JP3983158B2

JP3983158B2 - 電波レーダの信号処理方法

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Publication number: JP3983158B2
Application number: JP2002341029A
Authority: JP
Inventors: 聡石井; 義和洞井; 貞憲松井
Original assignee: Denso Ten Ltd; Fujitsu Ltd
Current assignee: Denso Ten Ltd; Fujitsu Ltd
Priority date: 2002-11-25
Filing date: 2002-11-25
Publication date: 2007-09-26
Anticipated expiration: 2022-11-25
Also published as: JP2004177167A; US20040108952A1; US6844843B2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電波レーダの信号処理の中で、レーダの送受信信号の感度劣化を自己診断を行う信号処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、車両の運行制御技術が発達し、運転者の運転の補助をする機構が開発されている。このような機構においては、車載の電波レーダによって、車両周囲の障害物の存在を検出し、データ処理することにより、ブレーキをかけるべきか、ハンドルを切るべきかなどの判断をコンピュータが行う。運転者は、このコンピュータの判断を参考に車両の制御を行う。また、このような機構は、将来の自動運転システムにも応用することが考えられている。
【０００３】
従来の電波レーダの故障を検出する装置としては、特許文献１に記載されたものがある。特許文献１に記載の装置は、故障検出用の変調を行う変調器を有し、受信した反射電波からこの変調成分を検出することにより、故障の判定をするものである。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−６２５２５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図２０に、電波レーダの使用例を示す図である。
電波レーダは、車などに搭載され、先行車などを計測し、その情報により、追尾・緊急ブレーキなどの制御を行う。車搭載の電波レーダでは、先行車などのデータを得るため、ＦＭ−ＣＷ方式を用いることが多い。また、自己診断のデータを得るため、ＣＷ方式を用いることもある。
【０００６】
図２１は、電波レーダの概念図を示す図である。
アンテナである電波送信器から電波を発信し、同じくアンテナである電波受信機で反射してきた電波を受信する。信号処理により電波の飛行時間とドップラーシフトを計測し、それらを距離・速度に変換する。
【０００７】
図２２〜図３２は、電波レーダの動作原理を示す概念図と従来の問題点を説明する図である。
図２２は、横軸に時間・縦軸に周波数をとったグラフである。実線の三角波は、発信される電波の周波数を表す。鎖線の三角波は、ある移動しない距離Ｄにあるものからの受信電波を表し、飛行時間分ずれが生じることが分かる。飛行時間の直接測定より、飛行時間に比例した送信波と受信波の差を求めるほうが簡便である。
【０００８】
図２３に示すように、送信と受信の周波数差ｆｒ信号を生成し（ビート信号と呼ぶ）、三角波の上昇区間、下降区間に分けビート信号をサンプリングし、それぞれをフーリエ変換し、電力を得る。その結果、周波数差ｆｒにピークが現れるので、ピークを検出し、ｆｒより距離Ｄを求める。
【０００９】
ある移動速度Ｖを持つ距離Ｄのものからの受信電波の様子を図２４に示す。飛行時間分のずれとドップラーシフト分の周波数ずれｆｄが生じることが分かる。三角波の上昇区間、下降区間に分け、ビート信号をサンプリングし、それぞれをフーリエ変換し、電力を得る。その結果、上昇区間の飛行時間により生じる周波数差ｆｒからドップラーシフト分のずれｆｄを引いた周波数値ピークｆｕｐと下降区間の飛行時間により生じる周波数差ｆｒとドップラーシフト分のずれｆｄを加えた周波数値ピークｆｄｏｗｎを得る。このｆｕｐ、ｆｄｏｗｎを加算処理などで飛行時間により生じる周波数差ｆｒを得、ｆｕｐ、ｆｄｏｗｎを減算処理などでドップラーシフト分のずれｆｄを得、それらに定数を乗算することにより距離・速度に変換する。
【００１０】
図２５は、ＣＷ電波レーダの動作原理を説明する図である。
ＣＷ方式では、速度計測のみを行い、同速度のものは、分離できない。ＦＭ−ＣＷと違い、周波数の変調がなく一定の周波数の電波を送信する。構造物の移動速度が自速度と違う場合、ドップラー効果が生じるので、受信信号と送信信号をミキシングし、高周波成分をフィルタリングすると低周波数のドップラー信号だけ残り、その信号をフーリエ変換すると、自己との速度差を示す、ある対象物からの反射波の受信電力が得られる。その結果から正負反対の自速度に対応する周波数範囲のピークを探索することにより、道路構造物や道路からの反射波の受信電力がまとめて得られる。
【００１１】
図２６は、車載レーダのＦＭ−ＣＷモードとＣＷモードのタイムチャートの一例を示す図である。
ＦＭ−ＣＷモードは、先行車などを検知するので、ＣＷモードで動作している間以外は連続して動作し、ＣＷモードは、感度劣化の自己診断に用いるので、ＦＭ−ＣＷモードの動作回数に対し数回に１回程度動作を行う。
【００１２】
従来、このＣＷ信号の道路構造物や道路からの受信電力の大きさから感度劣化を自己診断していた。確かに図２７に示すように、道路構造物がほとんどない場合は、道路からの反射が主で、図２８のように、どの方向も同じ様な受信電力が得られる。
【００１３】
図２９は、規定回数の受信電力の受信結果を平均した値のヒストグラムの模式図である。
図２８、図２９のように通常の受信電力と感度劣化の受信電力とは、はっきり分離できていた。処理としては、規定回数のＣＷモードのデータを蓄積し、方向に関係なく、全体の測定データを平均し、その平均を所定の閾値と比較し、所定の閾値より大きいか小さいかを判断する（以後、このような閾値を用いた処理をスライス処理という）。閾値以下の場合が、時間的に続くかを調べ、続く場合は感度が劣化として発報する。
【００１４】
しかし、図３０のように道路構造物がある場合、図３１のように感度劣化しても道路構造物からの反射が端の方向にあり、方向に関係なく平均を取ると、図３２のヒストグラムのように道路構造物がない場合の平均と道路構造物が多く感度劣化した場合との差が少なくなり、感度劣化を自己診断できないという課題があった。
【００１５】
本発明の課題は、電波レーダの感度劣化を確実に検出することのできる電波レーダの信号処理装置を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の信号処理装置は、異なる方向について電波の送受信を行う電波レーダと、異なる方向毎に得られた受信電波電力から、感度劣化に関する複数のパラメータを抽出するパラメータ抽出手段と、該複数のパラメータを座標軸にとった多次元空間内において、少なくとも一つのパラメータについて一定ではない閾値を用いて、受信された電波の受信電力が電波レーダの感度劣化を示しているか否かを判断する判断手段とを備えることを特徴とする。
【００１７】
本発明においては、電波レーダの感度劣化の検出に使用するパラメータの数を２以上とし、該パラメータを座標軸として張られる多次元空間内において、一定値ではない閾値を用いて、受信電力値をスライス処理し、感度劣化が起こっているか否かを判断する。従って、より細かな感度劣化判定を行うことができ、より正確に電波レーダの感度劣化検出をすることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態においては、ＣＷモードで、平均の情報だけではなく方向の最小・最大の差やＦＭ−ＣＷで得られた車両の受信電力を用いることで、自己診断機能を高める。
【００１９】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、内部の扱う情報は、対数で変換後（ｄＢ系）で処理してもかまわないし、真数で処理してもかまわない。
【００２０】
図１は、本発明の実施形態の電波レーダシステムの概略の構成を示す図である。
搬送波発振器１５は、三角波生成器１６からの信号によって、周波数変調を受ける。周波数変調された信号波、送信アンプ１７に送られ、増幅されてからレーダの電波としてアンテナ１０−２から送信される。
【００２１】
送信された電波は、障害物などにあたり、反射されて、受信側のアンテナ１０−１によって受信される。受信された信号は、受信アンプ１１によって増幅され、ミキサ１２において、搬送波発振器１５からの信号と混合され、差信号が生成される。この差信号波、Ａ／Ｄ変換器１３に入力される。Ａ／Ｄ変換器１３によってデジタル信号に変換された差信号は、ＣＰＵ１４に送られ、信号処理される。ここで、三角波生成器１６からは、Ａ／Ｄ変換器１３とＣＰＵ１４の動作クロックとなる矩形波が出力され、それぞれ、Ａ／Ｄ変換器１３及びＣＰＵ１４に入力される。この動作クロックに基づいて、ＣＰＵ１４は、送信電波の周波数の立ち上がり、立ち下がりのタイミングを検出し、受信信号のサンプリングを行う。
【００２２】
図２及び図３は、本発明の第１の実施形態の信号処理を説明するフローチャート及び本実施形態のスライス処理を説明する図である。
以下、フローチャートに従って説明する。
（１）ＣＷ信号の各方向のフーリエ変換（ただし、離散フーリエ変換としてＦＦＴ（ＦａｓｔＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍ）を用いる）データを読み込む。
（２）自速度によりピーク検出をどの周波数範囲で行うかを決める。
【００２３】
ここで、ドップラーシフトによる周波数変化をｆｄ、自速度をＶ、光速をｃ、搬送波周波数をｆ０とすると、
Ｖ＝（ｃ・ｆｄ）／（２・ｆ０）
が成り立つので、自速度Ｖが車両の速度検出装置によって既知の場合、この式を使って、ドップラーシフトによる周波数ピークの生じる周波数ｆｄが概略求められることになる。
（３）方向毎に（２）で決定した周波数範囲のピーク電力を検出する。
【００２４】
車載の電波レーダは、複数の離散的な方向について電波を送出し、反射波を受信するので、それぞれの方向についてのデータからピーク電力を検出する。
（４）規定回数、例えば５回分の各方向の上記ピーク電力を蓄積する。
（５）規定回数分ピーク電力が蓄積されると、方向毎にピーク電力の平均を求める。
（６）ピーク電力の全平均Ａｖを求める。
（７）（５）で求めた方向毎のピーク電力の最大値ＭａｘＰｏｗｅｒを求める。
（８）（５）で求めた方向毎のピーク電力の最小値ＭｉｎＰｏｗｅｒを求める。
（９）最小・最大の差（Ｄｖ＝ＭａｘＰｏｗｅｒ−ＭｉｎＰｏｗｅｒ）を求める。
（１０）道路構造物がない場合、図２８のように方向による差（Ｄｖ）が小さく、かつ、全平均（Ａｖ）も小さい。道路構造物が多い場合、図３１のように方向による差（Ｄｖ）が大きく、且つ、全平均（Ａｖ）も大きい。横軸を最小・最大の差にし、縦軸を全平均受信電力にし、通常の時のデータと感度劣化したときのデータをプロットすると図３のようなイメージになる。図３でも分かるように、従来は全平均のみのスライス処理のため、感度劣化していても検出できない場合が生じていた。本発明の実施形態では、図３に示すようなＡｖ−Ｄｖの２次元平面内でスライス処理を行う。このとき、スライス処理に使う、閾値はＡｖやＤｖについて一定値であるとは限らず、図３に示されるように、Ａｖ−Ｄｖ平面内における曲線や折れ線などになる。
（１１）図３に示すようなＡｖ、Ｄｖの２次元でスライス処理した結果、感度劣化でないと判定した場合、時系列カウンタ（これは、ＣＰＵ内に設けられたソフトウェア的なカウンタであり、）をインクリメントする。これは、感度劣化が起こっていない場合が時系列方向に連続して生じたかを示す値を保持する。
（１２）時系列カウンタをスライス処理する。すなわち、時系列カウンタのカウント値が規定値以上となっているか否かを判断する。感度劣化という判定が連続してされなければ、時系列カウンタは時間が経過する毎に増加し、（１２）のスライス処理で感度劣化していないと検知される。時系列カウンタが規定値に達していないと、スライス処理により判断された場合には、ＦＦＴデータの読み込みに戻る。
（１３）時系列カウンタが規定値に達していると判断した場合は、感度劣化ダイアグラムカウンタをリセットする。感度劣化ダイアグラムカウンタは、感度劣化が連続して起こっているかを計数するための、ＣＰＵ内部のソフトウェア的なカウンタである。
（１４）時系列カウンタをリセットし、ＦＦＴデータの読み込みに戻る。
（１５）図３に示すようなＡｖ、Ｄｖの２次元でスライス処理した結果、感度劣化と判定した場合、感度劣化が続くかどうかを検知するため、感度劣化ダイアグラムカウンタを規定値分インクリメントする。
（１６）感度劣化と判断するのが連続するのかどうかを判断するために時系列カウンタと呼ばれる変数を持つ。これをリセット（０に設定）する。
（１７）感度劣化ダイアグラムカウンタをスライス処理する。規定回数のピーク受信電力データを蓄積される。感度劣化していれば、感度劣化ダイアグラムカウンタは時間が経過する毎に増加し、スライス処理で検知される。スライス処理で、まだ、感度劣化していないと検知された場合は、ＦＦＴデータの読み込みに戻る。
（１８）感度劣化と検知され、使用者や車両の制御コンピュータなどに発報する。
【００２５】
以上によれば、Ａｖ、Ｄｖによる２次元スライス処理により、従来より確度の高い感度劣化検知が行える。
図４及び図５は、本発明の第２の実施形態を説明する図である。
【００２６】
図４の処理フローをもとに説明する。
（２０１）ＣＷ信号の各方向のフーリエ変換（ここでは、離散フーリエ変換としてＦＦＴ（ＦａｓｔＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍ）を用いる）データを読み込む。
（２０２）自速度によりピーク検出をどの周波数範囲で行うかを決める。
（２０３）方向毎に（２０２）で決定した周波数範囲のピーク電力を検出する。
（２０４）規定回数、例えば５回分の各方向の上記ピーク電力を蓄積する。
（２０５）ピーク電力の全平均Ａｖを求める。
（２０６）全方向の規定回数分のピーク受信電力データで標準偏差または分散を求める。
（２０７）道路構造物がない場合、データのばらつきが少ないため、標準偏差または分散が小さく、かつ、全平均も小さい。道路構造物が多い場合、データのばらつきが大きく、かつ、全平均も大きい。横軸を標準偏差にし、縦軸を全平均受信電力にし、通常の時のデータと感度劣化したときのデータをプロットすると図５のようになる。図５に示すような標準偏差または分散と全平均の２次元でスライス処理を行う。
（２０８）２次元でスライス処理した結果、感度劣化でないと判定した場合、時系列カウンタ（これは、ＣＰＵ内に設けられたソフトウェア的なカウンタであり、）をインクリメントする。
（２０９）時系列カウンタをスライス処理する。時系列カウンタが規定値に達している場合には、（２１０）に進み、そうでない場合には、（２０１）に戻る。
（２１０）時系列カウンタが規定値に達していると判断した場合は、感度劣化ダイアグラムカウンタをリセットする。
（２１１）時系列カウンタをリセットし、ＦＦＴデータの読み込みに戻る。
（２１２）２次元でスライス処理した結果、感度劣化と判定した場合、感度劣化が続くかどうかを検知するため、感度劣化ダイアグラムと呼ぶ変数を規定値分インクリメントする。
（２１３）感度劣化と判断するのが連続するのかどうかを判断するために時系列カウンタと呼ばれる変数を持つ。これをリセット（０に設定）する。
（２１４）感度劣化ダイアグラムカウンタをスライス処理する。感度劣化していれば、感度劣化ダイアグラムカウンタは時間が経過する毎に増加し、スライス処理で検知される。スライス処理で、まだ、感度劣化していないと検知された場合は、ＦＦＴデータの読み込みに戻る。
（２１５）感度劣化と検知された場合、使用者や車両の制御コンピュータなどに発報する。
【００２７】
標準偏差または分散と平均による２次元スライス処理により、従来より確度の高い感度劣化検知が行える。
図６及び図７は、本発明の第３の実施形態を説明する図である。
（３０１）ＣＷ信号の各方向のフーリエ変換（ここでは、離散フーリエ変換としてＦＦＴ（ＦａｓｔＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍ）を用いる）データを読み込む。
（３０２）自速度によりピーク検出をどの周波数範囲で行うかを決める。
（３０３）方向毎に（３０２）で決定した周波数範囲のピーク電力を検出する。
（３０４）規定回数、例えば５回分の各方向の上記ピーク電力を蓄積する。
（３０５）規定回数分ピーク電力が蓄積されると、方向毎にピーク電力の平均を求める。
（３０６）ピーク電力の全平均Ａｖを求める。
（３０７）近似曲線の式を例えば、２次式（ｙ＝ａｘ²＋ｂｘ＋ｃ）とする。方向をｘとし受信電力をｙとして、２次式の近似曲線を、例えば、最小二乗法によって求める。
（３０８）道路構造物がない場合、方向により受信電力データのレベルの差が少なく、２次式の近似曲線を求めると係数ａは、小さくなる。係数ａが小さく、かつ、全平均も小さい。道路構造物が多い場合、端と中央の方向の受信電力データ差が大きい。従って、２次近似曲線の係数ａが大きく、且つ、全平均も大きい。横軸を係数ａにし、縦軸を全平均受信電力にし、通常のときのデータと感度劣化したときのデータをプロットすると図７のようになる。図７に示すような２次曲線近似の係数ａと全平均の２次元でスライス処理を行う。
（３０９）２次元でスライス処理した結果、感度劣化でないと判定した場合、時系列カウンタ（これは、ＣＰＵ内に設けられたソフトウェア的なカウンタであり、）をインクリメントする。
（３１０）時系列カウンタをスライス処理する。
（３１１）時系列カウンタが規定値に達していると判断した場合は、感度劣化ダイアグラムカウンタをリセットする。
（３１２）時系列カウンタをリセットし、ＦＦＴデータの読み込みに戻る。
（３１３）２次元でスライス処理した結果、感度劣化と判定した場合、感度劣化が続くかどうかを検知するため、感度劣化ダイアグラムカウンタを規定値分インクリメントする。
（３１４）感度劣化と判断するのが連続するのかどうかを判断するために時系列カウンタと呼ばれる変数を持つ。これをリセット（０に設定）する。
（３１５）感度劣化ダイアグラムカウンタをスライス処理する。感度劣化していれば、感度劣化ダイアグラムカウンタは時間が経過する毎に増加し、スライス処理で検知される。スライス処理で、まだ、感度劣化していないと検知された場合は、ＦＦＴデータの読み込みに戻る。
（３１６）感度劣化と検知された場合、使用者や車両の制御コンピュータなどに発報する。
【００２８】
近似曲線の係数と平均による２次元スライス処理により、従来に比べ確度の高い感度劣化検知が行える。
図８〜図１２は、本発明の第４の実施形態を説明する図である。
【００２９】
本実施形態においては、ＣＷレーダのデータのみではなく、ＦＭ−ＣＷレーダのデータを用いることを付加している。これにより上り坂などで、レーダのビームが空に向いてしまい、ＣＷモードでの道路などからの反射が得られず、感度劣化と誤検出することを抑制する効果がある。
【００３０】
まず、図８を説明する。
（４０１）ＣＷ信号の各方向のフーリエ変換（ここでは、離散フーリエ変換としてＦＦＴ（ＦａｓｔＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍ）を用いる）データを読み込む。
（４０２）自速度によりピーク検出をどの周波数範囲で行うかを決める。
（４０３）方向毎に（４０２）で決定した周波数範囲のピーク電力を検出する。
（４０４）規定回数、例えば５回分の各方向の上記ピーク電力を蓄積する。
（４０５）規定回数分ピーク電力が蓄積されると、方向毎にピーク電力の平均を求める。
（４０６）ピーク電力の全平均Ａｖを求める。
（４０７）方向毎のピーク電力の最大値ＭａｘＰｏｗｅｒを求める。
（４０８）方向毎のピーク電力の最小値ＭｉｎＰｏｗｅｒを求める。
（４０９）最小・最大の差（Ｄｖ＝ＭａｘＰｏｗｅｒ−ＭｉｎＰｏｗｅｒ）を求める。この後、ＦＭ−ＣＷのデータを用いた処理（４１９）以降を行う。
（４１０）ＦＭ−ＣＷのデータの処理（４２４）後、Ａｖ−Ｄｖの２次元平面内でスライス処理を行う。更に、ＦＭ−ＣＷデータを用いたスライス処理関係（４２５）以降を行う。
（４１１）Ａｖ、Ｄｖの２次元でスライス処理した結果、感度劣化でないと判定した場合、時系列カウンタ（これは、ＣＰＵ内に設けられたソフトウェア的なカウンタであり、）をインクリメントする。スライス処理（４２６）において、スライス処理の結果がＮＯの場合も（４１１）に至る。
（４１２）時系列カウンタをスライス処理する。時系列カウンタが規定値に達していない場合には、（４０１）に戻る。
（４１３）時系列カウンタが規定値に達していると判断した場合は、感度劣化ダイアグラムカウンタをリセットする。
（４１４）時系列カウンタをリセットし、ＦＦＴデータの読み込みに戻る。
（４１５）ＦＭ−ＣＷデータのスライス処理後、２次元でスライス処理した結果、感度劣化と判定した場合、感度劣化が続くかどうかを検知するため、感度劣化ダイアグラムと呼ぶ変数を規定値分インクリメントする。
（４１６）感度劣化と判断するのが連続するのかどうかを判断するために時系列カウンタと呼ばれる変数を持つ。これをリセット（０に設定）する。
（４１７）感度劣化ダイアグラムカウンタをスライス処理する。感度劣化していれば、感度劣化ダイアグラムカウンタは時間が経過する毎に増加し、スライス処理で検知される。スライス処理で、まだ、感度劣化していないと検知された場合は、ＦＦＴデータの読み込みに戻る。
（４１８）感度劣化と検知され、使用者や車両の制御コンピュータなどに発報する。
【００３１】
ここまでは、第１の実施形態とほぼ同じである。
次に、図９を説明する。
（４１９）ＦＭ−ＣＷモードを読み込む。
（４２０）道路構造物でないと判断されたデータ（移動対象物）を検出し、最大受信電力を読み込む。
（４２１）図１１に示すように受信電力は、距離の４乗に反比例する。なお図４は、対数で受信電力を表した場合である。以後の処理を簡便にするため、上記で得られた受信電力を規定の距離時の受信電力に変換する。これを受信電力の正規化と呼ぶ。
（４２２）ＦＭ−ＣＷモードは、ＣＷモードに比べて、回数が多い。例えば、レーダの走査を５回行う中で、４回がＦＭ−ＣＷモードで、１回がＣＷモードとする。第１の実施形態の（４）のようにＣＷのデータを５回蓄積平均する事とすると、ＦＭ−ＣＷモードは、その間に２０回走査し、データを検出している。従って、この２０回分ののべ台数または、平均する直前の４回分ののべ台数をリアルタイムに求める。
（４２３）ＣＷの平均を求める規定回数分だけ、上記の正規化された受信電力を蓄積する。
（４２４）蓄積された移動物の正規化された受信電力の平均を算出する。
【００３２】
図１０を説明する。
（４２５）（４２２）で求めたのべ台数でスライス処理を行う。のべ台数が規定以下の場合は、（４１５）に進む。のべ台数が規定以上の場合は、（４２６）の処理に進む。これは、例えば２０回分の走査した中で、のべ台数が数台しかないことは、信頼性が低いためである。
（４２６）正規化された受信電力での平均値をスライス処理する。この平均値のヒストグラムを図１２に示す。通常と感度劣化では、分布の中心が違う。したがって、スライスすることにより、通常と感度劣化の分離ができる。通常と判断した場合には、（４１１）の処理に進み、感度劣化と判断した場合には、（４１５）の処理に進む。
【００３３】
ＣＷレーダのデータの他に、ＦＭ−ＣＷレーダのデータを用いるこで、従来に比べ確度の高い感度劣化検知が行える。
図１３〜図１５は、本発明の第５の実施形態を説明する図である。
【００３４】
第４の実施形態では、ＣＷデータで判断後、ＦＭ−ＣＷのデータで確認を行っていた。本実施形態では、ＦＭ−ＣＷでも感度劣化を判断する。これにより非常に道路構造物が多く、感度劣化時でもＣＷモードで検知できない場合に対応する。
【００３５】
図１３から説明する。
（５０１）ＣＷ信号の各方向のフーリエ変換（ここでは、離散フーリエ変換としてＦＦＴ（ＦａｓｔＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍ）を用いる）データを読み込む。
（５０２）自速度によりピーク検出をどの周波数範囲で行うかを決める。
（５０３）方向毎に（５０２）で決定した周波数範囲のピーク電力を検出する。
（５０４）規定回数、例えば５回分の各方向の上記ピーク電力を蓄積する。
（５０５）規定回数分ピーク電力が蓄積されると、方向毎にピーク電力の平均を求める。
（５０６）ピーク電力の全平均Ａｖを求める。
（５０７）方向毎のピーク電力の最大値ＭａｘＰｏｗｅｒを求める。
（５０８）方向毎のピーク電力の最小値ＭｉｎＰｏｗｅｒを求める。
（５０９）最小・最大の差（Ｄｖ＝ＭａｘＰｏｗｅｒ−ＭｉｎＰｏｗｅｒ）を求める。この後、ＦＭ−ＣＷのデータを用いた処理（５２５）以降を行う。
（５１０）ＦＭ−ＣＷのデータの処理（５３０）後、Ａｖ−Ｄｖの２次元平面内でスライス処理を行う。Ａｖ−Ｄｖの２次元スライス処理後、感度劣化と判断した場合、ＦＭ−ＣＷデータを用いたスライス処理関係（５１９）以降を行う。通常と判断した場合、（５２１）処理に進む。
（５１１）Ａｖ−Ｄｖの２次元でスライス処理した結果、感度劣化でないと判定した場合、時系列カウンタ（これは、ＣＰＵ内に設けられたソフトウェア的なカウンタであり、）をインクリメントする。スライス処理（５２０）、スライス処理（５２３）、スライス処理（５２４）から（５１１）に戻る場合も存在する。
（５１２）時系列カウンタをスライス処理する。時系列カウンタが規定値に達していない場合には、（５０１）に戻る。
（５１３）時系列カウンタが規定値に達していると判断した場合は、感度劣化ダイアグラムカウンタをリセットする。
（５１４）時系列カウンタをリセットし、ＦＦＴデータの読み込みに戻る。
（５１５）ＦＭ−ＣＷデータのスライス処理後、２次元でスライス処理した結果、感度劣化と判定した場合、感度劣化が続くかどうかを検知するため、感度劣化ダイアグラムカウンタを規定値分インクリメントする。
（５１６）感度劣化との判断が連続するかどうかを判断するために時系列カウンタと呼ばれる変数を持つ。これをリセット（０に設定）する。
（５１７）感度劣化ダイアグラムカウンタをスライス処理する。感度劣化していれば、感度劣化ダイアグラムカウンタは時間が経過する毎に増加し、スライス処理で検知される。スライス処理で、まだ、感度劣化していないと検知された場合は、ＦＦＴデータの読み込みに戻る。
（５１８）感度劣化と検知された場合、使用者や車両の制御コンピュータなどに発報する。
【００３６】
こここまでは、第１の実施形態とほぼ同じである。
図１４の説明をする。
（５１９）のべ台数でスライス処理を行う。のべ台数が規定以下の場合は、（５１５）に進む。のべ台数が規定以上の場合は、（５２０）の処理に進む。これは、例えば２０回分の走査した中で、のべ台数が数台しかないことは、信頼性が低いためである。
（５２０）正規化された受信電力での平均値をスライス処理する。通常と感度劣化では、分布の中心が違う。したがって、スライスすることにより、通常と感度劣化の分離ができる。通常と判断した場合には、（５１１）の処理に進み、感度劣化と判断した場合には、（５１５）の処理に進む。
（５２１）蓄積された移動物の正規化された受信電力データの最小値を検出する。
（５２２）蓄積された移動物の正規化された受信電力データの最大値を検出する。
（５２３）上記の最大・最小差のスライス処理を行う。これは、ＦＭ−ＣＷデータが数回分走査データであるので、そのなかに複数の車両が存在するかを簡易に調べるために行う処理である。規定値以上の場合には、（５２４）に進み、規定値より小さい場合には、（５１１）に進む。
（５２４）のべ台数でスライス処理を行う。のべ台数が規定以下の場合は、（５１１）に進む。のべ台数が規定以上の場合は、（５２５）の処理に進む。これは、例えば２０回分の走査した中で、のべ台数が数台しかないことは、信頼性が低いためである。
（５２５）正規化された受信電力での平均値をスライス処理する。通常と感度劣化では、分布の中心が違う。したがって、スライスすることにより、通常と感度劣化の分離ができる。通常と判断した場合には、（５１１）の処理に進み、感度劣化と判断した場合には、（５１５）の処理に進む。ただし、（５２０）の処理と同じスライス値である必要はない。
【００３７】
図１５を説明する。
この処理は、図１３の（５０９）以降、（５１０）前までに行われる処理である。
（５３０）ＦＭ−ＣＷレーダのデータを読み込む。
（５３１）移動対象物の受信電力を検出する。
（５３２）受信電力からそれぞれの正規化された受信電力を算出する。
（５３３）ＦＭ−ＣＷレーダの射程範囲に入っている移動対象物ののべ台数を検出する。
（５３４）規定回数分、移動対象物の正規化された受信電力データを蓄積する。
（５３５）蓄積された移動対象物の正規化された受信電力データの平均値を算出する。そして、図１３の（５１０）に進む。
【００３８】
ＦＭ−ＣＷのデータでも感度劣化を検知するので、従来に比べ確度の高い感度劣化検知が行える。
図１６〜図１９は、本発明の第６の実施形態を説明する図である。
【００３９】
第６の実施形態では、ＦＭ−ＣＷレーダの受信電力の値により、感度劣化カウンタのインクリメント値を変更し、判断を早める。
（６０１）ＣＷ信号の各方向のフーリエ変換（ＦＦＴ：ＦａｓｔＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍ）データを読み込む。
（６０２）自速度によりピーク検出をどの周波数範囲で行うかを決める。
（６０３）方向毎に（６０２）で決定した周波数範囲のピーク電力を検出する。
（６０４）規定回数、例えば５回分の各方向の上記ピーク電力を蓄積する。
（６０５）規定回数分ピーク電力が蓄積されると、方向毎にピーク電力の平均を求める。
（６０６）ピーク電力の全平均Ａｖを求める。
（６０７）方向毎のピーク電力の最大値ＭａｘＰｏｗｅｒを求める。
（６０８）方向毎のピーク電力の最小値ＭｉｎＰｏｗｅｒを求める。
（６０９）最小・最大の差（Ｄｖ＝ＭａｘＰｏｗｅｒ−ＭｉｎＰｏｗｅｒ）を求める。この後、ＦＭ−ＣＷレーダのデータを用いた処理（６３０）以降を行う。
（６１０）ＦＭ−ＣＷレーダのデータの処理（６３５）後、Ａｖ−Ｄｖの２次元平面内でスライス処理を行う。Ａｖ−Ｄｖの２次元スライス処理後、感度劣化と判断した場合、ＦＭ−ＣＷデータを用いたスライス処理関係（６１９）以降を行う。通常と判断した場合、（６２２）処理に進む。
（６１１）Ａｖ、Ｄｖの２次元でスライス処理した結果、感度劣化でないと判定した場合、時系列カウンタ（これは、ＣＰＵ内に設けられたソフトウェア的なカウンタであり、）をインクリメントする。スライス処理（６２０）、スライス処理（６２４）、スライス処理（６２５）、スライス処理（６２８）からも処理が流れてくる。
（６１２）時系列カウンタをスライス処理する。時系列カウンタが規定値に達していない場合には、（６０１）に戻る。
（６１３）時系列カウンタが規定値に達していると判断した場合は、感度劣化ダイアグラムカウンタをリセットする。
（６１４）時系列カウンタをリセットし、ＦＦＴデータの読み込みに戻る。
（６１５）ＦＭ−ＣＷデータのスライス処理後、２次元でスライス処理した結果、感度劣化と判定した場合、感度劣化が続くかどうかを検知するため、感度劣化ダイアグラムと呼ぶ変数を規定値分インクリメントする。
（６１６）感度劣化との判断が連続するのかどうかを判断するために時系列カウンタと呼ばれる変数を持つ。これをリセット（０に設定）する。
（６１７）感度劣化ダイアグラムカウンタをスライス処理する。感度劣化していれば、感度劣化ダイアグラムカウンタは時間が経過する毎に増加し、スライス処理で検知される。スライス処理で、まだ、感度劣化していないと検知された場合は、ＦＦＴデータの読み込みに戻る。
（６１８）感度劣化と検知された場合、使用者や車両の制御コンピュータなどに発報する。
【００４０】
ここまでは、第１の実施形態とほぼ同じである。
図１７を説明する。
（６１９）めたのべ台数でスライス処理を行う。のべ台数が規定以下の場合は、（６１５）に進む。のべ台数が規定以上の場合は、（６２０）の処理に進む。これは、例えば２０回分の走査した中で、のべ台数が数台しかないことは、信頼性が低いためである。
（６２０）正規化された受信電力での平均値を閾値ｔｈ１でスライス処理する。通常と感度劣化では、分布の中心が違う。したがって、スライスすることにより、通常と感度劣化の分離ができる。通常と判断した場合には、（６１１）の処理に進み、感度劣化と判断した場合には、（６２１）の処理に進む。
（６２１）感度劣化ダイアグカウントのインクリメント値Ｉを規定値１に設定する。
（６２２）（６１０）の処理後、蓄積された移動物の正規化された受信電力データの最小値を検出する。
（６２３）蓄積された移動物の正規化された受信電力データの最大値を検出する。
（６２４）上記の最大・最小差のスライス処理を行う。これは、ＦＭ−ＣＷレーダのデータが数回分走査データであるので、その中に複数の車両が存在するかを簡易に調べるために行う処理である。
（６２５）のべ台数でスライス処理を行う。のべ台数が規定以下の場合は、（６１１）に進む。のべ台数が規定以上の場合は、（６２６）の処理に進む。これは、例えば２０回分の走査した中で、のべ台数が数台しかないことは、信頼性が低いためである。ただし、同じスライス値である必要はない。
（６２６）正規化された受信電力データの平均値をスライス値ｔｈ２でスライス処理する。スライス値とヒストグラムの様子を図１９に示す。通常と感度劣化では、分布の中心が違う。しかし、ヒストグラムを観察するとある範囲で重なっている。通常のデータが存在しない範囲で感度劣化のデータが存在するｔｈ２以下の場合は、感度劣化ダイアグカウンタのインクリメント値を高くする。また、通常と感度劣化のデータが多少重なる部分では、感度劣化ダイアグカウンタのインクリメント値を低めにする。スライス値ｔｈ２より大きいと判断した場合には、（６２８）の処理に進み、感度劣化と判断した場合には、（６２７）の処理に進む。
（６２７）感度劣化ダイアグカウンタのインクリメント値Ｉを規定値２に設定する。なお、規定値２は規定値１よりも大きい。
（６２８）正規化された受信電力データの平均値をスライス値ｔｈ１でスライス処理する。スライス値ｔｈ１より大きいと判断した場合には、（６１１）の処理に進み、感度劣化と判断した場合には、（６２９）の処理に進む。
（６２９）感度劣化ダイアグカウンタのインクリメント値Ｉを規定値１に設定する。なお、規定値１は規定値２よりも小さい。
【００４１】
図１８は、図１６の（６０９）と（６１０）の間に行われるべき処理である。
（６３０）ＦＭ−ＣＷレーダのデータを読み込む。
（６３１）移動対象物の受信電力を検出する。
（６３２）受信電力から、それぞれの正規化された受信電力を算出する。
（６３３）のべ台数を検出する。
（６３４）規定回数の移動対象物の正規化された受信電力データを蓄積する。
（６３５）蓄積された移動対象物の正規化された受信電力データの平均値を算出する。そして、（６１０）に進む。
【００４２】
以上により、ＦＭ−ＣＷのデータでも感度劣化を検知し、電力レベルが非常に低い場合、発報タイミングを早めて行える。
なお、上記実施形態においては、感度劣化しているか否かの判断を行う際のスライス処理を、変数を２つとした平面上で行ったが、これは、２次元平面上である必要はなく、感度劣化の判断基準となるパラメータをもっと増やして、３次元以上の空間において、スライス処理をしても良い。
【００４３】
（付記１）異なる方向について電波の送受信を行う電波レーダと、
異なる方向毎に得られた受信電波の電力から、感度劣化に関する複数のパラメータを抽出するパラメータ抽出手段と、
該複数のパラメータを座標軸にとった多次元空間内において、少なくとも一つのパラメータについて一定ではない閾値を用いて、受信された電波の受信電力が電波レーダの感度劣化を示しているか否かを判断する判断手段と、
を備えることを特徴とする信号処理装置。
【００４４】
（付記２）前記パラメータは、ＦＭ−ＣＷモード時の対象物の正規化受信値の平均値であることを特徴とする付記１に記載の信号処理装置。
（付記３）前記パラメータは、全方向についてのＣＷモード時の自速度に対応する平均受信電力値と方向毎の受信電力値の最大値と最小値の差であることを特徴とする付記１に記載の信号処理装置。
【００４５】
（付記４）前記パラメータは、全方向についてのＣＷモード時の自速度に対応する平均受信電力値と各方向毎の受信電力の標準偏差あるいは分散であることを特徴とする付記１に記載の信号処理装置。
【００４６】
（付記５）前記パラメータは、全方向についてのＣＷモード時の自速度に対応する平均受信電力値と方向毎の平均受信電力値の方向に沿った分布の近似曲線の係数値であることを特徴とする付記１に記載の信号処理装置。
【００４７】
（付記６）前記電波レーダは、連続波を用いた電波を用いたＣＷモードと、周波数変調された電波を用いたＦＭ−ＣＷモードとを有することを特徴とする付記１に記載の信号処理装置。
【００４８】
（付記７）前記ＦＭ−ＣＷモードの電波レーダによって得られた受信電力値は、移動対象物が所定の距離にあった場合の受信電力値に正規化されることを特徴とする付記６に記載の信号処理装置。
【００４９】
（付記８）前記正規化された受信電力値をスライス処理することにより、電波レーダにとらえられた移動対象物の推定のべ台数を算出し、該推定のべ台数が所定値以上の場合に、電波レーダの感度劣化判定を行うことを特徴とする付記７に記載の信号処理装置。
【００５０】
（付記９）前記正規化された受信電力値の最大値と最小値の差が規定値以下の場合に感度劣化判定を行うことを特徴とする付記８に記載の信号処理装置。
（付記１０）ＣＷモードで得られたパラメータとＦＭ−ＣＷモードにおいて得られたパラメータそれぞれを用いて、感度劣化判定を行い、共に感度劣化を示した場合に、前記電波レーダは感度劣化を起こしていると決定することを特徴とする付記６に記載の信号処理装置。
【００５１】
（付記１１）前記判断手段は、感度劣化であるとの判定毎に、値を計数する第１のカウンタと、感度劣化ではないとの判定毎に、値を計数する第２のカウンタを持ち、該第１のカウンタが所定値以上になった場合に、感度劣化が生じたと判断することを特徴とする付記１に記載の信号処理装置。
【００５２】
（付記１２）感度劣化の判定のために、少なくとも第１と第２の閾値を持ち、第１の閾値より平均受信電力が大きい場合及び第２の閾値より平均受信電力が小さい場合には、それぞれ第２及び第１のカウンタの計数ステップ値を大きくすることを特徴とする付記１１に記載の信号処理装置。
【００５３】
（付記１３）電波レーダを用いて異なる方向について電波の送受信を行うステップと、
異なる方向毎に得られた受信電波の電力から、感度劣化に関する複数のパラメータを抽出するパラメータ抽出ステップと、
該複数のパラメータを座標軸にとった多次元空間内において、少なくとも一つのパラメータについて一定ではない閾値を用いて、受信された電波の受信電力が電波レーダの感度劣化を示しているか否かを判断する判断ステップと、
を備えることを特徴とする信号処理方法。
【００５４】
（付記１４）前記パラメータは、ＦＭ−ＣＷモード時の対象物の正規化受信値の平均値であることを特徴とする付記１３に記載の信号処理方法。
（付記１５）前記パラメータは、全方向についてのＣＷモード時の自速度に対応する平均受信電力値と方向毎の受信電力値の最大値と最小値の差であることを特徴とする付記１３に記載の信号処理方法。
【００５５】
（付記１６）前記パラメータは、全方向についてのＣＷモード時の自速度に対応する平均受信電力値と各方向毎の受信電力の標準偏差あるいは分散であることを特徴とする付記１３に記載の信号処理方法。
【００５６】
（付記１７）前記パラメータは、全方向についてのＣＷモード時の自速度に対応する平均受信電力値と方向毎の平均受信電力値の方向に沿った分布の近似曲線の係数値であることを特徴とする付記１３に記載の信号処理方法。
【００５７】
（付記１８）前記電波レーダは、連続波を用いた電波を用いたＣＷモードと、周波数変調された電波を用いたＦＭ−ＣＷモードとを有することを特徴とする付記１３に記載の信号処理方法。
【００５８】
（付記１９）前記ＦＭ−ＣＷモードの電波レーダによって得られた受信電力値は、移動対象物が所定の距離にあった場合の受信電力値に正規化されることを特徴とする付記１８に記載の信号処理方法。
【００５９】
（付記２０）前記正規化された受信電力値をスライス処理することにより、電波レーダにとらえられた移動対象物の推定のべ台数を算出し、該推定のべ台数が所定値以上の場合に、電波レーダの感度劣化判定を行うことを特徴とする付記１９に記載の信号処理方法。
【００６０】
（付記２１）前記正規化された受信電力値の最大値と最小値の差が規定値以下の場合に感度劣化判定を行うことを特徴とする付記２０に記載の信号処理方法。
【００６１】
（付記２２）ＣＷモードで得られたパラメータとＦＭ−ＣＷモードにおいて得られたパラメータそれぞれを用いて、感度劣化判定を行い、共に感度劣化を示した場合に、前記電波レーダは感度劣化を起こしていると決定することを特徴とする付記１８に記載の信号処理方法。
【００６２】
（付記２３）前記判断ステップでは、感度劣化であるとの判定毎に、値を計数する第１のカウンタ値と、感度劣化ではないとの判定毎に、値を計数する第２のカウンタ値を持ち、該第１のカウンタ値が所定値以上になった場合に、感度劣化が生じたと判断することを特徴とする付記１３に記載の信号処理方法。
【００６３】
（付記２４）感度劣化の判定のために、少なくとも第１と第２の閾値を持ち、第１の閾値より平均受信電力が大きい場合及び第２の閾値より平均受信電力が小さい場合には、それぞれ第２及び第１のカウンタ値の計数ステップ値を大きくすることを特徴とする付記２３に記載の信号処理方法。
【００６４】
（付記２５）電波レーダを用いて、異なる方向について電波の送受信を行うステップと、
異なる方向毎に得られた受信電波電力から、感度劣化に関する複数のパラメータを抽出するパラメータ抽出ステップと、
該複数のパラメータを座標軸にとった多次元空間内において、少なくとも一つのパラメータについて一定ではない閾値を用いて、受信された電波の受信電力が電波レーダの感度劣化を示しているか否かを判断する判断ステップと、
を備えることを特徴とする信号処理方法をコンピュータに実行させるプログラム。
【００６５】
【発明の効果】
従来、感度劣化の誤検出・感度劣化の未検出が発生していたが、本発明のような信号処理を用いることによって、これらの課題を解決し、誤検出・未検出を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の電波レーダシステムの概略の構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の信号処理を説明するフローチャートである。
【図３】本発明の第１の実施形態のスライス処理を説明する図である。
【図４】本発明の第２の実施形態を説明する図（その１）である。
【図５】本発明の第２の実施形態を説明する図（その２）である。
【図６】本発明の第３の実施形態を説明する図（その１）である。
【図７】本発明の第３の実施形態を説明する図（その２）である。
【図８】本発明の第４の実施形態を説明する図（その１）である。
【図９】本発明の第４の実施形態を説明する図（その２）である。
【図１０】本発明の第４の実施形態を説明する図（その３）である。
【図１１】本発明の第４の実施形態を説明する図（その４）である。
【図１２】本発明の第４の実施形態を説明する図（その５）である。
【図１３】本発明の第５の実施形態を説明する図（その１）である。
【図１４】本発明の第５の実施形態を説明する図（その２）である。
【図１５】本発明の第５の実施形態を説明する図（その３）である。
【図１６】本発明の第６の実施形態を説明する図（その１）である。
【図１７】本発明の第６の実施形態を説明する図（その２）である。
【図１８】本発明の第６の実施形態を説明する図（その３）である。
【図１９】本発明の第６の実施形態を説明する図（その４）である。
【図２０】電波レーダの使用例を示す図である。
【図２１】電波レーダの概念図を示す図である。
【図２２】電波レーダの動作原理を示す概念図と従来の問題点を説明する図（その１）である。
【図２３】電波レーダの動作原理を示す概念図と従来の問題点を説明する図（その２）である。
【図２４】電波レーダの動作原理を示す概念図と従来の問題点を説明する図（その３）である。
【図２５】電波レーダの動作原理を示す概念図と従来の問題点を説明する図（その４）である。
【図２６】電波レーダの動作原理を示す概念図と従来の問題点を説明する図（その５）である。
【図２７】電波レーダの動作原理を示す概念図と従来の問題点を説明する図（その６）である。
【図２８】電波レーダの動作原理を示す概念図と従来の問題点を説明する図（その７）である。
【図２９】電波レーダの動作原理を示す概念図と従来の問題点を説明する図（その８）である。
【図３０】電波レーダの動作原理を示す概念図と従来の問題点を説明する図（その９）である。
【図３１】電波レーダの動作原理を示す概念図と従来の問題点を説明する図（その１０）である。
【図３２】電波レーダの動作原理を示す概念図と従来の問題点を説明する図（その１１）である。
【符号の説明】
１０−１、１０−２アンテナ
１１受信アンプ
１２ミキサ
１３Ａ／Ｄ変換器
１４ＣＰＵ
１５搬送波発振器
１６三角波生成器
１７受信アンプ

Claims

電波レーダを用いて異なる方向について電波の送受信を行うステップと、
異なる方向毎に得られた受信電波の電力から、全方向についてのＣＷモード時の自速度に対応する平均受信電力値と方向毎の受信電力値の最大値と最小値の差を抽出するパラメータ抽出ステップと、
該平均受信電力値と、該最大値と最小値の差とを座標軸にとった２次元平面内において、平均受信電力値の変化と共に該最大値と最小値の差が変化する直線あるいは曲線で表される閾値を用いて、受信された電波の平均受信電力値が閾値の直線あるいは曲線より上にあるか下にあるかを判断することにより、電波レーダの感度劣化が発生しているか否かを判断する判断ステップと、
を備えることを特徴とする信号処理方法。
電波レーダを用いて異なる方向について電波の送受信を行うステップと、
異なる方向毎に得られた受信電波の電力から、全方向についてのＣＷモード時の自速度に対応する平均受信電力値と各方向毎の受信電力の標準偏差あるいは分散を抽出するパラメータ抽出ステップと、
該平均受信電力値と、該標準偏差あるいは該分散とを座標軸にとった２次元平面内において、平均受信電力値の変化と共に該標準偏差が変化する直線あるいは曲線で表される閾値を用いて、受信された電波の平均受信電力値が閾値の直線あるいは曲線より上にあるか下にあるかを判断することにより、電波レーダの感度劣化が発生しているか否かを判断する判断ステップと、
を備えることを特徴とする信号処理方法。
電波レーダを用いて異なる方向について電波の送受信を行うステップと、
異なる方向毎に得られた受信電波の電力から、全方向についてのＣＷモード時の自速度に対応する平均受信電力値と方向毎の平均受信電力値の方向に沿った分布の近似曲線の係数値を抽出するパラメータ抽出ステップと、
該平均受信電力値と、該係数値とを座標軸にとった２次元平面内において、平均受信電力値の変化と共に該係数値が変化する直線あるいは曲線で表される閾値を用いて、受信された電波の平均受信電力値が閾値の直線あるいは曲線より上にあるか下にあるかを判断することにより、電波レーダの感度劣化が発生しているか否かを判断する判断ステップと、
を備えることを特徴とする信号処理方法。
前記判断ステップは、１回目の判断処理の後、電波レーダのＦＭ−ＣＷモード時の対象物の正規化受信値の平均値を規定値と比較することにより、電波レーダの感度劣化が発生しているか否かを判断することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の信号処理方法。