JPH11271432A - Fmcw radar apparatus - Google Patents
Fmcw radar apparatusInfo
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- JPH11271432A JPH11271432A JP10077982A JP7798298A JPH11271432A JP H11271432 A JPH11271432 A JP H11271432A JP 10077982 A JP10077982 A JP 10077982A JP 7798298 A JP7798298 A JP 7798298A JP H11271432 A JPH11271432 A JP H11271432A
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- peak
- target
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はＦＭＣＷレーダ装
置、特にビート信号を周波数分析する際の窓関数の設定
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an FMCW radar apparatus and, more particularly, to setting a window function for frequency analysis of a beat signal.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、送信波を例えば三角波で周波
数変調してターゲットに向けて送信し、受信波を送信波
に基づいて検波してビート信号を生成し、ビート信号を
周波数分析し、周波数上昇区間（上りフェーズ）と周波
数下降区間（下りフェーズ）におけるピークペアからタ
ーゲットまでの距離と速度を検出するＦＭＣＷレーダ装
置が知られている。具体的には、ビート信号の上りフェ
ーズにはビート周波数（送信周波数と受信周波数の差の
周波数）ｆｂにドプラ周波数ｆｄが加算され、下りフェ
ーズにはビート周波数にドプラ周波数ｆｄが減算される
ので、上りフェーズのピーク周波数ｆｂ１と下りフェー
ズのピーク周波数ｆｂ２から、2. Description of the Related Art Conventionally, a transmission wave is frequency-modulated by, for example, a triangular wave and transmitted toward a target, a reception wave is detected based on the transmission wave, a beat signal is generated, a beat signal is frequency-analyzed, There is known an FMCW radar device that detects a distance and a speed from a peak pair to a target in a rising section (up phase) and a frequency falling section (down phase). Specifically, the Doppler frequency fd is added to the beat frequency (frequency of the difference between the transmission frequency and the reception frequency) fb in the up phase of the beat signal, and the Doppler frequency fd is subtracted from the beat frequency in the down phase. From the peak frequency fb1 of the up phase and the peak frequency fb2 of the down phase,
【数１】 Ｒ＝｛ｃ／（８ｆｍΔｆ）｝・（ｆｂ１＋ｆｂ２） ・・・（１）R = {c / (8fmΔf)} · (fb1 + fb2) (1)
【数２】 Ｖ＝｛（ｃ／（４ｆ０）｝・（ｆｂ１−ｆｂ２） ・・・（２） により距離Ｒと速度Ｖを検出することができる。但し、
ｆｍは繰り返し周波数、Δｆは周波数変移幅、ｃは光
速、ｆ０は中心周波数である。V = {(c / (4f0)}｝ (fb1−fb2) (2) The distance R and the velocity V can be detected, where
fm is the repetition frequency, Δf is the frequency shift width, c is the speed of light, and f0 is the center frequency.
【０００３】このように、ＦＭＣＷレーダ装置では、ビ
ート信号の周波数分析を行い、その分析結果からターゲ
ットに対するピークペアを検出する必要がある。この
際、周波数分析の手段としては、連続的なビート信号を
サンプリングして離散的な信号として取り込み、その離
散信号に対して離散的なフーリエ変換を行う方法が用い
られている。そして、連続的なビート信号の一部を離散
的な信号として切り出す際には、その後の周波数分析結
果におけるサイドローブや分解能を考慮して種々の窓が
用いられる。As described above, in the FMCW radar apparatus, it is necessary to analyze the frequency of a beat signal and detect a peak pair for a target from the analysis result. At this time, as a means for frequency analysis, a method is used in which a continuous beat signal is sampled and taken as a discrete signal, and a discrete Fourier transform is performed on the discrete signal. When a part of the continuous beat signal is cut out as a discrete signal, various windows are used in consideration of the side lobe and resolution in the subsequent frequency analysis result.
【０００４】なお、窓関数を用いた切り出しについて
は、例えば「On the Use of Windowsfor Harmonic Anal
ysis with the Discrete Fourier Transform」Fredric
J Harris,Proceedings of IEEE, vol.66 No1.pp51-83等
に記載されている。[0004] Note that extraction using a window function is described in, for example, "On the Use of Windows for Harmonic Analyze."
ysis with the Discrete Fourier Transform '' Fredric
J Harris, Proceedings of IEEE, vol.66 No1.pp51-83 and the like.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ビート信号の周波数分
析結果からピーク（より詳しくは上りフェーズと下りフ
ェーズのピークペア）を確実に検出するためには、サイ
ドローブを低減できるような窓（例えばKaiser-Bessel
やBlackman-Harris）を用いる方が好ましい。一方で、
特に、ＦＭＣＷレーダ装置を自動車などの車両に搭載す
る場合、複数のターゲットが近接して存在する場合もあ
り、周波数分析結果におけるピーク周波数も互いに接近
することから、サイドローブの低減よりもむしろ分解能
の向上が望まれる場合が生じる。In order to reliably detect a peak (more specifically, a peak pair of an up phase and a down phase) from the frequency analysis result of a beat signal, a window (for example, Kaiser- Bessel
And Blackman-Harris). On the other hand,
In particular, when the FMCW radar device is mounted on a vehicle such as an automobile, a plurality of targets may be present in close proximity, and the peak frequencies in the frequency analysis results are also close to each other. There are cases where improvement is desired.
【０００６】しかしながら、サイドローブの低減と分解
能の向上という相反する特性を同時に満足できる窓は実
現できないので、分解能向上あるいはサイドローブ低減
のいずれかを犠牲にすることになり、ターゲットのピー
クを確実に検出することができない問題があった。However, it is impossible to realize a window that can simultaneously satisfy the conflicting characteristics of reducing the side lobe and improving the resolution, so that either the improvement of the resolution or the reduction of the side lobe is sacrificed, and the peak of the target is surely obtained. There was a problem that could not be detected.
【０００７】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、分解能の向上及び
サイドローブの低減を同時に図ることができ、もってタ
ーゲットのピークを確実に検出して距離及び速度を検出
することができるＦＭＣＷ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 has as its object to improve resolution and reduce side lobes at the same time, so that the peak of a target can be reliably detected. An object of the present invention is to provide an FMCW radar device capable of detecting a distance and a speed.
【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、本発明は、周波数変調波を送信しターゲットからの
反射波を受信して、その受信信号を送信信号に基づいて
検波することにより得られるビート信号を周波数分析
し、得られるピーク周波数からターゲットの距離及び速
度を検出するＦＭＣＷレーダ装置であって、過去に検出
されたターゲットの距離及び速度に基づいてターゲット
の距離及び速度を予測する予測フィルタと、予測された
距離及び速度に対応する複数のターゲットのピーク周波
数が互いに接近する場合には分解能を向上させる第１の
窓関数を用い、前記ピークが互いに離れている場合には
サイドローブを低減する第２の窓関数を用いてビート信
号を離散化し周波数分析する周波数分析手段とを有する
ことを特徴とする。In order to achieve the above object, the present invention provides a method for transmitting a frequency-modulated wave, receiving a reflected wave from a target, and detecting the received signal based on the transmitted signal. An FMCW radar device for analyzing the frequency of a beat signal obtained and detecting the distance and speed of the target from the obtained peak frequency, and predicting the distance and speed of the target based on the distance and speed of the target detected in the past. A predictive filter and a first window function to improve resolution when the peak frequencies of a plurality of targets corresponding to predicted distances and velocities are close to each other; Frequency analysis means for discretizing and frequency-analyzing the beat signal using the second window function for reducing the frequency.
【０００９】ピークを検出する際には、まず連続的なビ
ート信号を窓関数を用いて離散化し、この離散化信号を
周波数分析して検出する。このとき、従来のように窓関
数を固定的に用いるのではなく、過去の検出結果から次
の処理タイミングにおける複数のターゲットに対応する
予測ピーク周波数を算出し、この予測ピーク周波数の接
近状況に応じて窓関数を使い分ける、すなわち予測ピー
ク周波数が接近している場合には各ピークを確実に分離
して検出すべく分解能を優先させた窓関数を用いるとと
もに、予測ピーク周波数が互いに離れている場合にはピ
ークのみを検出すべくサイドローブ低減を優先させた窓
関数を用いてビート信号を離散化することで、分解能向
上とサイドローブ低減を両立させることができる。従っ
て、本発明によれば、複数のターゲットが接近して存在
する場合においても、サイドローブを低減しつつ確実に
各ターゲットのピークを検出することができ、各ターゲ
ットの距離及び速度を検出することができる。In detecting a peak, a continuous beat signal is first discretized using a window function, and the discretized signal is detected by frequency analysis. At this time, instead of using a window function in a fixed manner as in the related art, a predicted peak frequency corresponding to a plurality of targets at the next processing timing is calculated from past detection results, and according to the approach status of the predicted peak frequency. In other words, if the predicted peak frequencies are close to each other, use a window function that prioritizes the resolution in order to reliably separate and detect each peak, and if the predicted peak frequencies are far from each other. By discretizing the beat signal using a window function giving priority to side lobe reduction in order to detect only the peak, both resolution improvement and side lobe reduction can be achieved. Therefore, according to the present invention, even when a plurality of targets are close to each other, it is possible to reliably detect the peak of each target while reducing the side lobe, and to detect the distance and speed of each target. Can be.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の実施
形態について説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１１】＜第１実施形態＞図１には本実施形態の構
成ブロック図が示されている。本実施形態のＦＭＣＷレ
ーダ装置は、電圧制御発振器１０、送信アンテナ１２、
受信アンテナ１４、検波器１６及び信号処理装置１８を
含んで構成されている。<First Embodiment> FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the first embodiment. The FMCW radar device according to the present embodiment includes a voltage-controlled oscillator 10, a transmitting antenna 12,
It comprises a receiving antenna 14, a detector 16 and a signal processing device 18.
【００１２】電圧制御発振器１０は、送信波を周波数変
調するもので、例えば三角波で周波数変調し、送信波に
上りフェーズと下りフェーズを生成する。図２には、電
圧制御発振器１０の出力電圧と時間との関係が示されて
いる。図において、横軸は時間、縦軸は電圧を示してお
り、時間とともに電圧が増大する（周波数が増大する）
期間が上りフェーズ、時間とともに電圧が減少する（周
波数が減少する）期間が下りフェーズである。The voltage controlled oscillator 10 modulates the frequency of a transmission wave, for example, modulates the frequency with a triangular wave, and generates an up phase and a down phase in the transmission wave. FIG. 2 shows the relationship between the output voltage of the voltage controlled oscillator 10 and time. In the figure, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents voltage, and the voltage increases with time (frequency increases).
The period is an up phase, and the period in which the voltage decreases with time (frequency decreases) is the down phase.
【００１３】送信アンテナ１２及び受信アンテナ１４
は、それぞれ三角波でＦＭ変調した信号をターゲットに
向けて送信し、ターゲットから反射した信号を受信する
もので、例えば車両の前部に搭載することができる。送
信波の一部及び受信アンテナで受信した信号は、検波器
１６に供給される。Transmission antenna 12 and reception antenna 14
Each transmits a signal modulated by a triangular wave to a target, and receives a signal reflected from the target, and can be mounted on, for example, a front part of a vehicle. A part of the transmission wave and the signal received by the receiving antenna are supplied to the detector 16.
【００１４】検波器１６は、送信信号に基づいて受信信
号を検波し、送信周波数と受信周波数の差の周波数成分
を有するビート信号を生成して信号処理装置１８に供給
する。The detector 16 detects a reception signal based on the transmission signal, generates a beat signal having a frequency component of a difference between the transmission frequency and the reception frequency, and supplies the beat signal to the signal processing device 18.
【００１５】信号処理装置１８は、ビート信号からピー
クペアを検出してターゲットまでの距離及び速度を検出
するもので、機能ブロックとしてはデータ切り出し部１
８ａ、周波数分析部１８ｂ、ピーク検出部１８ｃ、ピー
クペアリング部１８ｄ、距離・速度演算部１８ｅ、予測
フィルタ処理部１８ｆ、ピーク周波数差演算部１８ｇ及
び窓関数選択部１８ｈから構成される。The signal processing device 18 detects a peak pair from a beat signal to detect a distance and a speed to a target.
8a, a frequency analysis unit 18b, a peak detection unit 18c, a peak pairing unit 18d, a distance / speed calculation unit 18e, a prediction filter processing unit 18f, a peak frequency difference calculation unit 18g, and a window function selection unit 18h.
【００１６】データ切り出し部１８ａは、検波器１６か
ら供給された連続的なビート信号をサンプリングし、そ
の時系列の離散信号から所定の部分を後述の方法で設定
された窓関数を用いて切り出す。切り出した信号は、周
波数分析部１８ｂに供給する。 周波数分析部１８ｂ
は、切り出された信号を複素ＦＦＴなどを用いて周波数
分析し、適当な周波数間隔（周波数ｂｉｎ）毎に複素振
幅（電圧）を求める。図３には、周波数分析結果の一例
が示されている。図において、横軸は周波数、縦軸は電
圧であり、適当な周波数間隔で離散化されている。図で
は、一例として２つのターゲットが存在する場合の上り
フェーズと下りフェーズのピークを示している。The data extracting unit 18a samples the continuous beat signal supplied from the detector 16, and extracts a predetermined portion from the time-series discrete signal using a window function set by a method described later. The cut-out signal is supplied to the frequency analysis unit 18b. Frequency analysis unit 18b
Calculates the complex amplitude (voltage) for each appropriate frequency interval (frequency bin) by analyzing the frequency of the cut-out signal using a complex FFT or the like. FIG. 3 shows an example of a frequency analysis result. In the figure, the horizontal axis represents frequency and the vertical axis represents voltage, which is discretized at appropriate frequency intervals. In the figure, as an example, the peaks of the up phase and the down phase when two targets exist are shown.
【００１７】ピーク検出部１８ｃは、周波数分析部１８
ｂから出力された周波数分析結果（周波数スペクトル）
からピーク（具体的にはピークを示すｂｉｎ番号及びそ
のｂｉｎの複素振幅値）を検出する。なお、ピーク検出
は、例えば閾値を用いて閾値以上の値を有するものを抽
出することで実行できる。The peak detecting section 18c includes a frequency analyzing section 18
Frequency analysis result (frequency spectrum) output from b
(Specifically, a bin number indicating the peak and a complex amplitude value of the bin). Note that peak detection can be executed by, for example, using a threshold to extract those having a value equal to or greater than the threshold.
【００１８】ピークペアリング部１８ｄは、上りフェー
ズと下りフェーズにおけるピークの組み合わせを決定す
るもので、このピークの組み合わせ（ピークペア）を距
離・速度演算部１８ｅに出力する。The peak pairing unit 18d determines a combination of peaks in the up phase and the down phase, and outputs this combination (peak pair) to the distance / speed calculation unit 18e.
【００１９】距離・速度演算部１８ｅは、ピークペアリ
ング部１８ｄから供給されたピークペアに基づいてター
ゲットまでの距離と速度を上記の（１）式及び（２）式
を用いて演算する。得られた距離及び速度は、予測フィ
ルタ処理部１８ｆに出力する。 予測フィルタ処理部１
８ｆは、得られた距離及び速度データに対して予測処理
を施し、現時点におけるターゲットの真の距離及び速度
を算出して出力する。また、距離・速度演算部１８ｅか
ら得られた距離・速度データ（過去のデータ）に基づい
て次の処理タイミングにおけるターゲットの距離及び速
度データを予測し、この予測距離及び予測速度に対応す
るピーク周波数を算出する。ピーク周波数は、上記の
（１）式及び（２）式を用いて算出することができる。
そして、得られたピーク周波数を周波数差演算部１８ｇ
に出力する。なお、予測フィルタとしては、例えばカル
マンフィルタやα−βフィルタなどを用いることができ
る。The distance / speed calculating unit 18e calculates the distance and the speed to the target based on the peak pair supplied from the peak pairing unit 18d using the above formulas (1) and (2). The obtained distance and speed are output to the prediction filter processing unit 18f. Prediction filter processing unit 1
8f performs prediction processing on the obtained distance and speed data, and calculates and outputs the true distance and speed of the target at the present time. Further, the target distance and speed data at the next processing timing are predicted based on the distance / speed data (past data) obtained from the distance / speed calculation unit 18e, and the peak frequency corresponding to the predicted distance and the predicted speed is calculated. Is calculated. The peak frequency can be calculated using the above equations (1) and (2).
Then, the obtained peak frequency is used as the frequency difference calculating unit 18g
Output to As the prediction filter, for example, a Kalman filter or an α-β filter can be used.
【００２０】ピーク周波数差演算部１８ｇは、複数のタ
ーゲットに対応する予測ピーク周波数間の差を演算し、
複数のターゲットに対応するピークが互いに接近してい
るか、あるいは互いに離れているかを判定する。具体的
には、周波数差を所定値と大小比較し、所定値以内であ
れば互いに接近していると判定し、所定値を超えている
場合には互いに離れていると判定する。得られた判定結
果を窓関数選択部１８ｈに出力する。The peak frequency difference calculator 18g calculates a difference between predicted peak frequencies corresponding to a plurality of targets,
It is determined whether peaks corresponding to a plurality of targets are close to each other or separated from each other. Specifically, the frequency difference is compared in magnitude with a predetermined value. If the frequency difference is within the predetermined value, it is determined that they are close to each other. The obtained determination result is output to the window function selection unit 18h.
【００２１】窓関数選択部１８ｈは、周波数差演算部１
８ｇからの判定結果に基づいてデータ切り出し部１８ａ
で用いる窓関数を選択する。具体的には、窓関数として
分解能向上用の第１窓関数（例えば、Rectangleなど）
とサイドローブ低減用の第２窓関数（例えば、Kaiser-B
essel や Blackman-Harrisなど）を用意し、複数のター
ゲットに対応するピークが互いに接近している場合には
これらのピークを分離して確実に検出すべく第１窓関数
を選択してデータ切り出し部１８ａに供給し、複数のタ
ーゲットに対応するピークが互いに離れている場合には
サイドローブを低減してピークを確実に検出すべく第２
窓関数を選択してデータ切り出し部１８ａに供給する。The window function selecting section 18h includes the frequency difference calculating section 1
Data extraction unit 18a based on the determination result from 8g
Select the window function used in. Specifically, a first window function (for example, Rectangle) for improving resolution is used as a window function.
And a second window function for sidelobe reduction (for example, Kaiser-B
essel, Blackman-Harris, etc.), and when the peaks corresponding to multiple targets are close to each other, select the first window function to separate and reliably detect these peaks, 18a, and when the peaks corresponding to a plurality of targets are separated from each other, a second side is reduced to reduce side lobes and reliably detect the peak.
The window function is selected and supplied to the data cutout unit 18a.
【００２２】従って、データ切り出し部１８ａでは、タ
ーゲットの存在状況に応じて適応的に窓関数を用いるこ
とができ、分解能の向上とサイドローブの低減を図って
ターゲットのピークを確実に検出することができる。Therefore, the data cutout section 18a can adaptively use the window function according to the target existence state, and can reliably detect the target peak by improving the resolution and reducing the side lobe. it can.
【００２３】＜第２実施形態＞図４には、本実施形態の
構成ブロック図が示されている。本実施形態のＦＭＣＷ
レーダ装置は、図１と同様に電圧制御発振器１０、送信
アンテナ１２、受信アンテナ１４、検波器１６及び信号
処理装置１８を含んで構成されている。<Second Embodiment> FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the second embodiment. FMCW of this embodiment
The radar device includes a voltage controlled oscillator 10, a transmission antenna 12, a reception antenna 14, a detector 16, and a signal processing device 18 as in FIG.
【００２４】電圧制御発振器１０は、送信波を周波数変
調するもので、例えば三角波で周波数変調し、送信波に
上りフェーズと下りフェーズを生成する。The voltage controlled oscillator 10 frequency-modulates a transmission wave, for example, modulates a frequency with a triangular wave, and generates an up phase and a down phase in the transmission wave.
【００２５】送信アンテナ１２及び受信アンテナ１４
は、それぞれ三角波でＦＭ変調した信号をターゲットに
向けて送信し、ターゲットから反射した信号を受信する
もので、例えば車両の前部に搭載することができる。送
信波の一部及び受信アンテナで受信した信号は、検波器
１６に供給される。Transmission antenna 12 and reception antenna 14
Each transmits a signal modulated by a triangular wave to a target, and receives a signal reflected from the target, and can be mounted on, for example, a front part of a vehicle. A part of the transmission wave and the signal received by the receiving antenna are supplied to the detector 16.
【００２６】検波器１６は、送信信号に基づいて受信信
号を検波し、送信周波数と受信周波数の差の周波数成分
を有するビート信号を生成して信号処理装置１８に供給
する。The detector 16 detects the reception signal based on the transmission signal, generates a beat signal having a frequency component of a difference between the transmission frequency and the reception frequency, and supplies the beat signal to the signal processing device 18.
【００２７】信号処理装置１８は、ビート信号からピー
クペアを検出してターゲットまでの距離及び速度を検出
するもので、機能ブロックとしては第１窓関数（分解能
優先の窓関数）を用いたデータ切り出し部１８ａ１、第
２窓関数（サイドローブ優先）を用いたデータ切り出し
部１８ａ２、周波数分析部１８ｂ１、１８ｂ２、ピーク
検出部１８ｃ１、１８ｃ２、ピークペアリング部１８
ｄ、距離・速度演算部１８ｅ、予測フィルタ処理部１８
ｆ及びピーク周波数差演算部１８ｇから構成される。The signal processing unit 18 detects a peak pair from a beat signal to detect a distance and a speed to a target. As a functional block, a data extracting unit using a first window function (a window function giving priority to resolution) is used. 18a1, a data cutout unit 18a2 using a second window function (sidelobe priority), frequency analysis units 18b1 and 18b2, peak detection units 18c1 and 18c2, and a peak pairing unit 18
d, distance / speed calculation unit 18e, prediction filter processing unit 18
f and a peak frequency difference calculator 18g.
【００２８】第１窓関数を用いたデータ切り出し部１８
ａ１は、連続的なビート信号を入力し、第１実施形態で
用いられた第１窓関数、すなわち分解能向上を優先させ
るための窓関数を用いて離散的な信号を生成するもの
で、切り出した信号を周波数分析部１８ｂ１に出力す
る。Data extraction unit 18 using first window function
a1 inputs a continuous beat signal and generates a discrete signal using the first window function used in the first embodiment, that is, a window function for giving priority to improvement in resolution, and is cut out. The signal is output to the frequency analysis unit 18b1.
【００２９】第２窓関数を用いたデータ切り出し部１８
ａ２は、連続的なビート信号を入力し、第１実施形態で
用いられた第２窓関数、すなわちサイドローブ低減を優
先させるための窓関数を用いて離散的な信号を生成する
もので、切り出した信号を周波数分析部１８ｂ２に出力
する。Data extraction unit 18 using second window function
a2 receives a continuous beat signal, and generates a discrete signal using the second window function used in the first embodiment, that is, a window function for giving priority to side lobe reduction. The output signal is output to the frequency analysis unit 18b2.
【００３０】周波数分析部１８ｂ１及び１８ｂ２は、第
１実施形態における周波数分析部１８ｂと同様に離散的
信号を複素ＦＦＴ等を用いて周波数分析し、その結果
（周波数スペクトル）を出力する。The frequency analyzers 18b1 and 18b2 analyze the frequency of the discrete signal using a complex FFT or the like, as in the frequency analyzer 18b in the first embodiment, and output the results (frequency spectrum).
【００３１】ピーク検出部１８ｃ１は、ピークが接近す
る周波数範囲で周波数スペクトルからピークを検出す
る。また、ピーク検出部１８ｃ２は、ピークが離れてい
る周波数範囲で周波数スペクトルからピークを検出す
る。ピークが接近しているか離れているかは、周波数演
算部１８ｇからの判定結果に基づいて判断される。The peak detector 18c1 detects a peak from a frequency spectrum in a frequency range where the peak approaches. In addition, the peak detection unit 18c2 detects a peak from a frequency spectrum in a frequency range where the peak is separated. Whether the peak is approaching or apart is determined based on the determination result from the frequency calculation unit 18g.
【００３２】ピークペアリング部１８ｄは、ピーク検出
部１８ｃ１及び１８ｃ２で検出されたピークそれぞれに
ついて上りフェーズと下りフェーズにおけるピークの組
み合わせを決定し、距離・速度演算部１８ｅに出力す
る。The peak pairing unit 18d determines a combination of peaks in the up phase and the down phase for each of the peaks detected by the peak detection units 18c1 and 18c2, and outputs the combination to the distance / speed calculation unit 18e.
【００３３】距離・速度演算部１８ｅは、ピークペアリ
ング部１８ｄから供給されたピークペアに基づいてター
ゲットまでの距離と速度を上記の（１）式及び（２）式
を用いて演算する。得られた距離及び速度は、予測フィ
ルタ処理部１８ｆに出力する。 予測フィルタ処理部１
８ｆは、得られた距離及び速度データに対して予測処理
を施し、現時点におけるターゲットの真の距離及び速度
を算出して出力する。また、距離・速度演算部１８ｅか
ら得られた距離・速度データ（過去のデータ）に基づい
て次の処理タイミングにおけるターゲットの距離及び速
度データを予測し、この予測距離及び予測速度に対応す
るピーク周波数を算出する。ピーク周波数は、上記の
（１）式及び（２）式を用いて算出することができる。
そして、得られたピーク周波数をピーク周波数差演算部
１８ｇに出力する。The distance / speed calculation unit 18e calculates the distance and the speed to the target based on the peak pair supplied from the peak pairing unit 18d using the above formulas (1) and (2). The obtained distance and speed are output to the prediction filter processing unit 18f. Prediction filter processing unit 1
8f performs prediction processing on the obtained distance and speed data, and calculates and outputs the true distance and speed of the target at the present time. Further, the target distance and speed data at the next processing timing are predicted based on the distance / speed data (past data) obtained from the distance / speed calculation unit 18e, and the peak frequency corresponding to the predicted distance and the predicted speed is calculated. Is calculated. The peak frequency can be calculated using the above equations (1) and (2).
Then, the obtained peak frequency is output to the peak frequency difference calculator 18g.
【００３４】ピーク周波数差演算部１８ｇは、複数のタ
ーゲットに対応する予測ピーク周波数間の差を演算し、
複数のターゲットに対応するピークが互いに接近してい
るか、あるいは互いに離れているかを判定する。具体的
には、周波数差を所定値と大小比較し、所定値以内であ
れば互いに接近していると判定し、所定値を超えている
場合には互いに離れていると判定する。そして、ターゲ
ットのピークが接近していると判定された周波数範囲及
びターゲットのピークが離れていると判定された周波数
範囲をそれぞれピーク検出部１８ｃ１及び１８ｃ２に供
給する。ピーク検出部１８ｃ１及び１８ｃ２では、既述
したように、ピーク周波数差演算部１８ｇから供給され
た周波数データに基づいてそれぞれピークを検出する。The peak frequency difference calculator 18g calculates a difference between predicted peak frequencies corresponding to a plurality of targets,
It is determined whether peaks corresponding to a plurality of targets are close to each other or separated from each other. Specifically, the frequency difference is compared in magnitude with a predetermined value. If the frequency difference is within the predetermined value, it is determined that they are close to each other. Then, the frequency range in which the peak of the target is determined to be close and the frequency range in which the peak of the target is determined to be distant are supplied to the peak detectors 18c1 and 18c2, respectively. As described above, the peak detectors 18c1 and 18c2 detect the respective peaks based on the frequency data supplied from the peak frequency difference calculator 18g.
【００３５】このように、本実施形態では過去に検出さ
れたターゲットの距離及び速度から予測フィルタ処理に
より次の処理タイミングにおけるターゲットの距離及び
速度を算出し、これに対応する予測ピーク周波数が互い
に接近する周波数範囲では分解能を向上できる窓関数を
用いた周波数分析結果からピークを検出するとともに、
互いに離れている周波数範囲ではサイドローブを低減で
きる窓関数を用いた周波数分析結果からピークを検出す
るので、ターゲットが接近して存在する場合でも、サイ
ドローブを低減しつつ確実にターゲットのピークを検出
してその距離及び速度を検出することができる。As described above, in the present embodiment, the distance and the speed of the target at the next processing timing are calculated by the prediction filter processing from the distance and the speed of the target detected in the past, and the corresponding predicted peak frequencies are close to each other. In the frequency range where the peak is detected from the frequency analysis result using the window function that can improve the resolution,
Peaks are detected from the results of frequency analysis using a window function that can reduce sidelobes in the frequency range that are far from each other, so even when targets are close to each other, target peaks are reliably detected while reducing sidelobes Then, the distance and the speed can be detected.
【００３６】なお、上記第１実施形態及び第２実施形態
では、分解能向上用の第１窓関数とサイドローブ低減用
の第２窓関数の２つの窓関数を用いているが、必要に応
じて中間の性質を有する第３、さらには第４の窓関数を
用い、予測ピーク周波数の接近状況に応じてこれらを使
い分けることも可能である。In the first and second embodiments, two window functions, ie, a first window function for improving the resolution and a second window function for reducing the side lobe, are used. It is also possible to use the third and further fourth window functions having intermediate properties and to use these properly according to the approach status of the predicted peak frequency.
【図１】 本発明の第１実施形態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】 周波数変調の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of frequency modulation.
【図３】 周波数分析説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of frequency analysis.
【図４】 本発明の第２実施形態の構成ブロック図であ
る。FIG. 4 is a configuration block diagram of a second embodiment of the present invention.
１０ 電圧制御発振器、１２ 送信アンテナ、１４ 受
信アンテナ、１６ 検波器、１８ 信号処理装置。10 voltage controlled oscillator, 12 transmitting antenna, 14 receiving antenna, 16 detector, 18 signal processing device.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原田 知育 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 山田 直之 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Tomo Harada 41-Cho, Yokomichi, Nagakute-cho, Aichi-gun, Aichi Prefecture Inside Toyota Central Research Laboratory Co., Ltd. 41, Yokomichi, Toyota Central Research Institute, Inc.
Claims (1)
反射波を受信して、その受信信号を送信信号に基づいて
検波することにより得られるビート信号を周波数分析
し、得られるピーク周波数からターゲットの距離及び速
度を検出するＦＭＣＷレーダ装置であって、 過去に検出されたターゲットの距離及び速度に基づいて
ターゲットの距離及び速度を予測する予測フィルタと、 予測された距離及び速度に対応する複数のターゲットの
ピーク周波数が互いに接近する場合には分解能を向上さ
せる第１の窓関数を用い、前記ピークが互いに離れてい
る場合にはサイドローブを低減する第２の窓関数を用い
てビート信号を離散化し周波数分析する周波数分析手段
と、 を有することを特徴とするＦＭＣＷレーダ装置。A frequency modulation wave is transmitted, a reflected wave from a target is received, a beat signal obtained by detecting a received signal based on a transmission signal is subjected to frequency analysis, and a target peak frequency is obtained from the obtained peak frequency. An FMCW radar device for detecting a distance and a speed, a prediction filter for predicting a distance and a speed of a target based on a distance and a speed of a target detected in the past, and a plurality of targets corresponding to the predicted distance and a speed. When the peak frequencies are close to each other, the beat signal is discretized by using a first window function for improving the resolution, and when the peaks are far from each other, the second window function for reducing the side lobe is used. An FMCW radar device comprising: frequency analysis means for performing frequency analysis.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10077982A JPH11271432A (en) | 1998-03-25 | 1998-03-25 | Fmcw radar apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10077982A JPH11271432A (en) | 1998-03-25 | 1998-03-25 | Fmcw radar apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11271432A true JPH11271432A (en) | 1999-10-08 |
Family
ID=13649091
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10077982A Pending JPH11271432A (en) | 1998-03-25 | 1998-03-25 | Fmcw radar apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11271432A (en) |
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-
1998
- 1998-03-25 JP JP10077982A patent/JPH11271432A/en active Pending
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