JPH10502452A - 移動体の速度を測定する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 地面に対する移動物体の速度は、地面に２つの密接に間隔をおいた入射レーダ波を送信し、時間によって変化可能な周波数を有する少なくとも第１の入射波で対応する反射波を収集し、前記第１の入射反射波を表す信号を合成し、２つの信号の合成波の低周波成分のスペクトルを決定し、同様に第２の入射反射波を同様に処理し、ある周波数シフトと合致する前記スペクトルで２つのピークを見い出し、２つの特異点の周波数及び地面（２）上のレーダの高さから移動物体の速度を決定することによって移動物体（１）に搭載された広いビームのドップラーレーダ（３）で測定される。

Description

【発明の詳細な説明】 移動体の速度を測定する方法及び装置 本発明は、移動体の速度を測定する方法及び前記方法を実施する装置に関する さらに詳細には、本発明は、地面の上のある高さｈで移動体に固定された送信 機／受信機を有し、移動方向に関して前方及び後方に伸びる中間の軸線に沿って 地面に向かってレーダビームを送信するように構成されているドップラーレーダ によって実行される、地面に平行な方向に移動する本体、特に車の速度ｖを測定 する方法であって、 ａ）第１の瞬間ｔ₁で第１の周波数ｆ₁の第１の正弦波制御電気信号をレーダー 送信機／受信機に供給し送信機／受信機に同じ周波数ｆ₁で第１の入射レーダー 波を送信させる段階と、 ｂ）地面上に反射された第１のレーダ波によって発生された第１の反射レーダ 波を受け、前記第１の反射レーダ波から第１の受信された電気信号を発生する段 階と、 ｃ）第１の制御電気信号及び第１の受信電気信号を合成し、高周波成分及び低 周波成分を有する第１の合成電気信号を発生する段階と、 ｄ）第１の合成電気信号を濾過して第１の合成信号の低周波信号に比例した第 １の濾過信号を発生する段階と、 ｅ）第１の瞬間ｔ₁でスタートした第１の測定時間Δｔ₁の間に第１の濾波信号 に対応した第１の周波数スペクトルを決定する段階とを有する速度ｖを測定する 方法に関する。 書類ＥＰ−Ａ−０５３４０５６号はこのような方法の１つの例を説明している 。 測定のこのようなモードは、ホイールの直径の変化及び地面でのホイールのす べりまたは横滑りが回転カウンタ等によって速度測定に比較的大きなエラーを起 こす限り、車のホイールの回転速度を測定する従来の回転カウンタまたは角度セ ンサを使用するよりさらに正確である。 さらに、ドップラー効果レーダは、車の構造に固定する必要があるだけであり 、ホイールの移動部品に接続される機構を有する回転カウンタより設置が簡単で ある。 問題となる種類の公知の方法において、濾過信号の周波数スペクトルは、ある 周波数に対応したピークを有し、移動体の移動方向と送信器／受信器に関するレ ーダ波の送信及び受信方向との間に形成された角度をαとすれば、その周波数を 地面に関する移動物体の速度を計算するために使用することができる。 選択角度αが９０°である場合には、送信波は地面で反射され、たとえ地面が 特別の不規則性を有しない場合であっても、この場合において、ドップラ効果に よる周波数シフトはゼロである。 それに対して、もし角度αが９０°に対して小さいならば、ドップラー効果に よる周波数シフトは大きく、反射波に対して直角に伸びる地面の粗さから反射波 を受けることができる。 第１の濾波信号の周波数スペクトルは角度αに強く依存する。 角度をよく画定するために、レーダビームを非常に狭くする必要があり、問題 となっているこの種の公知の方法は、特に雨または氷の場合に路面に適用するよ うに比較的円滑な路面上を移動するときにあまりよく作動しない。 レーダビームが狭いので、移動体の速度を測定することができるように送信器 ／受信器に反射波を戻すことができる反射障害物に出合うビームの可能性は低い 。さらに、もし、ビームが高度な指向性を有する場合には、指向性送受信用アン テナを使用する必要があり、このアンテナは使用される波長に対して大きな側方 の寸法を有し、これは、コストにおいて、また実施する場合において欠点を有す る。 また、問題となっているこの種の公知の方法は、上述したαが不意に変化する とき、例えば、移動体がその負荷に依存して前方または後方に多少傾斜するとき 測定エラーを発生する。 また、書類ＦＲ−Ａ−２４４３０７０は、異なる変化する周波数出力で地面に 順に２つのレーダ波を伝達することによって地面に対して飛行機の速度を測定す る方法を示す。合成信号の低い周波数成分の周波数スペクトルを決定することを 含まないこの方法は、２つのレーダ波の最小限のビート周波数値にそれぞれ対応 して２つの特定の入射角度α₁及びα₂の角度を決定することができる相互作用技 術を利用することができ、この場合、ビート周波数は上述した合成信号の低周波 数の周波数である。従って、この方法は、入射角度α₁及びα₂の上述した特定の 角度において反射レーダ波が存在する限りにおいてのみ有効である。従って、狭 いレーダビームを使用する上述した方法と同じ欠点を有する。 本発明の特定の目的は、これらの欠点を直すことである。 この目的のために、本発明によれば、周波数スペクトル決定を有する方法は、 前記送信レーダビームが比較的に広く、第１の周波数ｆ₁は時間変化し、前記方 法はさらに、 ｆ）地面上で送信機／受信機の高さｈを測定する段階と、 ｇ）第１の瞬間ｔ₁に非常に接近した第２の瞬間ｔ₂で第２の周波数を有する第 ２の正弦波制御電気信号をレーダー送信機／受信機に供給し、送信機／受信機に 同じ周波数ｆ₂で第１の入射レーダー波を送信する段階と、 ｈ）地面上に第２の入射レーダ波を反射することによって発生された第２の反 射レーダ波を受け、前記第２の反射レーダ波から第２の受信電気信号を発生する 段階と、 ｉ）第２の制御電気信号及び第２の受信電気信号を合成し、高周波成分及び低 周波成分を有する第２の合成電気信号を発生する段階と、 ｊ）第２の合成電気信号を濾波して第２の合成信号の低周波信号に比例した第 ２の濾波信号を発生する段階と、 ｋ）第２の瞬間ｔ₂からスタートした第２の測定時間Δｔ₂の間に第２の濾波信 号に対応した第２の周波数スペクトルを決定する段階と、 ｌ）前記２つの特異点の近傍で第１及び第２のスペクトルが形が同様であるが 、ある周波数のずれを有するように前記第１のスペクトルの第１の特異点及び第 ２のスペクトルの第２の特異点を同定する段階であって、前記２つの特異点は、 地面で同じ点からの反射によって発生される段階と、 ｍ）第１及び第２のスペクトルにおいて、第１及び第２の特異点に対応する第 １及び第２の周波数Ｆ₁，Ｆ₂を測定する段階と、 ｎ）地面上のレーダ送信機／受信機の高さｈ及び２つの特異点に対応した第１ 及び第２の周波数を基礎として移動体の速度ｖを計算する段階と、を有すること を特徴とする。 よって広いレーダビームを使用するので、地面の反射障害物に出合い、各々の 伝達されたレーダ波がレーダ送受信器に戻る反射によって達成される高度な機会 があり、その結果、ドップラー効果によって移動体の速度を計算するために使用 する第１及び第２の周波数スペクトルの少なくとも一部が存在する。 また、角度αの変化は、無視される。なぜならば、実行される２つのドップラ ー測定は、角度α及び速度ｖの双方を同時に計算することが可能であり、角度α とは無関係に速度ｖの数式を提供することが可能である。 本発明の方法の好ましい実施例において、使用は１つまたはそれ以上の次の配 列で行われる。 第１及び第２の周波数ｆ₁，ｆ₂が、少なくとも第１及び第２の測定時間Δｔ₁ ，Δｔ₂の間に時間のリニヤ関数であり、 段階ｎ）は２つの未知数α及びｖにおいて２つの等式の次のシステムを解くこ とから成り、 数式の各側の記号｜｜は、ここと次の説明を通じて行われる数式の絶対値であ る。 ここでｃは、空気中のレーダ波の伝搬速度であり、αは、車体が移動する方向 と送信機／受信機及び第１及び第２の特異点（Ｐ₁，Ｐ₂）を発生地面の点との間 に伸びる方向との間の角度である。 ・ｆ₁（ｔ₁＋Δｔ₁／２）は瞬間（ｔ₁＋Δｔ₁／２）で第１の周波数ｆ₁の値で あり、 ・ｆ₁′は、第１の測定時間Δｔ₁の間の第１の周波数ｆ₁の時間導関数の値で あり、 ・ｆ₂（ｔ₂＋Δｔ₂／２）は瞬間（ｔ₂＋Δｔ₂／２）で第２の周波数ｆ₂の値で あり、 ・ｆ₂′は、第２の測定時間Δｔ₂の間の第２の周波数ｆ₂の時間導関数の値で ある。 第２の周波数ｆ₂は、一定であり、瞬間ｔ₁＋Δｔ₁／２の第１の周波数ｆ₁は、 第２の周波数ｆ₂の値に近い値ｆ₁（ｔ₁＋Δｔ₁／２）を呈し、地面に関する移動 体の速度ｖは、公式 から計算される。 レーダビームは、地面にほぼ直角な送信方向を有し、第１のスペクトル（Ｓ₁ ）は、地面にほぼ直角波方向に対応する特徴ピークＰ₁（π／２）を有し， から地面に関してレーダ送信機／受信機の高さｈを計算する際に構成される段階 が続く第１のスペクトル（Ｓ₁）の前記特徴的なピークに対応する周波数Ｆ₁（π ／２）を測定することから成る段階を有する。 段階ｅ）及びｋ）は、第１及び第２の濾過信号をデジタル化する段階を有する 。これは、特に簡単な方法でスペクトルを決定することを可能にする。 第１及び第２のスペクトルは、デジタル化された第１及び第２の濾過信号の基 礎として高速フーリエ変換によって決定される。 段階ｌ）及びｍ）は、第１及び第２のスペクトルの特異点の前記対に対応する 第１及び第２の周波数Ｆ₁，Ｆ₂の複数対を得るように第１及び第２の複数の単一 の点において実行され、移動体の速度ｖは、地面上のレーダ送信機／受信機の高 さｈ及び特異点に対応する第１及び第２の周波数Ｆ₁，Ｆ₂の種々の対の関数とし て計算される。 段階ｆ）は、特異点に対応する第１及び第２の周波数Ｆ₁，Ｆ₂の種々の対から 速度ｖとして同時に高さｈを計算することから成る。 移動体は地面上で走行する車である。 本発明は、上述した方法を実施する装置を提供し、本装置は、地面に平行な方 向に移動する本体の速度ｖを測定するために前記方法を実施する装置であって、 地面に向かう移動方向に対して前方または後方に向かうレーダビームを構成する ことによって同じ周波数信号ｆ₁，ｆ₂で入射レーダ波を発生するようにある周波 数で正弦的な制御電気信号を受ける入力端を有するレーダ波送信機／受信機を有 し、前記送信機／受信機によって受信された反射レーダ波から受信された電気信 号を発生する出力を有するレーダー波送信機／受信機と、 送信機／受信機の入力端に接続された出力端を有し、制御電気信号を発生する ように構成された発信器と、 ２つの入力端及び及び出力端を有するミキサ回路であって、前記ミキサの入力 端は、送信機／受信機の出力端に接続され、制御電気信号及び受信電気信号を受 けるために発振器に接続され、ミキサ回路は、その出力端で、制御電気信号によ って合成された受信電気信号に対応する“合成”された電気信号を発生し、前記 “合成”信号は、高周波成分と低周波成分とを有するミキサ回路と、 入力端及び出力端を有するローパスフィルタであって、前記ローパスフィルタ の前記入力端は、合成信号を受けるためにミキサの出力端に接続されており、前 記合成信号の低周波成分を表す濾波信号を出力端で発生するローパスフィルタと 、前記濾過信号を受けるローパスフィルタの出力端に接続される第１の入力端を 有し、前記フィルタ信号から移動体の速度ｖを計算するために濾波信号の周波数 スペクトルを決定するようになっている中央ユニットとを有し、入射レーダのビ ームは比較的に広く、前記発振器は、制御電圧を受けるために構成された制御入 力端を有し、前記発振器は、制御電気信号が制御電圧の関数であるように構成さ れ、前記発振器の制御入力端は、前記中央ユニットによって駆動される電圧発生 器に接続され、前記中央ユニットは、地面に対して送信機／受信機の高さｈを決 定するための装置を有し、前記中央ユニットが、第１と第２の制御電圧に比例し た第１と第２の周波数ｆ₁及びｆ₂を有する第１及び第２の制御電気信号を交互に 発振器が発生するように、時間変化する第１の制御電圧と第２の制御電圧と、少 なくとも第１の周波数ｆ₁が時間変化するように電圧発生器が交互に発生するよ うにされ、第１の瞬間ｔ₁からスタートする第１の測定時間Δｔ₁の間に発信器が 第１の制御電気信号を発生する間、濾波信号の第１の周波数スペクトルを決定し 、第１の瞬間ｔ₁に非常に接近した第２の瞬間ｔ₂からスタートする第２の測定時 間Δｔ₂の間に濾波信号の第２の周波数スペクトルＳ₂を決定し、その間発信器は 、第２の電気信号Ｅｃ₂を発生し、 第１及び第２のスペクトルが前記２つのピークの近傍の形態と同様であるが、 ある周波数シフトを有するように第１のスペクトルＳ₁の第１の特異点Ｐ₁及び第 ２のスペクトルＳ₂の第２の特異点を同定するようにされ、前記２つの特異点は 、地面の同じ点２ａから反射することによって発生され、 第１と第２のスペクトルＳ₁及びＳ₂の第１及び第２の特異点に対応する第１及 び第２の周波数Ｆ₁、Ｆ₂を測定し、 地面上のレーダ送信機／受信機の高さｈ及び２つの特異点に対応する第１及び 第２の周波数Ｆ₁，Ｆ₂を基礎として地面に関して移動体の速度ｖを計算すること を特徴とする。 本発明の装置の好ましい実施例において、１つまたはそれ以上の次の内容の配 列で行われる。 第１及び第２の周波数ｆ₁，ｆ₂が、少なくとも第１及び第２の測定時間Δｔ₁ ，Δｔ₂の間に時間のリニヤ関数であり、 中央ユニットは２つの未知数α及びｖにおいて２つの等式の次のシステムを解 くことから成り、 ここでｃは、空気のレーダ波の伝搬速度、 αは、車体が移動する方向と送信機／受信機及び第１及び第２の特異点を発生 した地面の点との間に伸びる方向との間の角度、 ・ｆ₁（ｔ₁＋Δｔ₁／２）は瞬間（ｔ₁＋Δｔ₁／２）で第１の周波数ｆ₁の値、 ・ｆ₁′は、第１の測定時間Δｔ₁の間の第１の周波数ｆ₁の時間関数の値、 ・ｆ₂（ｔ₂＋Δｔ₂／２）は瞬間（ｔ₂＋Δｔ₂／２）で第２の周波数ｆ₂の値、 ・ｆ₂′は、第２の測定時間Δｔ₁の間の第２の周波数ｆ₂の時間関数の値。 中央ユニットは、前記地面に関する送信機／受信機の高さｈを表す信号を受け るために高さセンサに接続された第２の入力端を有し、前記第２の入力端は地面 に対して送信機／受信機の高さｈを決定するために中央ユニットの上述した装置 を構成する。 入射レーダ波のビームが、地面のほぼ垂直な送信方向を有し、第１のスペクト ルは、地面に垂直な前記方向のピーク特徴を有し、地面に関する送信機／受信機 の高さｈを決定する装置は、前記特徴ピークに対応する周波数Ｆ₁（π／２）を 測定する装置及び前記周波数Ｆ₂（π／２）からの前記高さｈを計算する装置を 有する。 制御ユニットが、前記濾過信号の周波数スペクトルを決定する前にその第１の 入力点で受けられる濾過信号をディジタル化するように構成されている。 本発明の他の特徴及び利点は非制限的な例によって添付図面を参照してその実 施例の次の詳細な説明から明らかになる。 図面において、 図１は、本発明の実施例を構成する速度測定レーダを備えた車の概略図である 。 図２は、図１の車のレーダのブロック図である。図３は、図２のレーダによっ て送信された波の周波数変化の一例を示すスペクトルダイヤグラムである。 図４は、非常に接近している２つの異なる瞬間で決定された図２のローパスフ ィルタ９によって信号出力の２つの周波数スペクトルを示す図面である。 図１に概略的に示すように、移動体１、特に地面２を走る車の速度を決定する ことであり、この測定は、前方または後方に地面に向かって入射ビーム４を伝達 するドップラーレーダ３によって実行され、入射ビームは、例えば、比較的に広 い、約４５°の拡散角を有する。 レーダ３によって測定された速度は、車のダシュボードの表示装置に、または 車の他の部材、例えば、ホイールのアンチブロックブレーキ装置に適用すること ができる。 図２に概略的に示すように、レーダ３は、入射レーダビーム４を構成する信号 と同じ周波数信号で入射レーダ波を発生するように正弦的な制御電気信号を受け る入力端５ａを有するレーダ波送信受信５を有し、前記送信機／受信機は、入射 波から地面２によって反射されたレーダ波の受信時に受信電気信号を発生する出 力端５ｂを有する。 またレーダ３は、送信機／受信機の入力端５ａに接続された出力端６ａと、制 御電圧を受ける入力端６ｂを有する電圧制御発振器６を有し、出力端６ａは、制 御電圧に依存する周波数ｆ₁，ｆ₂で前記制御電気信号を発生するように構成され ている。 レーダ３は、前記制御電圧を発生する出力端７ａと制御電圧を駆動する論理入 力端７ｂとを有する電圧発生器７を有する。 またレーダ３は、２つの入力端８ａ及び８ｂ及び出力端８ｃを有するミキサ回 路８を有する。ミキサの入力端８ａは、送信機／受信機の出力端５ｂに接続され 、ミキサの入力端８ｂは、発信器の出力端６ａまたは制御電力信号に比例して電 気信号が発生される前記発信器であるが下方電力である追加的な出力端６ｃに接 続されている。ミキサ回路８は、その出力端８ｃで“合成”電気信号を発生する ように構成され、制御電気信号に掛けられる受信電気信号の積に対応し、合成信 号は、高周波成分及び低周波成分を有する。 レーダ３は、ミキサの出力端８ｃに接続された入力端９ａと、合成信号の低周 波信号成分を表す濾過信号を発生する出力端９ａとを有するローパスフィルタ９ を有する。 レーダ３は、濾波信号を受けるローパスフィルタの出力端９ｂに接続される第 １の入力端１０ａと高さセンサ１１、例えば、地面２に関して送信機／受信機５ の高さｈを表す信号を受ける目的の超音波または他のセンサに接続された第２の 入力端１０ｂとを有する中央ユニット１０を有し、前記高さｈは、地面に垂直に 測定され、前記中央ユニットは、前記電圧発生器を駆動するために電圧発生器７ の論理入力端７ｂに接続されている第１の出力端１０ｃ及びディスプレィ１ａま たは同じ他の部材に接続された第２の出力１０ｄとを有する。 中央ユニット１０は、第１と第２の周波数ｆ₁及びｆ₂を有する他の第１及び第 ２の制御電気信号ＥＣ₁及びＥＣ₂を交互に発振器が発生するように、時間変化す る第１の制御電圧と、一定または変化する第２の制御電圧とを電圧発生器７が交 互に発生するようにプログラムされる。この周波数ｆ₁及びｆ₂は、第１と第２の 制御電圧にそれぞれ比例する。（例えば、ｆ₁は、一定の周波数ｆ₀から直線的に 増加する傾斜段階の一部の値であり、次にｆ₀に落下し、ｆ₂は、図３に示すよう に一定の周波数ｆ0によって構成される）； また中央ユニット１０は、第１の瞬間ｔ₁からスタートする第１の測定時間Δ ｔ₁の間の濾波信号の第１の周波数スペクトルＳ₁を決定し、その間に発振器が第₁ の制御電気信号Ｅｃ₁を発生し、第１の瞬間ｔ₁に非常に接近した第２の瞬間ｔ₂ からの第２の測定時間Δｔ₂の間に濾波信号の第２の周波数スペクトルＳ₂を決定 し、その間発振器は、第２の電気信号Ｅｃ₂を発生するようにプログラムされる （図４参照）。 また中央ユニットは、第１及び第２のスペクトルが前記２つのピークの近傍の 形態と同様であるように、第１のスペクトルＳ₁の第１のピークＰ₁及び第２のス ペクトルＳ₂の第２のピークＰ₂を同定するようにプログラムされ、前記２つのピ ークは地面の同じ反射点２ａから反射することによって発生され、前記点は、地 面の不規則性部分に対応する。 また、中央ユニットは、第１と第２のスペクトルＳ₁及びＳ₂の第１及び第２の ピークＰ₁及びＰ₂に対応する第１及び第２の周波数Ｆ₁及びＦ₂を測定するように プログラムされる。 中央ユニットは、地面上のレーダ送信機／受信機の高さｈを基礎として、測定 された第１及び第２の周波数Ｆ₁及びＦ₂を基礎として地面に関して移動体。速度 を計算し、計算は、以下に説明するように実行される。第１の瞬間ｔ₁の近傍に おいて、第１の制御電気信号Ｅｃ₁は次の形態で表現される。 ここで ｔは時間。 Ａ₁は、定数。 ｆ₁（ｔ₁）は、第１の定数で第１の周波数ｆ₁の値。 このような状態で、第１のピークＰ₁に対応する第１の受信された電気信号Ｅ ｒ1は、公知のドップラシフト公式の適用において次のとおり。 ここでＡ₂は、定数。 αは、車体の移動方向と送信機／受信機５から見た地面の点２ａに向かう方向 との間の角度。 （αは、もしレーダビームが前方に向かう方向ならば０乃至π／２の範囲にあ り、みしビームが後方に向かう方向ならばπ／２とπとの範囲にある） ｃは、空気中のレーダ波の伝搬速度。 第１の受信電気信号Ｅｒ₁は、瞬間ｔ₁＋ｄｔで送信機／受信機５の出力端５ｂ で発生され、ここでｄｔは、送信機／受信機と地面の点２ａとの間の電磁気のゴ ーアンドリターン時間に対応する。 その結果、ミキサ回路８は、“合成”信号を発生し、この信号は、第１の制御 電気信号によって合成された上述した公式（ＩＩ）に対応する第１の受信電気信 号の積であるが、前記第１の制御電気信号は、周波数ｆ₁（ｔ₁＋ｄｔ）を有する 。なぜならば、前記倍数化は瞬間（ｔ₁＋ｄｔ）で実行される。 ミキサから出力端で発生した“合成”信号は従来の直角三角形の公式で以下の ような２つの項Ｃ₁及びＤ₁の合計に対応する。 この項Ｃ１は高周波信号であり、項Ｄ₁は、低周波信号である。 低周波信号Ｄ₁のみがローパスフィルタ９を通過して中央ユニット１０の第１ の入力端１０ａに通過する。この低周波信号は、第１のスペクトルＳ₁のピーク Ｐ1に対応する、すなわち、反射点２ａのレーダー波の反射に対応する周波数Ｆ₁ を表す。 もし、第１の測定時間Δｔ₁がゼロである場合には、この周波数は、次の公式 で表される。 ここで、｜｜は絶対値関数を表す。 ｆ₁は、ｆ₁（ｔ₁＋ｄｔ）−ｆ₁（ｔ₁）＝ｆ₁′．ｄｔのような少なくとも第１ の測定時間Δｔ₁中の時間の直線関数が好ましい。 ここで、ｆ₁′は第１の測定時間Δｔ₁の間の第１の周波数ｆ₁の時間導関数の 値である。 また、第１の近似数式（ＩＶ）を書けるように第１の測定時間Δｔ₁がゼロで ないという事実を計算に入れなければならない。 また、時間間隔ｄｔは、つぎの公式で書くことができる。 よって、 また、同様に第２の制御電気信号ＥＣ2に対応する入射レーダ波は、地面の点 ２ａで大きな反射を発生する。なぜならば、第２の瞬間ｔ₂は第１の瞬間ｔ₁に非 常に接近しており、車の走行方向と送信機／受信機５から点２ａが見える方向と の間の角度αは瞬間ｔ₁及びｔ₂の双方で同じであるからである。 このような条件の下で、上述したと同じ方法において、第２のスペクトルＳ₂ は、点２ａに反射するレーダ波に対応するピークＰ₂を有し、前記ピークＰ₂は、 次のように表される周波数Ｆ₂に対応する。 ここで、ｆ₂（ｔ₂＋Δｔ₂／２）は、瞬間（ｔ₂＋Δｔ₂／２）の第２の周波数 ｆ₂の値、 ｆ₂′は、第２の測定時間の間第２の周波数ｆ₂の時間導関数の値である。 よって中央ユニット１０は、２つの未知数α及びｖにおいて２つの公式（ＶＩ Ｉ）及び（ＶＩＩＩ）のシステムを解くことによって車の速度ｖを決定すること ができ、２つの等式の他のパラメータは、中央ユニット１０に対して公知である 。 公式（ＶＩＩ）及び（ＶＩＩＩ）の装置は、次のように表すことができる。 ここで： ａ₁，ｂ₁、ａ₂，ｂ₂は、公知のパラメータであり、前記の公式システムは次の ようになる。 ｃｏｓ²α＋ｓｉｎ²α＝１とする。 第２の周波数ｆ₂は、図３に示すように一定であり、第２のピークＰ₂の周波数 Ｆ2は、次の式に対応する。 もし、それは公式（ＸＩ）及び（ＸＩＩ）から可能であり、値ｆ1（ｔ1＋Δｔ 1／２）及びｆ₂が非常に接近している場合には、ｈ，ｖ，及びαの通常の値で２ ｖ．ｃｏｓα／ｃの項で同じ符号を有することを考慮に入れる。α： 従って、 速度ｖの値は、次の式に対応する。 ｆ₁，ｆ₂が図３に示すような特別の場合において、ｆ₁が１ＧＨｚのスロープ を有する時間の直線関数であり、ｆ₂は、一定の値ｆ₂、例えば２４ＧＨｚに等し い値を有する。ここでｆ₂（ｔ₂）＝ｆ₁（ｔ₁）である。第２のピークＰ2の周波 数Ｆ2は３０°に等しい角度αにおいて、２３７６Ｈｚである。周波数Ｆ₁とＦ₂ との間の差は０．５メータ（ｍ）に等しい高さｈにおいて４６Ｈｚに等しい。 周波数Ｆ₁及びＦ₂の小さい値によって、第１及び第２のスペクトルＳ₁及びＳ₂ は、例えば、中央ユニット１０の第１の入力端１０ａに供給される濾過信号をデ ジタル化して後、ファーストフーリエ変換によって非常に容易に得ることができ る。 追加として、第１の周波数スペクトルＳ₁が非常に低い周波数Ｆ1（π／２）に 対応する非常に大きい特徴のピークＰ₁（π／２）を呈するように地面２に直角 な方向４ａを有するように入射レーダ波のビーム４、または、前記ビームの一部 を提供することによって高さセンサ１１を使用することを避けることができる。 このピークは、上述した公式及び次の公式（ＸＶ）から地面２の上の送信機／ 受信機５の高さを計算することができるように、π／２に等しい値を有する角度 αに対応する。 本発明は上述した特定の実施例には制限されず、それに対し、すべての変形ま で延長される。特に、 ２つのスペクトルＳ₁及びＳ₂が同時に決定される実施例であって、レーダが２ つの異なる周波数ｆ₁及びｆ₂で同時に送受信し、分離すべき２つの周波数ｆ₁及 びｆ₂の各々に関連する各信号をイネーブルとするフィルタを含む実施例と、 速度ｖが第１と第２のスペクトルで一対のピークＰ₁及びＰ₂に対応する１対の 周波数Ｆ₁及びＦ₂からのみは決定されないが、２つのスペクトルの複数の対のピ ークに対応する複数対の周波数Ｆ₁，Ｆ₂から決定され、速度ｖの計算された値は 、周波数Ｆ₁，Ｆ₂の各対から計算された種々の速度値ｖの平均である。このよう な環境において、また、種々の周波数Ｆ₁、Ｆ₂に関する種々の等式（ＶＩＩ）と （ＶＩＩＩ）に対応する等式のシステムを解くことによって，異なる周波数の対 Ｆ₁，Ｆ₂を基礎にした速度ｖと同時に高さｈを決定する。要するに、高さｈとは 独立している速度ｖの数式を計算することが可能である実施例と、 速度ｖを計算するために使用される周波数Ｆ₁，Ｆ₂は、通常、スペクトルＳ₁ ，Ｓ₂の特異点に対応するが、すなわち、ピークだけではなく、最小値にまたは 他の特性点にも対応する実施例とを有する。 スペクトルオキュパンシー（ｏｃｃｕｐａｎｃｙ）を制限するために図３に示 すのこぎり刃周波数変調は、ほぼ対称的で、すなわち、非垂直的な上昇及び下降 スロープを有するのこぎり刃を有する。 レーダ周波数の変調を容易にするために、変調は、正弦波であり、スペクトル は正弦周波数の変形曲線のほぼ直線部分（すなわち、前記制限波の屈曲の部分の 近傍で）で測定される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．地面の上のある高さｈで移動体（１）に固定された送信機／受信機（５） を有し、移動方向に関して前方及び後方に伸びる中間の軸線に沿って地面に向か ってレーダビーム（４）を送信するように構成されているドップラーレーダ（３ ）によって実行される、地面（２）に平行な方向に移動する本体、特に車の速度 ｖを測定する方法であって、 ａ）第１の瞬間ｔ₁での第１の正弦波制御電気信号（Ｅｃ₁）をレーダー送信機 ／受信機（５）に供給し送信機／受信機（５）に同じ周波数ｆ₁で第１の入射レ ーダー波を送信する段階と、 ｂ）地面上に反射された第１のレーダ波によって発生された第１の反射レーダ 波を受け、前記第１の反射レーダ波から第１の受信電気信号（Ｅｒ₁）を発生す る段階と、 ｃ）第１の制御電気信号（Ｅｃ₁）及び第１の受信電気信号（Ｅｒ₁）を合成し 、高周波成分（Ｃ₁）及び低周波成分（Ｄ₁）を有する第１の合成電気信号（Ｅｃ₁ ，Ｅｒ₁）を発生する段階と、 ｄ）第１の合成電気信号（Ｅｃ₁，Ｅｒ₁）を濾波して第１の合成信号の低周波 信号（Ｄ₁）に比例した第１の濾波信号を発生する段階と、 ｅ）第１の瞬間ｔ1でスタートした第１の測定時間Δｔ₁の間に第１の濾波信号 に対応した第１の周波数スペクトルを決定する段階とを有する移動体の速度測定 方法において、 前記送信レーダビーム（４）を比較的に広くし、第１の周波数ｆ₁を時間変化 させ、さらに下記段階、 ｆ）地面上で送信機／受信機（５）の高さｈを測定する段階と、 ｇ）第１の瞬間ｔ1に非常に接近した第２の瞬間ｔ₂で第２の周波数を有する第 ２の正弦波制御電気信号（Ｅｃ₂）をレーダー送信機／受信機（５）に供給し、 送信機／受信機（５）に同じ周波数ｆ₂で第２の入射レーダー波を送信する段階 と、 ｈ）地面上に第２の入射レーダ波を反射することによって発生された第２の反 射レーダ波を受け、前記第２の反射レーダ波から第２の受信電気信号を発生する 段階と、 ｉ）第２の制御電気信号（Ｅｃ₂）及び第２の受信電気信号（Ｅｒ₂）を共に合 成し、高周波成分（Ｃ₂）及び低周波成分（Ｄ₂）を有する第２の合成電気信号（ Ｅｃ₂，Ｅｒ₂）を発生する段階と、 ｊ）第２の合成電気信号（Ｅｃ₂，Ｅｒ₂）を濾波して第２の合成信号の低周波 信号（Ｄ₂）に比例した第２の濾波信号を発生する段階と、 ｋ）第２の瞬間ｔ1からスタートした第２の測定時間Δｔ₂の間に第２の濾波信 号に対応した第２の周波数スペクトル（Ｓ₂）を決定する段階と、 ｌ）前記２つの特異点の近傍で第１及び第２のスペクトルが形体が同様である が、ある周波数シフトを有するように前記第１のスペクトル（Ｓ₁）の第１の特 異点（Ｐ₁）及び第２のスペクトル（Ｓ₂）の第２の特異点（Ｐ₂）を同定する段 階であって、前記２つの特異点は、地面で同じ点（２ａ）からの反射によって発 生される段階と、 ｍ）第１及び第２のスペクトル（Ｓ₁，Ｓ₂）において、第１及び第２の特異点 （Ｐ₁，Ｐ₂）に対応して第１及び第２の周波数Ｆ₁，Ｆ₂を測定する段階と、 ｎ）地面上のレーダ送信機／受信機の高さ及びｈの基礎で２つの特異点（Ｐ₁ ，Ｐ₂）に対応した第１及び第２の周波数Ｆ₁，Ｆ₂をベースとして移動体の速度 ｖを計算する段階とを有することを特徴とする移動体の速度を測定する測定方法 ２．第１及び第２の周波数ｆ₁，ｆ₂が、少なくとも第１及び第２の測定時間Δ ｔ1，Δｔ2の間に時間のリニヤ関数であり、 段階ｎ）は２つの未知数α及びｖにおいて２つの等式の次のシステムを解くこ とから成り、 ここでｃは、空気中のレーダ波の伝搬速度であり、 αは、車体が移動する方向と送信機／受信機（５）及び第１及び第２の特異点 （Ｐ₁，Ｐ₂）を発生地面の点（２ａ）との間に伸びる方向との間の角度であり、 ・ｆ₁（ｔ₁＋Δｔ₁／２）は瞬間（ｔ₁＋Δｔ₁／２）で第１の周波数ｆ₁の時間 の導関数の値であり、 ・ｆ₁′は、第１の測定時間Δｔ₁の間の第１の周波数ｆ₁の時間の導関数の値 であり、 ・ｆ₂（ｔ₂＋Δｔ₂／２）は瞬間（ｔ₂＋Δｔ₂／２）で第２の周波数ｆ₂の値で あり、 ・ｆ₂′は、第２の測定時間Δｔ₂のの第２の周波数ｆ₂の時間導関数の値であ る請求項１に記載の方法。 ３．第２の周波数ｆ₂が、一定であり、瞬間ｔ₁＋Δｔ₁／２の第１の周波数ｆ₁ は、第２の周波数ｆ₂の値に近い値ｆ₁（ｔ₁＋Δｔ₁／２）を呈し、地面に関する 移動体の速度ｖは、公式 から計算される請求項２に記載の方法。 ４．前記レーダビーム（４）は、地面（２）にほぼ直角な送信方向（４ａ）を 有し、第１のスペクトル（Ｓ₁）は、地面（２）にほぼ直角波方向に対応する特 徴ピークＰ₁（π／２）を有し、前記方法の段階ｆ）が、第１のスペクトル（Ｓ₁ ）₁の前記特徴的なピークに対応する周波数Ｆ₁（π／２）を測定する段階を含み ，次いで，レーダ送信機／受信機（５）の地上高ｈを公式 により算出する段階を有する請求項２または３に記載の方法。 ５．段階ｅ）及びｋ）は、第１及び第２の濾波信号をデジタル化する段階を有 する請求項１乃至４に記載の方法。 ６．前記第１及び第２のスペクトル（Ｓ₁，Ｓ₂）は、デジタル化された第１及 び第２の濾波信号の基礎として高速フーリエ変換によって決定される請求項５に 記載の方法。 ７．段階ｌ）及びｍ）は、第１及び第２のスペクトル（Ｓ₁，Ｓ₂）の特異点の 前記対に対応する第１及び第２の周波数Ｆ₁，Ｆ₂の複数対を得るように第１及び 第２の複数の単一の点（Ｐ₁，Ｐ₂）において実行され、移動体の速度ｖは、地面 上のレーダ送信機／受信機の高さｈ及び特異点に対応する第１及び第２の周波数 Ｆ₁，Ｆ₂の種々の対の関数として計算される請求項１乃至６のいずれか１項に記 載の方法。 ８．前記段階ｆ）は、特異点に対応する第１及び第２の周波数Ｆ₁，Ｆ₂の種々 の対から速度ｖと同時に高さｈを計算することから成る請求項７に記載の方法。 ９．前記移動体（１）は地面（２）上で走行する車である請求項に記載の請求 項１乃至８に記載の方法。 １０．地面（２）に平行な方向に移動する本体の速度ｖを測定するために前記 方法を実施する装置であって、地面に向かう、移動方向に対して前方または後方 に向かうレーダビーム（４）を形成することによって入射レーダビーム４を構成 することによって同じ周波数信号の入射レーダ波を発生するようにする周波数で 正弦波制御電気信号を受ける入力端（５ａ）を有するレーダ波送信機／受信機（ ５）を有し、前記送信機／受信機によって受信された反射レーダ波から受信電気 信号を発生する出力端５ｂを有するレーダー波送信機／受信機と、 前記送信機／受信機の入力端（５ａ）に接続された出力を有し、前記制御電気 信号（Ｅｃ₁，Ｅｃ₂）を発生するように構成された、入力端（６ａ）を有する発 信器（６）と、 ２つの入力端８ａ及び８ｂ及び出力端８ｃを有するミキサ回路８であって、前 記ミキサの入力端（８ａ，８ｂ）は、送信機／受信機の出力端（５ｂ）に接続さ れ、制御電気信号（Ｅｃ₁，Ｅｃ₂）及び受信電気信号（Ｅｒ₁，Ｅｒ₂）を受ける ために発振器に接続され、ミキサ回路は、その出力端で（８ｃ）で、制御電気信 号（Ｅｃ₁，Ｅｃ₂）によって合成された結果の受信電気信号（Ｅｒ₁，Ｅｒ₂）に 対応する“合成”電気信号を発生し、前記合成信号は、高周波成分（Ｃ₁，Ｃ₂） と低周波成分（Ｄ₁，Ｄ₂）とを有するミキサ回路と、 入力端（９ａ）及び出力端（９ｂ）を有するローパスフィルタであって、前記 ローパスフィルタの前記入力端（９ａ）は、合成信号を受けるためにミキサの出 力端（８ｃ）に接続されており、前記合成信号の低周波成分（Ｄ₁，Ｄ₂）を表す 濾波信号を出力端（９ｂ）で発生するローパスフィルタ（９）と、 前記濾波信号を受けるローパスフィルタの出力端（９ｂ）に接続される第１の 入力端１０ａを有し、前記フィルタ信号から移動体の速度ｖを計算するために濾 波信号の周波数スペクトルを決定するようになっている中央ユニットとを有する 請求項１乃至９のいずれか１項に記載の方法を実施する装置において、 前記入射レーダのビームを比較的に広くし、前記発振器（６）は、制御電圧を 受けるために構成された制御入力端（６ｂ）を有し、制御電気信号（Ｅｃ1，Ｅ ｃ2）が制御電圧の関数であるように構成され、前記発振器の制御入力端（７） は前記中央ユニットによって駆動される電圧発生器（７）に接続され、前記中央 ユニット（１０）は、地面に対して送信機／受信機（５）の高さｈを決定するた めの装置を有し、前記中央ユニット（１０）が、第１と第２の制御電圧に比例し た第１と第２の周波数ｆ₁及びｆ₂を有する第１及び第２の制御電気信号（ＥＣ₁ 及びＥＣ₂）を交互に発振器が発生するように、時間変化する第１の制御電圧及 び第２の制御電圧を少なくとも第１の周波数ｆ₁が時間変化するように電圧発生 器７が交互に発生するようにし、 第１の瞬間ｔ₁からスタートする第１の測定時間Δｔ₁の間に発信器が第１の制 御電気信号Ｅｃ₁を発生する間、濾波信号の第１の周波数スペクトルＳ₁を決定し 、第１の瞬間ｔ₁に非常に接近した第２の瞬間ｔ₂からスタートする第２の測定時 間Δｔ₂の間に濾波信号の第２の周波数スペクトルＳ₂を決定し、その間発信器は 、第２の電気信号Ｅｃ₂を発生し、 第１及び第２のスペクトルが前記２つのピークの近傍の形熊と同様であるが、 ある周波数シフトを有するように第１のスペクトルＳ₁の第１の特異点Ｐ₁及び第 ２のスペクトルＳ₂と同定するように、前記２つの特異点は、地面の同じ点２ａ から反射することによって発生させ、 第１と第２のスペクトルＳ₁及びＳ₂の第１及び第２の特異点（Ｐ₁，Ｐ₂）に対 応する第１及び第２の周波数Ｆ₁、Ｆ₂を測定し、 地面上のレーダ送信機／受信機の高さｈ及び２つの特異点（Ｐ₁，Ｐ₂）に対応 する第１及び第２の周波数Ｆ₁，Ｆ₂を基礎として地面に関して移動体の速度ｖを 計算する方法を実施する装置。 １１．第１及び第２の周波数ｆ₁，ｆ₂が、少なくとも第１及び第２の測定時間 △ｔ₁，Δｔ₂の間に時間のリニヤ関数であり、 中央ユニットは２つの未知数α及びｖにおいて２つの等式の次のシステムを解 くことから成り、 ここでｃは空気のレーダ波の伝搬速度であり、 αは、車体が移動する方向と送信機／受信機（５）及び第１及び第２の特異点 （Ｐ₁，Ｐ₂）を発生した地面の点（２ａ）との間に伸びる方向との間の角度であ り、 ・ｆ₁（ｔ₁＋Δｔ₁／２）は瞬間（ｔ₁＋Δｔ₁／２）で第１の周波数ｆ₁の値で あり、 ・ｆ₁′は、第１の測定時間Δｔ1の間の第１の周波数ｆ₁の時間導関数の値で あり、 ・ｆ₂（ｔ₂＋Δｔ₂／２）は瞬間（ｔ₂＋Δｔ₂／２）で第２の周波数ｆ₂の値を 指定し、 ・ｆ₂′は、第２の測定時間Δｔ₁の間の第２の周波数ｆ₂の時間導関数の値を である請求項１０に記載の装置。 １２．前記中央ユニット（１０）は、前記地面（２）に関する送信機／受信機 （５）の高さｈを表す信号を受けるために高さセンサ（１１）に接続された第２ の入力端（１０ｂ）を有し、前記第２の入力端（１０ｂ）が地面に対して送信機 ／受信機の高さｈを決定するために中央ユニットの上述した装置を構成する請求 項１０または１１に記載の装置。 １３．前記入射レーダ波のビーム（４）が、地面のほぼ垂直な送信方向（４ａ ）を有し、第１のスペクトル（Ｓ₁）は、地面に垂直な前記方向のピーク（Ｐ₁（ π／２））を示す特徴を有し、地面に関する送信機／受信機の高さｈを決定する 装置は、前記特徴ピークに対応する周波数（Ｆ₁（π／２））を測定する装置及 び前記周波数Ｆ₁（π／２）からの前記高さｈを計算する装置を有する請求項１ ０または１１に記載の装置。 １４．前記制御ユニット（１０）が、前記濾波信号の周波数スペクトル（Ｓ₁ ，Ｓ₂）を決定する前にその第１の入力点（１０ａ）で受けられる濾波信号をデ ィジタル化するように構成されている請求項１０乃至１３のいずれか１項に記載 の装置。