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JP2020165784A - Target detector, system, program, and method - Google Patents

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JP2020165784A JP2019066052A JP2019066052A JP2020165784A JP 2020165784 A JP2020165784 A JP 2020165784A JP 2019066052 A JP2019066052 A JP 2019066052A JP 2019066052 A JP2019066052 A JP 2019066052A JP 2020165784 A JP2020165784 A JP 2020165784A
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Abstract

To distinguish a moving target from a stationary target in detecting the moving target, and reduce a calculation load, a storage load, and a consumption load.SOLUTION: A target detector 1 includes: a beat signal acquisition unit 11 for acquiring a beat signal between sending-receiving signals of an FMCW radar; a differential signal calculation unit 12 for calculating a differential signal between beat signals with different sending-receiving cycles; and a moving target detection unit 13 for detecting the presence of a moving target in a detection distance range when the intensity of the differential signal is at least a predetermined signal intensity, and detecting the absence of a moving target in the detection distance range when the intensity of the differential signal is lower than the predetermined signal intensity.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は、FMCWレーダを利用して、移動物標を検知する技術に関する。 The present disclosure relates to a technique for detecting a moving object using an FMCW radar.

FMCWレーダを利用して、物標を検知する技術が、特許文献1等に開示されている。周波数掃引された送信信号と、物標から反射された受信信号と、の間のビート信号の周波数が低く/高く計測されるほど、物標距離が短く/長く計測される。 A technique for detecting a target using an FMCW radar is disclosed in Patent Document 1 and the like. The lower / higher the frequency of the beat signal between the frequency-swept transmission signal and the reception signal reflected from the target, the shorter / longer the target distance is measured.

特開平11−271429号公報JP-A-11-271429

特許文献1では、移動物標を検知するために、異なる送受信周期において、ビート信号を周波数変換し、物標距離のスペクトルを比較する。しかし、移動物標が存在するし、静止物標も存在するときには、物標距離のスペクトルにおいて、静止物標が移動物標に重畳するため、移動物標を静止物標と区別することが困難である。そして、移動物標が存在しないが、静止物標のみが存在するときでも、毎回の送受信周期において、ビート信号を周波数変換するため、計算負荷、記憶容量及び消費電力を低減することが困難である。 In Patent Document 1, in order to detect a moving target, beat signals are frequency-converted in different transmission / reception cycles, and the spectrum of the target distance is compared. However, when a moving target is present and a stationary target is also present, it is difficult to distinguish the moving target from the stationary target because the stationary target is superimposed on the moving target in the spectrum of the target distance. Is. Further, even when there is no moving target but only a stationary target, it is difficult to reduce the calculation load, the storage capacity, and the power consumption because the beat signal is frequency-converted in each transmission / reception cycle. ..

そこで、前記課題を解決するために、本開示は、移動物標を検知するにあたり、移動物標を静止物標と区別し、計算負荷、記憶容量及び消費電力を低減することを目的とする。 Therefore, in order to solve the above-mentioned problems, it is an object of the present disclosure to distinguish a moving object from a stationary object and reduce a calculation load, a storage capacity and a power consumption in detecting a moving object.

前記課題を解決するために、異なる送受信周期のビート信号間の差分信号を算出し、差分信号の強度に基づいて、移動物標の存否を検知することとした。あえて、異なる送受信周期のビート信号を周波数変換し、物標距離のスペクトルに基づいて、移動物標の存否を検知する必要はない。ここで、移動物標については、異なる送受信周期のビート信号が時間変化するため、差分信号の強度が有限値となる。しかし、静止物標については、異なる送受信周期のビート信号が時間変化しないため、差分信号の強度がほぼ0となる。 In order to solve the above problem, it was decided to calculate the difference signal between the beat signals of different transmission / reception cycles and detect the presence / absence of the moving object target based on the strength of the difference signal. It is not necessary to dare to frequency-convert beat signals having different transmission / reception cycles and detect the presence / absence of a moving target based on the spectrum of the target distance. Here, for the moving object, the strength of the difference signal becomes a finite value because the beat signals of different transmission / reception cycles change with time. However, for the stationary object target, the strength of the difference signal becomes almost 0 because the beat signals of different transmission / reception cycles do not change with time.

具体的には、本開示は、FMCWレーダの送受信信号間のビート信号を取得するビート信号取得部と、異なる送受信周期の前記ビート信号間の差分信号を算出する差分信号算出部と、前記差分信号の強度が所定信号強度以上であるときに、検知距離範囲内に移動物標が存在することを検知し、前記差分信号の強度が前記所定信号強度より低いときに、前記検知距離範囲内に前記移動物標が存在しないことを検知する移動物標検知部と、を備えることを特徴とする物標検知装置である。 Specifically, the present disclosure discloses a beat signal acquisition unit that acquires beat signals between transmission and reception signals of an FMCW radar, a difference signal calculation unit that calculates a difference signal between the beat signals having different transmission and reception cycles, and the difference signal. When the intensity of is equal to or greater than the predetermined signal intensity, it is detected that a moving object is present within the detection distance range, and when the intensity of the difference signal is lower than the predetermined signal intensity, the said is within the detection distance range. The target detection device is provided with a moving target detection unit for detecting the absence of a moving target.

また、本開示は、以上に記載の物標検知装置と、前記FMCWレーダのレーダ送受信装置と、を備えることを特徴とする物標検知システムである。 Further, the present disclosure is a target detection system including the target detection device described above and the radar transmission / reception device of the FMCW radar.

また、本開示は、FMCWレーダの送受信信号間のビート信号を取得するビート信号取得ステップと、異なる送受信周期の前記ビート信号間の差分信号を算出する差分信号算出ステップと、前記差分信号の強度が所定信号強度以上であるときに、検知距離範囲内に移動物標が存在することを検知し、前記差分信号の強度が前記所定信号強度より低いときに、前記検知距離範囲内に前記移動物標が存在しないことを検知する移動物標検知ステップと、を順にコンピュータに実行させるための物標検知プログラムである。 Further, in the present disclosure, the beat signal acquisition step of acquiring the beat signal between the transmission / reception signals of the FMCW radar, the difference signal calculation step of calculating the difference signal between the beat signals of different transmission / reception cycles, and the strength of the difference signal are described. When the signal strength is equal to or higher than the predetermined signal strength, it is detected that a moving target is present within the detection distance range, and when the strength of the difference signal is lower than the predetermined signal strength, the moving target is within the detection distance range. This is a target detection program for causing a computer to execute a moving target detection step for detecting the absence of a signal.

また、本開示は、FMCWレーダの送受信信号間のビート信号を取得するビート信号取得ステップと、異なる送受信周期の前記ビート信号間の差分信号を算出する差分信号算出ステップと、前記差分信号の強度が所定信号強度以上であるときに、検知距離範囲内に移動物標が存在することを検知し、前記差分信号の強度が前記所定信号強度より低いときに、前記検知距離範囲内に前記移動物標が存在しないことを検知する移動物標検知ステップと、を順に備えることを特徴とする物標検知方法である。 Further, in the present disclosure, the beat signal acquisition step of acquiring the beat signal between the transmission / reception signals of the FMCW radar, the difference signal calculation step of calculating the difference signal between the beat signals of different transmission / reception cycles, and the strength of the difference signal are described. When the signal strength is equal to or higher than the predetermined signal strength, it is detected that a moving target is present within the detection distance range, and when the strength of the difference signal is lower than the predetermined signal strength, the moving target is within the detection distance range. This is a target detection method characterized in that a moving target detection step for detecting the absence of is provided in order.

これらの構成によれば、移動物標を検知するにあたり、移動物標を静止物標と区別し、計算負荷、記憶容量及び消費電力を低減することができる。 According to these configurations, when detecting a moving object, the moving object can be distinguished from the stationary object, and the calculation load, the storage capacity, and the power consumption can be reduced.

また、本開示は、前記移動物標検知部は、前記異なる送受信周期の前記ビート信号間において、ビート周波数が同一でありビート位相が異なるときに、前記検知距離範囲内に移動することなく回転する又は振動する回転/振動物標が存在することを検知することを特徴とする物標検知装置である。 Further, in the present disclosure, the moving object detection unit rotates without moving within the detection distance range when the beat frequencies are the same and the beat phases are different between the beat signals having different transmission / reception cycles. Alternatively, it is a target detection device characterized in that it detects the presence of a vibrating rotation / vibration target.

物標距離が変化しない回転/振動物標についても、異なる送受信周期のビート信号が時間変化するため、差分信号の強度が有限値となる。よって、差分信号の強度のみに基づいて、回転/振動物標を移動物標と区別することができない。しかし、この構成によれば、差分信号又はビート信号の周波数変換前に、異なる送受信周期のビート周波数が同一であることに基づいて、回転/振動物標を移動物標と区別することができる。 Even for a rotation / vibration target in which the target distance does not change, the strength of the difference signal becomes a finite value because the beat signals of different transmission / reception cycles change with time. Therefore, it is not possible to distinguish a rotating / vibrating target from a moving target based only on the strength of the difference signal. However, according to this configuration, the rotation / vibration target can be distinguished from the moving target based on the fact that the beat frequencies of different transmission / reception cycles are the same before the frequency conversion of the difference signal or the beat signal.

また、本開示は、前記移動物標検知部は、前記検知距離範囲内に前記移動物標が存在することを検知したときに、前記差分信号又は前記ビート信号を周波数変換し、前記移動物標までの距離である移動物標距離を計測し、前記検知距離範囲内に前記移動物標が存在しないことを検知したときに、前記差分信号又は前記ビート信号の周波数変換を中止し、前記移動物標距離の計測を中止することを特徴とする物標検知装置である。 Further, in the present disclosure, when the moving object detection unit detects that the moving object exists within the detection distance range, the moving object target detects the difference signal or the beat signal by frequency conversion, and the moving object target. When the moving object target distance, which is the distance to the moving object, is measured and it is detected that the moving object target does not exist within the detection distance range, the frequency conversion of the difference signal or the beat signal is stopped, and the moving object is stopped. It is a target detection device characterized by stopping the measurement of the target distance.

この構成によれば、移動物標を検知したときのみ、差分信号又はビート信号を周波数変換するため、計算負荷、記憶容量及び消費電力を低減することができる。 According to this configuration, since the difference signal or the beat signal is frequency-converted only when a moving object is detected, the calculation load, the storage capacity, and the power consumption can be reduced.

また、本開示は、前記移動物標検知部は、前記異なる送受信周期での前記移動物標距離が同一であるときに、前記検知距離範囲内に移動することなく回転する又は振動する回転/振動物標が存在することを検知し、前記異なる送受信周期での前記移動物標距離が異なるときに、前記検知距離範囲内に移動する前記移動物標が存在することを検知することを特徴とする物標検知装置である。 Further, in the present disclosure, the moving object detection unit rotates or vibrates without moving within the detection distance range when the moving object target distances in the different transmission / reception cycles are the same. It is characterized in that it detects the existence of a target and detects the existence of the moving target moving within the detection distance range when the moving target distances in the different transmission / reception cycles are different. It is a target detection device.

物標距離が変化しない回転/振動物標についても、異なる送受信周期のビート信号が時間変化するため、差分信号の強度が有限値となる。よって、差分信号の強度のみに基づいて、回転/振動物標を移動物標と区別することができない。しかし、この構成によれば、差分信号又はビート信号の周波数変換後に、異なる送受信周期の移動物標距離が同一であることに基づいて、回転/振動物標を移動物標と区別することができる。 Even for a rotation / vibration target in which the target distance does not change, the strength of the difference signal becomes a finite value because the beat signals of different transmission / reception cycles change with time. Therefore, it is not possible to distinguish a rotating / oscillating target from a moving target based solely on the strength of the difference signal. However, according to this configuration, after frequency conversion of the difference signal or the beat signal, the rotation / vibration target can be distinguished from the moving target based on the fact that the moving object distances of different transmission / reception cycles are the same. ..

また、本開示は、前記移動物標検知部は、前記差分信号又は前記ビート信号に対するサンプリング周波数及び変調周波数を調整し、前記移動物標距離に対する計測分解能及び計測範囲を調整することを特徴とする物標検知装置である。 Further, the present disclosure is characterized in that the moving object detection unit adjusts the sampling frequency and the modulation frequency for the difference signal or the beat signal, and adjusts the measurement resolution and the measurement range for the moving object distance. It is a target detection device.

この構成によれば、差分信号又はビート信号のサンプリング周波数を低周波数に設定することにより、差分信号又はビート信号の周波数変換の次数を増大させなくても、計測分解能を近距離及び遠距離で向上させることができる。そして、差分信号又はビート信号の変調周波数を低周波数/高周波数に設定することにより、つまり、計測範囲の下限を近距離/遠距離に設定することにより、差分信号又はビート信号の周波数変換の次数を増大させなくても、計測分解能を近距離/遠距離で向上させることができる。 According to this configuration, by setting the sampling frequency of the difference signal or the beat signal to a low frequency, the measurement resolution is improved at a short distance and a long distance without increasing the order of frequency conversion of the difference signal or the beat signal. Can be made to. Then, by setting the modulation frequency of the difference signal or beat signal to low frequency / high frequency, that is, by setting the lower limit of the measurement range to short distance / long distance, the order of frequency conversion of the difference signal or beat signal. The measurement resolution can be improved at a short distance / a long distance without increasing the frequency.

また、本開示は、前記移動物標検知部は、所定距離範囲内に含まれない前記移動物標距離を破棄し出力せず、前記所定距離範囲内に含まれる前記移動物標距離を採用し出力することを特徴とする物標検知装置である。 Further, in the present disclosure, the moving object target detection unit does not discard and output the moving object target distance that is not included in the predetermined distance range, but adopts the moving object target distance that is included in the predetermined distance range. It is a target detection device characterized by outputting.

この構成によれば、近距離/遠距離のみを検知対象とするときに、又は、遠距離/近距離に雑音源があるときに、近距離/遠距離のみを採用し出力することができる。 According to this configuration, when only a short distance / long distance is to be detected, or when there is a noise source at a long distance / short distance, only the short distance / long distance can be adopted and output.

このように、本開示は、移動物標を検知するにあたり、移動物標を静止物標と区別し、計算負荷、記憶容量及び消費電力を低減することができる。 As described above, in the present disclosure, when detecting a moving object, the moving object can be distinguished from the stationary object, and the calculation load, the storage capacity and the power consumption can be reduced.

本開示の物標検知システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the object detection system of this disclosure. 本開示の物標検知処理の手順を示す図である。It is a figure which shows the procedure of the object detection processing of this disclosure. 本開示の物標検知処理の具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of the target detection process of this disclosure. 本開示の物標検知処理の具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of the target detection process of this disclosure. 本開示の物標検知処理の具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of the target detection process of this disclosure. 本開示の物標検知処理の具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of the target detection process of this disclosure. 本開示の移動物標検知部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the moving object detection part of this disclosure. 本開示の移動物標距離の出力を示す図である。It is a figure which shows the output of the moving object reference distance of this disclosure.

添付の図面を参照して本開示の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本開示の実施の例であり、本開示は以下の実施形態に制限されるものではない。 Embodiments of the present disclosure will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below are examples of embodiments of the present disclosure, and the present disclosure is not limited to the following embodiments.

本開示の物標検知システムの構成を図1に示す。物標検知システムSは、物標検知装置1及びFMCWレーダ送受信装置2から構成される。物標検知装置1は、ビート信号取得部11、差分信号算出部12及び移動物標検知部13から構成され、図2に示す物標検出プログラムをインストールされる。FMCWレーダ送受信装置2は、PLL回路21、発振器22、分配器23、増幅器24、ローパスフィルタ25、送信アンテナ26、受信アンテナ27、増幅器28、増幅器29、ミキサ回路30、キャリブレータ31I、31Q、A/D変換器32及び位相変調器33から構成される。 The configuration of the target detection system of the present disclosure is shown in FIG. The target detection system S includes a target detection device 1 and an FMCW radar transmission / reception device 2. The target detection device 1 is composed of a beat signal acquisition unit 11, a difference signal calculation unit 12, and a moving target detection unit 13, and is installed with the target detection program shown in FIG. The FMCW radar transmitter / receiver 2 includes a PLL circuit 21, an oscillator 22, a distributor 23, an amplifier 24, a low-pass filter 25, a transmitting antenna 26, a receiving antenna 27, an amplifier 28, an amplifier 29, a mixer circuit 30, a calibrator 31I, 31Q, A /. It is composed of a D converter 32 and a phase modulator 33.

PLL回路21は、物標検知装置1の制御信号により、発振器22を制御する。発振器22は、PLL回路21の制御信号により、周波数掃引された送信信号を生成する。分配器23は、増幅器24及び増幅器29に対して、周波数掃引された送信信号を分配する。増幅器24は、周波数掃引された送信信号を増幅する。ローパスフィルタ25は、周波数掃引された送信信号から、必要な低周波数成分のみを通過させ、不要な高周波数成分を除去する。送信アンテナ26は、周波数掃引された送信信号を照射する。 The PLL circuit 21 controls the oscillator 22 by the control signal of the target detection device 1. The oscillator 22 generates a frequency-swept transmission signal based on the control signal of the PLL circuit 21. The distributor 23 distributes the frequency-swept transmission signal to the amplifier 24 and the amplifier 29. The amplifier 24 amplifies the frequency-swept transmission signal. The low-pass filter 25 passes only the necessary low-frequency components from the frequency-swept transmission signal and removes the unnecessary high-frequency components. The transmitting antenna 26 irradiates the frequency-swept transmission signal.

受信アンテナ27は、物標Tから反射された反射信号を受信する。増幅器28は、物標Tから反射された反射信号を増幅する。増幅器29は、周波数掃引された送信信号を増幅する。ミキサ回路30は、周波数掃引された送信信号LOと、物標Tから反射された反射信号RFと、の間のビート信号のI、Q成分IF I、IF Qを出力する。キャリブレータ31I、31Qは、物標検知装置1の制御信号DC CALにより、ビート信号のI、Q成分IF I、IF Qから直流近傍の周波数成分を除去し、ビート信号のI、Q成分CAL I、CAL Qをダイナミックレンジ内に収める。A/D変換器32は、ビート信号のI、Q成分CAL I、CAL QをA/D変換し、ビート信号のI、Q成分A/D I、A/D Qを出力する。位相変調器33は、物標検知装置1の制御信号DC CALにより、周波数掃引された送信信号及び物標Tから反射された反射信号の位相を変調し、ビート信号のI、Q成分IF I、IF Qから直流近傍の周波数成分を除去し、ビート信号のI、Q成分CAL I、CAL Qをダイナミックレンジ内に収める。 The receiving antenna 27 receives the reflected signal reflected from the target T. The amplifier 28 amplifies the reflected signal reflected from the target T. The amplifier 29 amplifies the frequency-swept transmission signal. The mixer circuit 30 outputs the I, Q components IF I, and IF Q of the beat signal between the frequency-swept transmission signal LO and the reflected signal RF reflected from the target T. The calibrators 31I and 31Q use the control signal DC CAL of the target detection device 1 to remove frequency components near DC from the I, Q components IF I and IF Q of the beat signal, and the I and Q components CAL I of the beat signal. Keep CAL Q within the dynamic range. The A / D converter 32 A / D-converts the I and Q components CAL I and CAL Q of the beat signal, and outputs the I and Q components A / D I and A / D Q of the beat signal. The phase modulator 33 modulates the phase of the frequency-swept transmission signal and the reflected signal reflected from the target T by the control signal DC CAL of the target detection device 1, and the I, Q component IF I, of the beat signal, The frequency component near the DC is removed from the IF Q, and the I, Q components CAL I, and CAL Q of the beat signal are kept within the dynamic range.

本開示の物標検知処理の手順を図2に示す。本開示の物標検知処理の具体例を図3から図6までに示す。ビート信号取得部11は、FMCWレーダの送受信信号間のビート信号のI、Q成分A/D I、A/D Qを取得する(ステップS1)。 The procedure of the target detection process of the present disclosure is shown in FIG. Specific examples of the target detection process of the present disclosure are shown in FIGS. 3 to 6. The beat signal acquisition unit 11 acquires the I, Q components A / D I, and A / D Q of the beat signal between the transmission / reception signals of the FMCW radar (step S1).

差分信号算出部12は、異なる送受信周期のビート信号のI、Q成分A/D I、A/D Q間の差分信号のI、Q成分SUB I、SUB Qを算出する(ステップS2)。なお、ステップS3については、図7を用いて後述する。次に、ステップS4からステップS11までについて、図3から図6までを用いて説明する。 The difference signal calculation unit 12 calculates the I, Q component A / D I of the beat signal of different transmission / reception cycles, and the I, Q component SUB I, and SUB Q of the difference signal between the A / D Q (step S2). Note that step S3 will be described later with reference to FIG. 7. Next, steps S4 to S11 will be described with reference to FIGS. 3 to 6.

図3では、移動物標検知部13は、差分信号のI、Q成分SUB I、SUB Qの強度が所定信号強度以上であるときに(ステップS4においてYES)、検知距離範囲内に移動物標が存在することを検知する(ステップS5)。そして、移動物標検知部13は、差分信号のI、Q成分SUB I、SUB Q又はビート信号のI、Q成分A/D I、A/D Qの周波数変換を実行し、移動物標距離の計測を実行する(ステップS6)。 In FIG. 3, when the intensities of the I, Q components SUB I, and SUB Q of the difference signal are equal to or higher than the predetermined signal intensities (YES in step S4), the moving object target detecting unit 13 is within the detection distance range. Is detected (step S5). Then, the moving object target detecting unit 13 executes frequency conversion of the difference signal I, Q component SUB I, SUB Q, or the beat signal I, Q component A / DI, A / D Q, and moves the moving object target distance. Is executed (step S6).

一方で、移動物標検知部13は、差分信号のI、Q成分SUB I、SUB Qの強度が所定信号強度より低いときに(ステップS4においてNO)、検知距離範囲内に移動物標が存在しないことを検知する(ステップS7)。そして、移動物標検知部13は、差分信号のI、Q成分SUB I、SUB Q又はビート信号のI、Q成分A/D I、A/D Qの周波数変換を中止し、移動物標距離の計測を中止する(ステップS8)。なお、ステップS8が実行された後は、ステップS9からステップS14までは実行されない。 On the other hand, when the intensity of the I, Q components SUB I, and SUB Q of the difference signal is lower than the predetermined signal intensity (NO in step S4), the moving object target detecting unit 13 has a moving object indicator within the detection distance range. Detects that it does not (step S7). Then, the moving object target detection unit 13 stops the frequency conversion of the I, Q component SUB I, SUB Q of the difference signal or the I, Q component A / DI, A / D Q of the beat signal, and the moving object target distance. (Step S8). After step S8 is executed, steps S9 to S14 are not executed.

具体的には、ビート信号取得部11は、第1、2送受信周期のそれぞれについて、受信開始時刻tR1、tR2から送信終了時刻tT1、tT2までのビート信号を取得する。ここで、移動物標については、第1、2送受信周期のビート信号は、時間変化する。一方で、静止物標については、第1、2送受信周期のビート信号は、時間変化しない。 Specifically, the beat signal acquisition unit 11 acquires beat signals from reception start times t R1 and t R2 to transmission end times t T1 and t T2 for each of the first and second transmission / reception cycles. Here, with respect to the moving object, the beat signals of the first and second transmission / reception cycles change with time. On the other hand, for the stationary object, the beat signals of the first and second transmission / reception cycles do not change with time.

図3の中下段では、差分信号算出部12は、第1、2送受信周期のそれぞれのビート信号について、受信開始時刻tR1、tR2に対応する時刻を0とし、送信終了時刻tT1、tT2に対応する時刻をtとする。そして、差分信号算出部12は、以上のように受信開始時刻tR1、tR2に対応する時間原点を同一にしたうえで、第1、2送受信周期のビート信号間の差分信号を算出する。 In the lower middle part of FIG. 3, the difference signal calculation unit 12 sets the time corresponding to the reception start time t R1 and t R2 to 0 for each beat signal of the first and second transmission / reception cycles, and sets the transmission end time t T1 and t. Let t B be the time corresponding to T2 . Then, the difference signal calculation unit 12 calculates the difference signal between the beat signals of the first and second transmission / reception cycles after making the time origins corresponding to the reception start times t R1 and t R2 the same as described above.

図3の中段では、検知距離範囲内に移動物標が存在している。ここで、第1、2送受信周期のビート信号は、時間変化している。すると、差分信号算出部12は、第1、2送受信周期のビート信号間の差分信号において、移動物標距離に対応する周波数成分を維持している。よって、移動物標検知部13は、第1、2送受信周期のビート信号間の差分信号の強度が所定信号強度以上であり、検知距離範囲内に移動物標が存在することを検知することができる。そして、移動物標検知部13は、第1、2送受信周期のビート信号間の差分信号の周波数変換を実行し、移動物標距離dM1の計測を実行することができる。 In the middle of FIG. 3, a moving object exists within the detection distance range. Here, the beat signals of the first and second transmission / reception cycles are time-varying. Then, the difference signal calculation unit 12 maintains the frequency component corresponding to the moving object target distance in the difference signal between the beat signals of the first and second transmission / reception cycles. Therefore, the moving object detection unit 13 can detect that the intensity of the difference signal between the beat signals of the first and second transmission / reception cycles is equal to or higher than the predetermined signal intensity and the moving object is present within the detection distance range. it can. Then, the moving object target detection unit 13 can execute frequency conversion of the difference signal between the beat signals of the first and second transmission / reception cycles, and can execute the measurement of the moving object target distance d M1 .

図3の中段のように、移動物標速度が低速度であるときは、第1、2送受信周期の移動物標距離はほぼ等しく、第1、2送受信周期の距離スペクトルのピーク距離は分離されない。変形例として、移動物標速度が高速度であるときは、第1、2送受信周期の移動物標距離は大きく異なり、第1、2送受信周期の距離スペクトルのピーク距離は分離される。 As shown in the middle of FIG. 3, when the moving object target speed is low, the moving object target distances in the first and second transmission / reception cycles are almost equal, and the peak distances of the distance spectra in the first and second transmission / reception cycles are not separated. .. As a modification, when the moving object target speed is high, the moving object target distances in the first and second transmission / reception cycles are significantly different, and the peak distances in the distance spectra of the first and second transmission / reception cycles are separated.

図3の下段では、検知距離範囲内に静止物標のみが存在している。ここで、第1、2送受信周期のビート信号は、時間変化していない。すると、差分信号算出部12は、第1、2送受信周期のビート信号間の差分信号において、静止物標距離に対応する周波数成分を除去している。よって、移動物標検知部13は、第1、2送受信周期のビート信号間の差分信号の強度が所定信号強度より低く、検知距離範囲内に移動物標が存在しないことを検知することができる。そして、移動物標検知部13は、第1、2送受信周期のビート信号間の差分信号の周波数変換を中止し、静止物標距離dの計測を中止することができる。 In the lower part of FIG. 3, only a stationary object is present within the detection distance range. Here, the beat signals of the first and second transmission / reception cycles do not change with time. Then, the difference signal calculation unit 12 removes the frequency component corresponding to the stationary object reference distance in the difference signal between the beat signals of the first and second transmission / reception cycles. Therefore, the moving object detection unit 13 can detect that the intensity of the difference signal between the beat signals of the first and second transmission / reception cycles is lower than the predetermined signal intensity and the moving object does not exist within the detection distance range. .. Then, moving target detection unit 13, it is possible to cancel the frequency conversion of the difference signal between the beat signals of the first and second transmitting and receiving cycle, to stop the measurement of the stationary target distance d S.

このように、移動物標を検知するにあたり、移動物標を静止物標と区別することができる。そして、移動物標を検知したときのみ、差分信号又はビート信号を周波数変換するため、計算負荷、記憶容量及び消費電力を低減することができる。 In this way, when detecting a moving object, the moving object can be distinguished from the stationary object. Then, since the difference signal or the beat signal is frequency-converted only when the moving object target is detected, the calculation load, the storage capacity, and the power consumption can be reduced.

図4では、移動物標検知部13は、異なる送受信周期での移動物標距離が異なるときに(ステップS9においてNO)、検知距離範囲内に移動する移動物標が存在することを検知する(ステップS10)。ここで、移動物標として、人間又は車両等が挙げられる。 In FIG. 4, the moving object target detecting unit 13 detects that a moving object target moving within the detection distance range exists when the moving object target distances in different transmission / reception cycles are different (NO in step S9) (NO). Step S10). Here, as a moving object, a human being, a vehicle, or the like can be mentioned.

図5では、移動物標検知部13は、異なる送受信周期での移動物標距離が同一であるときに(ステップS9においてYES)、検知距離範囲内に移動することなく回転する又は振動する回転/振動物標が存在することを検知する(ステップS11)。ここで、回転/振動物標として、樹木、ポール、換気扇又は壁等が挙げられる。なお、ステップS11が実行された後は、ステップS12からステップS14までは実行されない。 In FIG. 5, the moving object target detection unit 13 rotates or vibrates without moving within the detection distance range when the moving object target distances in different transmission / reception cycles are the same (YES in step S9). Detects the presence of a vibrating object (step S11). Here, examples of the rotation / vibration target include trees, poles, ventilation fans, walls, and the like. After step S11 is executed, steps S12 to S14 are not executed.

具体的には、ビート信号取得部11は、第1、2、3送受信周期のそれぞれについて、受信開始時刻tR1、tR2、tR3から送信終了時刻tT1、tT2、tT3までのビート信号を取得する。ここで、回転/振動物標については、第1、2、3送受信周期のビート信号は、時間変化する。一方で、移動物標についても、第1、2、3送受信周期のビート信号は、時間変化する。 Specifically, the beat signal acquisition unit 11 beats from the reception start times t R1 , t R2 , and t R3 to the transmission end times t T1 , t T2 , and t T3 for each of the first, second, and third transmission / reception cycles. Get the signal. Here, with respect to the rotation / vibration target, the beat signals of the first, second, and third transmission / reception cycles change with time. On the other hand, with respect to the moving object, the beat signals of the first, second, and third transmission / reception cycles change with time.

このように、物標距離が変化しない回転/振動物標についても、第1、2、3送受信周期のビート信号が時間変化するため、第1、2、3送受信周期のビート信号間の差分信号の強度が有限値となる。よって、第1、2、3送受信周期のビート信号間の差分信号の強度のみに基づいて、回転/振動物標を移動物標と区別することができない。 In this way, even for a rotation / vibration target whose target distance does not change, the beat signals of the first, second, and third transmission / reception cycles change with time, so that the difference signal between the beat signals of the first, second, and third transmission / reception cycles is changed. The intensity of is finite. Therefore, the rotation / vibration target cannot be distinguished from the moving target based only on the strength of the difference signal between the beat signals of the first, second, and third transmission / reception cycles.

図4及び図5の中下段では、差分信号算出部12は、第1、2、3送受信周期のそれぞれのビート信号について、受信開始時刻tR1、tR2、tR3に対応する時刻を0とし、送信終了時刻tT1、tT2、tT3に対応する時刻をtとする。そして、差分信号算出部12は、以上のように受信開始時刻tR1、tR2、tR3に対応する時間原点を同一にしたうえで、第1、2送受信周期のビート信号間の差分信号及び第2、3送受信周期のビート信号間の差分信号を算出する。 In the middle and lower stages of FIGS. 4 and 5, the difference signal calculation unit 12 sets the time corresponding to the reception start times t R1 , t R2 , and t R3 to 0 for each beat signal of the first, second, and third transmission / reception cycles. , The time corresponding to the transmission end time t T1 , t T2 , and t T 3 is t B. Then, the difference signal calculation unit 12 sets the same time origin corresponding to the reception start times t R1 , t R2 , and t R3 as described above, and then sets the difference signal between the beat signals of the first and second transmission / reception cycles and The difference signal between the beat signals of the second and third transmission / reception cycles is calculated.

図4の中下段では、検知距離範囲内に移動物標が存在している。ここで、第1、2、3送受信周期のビート信号は、時間変化している。すると、差分信号算出部12は、第1、2送受信周期のビート信号間の差分信号及び第2、3送受信周期のビート信号間の差分信号において、移動物標距離に対応する周波数成分を維持している。よって、移動物標検知部13は、第1、2送受信周期のビート信号間の差分信号の強度及び第2、3送受信周期のビート信号間の差分信号の強度が所定信号強度以上であり、検知距離範囲内に移動物標が存在すること又は回転/振動物標が存在することを検知することができる。そして、移動物標検知部13は、第1、2送受信周期での移動物標距離dM1と、第2、3送受信周期での移動物標距離dM2と、が異なり、検知距離範囲内に回転/振動物標が存在するのではなく移動物標が存在することを検知することができる。 In the lower middle part of FIG. 4, a moving object is present within the detection distance range. Here, the beat signals of the first, second, and third transmission / reception cycles are time-varying. Then, the difference signal calculation unit 12 maintains the frequency component corresponding to the moving object target distance in the difference signal between the beat signals of the first and second transmission / reception cycles and the difference signal between the beat signals of the second and third transmission / reception cycles. ing. Therefore, the moving object detection unit 13 detects that the strength of the difference signal between the beat signals of the first and second transmission / reception cycles and the strength of the difference signal between the beat signals of the second and third transmission / reception cycles are equal to or higher than the predetermined signal strength. It is possible to detect the presence of a moving target or a rotating / vibrating target within the distance range. Then, the moving object target detection unit 13 has a different moving object targeting distance d M1 in the first and second transmission / reception cycles and a moving object targeting distance d M2 in the second and third transmission / reception cycles, and is within the detection distance range. It is possible to detect the presence of a moving target rather than a rotating / vibrating target.

図4の中下段のように、移動物標速度が低速度であるときは、隣接する送受信周期の移動物標距離はほぼ等しく、隣接する送受信周期の距離スペクトルのピーク距離は分離されないが、若干離れた送受信周期の距離スペクトルのピーク距離は分離される。変形例として、移動物標速度が高速度であるときは、隣接する送受信周期の移動物標距離は大きく異なり、隣接する送受信周期の距離スペクトルのピーク距離は分離されるため、若干離れた送受信周期の距離スペクトルのピーク距離を検知する必要はない。 As shown in the lower middle of FIG. 4, when the moving object target speed is low, the moving object target distances of adjacent transmission / reception cycles are almost equal, and the peak distances of the distance spectra of adjacent transmission / reception cycles are not separated, but slightly. The peak distances of the distance spectra of the distant transmission / reception cycles are separated. As a modification, when the moving object target speed is high, the moving object target distances of adjacent transmission / reception cycles are significantly different, and the peak distances of the distance spectra of adjacent transmission / reception cycles are separated, so that the transmission / reception cycles are slightly separated. It is not necessary to detect the peak distance of the distance spectrum of.

図5の中下段では、検知距離範囲内に回転/振動物標が存在している。ここで、第1、2、3送受信周期のビート信号は、時間変化している。すると、差分信号算出部12は、第1、2送受信周期のビート信号間の差分信号及び第2、3送受信周期のビート信号間の差分信号において、回転/振動物標距離に対応する周波数成分を維持している。よって、移動物標検知部13は、第1、2送受信周期のビート信号間の差分信号の強度及び第2、3送受信周期のビート信号間の差分信号の強度が所定信号強度以上であり、検知距離範囲内に回転/振動物標が存在すること又は移動物標が存在することを検知することができる。そして、移動物標検知部13は、第1、2送受信周期での移動物標距離dと、第2、3送受信周期での移動物標距離dと、が同一であり、検知距離範囲内に移動物標が存在するのではなく回転/振動物標が存在することを検知することができる。 In the lower middle part of FIG. 5, a rotation / vibration target exists within the detection distance range. Here, the beat signals of the first, second, and third transmission / reception cycles are time-varying. Then, the difference signal calculation unit 12 determines the frequency component corresponding to the rotation / vibration object reference distance in the difference signal between the beat signals of the first and second transmission / reception cycles and the difference signal between the beat signals of the second and third transmission / reception cycles. Maintained. Therefore, the moving object detection unit 13 detects that the strength of the difference signal between the beat signals of the first and second transmission / reception cycles and the strength of the difference signal between the beat signals of the second and third transmission / reception cycles are equal to or higher than the predetermined signal strength. It is possible to detect the presence of a rotating / vibrating target or a moving target within a range of distances. Then, moving target detection unit 13, a moving target distance d R in the first and second transmitting and receiving cycle, the moving target distance d R in the second and third transmitting and receiving cycle, but the same detection distance range It is possible to detect the presence of a rotating / vibrating target rather than a moving target inside.

このように、差分信号又はビート信号の周波数変換後に、異なる送受信周期の移動物標距離が同一であることに基づいて、回転/振動物標を移動物標と区別することができる。 In this way, after frequency conversion of the difference signal or the beat signal, the rotation / vibration target can be distinguished from the moving target based on the fact that the moving object distances of different transmission / reception cycles are the same.

図3から図5まででは、移動物標検知部13は、第1、2(図4及び図5では、第3も含む。)送受信周期のビート信号間の差分信号の周波数変換を実行し、移動物標距離の計測を実行する。変形例として、移動物標検知部13は、第1、2(図4及び図5に応じて、第3も含む。)送受信周期のビート信号の各々の周波数変換を実行し、移動物標距離の計測を実行してもよい。図3から図5まででは、移動物標検知部13は、計算負荷、記憶容量及び消費電力を低減することができる。変形例では、移動物標検知部13は、移動物標距離が遠距離及び近距離のいずれの方向に時間変化したかを区別することができる。 From FIG. 3 to FIG. 5, the moving object detection unit 13 executes frequency conversion of the difference signal between the beat signals of the first and second (including the third in FIGS. 4 and 5) transmission / reception cycles. Perform measurement of moving object target distance. As a modification, the moving object detection unit 13 executes frequency conversion of each of the beat signals of the first and second (including the third according to FIGS. 4 and 5) transmission / reception cycle, and the moving object target distance. You may perform the measurement of. From FIG. 3 to FIG. 5, the moving object detection unit 13 can reduce the calculation load, the storage capacity, and the power consumption. In the modified example, the moving object target detecting unit 13 can distinguish in which direction the moving object target distance has changed over time, a long distance or a short distance.

図3から図5まででは、差分信号算出部12は、第1、2(図4及び図5では、第3も含む。)送受信周期のビート信号間の差分信号を算出し、移動物標検知部13は、第1、2(図4及び図5では、第3も含む。)送受信周期のビート信号間の差分信号の強度が所定信号強度以上である/所定信号強度より低いときに、検知距離範囲内に移動物標が存在する/存在しないことを検知する。変形例として、差分信号算出部12は、第1、2(図4及び図5に応じて、第3も含む。)送受信周期のビート信号間の除算信号を算出し、移動物標検知部13は、第1、2(図4及び図5に応じて、第3も含む。)送受信周期のビート信号間の除算信号の強度が時間変化する/時間変化しないときに、検知距離範囲内に移動物標が存在する/存在しないことを検知してもよい。 From FIG. 3 to FIG. 5, the difference signal calculation unit 12 calculates the difference signal between the beat signals of the first and second (including the third in FIGS. 4 and 5) transmission / reception cycles, and detects the moving object. The unit 13 detects when the strength of the difference signal between the beat signals of the first and second (including the third in FIGS. 4 and 5) transmission / reception cycle is equal to or higher than the predetermined signal strength / lower than the predetermined signal strength. Detects the presence / absence of a moving target within the distance range. As a modification, the difference signal calculation unit 12 calculates the division signal between the beat signals of the first and second (including the third according to FIGS. 4 and 5) transmission / reception cycle, and the moving object detection unit 13 1st and 2nd (including the 3rd according to FIGS. 4 and 5) moves within the detection distance range when the strength of the division signal between the beat signals of the transmission / reception cycle changes with time / does not change with time. It may be detected that the target exists / does not exist.

図6では、移動物標検知部13は、異なる送受信周期のビート信号のI、Q成分A/D I、A/D Q間において、ビート周波数が同一でありビート位相が異なるときに、検知距離範囲内に移動することなく回転する又は振動する回転/振動物標が存在することを検知する。ここで、回転/振動物標として、樹木、ポール、換気扇又は壁等が挙げられる。なお、図6が実行された後は、ステップS12からステップS14までは実行されない。 In FIG. 6, the moving object detection unit 13 detects when the beat frequencies are the same and the beat phases are different between the I, Q components A / D I, and A / D Q of the beat signals having different transmission / reception cycles. Detects the presence of a rotating / vibrating object that rotates or vibrates without moving within range. Here, examples of the rotation / vibration target include trees, poles, ventilation fans, walls, and the like. After FIG. 6 is executed, steps S12 to S14 are not executed.

具体的には、ビート信号取得部11は、第1、2、3、4送受信周期のそれぞれについて受信開始時刻tR1、tR2、tR3、tR4から送信終了時刻tT1、tT2、tT3、tT4までのビート信号を取得する。ここで、回転/振動物標については、第1、2、3、4送受信周期のビート周波数は、時間変化しないが、第1、2、3、4送受信周期のビート位相は、時間変化する。一方で、移動物標については、第1、2、3、4送受信周期のビート周波数は、時間変化するし、第1、2、3、4送受信周期のビート位相も、時間変化する。 Specifically, the beat signal acquisition unit 11 starts transmitting from the reception start times t R1 , t R2 , t R3 , and t R4 for each of the first, second, third, and fourth transmission / reception cycles, and the transmission end times t T1 , t T2 , and t. Acquires beat signals up to T3 and tT4 . Here, with respect to the rotation / vibration target, the beat frequencies of the first, second, third, and fourth transmission / reception cycles do not change with time, but the beat phases of the first, second, third, and fourth transmission / reception cycles change with time. On the other hand, for moving objects, the beat frequencies of the first, second, third, and fourth transmission / reception cycles change with time, and the beat phases of the first, second, third, and fourth transmission / reception cycles also change with time.

このように、物標距離が変化しない回転/振動物標についても、第1、2、3、4送受信周期のビート周波数は時間変化しないが、第1、2、3、4送受信周期のビート信号は時間変化するため、第1、2、3、4送受信周期のビート信号間の差分信号の強度が有限値となる。よって、第1、2、3、4送受信周期のビート信号間の差分信号の強度のみに基づいて、回転/振動物標を移動物標と区別することができない。 As described above, even for the rotation / vibration target whose target distance does not change, the beat frequency of the first, second, third, and fourth transmission / reception cycles does not change with time, but the beat signal of the first, second, third, and fourth transmission / reception cycles. Since the time changes with time, the strength of the difference signal between the beat signals of the first, second, third, and fourth transmission / reception cycles becomes a finite value. Therefore, the rotation / vibration target cannot be distinguished from the moving target only based on the strength of the difference signal between the beat signals of the first, second, third, and fourth transmission / reception cycles.

図6の下段では、差分信号算出部12は、第1、2、3、4送受信周期のビート信号のそれぞれについて、受信開始時刻tR1、tR2、tR3、tR4に対応する時刻を0とし、送信終了時刻tT1、tT2、tT3、tT4に対応する時刻をtとする。ただし、差分信号算出部12は、受信開始時刻tR1、tR2、tR3、tR4に対応する時間原点を同一にしたうえで、第1、2、3、4送受信周期のビート信号間の差分信号を算出するわけではない。 In the lower part of FIG. 6, the difference signal calculation unit 12 sets the time corresponding to the reception start times t R1 , t R2 , t R3 , and t R4 to 0 for each of the beat signals of the first, second, third, and fourth transmission / reception cycles. Let t B be the time corresponding to the transmission end time t T1 , t T2 , t T3 , and t T 4 . However, the difference signal calculation unit 12 sets the time origins corresponding to the reception start times t R1 , t R2 , t R3 , and t R4 to be the same, and then between the beat signals of the first, second, third, and fourth transmission / reception cycles. It does not calculate the difference signal.

図6の下段では、検知距離範囲内に回転/振動物標が存在している。ここで、第1、2、3、4送受信周期のビート周波数は、時間変化していないが、第1、2、3、4送受信周期のビート位相は、時間変化している。すると、移動物標検知部13は、第1、2、3、4送受信周期のビート信号において、ある時刻でのI、Q成分が黒丸印のように時間変化していることを検知する。よって、移動物標検知部13は、検知距離範囲内に移動物標が存在するのではなく回転/振動物標が存在することを検知することができる。さらに、移動物標検知部13は、異なる送受信周期のビート信号において、ある時刻でのI、Q成分の時間変化に基づいて、回転/振動物標の回転/振動速度を計測することができる。 In the lower part of FIG. 6, a rotation / vibration target exists within the detection distance range. Here, the beat frequencies of the first, second, third, and fourth transmission / reception cycles do not change with time, but the beat phases of the first, second, third, and fourth transmission / reception cycles change with time. Then, the moving object detection unit 13 detects that the I and Q components at a certain time change with time as shown by the black circles in the beat signals of the first, second, third, and fourth transmission / reception cycles. Therefore, the moving object detection unit 13 can detect that the moving / vibrating object does not exist within the detection distance range but the rotating / vibrating object exists. Further, the moving object detection unit 13 can measure the rotation / vibration velocity of the rotation / vibration object based on the time change of the I and Q components at a certain time in the beat signals having different transmission / reception cycles.

このように、差分信号又はビート信号の周波数変換前に、異なる送受信周期のビート周波数が同一であることに基づいて、回転/振動物標を移動物標と区別することができる。 In this way, the rotation / vibration target can be distinguished from the moving target based on the fact that the beat frequencies of different transmission / reception cycles are the same before the frequency conversion of the difference signal or the beat signal.

本開示の移動物標検知部の構成を図7に示す。移動物標検知部13は、差分信号のI、Q成分SUB I、SUB Q(図7に図示。)又はビート信号のI、Q成分A/D I、A/D Q(図7に不図示。)に対するサンプリング周波数及び変調周波数を調整し、移動物標距離に対する計測分解能及び計測範囲を調整する(ステップS3)。 The configuration of the moving object detection unit of the present disclosure is shown in FIG. The moving object detection unit 13 is a difference signal I, Q component SUB I, SUB Q (shown in FIG. 7) or a beat signal I, Q component A / D I, A / D Q (not shown in FIG. 7). The sampling frequency and the modulation frequency with respect to (.) Are adjusted, and the measurement resolution and the measurement range with respect to the moving object target distance are adjusted (step S3).

具体的には、移動物標検知部13は、ミキサ回路131I、131Q、ローパスフィルタ132I、132Q、デシメータ/インタポレータ133I、133Q及び周波数変換器134から構成される。ミキサ回路131I、131Qは、差分信号のI、Q成分SUB I、SUB Qを所望の変調周波数で変調する。ローパスフィルタ132I、132Qは、差分信号のI、Q成分MOD I、MOD Qから、必要な低周波数成分のみを通過させる。デシメータ/インタポレータ133I、133Qは、差分信号のI、Q成分LPF I、LPF Qを所望のサンプリング周波数でサンプリングする。周波数変換器134は、差分信号のI、Q成分SAM I、SAM Qを周波数変換する。 Specifically, the moving object detection unit 13 is composed of mixer circuits 131I, 131Q, low-pass filters 132I, 132Q, decimeter / interpolator 133I, 133Q, and frequency converter 134. The mixer circuits 131I and 131Q modulate the I and Q components SUB I and SUB Q of the difference signal at a desired modulation frequency. The low-pass filters 132I and 132Q pass only the necessary low frequency components from the I and Q components MOD I and MOD Q of the difference signal. The decimeter / interpolator 133I and 133Q sample the I and Q components LPF I and LPF Q of the difference signal at a desired sampling frequency. The frequency converter 134 frequency-converts the I and Q components SAM I and SAM Q of the difference signal.

ここで、周波数計測分解能は、F/FFTである(Fはサンプリング周波数、FFTは周波数変換の次数。)。よって、距離計測分解能は、((F/FFT)×S×c)/(2×F)である(Sは掃引時間幅、cは光速、Fは掃引周波数幅。)。そして、最長計測距離は、((F/2)×S×c)/(2×F)である。 Here, the frequency measurement resolution is F S / FFT (F S is the sampling frequency, FFT is a frequency conversion degree.). Accordingly, distance measurement resolution is, ((F S / FFT) × S T × c 0) / a (2 × F W) (S T sweep duration, c 0 is the speed of light, F W sweep frequency width. ). The longest measured distance is ((F S / 2) × S T × c 0) / (2 × F W).

よって、計測範囲を近距離に限定するならば、最長計測距離の数式中のサンプリング周波数Fを小さくすればよく、距離計測分解能を向上させることができる。しかし、計測範囲を遠距離に拡張するならば、最長計測距離の数式中のサンプリング周波数Fを大きくすればよいが、距離計測分解能を向上させることができない。そこで、計測範囲を遠距離に拡張するときに、距離計測分解能を向上させるために、計測範囲の下限を0から有限値へと変更したうえで、(計測範囲の下限からの)最長計測距離の数式中のサンプリング周波数Fを大きくし過ぎなければよい。そして、計測範囲の下限を0から有限値へと変更するために、ミキサ回路131I、131Qは、差分信号のI、Q成分SUB I、SUB Qを所望の変調周波数で変調し、ローパスフィルタ132I、132Qは、差分信号のI、Q成分MOD I、MOD Qから、必要な低周波数成分のみを通過させる。 Therefore, if limiting the measurement range at a short distance, it suffices to reduce the sampling frequency F S in formulas longest measurement distance, it is possible to improve the distance measurement resolution. However, if extending the measurement range to long range, the sampling frequency F S in formulas longest measured distance may be increased, but it is possible to improve the distance measurement resolution. Therefore, when extending the measurement range to a long distance, in order to improve the distance measurement resolution, after changing the lower limit of the measurement range from 0 to a finite value, the longest measurement distance (from the lower limit of the measurement range) the sampling frequency F S in the formula may be too large. Then, in order to change the lower limit of the measurement range from 0 to a finite value, the mixer circuits 131I and 131Q modulate the I and Q components SUB I and SUB Q of the difference signal at a desired modulation frequency, and the low-pass filter 132I, The 132Q passes only the necessary low frequency components from the I and Q components MOD I and MOD Q of the difference signal.

このように、差分信号又はビート信号のサンプリング周波数を低周波数に設定することにより、差分信号又はビート信号の周波数変換の次数を増大させなくても、計測分解能を近距離及び遠距離で向上させることができる。そして、差分信号又はビート信号の変調周波数を低周波数/高周波数に設定することにより、つまり、計測範囲の下限を近距離/遠距離に設定することにより、差分信号又はビート信号の周波数変換の次数を増大させなくても、計測分解能を近距離/遠距離で向上させることができる。 By setting the sampling frequency of the difference signal or the beat signal to a low frequency in this way, the measurement resolution can be improved at a short distance and a long distance without increasing the order of frequency conversion of the difference signal or the beat signal. Can be done. Then, by setting the modulation frequency of the difference signal or beat signal to low frequency / high frequency, that is, by setting the lower limit of the measurement range to short distance / long distance, the order of frequency conversion of the difference signal or beat signal. The measurement resolution can be improved at a short distance / a long distance without increasing the frequency.

本開示の移動物標距離の出力を図8に示す。移動物標検知部13は、所定距離範囲内に含まれない移動物標距離を破棄し出力しない(ステップS12においてNO及びステップS13)。一方で、移動物標検知部13は、所定距離範囲内に含まれる移動物標距離を採用し出力する(ステップS12においてYES及びステップS14)。 The output of the moving object target distance of the present disclosure is shown in FIG. The moving object target detection unit 13 discards the moving object target distance not included in the predetermined distance range and does not output it (NO in step S12 and step S13). On the other hand, the moving object target detecting unit 13 adopts and outputs the moving object target distance included in the predetermined distance range (YES in step S12 and step S14).

図8の左欄では、近距離のみを検知対象(人間又は車両等。)とするとき、又は、遠距離に雑音源(樹木、ポール、換気扇又は壁等)があるときを示す。ここで、移動物標検知部13は、物標距離閾値dThより短距離の所定距離範囲内に含まれない移動物標距離dM2を破棄し出力しない。一方で、移動物標検知部13は、物標距離閾値dThより短距離の所定距離範囲内に含まれる移動物標距離dM1を採用し出力する。 The left column of FIG. 8 indicates when only a short distance is the detection target (human or vehicle, etc.) or when there is a noise source (tree, pole, ventilation fan, wall, etc.) at a long distance. Here, the moving object target detection unit 13 discards and does not output the moving object target distance d M2 that is not included in the predetermined distance range that is shorter than the target distance threshold d Th . On the other hand, the moving object target detection unit 13 adopts and outputs the moving object target distance d M1 included in a predetermined distance range shorter than the target distance threshold d Th .

図8の右欄では、遠距離のみを検知対象(人間又は車両等。)とするとき、又は、近距離に雑音源(樹木、ポール、換気扇又は壁等)があるときを示す。ここで、移動物標検知部13は、物標距離閾値dThより遠距離の所定距離範囲内に含まれない移動物標距離dM1を破棄し出力しない。一方で、移動物標検知部13は、物標距離閾値dThより遠距離の所定距離範囲内に含まれる移動物標距離dM2を採用し出力する。 The right column of FIG. 8 indicates when only a long distance is to be detected (human or vehicle, etc.), or when there is a noise source (tree, pole, ventilation fan, wall, etc.) at a short distance. Here, the moving object target detection unit 13 discards and does not output the moving object target distance d M1 that is not included in the predetermined distance range far from the target distance threshold d Th . On the other hand, the moving object target detection unit 13 adopts and outputs the moving object target distance d M2 included in a predetermined distance range far from the target distance threshold d Th .

このように、近距離/遠距離のみを検知対象とするときに、又は、遠距離/近距離に雑音源があるときに、近距離/遠距離のみを採用し出力することができる。 In this way, when only a short distance / long distance is to be detected, or when there is a noise source at a long distance / short distance, only the short distance / long distance can be adopted and output.

例えば、エレベータ内外の換気扇の回転又は壁の振動を、エレベータ内外の人間の移動と区別することにより、エレベータの自動扉の誤開閉を防止することができる。或いは、非常階段内の換気扇の回転又は壁の振動を、非常階段内の人間の移動と区別することにより、非常階段の自動照明の誤点灯を防止することができる。 For example, by distinguishing the rotation of the ventilation fan inside and outside the elevator or the vibration of the wall from the movement of a person inside and outside the elevator, it is possible to prevent the automatic door of the elevator from being erroneously opened and closed. Alternatively, by distinguishing the rotation of the ventilation fan in the emergency stairs or the vibration of the wall from the movement of a human in the emergency stairs, it is possible to prevent the automatic lighting of the emergency stairs from being erroneously turned on.

本開示の物標検知装置、システム、プログラム及び方法は、エレベータ内外の移動する人間又は非常階段内の移動する人間等を検知する用途において、適用することができる。 The target detection device, system, program and method of the present disclosure can be applied in an application of detecting a moving person inside or outside an elevator, a moving person inside an emergency staircase, or the like.

S:物標検知システム
T:物標
1:物標検知装置
2:FMCWレーダ送受信装置
11:ビート信号取得部
12:差分信号算出部
13:移動物標検知部
21:PLL回路
22:発振器
23:分配器
24:増幅器
25:ローパスフィルタ
26:送信アンテナ
27:受信アンテナ
28:増幅器
29:増幅器
30:ミキサ回路
31I、31Q:キャリブレータ
32:A/D変換器
33:位相変調器
131I、131Q:ミキサ回路
132I、132Q:ローパスフィルタ
133I、133Q:デシメータ/インタポレータ
134:周波数変換器
S: Target detection system T: Target 1: Target detection device 2: FMCW radar transmission / reception device 11: Beat signal acquisition unit 12: Difference signal calculation unit 13: Moving target detection unit 21: PLL circuit 22: Oscillator 23: Distributor 24: Amplifier 25: Low-pass filter 26: Transmit antenna 27: Receive antenna 28: Amplifier 29: Amplifier 30: Mixer circuit 31I, 31Q: Calibrator 32: A / D converter 33: Phase modulator 131I, 131Q: Mixer circuit 132I, 132Q: Low-pass filter 133I, 133Q: Decimator / Antenna 134: Frequency converter

Claims (9)

FMCWレーダの送受信信号間のビート信号を取得するビート信号取得部と、
異なる送受信周期の前記ビート信号間の差分信号を算出する差分信号算出部と、
前記差分信号の強度が所定信号強度以上であるときに、検知距離範囲内に移動物標が存在することを検知し、前記差分信号の強度が前記所定信号強度より低いときに、前記検知距離範囲内に前記移動物標が存在しないことを検知する移動物標検知部と、
を備えることを特徴とする物標検知装置。
A beat signal acquisition unit that acquires beat signals between transmission and reception signals of the FMCW radar,
A difference signal calculation unit that calculates a difference signal between the beat signals having different transmission / reception cycles,
When the strength of the difference signal is equal to or higher than the predetermined signal strength, it is detected that a moving object is present within the detection distance range, and when the strength of the difference signal is lower than the predetermined signal strength, the detection distance range is detected. A moving object detection unit that detects that the moving object does not exist inside,
A target detection device characterized by being equipped with.
前記移動物標検知部は、前記異なる送受信周期の前記ビート信号間において、ビート周波数が同一でありビート位相が異なるときに、前記検知距離範囲内に移動することなく回転する又は振動する回転/振動物標が存在することを検知する
ことを特徴とする、請求項1に記載の物標検知装置。
The moving object detection unit rotates or vibrates without moving within the detection distance range when the beat frequencies are the same and the beat phases are different between the beat signals having different transmission / reception cycles. The target detection device according to claim 1, further comprising detecting the presence of a target.
前記移動物標検知部は、前記検知距離範囲内に前記移動物標が存在することを検知したときに、前記差分信号又は前記ビート信号を周波数変換し、前記移動物標までの距離である移動物標距離を計測し、前記検知距離範囲内に前記移動物標が存在しないことを検知したときに、前記差分信号又は前記ビート信号の周波数変換を中止し、前記移動物標距離の計測を中止する
ことを特徴とする、請求項1又は2に記載の物標検知装置。
When the moving object detection unit detects that the moving object exists within the detection distance range, the moving object detecting unit frequency-converts the difference signal or the beat signal, and moves the distance to the moving object. When the target distance is measured and it is detected that the moving target does not exist within the detection distance range, the frequency conversion of the difference signal or the beat signal is stopped, and the measurement of the moving target distance is stopped. The target detection device according to claim 1 or 2, wherein the target detection device is characterized by the above.
前記移動物標検知部は、前記異なる送受信周期での前記移動物標距離が同一であるときに、前記検知距離範囲内に移動することなく回転する又は振動する回転/振動物標が存在することを検知し、前記異なる送受信周期での前記移動物標距離が異なるときに、前記検知距離範囲内に移動する前記移動物標が存在することを検知する
ことを特徴とする、請求項3に記載の物標検知装置。
The moving object detection unit has a rotating / vibrating object that rotates or vibrates without moving within the detection distance range when the moving object target distances in the different transmission / reception cycles are the same. The third aspect of the present invention is characterized in that, when the moving object target distances in different transmission / reception cycles are different, the presence of the moving object target moving within the detection distance range is detected. Target detection device.
前記移動物標検知部は、前記差分信号又は前記ビート信号に対するサンプリング周波数及び変調周波数を調整し、前記移動物標距離に対する計測分解能及び計測範囲を調整する
ことを特徴とする、請求項3又は4に記載の物標検知装置。
The moving object target detecting unit adjusts the sampling frequency and the modulation frequency for the difference signal or the beat signal, and adjusts the measurement resolution and the measurement range for the moving object target distance, according to claim 3 or 4. The target detection device described in.
前記移動物標検知部は、所定距離範囲内に含まれない前記移動物標距離を破棄し出力せず、前記所定距離範囲内に含まれる前記移動物標距離を採用し出力する
ことを特徴とする、請求項3から5のいずれかに記載の物標検知装置。
The moving object target detection unit is characterized in that the moving object target distance not included in the predetermined distance range is discarded and not output, but the moving object target distance included in the predetermined distance range is adopted and output. The target detection device according to any one of claims 3 to 5.
請求項1から6のいずれかに記載の物標検知装置と、前記FMCWレーダのレーダ送受信装置と、を備えることを特徴とする物標検知システム。 A target detection system comprising the target detection device according to any one of claims 1 to 6 and the radar transmission / reception device of the FMCW radar. FMCWレーダの送受信信号間のビート信号を取得するビート信号取得ステップと、
異なる送受信周期の前記ビート信号間の差分信号を算出する差分信号算出ステップと、
前記差分信号の強度が所定信号強度以上であるときに、検知距離範囲内に移動物標が存在することを検知し、前記差分信号の強度が前記所定信号強度より低いときに、前記検知距離範囲内に前記移動物標が存在しないことを検知する移動物標検知ステップと、
を順にコンピュータに実行させるための物標検知プログラム。
The beat signal acquisition step of acquiring the beat signal between the transmission / reception signals of the FMCW radar, and
A difference signal calculation step for calculating a difference signal between the beat signals having different transmission / reception cycles, and
When the strength of the difference signal is equal to or higher than the predetermined signal strength, it is detected that a moving object is present within the detection distance range, and when the strength of the difference signal is lower than the predetermined signal strength, the detection distance range is detected. A moving object detection step that detects that the moving object does not exist inside, and
A target detection program that allows a computer to execute
FMCWレーダの送受信信号間のビート信号を取得するビート信号取得ステップと、
異なる送受信周期の前記ビート信号間の差分信号を算出する差分信号算出ステップと、
前記差分信号の強度が所定信号強度以上であるときに、検知距離範囲内に移動物標が存在することを検知し、前記差分信号の強度が前記所定信号強度より低いときに、前記検知距離範囲内に前記移動物標が存在しないことを検知する移動物標検知ステップと、
を順に備えることを特徴とする物標検知方法。
The beat signal acquisition step of acquiring the beat signal between the transmission / reception signals of the FMCW radar, and
A difference signal calculation step for calculating a difference signal between the beat signals having different transmission / reception cycles, and
When the strength of the difference signal is equal to or higher than the predetermined signal strength, it is detected that a moving object is present within the detection distance range, and when the strength of the difference signal is lower than the predetermined signal strength, the detection distance range is detected. A moving object detection step that detects that the moving object does not exist inside, and
A target detection method, characterized in that
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