JP7324859B2 - 処理装置 - Google Patents

Description

本開示は、レーダ装置に用いられる処理装置に関する。

従来からチャープ波を利用するレーダ装置に関する発明が知られている（下記特許文献１を参照）。特許文献１に記載された従来のレーダ装置は、第１処理手段と、第２処理手段と、速度確定手段と、を備えている。第１処理手段は、予め設定された第１変調波を複数回送受信することで得られるビート信号を用いて、同一物標について時系列で検出される周波数成分の位相回転から、予め設定された速度計測範囲内において位相折返しによる曖昧さを含んだ速度を少なくとも求める。

第２処理手段は、予め設定された第２変調波を送受信することで得られるビート信号を用いて、物標を表す周波数成分に含まれるドップラー周波数から前記速度計測範囲内において一意に確定される速度を少なくとも求める。速度確定手段は、第１処理手段による算出結果と、第２処理手段による算出結果を比較することにより、第１処理手段が実現する分解能で表された速度の計測結果を確定する。このような構成によれば、ビート信号のサンプリングを高速化することなく、分解能の高い速度の計測結果を得ることができる（同文献、請求項１、第０００７段落および第０００８段落等を参照）。

特開２０１６－００３８７３号公報

前記従来のレーダ装置は、第２変調期間に取得されるビート信号のＡ／Ｄ変換データである第２変調データに高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理を実行する（特許文献１、第００２２段落－第００２３段落、図３等を参照）。また、第１変調期間に取得されるビート信号のＡ／Ｄ変換データである第１変調データに対して２次元ＦＦＴを実行する（同文献、第００２７段落、図３等を参照）。この従来のレーダ装置は、演算量の増加やメモリの使用量の増加に課題がある。

本開示は、レーダ装置の信号処理に用いることができ、従来よりも演算量やメモリ使用量を削減することが可能な処理装置を提供する。

本開示の一態様は、周波数変調連続波である第１連続波と第２連続波を送受信するレーダ装置の信号処理を行うための処理装置であって、前記第１連続波のビート周波数に対する第１周波数解析を行ってパワースペクトルのピークを抽出し、前記ピークに対応する周波数を解析対象として前記第２連続波のビート周波数に対する第２周波数解析を行って物体の距離と速度と方位を算出することを特徴とする処理装置である。

本開示の上記一態様によれば、レーダ装置の信号処理に用いることができ、従来よりも演算量やメモリの使用量を削減することが可能な処理装置を提供することができる。

本開示に係る処理装置の一実施形態を示す機能ブロック図。 図１の処理装置の処理の流れを示すフロー図。 レーダ装置によって送信される周波数変調連続波の一例。 レーダ装置によって送信される周波数変調連続波の一例。 図２に示す解析対象の周波数を設定する処理と第２周波数解析の説明図。 離散フーリエ変換の解析ピーク数と演算量との関係を示すグラフ。

以下、図面を参照して本開示に係る処理装置の実施形態を説明する。

［実施形態１］ 図１は、本開示に係る処理装置の実施形態１を示す機能ブロック図である。本実施形態の処理装置１１は、レーダ装置１０の信号処理を行うための処理装置１１である。以下では、まずレーダ装置１０の構成の一例を簡単に説明し、次にそのレーダ装置１０の信号処理を行う処理装置１１の構成の一例を詳細に説明する。

（レーダ装置） 本実施形態のレーダ装置１０は、たとえば、周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）方式のレーダ装置であり、ＦＭＣＷを送信してその反射波を受信することで、周囲の物体までの距離、物体の相対速度、物体が存在する方位を検出する。レーダ装置１０は、たとえば、信号処理を行う処理装置１１と、複数の送信アンテナ１２ａを含む信号送信部１２と、複数の受信アンテナ１３ａを含む信号受信部１３と、を備えている。なお、処理装置１１は、レーダ装置１０の外部に配置されていてもよく、たとえば、レーダ装置１０が搭載された車両を制御する車両制御装置２０が処理装置１１を備えていてもよい。

レーダ装置１０は、従来のＦＭＣＷ方式のレーダ装置１０と同様の構成を備えている。すなわち、レーダ装置１０は、たとえば、図示を省略する発生器、カプラー、ミキサ、およびＡ／Ｄ変換器などを備えている。発生器は、処理装置１１からの制御信号に基づいて周波数変調（ＦＭ）信号を発生させる。カプラーは、発生器から入力されたＦＭ信号を二つの同じ信号に分離してミキサと信号送信部１２に出力する。

レーダ装置１０のミキサは、カプラーから入力された送信波のＦＭ信号と、信号受信部１３から入力された受信波のＦＭ信号とに基づいて、Ａ／Ｄ変換器へビート周波数信号を出力する。Ａ／Ｄ変換器は、たとえば、ミキサから入力されたビート周波数信号をＡ／Ｄ変換したデータを、処理装置１１へ出力する。ここでは、ビート周波数信号をＡ／Ｄ変換したデータを、「ビート周波数」と呼ぶ。

（処理装置） 処理装置１１は、たとえば、図示を省略するＣＰＵやＭＰＵなどの演算装置、ＲＯＭやＲＡＭなどの記憶装置、コンピュータプログラム、タイマー、および入出力装置などを備えたマイクロコントローラまたはファームウェアである。処理装置１１は、レーダ装置１０の発生器に制御信号を送信するとともに、レーダ装置１０のＡ／Ｄ変換器から入力されたビート周波数に基づいて、レーダ装置１０の周囲の物体の距離と速度と方位を算出する。

処理装置１１は、たとえば、ＦＭＣＷの送受信を制御する機能Ｆ１と、周波数解析を行う機能Ｆ２と、信号処理を行う機能Ｆ３とを有している。さらに、周波数解析を行う機能Ｆ２は、解析対象の周波数を設定する機能Ｆ２１と、周波数解析演算を行う機能Ｆ２２と、パワースペクトルのピークを抽出する機能Ｆ２３と、を含む。これらの各機能Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３は、たとえば、処理装置１１において演算装置が記憶装置に記憶されたプログラムを実行することによって実現される。

以下、図２から図５を参照して、処理装置１１の各機能Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３を詳細に説明する。図２は、本実施形態の処理装置１１の処理の流れを示すフロー図である。図３Ａおよび図３Ｂは、横軸を時間とし、縦軸を周波数として、レーダ装置１０の信号送信部１２から送信されるＦＭＣＷの一例を示すグラフである。

処理装置１１は、レーダ装置１０の信号処理を開始すると、まず、第１連続波ＣＷ１を受信する処理Ｐ１を実行する。より詳細には、この処理Ｐ１において、処理装置１１のＦＭＣＷの送受信を制御する機能Ｆ１は、たとえば、レーダ装置１０の発生器に制御信号を送信し、発生器によってＦＭ信号を発生させる。発生器から出力されたＦＭ信号は、カプラーを介して信号送信部１２およびミキサに入力され、送信アンテナ１２ａから、ＦＭＣＷである第１連続波ＣＷ１が送信される。

本実施形態のレーダ装置１０は、たとえば、ＦＣＭ（First-Chirp Modulation）方式のレーダ装置である。すなわち、レーダ装置１０は、送信波である第１連続波ＣＷ１および第２連続波ＣＷ２の周波数を、たとえば、数マイクロ秒から数十マイクロ秒単位で高速に掃引しながら連続的に送信する。なお、レーダ装置１０の方式はＦＣＭ方式に限定されず、他の方式を採用することも可能である。

処理装置１１は、たとえば、ＦＭＣＷの送受信を制御する機能Ｆ１により、レーダ装置１０の信号送信部１２を制御して、第１連続波ＣＷ１の周波数偏移幅Δｆ１を第２連続波ＣＷ２の周波数偏移幅Δｆ２よりも拡大させている。また、図３Ａに示す例において、処理装置１１は、たとえば、ＦＭＣＷの送受信を制御する機能Ｆ１により、レーダ装置１０の信号送信部１２を制御して、第２連続波ＣＷ２間の間隔Δｔ２を、第１連続波ＣＷ１間の間隔Δｔ１よりも短くしている。

また、処理装置１１の機能Ｆ１は、たとえばレーダ装置１０の信号送信部１２と信号受信部１３とを制御して、図３Ａに示すように、複数の第１連続波ＣＷ１と複数の第２連続波ＣＷ２とを交互に送受信させる。換言すると、処理装置１１は、複数の第１連続波ＣＷ１を送受信する第１変調期間Ｔ１と、複数の第２連続波ＣＷ２を送受信する第２変調期間Ｔ２とを交互に繰り返させる。

ここで、第１変調期間Ｔ１に含まれる第１連続波ＣＷ１の数と、第２変調期間Ｔ２に含まれる第２連続波ＣＷ２の数は、特に限定されない。また、第１変調期間Ｔ１と第２変調期間Ｔ２の順序は、図３Ａに示す例と逆でもよい。なお、第１変調期間Ｔ１と第２変調期間Ｔ２との間隔、または、第１連続波ＣＷ１と第２連続波ＣＷ２との間の間隔は、できるだけ短くすることが好ましい。

また、処理装置１１の機能Ｆ１は、たとえばレーダ装置１０の信号送信部１２と信号受信部１３とを制御して、図３Ｂに示すように、一の第１連続波ＣＷ１と一の第２連続波ＣＷ２を交互に送受信させてもよい。このような第１連続波ＣＷ１と第２連続波ＣＷ２の切り替えは、たとえば、処理装置１１のＦＭＣＷの送受信を制御する機能Ｆ１により信号送信部１２のスイッチ１２ｓを切り替えて、送信アンテナ１２ａを切り替えることによって行うことができる。

また、処理装置１１は、ＦＭＣＷの送受信を制御する機能Ｆ１により、信号送信部１２の変調設定を変更することで、第１連続波ＣＷ１と第２連続波ＣＷ２との切り替えを行うようにしてもよい。また、処理装置１１の機能Ｆ１は、たとえばレーダ装置１０の信号送信部１２を制御して、レーダ装置１０の異なる位置に配置された第１送信アンテナ１２ａ１と第２送信アンテナ１２ａ２とを切り替えてもよい。

信号送信部１２の送信アンテナ１２ａから送信された第１連続波ＣＷ１は、レーダ装置１０の周囲の物体によって反射され、信号受信部１３の受信アンテナ１３ａによって受信される。以上により、図２に示す第１連続波ＣＷ１を受信する処理Ｐ１が終了する。

次に、処理装置１１は、図２に示すように、第１周波数解析Ｐ２を実行する。レーダ装置１０の信号受信部１３は、第１連続波ＣＷ１を受信する処理で受信アンテナ１３ａによって受信した第１連続波ＣＷ１に基づくＦＭ信号を、ミキサへ出力する。レーダ装置１０のミキサは、信号受信部１３から入力された第１連続波ＣＷ１の受信波のＦＭ信号と、カプラーから入力された第１連続波ＣＷ１の送信波のＦＭ信号とに基づいて、第１連続波ＣＷ１のビート周波数を処理装置１１に出力する。

処理装置１１は、たとえば、レーダ装置１０のミキサから入力された第１連続波ＣＷ１のビート周波数を、解析対象の周波数を設定する機能Ｆ２１を通して、周波数解析演算を行う機能Ｆ２２に入力する。ここでは、解析対象の周波数を設定する機能Ｆ２１は機能せず、レーダ装置１０のミキサから入力された第１連続波ＣＷ１のビート周波数をそのまま周波数解析演算を行う機能Ｆ２２へ出力する。周波数解析演算を行う機能Ｆ２２は、入力された第１連続波ＣＷ１のビート周波数に対する第１周波数解析Ｐ２を行う。

第１連続波ＣＷ１のビート周波数に対する第１周波数解析Ｐ２は、たとえば、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を含む。第１周波数解析Ｐ２は、たとえば、二回のＦＦＴを実行する。第１周波数解析Ｐ２の一回目のＦＦＴは、第１連続波ＣＷ１ごとに、たとえばサンプリング数Ｎｓでサンプリングしたデータに対して周波数解析を行う。この周波数解析により、物体までの距離に対応した周波数ビンである距離ビンごとのパワースペクトルを算出する。このパワースペクトルは、第１連続波ＣＷ１の反射波のパワーを表している。

第１周波数解析Ｐ２の二回目のＦＦＴは、第１変調期間Ｔ１のすべての第１連続波ＣＷ１であるＮｃ個の第１連続波ＣＷ１のパワースペクトルから、距離ビンごとに周波数解析を行う。この周波数解析により、各々の距離ビンにおける物体の速度に対応した周波数ビンである速度ビンごとのパワースペクトルを算出する。以上により、図２に示す第１周波数解析Ｐ２が終了する。

次に、処理装置１１は、図２に示すように、ピークを抽出する処理Ｐ３を実行する。この処理Ｐ３において、処理装置１１は、たとえば、図１に示すパワースペクトルのピークを抽出する機能Ｆ２３により、物体の検知データを抽出する。具体的には、この処理Ｐ３において、機能Ｆ２３は、第１周波数解析Ｐ２で算出された距離と速度の組み合わせからなるパワースペクトルのうち、記憶装置に記憶された所定の検出しきい値を超えているものを、物体の検知データとして抽出する。以上により、図２に示すピークを抽出する処理Ｐ３が終了する。

次に、処理装置１１は、図２に示すように、第２連続波ＣＷ２を受信する処理Ｐ４を実行する。具体的には、処理装置１１は、前述の第１連続波ＣＷ１を受信する処理Ｐ１と同様に、たとえば、図１に示すＦＭＣＷの送受信を制御する機能Ｆ１により、レーダ装置１０の信号送信部１２を制御して、送信アンテナ１２ａから、ＦＭＣＷである第２連続波ＣＷ２を送信させる。送信アンテナ１２ａから送信された第２連続波ＣＷ２は、レーダ装置１０の周囲の物体によって反射され、信号受信部１３の受信アンテナ１３ａによって受信される。以上により、図２に示す第２連続波ＣＷ２を受信する処理Ｐ４が終了する。

次に、処理装置１１は、図２に示すように、第２周波数解析Ｐ６における解析対象の周波数を設定する処理Ｐ５を実行する。具体的には、この処理Ｐ５において、処理装置１１は、たとえば、図１に示す解析対象の周波数を設定する機能Ｆ２１により、第２周波数解析Ｐ６における解析対象の周波数を設定する。より詳細には、処理装置１１は、処理Ｐ３で機能Ｆ２３により抽出されたパワースペクトルの距離ビンと速度ビンに対応する周波数を、この処理Ｐ５において機能Ｆ２１により第２周波数解析Ｐ６における解析対象の周波数として設定する。

図４は、図２に示す解析対象の周波数を決定する処理Ｐ５と、第２周波数解析Ｐ６の説明図である。図４の左右のグラフは、それぞれ、横軸を距離ビンとし、縦軸を速度ビンとしている。前述の第１周波数解析Ｐ２とピークを抽出する処理Ｐ３の結果、たとえば図４の左のグラフに示すように、物体の検出結果として、複数のピークＰＫ１，ＰＫ２，ＰＫ３が抽出される。

図４に示す例において、抽出されたピークＰＫ１，ＰＫ２，ＰＫ３を、それぞれ距離ビン番号Ｆｒｉと速度ビン番号Ｆｒｊで表すと、（ｆｒ２，ｆｖ４）、（ｆｒ５，ｆｖ５）、（ｆｒ８，ｆｖ６）となっている。なお、図４の左のグラフにおいてドットハッチングで示すように、第１周波数解析Ｐ２では、ピークＰＫ１，ＰＫ２，ＰＫ３が抽出されなかった領域ＮＲにおいても、周波数解析が行われている。処理装置１１は、解析対象の周波数を設定する処理Ｐ５において、機能Ｆ２１により、図４の右のグラフに示すように、第２周波数解析Ｐ６における解析対象ＡＯの周波数を設定する。

より詳細には、機能Ｆ２１は、図４の左のグラフに示すピークＰＫ１，ＰＫ２，ＰＫ３の距離ビン番号と速度ビン番号の組み合わせ（ｆｒ２，ｆｖ４）、（ｆｒ５，ｆｖ５）、（ｆｒ８，ｆｖ６）に対応する距離ビン番号と速度ビン番号の組み合わせ（ｆｒ２’，ｆｖ４’）、（ｆｒ５’，ｆｖ５’）、（ｆｒ８’，ｆｖ６’）を、図４の右のグラフに示すように、第２周波数解析Ｐ６の解析対象ＡＯの周波数に設定する。

ここで、処理装置１１の機能Ｆ２１は、第１変調期間Ｔ１と第２変調期間Ｔ２との間、または、第１連続波ＣＷ１と第２連続波ＣＷ２との間の時間差から生じる周波数の誤差を考慮して、解析対象ＡＯの周波数を設定してもよい。なお、前述のように、第１変調期間Ｔ１と第２変調期間Ｔ２との間隔、または、第１連続波ＣＷ１と第２連続波ＣＷ２との間の間隔をできるだけ短くすることで、上記の誤差を低減することができる。

次に、処理装置１１は、図２に示すように、第２周波数解析Ｐ６を実行する。処理装置１１は、たとえば、図１に示す周波数解析演算を行う機能Ｆ２２により、第２周波数解析Ｐ６を実行する。より具体的には、機能Ｆ２２は、図４に示すように、第１周波数解析Ｐ２の結果から抽出されたピークＰＫ１，ＰＫ２，ＰＫ３に対応する周波数を解析対象ＡＯとして、第２連続波ＣＷ２のビート周波数に対する第２周波数解析Ｐ６を行う。

すなわち、処理装置１１の機能Ｆ２２は、第１周波数解析Ｐ２の結果から物体の検知結果であるピークＰＫ１，ＰＫ２，ＰＫ３が抽出されなかった周波数、すなわち距離ビン番号と速度ビン番号の組み合わせに対しては、第２周波数解析Ｐ６を行わない。ここで、第２周波数解析Ｐ６は、たとえば、任意の周波数を選択して解析を行うことが可能な離散フーリエ変換（ＤＦＴ）を含む。これにより、第２周波数解析Ｐ６では、解析対象ＡＯの周波数に対してのみ、ＤＦＴを用いた二回の周波数解析が行われ、距離と速度のパワースペクトルが算出される。

なお、第１周波数解析Ｐ２およびピークを抽出する処理Ｐ３により、物体の検知結果であるパワースペクトルのピークは既知である。そのため、パワースペクトルのピークを抽出する機能Ｆ２３は、周波数解析演算を行う機能Ｆ２２による第２周波数解析Ｐ６の終了後には、動作しない。すなわち、機能Ｆ２３は、機能Ｆ２２から入力された第２周波数解析Ｐ６の処理結果を、そのまま信号処理を行う機能Ｆ３へ出力する。以上により、処理装置１１の周波数解析を行う機能Ｆ２による図２に示す処理が終了する。

その後、処理装置１１は、周波数解析を行う機能Ｆ２から出力された第２周波数解析Ｐ６の処理結果に基づいて、信号処理を行う機能Ｆ３によりレーダ装置１０の周囲の物体の距離と速度と方位を算出する。処理装置１１の機能Ｆ３は、算出した物体の距離と速度と方位を、レーダ装置１０による物体の検知結果として、たとえば、車両制御装置２０やユーザインタフェース３０へ出力する。

以下、本実施形態の処理装置１１の作用を説明する。

前述のように、本実施形態の処理装置１１は、周波数変調連続波である第１連続波ＣＷ１と第２連続波ＣＷ２を送受信するレーダ装置１０の信号処理を行うための処理装置である。本実施形態の処理装置１１は、第１連続波ＣＷ１のビート周波数に対する第１周波数解析Ｐ２を行ってパワースペクトルのピークを抽出し、そのピークに対応する周波数を解析対象ＯＡとして第２連続波ＣＷ２のビート周波数に対する第２周波数解析Ｐ６を行って物体の距離と速度と方位を算出する。

このような構成により、本実施形態の処理装置１１は、従来よりも演算量やメモリの使用量を削減することが可能になる。すなわち、前記特許文献１に記載された従来のレーダ装置は、第２変調データにＦＦＴ処理を実行し、さらに第１変調データに対して２次元ＦＦＴを実行する。これに対し、本実施形態の処理装置１１は、第１周波数解析Ｐ２による物体の検知結果であるパワースペクトルのピークに対応する限られた周波数を解析対象ＯＡとして、第２周波数解析Ｐ６を行う。

すなわち、本実施形態の処理装置１１は、第１周波数解析Ｐ２による物体の検知結果であるパワースペクトルのピークが抽出されなかった周波数において、第２周波数解析Ｐ６を行う必要がない。したがって、本実施形態の処理装置１１によれば、すべての周波数に対して二回のＦＦＴを行う前記従来のレーダ装置と比較して、演算量を削減することができるだけでなく、演算結果を保持しておくためのメモリの使用量を大幅に削減することが可能になる。

また、本実施形態の処理装置１１は、前述のように、レーダ装置１０を制御して第１連続波ＣＷ１の周波数偏移幅Δｆ１を第２連続波ＣＷ２の周波数偏移幅Δｆ２よりも拡大させる。

このような構成により、本実施形態の処理装置１１は、レーダ装置１０に第１連続波ＣＷ１を送受信させて得られたビート周波数の周波数解析を行うことで、第２連続波ＣＷ２と比較して、レーダ装置１０の周囲の物体までの距離をより正確に検知することができる。また、本実施形態の処理装置１１は、レーダ装置１０に第２連続波ＣＷ２を送受信させて得られたビート周波数の周波数解析を行うことで、第１連続波ＣＷ１と比較してレーダ装置１０の周囲の物体の速度をより正確に検知することができる。

また、本実施形態の処理装置１１は、前述のように、レーダ装置１０を制御して複数の第１連続波ＣＷ１と複数の第２連続波ＣＷ２とを交互に送受信させる。

このような構成により、本実施形態の処理装置１１は、第１周波数解析Ｐ２におけるデータ数を増加させ、レーダ装置１０の周囲の物体までの距離をより正確に検知することができる。また、本実施形態の処理装置１１は、第２周波数解析Ｐ６におけるデータ数を増加させ、レーダ装置１０の周囲の物体の速度をより正確に検知することができる。

また、本実施形態の処理装置１１は、前述のように、レーダ装置１０を制御して一の第１連続波ＣＷ１と一の第２連続波ＣＷ２を交互に送受信させる。

このような構成により、本実施形態の処理装置１１は、第１連続波ＣＷ１と第２連続波ＣＷ２との間の時間的な間隔を短縮することができ、第１周波数解析Ｐ２の結果に基づく第２周波数解析Ｐ６の解析対象ＡＯの設定をより高精度に行うことができる。

また、本実施形態の処理装置１１は、レーダ装置１０を制御してレーダ装置１０の異なる位置に配置された第１送信アンテナ１２ａ１と第２送信アンテナ１２ａ２とを切り替える。

このような構成により、本実施形態の処理装置１１は、レーダ装置１０のアンテナ数を仮想的に増加させ、レーダ装置１０を小型化が可能なＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）方式のレーダ装置にすることができる。また、本実施形態の処理装置１１は、レーダ装置１０のアンテナ数を仮想的に増加させることで、物体が存在する方位の検知精度を向上させることができる。

また、本実施形態の処理装置１１において、第１周波数解析Ｐ２は、高速フーリエ変換を含み、第２周波数解析Ｐ６は、離散フーリエ変換を含む。

このような構成により、本実施形態の処理装置１１は、第１周波数解析Ｐ２において第１連続波ＣＷ１のビート周波数の全範囲の周波数解析を行ってレーダ装置１０の周囲の物体を検知することができる。また、本実施形態の処理装置１１は、第１周波数解析Ｐ２の結果検知された物体に対応する周波数に対し、第２周波数解析Ｐ６において第２連続波ＣＷ２のビート周波数の周波数解析を行うことで、従来よりも演算量やメモリの使用量を削減することが可能になる。

以上説明したように、本実施形態によれば、レーダ装置１０の信号処理に用いることができ、従来よりも演算量やメモリ使用量を削減することが可能な処理装置１１を提供することができる。

［実施形態２］ 次に、図１から図４を援用し、図５を参照して本開示に係る処理装置の実施形態２を説明する。本実施形態の処理装置１１は、周波数解析演算を行う機能Ｆ２２が、前述の実施形態１の処理装置１１と異なっている。本実施形態の処理装置１１のその他の点は、前述の実施形態１の処理装置１１と同様であるため、同様の部分には同一の符号を付して説明を省略する。

図５は、処理装置１１の周波数解析演算を行う機能Ｆ２２による第２周波数解析Ｐ６におけるＤＦＴの解析ピーク数Ｍと、処理装置１１の演算量との関係を示すグラフである。
図５に示すように、第１周波数解析Ｐ２の結果に基づいて抽出されたパワースペクトルのピーク数、すなわち物体の検知数が増加すると、第２周波数解析Ｐ６におけるＤＦＴの解析ピーク数が増加する。

ここで、第２周波数解析Ｐ６におけるＤＦＴの解析ピーク数をＭとし、第１連続波ＣＷ１の送信周期である第１変調期間Ｔ１に含まれる第１連続波ＣＷ１の数をＮｃとし、各々の第１連続波ＣＷ１におけるサンプリング数をＮｓとする。この場合、ＤＦＴの解析ピーク数Ｍが、第１連続波ＣＷ１の数Ｎｃとサンプリング数Ｎｓとの積を超えると、ＤＦＴの演算量が、全ピークへのＦＴＴの演算量を超える。

そこで、本実施形態の処理装置１１は、高速フーリエ変換を含む第１周波数解析Ｐ２を行って抽出したピーク数Ｍが、第１連続波ＣＷ１の送信周期に含まれる第１連続波ＣＷ１の数Ｎｃと、各々の第１連続波ＣＷ１におけるサンプリング数Ｎｓとの積よりも小である場合、すなわちＭ＜Ｎｃ×Ｎｓを満たす場合に、離散フーリエ変換を含む第２周波数解析Ｐ６を行う。また、本実施形態の処理装置１１は、上記ピーク数Ｍが、上記積以上である場合に、第２周波数解析Ｐ６に替えて、第２連続波ＣＷ２のビート周波数に対して高速フーリエ変換を含む第３周波数解析を行って物体の距離と速度と方位を算出する。

このような構成により、本実施形態の処理装置１１は、従来のレーダ装置と比較して演算量が増加するのを防止することができる。

以上、図面を用いて本開示に係る処理装置の実施形態を詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本開示に含まれるものである。

［実施例］ 本開示の処理装置の実施例として、前述の実施形態と同様の構成を備えるレーダ装置と処理装置を用意して、レーダ装置の周囲の物体の検知を行った。本実施例では、第１連続波と第２連続波として、同一のＦＭＣＷを使用した。以下の表１および表２に、本実施例の処理装置の演算量とメモリ使用量を示す。なお、第１連続波および第２連続波の送信周期に含まれるＦＭＣＷの数Ｎｃはそれぞれ１２８であり、各々のＦＭＣＷのサンプリング数Ｎｓは１０２４であり、第１周波数解析の結果に基づいて抽出されたパワースペクトルのピーク数Ｍは１５であった。

［比較例］ 次に、第１連続波のビート周波数に対して第１周波数解析と同様にＦＦＴを二回行い、第２連続波のビート周波数に対しても第１周波数解析と同様にＦＦＴを二回行う以外は、実施例と同様に、レーダ装置の周囲の物体の検知を行った。以下の表３および表４に、本比較例の処理装置の演算量とメモリ使用量を示す。

実施例の処理装置は、第１周波数解析の演算量およびメモリ使用量は、比較例の第１連続波のビート周波数に対するＦＦＴと同等である。しかし、実施例の処理装置による第２周波数解析のメモリ使用量は、比較例の第２連続波のビート周波数に対するＦＦＴのメモリ使用量の約５０％に低減した。また、本実施例の処理装置は、ＦＭＣＷの種類を第１連続波と第２連続波の二種類ではなく、三種類以上に増やすことで、さらに演算量とメモリ使用量の削減効果を大きくすることができる。なお、本実施例の処理装置は、第２周波数解析Ｐ６において処理するピーク数Ｍの設定を変更することで、比較例の処理装置よりも演算量を削減することが可能である。

１０ レーダ装置
１１ 処理装置
１２ａ１ 第１送信アンテナ
１２ａ２ 第２送信アンテナ
ＣＷ１ 第１連続波（周波数変調連続波）
ＣＷ２ 第２連続波（周波数変調連続波）
Ｍ ピーク数
Ｎｃ 第１連続波の数
Ｎｓ サンプリング数
ＯＡ 解析対象
Ｐ２ 第１周波数解析
Ｐ６ 第２周波数解析
Ｔ１ 第１変調期間（第１連続波の送信周期）
Δｆ１ 第１連続波の周波数偏移幅
Δｆ２ 第２連続波の周波数偏移幅

Claims (5)

1. 周波数変調連続波である第１連続波と第２連続波を送受信するレーダ装置の信号処理を行うための処理装置であって、
   前記第１連続波のビート周波数に対して高速フーリエ変換を含む第１周波数解析を行ってパワースペクトルのピークを抽出し、
   前記第１周波数解析を行って抽出したピーク数が、前記第１連続波の送信周期に含まれる前記第１連続波の数と、各々の前記第１連続波に対するサンプリング数との積よりも小である場合に、前記ピークに対応する周波数を解析対象として前記第２連続波のビート周波数に対して離散フーリエ変換を含む第２周波数解析を行って物体の距離と速度と方位を算出し、
   前記ピーク数が、前記積以上である場合に、前記第２周波数解析に替えて、前記第２連続波の前記ビート周波数に対して高速フーリエ変換を含む第３周波数解析を行って物体の距離と速度と方位を算出することを特徴とする処理装置。
2. 前記レーダ装置を制御して前記第１連続波の周波数偏移幅を前記第２連続波の周波数偏移幅よりも拡大させることを特徴とする請求項１に記載の処理装置。
3. 前記レーダ装置を制御して複数の前記第１連続波と複数の前記第２連続波とを交互に送受信させることを特徴とする請求項２に記載の処理装置。
4. 前記レーダ装置を制御して一の前記第１連続波と一の前記第２連続波を交互に送受信させることを特徴とする請求項２に記載の処理装置。
5. 前記レーダ装置を制御して前記レーダ装置の異なる位置に配置された第１送信アンテナと第２送信アンテナとを切り替えることを特徴とする請求項１に記載の処理装置。

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