JPH06207979A - Frequency modulation radar device - Google Patents
Frequency modulation radar deviceInfo
- Publication number
- JPH06207979A JPH06207979A JP5002703A JP270393A JPH06207979A JP H06207979 A JPH06207979 A JP H06207979A JP 5002703 A JP5002703 A JP 5002703A JP 270393 A JP270393 A JP 270393A JP H06207979 A JPH06207979 A JP H06207979A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- frequency
- peak
- target
- distance
- detected
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明の周波数変調レーダ装置、
特に車両に搭載され、移動物体を検出するレーダ装置に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION The frequency modulation radar device of the present invention,
Particularly, the present invention relates to a radar device mounted on a vehicle and detecting a moving object.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、運転者の運転操作低減や安全
性向上等を目的とした種々の装置が開発、車両に搭載さ
れており、先行車等の周囲物体までの距離や相対速度を
検出するためのレーダ装置の開発も盛んに行われてい
る。レーダ装置としては、ミリ波等の電波を用いたも
の、あるいはレーザ光を用いたものが提案されている。2. Description of the Related Art Conventionally, various devices have been developed and installed in vehicles for the purpose of reducing driver's driving operations and improving safety, and detect distance and relative speed to surrounding objects such as preceding vehicles. The development of radar devices for this purpose is also being actively conducted. As a radar device, a device using radio waves such as millimeter waves or a device using laser light has been proposed.
【０００３】ミリ波レーダ装置においては、例えば特開
平２−１９８３８０号公報に開示されたレーダ装置のよ
うに、時間経過に伴って周波数が三角形状で、あるいは
台形形状に変化する周波数変調波を用いたレーダ装置が
提案されている。このレーダ装置においては、物体から
反射された受信周波数変調波と送信周波数変調波からビ
ート信号が生成され、このビート信号の周波数上昇部分
の周波数をｆup、周波数下降部分をｆdownとした場合、 ｆd ＝（ｆdown−ｆup）／２ により物体までの相対速度を演算し、 ｆr ＝（ｆup＋ｆdown）／２ により物体までの距離を演算する。In a millimeter wave radar device, for example, a frequency modulation wave whose frequency changes into a triangular shape or a trapezoidal shape with time as in the radar device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2-198380 is used. The radar device that has been proposed has been proposed. In this radar device, a beat signal is generated from a reception frequency modulated wave and a transmission frequency modulated wave reflected from an object. When the frequency of the frequency rising portion of this beat signal is fup and the frequency falling portion is fdown, fd = The relative speed to the object is calculated by (fdown−fup) / 2, and the distance to the object is calculated by fr = (fup + fdown) / 2.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ここで、ビート信号の
周波数上昇部分のビート周波数及び周波数下降部分のビ
ート周波数の計測は、ビート信号をある一定のスレッシ
ョルドでパルス化し、このパルスをカウントすることに
より計測される。しかしながら、レーダビーム内に複数
の反射物体が存在した場合、反射レベルの大きい遠方物
体が検知されたり、また各物体の中間的な距離が検知さ
れてしまう問題があった。The measurement of the beat frequency in the frequency rising portion and the beat frequency in the frequency falling portion of the beat signal is performed by pulsing the beat signal at a certain threshold and counting the pulses. To be measured. However, when a plurality of reflecting objects exist in the radar beam, there is a problem that a distant object having a high reflection level is detected or an intermediate distance between the objects is detected.
【０００５】すなわち、レーダビーム内の複数の反射物
体までの距離をＲ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 とした場合、ビート信
号の距離周波数にはそれぞれの距離に応じた周波数ｆR
1，ｆR2，ｆR3が混合されて歪んだ複合波形となる。こ
の複合波形を一定のスレッショルドでパルス化すると、
反射レベルが最も強い物体の距離周波数のみが検出され
るか、あるいは各距離周波数が平均化された周波数が検
出されてしまうのである。That is, when the distances to a plurality of reflecting objects in the radar beam are R1, R2, and R3, the distance frequency of the beat signal is a frequency fR corresponding to each distance.
1, fR2, fR3 are mixed to form a distorted composite waveform. If you pulse this composite waveform with a constant threshold,
Only the range frequency of the object having the strongest reflection level is detected, or the frequency obtained by averaging the range frequencies is detected.
【０００６】本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑
みなされたものであり、その目的は、レーダビーム内に
静止物体、移動物体を含む複数の反射物体が存在する場
合にも、各物体の距離及び相対速度を正確に検出するこ
とが可能な周波数変調レーダ装置を提供することにあ
る。The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and an object of the present invention is to obtain a plurality of reflecting objects including a stationary object and a moving object in a radar beam even if there are a plurality of reflecting objects. An object of the present invention is to provide a frequency modulation radar device capable of accurately detecting distance and relative velocity.
【０００７】また、検出した物体が先行車であった場
合、この先行車に追従走行する際に追従先行車のみを迅
速かつ確実に検出することが可能な周波数変調レーダ装
置を提供することにある。Further, when the detected object is a preceding vehicle, it is another object of the present invention to provide a frequency modulation radar device capable of quickly and reliably detecting only the following vehicle when following the preceding vehicle. .
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の周波数変調レーダ装置は、時間とと
もに周波数が上昇する周波数上昇部分及び時間とともに
周波数が下降する周波数下降部分を有する周波数変調さ
れた搬送波の送受信を行ない、そのビート信号の周波数
上昇部分の周波数及び周波数下降部分の周波数から物体
を捕捉する周波数変調レーダ装置において、前記ビート
信号の周波数上昇部分及び周波数下降部分をそれぞれ高
速フーリエ変換処理する高速フーリエ変換手段と、高速
フーリエ変換処理された周波数上昇部分のパワースペク
トラムと周波数下降部分のパワースペクトラムのピーク
を検出するピーク検出手段と、検出されたピークが複数
存在する場合に上昇部分の各ピークと下降部分の各ピー
クとの相関演算を行う相関演算手段と、前記相関演算の
結果より上昇部分及び下降部分のそれぞれ対応するピー
ク対を検出するピーク対検出手段と、検出されたピーク
対から物体までの距離及び相対速度を演算する距離速度
演算手段とを有することを特徴とする。In order to achieve the above object, the frequency modulation radar device according to claim 1 has a frequency having a frequency rising portion where the frequency rises with time and a frequency falling portion where the frequency falls with time. In a frequency modulation radar device that transmits and receives a modulated carrier wave and captures an object from the frequency of the frequency rising part and the frequency of the frequency falling part of the beat signal, the frequency rising part and the frequency falling part of the beat signal are respectively subjected to fast Fourier transform. Fast Fourier transforming means for transform processing, peak detecting means for detecting peaks of power spectrum of frequency rising portion and power spectrum of frequency falling portion subjected to fast Fourier transform processing, and rising portion when there are a plurality of detected peaks Correlation calculation between each peak of and each falling peak Correlation calculation means, peak pair detection means for detecting corresponding peak pairs of the rising portion and the falling portion from the result of the correlation calculation, and distance speed for calculating the distance and relative speed from the detected peak pair to the object. And a calculation means.
【０００９】また、上記目的を達成するために、請求項
２記載の周波数変調レーダ装置は、請求項１記載の周波
数変調レーダ装置において、最短距離を示す最短距離ピ
ーク対が所定時間検出された場合に追従走行と判定する
判定手段と、追従走行と判定された場合に次の時刻にお
ける前記最短距離ピーク対のパワースペクトラム上の位
置を推定する推定手段と、次の時刻に得られるパワース
ペクトラムの前記推定された位置近傍のみを抽出する抽
出手段とを有することを特徴とする。In order to achieve the above object, the frequency modulation radar device according to a second aspect of the present invention is the frequency modulation radar device according to the first aspect, wherein a shortest distance peak pair indicating the shortest distance is detected for a predetermined time. To determine the following traveling, the estimating means for estimating the position on the power spectrum of the shortest distance peak pair at the next time when the following traveling is determined, and the power spectrum obtained at the next time. And an extracting means for extracting only the estimated vicinity of the position.
【００１０】[0010]
【作用】請求項１記載の周波数変調レーダ装置では、ビ
ート信号の周波数上昇部分及び周波数下降部分をそれぞ
れ高速フーリエ変換（ＦＦＴ）してパワースペクトラム
を算出する。レーダビーム内に複数の物体が存在する場
合には、上昇部分及び下降部分のパワースペクトラムに
複数のピークが存在することになる。In the frequency modulation radar device according to the first aspect, the power spectrum is calculated by performing a fast Fourier transform (FFT) on each of the frequency rising portion and the frequency falling portion of the beat signal. If there are multiple objects in the radar beam, there will be multiple peaks in the power spectrum of the rising and falling portions.
【００１１】そこで、ピーク検出回路によりこれらのピ
ークを検出し、さらに上昇部分と下降部分のピーク間の
相関演算を行う。同一物体の上昇ピーク及び下降ピーク
は互いに相似形であるから、相関が得られた（相関演算
を差分により行う場合は最小値となったとき）ピーク対
に着目し、これらのピーク対から各物体までの距離、相
対速度が算出される。Therefore, these peaks are detected by the peak detection circuit, and the correlation calculation between the peaks of the rising portion and the falling portion is further performed. Since the rising peak and the falling peak of the same object are similar to each other, pay attention to the peak pairs for which correlation has been obtained (when the correlation calculation is performed by the difference, the minimum value is obtained), and from these peak pairs, each object is detected. The distance to and the relative speed are calculated.
【００１２】また、請求項２記載の周波数変調レーダ装
置では、距離演算を行った結果最短距離を示すピーク対
（最短距離ピーク対）が所定時間以上存在する場合に
は、その物体に追従走行していると自動判別する。Further, in the frequency modulation radar device according to the second aspect, when the peak pair indicating the shortest distance (shortest distance peak pair) is present for a predetermined time or longer as a result of the distance calculation, the object follows and travels. It is automatically determined that there is.
【００１３】そして、この物体に継続して追従すべく、
最短距離ピーク対が次の時刻に現れるパワースペクトラ
ム上の位置を予め推定し、その位置近傍の領域のみを抽
出して次の時刻における最短距離ピーク対を迅速に検出
する。Then, in order to continuously follow this object,
The position on the power spectrum at which the shortest distance peak pair appears at the next time is estimated in advance, and only the region near the position is extracted to quickly detect the shortest distance peak pair at the next time.
【００１４】[0014]
【実施例】以下、図面を用いながら本発明の周波数変調
レーダ装置の好適な実施例を説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the frequency modulation radar device of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１５】第１実施例 図１には本実施例の構成ブロック図が示されている。送
信側回路は、搬送波発生器１０、周波数変調器１２、変
調電圧発生器１４、サーキュレータ１６、及び送信アン
テナ１８から構成される。搬送波発生器１０からは搬送
波が出力され、周波数変調器１２に供給される。一方、
変調電圧発生器１４からは振幅が三角形状に変化する三
角波が出力され、変調波として周波数変調器１２に供給
される。これによって、搬送波発生器１０からの搬送波
は周波数変調され、時間経過に伴って周波数が三角形状
に変化する送信信号が出力される。この送信信号はサー
キュレータ１６を介して送信アンテナ１８に供給され、
被検出物体に向けて放射される。一方、サーキュレータ
１６を介して、送信信号の一部は後述する受信側回路の
ミキサに供給される。First Embodiment FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of this embodiment. The transmission side circuit includes a carrier wave generator 10, a frequency modulator 12, a modulation voltage generator 14, a circulator 16, and a transmission antenna 18. A carrier wave is output from the carrier wave generator 10 and supplied to the frequency modulator 12. on the other hand,
A triangular wave whose amplitude changes in a triangular shape is output from the modulation voltage generator 14 and supplied to the frequency modulator 12 as a modulation wave. As a result, the carrier wave from the carrier wave generator 10 is frequency-modulated, and a transmission signal whose frequency changes in a triangular shape over time is output. This transmission signal is supplied to the transmission antenna 18 via the circulator 16,
It is radiated toward the object to be detected. On the other hand, a part of the transmission signal is supplied to the mixer of the receiving side circuit described later via the circulator 16.
【００１６】受信側回路は、受信アンテナ２０、ミキサ
２２、増幅器２４、フィルタ２６、高速フーリエ変換処
理器（ＦＦＴ信号処理器）２８、ターゲット認識器３
０、危険判定器３２、及び警報器３４から構成される。
被検出物体からの反射波は受信アンテナ２０で受信さ
れ、ミキサ２２に供給される。ミキサ２２では受信信号
とサーキュレータ１６からの送信信号の一部が差分演算
により結合され、ビート信号が生成される。ミキサ２２
からのビート信号は増幅器２４で増幅され、アンチエリ
アシングフィルタ２６を介してＦＦＴ信号処理器２８に
供給される。そして、ＦＦＴ処理された信号はターゲッ
ト認識器３０に供給されて物体が検出され、危険と判定
されたときには警報を発する構成である。The receiving side circuit includes a receiving antenna 20, a mixer 22, an amplifier 24, a filter 26, a fast Fourier transform processor (FFT signal processor) 28, and a target recognizer 3.
0, the risk determiner 32, and the alarm 34.
The reflected wave from the detected object is received by the receiving antenna 20 and supplied to the mixer 22. In the mixer 22, the reception signal and a part of the transmission signal from the circulator 16 are combined by a difference calculation to generate a beat signal. Mixer 22
The beat signal from is amplified by the amplifier 24 and supplied to the FFT signal processor 28 via the anti-aliasing filter 26. Then, the FFT-processed signal is supplied to the target recognizer 30 to detect an object, and an alarm is issued when it is determined to be dangerous.
【００１７】図２にはターゲット認識器３０の構成が示
されている。ターゲット認識器３０はピークサーチ器３
０ａ、ウインドウ処理器３０ｂ、相関演算器３０ｃ、距
離・相対速度演算器３０ｄを含んで構成される。ＦＦＴ
信号処理器２８から出力される周波数上昇部分及び周波
数下降部分それぞれのパワースペクトラムはピークサー
チ器３０ａに供給される。ピークサーチ器３０ａでは、
それぞれのパワースペクトラムのピークを検出する。例
えば、図３に示されるようにレーダビーム内にａ、ｂ、
ｃ３つの物体（車両）が存在する場合には、これら３つ
の物体からの反射信号に対応した３つのピークが存在す
ることになる。図４にはこれら３つのピークが模式的に
示されている。図４において、（Ａ）は周波数上昇部分
のパワースペクトラムであり、（Ｂ）は周波数下降部分
のパワースペクトラムである。物体ａ、ｂ、ｃそれぞれ
のピークがｆa 、ｆb 、ｆc （添字up、downはそれぞれ
周波数上昇部分、周波数下降部分であることを示す）で
表されている。ピークサーチ器３０ａは所定のしきいパ
ワー値以上となる部分をサーチし、ピークを検出する。FIG. 2 shows the structure of the target recognizer 30. The target recognizer 30 is the peak searcher 3
0a, a window processor 30b, a correlation calculator 30c, and a distance / relative velocity calculator 30d. FFT
The power spectrums of the frequency rising portion and the frequency falling portion output from the signal processor 28 are supplied to the peak searcher 30a. In the peak search device 30a,
Detect the peak of each power spectrum. For example, as shown in FIG. 3, a, b,
c When there are three objects (vehicles), there are three peaks corresponding to the reflection signals from these three objects. FIG. 4 schematically shows these three peaks. In FIG. 4, (A) is the power spectrum of the frequency rising portion, and (B) is the power spectrum of the frequency falling portion. The peaks of the objects a, b, and c are represented by fa, fb, and fc (subscripts up and down indicate the frequency rising portion and the frequency falling portion, respectively). The peak searcher 30a searches for a portion having a predetermined threshold power value or more and detects a peak.
【００１８】ピークサーチ器３０ａで検出されたピーク
はウインドウ処理器３０ｂに供給される。このウインド
ウ処理器３０ｂは後の相関演算器３０ｃで行われる相関
演算の範囲を指定するものであり、例えば周波数上昇部
分のピーク値ｆupa の相関演算を行う際、どの範囲を切
りとってシフトさせ相関演算を行えばよいかを指定す
る。The peak detected by the peak searcher 30a is supplied to the window processor 30b. The window processor 30b is used for designating the range of the correlation calculation performed by the later correlation calculator 30c. For example, when performing the correlation calculation of the peak value fupa of the frequency rising portion, which range is cut and shifted to perform the correlation calculation. Specify whether to perform.
【００１９】ウインドウ処理器３０ｂで切りとられたピ
ーク近傍領域のパワースペクトラムは、次に相関演算器
３０ｃに供給される。相関演算器３０ｃでは切りとられ
たピーク近傍のパワースペクトラムを所定周波数Δｆず
つ周波数軸上でシフトさせ、上昇部分と下降部分の差分
和を演算する。図５及び図６にはｆupa の相関演算を行
う場合の模式的な説明図が示されている。切りとられた
ｆupa 近傍のパワースペクトラムは周波数下降部分のパ
ワースペクトラム上でΔｆずつシフトされ、その差分の
和が算出される。同一物体からの反射信号では、上昇部
分と下降部分のパワースペクトラムは相似形となるか
ら、ｆupa と対をなすピークｆdowna のところではその
差分の和は最小となる。図６には横軸に周波数、縦軸に
相関量をとった場合の相関量の変化が示されており、一
般に周波数をシフトさせていくに従って相関量は減少
し、やがて最小値となつて再び増加していく変化を示
す。相関量が最小となった周波数に位置するピークがｆ
upa と対をなすピークであり、その周波数をｆdowna と
する。The power spectrum in the peak vicinity region cut by the window processor 30b is then supplied to the correlation calculator 30c. The correlation calculator 30c shifts the power spectrum in the vicinity of the cut peak by a predetermined frequency Δf on the frequency axis, and calculates the sum of differences between the rising portion and the falling portion. FIG. 5 and FIG. 6 show schematic explanatory diagrams in the case of performing the correlation calculation of fupa. The cut power spectrum near fupa is shifted by Δf on the power spectrum of the frequency falling portion, and the sum of the differences is calculated. In the case of reflected signals from the same object, the power spectrums of the rising portion and the falling portion have similar shapes, and therefore the sum of the differences becomes the minimum at the peak fdowna paired with fupa. FIG. 6 shows the change in the correlation amount when the frequency is plotted on the horizontal axis and the correlation amount is plotted on the vertical axis. In general, the correlation amount decreases as the frequency is shifted, and eventually becomes the minimum value and then again. Shows increasing changes. The peak located at the frequency where the correlation amount becomes the minimum is f
It is a peak paired with upa, and its frequency is fdowna.
【００２０】ここで、このようにして検出される対とな
る周波数ピークｆupa とｆdowna （あるいはｆupb とｆ
downb 、ｆupc とｆdownc ）の周波数差は、相対速度に
よるドプラ周波数 ｆd ＝（ｆdown−ｆup）／２ より、２倍となる。本実施例においては、自車進行方向
の停止物体及び同方向への移動物体を対象とするため、
相対速度の最大値は停止物体を検出する場合の自車速Ｖ
0 となる。従って、相関演算を行う際に周波数シフトす
べき範囲は、ｆupa の場合、 ｆupa 〜ｆupa ＋２ｆd0 但し、ｆd0＝２ｆ0 ・Ｖ0 ／ｃ であればよい。なお、対象物が自車から遠ざかる場合に
は、ｆdown＜ｆupとなるが、遠ざかる物体は自車に対し
て危険性がないので検出する必要がなく、相関演算は行
わない。このように、相関演算器３０ｃは相関演算を行
う範囲を限定して相関演算を行うことにより、演算時間
が短縮され、車載レーダに要求される迅速性を満足する
ことができる。Here, the paired frequency peaks fupa and fdowna (or fupb and f detected in this way)
The frequency difference between downb, fupc and fdownc is doubled because of the Doppler frequency fd = (fdown-fup) / 2 due to the relative speed. In the present embodiment, since the target is a stationary object in the traveling direction of the vehicle and a moving object in the same direction,
The maximum relative speed is the vehicle speed V when a stationary object is detected.
It becomes 0. Therefore, in the case of fupa, the range to be frequency-shifted when performing the correlation calculation is fupa to fupa + 2fd0, where fd0 = 2f0.V0 / c. It should be noted that when the target object is moving away from the own vehicle, fdown <fup is satisfied. However, since the moving away object is not dangerous to the own vehicle, it is not necessary to detect it and the correlation calculation is not performed. As described above, the correlation calculator 30c performs the correlation calculation by limiting the range in which the correlation calculation is performed, so that the calculation time can be shortened and the speediness required for the on-vehicle radar can be satisfied.
【００２１】相関演算器３０ｃでの相関演算で対となる
ピークが検出され、その周波数ｆup、ｆdownが検出され
た後、それらの情報は距離・相対速度演算器３０ｄに供
給される。距離・相対速度演算器３０ｄでは、前述した
距離周波数、相対速度周波数 ｆd ＝（ｆdown−ｆup）／２ ｆr ＝（ｆdown＋ｆup）／２ 及び ｆd ＝２ｖ／ｃ・ｆ0 ｆr ＝４ｆm Δｆ／ｃ・Ｒ 但し、ｖ：相対速度、ｃ：光速、ｆ0 ：中心周波数、ｆ
m ：変調周波数、Δｆ：周波数偏位幅 により距離及び相対速度を演算する。After the pair of peaks is detected by the correlation calculation in the correlation calculator 30c and the frequencies fup and fdown thereof are detected, the information is supplied to the distance / relative velocity calculator 30d. In the distance / relative speed calculator 30d, the above-mentioned distance frequency and relative speed frequency fd = (fdown−fup) / 2 fr = (fdown + fup) / 2 and fd = 2v / c · f0 fr = 4fm Δf / c · R , V: relative speed, c: speed of light, f0: center frequency, f
The distance and relative velocity are calculated by m: modulation frequency, Δf: frequency deviation width.
【００２２】演算された距離データ及び相対速度データ
は危険判定器３２に供給される。危険判定器３２では予
め定められた、あるいは自車の走行状態に応じて演算さ
れる安全距離と算出された距離データとの大小比較を行
い、安全距離以下である場合には危険と判定し、警報器
３４により運転者に報知する。The calculated distance data and relative velocity data are supplied to the danger determiner 32. The risk determiner 32 compares the safety distance calculated in advance according to the traveling state of the vehicle or the calculated distance data, and determines that the safety distance is less than or equal to the safety distance, The driver is notified by the alarm device 34.
【００２３】このように、本実施例では、周波数上昇部
分及び下降部分それぞれについてＦＦＴ処理を行い、そ
れぞれのピークを算出して限定された範囲で相関演算を
行うことにより対となるピーク及びその周波数を個別に
算出できるので、レーダビームに複数の物体が存在する
場合にも各物体までの距離及び相対速度を迅速、かつ確
実に検出できる。As described above, in the present embodiment, the FFT processing is performed on each of the frequency rising portion and the frequency falling portion, the respective peaks are calculated, and the correlation calculation is performed in a limited range. Therefore, even when a plurality of objects exist in the radar beam, the distance and relative speed to each object can be detected quickly and reliably.
【００２４】第２実施例 上記第１実施例では複数物体を検出し、危険である場合
には警報を発生したが、本実施例では車載レーダを先行
車追従用に用いる場合の例について説明する。先行車に
追従する場合、複数の物体から追従すべきターゲットを
抽出し、このターゲットを追尾する必要がある。このた
め、本実施例では、ターゲットの動きを予測し、次の観
測時間でのターゲットのパワースペクトラム上での存在
位置近傍のみを抽出処理し、他の物体の信号をノイズと
して排除する手法を採用している。Second Embodiment In the first embodiment described above, a plurality of objects are detected, and an alarm is issued when it is dangerous. In this embodiment, an example in which an on-vehicle radar is used for following a preceding vehicle will be described. . When following a preceding vehicle, it is necessary to extract a target to be followed from a plurality of objects and track this target. Therefore, in the present embodiment, a method of predicting the movement of the target, extracting only the vicinity of the position of the target on the power spectrum at the next observation time, and excluding the signal of another object as noise is adopted. is doing.
【００２５】図７には本第２実施例における構成ブロッ
ク図が示されてる。図１の第１実施例の構成と異なる点
は、ターゲット認識器３０の後段に、ターゲット追尾を
行う追尾器３６が設けられている点である。このターゲ
ット追尾器３６は演算器及びバンドパスフィルタを有し
ており、まず、ターゲット認識器３０からのピーク信号
情報を入力し、そのピーク信号の内の一の信号（追従す
べきターゲット）から算出される距離及び相対速度に基
づき次の時刻における距離及び相対速度を演算する。そ
して、次の時刻において得られるパワースペクトラムの
内、演算された距離及び相対速度に相当する周波数位置
のみを透過するフィルタを設定し、このフィルタを透過
した信号のみで対となるピーク信号を検出する。FIG. 7 shows a block diagram of the configuration of the second embodiment. The difference from the configuration of the first embodiment of FIG. 1 is that a tracker 36 for performing target tracking is provided at the subsequent stage of the target recognizer 30. The target tracker 36 has an arithmetic unit and a bandpass filter. First, the peak signal information from the target recognizer 30 is input, and one of the peak signals (target to be followed) is calculated. The distance and relative speed at the next time are calculated based on the distance and the relative speed. Then, in the power spectrum obtained at the next time, a filter that transmits only the frequency position corresponding to the calculated distance and relative velocity is set, and the paired peak signal is detected only by the signal transmitted through this filter. .
【００２６】図８には本第２実施例の処理フローチャー
トが示されている。ターゲット認識器３０で検出れた複
数対のピーク信号及び各信号から算出された距離及び相
対速度情報がターゲット追尾器３６に供給される。ター
ゲット追尾器３６では、これらピーク信号の内、追尾す
べき信号を抽出する。本実施例では、特に自車に最も近
い距離にある物体（直近の先行車）をターゲットに設定
する。この場合、複数のピーク対のうち、最も周波数の
低いピーク対を抽出することによりターゲットが抽出さ
れる（Ｓ１０１及び図９参照）。FIG. 8 shows a processing flowchart of the second embodiment. The plurality of pairs of peak signals detected by the target recognizer 30 and the distance and relative velocity information calculated from each signal are supplied to the target tracker 36. The target tracker 36 extracts a signal to be tracked from these peak signals. In this embodiment, an object (closest preceding vehicle) located closest to the vehicle is set as a target. In this case, the target is extracted by extracting the peak pair with the lowest frequency among the plurality of peak pairs (see S101 and FIG. 9).
【００２７】次に、抽出された最小周波数ピーク対が所
定時間ｔ0 以上スペクトラム上のほぼ同一位置に存在し
ているか否がが判定される（Ｓ１０２）。ターゲットに
追従して走行している場合には、このターゲットまでの
距離及び相対速度は大きく変化しないから、ピーク信号
は同一位置近傍に現れることになる。従って、この場合
にはターゲットに追従して走行していると判断でき、こ
のターゲットを追尾する必要が生じる。Next, it is judged whether or not the extracted minimum frequency peak pair exists at substantially the same position on the spectrum for a predetermined time t0 or longer (S102). When the vehicle is running following the target, the distance to the target and the relative speed do not change significantly, so the peak signal appears near the same position. Therefore, in this case, it can be determined that the vehicle is traveling following the target, and it is necessary to track the target.
【００２８】追尾は以下のように行われる。すなわち、
まずその時点ｔにおけるターゲット物体までの距離Ｒn
及び相対速度ｖn が算出される（Ｓ１０３）。これは、
ターゲット認識器３０にて前述した演算処理の結果算出
された距離及び相対速度を入力することにより行われ
る。次に、次の時刻ｔ＋Δｔにおけるターゲットまでの
距離Ｒn+1 、ｖn+1 を Ｒn+1 ＝Ｒn −ｖn ・Δｔ ｖn+1 ≦ｖn ＋α・Δｔ により推定する（Ｓ１０４）。ここで、相対速度ｖn は
自車に近づく場合を正としており、また相対速度ｖn+1
は自車が出し得る最大加速度をαとした場合の推定値で
ある。これらより、次の時刻におけるビートスペクトル
は ｆup(n+1) ＝ｆRn+1−ｆvn+1 ｆdown(n+1) ＝ｆRn+1＋ｆvn+1 但し、ｆRn+1＝４ｆm Δｆ／ｃ・Ｒn+1 ｆvn+1＝２ｖn+1 ／ｃ・ｆ0 と推定される。そこで、図１０に示されるようにターゲ
ット追尾器３６は次の時刻のパワースペクトラム（ビー
トスペクトラム）において中心ｆRn+1、幅２｜ｆｖn+1
｜＋Ｂのフィルタを設定する（Ｓ１０５）。このよう
に、次の時刻にターゲットのピークが現れると予想され
る位置にフイルタを設けることにより、時々刻々変化す
るターゲットを追尾することができるともに、突発的に
出現するガードレール等のピークが排除され、安定して
ターゲットのみを検出することができる。Tracking is performed as follows. That is,
First, the distance Rn to the target object at that time t
And the relative speed vn are calculated (S103). this is,
This is performed by inputting the distance and the relative speed calculated by the target recognizer 30 as a result of the above-described arithmetic processing. Next, the distances Rn + 1 and vn + 1 to the target at the next time t + Δt are estimated by Rn + 1 = Rn−vn · Δt vn + 1 ≦ vn + α · Δt (S104). Here, the relative speed vn is positive when approaching the own vehicle, and the relative speed vn + 1
Is an estimated value when the maximum acceleration that the vehicle can produce is α. From these, the beat spectrum at the next time is fup (n + 1) = fRn + 1−fvn + 1 fdown (n + 1) = fRn + 1 + fvn + 1 where fRn + 1 = 4fm Δf / c · Rn + 1 It is estimated that fvn + 1 = 2vn + 1 / c · f0. Therefore, as shown in FIG. 10, the target tracker 36 has a center fRn + 1 and a width 2 | fvn + 1 in the power spectrum (beat spectrum) at the next time.
The filter of | + B is set (S105). In this way, by providing a filter at the position where the peak of the target is expected to appear at the next time, it is possible to track the target that changes from moment to moment and eliminate peaks such as suddenly appearing guardrails. It is possible to detect only the target stably.
【００２９】そして、フィルタを通過したピークの中で
パワーレベルが同程度で、周波数差があまりない（相対
速度がほぼ０である）ｆupとｆdownの対をサーチし（Ｓ
１０６及び図１１参照）、そのような対が存在する場合
にはこのピーク信号から距離及び相対速度を算出し、次
の追尾に備える（Ｓ１０８）。Then, a pair of fup and fdown having similar power levels and almost no frequency difference (relative velocity is almost 0) among the peaks passing through the filter is searched (S).
106 and FIG. 11), if such a pair exists, the distance and the relative speed are calculated from this peak signal, and the next tracking is prepared (S108).
【００３０】一方、フィルタを透過した信号に所望のピ
ーク対が存在しない場合には、ターゲットの運動状態が
急変したと考えられ、再び前記第１実施例と同様の手法
でターゲットのピーク対をサーチする。すなわち、周波
数の上昇部分と下降部分に分けてＦＦＴ処理し（Ｓ１０
９）、上昇部分のパワースペクトラムからピーク値をサ
ーチする（Ｓ１１０）。そして、ピーク近傍のスペクト
ラム情報をウインドウで切りとり（Ｓ１１１）、下降部
分との相関演算を行って相関量が最小となる周波数を算
出し、ｆdownとして対とする（Ｓ１１２〜Ｓ１１４）。
こうしてピーク対が再び検出され、それらの中からター
ゲットを抽出する。On the other hand, when the desired peak pair does not exist in the signal transmitted through the filter, it is considered that the motion state of the target has changed suddenly, and the peak pair of the target is searched again by the same method as in the first embodiment. To do. That is, the FFT process is performed separately for the frequency rising part and the frequency falling part (S10).
9) Then, the peak value is searched from the power spectrum of the rising portion (S110). Then, the spectrum information in the vicinity of the peak is cut out in a window (S111), and the frequency with which the correlation amount is minimized is calculated by performing the correlation calculation with the descending portion, and the frequency is paired as fdown (S112 to S114).
Thus the peak pairs are detected again and the target is extracted from them.
【００３１】このように、本第２実施例では、ターゲッ
トの動きから次の時刻におけるスペクトルに位置を予測
し、予測位置にフィルタを設定してピーク対を検出する
ので、迅速にターゲットを検出することができるととも
に、他の物体のピークを誤検出することがなく確実に追
尾できる。As described above, in the second embodiment, the position is predicted in the spectrum at the next time from the movement of the target, and the filter is set at the predicted position to detect the peak pair, so that the target can be detected quickly. In addition, the peaks of other objects can be reliably tracked without being erroneously detected.
【００３２】[0032]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の周波数変
調レーダ装置によれば、レーダビーム内に静止物体、移
動物体を含む複数の反射物体が存在する場合にも、各物
体の距離及び相対速度を正確に検出することが可能な周
波数変調レーダ装置を提供することにある。As described above, according to the frequency modulation radar device of the present invention, even when a plurality of reflecting objects including a stationary object and a moving object are present in the radar beam, the distance and relative distance between each object It is an object of the present invention to provide a frequency modulation radar device capable of accurately detecting velocity.
【００３３】また、検出した物体が先行車であった場
合、この先行車に追従走行する際に追従先行車のみを迅
速かつ確実に検出することができる。Further, when the detected object is a preceding vehicle, only the following vehicle can be detected promptly and reliably when the vehicle follows the preceding vehicle.
【図１】本発明の第１実施例の構成ブロック図である。FIG. 1 is a configuration block diagram of a first embodiment of the present invention.
【図２】同実施例のターゲット認識器の構成ブロック図
である。FIG. 2 is a configuration block diagram of a target recognizer of the same embodiment.
【図３】同実施例のレーダビーム及び検出物体の説明図
である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a radar beam and a detected object of the same embodiment.
【図４】同実施例のパワースペクトラム説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a power spectrum of the embodiment.
【図５】同実施例の相関演算説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of a correlation calculation according to the same embodiment.
【図６】同実施例の相関演算説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of a correlation calculation according to the same embodiment.
【図７】本発明の第２実施例の構成ブロック図である。FIG. 7 is a configuration block diagram of a second embodiment of the present invention.
【図８】同実施例の処理フローチャートである。FIG. 8 is a processing flowchart of the embodiment.
【図９】同実施例のターゲット設定説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of target setting according to the embodiment.
【図１０】同実施例のフィルタ設定説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of filter setting according to the embodiment.
【図１１】同実施例のピーク対追尾説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram of peak pair tracking in the same example.
１０ 搬送波発生器 １２ 周波数変調器 １４ 変調電圧発生器 １６ サーキュレータ １８ 送信アンテナ ２０ 受信アンテナ ２２ ミキサ ２４ 増幅器 ２６ フィルタ ２８ ＦＦＴ信号処理器 ３０ ターゲット認識器 ３２ 危険判定器 ３４ 警報器 ３６ ターゲット追尾器 10 carrier wave generator 12 frequency modulator 14 modulation voltage generator 16 circulator 18 transmitting antenna 20 receiving antenna 22 mixer 24 amplifier 26 filter 28 FFT signal processor 30 target recognizer 32 danger judger 34 alarm device 36 target tracker
Claims (2)
昇部分及び時間とともに周波数が下降する周波数下降部
分を有する周波数変調された搬送波の送受信を行ない、
そのビート信号の周波数上昇部分の周波数及び周波数下
降部分の周波数から物体を捕捉する周波数変調レーダ装
置において、 前記ビート信号の周波数上昇部分及び周波数下降部分を
それぞれ高速フーリエ変換処理する高速フーリエ変換手
段と、 高速フーリエ変換処理された周波数上昇部分のパワース
ペクトラムと周波数下降部分のパワースペクトラムのピ
ークを検出するピーク検出手段と、 検出されたピークが複数存在する場合に上昇部分の各ピ
ークと下降部分の各ピークとの相関演算を行う相関演算
手段と、 前記相関演算の結果より上昇部分及び下降部分のそれぞ
れ対応するピーク対を検出するピーク対検出手段と、 検出されたピーク対から物体までの距離及び相対速度を
演算する距離速度演算手段と、 を有することを特徴とする周波数変調レーダ装置。1. A frequency-modulated carrier having a frequency rising portion whose frequency rises with time and a frequency falling portion whose frequency falls with time is transmitted and received.
In a frequency modulation radar device for capturing an object from the frequency of the frequency rising part and the frequency of the frequency falling part of the beat signal, a fast Fourier transform means for respectively performing a fast Fourier transform process on the frequency rising part and the frequency falling part of the beat signal, Peak detection means for detecting the peaks of the power spectrum of the frequency rising part and the power spectrum of the frequency falling part processed by the fast Fourier transform, and the peaks of the rising part and the peaks of the falling part when there are a plurality of detected peaks. Correlation calculation means for performing a correlation calculation with, a peak pair detection means for detecting a peak pair corresponding to an ascending portion and a falling portion respectively from the result of the correlation calculation, a distance from the detected peak pair to an object, and a relative speed A distance speed calculation means for calculating Modulation radar device.
おいて、 最短距離を示す最短距離ピーク対が所定時間検出された
場合に追従走行と判定する判定手段と、 追従走行と判定された場合に次の時刻における前記最短
距離ピーク対のパワースペクトラム上の位置を推定する
推定手段と、 次の時刻に得られるパワースペクトラムの前記推定され
た位置近傍のみを抽出する抽出手段と、 を有することを特徴とする周波数変調レーダ装置。2. The frequency-modulated radar device according to claim 1, wherein when the pair of shortest distance peaks indicating the shortest distance is detected for a predetermined time, a determining unit determines that the vehicle is following, and if it is determined that the vehicle is following, And an extracting means for extracting only the vicinity of the estimated position of the power spectrum obtained at the next time, and an estimating means for estimating the position on the power spectrum of the shortest distance peak pair at the time of Frequency modulation radar device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5002703A JPH06207979A (en) | 1993-01-11 | 1993-01-11 | Frequency modulation radar device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5002703A JPH06207979A (en) | 1993-01-11 | 1993-01-11 | Frequency modulation radar device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06207979A true JPH06207979A (en) | 1994-07-26 |
Family
ID=11536654
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5002703A Pending JPH06207979A (en) | 1993-01-11 | 1993-01-11 | Frequency modulation radar device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06207979A (en) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000501502A (en) * | 1995-12-05 | 2000-02-08 | シーメンス オートモーティヴ ソシエテ アノニム | A method for measuring the ground speed of a vehicle using radar using reflection of electromagnetic waves on the road |
| US6317073B1 (en) | 1998-09-07 | 2001-11-13 | Denso Corporation | FM-CW radar system for measuring distance to and relative speed of a target |
| US6320531B1 (en) | 1999-12-09 | 2001-11-20 | Denso Corporation | FM-CW radar system for measuring distance to and relative speed of target |
| US6661370B2 (en) | 2001-12-11 | 2003-12-09 | Fujitsu Ten Limited | Radar data processing apparatus and data processing method |
| JP2013120127A (en) * | 2011-12-07 | 2013-06-17 | Mitsubishi Electric Corp | Target tracking device |
| US20130207834A1 (en) * | 2012-02-13 | 2013-08-15 | Mazda Motor Corporation | Vehicle-mounted radar apparatus |
| KR101312420B1 (en) * | 2012-04-02 | 2013-09-27 | 재단법인대구경북과학기술원 | Apparatus and method for determining of target using radar |
| CN113376623A (en) * | 2020-02-25 | 2021-09-10 | 光宝科技股份有限公司 | Radar device, operation device for object detection and object detection method |
-
1993
- 1993-01-11 JP JP5002703A patent/JPH06207979A/en active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000501502A (en) * | 1995-12-05 | 2000-02-08 | シーメンス オートモーティヴ ソシエテ アノニム | A method for measuring the ground speed of a vehicle using radar using reflection of electromagnetic waves on the road |
| US6317073B1 (en) | 1998-09-07 | 2001-11-13 | Denso Corporation | FM-CW radar system for measuring distance to and relative speed of a target |
| US6320531B1 (en) | 1999-12-09 | 2001-11-20 | Denso Corporation | FM-CW radar system for measuring distance to and relative speed of target |
| JP2004004120A (en) * | 1999-12-09 | 2004-01-08 | Denso Corp | Frequency modulated continuous wave radar installation |
| US6661370B2 (en) | 2001-12-11 | 2003-12-09 | Fujitsu Ten Limited | Radar data processing apparatus and data processing method |
| JP2013120127A (en) * | 2011-12-07 | 2013-06-17 | Mitsubishi Electric Corp | Target tracking device |
| US20130207834A1 (en) * | 2012-02-13 | 2013-08-15 | Mazda Motor Corporation | Vehicle-mounted radar apparatus |
| US9073548B2 (en) * | 2012-02-13 | 2015-07-07 | Denso Corporation | Vehicle-mounted radar apparatus |
| KR101312420B1 (en) * | 2012-04-02 | 2013-09-27 | 재단법인대구경북과학기술원 | Apparatus and method for determining of target using radar |
| CN113376623A (en) * | 2020-02-25 | 2021-09-10 | 光宝科技股份有限公司 | Radar device, operation device for object detection and object detection method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100662063B1 (en) | Stationary object detection method for use with scanning radar | |
| US6429804B1 (en) | Motor-vehicle-mounted radar apparatus | |
| JP3797277B2 (en) | Radar | |
| JP3371854B2 (en) | Ambient situation detection device and recording medium | |
| JP4093109B2 (en) | Radar equipment for vehicles | |
| US20100271257A1 (en) | Radar apparatus | |
| KR100877194B1 (en) | Fm-cw radar apparatus | |
| JP3761888B2 (en) | In-vehicle radar system | |
| JPH0798375A (en) | On-vehicle radar device | |
| JP3400971B2 (en) | FM-CW radar device and target detection method | |
| JP2000147102A (en) | Fmcw radar apparatus and recording medium | |
| JPH06207979A (en) | Frequency modulation radar device | |
| JP3031094B2 (en) | Frequency modulation radar equipment | |
| JP3565713B2 (en) | Signal processing device for FM-CW scan radar | |
| JP3471392B2 (en) | Frequency modulation radar equipment | |
| JPH0763843A (en) | Vehicle mounted radar equipment | |
| JP4910955B2 (en) | Radar equipment for vehicles | |
| JP3114700B2 (en) | FM-CW radar device | |
| JP2006058135A (en) | Moving body detector and detecting method | |
| JP3383819B2 (en) | FM-CW radar device | |
| JP3104599B2 (en) | FM-CW radar device | |
| JPH0755926A (en) | Frequency-modulation radar equipment | |
| JP2001242240A (en) | Obstruction detecting method, radar device and on- vehicle radar device | |
| JPH04313090A (en) | Obstacle detecting apparatus for automobile | |
| JP3275490B2 (en) | Obstacle detection device |