の仮想アンテナ組Ｇｒ１～Ｇｒ３から求めた３個の相関行列Ｒｘｘを平均した相関行列を用いて、公知のＭＵＳＩＣやＥＳＰＲＩＴ等により送信方位の推定を行う。第１方位算出部４７１は、相関行列Ｒｘｘが３×３行列であるために最大２個の送信方位を得る。本実施形態では、３個の仮想アンテナ組Ｇｒ１～Ｇｒ３のそれぞれから得られる相関行列Ｒｘｘは同じ情報を与えるために、３個の仮想アンテナ組Ｇｒ１～Ｇｒ３から得られる３個の相関行列Ｒｘｘを平均した相関行列が用いられる。ただし、送信方位の推定は、例えば３個の仮想アンテナ組Ｇｒ１～Ｇｒ３のいずれか１個から得られる相関行列Ｒｘｘを用いて行われてもよい。
The
図７は、送信方位候補を算出する処理を説明するための模式図である。図７に示すように、１つのピークに上述した複数の経路パターンＰ１～Ｐ４の信号が混じっている場合を考える。この場合、第１方位算出部４７１は、上述の相関行列Ｒｘｘに基づく方位推定処理により、送信方位候補として第１送信方位ＴＤ１と第２送信方位ＴＤ２とを算出する。第１送信方位ＴＤ１は、送信波ＴＷが他車両７に直接的に向かう場合の方位である。第２送信方位ＴＤ２は、送信波ＴＷがガードレール８に反射されて他車両７に向かう場合の方位である。
FIG. 7 is a schematic diagram for explaining the process of calculating transmission direction candidates. As shown in FIG. 7, consider a case where signals of the above-described multiple path patterns P1 to P4 are mixed in one peak. In this case, the first
なお、この時点では、位相の折り返しに関する判定は行われていない。本実施形態では、送信方位の算出に用いられる仮想アンテナのアンテナ間隔は２ｄ（ｄ＝λ／２を想定：λは電波の波長）であり、位相の折り返しを生じる。このために、第１送信方位ＴＤ１および第２送信方位ＴＤ２のそれぞれには、不図示の折り返し候補が更に存在する。アンテナ間隔がｄ（＝λ／２）以下の場合には位相の折り返しが生じない。位相の折り返しが生じない場合には、折り返し候補の考慮は不要である。 It should be noted that, at this time point, no determination regarding phase folding has been made. In this embodiment, the antenna spacing of the virtual antennas used for calculating the transmission azimuth is 2d (assuming d=λ/2: λ is the wavelength of the radio wave), which causes phase folding. Therefore, in each of the first transmission azimuth TD1 and the second transmission azimuth TD2, there are further turn-around candidates (not shown). If the antenna interval is d (=λ/2) or less, no phase folding occurs. If phase folding does not occur, there is no need to consider folding candidates.
図６に戻って、送信方位候補が算出されると、分離部４７２が、仮想アンテナ組Ｇｒ１～Ｇｒ３ごとに、仮想アンテナで得られる受信信号を、送信方位候補に含まれる方位ＴＤ１、ＴＤ２ごとの複素信号に分離する（ステップＳ７）。分離部４７２は、以下の式（３）に基づき、受信信号を方位ＴＤ１、ＴＤ２ごとの複素信号に分離する。
Ｘ（ｔ）＝ＡＳ（ｔ） ・・・（３）
ここで、
Ａ＝［ａ（θ1），ａ(θ2）］ ・・・（４）
Ｓ（ｔ）＝［ｓ１（ｔ）, ｓ２（ｔ）］Ｔ ・・・（５）
である。
Returning to FIG. 6, when the transmission direction candidates are calculated, the separating
X(t)=AS(t) (3)
here,
A=[a(θ 1 ), a(θ 2 )] (4)
S(t)=[ s1 (t), s2 (t)] T (5)
is.
なお、ａ(θ１）は、送信方位候補に含まれる第１送信方位ＴＤ１のモードベクトルである。ａ(θ２)は、送信方位候補に含まれる第２送信方位ＴＤ２のモードベクトルである。θ１は、第１送信方位ＴＤ１を表す送信角である。θ２は、第２送信方位ＴＤ２を表す送信角である。Ｓ（ｔ）は、電波の位相振幅ベクトルである。ｓ１（ｔ）は、送信方位候補に含まれる第１送信方位ＴＤ１の複素信号（位相振幅信号）である。ｓ２（ｔ）は、送信方位候補に含まれる第２送信方位ＴＤ２の複素信号（位相振幅信号）である。 Note that a(θ 1 ) is the mode vector of the first transmission direction TD1 included in the transmission direction candidates. a(θ 2 ) is the mode vector of the second transmission direction TD2 included in the transmission direction candidates. θ1 is a transmission angle representing the first transmission azimuth TD1. θ2 is a transmission angle representing the second transmission azimuth TD2. S(t) is the phase-amplitude vector of the radio wave. s 1 (t) is the complex signal (phase amplitude signal) of the first transmission direction TD1 included in the transmission direction candidates. s 2 (t) is the complex signal (phase amplitude signal) of the second transmission direction TD2 included in the transmission direction candidates.
第１方位算出部４７１で第１送信方位ＴＤ１と第２送信方位ＴＤ２とが求められたために、式（３）における行列Ａは既知である。また、式（３）における受信信号ベクトルＸ（ｔ）も既知である。このために、式（３）に基づき、位相振幅ベクトルＳ（ｔ）を求めることができる。
Since the first transmission azimuth TD1 and the second transmission azimuth TD2 have been calculated by the
具体的には、分離部４７２は、後に第２方位算出部４７３で行われる受信方位候補の算出を念頭において、水平方向に等間隔で並び、且つ、仮想アンテナを構成する受信アンテナが互いに異なる３個の仮想アンテナに注目して位相振幅ベクトルＳ（ｔ）を求める。本実施形態では、図３に破線枠で囲まれる第５仮想アンテナＶＲｘ５、第６仮想アンテナＶＲｘ６、および、第７仮想アンテナＶＲｘ７に注目して位相振幅ベクトルを求める。
Specifically, in consideration of the calculation of reception direction candidates to be performed later by the second
このために、第１仮想アンテナ組Ｇｒ１を用いて式（３）により位相振幅ベクトルＳ（ｔ）を求める場合には、受信信号ベクトルＸ（ｔ）およびモードベクトルａ（θｋ)に以下の値が代入される。なお、モードベクトルａ（θｋ)の基準アンテナは、第５仮想アンテナＶＲｘ５である。
Ｘ（ｔ）＝［ｘＶＲｘ１（ｔ）, ｘＶＲｘ３（ｔ）, ｘＶＲｘ５（ｔ）］Ｔ ・・・（６）
ａ(θ１）＝［exp{4jΛdsin(θ１)}， exp{2jΛdsin(θ１)}，１］Ｔ ・・・（７）
ａ(θ２）＝［exp{4jΛdsin(θ２)}， exp{2jΛdsin(θ２)}，１］Ｔ ・・・（８）
Λ＝２π／λ ・・・（９）
For this reason, when obtaining the phase amplitude vector S(t) from the equation (3) using the first virtual antenna set Gr1, the following values are given to the received signal vector X(t) and the mode vector a(θ k ): is substituted. Note that the reference antenna for the mode vector a(θ k ) is the fifth virtual antenna VRx5.
X(t)=[ xVRx1 (t), xVRx3 (t), xVRx5 (t)] T (6)
a(θ 1 )=[exp{4jΛdsin(θ 1 )}, exp{2jΛdsin(θ 1 )}, 1] T (7)
a(θ 2 )=[exp{4jΛdsin(θ 2 )}, exp{2jΛdsin(θ 2 )}, 1] T (8)
λ=2π/λ (9)
なお、ｘＶＲｘ１（ｔ）は第１仮想アンテナＶＲｘ１の時刻ｔにおける受信信号である。ｘＶＲｘ３（ｔ）は第３仮想アンテナＶＲｘ３の時刻ｔにおける受信信号である。ｘＶＲｘ５（ｔ）は第５仮想アンテナＶＲｘ５の時刻ｔにおける受信信号である。λは電波の波長である。 Note that x VRx1 (t) is the received signal at time t of the first virtual antenna VRx1. x VRx3 (t) is the received signal at time t of the third virtual antenna VRx3. x VRx5 (t) is the received signal at time t of the fifth virtual antenna VRx5. λ is the wavelength of radio waves.
上記代入により、第５仮想アンテナＶＲｘ５における、第１送信方位ＴＤ１の複素信号（位相振幅信号）ｓ１ＶRx5（ｔ）と、第２送信方位ＴＤ２の複素信号（位相振幅信号）ｓ２ＶRx5（ｔ）とが求まる。 By the above substitution, the complex signal (phase amplitude signal) s1VRx5 (t) of the first transmission direction TD1 and the complex signal (phase amplitude signal) s2VRx5 (t) of the second transmission direction TD2 at the fifth virtual antenna VRx5 are obtained. is sought.
また、第２仮想アンテナ組Ｇｒ２を用いて式（３）により位相振幅ベクトルＳ（ｔ）を求める場合には、受信信号ベクトルＸ（ｔ）およびモードベクトルａ（θｋ)に以下の値が代入される。なお、モードベクトルａ（θｋ)の基準アンテナは、第６仮想アンテナＶＲｘ６である。
Ｘ（ｔ）＝［ｘＶＲｘ２（ｔ）, ｘＶＲｘ４（ｔ）, ｘＶＲｘ６（ｔ）］Ｔ ・・・（１０）
ａ(θ１）＝［exp{4jΛdsin(θ１)}， exp{2jΛdsin(θ１)}，１］Ｔ ・・・（１１）
ａ(θ２）＝［exp{4jΛdsin(θ２)}， exp{2jΛdsin(θ２)}，１］Ｔ ・・・（１２）
Further, when obtaining the phase amplitude vector S(t) by Equation (3) using the second virtual antenna set Gr2, the following values are substituted for the received signal vector X(t) and the mode vector a(θ k ) be done. Note that the reference antenna for the mode vector a(θ k ) is the sixth virtual antenna VRx6.
X(t)=[ xVRx2 (t), xVRx4 (t), xVRx6 (t)] T (10)
a(θ 1 )=[exp{4jΛdsin(θ 1 )}, exp{2jΛdsin(θ 1 )}, 1] T (11)
a(θ 2 )=[exp{4jΛdsin(θ 2 )}, exp{2jΛdsin(θ 2 )}, 1] T (12)
なお、ｘＶＲｘ２（ｔ）は第２仮想アンテナＶＲｘ２の時刻ｔにおける受信信号である。ｘＶＲｘ４（ｔ）は第４仮想アンテナＶＲｘ４の時刻ｔにおける受信信号である。ｘＶＲｘ６（ｔ）は第６仮想アンテナＶＲｘ６の時刻ｔにおける受信信号である。 Note that x VRx2 (t) is the received signal at time t of the second virtual antenna VRx2. x VRx4 (t) is the received signal at time t of the fourth virtual antenna VRx4. x VRx6 (t) is the received signal at time t of the sixth virtual antenna VRx6.
上記代入により、第６仮想アンテナＶＲｘ６における第１送信方位ＴＤ１の複素信号（位相振幅信号）ｓ１ＶRx６（ｔ）と、第２送信方位ＴＤ２の複素信号（位相振幅信号）ｓ２ＶRx６（ｔ）とが求まる。 By the above substitution, the complex signal (phase amplitude signal) s 1VRx6 (t) of the first transmission direction TD1 at the sixth virtual antenna VRx6 and the complex signal (phase amplitude signal) s 2VRx6 (t) of the second transmission direction TD2 are sought.
また、第３仮想アンテナ組Ｇｒ３を用いて式（３）により位相振幅ベクトルＳ（ｔ）を求める場合には、受信信号ベクトルＸ（ｔ）およびモードベクトルａ（θｋ)に以下の値が代入される。なお、モードベクトルａ（θｋ)の基準アンテナは、第７仮想アンテナＶＲｘ７である。
Ｘ（ｔ）＝［ｘＶＲｘ7（ｔ）, ｘＶＲｘ8（ｔ）, ｘＶＲｘ9（ｔ）］Ｔ ・・・（１３）
ａ(θ１）＝［１，exp{-2jΛdsin(θ１)}， exp{-4jΛdsin(θ１)}］Ｔ ・・・（１４）
ａ(θ２）＝［１，exp{-2jΛdsin(θ２)}， exp{-4jΛdsin(θ２)}］Ｔ ・・・（１５）
Further, when obtaining the phase amplitude vector S(t) by Equation (3) using the third virtual antenna set Gr3, the following values are substituted for the received signal vector X(t) and the mode vector a(θ k ) be done. Note that the reference antenna for the mode vector a(θ k ) is the seventh virtual antenna VRx7.
X(t)=[ xVRx7 (t), xVRx8 (t), xVRx9 (t)] T (13)
a(θ 1 )=[1, exp{-2jΛdsin(θ 1 )}, exp{-4jΛdsin(θ 1 )}] T (14)
a( θ2 )=[1, exp{-2jΛdsin( θ2 )}, exp{-4jΛdsin( θ2 )}] T (15)
なお、ｘＶＲｘ７（ｔ）は第７仮想アンテナＶＲｘ７の時刻ｔにおける受信信号である。ｘＶＲｘ８（ｔ）は第８仮想アンテナＶＲｘ８の時刻ｔにおける受信信号である。ｘＶＲｘ９（ｔ）は第９仮想アンテナＶＲｘ９の時刻ｔにおける受信信号である。 Note that x VRx7 (t) is the received signal at time t of the seventh virtual antenna VRx7. x VRx8 (t) is the received signal at time t of the eighth virtual antenna VRx8. x VRx9 (t) is the received signal at time t of the ninth virtual antenna VRx9.
上記代入により、第７仮想アンテナＶＲｘ７における第１送信方位ＴＤ１の複素信号（位相振幅信号）ｓ１ＶRx７（ｔ）と、第２送信方位ＴＤ２の複素信号（位相振幅信号）ｓ２ＶRx７（ｔ）とが求まる。 By the above substitution, the complex signal (phase amplitude signal) s1VRx7 (t) of the first transmission azimuth TD1 at the seventh virtual antenna VRx7 and the complex signal (phase amplitude signal) s2VRx7 (t) of the second transmission azimuth TD2 are sought.
なお、以上においては、分離部４７２は、水平方向に等間隔で並び、且つ、仮想アンテナを構成する受信アンテナが互いに異なる３個の仮想アンテナとして、第５仮想アンテナＶＲｘ５、第６仮想アンテナＶＲｘ６、および、第７仮想アンテナＶＲｘ７を選択した。しかし、これは例示にすぎない。例えば、分離部４７２は、第１仮想アンテナＶＲｘ１、第４仮想アンテナＶＲｘ４、および、第７仮想アンテナＶＲｘ７を選択する構成等であってよい。ただし、位相折り返しをなくす点を考慮した場合、本実施形態のようにアンテナ間隔がｄで並ぶ３個の仮想アンテナを選択することが好ましい。
In the above description, the separating
次に、第２方位算出部４７３が、送信方位候補に含まれる方位ＴＤ１、ＴＤ２ごとに、物標で反射された反射波ＲＷの受信方位候補を、ステップＳ７で求めた複素信号（位相振幅信号）に基づき算出する（ステップＳ８）。まず、第２方位算出部４７３は、第１送信方位ＴＤ１について、以下の式（１６）で示す相関行列Ｒｙｙを算出する。
Ｒｙｙ＝Ｅ［Ｓ１（ｔ）Ｓ１Ｈ（ｔ）］ ・・・（１６）
ここで、
Ｓ１（ｔ）＝［ｓ１ＶRx5（ｔ）, ｓ１ＶRx６（ｔ）, ｓ１ＶRx７（ｔ）］Ｔ ・・・（１７）
である。
Next, the second
Ryy=E[S1(t) S1H (t)] (16)
here,
S1(t)=[ s1VRx5 (t), s1VRx6 (t), s1VRx7 (t)] T (17)
is.
第２方位算出部４７３は、相関行列Ｒｙｙを算出すると、当該相関行列Ｒｙｙを用いて、公知のＭＵＳＩＣやＥＳＰＲＩＴ等により受信方位の推定を行う。第２方位算出部４７３は、相関行列Ｒｙｙ（３×３行列）を用いた方位演算により最大２個の受信方位を得る。
After calculating the correlation matrix Ryy, the second
図８は、第１送信方位ＴＤ１について受信方位候補を算出する処理を説明するための模式図である。図８は、上述の図７において、第１送信方位ＴＤ１に送信される送信波ＴＷに注目した図である。図８に示す例では、第１送信方位ＴＤ１に送信された送信波ＴＷは他車両７に反射され、他車両７で反射された反射波ＲＷは第１受信方位ＡＤ１と第２受信方位ＡＤ２との２方向から自車両６に至る。この例の場合、第２方位算出部４７３は、受信方位候補として第１受信方位ＡＤ１と第２受信方位ＡＤ２とを算出する。なお、第１受信方位ＡＤ１は、反射波ＲＷが他車両７から直接的に自車両６へと向かう場合の方位である。第２受信方位ＡＤ２は、反射波ＲＷがガードレール８に反射されて自車両６に向かう場合の方位である。
FIG. 8 is a schematic diagram for explaining the process of calculating reception direction candidates for the first transmission direction TD1. FIG. 8 is a diagram focusing on the transmission wave TW transmitted in the first transmission azimuth TD1 in FIG. 7 described above. In the example shown in FIG. 8, the transmission wave TW transmitted in the first transmission azimuth TD1 is reflected by the
同様に、第２方位算出部４７３は、第２送信方位ＴＤ２について、以下の式（１８）で示す相関行列Ｒｚｚを算出する。
Ｒｚｚ＝Ｅ［Ｓ２（ｔ）Ｓ２Ｈ（ｔ）］ ・・・（１８）
ここで、
Ｓ２（ｔ）＝［ｓ２ＶRx5（ｔ）, ｓ２ＶRx６（ｔ）, ｓ２ＶRx７（ｔ）］Ｔ ・・・（１９）
である。
Similarly, the
Rzz=E[S2(t) S2H (t)] (18)
here,
S2(t)=[ s2VRx5 (t), s2VRx6 (t), s2VRx7 (t)] T (19)
is.
第２方位算出部４７３は、相関行列Ｒｚｚを算出すると、当該相関行列Ｒｚｚを用いて、公知のＭＵＳＩＣやＥＳＰＲＩＴ等により受信方位の推定を行う。第２方位算出部４７３は、相関行列Ｒｚｚ（３×３行列）を用いた方位演算により最大２個の受信方位を得る。
After calculating the correlation matrix Rzz, the second
図９は、第２送信方位ＴＤ２について受信方位候補を算出する処理を説明するための模式図である。図９は、上述の図７において、第２送信方位ＴＤ２に送信される送信波ＴＷに注目した図である。図９に示す例では、第２送信方位ＴＤ２に送信された送信波ＴＷは他車両７に反射され、他車両７で反射された反射波ＲＷは第３受信方位ＡＤ３と第４受信方位ＡＤ４との２方向から自車両６に至る。この例の場合、第２方位算出部４７３は、受信方位候補として第３受信方位ＡＤ３と第４受信方位ＡＤ４とを算出する。なお、第３受信方位ＡＤ３は、反射波ＲＷが他車両７から直接的に自車両６へと向かう場合の方位である。第４受信方位ＡＤ４は、反射波ＲＷがガードレール８に反射されて自車両６に向かう場合の方位である。
FIG. 9 is a schematic diagram for explaining the process of calculating reception direction candidates for the second transmission direction TD2. FIG. 9 is a diagram focusing on the transmission wave TW transmitted in the second transmission azimuth TD2 in FIG. 7 described above. In the example shown in FIG. 9, the transmission wave TW transmitted in the second transmission azimuth TD2 is reflected by the
図６に戻って、受信方位候補が算出されると、比較部４７４が所定の比較処理を行う（ステップＳ９）。図１０は、所定の比較処理の一例を示すフローチャートである。所定の比較処理を行うにあたって、比較部４７４は、まず、送信方位候補の中から１つの方位を選択する（ステップＳ９１）。図７から図９に示す例においては、第１送信方位ＴＤ１と第２送信方位ＴＤ２とのいずれか一方が選択される。なお、比較部４７４は、送信方位候補の中に既に選択した方位がある場合には、その方位は選択しない。
Returning to FIG. 6, when the reception direction candidates are calculated, the
次に、比較部４７４は、選択した方位の位相差候補を導出する（ステップＳ９２）。ここでの位相差は、往路において送信波ＴＷに生じる位相差であり、アンテナ間隔がｄ（本実施形態ではｄ＝λ／２）である場合に生じる位相差である。位相差は、送信波ＴＷの送信方位に応じて決まる。ただし、送信方位の算出に用いられた仮想アンテナのアンテナ間隔が広くなった場合には、位相の折り返しが生じ、送信方位の候補が増える。すなわち、位相差候補を導出するにあたっては、位相の折り返しを考慮した位相差も位相候補に含める必要がある。
Next, the
本実施形態では、送信方位の算出に用いられた仮想アンテナのアンテナ間隔は２ｄであり、位相の折り返しが生じる。上述した図７から図９に示す例の場合、第１送信方位ＴＤ１の他に、位相の折り返しによって１つの折り返し方位ＴＤ１Ａ（図８参照）が生じている。比較部４７４は、第１送信方位ＴＤ１を選択した場合に、第１送信方位ＴＤ１の位相差と、折り返し方位ＴＤ１Ａの位相差とを位相差候補として導出する。
In this embodiment, the antenna spacing of the virtual antennas used for calculating the transmission azimuth is 2d, and phase folding occurs. In the case of the examples shown in FIGS. 7 to 9 described above, in addition to the first transmission azimuth TD1, one folding azimuth TD1A (see FIG. 8) is generated by phase folding. When the first transmission direction TD1 is selected, the
次に、比較部４７４は、選択した方位において算出された受信方位候補から位相差候補を導出する（ステップＳ９３）。ここでの位相差は、復路において反射波ＲＷに生じる位相差であり、アンテナ間隔がｄである場合に生じる位相差である。位相差は、反射波ＲＷの受信方位に応じて決まる。ただし、受信方位の算出に用いられた仮想アンテナのアンテナ間隔が広くなった場合には、位相の折り返しが生じ、受信方位の候補が増える。すなわち、位相差候補を導出するにあたっては、位相の折り返しを考慮した位相差も位相候補に含める必要がある。
Next, the
本実施形態では、受信方位の算出に用いられた仮想アンテナのアンテナ間隔はｄであり、位相の折り返しが生じない。すなわち、位相折り返しを考慮する必要はない。上述した図７から図９に示す例の場合、比較部４７４は、第１送信方位ＴＤ１を選択した場合に、第１受信方位ＡＤ１の位相差と、第２受信方位ＡＤ２の位相差とを位相差候補として導出する。
In the present embodiment, the antenna spacing of the virtual antennas used to calculate the reception azimuth is d, and phase folding does not occur. That is, there is no need to consider phase folding. 7 to 9 described above, when the first transmission direction TD1 is selected, the
次に、比較部４７４は、ステップＳ９２で導出した送信側の位相差候補と、ステップＳ９３で導出した受信側の位相差候補との比較用組み合わせを生成する（ステップＳ９４）。比較部４７４は、送信側の位相差候補のそれぞれに対して、受信側の位相差候補のそれぞれを１つずつ組わせる。
Next, the
図７から図９に示す例の場合、第１送信方位ＴＤ１の位相差に対して、第１受信方位ＡＤ１の位相差と第２受信方位ＡＤ２の位相差とが別々に組み合わされて２個の組み合わせが生成される。また、折り返し方位ＴＤ１Ａの位相差に対して、第１受信方位ＡＤ１の位相差と第２受信方位ＡＤ２の位相差とが別々に組み合わされて２個の組み合わせが生成される。すなわち、４個の比較用組み合わせが生成される。 In the case of the examples shown in FIGS. 7 to 9, the phase difference of the first reception direction AD1 and the phase difference of the second reception direction AD2 are separately combined with respect to the phase difference of the first transmission direction TD1 to obtain two A combination is generated. Further, two combinations are generated by separately combining the phase difference of the first reception direction AD1 and the phase difference of the second reception direction AD2 with respect to the phase difference of the turnaround direction TD1A. That is, four comparison combinations are generated.
次に、比較部４７４は、各比較用組み合わせにおいて位相差の差分値を算出する（ステップＳ９５）。図７から図９に示す例の場合、第１送信方位ＴＤ１の位相差と第１受信方位ＡＤ１の位相差との差分値である第１差分値と、第１送信方位ＴＤ１の位相差と第２受信方位ＡＤ２の位相差との差分値である第２差分値と、折り返し方位ＴＤ１Ａの位相差と第１受信方位ＡＤ１の位相差との差分値である第３差分値と、折り返し方位ＴＤ１Ａの位相差と第２受信方位ＡＤ２の位相差との差分値である第４差分値とが算出される（図１１参照）。なお、図１１は、第１送信方位ＴＤ１が選択された場合における比較用組み合わせを示すテーブルである。
Next, the
次に、比較部４７４は、送信方位候補の全てについて比較処理を完了したか否かを確認する（ステップＳ９６）。比較部４７４は、送信方位候補の全てについて比較処理を完了している場合（ステップＳ９６でＹｅｓ）、所定の比較処理を終了する。比較部４７４は、送信方位候補の全てについて比較処理を完了していない場合（ステップＳ９６でＮｏ）、ステップＳ９１に戻って所定の比較処理を続ける。
Next, the
図７から図９に示す例の場合、第１送信方位ＴＤ１の比較処理が完了しても第２送信方位ＴＤ２の比較処理が残っている。このために、第１送信方位ＴＤ１の比較処理が完了した後にステップＳ９１に戻って、第２送信方位ＴＤ２に関する処理が行われる。これにより、第２送信方位ＴＤ２の位相差と第３受信方位ＡＤ３の位相差との差分値である第５差分値と、第２送信方位ＴＤ２の位相差と第４受信方位ＡＤ４の位相差との差分値である第６差分値と、折り返し方位ＴＤ２Ａ（図９参照）の位相差と第３受信方位ＡＤ３の位相差との差分値である第７差分値と、折り返し方位ＴＤ２Ａの位相差と第４受信方位ＡＤ４の位相差との差分値である第８差分値とが算出される（図１２参照）。なお、図１２は、第２送信方位ＴＤ２が選択された場合における比較用組み合わせを示すテーブルである。第２送信方位ＴＤ２の比較処理が完了すると、送信方位候補の全ての比較処理が終了したことになり、所定の比較処理が終了する。 In the case of the examples shown in FIGS. 7 to 9, even if the comparison processing for the first transmission direction TD1 is completed, the comparison processing for the second transmission direction TD2 remains. Therefore, after the comparison processing for the first transmission direction TD1 is completed, the process returns to step S91 and the processing for the second transmission direction TD2 is performed. As a result, a fifth difference value, which is a difference value between the phase difference between the second transmission direction TD2 and the third reception direction AD3, and the phase difference between the second transmission direction TD2 and the fourth reception direction AD4. a sixth difference value that is the difference value of the return direction TD2A (see FIG. 9) and a seventh difference value that is the difference value between the phase difference of the third reception direction AD3 and the phase difference of the return direction TD2A; An eighth difference value, which is a difference value from the phase difference of the fourth reception azimuth AD4, is calculated (see FIG. 12). FIG. 12 is a table showing comparison combinations when the second transmission direction TD2 is selected. When the comparison processing for the second transmission azimuth TD2 is completed, the comparison processing for all transmission azimuth candidates is completed, and the predetermined comparison processing is completed.
図６に戻って、所定の比較処理が終了すると、判定部４７５が所定の判定処理を行う（ステップＳ１０）。図１３は、所定の判定処理の一例を示すフローチャートである。所定の判定処理を行うにあたって、判定部４７５は、まず、送信方位候補の中から１つの方位を選択する（ステップＳ１０１）。図７から図９に示す例においては、第１送信方位ＴＤ１と第２送信方位ＴＤ２とのいずれか一方が選択される。なお、判定部４７５は、送信方位候補の中に既に選択した方位がある場合には、その方位は選択しない。
Returning to FIG. 6, when the predetermined comparison processing is completed, the
次に、判定部４７５は、選択した方位において、位相差の差分が所定の範囲内となる組み合わせが存在するか否かを確認する（ステップＳ１０２）。所定の範囲は、２つの位相差の間に差があるか否かを判断できるものであればよく、実験やシミュレーション等によって予め決められている。所定の範囲は、例えば－α以上、＋α以下の範囲である。αは正の値である。所定の範囲内である場合には、２つの位相差の間には差がないと判断される。図７から図９に示す例において第１送信方位ＴＤ１が選択されている場合には、第１差分値と、第２差分値と、第３差分値と、第４差分値（いずれも図１１参照）との中に、位相差の差分が所定の範囲内となる組み合わせが存在するか否かが確認される。
Next, the
判定部４７５は、選択した方位において、位相差の差分が所定の範囲内となる組み合わせが存在する場合（ステップＳ１０２でＹｅｓ）、当該組み合わせに係る送信方位と受信方位とは一致していると判断する。そして、判定部４７５は、送信方位と受信方位とが一致する方位を物標が存在する方位と判断する。換言すると、判定部４７５は、位相差の差分が所定の範囲内となる組み合わせから得られる方位を物標の方位に決定する。なお、位相差の差分がゼロでない場合には、送信方位と受信方位とに若干の差がある。この場合、例えば、いずれか一方を物標の方位と決めてもよいし、２つの方位の平均値を物標の方位と決めてもよい。
When there is a combination in which the difference in phase difference is within a predetermined range in the selected orientations (Yes in step S102), the
図７から図９に示す例において第１送信方位ＴＤ１が選択されている場合には、第１差分値（図１１参照）が所定の範囲内となる。判定部４７５は、第１送信方位ＴＤ１と第１受信方位ＡＤ１とが一致すると判断し、第１送信方位ＴＤ１と第１受信方位ＡＤ１とから決められた方位を物標の方位に決定する。
When the first transmission direction TD1 is selected in the examples shown in FIGS. 7 to 9, the first difference value (see FIG. 11) falls within a predetermined range. The
なお、判定部４７５は、位相差の差分が所定の範囲外となる組み合わせから得られる方位には、物標が存在しないと判断する。本実施形態によれば、位相差の差分によって、送信方位と受信方位との一致と不一致とを正確に判断することができるために、物標の方位を正しく推定することができる。
Note that the
一方、判定部４７５は、選択した方位において、位相差の差分が所定の範囲内となる組み合わせが存在しない場合（ステップＳ１０２でＮｏ）、送信方位と受信方位とが一致する組み合わせがないと判断する。この場合には、判定部４７５は、得られた方位のいずれにも物標は存在しないと判断する。すなわち、判定部４７５は、得られた方位は本来存在しない物標（ゴースト）に由来するものであると判定する（ステップＳ１０４）。
On the other hand, if there is no combination in which the difference in phase difference is within the predetermined range in the selected orientation (No in step S102), the
判定部４７５は、物標の方位を決定した後、或いは、ゴーストと判定した後、送信方位候補の全てについて判定処理を完了したか否かを確認する（ステップＳ１０５）。判定部４７５は、送信方位候補の全てについて判定処理を完了している場合（ステップＳ１０５でＹｅｓ）、所定の判定処理を終了する。判定部４７５は、送信方位候補の全てについて判定処理を完了していない場合（ステップＳ１０５でＮｏ）、ステップＳ１０１に戻って所定の判定処理を続ける。
After determining the azimuth of the target, or after determining that it is a ghost, the determining
図７から図９に示す例の場合、第１送信方位ＴＤ１の判定処理が完了しても第２送信方位ＴＤ２の判定処理が残っている。このために、第１送信方位ＴＤ１の判定処理が完了した後にステップＳ１０１に戻って、第２送信方位ＴＤ２に関する処理が行われる。この処理では、第６差分値（図１２参照）が所定の範囲内となる。判定部４７５は、第２送信方位ＴＤ２と第４受信方位ＡＤ４とが一致すると判断し、第２送信方位ＴＤ２と第４受信方位ＡＤ４とから決められた方位を物標の方位に決定する。
In the case of the examples shown in FIGS. 7 to 9, even if the determination processing for the first transmission azimuth TD1 is completed, the determination processing for the second transmission azimuth TD2 remains. Therefore, after the determination processing for the first transmission direction TD1 is completed, the process returns to step S101 and the processing for the second transmission direction TD2 is performed. In this process, the sixth difference value (see FIG. 12) is within a predetermined range. The
なお、第２送信方位ＴＤ２と第４受信方位ＡＤ４とから決められた方位には、実際には物標は存在しない。このために、第２送信方位ＴＤ２と第４受信方位ＡＤ４とから決められた方位の物標は、この後の処理でゴーストと判定される必要がある。これについては、公知の技術が使用されればよい。例えば、自車両６から見てガードレール８を挟んで反対側に存在すると判断される物標をゴーストと判断する処理等が利用されてよい。
Note that no target actually exists in the direction determined from the second transmission direction TD2 and the fourth reception direction AD4. For this reason, the target in the direction determined from the second transmission direction TD2 and the fourth reception direction AD4 must be determined as a ghost in subsequent processing. A known technique may be used for this. For example, a process of judging a target that is judged to exist on the opposite side of the
本実施形態のレーダ装置１によれば、仮想アンテナＶＲｘ１～ＶＲｘ９を用いて電波の送信方位と受信方位の候補を算出して、送信方位と受信方位とが一致する組み合わせを適切に検出することができる。このために、往路と復路とが一致しない信号を除外して、本来存在しない物標（ゴースト）を誤って検出することを低減することができる。
According to the
また、本実施形態においては、第１方位候補（本実施形態では送信方位候補）を得て、当該第１方位候補に基づいて第２方位候補（本実施形態では受信方位候補）を得る構成になっている。そして、この構成において、第１方位候補の算出に用いられる仮想アンテナの組Ｇｒ１～Ｇｒ３におけるアンテナ間隔（本実施形態では２ｄ）は、第２方位候補の算出に用いられる複数の仮想アンテナＶＲｘ５、ＶＲｘ６、ＶＲｘ７のアンテナ間隔（本実施形態ではｄ）よりも広い。このような構成では、最初に求められる第１方位候補の推定精度を向上することができ、第２方位候補の推定精度も向上することができる。このために、第１方位（本実施形態では送信方位）と第２方位（本実施形態では受信方位）との一致と不一致との判定精度を向上することできる。すなわち、ゴーストを誤って検出する可能性を低減することができる。 Further, in the present embodiment, a first azimuth candidate (transmitting azimuth candidate in this embodiment) is obtained, and a second azimuth candidate (receiving azimuth candidate in this embodiment) is obtained based on the first azimuth candidate. It's becoming In this configuration, the antenna spacing (2d in this embodiment) in the virtual antenna set Gr1 to Gr3 used to calculate the first azimuth candidate is equal to that of the plurality of virtual antennas VRx5 and VRx6 used to calculate the second azimuth candidate. , VRx7 (d in this embodiment). With such a configuration, it is possible to improve the estimation accuracy of the first orientation candidate that is obtained first, and it is also possible to improve the estimation accuracy of the second orientation candidate. For this reason, it is possible to improve the accuracy of determining whether the first azimuth (transmitting azimuth in this embodiment) and the second azimuth (receiving azimuth in this embodiment) match or do not match. That is, it is possible to reduce the possibility of erroneously detecting a ghost.
＜５．留意事項＞
本明細書における実施形態や変形例の構成は、本発明の例示にすぎない。実施形態や変形例の構成は、本発明の技術的思想を超えない範囲で適宜変更されてもよい。また、複数の実施形態及び変形例は、可能な範囲で組み合わせて実施されてよい。
<5. Notes>
The configurations of the embodiments and modifications in this specification are merely examples of the present invention. The configurations of the embodiments and modifications may be changed as appropriate without departing from the technical idea of the present invention. Also, multiple embodiments and modifications may be implemented in combination within a possible range.
以上においては、第１方位算出部４７１が送信方位候補を算出し、第２方位算出部４７３が受信方位候補を算出する構成とした。ただし、これは例示にすぎない。すなわち、第１方位算出部が受信方位候補を算出し、第２方位算出部が送信方位候補を算出する構成としてもよい。
In the above configuration, the first
以上においては、車載レーダ装置について説明したが、本発明は、道路などに設置されるインフラレーダ装置、船舶監視レーダ装置、航空機監視レーダ装置等にも適用されてよい。 Although the vehicle-mounted radar system has been described above, the present invention may also be applied to infrastructure radar systems installed on roads, ship monitoring radar systems, aircraft monitoring radar systems, and the like.
以上においてプログラムの実行によってソフトウェア的に実現されると説明した機能の全部又は一部は電気的なハードウェア回路により実現されてもよい。また、ハードウェア回路によって実現されると説明した機能の全部又は一部はソフトウェア的に実現されてもよい。また、１つのブロックとして説明した機能が、ソフトウェアとハードウェアとの協働によって実現されてもよい。また、各機能ブロックは概念的な構成要素である。各機能ブロックが実行する機能を複数の機能ブロックに分散させたり、複数の機能ブロックが有する機能を１つの機能ブロックに統合したりしてよい。 All or part of the functions described above as being implemented in software by executing a program may be implemented in an electrical hardware circuit. Also, all or part of the functions described as being realized by hardware circuits may be realized by software. Also, the functions described as one block may be implemented by cooperation of software and hardware. Also, each functional block is a conceptual component. Functions executed by each functional block may be distributed among a plurality of functional blocks, or functions possessed by a plurality of functional blocks may be integrated into one functional block.
１・・・レーダ装置
４・・・信号処理装置
２３・・・送信アンテナ（第１アンテナ）
３１・・・受信アンテナ（第２アンテナ）
４７１・・・第１方位算出部
４７２・・・分離部
４７３・・・第２方位算出部
４７４・・・比較部
４７５・・・判定部
ＶＲｘ１・・・第１仮想アンテナ
ＶＲｘ２・・・第２仮想アンテナ
ＶＲｘ３・・・第３仮想アンテナ
ＶＲｘ４・・・第４仮想アンテナ
ＶＲｘ５・・・第５仮想アンテナ
ＶＲｘ６・・・第６仮想アンテナ
ＶＲｘ７・・・第７仮想アンテナ
ＶＲｘ８・・・第８仮想アンテナ
ＶＲｘ９・・・第９仮想アンテナ
DESCRIPTION OF
31 Receiving antenna (second antenna)
471 First
Claims (4)
組み合わせに用いられる前記受信アンテナが共通する前記仮想アンテナの組のうち少なくとも１つの組の前記受信信号に基づき、前記送信アンテナにおける電波の方位の候補を第１方位候補として算出する第１方位算出部と、
前記仮想アンテナの組ごとに前記受信信号を前記第１方位候補に含まれる方位ごとの複素信号に分離する分離部と、
前記第１方位候補に含まれる方位ごとに、前記受信アンテナにおける電波の方位の候補を、前記複素信号に基づき第２方位候補として算出する第２方位算出部と、
算出された前記第１方位候補から得られる第１の情報と前記第２方位候補から得られる第２の情報との比較を行う比較部と、
前記第１の情報と前記第２の情報の差分が所定の範囲となるか否かを判断し、前記第１の情報と前記第２の情報の差分が所定の範囲内となる組み合わせから得られる方位を物標の方位に決定し、前記第１の情報と前記第２の情報の差分が所定の範囲内となる組み合わせが存在しない場合、得られた方位のいずれにも物標は存在しないと判定する判定部と、
を備える、レーダ装置。 Radio waves are transmitted by multiple transmitting antennas, radio waves reflected from targets are received by multiple receiving antennas, and received signals of multiple virtual antennas generated by combining multiple transmitting antennas and multiple receiving antennas are combined. A radar device that detects a target by processing ,
A first azimuth calculation unit that calculates, as first azimuth candidates, azimuth candidates of radio waves at the transmitting antennas based on the received signals of at least one set of the virtual antenna sets that share the receiving antennas used in combination. and,
a separation unit that separates the received signal into complex signals for each direction included in the first direction candidate for each set of the virtual antennas;
a second azimuth calculation unit that calculates, for each azimuth included in the first azimuth candidate, a candidate for the azimuth of radio waves in the receiving antenna as a second azimuth candidate based on the complex signal;
a comparison unit that compares first information obtained from the calculated first orientation candidate and second information obtained from the second orientation candidate ;
Determining whether the difference between the first information and the second information is within a predetermined range, and obtaining a combination in which the difference between the first information and the second information is within the predetermined range When the azimuth is determined to be the azimuth of the target and there is no combination in which the difference between the first information and the second information is within a predetermined range, it is determined that the target does not exist in any of the obtained azimuths. a judgment unit for judging;
A radar device .
組み合わせに用いられる前記受信アンテナが共通する複数の前記仮想アンテナの組のうち少なくとも１つの組の前記受信信号に基づき、前記送信アンテナにおける電波の方位の候補を第１方位候補として算出する第１方位算出工程と、
前記仮想アンテナの組ごとに前記受信信号を前記第１方位候補に含まれる方位ごとの複素信号に分離する分離工程と、
前記第１方位候補に含まれる方位ごとに、前記受信アンテナに対する電波の方位の候補を、前記複素信号に基づき第２方位候補として算出する第２方位算出工程と、
算出された前記第１方位候補から得られる第１の情報と前記第２方位候補から得られる第２の情報との比較を行う比較工程と、
前記第１の情報と前記第２の情報の差分が所定の範囲となるか否かを判断し、前記第１の情報と前記第２の情報の差分が所定の範囲内となる組み合わせから得られる方位を物標の方位に決定し、前記第１の情報と前記第２の情報の差分が所定の範囲内となる組み合わせが存在しない場合、得られた方位のいずれにも物標は存在しないと判定する判定工程と、
を備える、信号処理方法。 Radio waves are transmitted by multiple transmitting antennas, radio waves reflected from targets are received by multiple receiving antennas, and received signals of multiple virtual antennas generated by combining multiple transmitting antennas and multiple receiving antennas are combined. A signal processing method for processing the received signal in a radar device that detects a target by processing,
A first azimuth for calculating a candidate for the azimuth of the radio wave at the transmitting antenna as a first azimuth candidate based on the received signal of at least one set of the plurality of virtual antenna sets that share the receiving antennas used in combination. a calculation step;
a separating step of separating the received signal into complex signals for each direction included in the first direction candidate for each set of the virtual antennas;
a second azimuth calculation step of calculating, for each azimuth included in the first azimuth candidates, a candidate azimuth of radio waves for the receiving antenna as a second azimuth candidate based on the complex signal;
a comparison step of comparing first information obtained from the calculated first orientation candidate and second information obtained from the second orientation candidate ;
Determining whether the difference between the first information and the second information is within a predetermined range, and obtaining a combination in which the difference between the first information and the second information is within the predetermined range When the azimuth is determined to be the azimuth of the target and there is no combination in which the difference between the first information and the second information is within a predetermined range, it is determined that the target does not exist in any of the obtained azimuths. a judgment step of judging;
A signal processing method comprising:
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