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JP2002071793A - Radar equipment - Google Patents

Radar equipment

Info

Publication number
JP2002071793A
JP2002071793A JP2000254460A JP2000254460A JP2002071793A JP 2002071793 A JP2002071793 A JP 2002071793A JP 2000254460 A JP2000254460 A JP 2000254460A JP 2000254460 A JP2000254460 A JP 2000254460A JP 2002071793 A JP2002071793 A JP 2002071793A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
frequency
peak
stationary object
difference
sum
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
Application number
JP2000254460A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshihiro Michiguchi
由博 道口
Mitsuru Nakamura
満 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP2000254460A priority Critical patent/JP2002071793A/en
Publication of JP2002071793A publication Critical patent/JP2002071793A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 移動する他車や複数の静止物の位置および自
車に対するそれらの相対速度をそれぞれ分離して高精度
に検出できる車載型レーダ装置を提供する。 【解決手段】 2周波CW方式のように二つの周波数f
1,f2を交互に変調する部分と、f0の近辺で周波数
変調する部分とを併用する。2周波CW方式とモノパル
ス方式の部分で、移動物体の位置検出と、静止物体との
相対速度を検知する。f0の近辺で周波数変調する部分
では、2周波CW方式で得た相対速度から静止物体とレ
ーダ搭載車との相対速度を算出し、この結果をもとに周
波数分析結果などで得るピークから静止物までの距離と
方位角度とを計算する。移動する他車の位置や従来難し
かった複数の静止物の位置および自車に対するそれらの
相対速度をそれぞれ分離して検出できる。
(57) [Problem] To provide an on-vehicle radar device capable of separating the positions of a moving other vehicle or a plurality of stationary objects and their relative velocities with respect to the own vehicle and detecting them with high accuracy. SOLUTION: As in a two-frequency CW system, two frequencies f are used.
A portion that alternately modulates 1 and f2 and a portion that modulates the frequency near f0 are used together. The two-frequency CW method and the monopulse method detect the position of the moving object and the relative speed with respect to the stationary object. In the frequency modulation area near f0, the relative speed between the stationary object and the radar-equipped vehicle is calculated from the relative speed obtained by the two-frequency CW method. And the azimuth angle. The position of another moving vehicle, the positions of a plurality of stationary objects, which have been difficult in the past, and their relative speeds to the own vehicle can be separately detected.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、連続的な電波を用
いて反射体を精度良く検出する車載型レーダ装置に係
り、特に、走行障害物などの静止物または他車などの位
置と自車に対するそれらの相対速度とを高精度に検出す
るレーダ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an on-vehicle radar apparatus for detecting a reflector with high accuracy using continuous radio waves, and more particularly to a position of a stationary object such as a running obstacle or another vehicle and the like. The present invention relates to a radar device which detects their relative speed with respect to the radar with high accuracy.

【0002】[0002]

【従来の技術】自動車の衝突を防止し、安全な走行を確
保するため、電波を用いたレーダ装置が知られている。
レーダによる衝突防止については、例えば、電子情報通
信学会誌(1996年10月号、Vol.79 No.10)の『自動車用ミ
リ波レーダの開発動向』に方式および原理が詳しく述べ
られている。
2. Description of the Related Art Radar systems using radio waves are known in order to prevent collision of automobiles and to ensure safe traveling.
The method and principle of radar collision prevention are described in detail in, for example, "Development Trend of Automotive Millimeter-Wave Radar" in IEICE Journal (October 1996, Vol. 79 No. 10).

【0003】レーダの方式は、大別して、パルス方式,
FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave)方
式,2周波CW方式,スペクトラム拡散方式があり、パ
ルス方式を除く3方式が、時間的に連続な信号を使用す
る。
[0003] Radar systems are roughly classified into pulse systems,
There are an FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave) system, a two-frequency CW system, and a spread spectrum system, and three systems except for the pulse system use temporally continuous signals.

【0004】本発明に関連するFMCW方式および2周
波CW方式は、Merrill I.Skolnik著の『INTRODUCTION
TO RADAR SYSTEMS』の3.3節、3.5節に詳細に説明さ
れている。また、横方向の角度を求める方法であるモノ
パルス方式は、同書の5.4節に記載されている。
The FMCW system and the dual frequency CW system related to the present invention are described in "Introduction" by Merrill I. Skolnik.
This is described in detail in sections 3.3 and 3.5 of TO RADAR SYSTEMS. The monopulse method for obtaining the angle in the horizontal direction is described in section 5.4 of the same book.

【0005】これらのレーダ装置では、移動する他車ま
たは静止物の位置とともに、他車と自車との相対速度を
計測する。
In these radar devices, the relative speed between the other vehicle and the own vehicle is measured together with the position of the moving other vehicle or the stationary object.

【0006】FMCW方式レーダでは、数十〜数百μs
の短時間に、時間の経過に比例して周波数を数十〜数百
MHzだけ直線状に変化させ、時間遅れを持った反射波
と送信波との周波数差が物体までの距離に比例すること
を利用する。
In the FMCW radar, several tens to several hundreds μs
In a short time, the frequency is changed linearly by several tens to several hundred MHz in proportion to the passage of time, and the frequency difference between the reflected wave with a time delay and the transmitted wave is proportional to the distance to the object Use

【0007】この距離測定では、周波数変調と時間との
間に完全な比例関係が求められる。比例関係が崩れる
と、距離測定の誤差となる。距離の測定精度を上げるに
は、送信波と反射波との周波数差が小さい部分まで求め
る必要がある。しかし、周波数分析精度には限界があ
り、このため、距離分解能が悪い。
[0007] In this distance measurement, a perfect proportional relationship is determined between frequency modulation and time. If the proportional relationship is broken, an error in distance measurement occurs. In order to improve the distance measurement accuracy, it is necessary to obtain a portion where the frequency difference between the transmitted wave and the reflected wave is small. However, there is a limit to the frequency analysis accuracy, and therefore, the distance resolution is poor.

【0008】また、FMCW方式での方位角度の検出
は、例えば、電波ビームを絞り、アンテナの向きを変え
て電波ビームの方向を変化させ、反射波を得た方向に対
象物があると判断する方法が一般的である。
In the detection of the azimuth angle in the FMCW method, for example, the radio wave beam is narrowed down, the direction of the radio wave beam is changed by changing the direction of the antenna, and it is determined that the target is located in the direction in which the reflected wave is obtained. The method is general.

【0009】この場合、ビームを絞るためにアンテナが
大型化しまたは複雑化する。すなわち、アレイアンテナ
を使用する場合は、多数のアンテナが必要となり、さら
に装置が大型化し、複雑になる問題がある。機械走査式
では、アンテナを高速に動かす可動部があるので、長期
間使用すると、信頼性が低下する。
In this case, the antenna becomes large or complicated in order to narrow the beam. That is, when an array antenna is used, a large number of antennas are required, and the device is further increased in size and complicated. In the mechanical scanning type, since there is a movable part that moves the antenna at high speed, the reliability deteriorates after long-term use.

【0010】2周波CW方式は、二つの周波数で得た反
射波のドップラ信号を検出し、各周波数でのドップラ信
号の位相差から距離を求め、振幅比から方位角度を求め
る。位相差と振幅とは、周波数分析結果から周波数ごと
算出する。
In the two-frequency CW method, a Doppler signal of a reflected wave obtained at two frequencies is detected, a distance is obtained from a phase difference of the Doppler signal at each frequency, and an azimuth angle is obtained from an amplitude ratio. The phase difference and the amplitude are calculated for each frequency from the result of the frequency analysis.

【0011】前方にある複数の静止物は、レーダ搭載車
の速度に対応するほぼ同じドップラ周波数となり、周波
数分析結果を得ようとすると、複数の静止物からの反射
波の周波数成分が、一つのピークに含まれることが多
い。このため、このピークから求まる一組の位相差と振
幅とから複数の静止物を分離することは、原理的に難し
い。
[0011] A plurality of stationary objects ahead have substantially the same Doppler frequency corresponding to the speed of the radar-equipped vehicle. To obtain a frequency analysis result, the frequency components of the reflected waves from the plurality of stationary objects are reduced to one. Often included in peaks. Therefore, it is theoretically difficult to separate a plurality of stationary objects from a set of phase difference and amplitude obtained from the peak.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】FMCW方式レーダで
は、距離分解能が悪い。方位角度の検出には、例えば電
波ビームを絞るために、アレイアンテナを使用すると、
アンテナ形状が大型化する。電波ビームを絞るために、
アンテナの向きを変える機械走査方式のアンテナを使用
すると、可動部の信頼性が長期間使用中に低下する。
The FMCW radar has poor range resolution. To detect the azimuth angle, for example, if you use an array antenna to narrow the radio beam,
The antenna shape becomes larger. To narrow the radio beam,
When a mechanical scanning type antenna that changes the direction of the antenna is used, the reliability of the movable unit is reduced during long-term use.

【0013】2周波CW方式レーダでは、複数静止物か
らの反射波のドップラ周波数がほぼ同じ一つの周波数ピ
ークに入り、それらの位置の分離が難しい。
In the two-frequency CW radar, the Doppler frequencies of the reflected waves from a plurality of stationary objects enter one frequency peak which is substantially the same, and it is difficult to separate their positions.

【0014】このように、各レーダ方式には、それぞれ
に問題があり、特に、複数の静止物がある場合、それら
を分離しては検出できないので、危険性判定が不十分な
場合がある。
As described above, each radar system has its own problem. In particular, when there are a plurality of stationary objects, they cannot be detected separately from each other, so that the danger determination may be insufficient.

【0015】本発明の目的は、静止物および移動する他
車の位置および自車に対するそれらの相対速度を高精度
に検出できるレーダ装置を提供することである。
An object of the present invention is to provide a radar apparatus capable of detecting the positions of a stationary object and a moving other vehicle and their relative speed with respect to the own vehicle with high accuracy.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、自車に搭載したレーダ装置から電波を放
射し反射波を処理して自車に対する他車または静止物の
位置と相対速度とを検出するレーダ装置において、二つ
の発振周波数で交互に切り替えるとともに切り替えの間
に周波数変調する周波数制御手段を備えた発振器と、発
振器からの電波を検出対象物に放射する送信アンテナ
と、検出対象物からの反射波を検出する複数個の受信ア
ンテナと、発振信号と各受信信号とをそれぞれ混合する
複数個のミキサと、周波数変調させた混合信号の和およ
び差を求める演算手段と、各混合信号の周波数分布と位
相分布とを求める分析手段と、各々の周波数分布と位相
分布とを求めた結果から振幅がピークになる周波数とそ
の位相とを求めるピーク位置決定手段と、二つの周波数
で交互に切り替えた混合信号のピークのうち切り替えた
二つの周波数での位相差から対象までの距離を算出する
距離算出手段と、二つの周波数で交互に切り替えた混合
信号のうち少なくとも一つの周波数で複数の混合信号の
ピーク振幅比から方位角度を求める方位角度決定手段
と、二つの周波数で交互に切り替えた混合信号のピーク
のうち静止物の候補ピークを求める候補決定手段と、時
間的に周波数を変化させた混合信号の和または差信号の
ピークと静止物候補ピークとから静止物に対応するピー
クを選定する選定手段と、静止物候補ピークと周波数変
調した混合信号の和または差信号の静止物に対応するピ
ークとの周波数差から検出対象物までの距離を求める距
離算出手段と、周波数変調して混合した和または差信号
の静止物ピークで複数信号間のピーク振幅比から検出対
象物までの方位角度を求める方位角度演算手段と、周波
数変調して混合した和または差信号の静止物ピークの振
幅比の符号から方位角度の符号を求める手段とを備え、
移動物体および静止物体の位置および相対速度を検知す
るレーダ装置を提案する。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention radiates radio waves from a radar device mounted on a vehicle and processes reflected waves to determine the position of another vehicle or a stationary object with respect to the vehicle. In a radar device that detects relative speed, an oscillator having frequency control means that alternately switches between two oscillation frequencies and frequency-modulates during the switching, a transmission antenna that radiates radio waves from the oscillator to a detection target, A plurality of receiving antennas for detecting a reflected wave from the detection target, a plurality of mixers for mixing the oscillating signal and each of the received signals, and a calculating means for calculating the sum and difference of the frequency-modulated mixed signals, Analysis means for determining the frequency distribution and phase distribution of each mixed signal; and a peak for determining the frequency at which the amplitude peaks and the phase thereof from the results of determining the frequency distribution and phase distribution. And the distance calculation means for calculating the distance to the target from the phase difference at the two switched frequencies among the peaks of the mixed signal alternately switched at the two frequencies, and alternately switched at the two frequencies. An azimuth angle determining means for obtaining an azimuth angle from a peak amplitude ratio of a plurality of mixed signals at at least one frequency of the mixed signal; and a candidate for obtaining a stationary object candidate peak among the mixed signal peaks alternately switched at the two frequencies. Determining means, selecting means for selecting a peak corresponding to a stationary object from a peak of a sum or difference signal of the mixed signals whose frequency has been temporally changed, and a stationary object candidate peak, and frequency-modulated mixing with the stationary object candidate peak Distance calculation means for calculating the distance to the detection target from the frequency difference between the sum or difference signal and the peak corresponding to the stationary object, and frequency-modulated and mixed Or an azimuth angle calculating means for obtaining an azimuth angle from a peak amplitude ratio between a plurality of signals at a stationary object peak of a difference signal to an object to be detected, and a sign of an amplitude ratio of a stationary object peak of a sum or difference signal mixed by frequency modulation. Means for obtaining the sign of the azimuth angle from
We propose a radar device that detects the positions and relative velocities of moving and stationary objects.

【0017】本発明は、また、上記目的を達成するため
に、自車に搭載したレーダ装置から電波を放射し反射波
を処理して自車に対する他車または静止物の位置と相対
速度とを検出するレーダ装置において、二つの発振周波
数で交互に切り替えるとともに切り替えの間に周波数変
調する周波数制御手段を備えた発振器と、発振器からの
電波を検出対象物に放射する送信アンテナと、検出対象
物からの反射波を検出する複数個の受信アンテナと、各
受信アンテナの受信信号間の和と差を演算する演算手段
と、発振信号と各受信信号とをそれぞれ混合する複数個
のミキサと、周波数変調させた混合信号の和および差を
求める演算手段と、各混合信号の周波数分布と位相分布
とを求める分析手段と、各々の周波数分布と位相分布と
を求めた結果から振幅がピークになる周波数とその位相
とを求めるピーク位置決定手段と、二つの周波数で交互
に切り替えた混合信号のピークのうち切り替えた二つの
周波数での位相差から対象までの距離を算出する距離算
出手段と、二つの周波数で交互に切り替えた混合信号の
うち少なくとも一つの周波数で複数の混合信号のピーク
振幅比から方位角度を求める方位角度決定手段と、二つ
の周波数で交互に切り替えた混合信号のピークのうち静
止物の候補ピークを求める候補決定手段と、時間的に周
波数を変化させた混合信号の和または差信号のピークと
静止物候補ピークとから静止物に対応するピークを選定
する選定手段と、静止物候補ピークと周波数変調した混
合信号の和または差信号の静止物に対応するピークとの
周波数差から検出対象物までの距離を求める距離算出手
段と、周波数変調して混合した和または差信号の静止物
ピークで複数信号間のピーク振幅比から検出対象物まで
の方位角度を求める方位角度演算手段と、周波数変調し
て混合した和または差信号の静止物ピークの振幅比の符
号から方位角度の符号を求める手段とを備え、移動物体
および静止物体の位置および相対速度を検知するレーダ
装置を提案する。
In order to achieve the above object, the present invention radiates radio waves from a radar device mounted on the own vehicle and processes reflected waves to determine the position and relative speed of another vehicle or a stationary object with respect to the own vehicle. In a radar device for detection, an oscillator equipped with frequency control means for alternately switching at two oscillation frequencies and frequency-modulating during the switching, a transmitting antenna for radiating radio waves from the oscillator to a detection target, and a detection target A plurality of receiving antennas for detecting reflected waves of the respective antennas, computing means for computing a sum and a difference between the received signals of the respective receiving antennas, a plurality of mixers for mixing the oscillation signal and the respective received signals, and frequency modulation Calculation means for calculating the sum and difference of the mixed signals, analysis means for determining the frequency distribution and the phase distribution of each mixed signal, and the results of determining the respective frequency distributions and the phase distributions A peak position determining means for determining a frequency at which a width becomes a peak and a phase thereof, and a distance for calculating a distance to a target from a phase difference at two switched frequencies among peaks of a mixed signal alternately switched at two frequencies. Calculating means, azimuth angle determining means for obtaining an azimuth angle from a peak amplitude ratio of a plurality of mixed signals at at least one of the mixed signals alternately switched at two frequencies, and a mixed signal alternately switched at two frequencies Candidate determining means for obtaining a candidate peak of a stationary object among the peaks of the above, and a selection of selecting a peak corresponding to the stationary object from the peak of the sum or difference signal of the mixed signal whose frequency has been temporally changed and the peak of the stationary object candidate Means and a distance from the frequency difference between the stationary object candidate peak and the peak corresponding to the stationary object of the sum or difference signal of the frequency-modulated mixed signal to the object to be detected A distance calculating means for calculating, and an azimuth angle calculating means for obtaining an azimuth angle from a peak amplitude ratio between a plurality of signals at a stationary object peak of a sum or difference signal mixed by frequency modulation to an object to be detected; Means for obtaining the sign of the azimuth angle from the sign of the amplitude ratio of the stationary object peak of the sum or difference signal, and proposes a radar device for detecting the positions and relative velocities of the moving object and the stationary object.

【0018】検出対象物までの距離と方位角度とを複数
検出信号の組み合わせで演算し平均値を求める演算手段
を備えることができる。
It is possible to provide a calculation means for calculating the average value by calculating the distance to the detection target and the azimuth angle by a combination of a plurality of detection signals.

【0019】発振器の周波数変調における時間と周波数
との関係を検出対象物までの距離と自車速度とに応じて
予め設定しておく設定手段を備えることも可能である。
発振器の周波数制御手段の機能は、計算機に実行させ
るようにしてもよい。 混合信号の和および差を求める
演算手段の機能も、計算機で実行させることができる。
It is also possible to provide a setting means for presetting the relationship between time and frequency in the frequency modulation of the oscillator in accordance with the distance to the object to be detected and the own vehicle speed.
The function of the frequency control means of the oscillator may be executed by a computer. The function of the calculating means for obtaining the sum and difference of the mixed signals can also be executed by the computer.

【0020】発振周波数を二つの周波数で交互に切り替
えて得た移動物の位置または周波数変調により得た移動
物および静止物の位置を平均化しまたは比較して測定の
信頼性を上げる演算手段を備えてもよい。
There is provided arithmetic means for averaging or comparing the position of the moving object obtained by alternately switching the oscillation frequency between the two frequencies or the positions of the moving object and the stationary object obtained by frequency modulation to increase the reliability of the measurement. You may.

【0021】時間経過とともに正または負の方向に周波
数変調して得た静止物の位置を複数計測回数にわたって
追跡する追跡手段を設けることも可能である。
It is also possible to provide a tracking means for tracking the position of a stationary object obtained by frequency-modulating in the positive or negative direction over time over a plurality of measurement times.

【0022】いずれのレーダ装置においても、左右のア
ンテナで得た反射信号または左右のアンテナで得た反射
信号の和と差の信号を同時にアナログ−デジタル変換す
るA/D変換器を備えると、データの採取を高速化でき
る。
In any radar apparatus, if an A / D converter for simultaneously performing analog-to-digital conversion of a reflected signal obtained by the left and right antennas or a sum and difference signal of the reflected signals obtained by the left and right antennas is provided, Sampling can be accelerated.

【0023】本発明のレーダ装置においては、送信電波
の変調と検出サンプリングタイミングとを工夫してあ
る。すなわち、2周波CW方式のように二つの周波数を
交互に変調する部分と、時間的に変調周波数を変化させ
る部分とを併用する。交互に変調する部分と、時間的に
周波数を変化させる部分の各々で反射信号をサンプリン
グする。二つの周波数を交互に変調する部分、時間的に
変調周波数を変化させる部分のいずれの反射信号も、左
右に配置した二つの受信アンテナで検出し、中間周波数
に周波数変換する。
In the radar device of the present invention, modulation of the transmission radio wave and detection sampling timing are devised. That is, a part that modulates two frequencies alternately as in the two-frequency CW method and a part that modulates the modulation frequency over time are used together. The reflected signal is sampled in each of a part that modulates alternately and a part that changes the frequency with time. Both reflected signals of a part that modulates two frequencies alternately and a part that modulates the modulation frequency over time are detected by two receiving antennas arranged on the left and right, and frequency-converted to an intermediate frequency.

【0024】2周波CW方式では、モノパルス方式との
併用により、移動物体の位置を検出する。すなわち、二
つの周波数における反射波の中間周波数信号から対象物
のドップラ波形を検出する。これらを周波数分析し、そ
のピークとしてドップラ周波数を求める。このドップラ
ピーク周波数の位相と振幅とから対象までの距離と方位
角度とを演算する。
In the two-frequency CW system, the position of a moving object is detected by using the mono-pulse system together. That is, the Doppler waveform of the object is detected from the intermediate frequency signals of the reflected waves at the two frequencies. These are subjected to frequency analysis, and the Doppler frequency is obtained as the peak. The distance to the target and the azimuth angle are calculated from the phase and amplitude of the Doppler peak frequency.

【0025】その際に、本発明が従来と異なる部分は、
二つの周波数変調で得たドップラピークのうち、レーダ
搭載車の速度、換言すれば、静止物との相対速度のドッ
プラ周波数を正確に求める得ることである。
At this time, the present invention is different from the prior art in that
The purpose is to accurately obtain the Doppler frequency of the radar-equipped vehicle, in other words, the Doppler frequency of the relative speed with respect to a stationary object, from the Doppler peaks obtained by the two frequency modulations.

【0026】静止物のドップラ周波数は、次の時間的に
周波数を変調する部分で使用し、複数の静止物を分離し
検出するために使う。
The Doppler frequency of the stationary object is used in the next portion that modulates the frequency in time, and is used to separate and detect a plurality of stationary objects.

【0027】時間的に周波数を変化させる部分では、上
記2周波CW方式で得た静止物のドップラ周波数を使
い、周波数分析結果などで得るピークから静止物までの
距離と方位角度とを計算する。
In the portion where the frequency is changed with time, the distance from the peak to the stationary object and the azimuth angle calculated from the frequency analysis result and the like are calculated using the Doppler frequency of the stationary object obtained by the two-frequency CW method.

【0028】具体的に説明すると、時間的に周波数を変
化させる部分の反射波の中間周波数信号で、左右アンテ
ナの信号の和と差とをまず算出し、これを周波数分析す
る。静止物に関して、和信号では、ドップラ周波数から
静止物までの距離に依存した周波数を引いた周波数にピ
ークを形成し、差信号では、ドップラ周波数に静止物ま
での距離に依存した周波数を足した周波数にピークを形
成する。すなわち、ドップラ周波数を中心とした対称的
な周波数位置に静止物のピークがある。静止物が複数あ
っても、距離が異なればピーク周波数が違うので分離で
きる。
More specifically, the sum and difference of the signals of the left and right antennas are first calculated from the intermediate frequency signal of the reflected wave of the portion whose frequency changes temporally, and this is subjected to frequency analysis. For stationary objects, the sum signal forms a peak at the frequency obtained by subtracting the frequency dependent on the distance to the stationary object from the Doppler frequency, and the difference signal adds the Doppler frequency to the frequency dependent on the distance to the stationary object. A peak is formed. That is, there is a peak of a stationary object at a frequency position symmetric about the Doppler frequency. Even if there are a plurality of stationary objects, if the distances are different, the peak frequencies are different, so that they can be separated.

【0029】ドップラ周波数から静止物までの距離に依
存した周波数を引いた周波数は、静止物までの距離情報
を有している。2周波CW方式で静止物のドップラ周波
数は、既知であるから、これにより静止物までの距離を
算出できる。
The frequency obtained by subtracting the frequency dependent on the distance to the stationary object from the Doppler frequency has information on the distance to the stationary object. Since the Doppler frequency of a stationary object is known in the two-frequency CW method, the distance to the stationary object can be calculated from the known Doppler frequency.

【0030】さらに、和信号のピーク,差信号のピーク
では、その方位方向の位置による行路差の微妙な違いに
より、ピーク振幅が方位角度に依存する。本発明では、
この振幅の違いから、方位角度を算出する。これによ
り、複数の静止物の位置を分離して検出でき、2周波C
W方式とあわせて、移動物体および静止物体のの位置を
検出できる。
Further, the peak amplitude of the sum signal peak and the difference signal peak depends on the azimuth angle due to a slight difference in the path difference depending on the position in the azimuth direction. In the present invention,
The azimuth angle is calculated from the difference in the amplitude. As a result, the positions of a plurality of stationary objects can be detected separately, and the two-frequency C
Together with the W method, the positions of a moving object and a stationary object can be detected.

【0031】[0031]

【発明の実施の形態】次に、図1ないし図10を参照し
て、本発明によるレーダ装置の実施形態を説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, an embodiment of a radar apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS.

【0032】[0032]

【実施形態1】図1は、本発明によるレーダ装置の実施
形態1の基本構成を示すブロック図である。レーダ装置
100は、移動車両または静止物体などの検出対象1の
位置と、レーダ装置100すなわち自車に対する相対速
度とを求める。
FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of a radar apparatus according to a first embodiment of the present invention. The radar device 100 obtains the position of the detection target 1 such as a moving vehicle or a stationary object and the relative speed with respect to the radar device 100, that is, the own vehicle.

【0033】図2は、レーダ装置100を車の前方に設
置した状態の一例を示す図である。レーダ装置100
は、送受信電波が妨げられない位置に固定される。
FIG. 2 is a diagram showing an example of a state in which the radar device 100 is installed in front of a vehicle. Radar device 100
Is fixed at a position where transmission and reception radio waves are not obstructed.

【0034】図3は、車に搭載されたレーダ装置100
の外観の一例を示す図である。送信アンテナ102およ
び左右二つの受信アンテナ103,104は、ホーンア
ンテナ,パラボラアンテナ,パッチ平面アンテナなどの
アンテナである。これらのアンテナは、水平状に横に並
べられ、前方に電波を送受信する。アンテナの後方に
は、処理回路が装着されており、自動車のバッテリなど
から電力が供給される。
FIG. 3 shows a radar device 100 mounted on a vehicle.
It is a figure which shows an example of the external appearance of. The transmitting antenna 102 and the two left and right receiving antennas 103 and 104 are antennas such as a horn antenna, a parabolic antenna, and a patch planar antenna. These antennas are arranged horizontally horizontally and transmit and receive radio waves forward. A processing circuit is mounted behind the antenna, and power is supplied from a battery of an automobile or the like.

【0035】図1において、レーダ装置100の送信側
には、電圧で変調周波数を制御できる発振器101が設
けられており、送信アンテナ102から信号を放射す
る。検出対象1からの反射波は、左右に配置された二つ
の受信アンテナ103,104で検出される。
In FIG. 1, an oscillator 101 whose modulation frequency can be controlled by a voltage is provided on the transmission side of the radar device 100, and a signal is radiated from a transmission antenna 102. The reflected waves from the detection target 1 are detected by the two receiving antennas 103 and 104 arranged on the left and right.

【0036】ミキサ105,106は、発振器101か
らの発振信号の一部と受信アンテナ103,104から
の受信信号とをそれぞれ混合する。すなわち、ミキサ1
05,106は、反射波と送信波とを掛け算し、低い中
間周波数に変換し出力する。この中間周波数信号は、反
射波の情報を含む。増幅器付きのA/D変換器107,
108は、左右アンテナからの中間周波数のアナログ信
号をそれぞれデジタル信号に変換し、波形メモリ109
に転送する。信号処理プロセッサ110は、検出レーダ
信号の処理を実行する。
The mixers 105 and 106 mix a part of the oscillating signal from the oscillator 101 and the signals received from the receiving antennas 103 and 104, respectively. That is, mixer 1
Numerals 05 and 106 multiply the reflected wave and the transmission wave, convert the reflected wave to a lower intermediate frequency, and output it. This intermediate frequency signal includes information on the reflected wave. A / D converter 107 with amplifier,
108 converts the analog signals of the intermediate frequency from the left and right antennas into digital signals,
Transfer to The signal processor 110 executes processing of the detected radar signal.

【0037】任意波形発生器111は、例えば後述の図
4に示すように、発振器101の発信周波数を制御す
る。任意波形発生器111は、A/D変換器107,1
08の変換タイミングの制御と、波形メモリのデータ採
取タイミングを決定する。信号処理プロセッサ110
は、波形メモリ109が波形データを記憶すると、その
データを取り込み、障害物を検出する。
The arbitrary waveform generator 111 controls the oscillation frequency of the oscillator 101, for example, as shown in FIG. The arbitrary waveform generator 111 includes A / D converters 107 and 1
The control of the conversion timing of 08 and the timing of data acquisition of the waveform memory are determined. Signal processor 110
When the waveform memory 109 stores the waveform data, the data is fetched and an obstacle is detected.

【0038】その処理結果は、表示器112に表示され
る。表示器112の表示内容は、検出範囲にある障害物
の位置,相対速度,危険性などである。その表示方法
は、数値や音声に限定されない。前方車線を画面に示
し、その画面上に障害物の位置を上書きするなどの表示
方法を採用してもよい。なお、車速センサ113は、車
輪軸の回転数などにより車速を検出するセンサであり、
信号処理プロセッサ110に車速情報を送る。
The processing result is displayed on the display 112. The display contents of the display 112 include the position, relative speed, danger, and the like of an obstacle in the detection range. The display method is not limited to numerical values or audio. A display method such as showing the front lane on a screen and overwriting the position of an obstacle on the screen may be adopted. The vehicle speed sensor 113 is a sensor that detects the vehicle speed based on the number of revolutions of the wheel shaft, and the like.
The vehicle speed information is sent to the signal processor 110.

【0039】図4は、本実施形態1において、発振器1
01から発振される信号の周波数と反射波を検出するタ
イミングとの関係を説明するタイムチャートである。図
4において、R1,R2のRは、二つある受信アンテナ
の右側のアンテナを示し、黒丸位置が反射波を採取する
時点である。添え字の1,2は、周波数f1,f2を示
す。左側のアンテナのL1,L2も同様である。R1,
R2,L1,L2は、データ採取タイミングの前後で、
一定の2周波数であり、周波CW方式でのデータ採取に
対応する。
FIG. 4 shows the oscillator 1 according to the first embodiment.
6 is a time chart illustrating a relationship between a frequency of a signal oscillated from No. 01 and a timing of detecting a reflected wave. In FIG. 4, R of R1 and R2 indicates an antenna on the right side of the two receiving antennas, and the position of a black circle is a point in time when a reflected wave is collected. Subscripts 1 and 2 indicate frequencies f1 and f2. The same applies to L1 and L2 of the left antenna. R1,
R2, L1 and L2 are before and after the data collection timing,
These are two fixed frequencies, and correspond to data acquisition in the frequency CW method.

【0040】一方、R0m,R0pは、時間的に変動し
検出タイミング時ではf0周波数における右アンテナで
反射波を採取するタイミングであり、添え字m,pは、
傾きが負,正であることを示す。変調の時間幅をΔtと
し、変調の周波数幅をΔfとすると、正の周波数変化の
傾きは、Δf/Δtであり、負の周波数変化の傾きは、
−Δf/Δtである。L0m,L0pも、アンテナが左
であること以外は、同じである。発振器101に与えら
れる電圧信号は、任意波形発生器111で発生され、こ
の波形に基づいて発振器101からの発振周波数が制御
される。
On the other hand, R0m and R0p are the timings at which the reflected wave is collected by the right antenna at the f0 frequency at the time of detection and fluctuates with time, and the subscripts m and p are:
Indicates that the slope is negative or positive. Assuming that the modulation time width is Δt and the modulation frequency width is Δf, the slope of the positive frequency change is Δf / Δt, and the slope of the negative frequency change is
−Δf / Δt. L0m and L0p are the same except that the antenna is on the left. The voltage signal applied to the oscillator 101 is generated by the arbitrary waveform generator 111, and the oscillation frequency from the oscillator 101 is controlled based on this waveform.

【0041】図4で示した各黒丸位置で反射データを採
取する際に、任意波形発生器111は、一連のデータを
採取する間隔ΔTを制御し、採取のためのA/D変換を
指令し、波形メモリ109のどの位置に採取データを記
憶するかのアドレスを指定する。
When collecting reflection data at each black circle position shown in FIG. 4, the arbitrary waveform generator 111 controls an interval ΔT for collecting a series of data, and instructs A / D conversion for collection. , An address at which position in the waveform memory 109 to store the collected data is designated.

【0042】以上、レーダ装置の構成と動作の概略とを
述べた。ここで、本発明の最も重要な部分である信号処
理プロセッサ110の処理内容を詳しく説明する。ま
ず、採取波形の特性を調べ、次に、どのようにして障害
物を検出するかについて説明する。
The outline of the configuration and operation of the radar apparatus has been described above. Here, the processing contents of the signal processor 110, which is the most important part of the present invention, will be described in detail. First, the characteristics of the sampled waveform are examined, and then, how to detect an obstacle will be described.

【0043】まず、採取波形の特性を調べる。採取時間
内に周波数f1,f2が変化しない2周波CW方式の部
分と、f0を中心としてΔtなる時間に周波数がΔf変
化する部分に分けて説明する。最初に、採取時間内に周
波数f1,f2が変化しない2周波CW方式の部分につ
いて述べる。
First, the characteristics of the sampled waveform are examined. The two-frequency CW method in which the frequencies f1 and f2 do not change within the sampling time and the part in which the frequency changes by Δf at a time Δt around f0 will be described separately. First, a part of the two-frequency CW system in which the frequencies f1 and f2 do not change within the collection time will be described.

【0044】送信波形は、振幅をAとして、数式1,数
式2で示される。
The transmission waveform is represented by Expressions 1 and 2 where A is the amplitude.

【式1】 (Equation 1)

【式2】 tは、時間であり、Φ1,Φ2は、任意の初期位相であ
る。周波数f1の反射信号を左右のアンテナで検出す
る。送信された信号は、反射対象までの往復時間τR,
τLだけ各々遅れて検出され、振幅もBに変化する。そ
の検出信号は、右アンテナの検出信号では、数式3とな
り、左アンテナでは、数式4となる。
(Equation 2) t is time, and Φ1 and Φ2 are arbitrary initial phases. The reflected signal of the frequency f1 is detected by the left and right antennas. The transmitted signal has a round trip time τR to the reflection target,
Each is detected with a delay of τL, and the amplitude also changes to B. The detection signal becomes Expression 3 for the detection signal of the right antenna, and Expression 4 for the detection signal of the left antenna.

【式3】 (Equation 3)

【式4】 同様に、周波数f2についても、数式5,数式6とな
る。
(Equation 4) Similarly, the frequency f2 is given by Expressions 5 and 6.

【式5】 (Equation 5)

【式6】 左右のアンテナで検出した信号をミキサ105,106
で混合すると、反射波と送信波との積のうち低い周波数
成分が残り、周波数f1,f2で短時間に正弦波状に変
化する成分が除去されるので、周波数f1に関しては、
数式7,数式8となり、f2に関しては、数式9,数式
10となる。
(Equation 6) Mixers 105 and 106 detect signals detected by the left and right antennas.
, A low frequency component of the product of the reflected wave and the transmitted wave remains, and a component that changes in a sine wave shape in a short time at the frequencies f1 and f2 is removed.
Expressions 7 and 8 are obtained, and f2 is expressed by Expressions 9 and 10.

【式7】 Equation 7

【式8】 (Equation 8)

【式9】 [Equation 9]

【式10】 ここで、時間間隔ΔTで両アンテナと二つの周波数とに
より採取したデータのミキサからの出力を考える。電波
の速度をScとし、レーダ搭載車と検出対象との相対速
度をvとし、右アンテナから対象までの最初の距離をK
R0とする。距離KRは、時間と共に変化し、その遅れ
時間τRi(i=0,1,・・)は、検出対象が静止して
おり搭載車が直線的に移動する場合、数式11となる。
数式11は、搭載車と対象とが近づく場合に対応する。
(Equation 10) Here, consider the output from the mixer of data collected from both antennas and two frequencies at a time interval ΔT. The speed of the radio wave is Sc, the relative speed between the radar-equipped vehicle and the detection target is v, and the initial distance from the right antenna to the target is K
Let it be R0. The distance KR changes with time, and the delay time τRi (i = 0, 1,...) Is represented by Expression 11 when the detection target is stationary and the mounted vehicle moves linearly.
Equation 11 corresponds to a case where the mounted vehicle and the target approach each other.

【式11】 数式7のτRに数式11のτRiを代入すると、数式1
2を得る。同様に、数式8〜数式10も左アンテナから
対象までの最初の距離をKL0とする数式13〜数式1
5になる。
[Equation 11] Substituting τRi of Equation 11 into τR of Equation 7 gives Equation 1
Get 2. Similarly, Equations 8 to 10 also assume that the initial distance from the left antenna to the target is KL0.
It becomes 5.

【式12】 (Equation 12)

【式13】 (Equation 13)

【式14】 (Equation 14)

【式15】 数式12〜数式15において、cos内の第1項は、iΔ
Tが経過時間に対応するから、ドップラ周波数である。
また、第2項に距離に関する情報が入っていることは、
容易にわかる。したがって、数式12と数式14とを例
えば高速フーリエ変換すると、そのピークになる周波数
からドップラ周波数を求め、位相から距離を求められ
る。なお、高速フーリエ変換に供する1波形の点数は、
予め決めてある。
(Equation 15) In Expressions 12 to 15, the first term in cos is iΔ
Since T corresponds to the elapsed time, it is the Doppler frequency.
In addition, the fact that information about distance is included in the second term is that
Easy to understand. Therefore, when, for example, the fast Fourier transform of the equations (12) and (14) is performed, the Doppler frequency is obtained from the peak frequency, and the distance is obtained from the phase. The score of one waveform to be used for the fast Fourier transform is:
It is predetermined.

【0045】図5は、高速フーリエ変換した周波数分析
結果の一例を示す図である。同じ対象物に対するドップ
ラ周波数は、f1,f2で同じであるから、同じ周波数
にピークを形成する。数式12と数式14のcos内の第
2項が位相を示すから、このピーク位置で、両者の位相
差αを求めると、距離は、その位相差αから、数式16
のように求められる。
FIG. 5 is a diagram showing an example of a frequency analysis result obtained by performing a fast Fourier transform. Since the Doppler frequencies for the same object are the same at f1 and f2, a peak is formed at the same frequency. Since the second term in cos in Expressions 12 and 14 indicates the phase, when the phase difference α between the two at this peak position is obtained, the distance is calculated from the phase difference α by Expression 16
Is required.

【式16】 次に、方位角度の検知を説明する。同じ周波数f1の反
射波形である数式12と数式13とを用い、上記例と同
様に、その検出位相差βから、数式17のように、(K
R0−KL0)を算出できる。
(Equation 16) Next, detection of the azimuth angle will be described. Expressions (12) and (13), which are reflection waveforms of the same frequency f1, are used to determine (K
R0−KL0) can be calculated.

【式17】 この距離差は、左右のアンテナ間隔をdとし、求める方
位角度をθとすれば、数式18であるから、数式19の
ように、方位角度θを容易に計算できる。また、この段
階で車速センサ113の車速から静止物に対するドップ
ラ周波数を算出し、この値に近い周波数のピークを探し
出すと、静止物のドップラピークを正確に求めることが
できる。
(Equation 17) If the distance between the left and right antennas is d and the azimuth angle to be obtained is θ, the distance difference is represented by Expression 18, and therefore, the azimuth angle θ can be easily calculated as in Expression 19. Also, at this stage, the Doppler frequency for a stationary object is calculated from the vehicle speed of the vehicle speed sensor 113, and a peak having a frequency close to this value is searched for, so that the Doppler peak of the stationary object can be accurately obtained.

【式18】 (Equation 18)

【式19】 ここまで、時間的に一定な変調周波数である2周波CW
方式を用いて、ドップラ周波数により、対象までの距離
と方位角度とを検出できることを説明した。
(Equation 19) Up to this point, the two-frequency CW which is a temporally constant modulation frequency
Using the method, it has been described that the distance to the target and the azimuth angle can be detected by the Doppler frequency.

【0046】なお、検出値の組み合わせを変えても、対
象までの距離と方位角度とを同様に検出できる。すなわ
ち、上述の計算では、数式15を使っていない。数式1
5とほかの式との組み合わせで、対象までの距離と方位
角度とをもう一組検出できるので、二組の値の平均を求
めれば、複数の計算結果を平均化し、誤差を低減でき
る。
Even if the combination of the detected values is changed, the distance to the target and the azimuth can be similarly detected. That is, Equation 15 is not used in the above calculation. Formula 1
Another combination of the distance to the target and the azimuth angle can be detected by a combination of 5 and another expression. Therefore, if an average of two sets of values is obtained, a plurality of calculation results can be averaged to reduce an error.

【0047】以上に述べた方法は、ドップラ周波数が異
なる対象、すなわち、レーダ搭載車との相対速度が異な
る対象であれば、対象が複数個あってもドップラ周波数
が異なるから検出できる。
The method described above can detect objects having different Doppler frequencies, that is, objects having different relative velocities with respect to a radar-equipped vehicle, even if there are a plurality of objects, because the Doppler frequencies are different.

【0048】しかし、静止物体が複数ある時は、その分
離が難しい。複数静止物が、互いに大きく離れていれ
ば、ドップラ周波数も異なり分離できる。近接している
場合、複数静止物のドップラ周波数は、当然近づき、高
速フーリエ変換の周波数分解能以下になるケースもあ
り、一つの静止物ピークに複数の静止物が含まれること
になる。この場合、上記時間的に一定な変調周波数であ
る2周波CW方式では、各静止物を分離できない。
However, when there are a plurality of stationary objects, it is difficult to separate them. If a plurality of stationary objects are far apart from each other, they can be separated with different Doppler frequencies. When they are close to each other, the Doppler frequencies of a plurality of stationary objects naturally approach each other and may be lower than the frequency resolution of the fast Fourier transform, and one stationary object peak includes a plurality of stationary objects. In this case, the stationary object cannot be separated by the two-frequency CW method which is a temporally constant modulation frequency.

【0049】そこで、本発明では、時間的に周波数を変
える変調方式を使う。図4に示すように、送信周波数が
f0となる左右アンテナのL0,R0で示すタイミング
で、左右アンテナの反射データを採取する。このとき、
時間的に周波数を変える傾きをΔf/Δtとする。Δf
/Δtの値は、図4では、正の向きになっている場合を
L0p、R0pのように添え字pを付けて、負の方向に
なっている場合を添え字mを付けて表す。送信波形は、
周波数が時間とともに増える場合は、振幅をAとして数
式20で示される。
Therefore, in the present invention, a modulation method that changes the frequency over time is used. As shown in FIG. 4, reflection data of the left and right antennas is collected at timings indicated by L0 and R0 of the left and right antennas whose transmission frequency is f0. At this time,
The gradient that changes the frequency over time is Δf / Δt. Δf
In FIG. 4, the value of / Δt is indicated by adding a suffix p such as L0p and R0p when it is in the positive direction, and by adding a suffix m when it is in the negative direction. The transmission waveform is
If the frequency increases with time, the amplitude is represented by Expression 20 as A.

【式20】 周波数が時間とともに減る場合は、傾きΔf/Δtが、
−Δf/Δtになると見なしうる。傾きが正の場合、右
アンテナの検出波形は、数式21であり、左アンテナで
は、数式22であり、ミキサ出力は、数式23,数式2
4である。B,Cは、振幅を示す。
(Equation 20) If the frequency decreases with time, the slope Δf / Δt becomes
−Δf / Δt. When the inclination is positive, the detected waveform of the right antenna is represented by Expression 21, the left antenna is represented by Expression 22, and the mixer output is represented by Expressions 23 and 2.
4. B and C indicate the amplitude.

【式21】 (Equation 21)

【式22】 (Equation 22)

【式23】 (Equation 23)

【式24】 ここで、数式23と数式24との和および差を演算す
る。経過時間は、iΔTであるから、和Dsopは、数
式25となり、差Dd0pは、数式26となる。
(Equation 24) Here, the sum and difference between Expressions 23 and 24 are calculated. Since the elapsed time is iΔT, the sum Dsop is given by Expression 25, and the difference Dd0p is given by Expression 26.

【式25】 (Equation 25)

【式26】 数式21から数式24で、傾きが負のときは、Δf/Δ
tの部分が、−Δf/Δtになると考えればよい。この
ため、和Ds0mは、数式27となり、差Dd0mは、
数式28となる。
(Equation 26) In Expressions 21 to 24, when the slope is negative, Δf / Δ
It is sufficient to consider that the portion of t becomes -Δf / Δt. Therefore, the sum Ds0m is given by Expression 27, and the difference Dd0m is
Equation 28 is obtained.

【式27】 [Equation 27]

【式28】 数式25および数式27において、最初のcos項の時間
変化と二つ目のcos項との時間変化とを比較すると、最
初の項に比べ二つ目の項の時間変化は、著しく少ない。
最初の項が、ドップラ周波数,左右アンテナと対象まで
の距離の和(KR0+KL0),(KR0*KR0+KL
0*KL0)を含み、大きな値となって波長ごとに変動
するのに対して、二つ目の項は、距離の差(KR0−K
L0),(KR0*KR0−KL0*KL0)などの極め
て小さい値となるからである。
(Equation 28) In Equations 25 and 27, when comparing the time change of the first cos term with the time change of the second cos term, the time change of the second term is significantly smaller than that of the first term.
The first term is the Doppler frequency, the sum of the distances between the left and right antennas and the target (KR0 + KL0), (KR0 * KR0 + KL
0 * KL0) and a large value that varies for each wavelength, whereas the second term is the distance difference (KR0−K
L0) and (KR0 * KR0-KL0 * KL0).

【0050】このため、和である数式25を高速フーリ
エ変換した結果は、最初の項が変動する周波数であるピ
ーク周波数を示し、二つ目の項は、ほぼ一定の振幅値を
示す。また、数式25,数式27の最初のcos項で、第
1項は、数式29のように近似できる。
For this reason, the result of the fast Fourier transform of Equation 25, which is the sum, indicates the peak frequency at which the first term fluctuates, and the second term indicates a substantially constant amplitude value. In the first cos term of Expressions 25 and 27, the first term can be approximated as Expression 29.

【式29】 数式29の左辺の第3項が、大きな値である電波の速度
Scの2乗で割られるため、ほかの2項に比べ無視でき
るほど小さくなるからである。同様の理由により、数式
25,数式26で二番目のcos,sin項の第2項は、数式
30のように近似できる。
(Equation 29) This is because the third term on the left side of Expression 29 is divided by the square of the radio wave speed Sc, which is a large value, so that it becomes negligibly small compared to the other two terms. For the same reason, the second term of the second cos and sin terms in Equations 25 and 26 can be approximated as in Equation 30.

【式30】 数式26および数式28についても、最初のsin項が数
式25,数式27と同じ周波数のピーク位置を、二番目
の項がその振幅を表す。さらに、数式25から数式28
で振幅の時間変化は、少ない。
[Equation 30] Also in Equations 26 and 28, the first sin term indicates the peak position at the same frequency as in Equations 25 and 27, and the second term indicates its amplitude. Further, from Expression 25 to Expression 28
, The change in amplitude with time is small.

【0051】図6は、静止物ドップラ周波数と和信号お
よび差信号のピーク周波数との関係を示す図である。最
初の項のピーク周波数は、周波数変化の傾きが正の場
合、数式29からも明らかなように、ドップラ周波数か
ら対象までの距離により変化する周波数を差し引いたも
のである。傾きが負の場合は、ドップラ周波数から対象
までの距離によって変化する周波数の和となる。すなわ
ち、静止物に関しては、ドップラ周波数を中心として傾
きが正、負の信号のピーク位置は、対称となる。上記の
時間的に変調周波数を変えない部分では、車速センサと
ドップラ周波数との対応付けができているから、周波数
変化が正,負の信号でドップラ信号に対称なピークを探
すと、静止物のピークのみを発見できる。また、ドップ
ラ周波数とピーク周波数との差から、例えば、周波数変
化が正の数式25,数式26の高速フーリエ変換したピ
ークの振幅で、静止物の振幅を和,差で各々As,Ad
とすれば、数式31となるから、距離差が容易に求めら
れる。
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the stationary object Doppler frequency and the peak frequencies of the sum signal and the difference signal. When the slope of the frequency change is positive, the peak frequency in the first term is obtained by subtracting the frequency that changes depending on the distance from the target to the Doppler frequency, as is clear from Expression 29. If the slope is negative, the sum is the sum of the frequencies that change depending on the distance from the Doppler frequency to the target. That is, with respect to a stationary object, the peak positions of the positive and negative signals with respect to the Doppler frequency are symmetrical. In the above portion where the modulation frequency is not changed over time, the vehicle speed sensor and the Doppler frequency can be associated with each other. Therefore, if a peak symmetrical to the Doppler signal with a positive or negative frequency change is searched for a stationary object, Only peaks can be found. Also, from the difference between the Doppler frequency and the peak frequency, for example, the amplitude of the stationary object is the sum of the amplitudes of the fast Fourier-transformed peaks of Equations 25 and 26 where the frequency change is positive, and the sum and the difference are As and Ad, respectively.
Then, since Equation 31 is obtained, the distance difference can be easily obtained.

【式31】 これは、周波数変化が負の場合でも、演算可能であり、
両者を平均化して誤差を減少できる。しかし、As,A
dは、振幅で符号がないから、数式31から求められる
距離差は、距離差の絶対値である。
(Equation 31) This can be calculated even if the frequency change is negative,
An error can be reduced by averaging both. However, As, A
Since d is an amplitude and has no sign, the distance difference obtained from Expression 31 is the absolute value of the distance difference.

【0052】そこで、別途符号を考える。数式25,数
式26の高速フーリエ変換結果のピーク値を和,差でA
sc,Adc(いずれも複素数)とする。ここで、(Ad
c/Ad)/(Asc/As)の角度を求め、その符号を
算出すれば、距離差の符号を判定できる。これは、周波
数変化の傾きが負でも同じである。このように、符号付
きの距離差を算出できると、数式18で示した場合と同
様の方法で、方位角度が得られる。この場合、高速フー
リエ変換結果のピークは、複数の静止物の距離に応じて
発生し、互いに分離できるから、複数の静止物があって
も、これらを分離して距離,方位角度、すなわち、各静
止物の位置を算出できる。
Therefore, a code is separately considered. The peak values of the fast Fourier transform results of Equations 25 and 26 are summed and A
sc and Adc (both are complex numbers). Where (Ad
If the angle of c / Ad) / (Asc / As) is obtained and its sign is calculated, the sign of the distance difference can be determined. This is the same even if the slope of the frequency change is negative. As described above, when the signed distance difference can be calculated, the azimuth angle can be obtained in the same manner as in the case of Expression 18. In this case, the peak of the result of the fast Fourier transform is generated according to the distance between the plurality of stationary objects and can be separated from each other. The position of a stationary object can be calculated.

【0053】図7は、信号処理プロセッサ110におけ
る処理手順を示すフローチャートである。信号処理プロ
セッサ110は、反射波のデータを波形メモリ109か
ら取り込み、取り込んだ波形の解析および表示処理を実
行する。
FIG. 7 is a flowchart showing a processing procedure in the signal processor 110. The signal processor 110 captures the data of the reflected wave from the waveform memory 109, and executes analysis and display processing of the captured waveform.

【0054】ステップ701では、反射波の波形が波形
メモリ109に全部記憶されたか否かを判断する。
In step 701, it is determined whether or not the waveform of the reflected wave has been completely stored in the waveform memory 109.

【0055】ステップ702では、反射波の波形が波形
メモリ109に記憶された時点の車速データを車速セン
サ113を採取する。
At step 702, the vehicle speed sensor 113 collects the vehicle speed data at the time when the waveform of the reflected wave is stored in the waveform memory 109.

【0056】ステップ703では、バッファエリア内の
波形データを処理用のワークエリアに転送する。
In step 703, the waveform data in the buffer area is transferred to the work area for processing.

【0057】ステップ704では、傾きΔf/Δtと−
Δf/Δtとで時間的に周波数を変化させる部分の左右
アンテナ信号に対し、和および差を計算する。計算式
は、数式25〜数式28である。
At step 704, the gradient Δf / Δt and −
The sum and difference are calculated for the left and right antenna signals at the portion where the frequency is temporally changed by Δf / Δt. The calculation formulas are Expressions 25 to 28.

【0058】ステップ705では、数式12〜数式15
と数式25から数式28とで得た波形に対し、高速フー
リエ変換演算を実行する。さらに、高速フーリエ演算結
果からピークの位置を求める。
In step 705, equations (12) to (15) are used.
And fast-Fourier-transform operations are performed on the waveforms obtained by Equations 25 and 28. Further, a peak position is obtained from the result of the fast Fourier calculation.

【0059】ステップ706では、図5に示すピーク位
置,振幅,位相を算出する。数式12〜数式15の高速
フーリエ変換演算から求まるピークのうち、前述のよう
にステップ702で得た車速データと突き合わせると、
静止物のピークも同時に求められる。
In step 706, the peak position, amplitude, and phase shown in FIG. 5 are calculated. When the peaks obtained from the fast Fourier transform calculations of Expressions 12 to 15 are compared with the vehicle speed data obtained in Step 702 as described above,
The peak of the stationary object is also determined at the same time.

【0060】ステップ707では、静止物以外のピーク
から、数式16と数式19とを使用し、移動物までの距
離および方位角度を算出し、ピークの位置から移動物と
レーダ搭載車との相対速度を検出する。
In step 707, the distance to the moving object and the azimuth angle are calculated from the peaks other than the stationary object using Expressions 16 and 19, and the relative speed between the moving object and the radar-equipped vehicle is calculated from the peak position. Is detected.

【0061】ステップ708では、静止物の位置を決定
する。まず、距離は、ドップラ周波数と静止物ピークと
の差fdから、数式29を使い、(2f0・v−fd・
C)・Δt/4Δfとして算出する。また、方位角度
は、数式32と数式19とにより算出する。これらの位
置は、静止物のピークごとに演算できるから、複数の静
止物があっても、それらを分離できる。
At step 708, the position of the stationary object is determined. First, the distance is calculated from the difference fd between the Doppler frequency and the peak of the stationary object by using Expression 29, and (2f0 · v−fd ·
C) · Calculated as Δt / 4Δf. Further, the azimuth angle is calculated by Expression 32 and Expression 19. Since these positions can be calculated for each peak of a stationary object, even if there are a plurality of stationary objects, they can be separated.

【0062】ステップ709では、進行方向に障害物が
あるか、近づく対象があるかなどの危険性を判定して、
警報を出す。
In step 709, it is determined whether there is an obstacle in the traveling direction, whether there is an approaching object, or the like.
Give an alarm.

【0063】本実施形態1に特徴的な点は、 1.時間的に一定な二つの変調周波数と、時間的に変化
する変調周波数とを使うこと 2.二つのアンテナで反射信号を受信すること 3.時間的に一定な二つの変調信号と車速信号とから、
移動する対象物の位置,相対速度と静止物のドップラ周
波数とを求めること 4.時間的に変化する変調周波数から得られる反射信号
と3で求めたドップラ周波数とから、複数の静止物を分
離してその位置を検出できることである。
The features of the first embodiment are as follows: 1. Use two modulation frequencies that are constant in time and a modulation frequency that changes in time. 2. Receive reflected signals with two antennas. From two temporally constant modulation signals and a vehicle speed signal,
3. Find the position and relative speed of the moving object and the Doppler frequency of the stationary object. That is, a plurality of stationary objects can be separated and their positions can be detected from the reflected signal obtained from the modulation frequency that changes with time and the Doppler frequency obtained in step 3.

【0064】これらの特徴により、静止物および移動物
の位置を高精度に検出できる車載型レーダ装置を提供で
きる。
With these features, it is possible to provide a vehicle-mounted radar device capable of detecting the positions of a stationary object and a moving object with high accuracy.

【0065】[0065]

【実施形態2】図8は、発明によるレーダ装置の実施形
態2の基本構成を示すブロック図である。本実施形態2
は、R1とL1,R0mとL0mなどのRとLとを同時
にデータ採取するために、高周波反射波の和および差を
求める和差演算回路114を設けたレーダ装置である。
この和差演算回路114は、例えばマジックティーやリ
ング状演算回路などを使用する。
Second Embodiment FIG. 8 is a block diagram showing a basic configuration of a radar apparatus according to a second embodiment of the present invention. Embodiment 2
Is a radar apparatus provided with a sum-difference calculation circuit 114 for obtaining the sum and difference of high-frequency reflected waves in order to simultaneously sample data of R and L such as R1 and L1 and R0m and L0m.
As the sum-difference calculation circuit 114, for example, a magic tee or a ring-shaped calculation circuit is used.

【0066】図9は、実施形態2の変調周波数と信号検
出のタイミングとの関係を説明するタイムチャートであ
る。例えばR1+L1の部分では、周波数f1の左右ア
ンテナの和を採取する。
FIG. 9 is a time chart for explaining the relationship between the modulation frequency and the signal detection timing in the second embodiment. For example, in the part of R1 + L1, the sum of the left and right antennas of the frequency f1 is collected.

【0067】実施形態1では、信号処理プロセッサ11
0が、時間的に傾きを持たせて周波数変化を施す部分の
データR0p+L0pとR0p−L0p、および、R0
m+L0mとR0m−L0mを計算していた。
In the first embodiment, the signal processor 11
0 is the data R0p + L0p and R0p-L0p and R0 of the portion where the frequency is changed with a temporal gradient.
m + L0m and R0m-L0m were calculated.

【0068】これに対して、本実施形態2では、その必
要がなく、静止物に対する処理は、実施形態1と同じで
ある。実施形態1と本実施形態2との違いは、時間的に
一定周波数の変調部分で実施形態1が左右アンテナの検
出信号を直接採取できるのに対し、本実施形態2では、
和,差の形で採取することになる。
On the other hand, in the second embodiment, this is not necessary, and the processing for a stationary object is the same as that in the first embodiment. The difference between the first embodiment and the second embodiment is that the first embodiment can directly collect the detection signals of the left and right antennas in the modulation portion of a temporally constant frequency, whereas in the second embodiment,
It will be collected in the form of sum and difference.

【0069】和,差の採取信号から移動物の位置,相対
速度と静止物のドップラ周波数とが求められることを示
せば、本発明の目的である移動物,静止物の検出ができ
ることになる。周波数f1に対する和,差信号は、数式
7と数式8の和(Dsm1)と差(Ddf1)であり、周波
数f2に対しては、数式9と数式10の和(Dsm2)と
差(Ddf2)であり、数式32〜数式35となる。
If it is shown that the position and relative velocity of the moving object and the Doppler frequency of the stationary object can be obtained from the sum and difference sampling signals, the object of the present invention can be detected. The sum and difference signals for the frequency f1 are the sum (Dsm1) and the difference (Ddf1) of Equations 7 and 8, and for the frequency f2, the sum (Dsm2) and the difference (Ddf2) of Equations 9 and 10. There are equations 32 to 35.

【式32】 (Equation 32)

【式33】 (Equation 33)

【式34】 (Equation 34)

【式35】 数式32〜数式35の導出には、数式11と、これと同
様のKL0に関する関係とを用いている。数式32〜数
式35からわかるように、数式32と数式33とは、ド
ップラ周波数2v・f1/Scの、また、数式34と数
式35は、2v・f2/Scの波形を示し、高速フーリ
エ演算などからそのピーク位置としてドップラ周波数、
すなわち、検出対象とレーダ搭載車との相対速度を検出
できる。また、レーダ搭載車の自車車速データと比較す
ると、静止物に対するドップラ周波数も検出できる。距
離は、各ピークの位相から求める。数式32と数式35
とで求めた位相差をαとすると、距離は、(KR0+K
L0)/2であるから数式36で算出できる。
(Equation 35) Expressions 32 to 35 are derived using Expression 11 and a similar relationship regarding KL0. As can be seen from Equations 32 to 35, Equations 32 and 33 indicate the waveform of the Doppler frequency 2v · f1 / Sc, and Equations 34 and 35 indicate the waveform of 2v · f2 / Sc. From its Doppler frequency as its peak position,
That is, the relative speed between the detection target and the radar-equipped vehicle can be detected. Further, the Doppler frequency for a stationary object can be detected as compared with the vehicle speed data of a vehicle equipped with a radar. The distance is obtained from the phase of each peak. Equation 32 and Equation 35
Let α be the phase difference obtained in step (2), and the distance is (KR0 + K
L0) / 2, which can be calculated by Expression 36.

【式36】 また、方位角度は、数式32と数式33との振幅比をH
とすると、数式37の関係があるから、これより(KR
0−KL0)を求め、数式18を利用して計算できる。
(Equation 36) Further, the azimuth angle is obtained by calculating the amplitude ratio between Expression 32 and Expression 33 as H
Then, since there is a relationship of Expression 37, (KR
0−KL0), and can be calculated using equation (18).

【式37】 本実施形態2で、静止物の位置を算出する方法は、実施
形態1と同じであり、信号処理プロセッサ110の処理
内容にも大きな変更はない。実施形態1の全体の処理手
順を示す図7のフローチャートにおいて、ステップ70
4の時間的に変調周波数を変える部分の演算が不要にな
ることを除けば、実施形態1と同じであるので、詳細な
説明を省略する。
[Equation 37] In the second embodiment, the method of calculating the position of the stationary object is the same as that of the first embodiment, and there is no significant change in the processing contents of the signal processor 110. In the flowchart of FIG. 7 showing the overall processing procedure of the first embodiment, step 70
4 is the same as that of the first embodiment except that the calculation of the portion for changing the modulation frequency over time is unnecessary, and thus detailed description is omitted.

【0070】本実施形態2の特徴は、実施形態1の特徴
に加え、実施形態1で必要とされた時間的に変調周波数
を変える部分で採取された信号の和演算および差演算を
ハードウェアで実行するため、ソフトウェアの負荷が軽
減され、処理を高速化できることである。本実施形態2
でも、静止物および移動物の位置を検出できる車載型レ
ーダ装置を提供できる。
The feature of the second embodiment is that, in addition to the features of the first embodiment, the sum operation and the difference operation of the signals collected in the portion where the modulation frequency is changed with time required in the first embodiment are performed by hardware. Since the execution is performed, the load on the software is reduced, and the processing can be sped up. Embodiment 2
However, an on-vehicle radar device capable of detecting the positions of a stationary object and a moving object can be provided.

【0071】[0071]

【実施形態3】本発明の実施形態3は、時間的に周波数
を変化させる部分で、レーダ搭載車の速度または最も観
測したい対象までの距離に応じて、傾きΔf/Δtおよ
び−Δf/Δtの値を制御することに特徴がある。レー
ダ搭載車の速度または対象までの距離は、一つ前の測定
値を使う。
[Embodiment 3] Embodiment 3 of the present invention is a portion for changing the frequency over time, in which the slopes Δf / Δt and −Δf / Δt are changed according to the speed of the radar-equipped vehicle or the distance to the object to be observed most. It is characterized by controlling the value. The speed of the radar-equipped vehicle or the distance to the target uses the previous measurement value.

【0072】傾きΔf/Δtが大きいほど検出される周
波数推移が大きくなり、検出精度が向上する。しかし、
Δtが一定ならば、観測できる往復時間すなわち対象ま
での最大検出距離に制限がある。一方、対象が静止物の
場合は、搭載車の速度が速いほど、また、対象までの距
離が小さいほど危険性が高いから、高い検出精度が要求
される。
The larger the slope Δf / Δt is, the larger the detected frequency transition becomes, and the higher the detection accuracy is. But,
If Δt is constant, there is a limit to the observable round trip time, that is, the maximum detection distance to the target. On the other hand, when the target is a stationary object, higher detection accuracy is required because the higher the speed of the mounted vehicle and the shorter the distance to the target, the higher the risk.

【0073】このため、検出精度と検出距離や危険性と
の関係に応じて、傾きΔf/Δtの値を予め設定してお
き、信号処理プロセッサ110から任意波形発生器11
1にこの値を転送する。
Therefore, the value of the gradient Δf / Δt is set in advance in accordance with the relationship between the detection accuracy, the detection distance, and the danger, and the signal processing processor 110 sends the arbitrary waveform generator 11
Transfer this value to 1.

【0074】フローチャート上では、図7のステップ7
09において危険性を判定した段階で、次の測定に使う
Δf/Δtと−Δf/Δtとを設定する。
In the flowchart, step 7 in FIG.
At the stage where the risk is determined in step 09, Δf / Δt and −Δf / Δt used for the next measurement are set.

【0075】本実施形態3では、検出対象の危険性に応
じて、検出精度を調整できるメリットがある。
The third embodiment has an advantage that the detection accuracy can be adjusted according to the danger of the detection target.

【0076】[0076]

【実施形態4】本発明の実施形態4は、これまでの実施
形態1,2,3が時間的に周波数を変化させる部分の反
射波の情報から静止物のみを検知していたのに対して、
静止物とともに移動物も検出する実施形態である。時間
的に一定な複数の変調周波数を切り替える方式でも移動
物は、検出可能であるが、さらに、時間的に周波数を変
化させる部分の反射波の情報から移動物を検出し、両者
を比較をすると、検出の信頼性が向上する。
Fourth Embodiment A fourth embodiment of the present invention is different from the first, second, and third embodiments in that only a stationary object is detected from information of a reflected wave in a portion whose frequency changes with time. ,
This is an embodiment in which a moving object is detected together with a stationary object. Moving objects can be detected by a method that switches a plurality of modulation frequencies that are constant over time.However, if moving objects are detected from information on reflected waves in the part that changes the frequency over time, moving objects can be compared. Thus, the reliability of detection is improved.

【0077】時間的に周波数を変化させる部分の反射波
の情報から移動物を検出する方法を説明する。時間的に
周波数を変化させる部分の反射波の和,差を求めた結果
である数式25から数式28は、前述のように、あるド
ップラ周波数を中心として対称の位置に周波数ピークが
あることを示している。この中心となるドップラ周波数
は、時間的に一定な複数の変調周波数を切り替える方式
の周波数分析結果から得られる。これらのピークは、静
止物のみならず、移動物にもある。これまでの実施形態
1,2,3では、ドップラピークのうち、車速に近いピ
ークから静止物ピークを探した。
A method for detecting a moving object from information of a reflected wave at a portion where the frequency is temporally changed will be described. Equations (25) to (28), which are the results of calculating the sum and difference of the reflected waves in the part that changes the frequency over time, indicate that there is a frequency peak at a symmetrical position with respect to a certain Doppler frequency as described above. ing. The center Doppler frequency is obtained from a frequency analysis result of a method of switching a plurality of modulation frequencies that are constant over time. These peaks are found not only in stationary objects but also in moving objects. In the first, second, and third embodiments, the stationary object peak is searched for from the peak close to the vehicle speed among the Doppler peaks.

【0078】本実施形態4では、移動物のピークも用
い、数式25と数式28で対称となるものを用いる。ピ
ークの振幅,位相から移動物の距離,方位角度を計算す
る手法は、静止物と同じなので、説明を省略する。時間
的に一定な複数の変調周波数を切り替える方式による移
動物位置と、時間的に周波数を変化させる部分の反射波
の情報から得た移動物位置とを平均しまたは比較する
と、検出の信頼性が向上する。
In the fourth embodiment, the peak of the moving object is also used, and a symmetrical one is used in Expressions 25 and 28. The method of calculating the distance and the azimuth angle of the moving object from the peak amplitude and phase is the same as that of the stationary object, and thus the description is omitted. By averaging or comparing the position of a moving object based on the method of switching a plurality of modulation frequencies that are constant over time and the position of a moving object obtained from information on the reflected wave of the portion that changes the frequency over time, the reliability of detection is improved. improves.

【0079】[0079]

【実施形態5】本発明の実施形態5は、これまでの実施
形態1,2,3,4が時間とともに周波数を変える傾き
をΔf/Δtと−Δf/Δtとの二つを使用したのに対
して、どちらか一つを使うことに特徴がある。時間的に
周波数の変更がない2周波CW方式の結果から静止物の
ドップラピークを検出できることは、すでに述べた。
Embodiment 5 Embodiment 5 of the present invention is different from Embodiments 1, 2, 3, and 4 in that the gradients that change the frequency with time are two, that is, Δf / Δt and −Δf / Δt. On the other hand, there is a feature in using either one. As described above, the Doppler peak of a stationary object can be detected from the result of the two-frequency CW method in which the frequency is not changed with time.

【0080】本実施形態5では、Δf/Δtと−Δf/
Δtの一方の傾きで採取した周波数ピークを、複数回の
計測の間追跡して、静止物までの距離を求める。このピ
ークは、自車の進行と共に静止物に近づくから、複数回
そのピークの距離を記憶して追跡し、その距離の減少が
自車の進行の進行にともない近づく物を静止物と判断
し、その位置を求める。
In the fifth embodiment, Δf / Δt and −Δf /
The frequency peak collected at one slope of Δt is tracked during a plurality of measurements to determine the distance to a stationary object. Since this peak approaches a stationary object with the progress of the own vehicle, the distance of the peak is stored and tracked a plurality of times, and an object whose decrease in the distance approaches as the own vehicle advances advances is determined to be a stationary object. Find its position.

【0081】本実施形態5は、複数回の計測で静止物を
検知するため、これまでの実施形態1,2,3,4のよ
うに1回の測定では、位置を検出できないが、検出信号
の数が減少し、計算処理が容易になるという意味では、
大きなメリットがある。
In the fifth embodiment, since a stationary object is detected by a plurality of measurements, the position cannot be detected by one measurement as in the first, second, third, and fourth embodiments. In the sense that the number of
There are great benefits.

【0082】[0082]

【実施形態6】図10は、本発明の実施形態6の変調周
波数と信号検出のタイミングとの関係を説明するタイム
チャートである。本実施形態6は、1回のサンプリング
タイミングで左右アンテナの検出データの両方を採取す
ることに特徴がある。
Embodiment 6 FIG. 10 is a time chart for explaining the relationship between the modulation frequency and the timing of signal detection according to Embodiment 6 of the present invention. The sixth embodiment is characterized in that both detection data of the left and right antennas are collected at one sampling timing.

【0083】本実施形態6では、実施形態1におけるA
/D変換器107,108が、例えば、周波数f1でR
1とL1の左右アンテナからの反射信号を同時にA/D
変換するようにする。A/D変換器から波形メモリ10
9への転送は、同時にできないので、一つが終わってか
らもう一つのデータを送る。このようにすると、データ
R2とL2,R0pとL0p,R0mとL0mを同時に
採取でき、図10に示すように、実施形態1の半分の時
間でデータを採取でき、高速化が可能となる。
In the sixth embodiment, the A
The / D converters 107 and 108 output, for example, R at the frequency f1.
A / D simultaneously reflected signals from left and right antennas 1 and L1
Convert it. A / D converter to waveform memory 10
Since transfer to 9 cannot be performed at the same time, another data is sent after one is completed. In this way, the data R2 and L2, R0p and L0p, and R0m and L0m can be sampled at the same time, and as shown in FIG. 10, data can be sampled in half the time of the first embodiment, and the speed can be increased.

【0084】実施形態2に実施形態6を適用した場合
も、和と差のデータを同時に採取できるので、同じ効果
が得られる。
When the sixth embodiment is applied to the second embodiment, since the sum and difference data can be collected simultaneously, the same effect can be obtained.

【0085】[0085]

【発明の効果】本発明によれば、時間的に一定の2周波
数を用いて、移動物の位置を検出するとともに、移動物
および静止物のドップラ周波数を用いて、相対速度を検
出できる。さらに、検出した静止物のドップラ周波数
と、時間的に周波数を変化させた変調波の周波数のピー
クとを用いて、静止物の位置を検出できる。したがっ
て、従来は難しかった静止物および移動物の位置を各々
分離して高精度に検出可能な車載型レーダ装置が得られ
る。
According to the present invention, the position of a moving object can be detected using two temporally constant frequencies, and the relative speed can be detected using the Doppler frequencies of a moving object and a stationary object. Furthermore, the position of the stationary object can be detected using the detected Doppler frequency of the stationary object and the frequency peak of the modulated wave whose frequency has been temporally changed. Therefore, it is possible to obtain an on-vehicle radar device that can separate the positions of a stationary object and a moving object, which are conventionally difficult, and can detect the positions with high accuracy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明によるレーダ装置の実施形態1の基本構
成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of a first embodiment of a radar apparatus according to the present invention.

【図2】レーダ装置100を車の前方に設置した状態の
一例を示す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a state where a radar apparatus 100 is installed in front of a vehicle.

【図3】車に搭載されたレーダ装置100の外観の一例
を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an example of an appearance of a radar device 100 mounted on a vehicle.

【図4】実施形態1において、発振器101から発振さ
れる信号の周波数と反射波を検出するタイミングとの関
係を説明するタイムチャートである。
FIG. 4 is a time chart illustrating a relationship between a frequency of a signal oscillated from an oscillator 101 and a timing of detecting a reflected wave in the first embodiment.

【図5】実施形態1で高速フーリエ変換した周波数分析
結果の一例を示す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a frequency analysis result obtained by performing a fast Fourier transform in the first embodiment.

【図6】静止物ドップラ周波数と和信号および差信号の
ピーク周波数との関係を示す図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a relationship between a stationary object Doppler frequency and peak frequencies of a sum signal and a difference signal.

【図7】信号処理プロセッサ110における処理手順を
示すフローチャートである。
FIG. 7 is a flowchart showing a processing procedure in the signal processor 110.

【図8】図8は、本発明によるレーダ装置の実施形態1
の基本構成を示すブロック図である。
FIG. 8 is a first embodiment of a radar apparatus according to the present invention;
FIG. 2 is a block diagram showing a basic configuration of FIG.

【図9】実施形態2の変調周波数と信号検出のタイミン
グとの関係を説明するタイムチャートである。
FIG. 9 is a time chart illustrating a relationship between a modulation frequency and a signal detection timing according to the second embodiment.

【図10】実施形態6の変調周波数と信号検出のタイミ
ングとの関係を説明するタイムチャートである。
FIG. 10 is a time chart illustrating a relationship between a modulation frequency and a signal detection timing according to a sixth embodiment.

【符号の説明】 1 検出対象、 100 レーダ装置 101 発振器 102 送信アンテナ 103 受信アンテナ 104 受信アンテナ 105 ミキサ 106 ミキサ 107 A/D変換器 108 A/D変換器 109 波形メモリ 110 信号処理プロセッサ 112 表示器 111 任意波形発生器 113 車速センサ 114 和差演算回路[Description of Signs] 1 Detection target, 100 Radar device 101 Oscillator 102 Transmit antenna 103 Receive antenna 104 Receive antenna 105 Mixer 106 Mixer 107 A / D converter 108 A / D converter 109 Waveform memory 110 Signal processor 112 Display 111 Arbitrary waveform generator 113 Vehicle speed sensor 114 Sum-difference calculation circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5H180 AA01 CC12 CC14 CC15 LL01 LL04 LL07 LL08 5J070 AB08 AC01 AC02 AC06 AD02 AD06 AE01 AF03 AH25 AH31 AH35 AK22 BF03  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5H180 AA01 CC12 CC14 CC15 LL01 LL04 LL07 LL08 5J070 AB08 AC01 AC02 AC06 AD02 AD06 AE01 AF03 AH25 AH31 AH35 AK22 BF03

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 自車に搭載したレーダ装置から電波を放
射し反射波を処理して自車に対する他車または静止物の
位置と相対速度とを検出するレーダ装置において、 二つの発振周波数で交互に切り替えるとともに前記切り
替えの間に周波数変調する周波数制御手段を備えた発振
器と、 前記発振器からの電波を検出対象物に放射する送信アン
テナと、 前記検出対象物からの反射波を検出する複数個の受信ア
ンテナと、 前記発振信号と各受信信号とをそれぞれ混合する複数個
のミキサと、 前記周波数変調させた混合信号の和および差を求める演
算手段と、 各混合信号の周波数分布と位相分布とを求める分析手段
と、 各々の周波数分布と位相分布とを求めた結果から振幅が
ピークになる周波数とその位相とを求めるピーク位置決
定手段と、 二つの周波数で交互に切り替えた混合信号の前記ピーク
のうち切り替えた二つの周波数での位相差から対象まで
の距離を算出する距離算出手段と、 二つの周波数で交互に切り替えた混合信号のうち少なく
とも一つの周波数で複数の混合信号のピーク振幅比から
方位角度を求める方位角度決定手段と、 二つの周波数で交互に切り替えた混合信号の前記ピーク
のうち静止物の候補ピークを求める候補決定手段と、 時間的に周波数を変化させた混合信号の和または差信号
の前記ピークと前記静止物候補ピークとから静止物に対
応するピークを選定する選定手段と、 前記静止物候補ピークと周波数変調した混合信号の和ま
たは差信号の静止物に対応するピークとの周波数差から
検出対象物までの距離を求める距離算出手段と、 周波数変調して混合した和または差信号の静止物ピーク
で複数信号間のピーク振幅比から検出対象物までの方位
角度を求める方位角度演算手段と、 周波数変調して混合した和または差信号の静止物ピーク
の振幅比の符号から方位角度の符号を求める手段とを備
え、 移動物体および静止物体の位置および相対速度を検知す
ることを特徴とするレーダ装置。
1. A radar device for radiating radio waves from a radar device mounted on an own vehicle and processing reflected waves to detect the position and relative speed of another vehicle or a stationary object with respect to the own vehicle. An oscillator having frequency control means for performing frequency modulation during the switching, and a transmission antenna for radiating radio waves from the oscillator to a detection target; and a plurality of detecting antennas detecting reflected waves from the detection target. A receiving antenna, a plurality of mixers for respectively mixing the oscillation signal and each of the received signals, an arithmetic unit for obtaining a sum and a difference of the frequency-modulated mixed signals, and a frequency distribution and a phase distribution of each mixed signal. Analysis means for obtaining the frequency distribution and phase distribution, and peak position determination means for obtaining the frequency at which the amplitude peaks and the phase thereof from the result of obtaining the respective frequency distribution and phase distribution. Distance calculating means for calculating the distance to the target from the phase difference at the two switched frequencies among the peaks of the mixed signal alternately switched at the wave number; and at least one of the mixed signals alternately switched at the two frequencies Azimuth angle determining means for obtaining an azimuth angle from a peak amplitude ratio of a plurality of mixed signals at a frequency; candidate determining means for obtaining a candidate peak of a stationary object among the peaks of the mixed signal alternately switched at two frequencies; Selecting means for selecting a peak corresponding to a stationary object from the peak of the sum or difference signal and the stationary object candidate peak of the mixed signal whose frequency has been changed, and the sum of the stationary object candidate peak and the frequency-modulated mixed signal. Alternatively, distance calculating means for calculating the distance to the detection target from the frequency difference between the peak of the difference signal and the peak corresponding to the stationary object, and a frequency-modulated mixed sum. Azimuth angle calculation means for obtaining an azimuth angle from a peak amplitude ratio between a plurality of signals at a stationary object peak of a difference signal to an object to be detected, and an amplitude ratio of a stationary object peak of a sum or difference signal mixed by frequency modulation. Means for obtaining a sign of the azimuth angle from the sign, and detecting positions and relative velocities of a moving object and a stationary object.
【請求項2】 自車に搭載したレーダ装置から電波を放
射し反射波を処理して自車に対する他車または静止物の
位置と相対速度とを検出するレーダ装置において、 二つの発振周波数で交互に切り替えるとともに前記切り
替えの間に周波数変調する周波数制御手段を備えた発振
器と、 前記発振器からの電波を検出対象物に放射する送信アン
テナと、 前記検出対象物からの反射波を検出する複数個の受信ア
ンテナと、 各受信アンテナの受信信号間の和と差を演算する演算手
段と、 前記発振信号と各受信信号とをそれぞれ混合する複数個
のミキサと、 前記周波数変調させた混合信号の和および差を求める演
算手段と、 各混合信号の周波数分布と位相分布とを求める分析手段
と、 各々の周波数分布と位相分布とを求めた結果から振幅が
ピークになる周波数とその位相とを求めるピーク位置決
定手段と、 二つの周波数で交互に切り替えた混合信号の前記ピーク
のうち切り替えた二つの周波数での位相差から対象まで
の距離を算出する距離算出手段と、 二つの周波数で交互に切り替えた混合信号のうち少なく
とも一つの周波数で複数の混合信号のピーク振幅比から
方位角度を求める方位角度決定手段と、 二つの周波数で交互に切り替えた混合信号の前記ピーク
のうち静止物の候補ピークを求める候補決定手段と、 時間的に周波数を変化させた混合信号の和または差信号
の前記ピークと前記静止物候補ピークとから静止物に対
応するピークを選定する選定手段と、 前記静止物候補ピークと周波数変調した混合信号の和ま
たは差信号の静止物に対応するピークとの周波数差から
検出対象物までの距離を求める距離算出手段と、 周波数変調して混合した和または差信号の静止物ピーク
で複数信号間のピーク振幅比から検出対象物までの方位
角度を求める方位角度演算手段と、 周波数変調して混合した和または差信号の静止物ピーク
の振幅比の符号から方位角度の符号を求める手段とを備
え、 移動物体および静止物体の位置および相対速度を検知す
ることを特徴とするレーダ装置。
2. A radar device which emits radio waves from a radar device mounted on the own vehicle and processes reflected waves to detect the position and relative speed of another vehicle or a stationary object with respect to the own vehicle. An oscillator having frequency control means for performing frequency modulation during the switching, and a transmission antenna for radiating radio waves from the oscillator to a detection target; and a plurality of detecting antennas detecting reflected waves from the detection target. A receiving antenna, calculating means for calculating a sum and a difference between received signals of the respective receiving antennas, a plurality of mixers for mixing the oscillation signal and the respective received signals, and a sum of the frequency-modulated mixed signal and Calculating means for calculating the difference, analyzing means for determining the frequency distribution and phase distribution of each mixed signal, and amplitude peaking from the result of determining each frequency distribution and phase distribution. Peak position determining means for determining a frequency and its phase; distance calculating means for calculating a distance to a target from a phase difference at the two switched frequencies among the peaks of the mixed signal alternately switched at the two frequencies; Azimuth angle determining means for obtaining an azimuth angle from a peak amplitude ratio of a plurality of mixed signals at at least one of the mixed signals alternately switched at two frequencies; and Candidate determining means for obtaining a candidate peak of a stationary object, and selecting means for selecting a peak corresponding to a stationary object from the peak of the sum or difference signal of the mixed signal of which the frequency is temporally changed and the candidate peak of the stationary object. From the frequency difference between the stationary object candidate peak and the peak corresponding to the stationary object of the sum or difference signal of the frequency-modulated mixed signal to the detection target Azimuth angle calculating means for obtaining an azimuth angle from a peak amplitude ratio between a plurality of signals at a stationary object peak of a frequency-modulated sum or difference signal to an object to be detected; Means for obtaining the sign of the azimuth angle from the sign of the amplitude ratio of the stationary object peak of the sum or difference signal mixed together, and detecting the positions and relative velocities of the moving object and the stationary object.
【請求項3】 請求項1または2に記載のレーダ装置に
おいて、 前記検出対象物までの距離と方位角度とを複数検出信号
の組み合わせで演算し平均値を求める演算手段を備えた
ことを特徴とするレーダ装置。
3. The radar device according to claim 1, further comprising a calculating unit that calculates a distance to the detection target and an azimuth angle using a combination of a plurality of detection signals to obtain an average value. Radar equipment.
【請求項4】 請求項1ないし3のいずれか一項に記載
のレーダ装置において、 前記発振器の周波数変調における時間と周波数との関係
を検出対象物までの距離と自車速度とに応じて予め設定
しておく設定手段を備えたことを特徴とするレーダ装
置。
4. The radar device according to claim 1, wherein a relationship between time and frequency in frequency modulation of the oscillator is determined in advance according to a distance to a detection target and a vehicle speed. A radar apparatus comprising setting means for setting.
【請求項5】 請求項1ないし4のいずれか一項に記載
のレーダ装置において、 前記発振器の周波数制御手段が、計算機であることを特
徴とするレーダ装置。
5. The radar device according to claim 1, wherein the frequency control means of the oscillator is a computer.
【請求項6】 請求項1ないし4のいずれか一項に記載
のレーダ装置において、 混合信号の和および差を求める前記演算手段が、計算機
であることを特徴とするレーダ装置。
6. The radar apparatus according to claim 1, wherein said calculating means for calculating the sum and difference of the mixed signals is a computer.
【請求項7】 請求項1ないし6のいずれか一項に記載
のレーダ装置において、 発振周波数を二つの周波数で交互に切り替えて得た移動
物の位置または周波数変調により得た移動物および静止
物の位置を平均化しまたは比較して測定の信頼性を上げ
る演算手段を備えたことを特徴とするレーダ装置。
7. The radar apparatus according to claim 1, wherein a position of a moving object obtained by alternately switching an oscillation frequency between two frequencies or a moving object and a stationary object obtained by frequency modulation. A radar device comprising arithmetic means for averaging or comparing the positions of the above to increase the reliability of the measurement.
【請求項8】 請求項1,2,4,5のいずれか一項に
記載のレーダ装置において、 時間経過とともに正または負の方向に周波数変調して得
た静止物の位置を複数計測回数にわたって追跡する追跡
手段を設けたことを特徴とするレーダ装置。
8. The radar apparatus according to claim 1, wherein the position of a stationary object obtained by frequency-modulating in a positive or negative direction over time is measured over a plurality of times. A radar device provided with a tracking means for tracking.
【請求項9】 請求項1ないし8のいずれか一項に記載
のレーダ装置において、 左右のアンテナで得た反射信号または左右のアンテナで
得た反射信号の和と差の信号を同時にアナログ−デジタ
ル変換するA/D変換器を備えたことを特徴とするレー
ダ装置。
9. The radar device according to claim 1, wherein the reflected signals obtained by the left and right antennas or the sum and difference signals of the reflected signals obtained by the left and right antennas are simultaneously analog-digital. A radar device comprising an A / D converter for conversion.
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