(57)【要約】【課題】ＦＭＣＷ（周波数変調連続波）レーダ装置のアップチャープとダウンチャープのいずれかのみで目標を検出したい。【解決手段】ＦＭＣＷ信号を送信する送信部１と、受信信号と送信信号とからビート信号を生成し、ビート信号よりビート周波数を特定する信号処理器２と、ビート周波数の追尾処理を行うビート周波数追尾部３と、チャープごとに得られた距離概略値と速度概略値を用いて同一目標か否かを判定する同一目標判定部４と、同一目標として対応付け実施済みの目標ペアの距離・速度を算出する目標情報算出部５と、同一目標とみなされない目標について、目標の距離概略値・速度概略値を用いて目標がアップチャープとダウンチャープで同時に検出される領域の外にある場合、目標の距離、速度を直接出力するアップチャープ用目標出力判定部７及びダウンチャープ用目標出力判定部８を設けた。【選択図】図６
2014153182.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周波数変調した連続波を送信信号として目標に送信して目標からの反射信号を受信し、送信信号と反射信号との周波数差をビート周波数として求め、ビート周波数から目標までの距離と目標の速度とを求めるレーダ装置において、
前記送信信号の周波数が上昇するアップチャープ時のビート信号のビート周波数を求めて出力するとともに、前記送信信号の周波数が下降するダウンチャープ時の前記ビート信号のビート周波数を求めて出力する信号処理器と、
前記信号処理器が出力するアップチャープ時のビート周波数を入力し、複数のアップチャープ時のビート周波数に基づいて、目標までの距離概略値と目標の速度概略値とを求めるアップチャープ用追尾フィルタと、
前記信号処理器が出力するダウンチャープ時のビート周波数を入力し、複数のダウンチャープ時のビート周波数に基づいて、目標までの距離概略値と目標の速度概略値とを求めるダウンチャープ用追尾フィルタと、
アップチャープ時のビート周波数で求める目標までの距離の検出範囲と目標の速度の検出範囲とをアップチャープ検出領域として記憶装置に記憶するとともに、ダウンチャープ時のビート周波数で求める目標までの距離の検出範囲と目標の速度の検出範囲とをダウンチャープ検出領域として記憶装置に記憶する検出領域マップと、
前記アップチャープ用追尾フィルタと前記ダウンチャープ用追尾フィルタとの少なくともいずれか一方が求めた距離概略値と速度概略値とを入力して、検出領域マップに記憶されたアップチャープ検出領域とダウンチャープ検出領域とが重ならない領域にある距離概略値と相対速度概略値とから、目標までの距離と目標の速度として出力する距離概略値と相対速度概略値とを判定して、判定した距離概略値と相対速度概略値とを目標までの距離と目標の速度として出力するチャープ用目標出力判定部と
を備えたことを特徴とするレーダ装置。
【請求項２】
前記チャープ用目標出力判定部は、
前記アップチャープ用追尾フィルタが求めた目標までの距離概略値と目標の速度概略値とを入力して、検出領域マップに記憶されたアップチャープ検出領域の内、アップチャープ検出領域とダウンチャープ検出領域とが重ならない領域にある目標までの距離概略値と目標の速度概略値を、目標までの距離と目標の速度として出力するアップチャープ用目標出力判定部と、
前記ダウンチャープ用追尾フィルタが求めた目標までの距離概略値と目標の速度概略値とを入力して、検出領域マップに記憶されたダウンチャープ検出領域の内、アップチャープ検出領域とダウンチャープ検出領域とが重ならない領域にある目標までの距離概略値と目標の速度概略値を、目標までの距離と目標の速度として出力するダウンチャープ用目標出力判定部と
を備えたことを特徴とする請求項１記載のレーダ装置。
【請求項３】
前記レーダ装置は、さらに、
前記アップチャープ用追尾フィルタと前記ダウンチャープ用追尾フィルタとが求めた目標までの距離概略値と目標の速度概略値とを入力して、検出領域マップに記憶されたアップチャープ検出領域とダウンチャープ検出領域とが重なる領域にある目標までの距離概略値と目標の速度概略値とから前記アップチャープ用追尾フィルタが求めた目標と前記ダウンチャープ用追尾フィルタとが求めた目標とが同一目標であるか否かを判定する同一目標判定部と、
前記同一目標判定部で同一目標と判定された目標のアップチャープ時のビート周波数とダウンチャープ時のビート周波数のペアにより目標までの距離と目標の速度とを算出する目標情報算出部と、
を備え、
前記チャープ用目標出力判定部は、前記同一目標判定部において同一目標と判定されなかった目標の目標までの距離概略値と目標の速度概略値とを前記同一目標判定部から入力して、目標が、検出領域マップに記憶されたアップチャープ検出領域とダウンチャープ検出領域とが重なる領域の外にあることを判定することを特徴とする請求項１又は２記載のレーダ装置。
【請求項４】
前記チャープ用目標出力判定部は、前記目標が、検出領域マップに記憶されたアップチャープ検出領域とダウンチャープ検出領域とが重なる領域の外にあるか否かを判定した場合、アップチャープ検出領域とダウンチャープ検出領域とが重なる領域の外にある目標のみを判定対象とすることを特徴とする請求項３記載のレーダ装置。
【請求項５】
前記チャープ用目標出力判定部は、前記ビート周波数の相関関係を計算して相関関係に基づいて追尾継続性を表す指標を求め、この目標に対する追尾継続性を表す指標が一定値以上である目標のみを出力対象とすることを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載のレーダ装置。
【請求項６】
前記チャープ用目標出力判定部は、目標までの距離概略値と目標の速度概略値とを中心として目標までの距離概略値と目標の速度概略値との推定誤差による存在可能範囲が、アップチャープ検出領域とダウンチャープ検出領域とが重なる領域の外にある目標のみを出力対象とすることを特徴とする請求項１〜５いずれかに記載のレーダ装置。
【請求項７】
前記チャープ用目標出力判定部は、前記目標がアップチャープ検出領域とダウンチャープ検出領域とが重なる領域に過去Ｎ回中Ｍ回以上（Ｎ≧Ｍ）入らない目標のみを出力対象とすることを特徴とする請求項１〜６いずれかに記載のレーダ装置。
【請求項８】
周波数変調した連続波を送信信号として目標に送信して目標からの反射信号を受信し、送信信号と反射信号との周波数差をビート周波数として求め、ビート周波数から目標までの距離と目標の速度とを求めるレーダ装置の目標検出方法において、
レーダ装置は、アップチャープ時のビート周波数で求める目標までの距離の検出範囲と目標の速度の検出範囲とをアップチャープ検出領域として記憶装置に記憶するとともに、ダウンチャープ時のビート周波数で求める目標までの距離の検出範囲と目標の速度の検出範囲とをダウンチャープ検出領域として記憶装置に記憶する検出領域マップを備え、
信号処理器が、前記送信信号の周波数が上昇するアップチャープ時のビート信号のビート周波数を求めて出力するとともに、前記送信信号の周波数が下降するダウンチャープ時の前記ビート信号のビート周波数を求めて出力し、
アップチャープ用追尾フィルタが、前記信号処理器が出力するアップチャープ時のビート周波数を入力し、複数のアップチャープ時のビート周波数に基づいて、目標までの距離概略値と目標の速度概略値とを求め、
ダウンチャープ用追尾フィルタが、前記信号処理器が出力するダウンチャープ時のビート周波数を入力し、複数のダウンチャープ時のビート周波数に基づいて、目標までの距離概略値と目標の速度概略値とを求め、
チャープ用目標出力判定部が、前記アップチャープ用追尾フィルタと前記ダウンチャープ用追尾フィルタとの少なくともいずれか一方が求めた距離概略値と速度概略値とを入力して、検出領域マップに記憶されたアップチャープ検出領域とダウンチャープ検出領域とが重ならない領域にある距離概略値と相対速度概略値とから、目標までの距離と目標の速度として出力する距離概略値と相対速度概略値とを判定して、判定した距離概略値と相対速度概略値とを目標までの距離と目標の速度として出力することを特徴とする目標検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体の衝突防止や一定距離追従走行等に使用され、レーダ波の送受信により移動体の外部に存在する目標との相対速度や距離を検出するレーダ装置及び目標検出方法に関するものである。例えば、ＦＭＣＷ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ  Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｗａｖｅ：周波数変調連続波）レーダ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のＦＭＣＷレーダ装置では、アップチャープ時及びダウンチャープ時のビート周波数の対応付けにより、目標の距離及び速度が検出可能である。
【０００３】
但し、複数目標が存在する環境、すなわち、ビート周波数が複数存在する環境においては、アップチャープ時のどのビート周波数がダウンチャープ時のビート周波数に対応するかの判定が必要となり、その判定が極めて困難である。
【０００４】
この対策としては、以下のような文献に記載されたものがある。
特許文献１では、過去に検出された目標の距離及び速度に基づいて現在の目標の距離及び速度を予測し、この予測値に基づいてアップチャープのビート周波数とダウンチャープのビート周波数を算出する。そして、これらの予測ビート周波数ペアに対して周波数が近い検出ペアを真のペアとする。
【０００５】
特許文献２は、目標追尾後、追尾予測値を予測ビート周波数へ変換し、予測ビート周波数と、入力されるビート周波数の対応付けを実施し、追尾推定値を更新する。
【０００６】
しかしながら、これらの方法では、過去に検出された目標もしくは追尾対象の目標が誤目標である場合は誤目標が継続して残ることとなり、目標検出には課題が残っている。
【０００７】
一方、特許文献３では、アップチャープ、ダウンチャープごとに得られるビート周波数を直接追尾し、時間方向に相関のとれたビート周波数の時系列データを用いて、目標の距離と速度を算出する。
【０００８】
しかしながら、この方法では、アップチャープ、ダウンチャープそれぞれで算出した目標の距離・速度を用いて、目標のペアリングを実施し、ペアが成立した目標のみ出力するため、アップチャープとダウンチャープとのいずれか一方のチャープのみで検出される目標については検出されない課題があった。これに関しては、従来のアップチャープ時及びダウンチャープ時のビート周波数の対応付けにより目標の距離及び速度を検出する方法でも同じ課題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１１−２７１４２９号公報
【特許文献２】特許第４１８６７４４号公報
【特許文献３】特開２０１０−０１９８２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
多目標環境や目標以外の不要信号成分によるビート周波数が存在する場合においてビート周波数の対応付けが正確でなくなる可能性が高い。また、時間方向にビート周波数を追尾し、チャープごとに距離・速度を算出する方法でも、前記距離・速度でペアリングする場合に、いずれか一方のチャープのみで検出される目標についてはペアが成立せず、目標が検出されない課題があった。
【００１１】
この発明は、アップチャープ検出領域とダウンチャープ検出領域とが重ならない領域でも、目標を検出することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明のレーダ装置は、周波数変調した連続波を送信信号として目標に送信して目標からの反射信号を受信し、送信信号と反射信号との周波数差をビート周波数として求め、ビート周波数から目標までの距離と目標の速度とを求めるレーダ装置において、
前記送信信号の周波数が上昇するアップチャープ時のビート信号のビート周波数を求めて出力するとともに、前記送信信号の周波数が下降するダウンチャープ時の前記ビート信号のビート周波数を求めて出力する信号処理器と、
前記信号処理器が出力するアップチャープ時のビート周波数を入力し、複数のアップチャープ時のビート周波数に基づいて、目標までの距離概略値と目標の速度概略値とを求めるアップチャープ用追尾フィルタと、
前記信号処理器が出力するダウンチャープ時のビート周波数を入力し、複数のダウンチャープ時のビート周波数に基づいて、目標までの距離概略値と目標の速度概略値とを求めるダウンチャープ用追尾フィルタと、
アップチャープ時のビート周波数で求める目標までの距離の検出範囲と目標の速度の検出範囲とをアップチャープ検出領域として記憶装置に記憶するとともに、ダウンチャープ時のビート周波数で求める目標までの距離の検出範囲と目標の速度の検出範囲とをダウンチャープ検出領域として記憶装置に記憶する検出領域マップと、
前記アップチャープ用追尾フィルタと前記ダウンチャープ用追尾フィルタとの少なくともいずれか一方が求めた距離概略値と速度概略値とを入力して、検出領域マップに記憶されたアップチャープ検出領域とダウンチャープ検出領域とが重ならない領域にある距離概略値と相対速度概略値とから、目標までの距離と目標の速度として出力する距離概略値と相対速度概略値とを判定して、判定した距離概略値と相対速度概略値とを目標までの距離と目標の速度として出力するチャープ用目標出力判定部と
を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
この発明は、目標の距離・速度がアップチャープ検出領域とダウンチャープ検出領域とが重ならない領域にある場合でも、目標の距離・速度を判定して目標を検出でき目標を追尾することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】ＦＭＣＷレーダの動作原理を示す図。
【図２】送信パターン例を示す図。
【図３】ビート周波数ペアを示す図。
【図４】ビート周波数時系列データを示す図。
【図５】レーダ装置の検出領域を示す図。
【図６】実施の形態１のレーダ装置１００の構成図。
【図７】実施の形態１のアップチャープ用追尾フィルタ３１の構成図。
【図８】実施の形態１の検出領域と推定誤差範囲を示す図。
【図９】実施の形態２のレーダ装置１００の構成図。
【図１０】実施の形態３のレーダ装置１００の構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、この発明の実施の形態について説明する。
【００１６】
実施の形態１．
ＦＭＣＷ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ  Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｗａｖｅ：周波数変調連続波）レーダ装置においては、図１のように三角波状の変調信号により周波数変調され周波数が一定の周期で増減を繰り返す送信信号を、レーダ波として送信する。そして、目標により反射されたレーダ波を受信して、受信信号を送信信号とミキシングすることによりビート信号を発生させている。このビート信号の周波数（ビート周波数）を、送信信号の周波数が増加するアップチャープ時及び周波数が減少するダウンチャープ時の各掃引区間（スキャン区間）毎に特定し、この特定されたアップチャープ時のビート周波数ｆｕ及びダウンチャープ時のビート周波数ｆｄに基づき、式（１０１）、（１０２）、もしくは、式（１０３）、式（１０４）を用いて、レーダ装置と目標との距離Ｒと、レーダ装置と目標との相対速度Ｖとを算出する。Ｖは、距離変化率といわれる場合もあるが、以下、Ｖを相対速度又は単に速度という。
【００１７】
【数１】
2014153182.tif 000003
【００１８】
ここで、Ｂは送信信号の周波数変位幅、ｆ０は送信信号の中心周波数、Ｔは１周期の変調に要する時間、Ｃは光速を表す。また、変調時間Ｔは短いとして、目標の距離Ｒと速度Ｖはアップチャープ、ダウンチャープ間で変化しないという前提がある。
【００１９】
このように、ＦＭＣＷレーダ装置では、アップチャープ時及びダウンチャープ時のビート周波数の対応付けにより、目標の距離及び速度が検出可能である。
【００２０】
但し、アップチャープ、ダウンチャープ、それぞれで得られたビート周波数は同一目標のビート周波数だとしてもオフセットを生じている。特に、複数目標が存在する環境、すなわち、ビート周波数が複数存在する環境においては、アップチャープ時のどのビート周波数がダウンチャープ時のビート周波数に対応するかの判定が必要となり、その判定が極めて困難である。
【００２１】
これらの課題を図２と図３を用いて説明する。
例えば、図２のように、スキャンごとにアップチャープとダウンチャープとを繰り返す送信パターンを用いて、図３のようにアップチャープ、ダウンチャープごとに目標が検出されたとする。
【００２２】
図３の四角印が目標１、丸印が目標２、バツ印が不要信号であり、ダウンチャープでは目標２が検出されなかったとする。アップチャープとダウンチャープには目標速度によるオフセットが生じるため、複数の組み合わせが発生する。そのため、不要な目標が発生する可能性があるし、目標２のように検出不可能な目標もある。
【００２３】
＜＜＜実施の形態１のレーダ装置の概要＞＞＞
実施の形態１のレーダ装置は、図４のように、アップチャープ、ダウンチャープごとに得られるビート周波数を直接追尾し、時間方向に相関のとれたビート周波数の時系列データを用いて、目標の距離と速度を算出する。この方法では、アップチャープ、ダウンチャープそれぞれで算出した目標の距離・速度を用いて、目標のペアリングを実施し、ペアが成立した目標を出力する。
【００２４】
例えば、図５のようにアップチャープのみで検出できる目標の距離・速度範囲は点線で囲んだ左肩上がりの平行四辺形領域（以下、アップチャープ検出領域）、ダウンチャープのみで検出できる目標の距離・速度範囲は破線で囲んだ右肩上がりの平行四辺形領域（以下、ダウンチャープ検出領域）となる。但し、相対速度は、要求される検出速度範囲すなわち所定の検出速度範囲までとする。
【００２５】
そのため、アップチャープ検出領域とダウンチャープの検出領域が重なる六角形領域（以下、ペア生成可能領域）内の目標についてはアップチャープとダウンチャープとで得られるビート周波数のペアが成立するため、目標の距離・速度が検出可能である。
【００２６】
アップチャープ検出領域とダウンチャープの検出領域が重ならない領域ではアップチャープとダウンチャープとで得られるビート周波数のペアが成立せずに、目標の距離・速度が検出されない状況が発生するが、この実施の形態１のレーダ装置は、以下に説明するとおり、アップチャープ検出領域とダウンチャープの検出領域が重ならない領域でも、目標の距離・速度を検出できるようにするものである。
【００２７】
＜＜＜レーダ装置１００の構成＞＞＞
図６は、実施の形態１のレーダ装置１００を示す構成図である。
レーダ装置１００は、周波数変調した連続波を送信信号として目標に送信して目標からの反射信号を受信し、送信信号と反射信号との周波数差をビート周波数として求め、ビート周波数から目標までの距離と目標の速度とを求めるものである。
【００２８】
図６に示すように、本実施の形態のレーダ装置１００は、送信部１、信号処理器２、ビート周波数追尾部３、同一目標判定部４、目標情報算出部５、検出領域マップ６、アップチャープ用目標出力判定部７、ダウンチャープ用目標出力判定部８を備えている。チャープ用目標出力判定部９は、アップチャープ用目標出力判定部７とダウンチャープ用目標出力判定部８とを有している。
【００２９】
送信部１は、送信器１１により、図１に示すような周波数変調した連続波を送信信号として生成し送信アンテナ１５を介して目標に送信する。
信号処理器２は、受信信号と送信信号とからビート信号を生成し、ビート信号よりビート周波数を特定する。
【００３０】
信号処理器２は、受信器２１により目標からの反射信号を受信アンテナ２５を介して受信する。アナログ／ディジタル変換器２２（Ａ／Ｄ変換器２２）は、受信信号をアナログ／ディジタル変換する。
【００３１】
ビート周波数ピーク検出部２３は、送信信号の周波数が上昇するアップチャープ時のビート信号のビート周波数ｆｕを求めて出力するとともに、送信信号の周波数が下降するダウンチャープ時のビート信号のビート周波数ｆｄを求めて出力する。
ビート周波数追尾部３は、ビート周波数の追尾処理を行う。ビート周波数追尾部３は、アップチャープ用追尾フィルタ３１と、ダウンチャープ用追尾フィルタ３２とを有している。
【００３２】
ビート周波数追尾部３は、図４のようにアップチャープ、ダウンチャープごとに得られるビート周波数を直接追尾し、時間方向にスキャン間隔で相関のとれたビート周波数の時系列データを用いて、レーダ装置と目標との距離概略値と、レーダ装置と目標との相対速度概略値とを算出する。以下、相対速度概略値を単に速度概略値ともいう。
【００３３】
アップチャープ用追尾フィルタ３１は、信号処理器２のビート周波数ピーク検出部２３が出力するアップチャープ時のビート周波数ｆｕを複数入力し、複数のアップチャープ時のビート周波数に基づいて、目標までの距離概略値と目標の速度概略値とを求める。
【００３４】
ダウンチャープ用追尾フィルタ３２は、信号処理器２のビート周波数ピーク検出部２３が出力するダウンチャープ時のビート周波数ｆｄを複数入力し、複数のダウンチャープ時のビート周波数に基づいて、目標までの距離概略値と目標の速度概略値とを求める。
【００３５】
検出領域マップ６は、図５に示すように、アップチャープ時のビート周波数で求める目標までの距離の検出範囲と目標の速度の検出範囲とをアップチャープ検出領域として記憶装置に記憶するとともに、ダウンチャープ時のビート周波数で求める目標までの距離の検出範囲と目標の速度の検出範囲とをダウンチャープ検出領域として記憶装置に記憶する。
【００３６】
図５において、ペア生成可能領域（アップチャープ検出領域とダウンチャープの検出領域が重なる領域）は、アップチャープ時のビート周波数で求めることができる目標とダウンチャープ時のビート周波数で求めることができる目標とがペアリングできる可能性が有る領域である。逆に、アップチャープ検出領域とダウンチャープの検出領域が重ならない領域は、アップチャープ時のビート周波数で求めることができる目標とダウンチャープ時のビート周波数で求めることができる目標とがペアにならない領域である。
【００３７】
同一目標判定部４は、アップチャープ用追尾フィルタ３１が求めた目標ｍ（ｍ＝１，２，・・・，Ｍ）までの距離概略値と目標の速度概略値とを入力する。
同一目標判定部４は、ダウンチャープ用追尾フィルタ３２が求めた目標ｎ（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）までの距離概略値と目標の速度概略値とを入力する。
同一目標判定部４は、目標までの距離概略値と目標の速度概略値とのうち、検出領域マップ６に記憶されたアップチャープ検出領域とダウンチャープ検出領域とが重なる領域にある目標までの距離概略値と目標の速度概略値とからアップチャープ用追尾フィルタ３１が求めた目標ｍ（ｍ＝１，２，・・・，Ｍ）とダウンチャープ用追尾フィルタ３２とが求めた目標ｎ（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）とが同一目標であるか否かを判定する。
【００３８】
同一目標判定部４における同一目標判定の基準は、アップチャープで得た目標ｍの距離概略値Ｒｕ（ｍ）及び速度概略値Ｒ・ｕ（ｍ）（Ｒ・：Ｒドットは時間微分を意味する）とダウンチャープで得た目標ｎの距離概略値Ｒｄ（ｎ）及び速度概略値Ｒ・ｄ（ｎ）の差がそれぞれ一定範囲内であれば目標ｍと目標ｎを同一目標と判定する（検出目標のペアリングを行う）。
【００３９】
さらに、同一目標判定部４は、アップチャープ用追尾フィルタ３１とダウンチャープ用追尾フィルタ３２とが求めた目標までの距離概略値と目標の速度概略値とのうち、検出領域マップ６に記憶されたアップチャープ検出領域とダウンチャープ検出領域とが重ならない領域にある目標までの距離概略値と目標の速度概略値とをチャープ用目標出力判定部９に出力する。
【００４０】
目標情報算出部５は、同一目標判定部４で同一目標と判定された目標のアップチャープ時のビート周波数とダウンチャープ時のビート周波数のペアより目標までの距離Ｒと目標の速度Ｖとを算出して出力する。
【００４１】
チャープ用目標出力判定部９は、アップチャープ用追尾フィルタ３１とダウンチャープ用追尾フィルタ３２とが求めた距離概略値と速度概略値とのうち、検出領域マップ６に記憶されたアップチャープ検出領域とダウンチャープ検出領域とが重ならない領域にある距離概略値と相対速度概略値と（同一目標判定部４が出力した距離概略値と相対速度概略値と）から、目標までの距離と目標の速度として出力するために使用する距離概略値と相対速度概略値とを判定して、判定した距離概略値と相対速度概略値とを目標までの距離と目標の速度として出力する。
【００４２】
アップチャープ用目標出力判定部７は、アップチャープ検出領域とダウンチャープ検出領域とが重ならない領域であって、かつ、アップチャープ検出領域にある距離概略値と相対速度概略値とから目標の距離と目標の速度として出力するために使用する距離概略値と相対速度概略値とを判定して、判定した距離概略値と相対速度概略値とを目標までの距離と目標の速度として出力する。
【００４３】
ダウンチャープ用目標出力判定部８は、アップチャープ検出領域とダウンチャープ検出領域とが重ならない領域であって、かつ、ダウンチャープ検出領域にある距離概略値と相対速度概略値とから目標の距離と目標の速度として出力するために使用する距離概略値と相対速度概略値とを判定して、判定した距離概略値と相対速度概略値とを目標までの距離と目標の速度として出力する。
【００４４】
チャープ用目標出力判定部９は、アップチャープ用目標出力判定部７とダウンチャープ用目標出力判定部８とを有しているが、いずれか一方を有していてもかまわない。
【００４５】
なお、レーダ装置１００は、各部の動作をおこなう中央処理装置その他のハードウエアを有している。また、中央処理装置により実行されるプログラム、各部で求めた値や時刻や情報、及び、各部で用いる値や時刻や情報をメモリーに記憶する記憶部を有している。レーダ装置１００の各部は、記憶部に記憶された値や時刻や情報を参照、追加、更新、削除できるものとする。
【００４６】
以下に述べる動作は、中央処理装置、メモリー等のハードウエアと、プログラムやデータ等のソフトウエアとが協働することにより実現されるものである。
【００４７】
＜＜＜レーダ装置１００の目標検出方法＞＞＞
次に、実施の形態１のレーダ装置１００の目標検出方法を説明する。
図６で、送信部１の送信器１１は送信アンテナ１５を介して、図１のように三角波状の変調信号により周波数変調され周波数が一定の周期で増減を繰り返す送信信号を送信する。また、周波数を変調する送信信号に限定せず、一定周波数の送信信号が混在しても良いこととする。
【００４８】
信号処理器２は、受信アンテナ２５を介して目標によって反射された送信信号を受信し、受信器２１から出力される中間周波のビート信号をアナログ／ディジタル変換器２２（Ａ／Ｄ変換器２２）によってディジタル信号に変換する。
【００４９】
ビート周波数ピーク検出部２３では、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）などによって周波数分析が行われ、アップチャープにおけるビート信号のビート周波数ｆｕｔ（ｉ）と、ダウンチャープにおけるビート信号のビート周波数ｆｄｔ（ｊ）とが抽出される。ここでｉまたはｊはビート周波数ピーク検出部２３によって得られたピーク数を表す。また、ビート周波数にはそれらが得られた時刻ｔ（ｔ＝ｔ１，ｔ２，ｔ３，・・・、以下、ビート周波数観測時刻）が付与されていることを前提とする。
【００５０】
ビート周波数ピーク検出部２３によって得られたビート周波数は、そのビート周波数がアップチャープ、ダウンチャープのいずれで得られたものであるかによって、アップチャープ用追尾フィルタ３１またはダウンチャープ用追尾フィルタ３２に出力される。
【００５１】
＜＜＜アップチャープ用追尾フィルタ３１＞＞＞
図７は、アップチャープ用追尾フィルタ３１の構成を示す図である。
アップチャープ用追尾フィルタ３１は、アップチャープ時のビート周波数を入力し、ビート周波数に対して追尾処理を実施する。
【００５２】
アップチャープ用追尾フィルタ３１では、まず、相関部３１１において、以下の処理をする。
【００５３】
＜＜＜相関部３１１＞＞＞
相関部３１１は、スキャン時刻ｔ１に得られたピーク周波数と、スキャン時刻ｔ２に得られたピーク周波数との相関をとり、相関があるピーク周波数を関連付ける。
【００５４】
例えば、図４は、スキャン時刻ｔ１に得られたピーク周波数が２つ、スキャン時刻ｔ２に得られたピーク周波数が２つであった場合、仮目標を２つ（四角で示す仮目標１と丸で示す仮目標２）として、それぞれのピーク周波数を仮目標に対応づけした例である。
【００５５】
図４は、ピーク周波数ｆｕｔ１（１）とｆｕｔ２（１）とが対応づけられ、ピーク周波数ｆｕｔ１（１）、ｆｕｔ２（１）を仮目標１のピーク周波数と判定し、ピーク周波数ｆｕｔ１（２）とｆｕｔ２（２）とが対応づけられ、ピーク周波数ｆｕｔ１（２）、ｆｕｔ２（２）を仮目標２のピーク周波数であると判定したことを示す。なお、関連付けしたピーク周波数に対して、既存の仮検出目標の予測ビート周波数を用いて、ビート周波数の真値を算出する処理も行われる。
【００５６】
＜＜＜初期化部３１２＞＞＞
相関部３１１により相関なしとみなされた場合、初期化部３１２は、仮目標の初期平滑値として、相関なしであったビート周波数を新目標として設定する。初期化部３１２によって設定された仮目標の初期平滑値にはビート周波数の取得時刻（以下、更新時刻）を付与する。
【００５７】
＜＜＜平滑部３１３＞＞＞
一方、相関部３１１により相関ありとみなされた場合は、相関部３１１は平滑部３１３にビート周波数を出力し、平滑部３１３は仮目標のビート周波数平滑値を更新する。平滑部３１３によって更新された仮目標のビート周波数平滑値にはビート周波数の取得時刻（以下、更新時刻）を付与する。
【００５８】
＜＜＜距離・速度変換部３１５＞＞＞
平滑部３１３で更新されたビート周波数平滑値は距離・速度変換部３１５へ出力され、距離概略値・速度概略値が算出される。距離概略値は、レーダ装置１００から目標までの距離概略値である。速度概略値は、レーダ装置１００と目標との相対速度概略値である。
【００５９】
＜＜＜アップチャープ用追尾フィルタ３１の処理＞＞＞
アップチャープ用追尾フィルタ３１の処理について図７を用いて説明する。処理については式（１）〜式（２６）に従う。
【００６０】
アップチャープ用追尾フィルタ３１で使用する仮目標番号ｍ（ｍ＝１、２、…、Ｍ）の状態ベクトルを式（１）で定義し、その運動モデルを式（２）で定義する。
式（１）において、
ｘはビート周波数ベクトル、
上付きのｕはアップチャープ、
下付きのｋはサンプリング番号、
（）内ｍは目標番号、
ｆｕｋはアップチャープのビート周波数、
ｆ・ｕｋはアップチャープのビート周波数変化率、
Ｔは転置
を表す。
ビート周波数変化率は、ビート周波数の時間変化量を意味し、位置に対する速度の関係である。
【００６１】
式（２）において、φｋは式（３）で示す時刻ｔｋから時刻ｔｋ＋１への状態遷移行列であり、目標の運動を等速直線運動と仮定する。
【００６２】
式（３）のΔｔは掃引時刻ｔ（ｋ）とｔ（ｋ＋１）の差分時間である。
式（４）の０は平均値、Ｑｋは駆動雑音共分散行列である。ｗｋは時刻ｔ（ｋ）における駆動雑音ベクトルであり、式（４）に示すように、平均値０、分散Ｑｋを持つ。
【００６３】
さらに、式（６）で観測行列Ｈを定義し、式（５）で観測モデルを表す。ｆｕｋは、ビート周波数の観測値である。
【００６４】
ここで、式（７）のＡｋはビート周波数の観測誤差分散である。
式（７）のｖｋは、平均値０、観測誤差分散Ａｋの観測雑音である。
【００６５】
アップチャープ用追尾フィルタ３１において、相関部３１１は、式（８）の不等式を満足する場合に、そのビート周波数は仮目標ｍと相関ありと判断する。
【００６６】
式（８）において、ｆｕｋ｜ｋ−１（ｍ）は、後述する予測部３１４で得た仮目標の予測ビート周波数を表す。式（８）で，ｄは判定閾値、Ｓは式（９）で定義する仮目標ｍの残差分散である。
【００６７】
式（９）で、Ｐｕｋ｜ｋ−１は予測誤差共分散行列であり、その計算は後述の予測部３１４で行う。式（１０）で、ｆｕｋ｜ｋ−１は後述する予測部３１４で得た仮目標の時刻ｔ（ｋ）でのビート周波数の予測値であり、時刻ｔ（ｋ）でのビート周波数ベクトルの予測値ｘ〜ｕｋ｜ｋ−１から式（１０）で計算する。
【００６８】
【数２】
2014153182.tif 000004
【００６９】
＜＜＜相関なし場合の初期化部３１２の処理＞＞＞
相関部３１１は、ビート周波数が式（８）の不等式を満足する仮目標が存在しない場合、相関なしとみなし、初期化部３１２によって、そのビート周波数を新規の仮目標として登録する。登録方法としては、式（１１）、（１２）に示すように平滑ベクトル初期値と平滑誤差共分散行列初期値として、ビート周波数と観測誤差共分散行列とを設定し、ビート周波数に付与されている時刻を設定する。ここで、例えばＡ０を初期時刻におけるビート周波数観測誤差分散、νｍａｘをビート周波数変化率の最大値として設定する。
【００７０】
初期化部３１２は、式（１１）、（１２）に示すビート周波数ベクトルｘｕ０（ｍ）、及び平滑誤差共分散行列Ｐｕ０（ｍ）の初期値の形式を用いて、平滑値ベクトルと平滑誤差共分散行列を設定する。式（１２）で、Ｐｕ０（ｍ）は観測誤差分散行列、νｍａｘはビート周波数変化率の最大値である。また、ビート周波数に付与されている時刻も設定する。
【００７１】
さらに、初期化部３１２は、式（１３）に示すように、新規の仮目標に対するトラック品質ＴＱ値として０を設定する。また仮目標の総数Ｍを１増加させる。
【００７２】
【数３】
2014153182.tif 000005
【００７３】
＜＜＜相関ありの場合の平滑部３１３の処理＞＞＞
相関部３１１は、ビート周波数が式（８）の不等式を満足する場合、相関ありとみなし、平滑部３１３は、相関ありとみなされたビート周波数を相関の取れた仮目標ｍの観測値ベクトルとして、仮目標ｍの状態更新を、式（１４）〜（１６）によって実施する。
【００７４】
式（１４）では、時刻ｔ（ｋ）でのビート周波数平滑値ベクトルｘ＾ｕｋ｜ｋを、観測値のビート周波数ｆｕｋ、状態ベクトルの予測値ｘ〜ｕｋ｜ｋ−１を用いて計算する。
ここで、ビート周波数平滑値ベクトルは、ビート周波数平滑値ｆ＾ｕｋとビート周波数変化率平滑値ｆ＾・ｕｋで構成されている。ビート周波数平滑値ベクトルは、式（１）の全ての項にハット（＾）を付けたものになる。ハット（＾）は、平滑値を意味する。
ｘｕｋ（ｍ）＝［ｆｕｋ  ｆ・ｕｋ］Ｔ        （１）
また、平滑誤差共分散行列Ｐｕｋ｜ｋを式（１５）で計算する。また、ゲイン行列Ｋｕｋは式（１６）で定義する。
【００７５】
さらに、平滑部３１３は、仮目標ｍに対するトラック品質ＴＱ値を１増加させる。このとき、式（１７）に示すように、ＴＱ値が事前に設定した上限値ＴＱｍａｘを超える場合はＴＱｍａｘで固定とする。
【００７６】
式（１６）で、Ｓｕｋ（ｍ）は仮目標ｍの残差共分散行列である。式（１５）で、Ｉは二次の単位行列、Ｐｕｋ｜ｋ−１（ｍ）は仮目標ｍの予測誤差共分散行列、Ｐｕｋ｜ｋ（ｍ）は仮目標ｍの平滑誤差共分散行列、Ｋｕｋは仮目標ｍのゲイン行列である。
【００７７】
また、登録済みの仮目標ｍに関して相関のあるビート周波数が得られなかった場合はメモリトラックとして、式（１８）、（１９）のように処理する。時刻ｔ（ｋ）でのビート周波数平滑ベクトルｘ＾ｕｋ｜ｋを式（１８）で、平滑誤差共分散行列Ｐｕｋ｜ｋを式（１９）で計算する。さらにメモリトラックとしてＴＱ値を１減少させる（式（２０））。このときＴＱ値が事前に設定した下限値ＴＱｍｉｎを下回る場合はＴＱｍｉｎで固定する。
【００７８】
【数４】
2014153182.tif 000006
【００７９】
＜＜＜予測部３１４の処理＞＞＞
このようにして得られた平滑値に対して、予測部３１４において、平滑値に付与されている更新時刻と新たにビート周波数ピーク検出部２３によって供給されたビート周波数観測時刻との差Δｔを算出し、式（３）の状態推移行列を算出後、式（２１）、（２２）によってビート周波数観測時刻に状態量を合わせる。
【００８０】
すなわち、予測部３１４は、平滑部３１３で得られた、時刻ｔ（ｋ）に対応する平滑ベクトル、平滑誤差共分散行列、もしくは、初期化部３１２で設定した時刻ｔ（ｋ）に対応する平滑ベクトル、平滑誤差共分散行列を用いて、時刻ｔ（ｋ＋１）に対応する予測ベクトルｘ〜ｕｋ＋１｜ｋと予測誤差共分散行列Ｐｕｋ＋１｜ｋを計算する（式（２１）、（２２））。なお、計算で用いる状態推移行列Φｋは、新たにビート周波数ピーク検出部２３によって供給されたビート周波数に付与された時刻ｔ（ｋ＋１）と時刻ｔ（ｋ）との差Δｔ（＝ｔ（ｋ＋１）−ｔ（ｋ））を用いて、式（３）で計算する。
【００８１】
予測部３１４で計算した平滑値ベクトル、平滑共分散行列は、前述した相関部３１１での時刻ｔ（ｋ＋１）での相関処理で用いられる。以上説明した処理を掃引時刻（スキャン時刻）毎に繰り返す。
【００８２】
【数５】
2014153182.tif 000007
【００８３】
＜＜＜距離・速度変換部３１５＞＞＞
距離・速度変換部３１５は、仮目標ｍと相関の取れたアップチャープ時のビート周波数の時系列データを入力し、仮目標に対して目標検出判定を実施する。さらに検出した目標の距離概略値、速度概略値を算出する。
【００８４】
例えば、距離・速度変換部３１５では、まず仮目標ｍ（ｍ＝１，２，・・・，Ｍ）のＴＱ値を逐次入力し、ＴＱ値が事前に定めたＴＱｔｈｒｅ（閾値）を超えた時点で、その仮目標について目標検出したと判断する。
【００８５】
目標検出と判定された仮目標を検出目標と呼ぶ。アップチャープ用追尾フィルタ３１には、検出目標に対応する追尾処理結果である相関の取れたアップチャープ時のビート周波数の時系列データ、すなわち異なるサンプリング時刻におけるビート周波数の集まりが記憶部に保持されている。
【００８６】
基準サンプリング時刻ｔ０における目標の距離概略値Ｒｕ０（ｍ）、速度概略値Ｒ・ｕ０（ｍ）を定義し、また、任意のサンプリング時刻ｔｋにおける目標の距離概略値Ｒｕｋ（ｍ）、速度概略値Ｒ・ｕｋ（ｍ）をモデル化する。さらに、基準時刻ｔ０と任意のサンプリング時刻ｔｋとの時間差Δ（Δ＝ｔｋ−ｔ０）により状態遷移行列を定義し、任意の時刻におけるアップチャープ時のビート周波数を基準時刻における距離概略値、速度概略値で表現する。
【００８７】
基準サンプリング時刻ｔ０での仮目標ｍのアップチャープ時のビート周波数ｆｕ０（ｍ）と、目標との距離概略値Ｒｕ０（ｍ）、及び目標の速度概略値Ｒ・ｕ０（ｍ）との間には式（２３）の関係があるものとする。
【００８８】
任意のサンプリング時刻ｔ（ｋ）での仮目標ｍのアップチャープ時のビート周波数ｆｕｋ（ｍ）と、目標との距離概略値Ｒｕ０（ｍ）、及び目標の速度概略値Ｒ・ｕ０（ｍ）との間には式（２４）の関係があるものとする。
【００８９】
このように、距離・速度変換部３１５では、アップチャープのビート周波数平滑値とビート周波数変化率平滑値とを入力とし、距離概略値Ｒｕと速度概略値Ｒ・ｕへ変換する。
あるいは、例えば、ビート周波数を２スキャン分蓄積し、式（２３）、（２４）を用いることで算出する。ここでは、ビート周波数変化率を用いずに２スキャン分のビート周波数を用いている。
式（２３）は、サンプリング番号０での目標番号ｍのビート周波数観測値ｆｕ０（ｍ）を意味している。
式（２４）は、サンプリング番号ｋでの目標番号ｍのビート周波数観測値ｆｕｋ（ｍ）を意味している。
また、式（２５）、（２６）を用いて距離概略値Ｒｕと速度概略値Ｒ・ｕを算出してもよい。
式（２５）のｆ＾・ｕｔは、アップチャープにおけるサンプリング番号ｋのビート周波数変化率平滑値である。
式（２６）のｆ＾ｕｔは、アップチャープにおけるサンプリング番号ｋのビート周波数平滑値である。
式（２５）は、ビート周波数変化率平滑値ｆ＾・ｕｔを入力とし、速度概略値Ｒ・に変換する変換式である。
式（２６）は、ビート周波数平滑値ｆ＾ｕｔを入力とし、距離概略値Ｒに変換する変換式である。
式（２５）、（２６）は、式（２３）、（２４）を距離Ｒｕ０（ｍ）と速度Ｒ・ｕ０（ｍ）で表現した式である。
なお、式（２４）は、ビート周波数観測値ということでサンプリング番号を表す記号ｋを用いてｆｕｋとしている。これに対して、式（２５）、（２６）は平滑値ということで標記を差別化して時刻を表す記号をｔを用いてｆｕｔとしている。
【００９０】
【数６】
2014153182.tif 000008
【００９１】
なお、式（１）〜式（２６）においてアップチャープ用追尾フィルタ３１の処理を示しているが、本処理に限定することなく、アップチャープのビート周波数を入力として、距離概略値Ｒｕと速度概略値Ｒ・ｕとを算出する処理であれば良い。
【００９２】
また、ビート周波数に角度が付与される場合は、角度についても同様の追尾処理を実施しても良い。その際、基本処理については式（１）〜式（２６）に従う。ただし、式（１）〜式（２６）と異なる箇所について以下に示す。
【００９３】
仮目標番号ｍ（ｍ＝１、２、…Ｍ）の角度の状態ベクトルを式（３１）で定義し、その運動モデルを式（３２）で定義する。θｕｋは角度、θ・ｕｋは角速度を表す。さらに、観測行列を式（３３）で定義し、観測モデルを式（３２）で表す。
【００９４】
【数７】
2014153182.tif 000009
【００９５】
また、ビート周波数に角度算出前の受信アンテナ間の位相差が付与される場合は、角度の代わりに位相差について同様の追尾処理を実施しても良い。その際、基本処理については式（１）〜式（２６）、式（３１）〜式（３３）に従う。ここで、式（４１）〜式（４３）のように角度θｕｋを位相差φｕｋ、角速度θ・ｕｋを位相差変化率φ・ｕｋへ置き換えれば良い。
【００９６】
【数８】
2014153182.tif 000010
【００９７】
＜＜＜ダウンチャープ用追尾フィルタ３２の処理＞＞＞
ダウンチャープ用追尾フィルタ３２の処理及び動作については、アップチャープ用追尾フィルタ３１と同じである。
【００９８】
式（１）〜式（２６）、式（３１）〜式（３３）、式（４１）〜式（４３）における状態ベクトルの上付きｕをｄに変更することで同様な動作をする。また、ダウンチャープ用追尾フィルタ３２の距離・速度変換部では、ダウンチャープのため、各変数の上付き添え字ｕをｄに変更し、式（２６）の右辺第２項の符号を正号（＋）に変更したものを使用する必要があるが、その他の手順は同一なので詳細な説明は省略する。
【００９９】
＜＜＜同一目標判定部４＞＞＞
同一目標判定部４では、アップチャープ用追尾フィルタ３１、ダウンチャープ用追尾フィルタ３２の出力を入力し、アップチャープ時の検出目標とダウンチャープ時の検出目標との同一目標判定を実施する。
【０１００】
同一目標判定の基準としては、アップチャープで得た目標ｍの距離概略値Ｒｕと速度概略値Ｒ・ｕとダウンチャープで得た目標ｎの距離概略値Ｒｄと速度概略値Ｒ・ｄの差が一定範囲内であれば同一目標と判定する。同一目標の判定方法の例としては、例えば式（５１）、（５２）が同時に成立する場合または式（５３）のような不等式を満足する場合に同一目標と判定する。ここで、σＲは距離推定精度、σＲ・は速度推定精度、ＴｈＲ，ＴｈＶ，ＴｈＲＶは閾値を意味する。σＲとσＲ・とは、式（９）の予測誤差共分散行列Ｐｋ｜ｋ−１を式（１５）の平滑誤差共分散行列Ｐｋ｜ｋに置き換えることで得られる。
【０１０１】
同一目標判定部４において式（５１）、（５２）を同時に満足または式（５３）を満足する組み合わせが複数存在する場合は、式（５１）、（５２）または式（５３）の評価値が最小となる組み合わせを選択し、アップチャープとダウンチャープにおけるビート周波数のペアを出力する。
【０１０２】
なお、ビート周波数に測角値が付与される場合は式（５１）、（５２）、（５４）を同時に満たす、または、式（５５）を満たすペアを出力するとしてもよい。ここで、σθは測角観測精度、Ｔｈθ、ＴｈＲＶθは閾値を意味する。角度の代わりに位相差を用いる場合は、式（５４）、（５５）のθをφへ置き換えれば良い。
【０１０３】
【数９】
2014153182.tif 000011
【０１０４】
＜＜＜目標情報算出部５の処理＞＞＞
目標情報算出部５の処理について説明する。
目標情報算出部５では、同一目標判定部４より出力される目標ペアを入力として距離及び速度を算出する。
【０１０５】
目標情報算出部５では、アップチャープとダウンチャープのビート周波数のペアより、式（１０３）、（１０４）を用いて距離Ｒ・速度Ｖを算出する。また、その他の距離・速度算出方法として、いずれか一方のチャープにおける距離概略値・速度概略値を距離Ｒ・速度Ｖとして出力する方法や各チャープの距離概略値・速度概略値を推定誤差で重み付けして算出する方法でも構わない。
【０１０６】
アップチャープ用目標出力判定部７は、ペア生成可能領域外での時系列データ（最低２個の時系列データ）の相関をとり、相関が有る目標の距離と速度を計算して出力する。最低２個の時系列データの相関がとれないと距離と速度は算出不可能であるから、アップチャープ用目標出力判定部７は、相関がある目標のみの距離と速度を計算して出力する。
アップチャープ用目標出力判定部７は、アップチャープ用追尾フィルタ３１が求めた目標までの距離概略値と目標の速度概略値とを入力して、検出領域マップ６に記憶されたアップチャープ検出領域の内、アップチャープ検出領域とダウンチャープ検出領域とが重ならない領域にある目標までの距離概略値と目標の速度概略値を、目標までの距離と目標の速度として出力する。
【０１０７】
アップチャープ用目標出力判定部７は、同一目標判定部４において同一目標と判定されなかった目標の目標までの距離概略値と目標の速度概略値とを前記同一目標判定部４から入力して、目標が、検出領域マップ６に記憶されたアップチャープ検出領域とダウンチャープ検出領域とが重なる領域（ペア生成可能領域）の外にある目標を判定する。
【０１０８】
アップチャープ用目標出力判定部７は、目標が、検出領域マップ６に記憶されたペア生成可能領域の外にあるか否かを判定し、ペア生成可能領域の外にある目標のみを出力対象とする。
【０１０９】
すなわち、アップチャープ用目標出力判定部７では、同一目標判定部４より出力される目標の中から同一目標判定部４の処理内でペアが成立しなかった目標のみを入力とし、検出領域マップ６を参照し、前記目標の距離概略値・速度概略値が図５のペア生成可能領域外となる目標のみを出力する。
【０１１０】
ここで、アップチャープ用目標出力判定部７は、同一目標判定部４の処理内でペアが成立しなかった目標の中から、ＴＱ値が事前に定めたＴＱｔｈｒｅ（閾値）を超えた目標のみ判定対象としても良い。
【０１１１】
すなわち、アップチャープ用目標出力判定部７は、ビート周波数の相関関係を計算して相関関係に基づいて求められた追尾継続性を表す指標（例えばＴＱ値）に注目し、この目標に対する追尾継続性を表す指標が一定値以上である目標のみを判定対象としても良い。
【０１１２】
アップチャープ用目標出力判定部７は、目標の距離概略値・速度概略値がペア生成可能領域の範囲内もしくは範囲外にあるかを判定する場合、領域の境界付近に存在する目標について、距離概略値・速度概略値の推定誤差を考慮して判定しても良い。例えば、アップチャープの距離概略値・速度概略値の推定誤差ＰｕＲＶ，ｋは式（２５）、（２６）より、式（６１）、（６２）のように導出できる。ここで、ＰｕＲＶ，ｋの１行１列目は距離概略値の推定誤差分散、２行２列目は速度概略値の推定誤差分散を表している。また、ダウンチャープの距離概略値・速度概略値の推定誤差ＰｄＲＶ，ｋは式（６３）、（６４）である。
【０１１３】
【数１０】
2014153182.tif 000012
【０１１４】
そこで、アップチャープ用目標出力判定部７は、目標の距離概略値・速度概略値を中心として、その推定誤差を考慮した範囲がペア生成可能領域の一部を含む場合は、目標をペア生成可能領域内と判定して、直接出力しない。例えば、図８のような状況では、目標ｉについては、推定誤差を考慮した範囲がペア生成可能領域の一部を含むので、目標ｉを出力しないこととする。目標ｊについては、推定誤差を考慮した範囲がペア生成可能領域を含まないので、目標ｊを出力する。
【０１１５】
このように、アップチャープ用目標出力判定部７は、目標までの距離概略値と目標の速度概略値とを中心として目標までの距離概略値と目標の速度概略値との推定誤差による存在可能範囲が、アップチャープ検出領域とダウンチャープ検出領域とが重なる領域の外にある目標のみを判定対象とする。
【０１１６】
また、アップチャープ用目標出力判定部７が、ある時刻のみでは判断が困難となる場合、例えば、過去Ｎサンプル中Ｍ回以上（Ｎ≧Ｍ）、上記条件を満たせば目標をペア生成可能領域内と判定するようにしてもよい。
【０１１７】
このように、アップチャープ用目標出力判定部７は、前記目標がアップチャープ検出領域とダウンチャープ検出領域とが重なる領域に過去Ｎ回中Ｍ回以上（Ｎ≧Ｍ）入らない目標のみを判定対象とする。
【０１１８】
これによって、ペア生成可能領域内に存在するはずの目標を誤って直接出力する可能性を減らすことができる。
一方、アップチャープ用目標出力判定部７は、既にアップチャープとダウンチャープとでペアが成立している目標については、アップチャープにおけるペア生成可能領域外に目標の距離概略値・速度概略値が遷移した場合は直接出力してもよい。
これによって、目標の追尾継続性を向上することが可能となる。
【０１１９】
＜＜＜ダウンチャープ用目標出力判定部８の処理＞＞＞
ダウンチャープ用目標出力判定部８は、前記ダウンチャープ用追尾フィルタ３２が求めた目標までの距離概略値と目標の速度概略値とを入力して、検出領域マップ６に記憶されたダウンチャープ検出領域の内、アップチャープ検出領域とダウンチャープ検出領域とが重ならない領域にある目標までの距離概略値と目標の速度概略値を、目標までの距離と目標の速度として出力する。
【０１２０】
ダウンチャープ用目標出力判定部８については、アップチャープ用目標出力判定部７と同様の手順で処理するため、説明を省略する。
【０１２１】
以上のように、実施の形態１によるレーダ装置によれば、多目標環境においてアップチャープで得たビート周波数の追尾処理、及びダウンチャープで得たビート周波数の追尾処理を個別に行い、各追尾処理で距離概略値・速度概略値を算出する。その目標の距離概略値・速度概略値がペア生成可能領域外である場合、前記目標情報を直接出力する。そのため、片側チャープでしか検出されない目標について、従来のアップ・ダウンチャープ間でペアリングする方法では検出できなかったものも、本実施の形態によって検出可能となる。
【０１２２】
＜＜＜まとめ＞＞＞
以上のように、実施の形態１のレーダ装置１００は、一定の変調幅で、周波数が線形に増減することを周期的に繰り返す送信信号を発生し、送信信号として送信する送信部１を有している。
【０１２３】
レーダ装置１００は、反射物により反射された前記送信信号を受信して受信信号を発生すると共に、該受信信号を、前記送信信号と混合してビート信号を発生し、前記ビート信号よりビート周波数を特定する信号処理器２を有している。
【０１２４】
レーダ装置１００は、各チャープ観測時に得られた周波数ピークに対して追尾処理を実施し、目標の距離、速度を算出するアップチャープ用追尾フィルタ３１及びダウンチャープ用追尾フィルタ３２を有している。
【０１２５】
レーダ装置１００は、チャープごとに算出された目標の距離、速度を用いてチャープごとに検出された目標が同一目標か否かを判定する同一目標判定部４を有している。
【０１２６】
レーダ装置１００は、同一目標とみなされた目標のアップチャープおよびダウンチャープのペアより距離、速度を算出する目標情報算出部５を有している。
【０１２７】
レーダ装置１００は、同一目標判定部において同一目標と判定されなかった目標の距離、速度を用いて目標がアップチャープとダウンチャープで同時に検出される領域の外にあることを判定するチャープ用目標出力判定部９を有している。
【０１２８】
チャープ用目標出力判定部９は、追尾継続性を表す指標が一定値以上である目標のみを判定対象とすることを特徴とする。
【０１２９】
また、レーダ装置１００は、チャープ用目標出力判定部９において、目標の距離、速度を用いてアップチャープとダウンチャープで同時に検出される領域の外にあると判定した場合、前記目標情報を直接出力することを特徴とする。
【０１３０】
また、レーダ装置１００は、チャープ用目標出力判定部９において、目標の距離、速度を中心として、その推定誤差による存在可能範囲がアップチャープとダウンチャープとで同時に検出される領域を全く含まない場合に、前記目標情報を直接出力することを特徴とする。
【０１３１】
また、レーダ装置１００は、各チャープ用目標出力判定部９において、目標の距離、速度を用いて、前記目標がアップチャープとダウンチャープで同時に検出される領域に、過去Ｎ回中Ｍ回以上入らない場合に、前記目標情報を直接出力することを特徴とする。
【０１３２】
この実施の形態では、各チャープにおいてビート周波数を入力する追尾フィルタを用いて距離概略値および速度概略値を算出し、目標の距離概略値・速度概略値がアップチャープとダウンチャープで同時に検出される領域の外にある場合は、直接、前記距離概略値および速度概略値を出力することで、従来は検出されなかった目標を検出し、目標検出範囲を拡大することができる。
【０１３３】
実施の形態２．
この実施の形態では、主として、実施の形態１と異なる点について説明する。
図９は、実施の形態２のレーダ装置１００を示す構成図である。
図９に示すように、本実施の形態のレーダ装置は、送信部１、信号処理器２、ビート周波数追尾部３、同一目標判定部４、目標情報算出部５、検出領域マップ６、アップチャープ用目標出力判定部７、ダウンチャープ用目標出力判定部８を備えている。
【０１３４】
次に、動作を説明する。
但し、実施の形態１と同様の処理については説明を省略する。
アップチャープ用目標出力判定部７では、検出領域マップ６を参照し、アップチャープ用追尾フィルタ３１の出力として得られる目標の距離概略値・速度概略値が図５のペア生成可能領域外となる目標のみを直接出力する。前記目標以外は、同一目標判定部４へ出力する。
【０１３５】
ダウンチャープ用目標出力判定部８も同様の手順で処理するため、説明を省略する。
【０１３６】
以上のように、この実施の形態２では、各チャープ用目標出力判定部が、前記アップチャープ用追尾フィルタ及び前記ダウンチャープ用追尾フィルタによって算出された目標の距離、速度を用いて目標を直接出力するか否かを判定し、直接出力されない目標のみを同一目標判定部へ出力することを特徴とする。
【０１３７】
実施の形態２では、実施の形態１と同様の効果が得られると同時に、同一目標判定部４において、ペア生成可能領域外となる目標については、アップチャープとダウンチャープのペアを計算する必要がなくなるため、処理負荷が軽減される。
【０１３８】
実施の形態３．
この実施の形態では、主として、実施の形態１と異なる点について説明する。
図１０は、実施の形態３のレーダ装置１００を示す構成図である。
同一目標判定部４では、実施の形態１と同様の手順で処理する。ただし、ペアリングに用いられなかった目標は、アップチャープ用目標出力判定部７とダウンチャープ用目標出力判定部８とに出力せず無視する。
【０１３９】
アップチャープ用目標出力判定部７では、検出領域マップ６を参照し、アップチャープ用追尾フィルタ３１の出力として得られる目標の距離概略値・速度概略値を全て入力して、図５のペア生成可能領域外となる目標のみを直接出力する。前記目標以外の目標情報は、無視する。
【０１４０】
ダウンチャープ用目標出力判定部８も同様の手順で処理するため、説明を省略する。
【０１４１】
以上のように、この実施の形態３では、各チャープ用目標出力判定部と同一目標判定部とが個別に動作するので、各チャープ用目標出力判定部と同一目標判定部とに不具合があっても、互いに影響しないことを特徴とする。
【符号の説明】
【０１４２】
１  送信部、２  信号処理器、３  ビート周波数追尾部、４  同一目標判定部、５  目標情報算出部、６  検出領域マップ、７  アップチャープ用目標出力判定部、８  ダウンチャープ用目標出力判定部、９  チャープ用目標出力判定部、１１  送信器、１５  送信アンテナ、２１  受信器、２２  アナログ／ディジタル変換器、２３  ビート周波数ピーク検出部、２５  受信アンテナ、３１  アップチャープ用追尾フィルタ、３２  ダウンチャープ用追尾フィルタ、１００  レーダ装置、３１１  相関部、３１２  初期化部、３１３  平滑部、３１４  予測部、３１５  距離・速度変換部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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