JP2001201566A - 車載用レーダ装置 - Google Patents
車載用レーダ装置Info
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- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
- G01S13/06—Systems determining position data of a target
- G01S13/42—Simultaneous measurement of distance and other co-ordinates
- G01S13/426—Scanning radar, e.g. 3D radar
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
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- G01S13/08—Systems for measuring distance only
- G01S13/32—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
- G01S13/34—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated using transmission of continuous, frequency-modulated waves while heterodyning the received signal, or a signal derived therefrom, with a locally-generated signal related to the contemporaneously transmitted signal
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- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ハードウエアの規模や信号処理の負荷を増大
させることなく、リニアリティが悪化しても正しく測角
でき、高性能で安価な車載用レーダ装置を得る。 【解決手段】 複数の種類の周波数変調を施した電磁波
を送信する送信手段及び目標物体６で反射された受信電
磁波を受信する受信手段を有する送受共用アンテナ５
と、送信手段の出力データと受信手段からの入力データ
とに基づいて目標物体までの相対距離と相対速度及び受
信強度を算出すると共に、受信強度から目標物体の方向
を算出する信号処理装置１２Ａと、信号処理装置からの
出力に基づいて送信手段の送信方向及び受信手段の受信
方向を変更する走査手段としてのアンテナスキャンモー
タ１３とを備え、上記信号処理装置１２Ａは、複数方向
における各周波数変調フェーズそれぞれの受信強度の組
み合わせから測角処理を行い、それぞれの測角値を平均
したものを測角結果とする。
させることなく、リニアリティが悪化しても正しく測角
でき、高性能で安価な車載用レーダ装置を得る。 【解決手段】 複数の種類の周波数変調を施した電磁波
を送信する送信手段及び目標物体６で反射された受信電
磁波を受信する受信手段を有する送受共用アンテナ５
と、送信手段の出力データと受信手段からの入力データ
とに基づいて目標物体までの相対距離と相対速度及び受
信強度を算出すると共に、受信強度から目標物体の方向
を算出する信号処理装置１２Ａと、信号処理装置からの
出力に基づいて送信手段の送信方向及び受信手段の受信
方向を変更する走査手段としてのアンテナスキャンモー
タ１３とを備え、上記信号処理装置１２Ａは、複数方向
における各周波数変調フェーズそれぞれの受信強度の組
み合わせから測角処理を行い、それぞれの測角値を平均
したものを測角結果とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、車両用車間距離
測定装置として用いて好適な車載用レーダ装置に関する
ものである。
測定装置として用いて好適な車載用レーダ装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】この種のレーダ装置としては、送受共用
アンテナを用いることで小型化し自動車への搭載性を向
上させたＦＭＣＷ（：Frequency Modulated Continuous
Wave）レーダ装置が知られている。図５は、従来のＦ
ＭＣＷレーダ装置の構成を示すブロック図である。図５
において、１は発振器、２はパワーデバイダ、３は送信
アンプ、４はサーキュレータ、５はホーンアンテナ５１
と反射鏡アンテナ５２を有する送受共用アンテナ、６は
目標物体、７は受信アンプ、８はミクサ、９はフィル
タ、１０はＡＧＣ（：Automatic Gain Control）アン
プ、１１はＡＤ（：Analog-to-Digital）変換器、１２
は信号処理装置、１３は信号処理装置１２からの出力に
基づいて送受共用アンテナ５の送信方向及び受信方向を
変更するためのアンテナスキャン用モータ、１４はハン
ドル角センサである。
アンテナを用いることで小型化し自動車への搭載性を向
上させたＦＭＣＷ（：Frequency Modulated Continuous
Wave）レーダ装置が知られている。図５は、従来のＦ
ＭＣＷレーダ装置の構成を示すブロック図である。図５
において、１は発振器、２はパワーデバイダ、３は送信
アンプ、４はサーキュレータ、５はホーンアンテナ５１
と反射鏡アンテナ５２を有する送受共用アンテナ、６は
目標物体、７は受信アンプ、８はミクサ、９はフィル
タ、１０はＡＧＣ（：Automatic Gain Control）アン
プ、１１はＡＤ（：Analog-to-Digital）変換器、１２
は信号処理装置、１３は信号処理装置１２からの出力に
基づいて送受共用アンテナ５の送信方向及び受信方向を
変更するためのアンテナスキャン用モータ、１４はハン
ドル角センサである。
【０００３】次に、上記構成に係る従来の車載用レーダ
装置の動作を説明する。信号処理装置１２は、線形の周
波数変調用電圧信号を出力する。その周波数変調用電圧
信号により、発振器１が周波数変調された電磁波を発生
する。その電磁波をパワーデバイダ２により２つに分
け、一方はミクサ８に入力される。もう一方は送信アン
プ３で増幅された後、サーキュレータ４を経由し、送受
共用アンテナ５から電磁波が空間に出力される。
装置の動作を説明する。信号処理装置１２は、線形の周
波数変調用電圧信号を出力する。その周波数変調用電圧
信号により、発振器１が周波数変調された電磁波を発生
する。その電磁波をパワーデバイダ２により２つに分
け、一方はミクサ８に入力される。もう一方は送信アン
プ３で増幅された後、サーキュレータ４を経由し、送受
共用アンテナ５から電磁波が空間に出力される。
【０００４】送受共用アンテナ５から空間に出力された
電磁波は目標物体６で反射され、送信電磁波に対して遅
延時間Ｔｄをもって送受共用アンテナ５に入力される。
さらに、目標物体６が相対速度を持つ場合には、受信電
磁波は送信電磁波に対してドップラシフトＦｄをもって
送受共用アンテナ５に入力される。送受共用アンテナ５
で受信した電磁波は、受信アンプ７で増幅された後、ミ
クサ８により上記送信電磁波とミキシングされ、上記遅
延時間ＴｄとドップラシフトＦｄに対応したビート信号
を出力する。得られたビート信号は、フィルタ９を通過
し、ＡＧＣアンプ１０により増幅されてＡＤ変換器１１
に入力される。そのビート信号から信号処理装置１２は
目標物体６までの相対距離と相対速度を算出する。
電磁波は目標物体６で反射され、送信電磁波に対して遅
延時間Ｔｄをもって送受共用アンテナ５に入力される。
さらに、目標物体６が相対速度を持つ場合には、受信電
磁波は送信電磁波に対してドップラシフトＦｄをもって
送受共用アンテナ５に入力される。送受共用アンテナ５
で受信した電磁波は、受信アンプ７で増幅された後、ミ
クサ８により上記送信電磁波とミキシングされ、上記遅
延時間ＴｄとドップラシフトＦｄに対応したビート信号
を出力する。得られたビート信号は、フィルタ９を通過
し、ＡＧＣアンプ１０により増幅されてＡＤ変換器１１
に入力される。そのビート信号から信号処理装置１２は
目標物体６までの相対距離と相対速度を算出する。
【０００５】次に、信号処理装置１２により目標物体６
までの相対距離と相対速度を算出する方法を説明する。
図６は、上記車載用レーダ装置を用いた相対距離と相対
速度を算出する一例を示す説明図である。図６におい
て、送信信号は、周波数掃引帯域幅Ｂ、変調周期Ｔｍで
周波数変調されている。受信信号は、送信信号が例えば
距離Ｒに存在する目標物体６で反射されて送受共用アン
テナ５に入力されるまでの遅延時間Ｔｄを持っている。
また、目標物体６が相対速度を持つとき、受信信号は、
送信信号に対して周波数ｆｄだけドップラシフトする。
までの相対距離と相対速度を算出する方法を説明する。
図６は、上記車載用レーダ装置を用いた相対距離と相対
速度を算出する一例を示す説明図である。図６におい
て、送信信号は、周波数掃引帯域幅Ｂ、変調周期Ｔｍで
周波数変調されている。受信信号は、送信信号が例えば
距離Ｒに存在する目標物体６で反射されて送受共用アン
テナ５に入力されるまでの遅延時間Ｔｄを持っている。
また、目標物体６が相対速度を持つとき、受信信号は、
送信信号に対して周波数ｆｄだけドップラシフトする。
【０００６】このとき、周波数上昇時における送信信号
と受信信号の周波数差Ｆbuと周波数下降時における送信
信号と受信信号の周波数差Ｆbdがビート信号としてミク
サ８により出力される。信号処理器１２は、そのビート
信号をＡ／Ｄ変換器１１を介してデータとして取り込
み、ＦＦＴ（：Fast Fourier Transformation）処理す
ることにより、上記周波数差Ｆbu、Ｆbdとその受信強度
Ｍｕ、Ｍｄを求める。周波数差Ｆbu、Ｆbdの受信強度Ｍ
ｕ、Ｍｄは、一般的には同じであるので、その平均値Ｍ
は、Ｍ＝Ｍｕ＝Ｍｄとなる。
と受信信号の周波数差Ｆbuと周波数下降時における送信
信号と受信信号の周波数差Ｆbdがビート信号としてミク
サ８により出力される。信号処理器１２は、そのビート
信号をＡ／Ｄ変換器１１を介してデータとして取り込
み、ＦＦＴ（：Fast Fourier Transformation）処理す
ることにより、上記周波数差Ｆbu、Ｆbdとその受信強度
Ｍｕ、Ｍｄを求める。周波数差Ｆbu、Ｆbdの受信強度Ｍ
ｕ、Ｍｄは、一般的には同じであるので、その平均値Ｍ
は、Ｍ＝Ｍｕ＝Ｍｄとなる。
【０００７】上記周波数差Ｆbu、Ｆbd、周波数掃引帯域
幅Ｂ、変調周期Ｔｍと光速Ｃ（＝３.０×１０８ｍ／
ｓ）、搬送波の波長λ（搬送波の基本周波数がＦ0＝７
７ＧＨｚならば、λ＝４.０×１０−３ｍ）により目標
物体６の相対距離Ｒと相対速度Ｖは下式（１）により求
められる。
幅Ｂ、変調周期Ｔｍと光速Ｃ（＝３.０×１０８ｍ／
ｓ）、搬送波の波長λ（搬送波の基本周波数がＦ0＝７
７ＧＨｚならば、λ＝４.０×１０−３ｍ）により目標
物体６の相対距離Ｒと相対速度Ｖは下式（１）により求
められる。
【０００８】
【数１】
【０００９】また、目標物体６が複数存在する場合、周
波数上昇時における送信信号と受信信号の複数の周波数
差Ｆbuと周波数下降時における送信信号と受信信号の複
数の周波数差Ｆbdから同一物体の周波数差ＦbuとＦbdを
選び、式（１）から相対距離Ｒと相対速度Ｖを求める。
波数上昇時における送信信号と受信信号の複数の周波数
差Ｆbuと周波数下降時における送信信号と受信信号の複
数の周波数差Ｆbdから同一物体の周波数差ＦbuとＦbdを
選び、式（１）から相対距離Ｒと相対速度Ｖを求める。
【００１０】次に、信号処理装置１２により受信強度Ｍ
から目標物体６の方向を演算する方法を述べる。従来、
方向を演算する方法として、例えば日本国特公平７−２
００１６号公報に、モノパルス方式、シーケンシャルロ
ービング方式、コニカルスキャン方式など代表的な方式
が開示されている。ここでは、そのうちのシーケンシャ
ルロービング方式について説明する。
から目標物体６の方向を演算する方法を述べる。従来、
方向を演算する方法として、例えば日本国特公平７−２
００１６号公報に、モノパルス方式、シーケンシャルロ
ービング方式、コニカルスキャン方式など代表的な方式
が開示されている。ここでは、そのうちのシーケンシャ
ルロービング方式について説明する。
【００１１】信号処理装置１２は、相対距離、相対速度
及び受信強度Ｍ１を所定の方向θ１で測定した後、アン
テナスキャンモータ１３を動作させ、次の方向θ２に移
動し、同様にして相対距離、相対速度及び受信強度Ｍ２
を測定する。これら複数方向の検出データにおいて、同
一の相対距離、相対速度のデータを選び出し、基本的に
受信強度Ｍ１と受信強度Ｍ２の大小関係により測角する
ことができる。
及び受信強度Ｍ１を所定の方向θ１で測定した後、アン
テナスキャンモータ１３を動作させ、次の方向θ２に移
動し、同様にして相対距離、相対速度及び受信強度Ｍ２
を測定する。これら複数方向の検出データにおいて、同
一の相対距離、相対速度のデータを選び出し、基本的に
受信強度Ｍ１と受信強度Ｍ２の大小関係により測角する
ことができる。
【００１２】具体的には、所定の２方向θ１とθ２にお
けるアンテナビームパターンＢ１（θ）とＢ２（θ）か
ら和パターンＳ（θ）と差パターンＤ（θ）を下式
（２）、（３）より求める。 Ｓ（θ）＝Ｂ１（θ）＋Ｂ２（θ） ・・・（２） Ｄ（θ）＝Ｂ１（θ）−Ｂ２（θ） ・・・（３）
けるアンテナビームパターンＢ１（θ）とＢ２（θ）か
ら和パターンＳ（θ）と差パターンＤ（θ）を下式
（２）、（３）より求める。 Ｓ（θ）＝Ｂ１（θ）＋Ｂ２（θ） ・・・（２） Ｄ（θ）＝Ｂ１（θ）−Ｂ２（θ） ・・・（３）
【００１３】次に、和パターンＳ（θ）で規格化した次
式（４）に示すディスクリミネータＤＳ（θ）を求め
る。 ＤＳ（θ）＝Ｄ（θ）／Ｓ（θ） ・・・（４） 次に、和パターンＳ（θ）の半値幅θｓ内では測角値θ
に対してディスクリミネータＤＳ（θ）が単調増加ある
いは単調減少の関係になる。所定の２方向θ１とθ２の
中心を角度θｏ、Ｓ（θ）の半値幅をθｓとし、半値幅
θｓで規格化した角度θｎ、及びθｎ＝０付近のディス
クリミネータＤＳ（θ）の傾きｋを次式（５）、（６）
で求める。 θｎ＝（θ−θｏ）／θｓ ・・・（５） ｋ＝ＤＳ（θ）／θｎ ・・・（６）
式（４）に示すディスクリミネータＤＳ（θ）を求め
る。 ＤＳ（θ）＝Ｄ（θ）／Ｓ（θ） ・・・（４） 次に、和パターンＳ（θ）の半値幅θｓ内では測角値θ
に対してディスクリミネータＤＳ（θ）が単調増加ある
いは単調減少の関係になる。所定の２方向θ１とθ２の
中心を角度θｏ、Ｓ（θ）の半値幅をθｓとし、半値幅
θｓで規格化した角度θｎ、及びθｎ＝０付近のディス
クリミネータＤＳ（θ）の傾きｋを次式（５）、（６）
で求める。 θｎ＝（θ−θｏ）／θｓ ・・・（５） ｋ＝ＤＳ（θ）／θｎ ・・・（６）
【００１４】また、受信強度Ｍ１と受信強度Ｍ２から観
測で得られるディスクリミネータＤＳを次式（７）から
求める。 ＤＳ＝（Ｍ１−Ｍ２）／（Ｍ１＋Ｍ２）・・・（７） よって、あらかじめ計算できる半値幅θｓ、傾きｋ、角
度θｏと観測で得られたディスクリミネータＤＳから、
次式（８）により測角値θを求めることができる。 θ＝θｓ／ｋ・ＤＳ＋θｏ ・・・（８）
測で得られるディスクリミネータＤＳを次式（７）から
求める。 ＤＳ＝（Ｍ１−Ｍ２）／（Ｍ１＋Ｍ２）・・・（７） よって、あらかじめ計算できる半値幅θｓ、傾きｋ、角
度θｏと観測で得られたディスクリミネータＤＳから、
次式（８）により測角値θを求めることができる。 θ＝θｓ／ｋ・ＤＳ＋θｏ ・・・（８）
【００１５】上記より測定した目標物体６までの相対距
離、相対速度、角度とハンドル角センサ１４から道路の
曲率を求めた結果より、目標物体６が自車両と同一レー
ン上を走行する先行車かどうかが判定され、車間距離警
報や、安全車間距離を保つ追従走行などが行われる。
離、相対速度、角度とハンドル角センサ１４から道路の
曲率を求めた結果より、目標物体６が自車両と同一レー
ン上を走行する先行車かどうかが判定され、車間距離警
報や、安全車間距離を保つ追従走行などが行われる。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
車載用レーダ装置において、相対距離と相対速度を算出
する際、図６での周波数変調の直線性（以後リニアリテ
ィと称す）が悪化すると、ビート周波数Ｆbu、Ｆbdの受
信強度Ｍは、リニアリティの影響を受け周波数により誤
差を持つことになり、異なった値Ｍｕ、Ｍｄとなる。そ
の結果、測角値も誤差を持ち、正しく先行車や障害物な
どを認識できなくなるというシステムの運用上の問題が
あった。リニアリティを向上させれば誤差は小さくなる
が、リニアリティを向上させるには、ハードウエアの規
模や信号処理の負荷を増大させることが必要であり、価
格面や自動車の運用条件下で不可能である。
車載用レーダ装置において、相対距離と相対速度を算出
する際、図６での周波数変調の直線性（以後リニアリテ
ィと称す）が悪化すると、ビート周波数Ｆbu、Ｆbdの受
信強度Ｍは、リニアリティの影響を受け周波数により誤
差を持つことになり、異なった値Ｍｕ、Ｍｄとなる。そ
の結果、測角値も誤差を持ち、正しく先行車や障害物な
どを認識できなくなるというシステムの運用上の問題が
あった。リニアリティを向上させれば誤差は小さくなる
が、リニアリティを向上させるには、ハードウエアの規
模や信号処理の負荷を増大させることが必要であり、価
格面や自動車の運用条件下で不可能である。
【００１７】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたものであって、ハードウエアの規模や信
号処理の負荷を増大させることなく、リニアリティが悪
化しても正しく測角でき、高性能で安価な車載用レーダ
装置を得ることを目的とする。
ためになされたものであって、ハードウエアの規模や信
号処理の負荷を増大させることなく、リニアリティが悪
化しても正しく測角でき、高性能で安価な車載用レーダ
装置を得ることを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】この発明に係る車載用レ
ーダ装置は、複数の種類の周波数変調を施した電磁波を
送信する送信手段と、目標物体で反射された受信電磁波
を受信する受信手段と、上記送信手段の送信信号と上記
受信手段の受信信号に基づいて上記目標物体までの相対
距離と相対速度及び受信強度を算出すると共に、受信強
度から上記目標物体の方向を算出する信号処理手段と、
上記信号処理手段からの出力に基づいて上記送信手段の
送信方向及び上記受信手段の受信方向を変更する走査手
段とを備え、上記信号処理手段は、複数方向における各
周波数変調フェーズそれぞれの受信強度の組み合わせか
ら測角処理を行うことを特徴とするものである。
ーダ装置は、複数の種類の周波数変調を施した電磁波を
送信する送信手段と、目標物体で反射された受信電磁波
を受信する受信手段と、上記送信手段の送信信号と上記
受信手段の受信信号に基づいて上記目標物体までの相対
距離と相対速度及び受信強度を算出すると共に、受信強
度から上記目標物体の方向を算出する信号処理手段と、
上記信号処理手段からの出力に基づいて上記送信手段の
送信方向及び上記受信手段の受信方向を変更する走査手
段とを備え、上記信号処理手段は、複数方向における各
周波数変調フェーズそれぞれの受信強度の組み合わせか
ら測角処理を行うことを特徴とするものである。
【００１９】また、上記信号処理手段は、複数方向にお
ける各周波数変調フェーズそれぞれの受信強度の組み合
わせから測角処理を行い、それぞれの測角値を平均した
ものを測角結果とすることを特徴とするものである。
ける各周波数変調フェーズそれぞれの受信強度の組み合
わせから測角処理を行い、それぞれの測角値を平均した
ものを測角結果とすることを特徴とするものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、この発明の
実施の形態１を説明する。図１は、この発明の実施の形
態１に係る車載用レーダ装置の構成を示すブロック図で
ある。図１において、図５に示す従来例の構成と同一部
分は同一符号を付して示す。すなわち、１は発振器、２
はパワーデバイダ、３は送信アンプ、４はサーキュレー
タ、５はホーンアンテナ５１と反射鏡アンテナ５２を有
する送受共用アンテナ、６は目標物体、７は受信アン
プ、８はミクサ、９はフィルタ、１０はＡＧＣ（：Auto
matic Gain Control）アンプ、１１はＡＤ（：Analog-t
o-Digital）変換器、１３は送受共用アンテナ５の送信
方向及び受信方向を変更するための走査手段となるアン
テナスキャン用モータ、１４はハンドル角センサであ
る。
実施の形態１を説明する。図１は、この発明の実施の形
態１に係る車載用レーダ装置の構成を示すブロック図で
ある。図１において、図５に示す従来例の構成と同一部
分は同一符号を付して示す。すなわち、１は発振器、２
はパワーデバイダ、３は送信アンプ、４はサーキュレー
タ、５はホーンアンテナ５１と反射鏡アンテナ５２を有
する送受共用アンテナ、６は目標物体、７は受信アン
プ、８はミクサ、９はフィルタ、１０はＡＧＣ（：Auto
matic Gain Control）アンプ、１１はＡＤ（：Analog-t
o-Digital）変換器、１３は送受共用アンテナ５の送信
方向及び受信方向を変更するための走査手段となるアン
テナスキャン用モータ、１４はハンドル角センサであ
る。
【００２１】また、新たな符号として、１２Ａは本実施
の形態１に係る信号処理装置を示し、この信号処理装置
１２Ａは、図５に示す従来例の信号処理装置１２と同様
にして相対距離と相対速度及び受信強度Ｍを算出する
が、複数方向における各周波数変調フェーズそれぞれの
受信強度の組み合わせから測角処理を行う点が異なる。
さらに、それぞれの測角値を平均したものを測角結果と
して出力するようになされている。
の形態１に係る信号処理装置を示し、この信号処理装置
１２Ａは、図５に示す従来例の信号処理装置１２と同様
にして相対距離と相対速度及び受信強度Ｍを算出する
が、複数方向における各周波数変調フェーズそれぞれの
受信強度の組み合わせから測角処理を行う点が異なる。
さらに、それぞれの測角値を平均したものを測角結果と
して出力するようになされている。
【００２２】次に、この発明における測角処理の原理に
ついて説明する。相対距離と相対速度を算出する際、図
６での周波数変調の直線性、つまりリニアリティが良好
な場合、ＦＦＴ（：Fast Fourier Transformation）処
理して求めるビート周波数Ｆbu、Ｆbdの受信強度Ｍｕ、
Ｍｄは、図２（Ａ）と図２（Ｂ）に示すように、同じレ
ベルとなる。しかしながら、リニアリティが悪化した場
合、ＦＦＴ処理して求めるビート周波数Ｆbu、Ｆbdの受
信強度Ｍｕ、Ｍｄは、図３（Ａ）と図３（Ｂ）に示すよ
うに、誤差を持ち異なるレベルとなる。その結果、従来
の測角処理方法では、原理上測角値に誤差を生じさせて
しまう。
ついて説明する。相対距離と相対速度を算出する際、図
６での周波数変調の直線性、つまりリニアリティが良好
な場合、ＦＦＴ（：Fast Fourier Transformation）処
理して求めるビート周波数Ｆbu、Ｆbdの受信強度Ｍｕ、
Ｍｄは、図２（Ａ）と図２（Ｂ）に示すように、同じレ
ベルとなる。しかしながら、リニアリティが悪化した場
合、ＦＦＴ処理して求めるビート周波数Ｆbu、Ｆbdの受
信強度Ｍｕ、Ｍｄは、図３（Ａ）と図３（Ｂ）に示すよ
うに、誤差を持ち異なるレベルとなる。その結果、従来
の測角処理方法では、原理上測角値に誤差を生じさせて
しまう。
【００２３】これについて、さらに具体的に説明する。
まず、リニアリティの定義を行う。送信周波数を示す関
数ｆを２次式として定義し次式（９）に示す。 ｆ＝ｆ０＋（Ｍ−αＴ）ｔ＋αｔ２ ・・・（９） ここで、ｆ０：変調開始周波数、Ｔ：周波数変調時間、
ｔ：時間、α：定数、Ｍ：理想的な周波数変化率リニア
リティを示す。関数ｆは５１２点のサンプリングすると
して次式のように決める。
まず、リニアリティの定義を行う。送信周波数を示す関
数ｆを２次式として定義し次式（９）に示す。 ｆ＝ｆ０＋（Ｍ−αＴ）ｔ＋αｔ２ ・・・（９） ここで、ｆ０：変調開始周波数、Ｔ：周波数変調時間、
ｔ：時間、α：定数、Ｍ：理想的な周波数変化率リニア
リティを示す。関数ｆは５１２点のサンプリングすると
して次式のように決める。
【００２４】
【数２】
【００２５】上記に定義したリニアリティを用いて各リ
ニアリティに対する各ビンでの受信強度Ｍの劣化量（ｄ
Ｂ）を下記表にまとめる。ここでいうビンとは、ビート
周波数（つまり相対距離及び相対速度）の最小分解能で
あり、変調周波数が１５０ＭＨｚで周波数変調時間が
７．１ｍｓの場合、１ビンは１ｍあるいは１ｋｍ／ｈと
同じである。
ニアリティに対する各ビンでの受信強度Ｍの劣化量（ｄ
Ｂ）を下記表にまとめる。ここでいうビンとは、ビート
周波数（つまり相対距離及び相対速度）の最小分解能で
あり、変調周波数が１５０ＭＨｚで周波数変調時間が
７．１ｍｓの場合、１ビンは１ｍあるいは１ｋｍ／ｈと
同じである。
【００２６】
【表１】
【００２７】このようにリニアリティが悪化している場
合、ビート周波数が大きくなればなるほど受信強度も劣
化する。
合、ビート周波数が大きくなればなるほど受信強度も劣
化する。
【００２８】また、図６をみても理解されるように、一
般に、検出目標物体が相対距離と相対速度を持つ場合、
ビート周波数ＦbuとＦbdは周波数の絶対値が異なる。こ
の場合、上記表１からビート周波数ＦbuとＦbdは周波数
が異なるため、リニアリティの影響を受ける程度が異な
り、図３（Ａ）と図３（Ｂ）に示すように、受信強度が
目標物体の反射強度と同一にも関わらず強度に誤差を生
じ、異なった値となる。この状態では、従来の測角方法
での各方向での受信強度Ｍから測角する方法は、原理
上、測角値に誤差を生じさせてしまうことになる。
般に、検出目標物体が相対距離と相対速度を持つ場合、
ビート周波数ＦbuとＦbdは周波数の絶対値が異なる。こ
の場合、上記表１からビート周波数ＦbuとＦbdは周波数
が異なるため、リニアリティの影響を受ける程度が異な
り、図３（Ａ）と図３（Ｂ）に示すように、受信強度が
目標物体の反射強度と同一にも関わらず強度に誤差を生
じ、異なった値となる。この状態では、従来の測角方法
での各方向での受信強度Ｍから測角する方法は、原理
上、測角値に誤差を生じさせてしまうことになる。
【００２９】また、前述したように、リニアリティを向
上させれば測角誤差は小さくなるが、リニアリティを向
上させるにはハードウエア規模や信号処理の負荷を増大
させることが必要であり、価格面や自動車の運用条件下
で不可能である。このような点に鑑み、この発明の実施
の形態１では、リニアリティが悪化していてもその影響
を最小限に押さえる測角方法を提供する。
上させれば測角誤差は小さくなるが、リニアリティを向
上させるにはハードウエア規模や信号処理の負荷を増大
させることが必要であり、価格面や自動車の運用条件下
で不可能である。このような点に鑑み、この発明の実施
の形態１では、リニアリティが悪化していてもその影響
を最小限に押さえる測角方法を提供する。
【００３０】図４は、本実施の形態１に係る信号処理装
置１２Ａによる測角処理の内容を示すフローチャートで
ある。以下、このフローチャートを参照して本実施の形
態１における測角処理を具体的に説明する。まず、周波
数上昇時と下降時の２フェーズのビート信号をＡＤ変換
器１１を介してサンプリングし３方向分取得する（ステ
ップＳ１〜Ｓ５）。ここでは、例として３方向（ｉ＝
３）としているが何方向でもよい。また、周波数上昇及
び下降フェーズ数は測距、測速度方式によって異なる
が、ここでは、１方向２フェーズとする。
置１２Ａによる測角処理の内容を示すフローチャートで
ある。以下、このフローチャートを参照して本実施の形
態１における測角処理を具体的に説明する。まず、周波
数上昇時と下降時の２フェーズのビート信号をＡＤ変換
器１１を介してサンプリングし３方向分取得する（ステ
ップＳ１〜Ｓ５）。ここでは、例として３方向（ｉ＝
３）としているが何方向でもよい。また、周波数上昇及
び下降フェーズ数は測距、測速度方式によって異なる
が、ここでは、１方向２フェーズとする。
【００３１】次に、３方向６フェーズのビート信号をＦ
ＦＴ処理し（ステップＳ６）、ＦＦＴ処理したすべての
フェーズにおいてノイズフロアーの４倍程度のスレショ
ルドを設定する（ステップＳ７）。ここでは、４倍程度
のスレショルドとしたが、レーダの仕様に応じてこの値
は変化するものである。また、ＣＦＡＲ（：ConstantFa
lse Alarm Rate）処理を施してスレショルドを決定して
も良い。
ＦＴ処理し（ステップＳ６）、ＦＦＴ処理したすべての
フェーズにおいてノイズフロアーの４倍程度のスレショ
ルドを設定する（ステップＳ７）。ここでは、４倍程度
のスレショルドとしたが、レーダの仕様に応じてこの値
は変化するものである。また、ＣＦＡＲ（：ConstantFa
lse Alarm Rate）処理を施してスレショルドを決定して
も良い。
【００３２】次に、スレショルドより大きい受信強度の
スペクトルの周波数とピーク値を抽出することでノイズ
成分を除去し、各方向でのビート周波数Ｆbu、Ｆbd、受
信強度Ｍｕ、Ｍｄを求める（ステップＳ８）。そして、
３方向それぞれでビート周波数Ｆbu、Ｆbdから従来例と
同様に相対距離Ｒ、相対速度Ｖを求める（ステップＳ
９）。
スペクトルの周波数とピーク値を抽出することでノイズ
成分を除去し、各方向でのビート周波数Ｆbu、Ｆbd、受
信強度Ｍｕ、Ｍｄを求める（ステップＳ８）。そして、
３方向それぞれでビート周波数Ｆbu、Ｆbdから従来例と
同様に相対距離Ｒ、相対速度Ｖを求める（ステップＳ
９）。
【００３３】次に、３方向の相対距離Ｒと相対速度Ｖの
組み合わせから同じものを選択し（同じ目標物体からの
信号を選択し）、各方向の同じフェーズでの受信強度Ｍ
ｕの組み合わせから測角演算する。さらに、同様に、各
方向の同じフェーズでの受信強度Ｍｄの組み合わせから
測角演算する。さらに、それぞれでの測角値を平均した
ものを測角結果とする（ステップＳ１０）。
組み合わせから同じものを選択し（同じ目標物体からの
信号を選択し）、各方向の同じフェーズでの受信強度Ｍ
ｕの組み合わせから測角演算する。さらに、同様に、各
方向の同じフェーズでの受信強度Ｍｄの組み合わせから
測角演算する。さらに、それぞれでの測角値を平均した
ものを測角結果とする（ステップＳ１０）。
【００３４】このように、各周波数変調フェーズそれぞ
れの受信強度の組み合わせで測角処理すれば、同じ目標
物体であれば、各方向で検出されるビート周波数Ｆbu及
びＦbdはそれぞれ同じ周波数であり、同じ周波数であれ
ばリニアリティが悪化しても、前述のように、各方向の
ビート周波数Ｆbu及びＦbdはそれぞれ同じ比で受信強度
が劣化するため、測角処理に必要な各方向での受信強度
の比は損なわれない。これにより、リニアリティが悪化
しても正しく測角できる。
れの受信強度の組み合わせで測角処理すれば、同じ目標
物体であれば、各方向で検出されるビート周波数Ｆbu及
びＦbdはそれぞれ同じ周波数であり、同じ周波数であれ
ばリニアリティが悪化しても、前述のように、各方向の
ビート周波数Ｆbu及びＦbdはそれぞれ同じ比で受信強度
が劣化するため、測角処理に必要な各方向での受信強度
の比は損なわれない。これにより、リニアリティが悪化
しても正しく測角できる。
【００３５】さらに、それぞれでの測角値を平均したも
のを測角結果とすれば、さらにノイズの影響を除去で
き、精度が増す。
のを測角結果とすれば、さらにノイズの影響を除去で
き、精度が増す。
【００３６】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、各周
波数変調フェーズそれぞれの受信強度の組み合わせで測
角処理することにより、リニアリティが悪化しても正し
く測角でき、特別なハードウエアを付加することや演算
負荷が増大することがなく安価である。
波数変調フェーズそれぞれの受信強度の組み合わせで測
角処理することにより、リニアリティが悪化しても正し
く測角でき、特別なハードウエアを付加することや演算
負荷が増大することがなく安価である。
【００３７】また、それぞれの測角値を平均したものを
測角結果とすることにより、ノイズの影響を除去でき、
精度が増す。
測角結果とすることにより、ノイズの影響を除去でき、
精度が増す。
【図１】 この発明の実施の形態１に係る車載用レーダ
装置の構成を示すブロック図である。
装置の構成を示すブロック図である。
【図２】 リニアリティが理想的な場合の２フェーズの
受信強度の関係を示した説明図である。
受信強度の関係を示した説明図である。
【図３】 この発明の実施の形態１におけるリニアリテ
ィが悪化した場合の２フェーズの受信強度の関係を示し
た説明図である。
ィが悪化した場合の２フェーズの受信強度の関係を示し
た説明図である。
【図４】 図１の信号処理装置１２Ａの測角処理を示す
フローチャートである。
フローチャートである。
【図５】 従来例に係る車載用レーダ装置の構成を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図６】 従来例に係る車載用レーダ装置の相対距離と
相対速度を算出する方法を示した説明図である。
相対速度を算出する方法を示した説明図である。
１ 発振器、２ パワーデバイダ、３ 送信アンプ、４
サーキュレータ、５送受共用アンテナ、５１ ホーン
アンテナ、５２ 反射鏡アンテナ、６ 目標物体、７
受信アンプ、８ ミクサ、９ フィルタ、１０ ＡＧＣ
アンプ、１１ＡＤ変換器、１２Ａ 信号処理装置、１３
アンテナスキャンモータ、１４ハンドル角センサ。
サーキュレータ、５送受共用アンテナ、５１ ホーン
アンテナ、５２ 反射鏡アンテナ、６ 目標物体、７
受信アンプ、８ ミクサ、９ フィルタ、１０ ＡＧＣ
アンプ、１１ＡＤ変換器、１２Ａ 信号処理装置、１３
アンテナスキャンモータ、１４ハンドル角センサ。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０８Ｇ 1/16 Ｇ０８Ｇ 1/16 Ｅ
Claims (2)
- 【請求項１】 複数の種類の周波数変調を施した電磁波
を送信する送信手段と、 目標物体で反射された受信電磁波を受信する受信手段
と、 上記送信手段の送信信号と上記受信手段の受信信号に基
づいて上記目標物体までの相対距離と相対速度及び受信
強度を算出すると共に、受信強度から上記目標物体の方
向を算出する信号処理手段と、 上記信号処理手段からの出力に基づいて上記送信手段の
送信方向及び上記受信手段の受信方向を変更する走査手
段とを備え、 上記信号処理手段は、複数方向における各周波数変調フ
ェーズそれぞれの受信強度の組み合わせから測角処理を
行うことを特徴とする車載用レーダ装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の車載用レーダ装置にお
いて、 上記信号処理手段は、複数方向における各周波数変調フ
ェーズそれぞれの受信強度の組み合わせから測角処理を
行い、それぞれの測角値を平均したものを測角結果とす
ることを特徴とする車載用レーダ装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000010471A JP3720662B2 (ja) | 2000-01-19 | 2000-01-19 | 車載用レーダ装置 |
| US09/576,197 US6369748B1 (en) | 2000-01-19 | 2000-05-23 | Radar system mounted on vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000010471A JP3720662B2 (ja) | 2000-01-19 | 2000-01-19 | 車載用レーダ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001201566A true JP2001201566A (ja) | 2001-07-27 |
| JP3720662B2 JP3720662B2 (ja) | 2005-11-30 |
Family
ID=18538486
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000010471A Expired - Fee Related JP3720662B2 (ja) | 2000-01-19 | 2000-01-19 | 車載用レーダ装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6369748B1 (ja) |
| JP (1) | JP3720662B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7443335B2 (en) | 2005-11-22 | 2008-10-28 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Radar system |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10056002A1 (de) * | 2000-11-11 | 2002-05-23 | Bosch Gmbh Robert | Radareinrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Radareinrichtung |
| JP4698036B2 (ja) * | 2001-02-06 | 2011-06-08 | 富士通テン株式会社 | Ｆｍ−ｃｗレーダ装置 |
| JP3703014B2 (ja) * | 2001-05-11 | 2005-10-05 | 三菱電機株式会社 | レーダ信号処理装置、及び距離・速度計測方法 |
| DE10314557A1 (de) * | 2003-03-31 | 2004-10-28 | Siemens Ag | Kompakter Mikrowellen-Anstandsensor mit geringer Leistungsaufnahme durch Leistungsmessung an einem stimulierten Empfangsoszillator |
| US7975465B2 (en) * | 2003-10-27 | 2011-07-12 | United Technologies Corporation | Hybrid engine accessory power system |
| KR100773240B1 (ko) * | 2003-11-18 | 2007-11-02 | 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 | 레이더 |
| WO2006016445A1 (ja) * | 2004-08-10 | 2006-02-16 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | レーダ |
| JP4737165B2 (ja) * | 2006-10-31 | 2011-07-27 | 株式会社村田製作所 | レーダの物標検知方法、およびこの物標検知方法を用いたレーダ装置 |
| JP6384018B2 (ja) * | 2014-03-25 | 2018-09-05 | 日本無線株式会社 | 車載用レーダ装置 |
| EP3483567A1 (de) * | 2017-11-08 | 2019-05-15 | Siemens Aktiengesellschaft | Winkelsensor mit ringförmigem hohlleiter als massverkörperung |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0720016A (ja) | 1993-06-30 | 1995-01-24 | Mitsubishi Chem Corp | 水分測定装置における測定方法 |
| JPH0792258A (ja) | 1993-07-29 | 1995-04-07 | Nissan Motor Co Ltd | 車両用レーダ装置 |
| JP3119142B2 (ja) * | 1995-12-04 | 2000-12-18 | トヨタ自動車株式会社 | 車載レーダ装置 |
| US6085151A (en) * | 1998-01-20 | 2000-07-04 | Automotive Systems Laboratory, Inc. | Predictive collision sensing system |
| JP3385304B2 (ja) * | 1997-08-29 | 2003-03-10 | 三菱電機株式会社 | 車載用レーダ装置 |
| JP3577237B2 (ja) * | 1999-05-20 | 2004-10-13 | 三菱電機株式会社 | 車両用レーダ装置 |
-
2000
- 2000-01-19 JP JP2000010471A patent/JP3720662B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2000-05-23 US US09/576,197 patent/US6369748B1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7443335B2 (en) | 2005-11-22 | 2008-10-28 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Radar system |
| DE102006019846B4 (de) * | 2005-11-22 | 2014-09-18 | Mitsubishi Denki K.K. | Radarsystem |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6369748B1 (en) | 2002-04-09 |
| JP3720662B2 (ja) | 2005-11-30 |
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| A521 | Written amendment |
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