(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続波レーダの送信信号と受信信号とのビート信号から距離及び速度を求めるレーダ信号処理装置において、
前記ビート信号をフーリエ変換してスペクトラムを得る高速フーリエ変換器と、
前記ビート信号から低次の線形予測法を用いてスペクトラムを得る線形予測手段と、
前記高速フーリエ変換器により得たスペクトラムと前記線形予測手段により得たスペクトラムとを比較し、その結果に基づいて、前記高速フーリエ変換器により得たスペクトラムのピーク周波数の信頼性を判断する手段と、
信頼性があると判断された下降側のピーク周波数と上昇側のピーク周波数を用いて、距離及び速度を計算する演算手段と
を具備することを特徴とするレーダ信号処理装置。
【請求項２】
前記信頼性判断手段は、前記高速フーリエ変換によるピーク周波数の内、前記線形予測法によるピーク周波数を中心として一定の周波数範囲内に存在するピーク周波数を１つのピーク周波数と判断することを特徴とする請求項１記載のレーダ信号処理装置。
【請求項３】
前記信頼性判断手段は、前記周波数範囲内に存在する複数の高速フーリエ変換によるピーク周波数の平均値を前記１つのピーク周波数とすることを特徴とする請求項２記載のレーダ信号処理装置。
【請求項４】
前記信頼性判断手段は、前記周波数範囲内に存在する複数の高速フーリエ変換によるピーク周波数の内、最も小さい周波数のピーク周波数を前記１つのピーク周波数とすることを特徴とする請求項２記載のレーダ信号処理装置。
【請求項５】
前記信頼性判断手段は、前記周波数範囲内に存在する複数の高速フーリエ変換によるピーク周波数の内、前記演算手段により前回の演算で得たピーク周波数に最も近いピーク周波数を前記１つのピーク周波数とすることを特徴とする請求項２記載のレーダ信号処理装置。
【請求項６】
前記演算手段は、前記周波数範囲内に存在する複数の高速フーリエ変換器によるピーク周波数について、下降側と上昇側のピーク周波数を全て組み合わせて複数の距離及び速度を算出し、
前記信頼性判断手段は、前記演算手段が今回演算した複数の距離及び速度の内、前回の演算で得た距離及び速度に最も近い距離及び速度に相当するピーク周波数を前記１つのピーク周波数とすることを特徴とする請求項２記載のレーダ信号処理装置。
【請求項７】
前記演算手段は、前記周波数範囲内に存在する複数の高速フーリエ変換器によるピーク周波数について、下降側と上昇側のピーク周波数を全て組み合わせて複数の距離及び速度を算出し、また、前回の演算の結果得た距離、速度及び加速度から今回の距離及び速度を予測して算出し、
前記信頼性判断手段は、前記演算手段が算出した複数の距離及び速度の内、前記予測される距離及び速度に最も近い値となる距離及び速度に相当するピーク周波数を前記１つのピーク周波数とすることを特徴とする請求項２記載のレーダ信号処理装置。
【請求項８】
前記信頼性判断手段は、前記線形予測法によるピーク周波数の周波数の近くに、前記高速フーリエ変換によるピーク周波数で一定範囲のパワーレベルのものが連続して存在した場合、その連続した高速フーリエ変換器によるピーク周波数を１つのカーブのピーク周波数とすることを特徴とする請求項１記載のレーダ信号処理装置。
【請求項９】
前記信頼性判断手段は、前記連続した高速フーリエ変換によるピーク周波数の内、最も小さいものを前記１つのカーブのピーク周波数とすることを特徴とする請求項８記載のレーダ信号処理装置。
【請求項１０】
前記信頼性判断手段は、前記連続した高速フーリエ変換によるピーク周波数の平均値を前記１つのカーブのピーク周波数とすることを特徴とする請求項８記載のレーダ信号処理装置。
【請求項１１】
前記演算手段は、前記連続した高速フーリエ変換によるピーク周波数の上昇側と下降側のピーク周波数を全て組み合わせて、複数の相対速を算出し、
前記信頼性判断手段は、前記複数の相対速の内、自車速に最も近い相対速に相当するピーク周波数を前記１つのカーブのピーク周波数とすることを特徴とする請求項８記載のレーダ信号処理装置。
【請求項１２】
前記演算手段は、前記連続した高速フーリエ変換によるピーク周波数の上昇側と下降側のピーク周波数を全て組み合わせて複数の距離を算出し、
前記信頼性判断手段は、前記連続した高速フーリエ変換によるピーク周波数の内、前記複数の距離の最も小さいものに相当するピーク周波数を前記１つのカーブのピーク周波数とすることを特徴とする請求項８記載のレーダ信号処理装置。
【請求項１３】
前記信頼性判断手段は、前記高速フーリエ変換によるピーク周波数の内、前記線形予測法によるピーク周波数を中心として一定の周波数範囲内に含まれないピーク周波数をノイズとして除去することを特徴とする請求項１記載のレーダ信号処理装置。
【請求項１４】
前記信頼性判断手段は、前記一定の周波数範囲内に表れてこないピーク周波数の内、基準値より低いパワーレベルのピーク周波数をノイズとして除去することを特徴とする請求項１３記載のレーダ信号処理装置。
【請求項１５】
前記信頼性判断手段は、前記線形予測手段の線形予測法の次数を、信頼性判断手段が得たターゲット数に応じて変化させることを特徴とする請求項１記載のレーダ信号処理装置。
【請求項１６】
前記信頼性判断手段は、前記ターゲット数が１つの場合に前記線形予測手段の線形予測法の次数を低く設定し、前記ターゲット数が複数の場合に前記次数を高く設定することを特徴とする請求項１５記載のレーダ信号処理装置。
【請求項１７】
前記信頼性判断手段は、前記ノイズとして除去したピーク周波数内に、パワーレベルの高いピーク周波数が存在する場合、前記線形予測手段の線形予測法の次数を高く設定することを特徴とする請求項１３記載のレーダ信号処理装置。
【請求項１８】
前記信頼性判断手段は、前記高速フーリエ変換器によるスペクトラムに、狭い間隔で複数のピーク周波数が存在する場合は前記線形予測手段の線形予測法の次数を高くし、広い間隔で複数のピーク周波数が存在する場合は前記次数を低くすることを特徴とする請求項１記載のレーダ信号処理装置。
【請求項１９】
前記信頼性判断手段は、前記高速フーリエ変換によるスペクトラムのパワー積算値が低い場合は前記線形予測手段の線形予測法の次数を低くし、高い場合は次数を高くすることを特徴とする請求項１記載のレーダ信号処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、連続波レーダの送信信号と受信信号とのビート信号から距離及び速度を求めるレーダ信号処理装置に関するものであり、例えば、自動車に搭載され、自車の前方に存在する自動車等のターゲットまでの距離と、ターゲットの速度と、ターゲットと自車間の相対速を測定するために使用される。
【０００２】
【従来の技術】
連続波レーダの送信信号と受信信号とのビート信号から距離及び速度を求めるレーダ信号処理装置は、例えば、特開平５−２４９２３３号公報、特開平５−１４２３３８号公報に記載されている。
ＦＭ−ＣＷ方式を用いたレーダ信号処理装置の原理図を図２に示し、従来のレーダ信号処理装置の構成を図３に示す。
【０００３】
図３において、センサ１は、三角波変調の連続波の送信信号を送信し、この送信信号とターゲットから反射された受信信号を混合してビート信号を形成する。図２に、送信信号と受信信号とビート信号を示す。このビート信号は、ローパスフィルタ２、Ａ／Ｄ変換器３を通して、高速フーリエ変換器（以下「ＦＦＴ」という。）４に入力される。ＦＦＴ４は、ビート信号を周波数分析する。演算手段７は、ＦＦＴ４により得た上昇側ピーク周波数ｆｕｐと下降側ピーク周波数ｆｄｎを用いて、次の〔数１〕〔数２〕によりターゲットまでの距離Ｒとターゲットとの相対速Ｖを計算する。
【０００４】
〔数１〕
Ｒ＝ｋｒ（ｆｄｎ＋ｆｕｐ）／２
〔数２〕
Ｖ＝ｋｖ（ｆｄｎ−ｆｕｐ）／２
ただし、ｋｒ，ｋｖは定数である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明した従来のレーダ信号処理装置においては、図４（Ａ）に示すように、例えば、自車１１がトラック１２のように大きな反射面を持つターゲットをとらえた場合、ＦＦＴ４により得たスペクトラムには、図４（Ｂ）に示すように、ターゲットが１つであるにもかかわらず、ピーク周波数がＡ（１），Ａ（２）の２つに割れたものが得られることがある。
【０００６】
また、図５（Ａ）に示すように、自車１１がターゲットとしてカーブの路側分１３をとらえた場合、ＦＦＴ４により得たスペクトラムには、図５（Ｂ）に示すように、複数のピーク周波数Ａ（１）〜Ａ（４）が存在することとなる。この場合、前記〔数１〕〔数２〕を用いて、上昇側ピーク周波数ｆｕｐと下降側ピーク周波数ｆｄｎの組み合わせて距離及び速度を求めると、組み合わせが多くなりすぎ誤差の原因となる。
【０００７】
本発明は、レーダ信号処理装置において、距離及び速度の演算で取り扱うピーク周波数の量を減少させて、その取り扱いを容易にすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、連続波レーダの送信信号と受信信号とのビート信号から距離及び速度を求めるレーダ信号処理装置において、ビート信号をフーリエ変換してスペクトラムを得るＦＦＴと、ビート信号から低次の線形予測法を用いてスペクトラムを得る線形予測手段と、ＦＦＴにより得たスペクトラムと線形予測手段により得たスペクトラムとを比較し、その結果に基づいて、ＦＦＴにより得たスペクトラムのピーク周波数の信頼性を判断する手段と、信頼性があると判断された下降側のピーク周波数と上昇側のピーク周波数を用いて、距離及び速度を計算する演算手段とによりレーダ信号処理装置を構成する。
【０００９】
この信頼性判断手段における信頼性の判断としては、第１には、ＦＦＴによるピーク周波数の内、線形予測法によるピーク周波数を中心として一定の周波数範囲内に存在するピーク周波数を１つのピーク周波数として処理することができる。
そして、この１つのスペクトラムの選択の手法としては、
１）一定の周波数範囲内に存在する複数のＦＦＴによるピーク周波数の平均値を１つのスペクトラムのピーク周波数とする、
２）一定の周波数範囲内に存在する複数のＦＦＴによるピーク周波数の内、最も小さい周波数のピーク周波数を１つのスペクトラムのピーク周波数とする、
３）一定の周波数範囲内に存在する複数のＦＦＴによるピーク周波数の内、演算手段により前回の演算で得たピーク周波数に最も近いピーク周波数を１つのスペクトラムのピーク周波数とする、
４）演算手段が、一定の周波数範囲内に存在する複数のＦＦＴによるピーク周波数について、下降側のピーク周波数と上昇側のピーク周波数とを全て組み合わせて複数の距離及び速度を計算し、信頼性判断手段は、演算手段が今回演算した複数の距離及び速度の内、前回の処理により得た距離及び速度に最も近い距離及び速度に相当するピーク周波数を１つのスペクトラムのピーク周波数とする、
５）演算手段が、一定の周波数範囲内に存在する複数のＦＦＴによるピーク周波数について、下降側のピーク周波数と上昇側のピーク周波数とを全て組み合わせて複数の距離及び速度を算出し、更に、前回の処理で得た距離、速度及び加速度から予測される今回の距離及び速度を算出し、信頼性判断手段が、今回算出した複数の距離及び速度の内、予測される距離及び速度に最も近い距離及び速度に相当するピーク周波数を１つのスペクトラムのピーク周波数とする、
という手法のいずれかによることができる。
【００１０】
さらに、信頼性判断手段における信頼性の判断としては、第２には、線形予測法によるピーク周波数の周波数の近くに、高速フーリエ変換によるピーク周波数で一定範囲のパワーレベルのものが連続して存在した場合、その連続した範囲内にあるＦＦＴによるピーク周波数を１つのカーブのピーク周波数として処理することができる。
【００１１】
そして、この１つのカーブのピーク周波数の選択の手法としては、
１）連続した範囲内にあるピーク周波数の内、最も小さいものを１つのカーブのピーク周波数として処理する、
２）連続した範囲内にあるピーク周波数の平均値を１つのカーブのピーク周波数として処理する、
３）連続した範囲内にあるピーク周波数の内、それらのピーク周波数を用いて、演算手段が計算した相対速の内、自車速に最も近い値となる相対速のピーク周波数を１つのカーブのピーク周波数として処理する、
４）演算手段は、連続したＦＦＴによるピーク周波数の上昇側と下降側のピーク周波数の全てを組み合わせて複数の距離を算出し、信頼性判断手段は、複数の距離の内、最も小さいものに相当するピーク周波数を１つのカーブのピーク周波数として処理する、
という手法をとることができる。
【００１２】
さらに、信頼性判断手段は、ＦＦＴによるピーク周波数の内、線形予測法によるピーク周波数を中心として一定の周波数範囲内に含まれないピーク周波数をノイズとして除去することができる。この際、一定のパワーレベルより低いパワーレベルのピーク周波数のみを除去することができる。
また、線形予測法における低次の次数は、以下のようにして決めることができる。
【００１３】
１）線形予測法の次数を、信頼性判断手段により得たターゲット数に応じて変化させる、
２）ターゲット数が１つの場合に次数を低く設定し、複数の場合に次数を高く設定する、
３）信頼性判断手段がノイズとして除去したピーク周波数内に、パワーレベルの高いピーク周波数が存在する場合、次数を高く設定する、
４）ＦＦＴにより得たスペクトラムに、狭い間隔で複数のピーク周波数が存在する場合は次数を高くし、広い間隔で複数のピーク周波数が存在する場合は次数を低くする、
５）ＦＦＴによるスペクトラムのパワー積算値が低い場合は次数を低くし、高い場合は次数を高くする
という手法で次数を決めることができる。
【００１４】
【作用】
前述のトラックのようにターゲットが大きな反射面を持つ場合、ＦＦＴ４により得たスペクトラムは、図６（Ａ）に示すように、ターゲットが１つであるにもかかわらず、ピーク周波数がＡ（１），Ａ（２）の２つに割れたものとなることがある。これに対し、低次の線形予測手段により得たスペクトラムは、１つのターゲットに対しては、図６（Ｂ）に示すように、先端が１つのピーク周波数Ｂ（１）となる。
【００１５】
この場合、信頼性判断手段は、線形予測法によるピーク周波数Ｂ（１）を中心として、一定の周波数範囲Ｃ内に存在するピーク周波数Ａ（１），Ａ（２）を１つのスペクトラムとして取り扱う。これにより、演算手段は、１つのターゲットに対して各々１つの上昇側ピーク周波数ｆｕｐと下降側ピーク周波数ｆｄｎにより距離及び速度の計算を行う。
【００１６】
また、ターゲットとしてカーブをとらえた場合、ＦＦＴ４により得たスペクトラムは、図７（Ａ）に示すように、複数のピーク周波数Ａ（１）〜Ａ（ｎ）が存在することとなる。これに対し、低次の線形予測手段により得たスペクトラムは、図７（Ｂ）に示すように、幅Ｄが広いピーク周波数Ｂ（１）が得られる。
この場合、信頼性判断手段は、ターゲットがカーブであると判断し、ピーク周波数Ｂ（１）の幅Ｄの範囲内にある複数のピーク周波数Ａ（１）〜Ａ（５）を１つのピーク周波数として取り扱う。これにより、演算手段が、上昇側ピーク周波数ｆｕｐと下降側ピーク周波数ｆｄｎの組み合わせを不必要に多く行うことがなくなり、１つのカーブに対して１回の演算を行う。
【００１７】
さらに、信頼性判断手段は、ＦＦＴにより得たピーク周波数Ａ（ｎ）の内、線形予測法により得たピーク周波数Ｂ（ｎ）に対応していないピーク周波数をノイズとして除外することにより、不要な情報を取り扱わないようにすることができる。また、この際、一定のパワーレベルより低いパワーレベルのピーク周波数のみを除外し、高いパワーレベルのピーク周波数を残すことにより、必要な情報を残すことができる。
【００１８】
また、線形予測法の次数を、信頼性判断手段によって得た結果に応じて変化させることにより、ＦＦＴによるスペクトラムの判断基準をより適切なものとすることができる。
【００１９】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図を用いて説明する。
図１は、本発明のレーダ信号処理装置の構成を示すブロック図であり、図２は、ＦＭ−ＣＷ方式を用いたレーダ信号処理装置の原理図を示す。
図１において、センサ１は、三角波変調の連続波の送信信号をターゲットに向けて送信し、ターゲットから反射された受信信号と送信信号とを混合してビート信号を形成する。
【００２０】
このビート信号は、ローパスフィルタ２、Ａ／Ｄ変換器３を通して、ＦＦＴ４及び線形予測手段５に入力される。なお、ローパスフィルタ２は、サンプリングしたときにセンサ１の信号が折り返しを起こさないように高域信号を除去するもので、Ａ／Ｄ変換器３は、アナログ信号をディジタル信号に変換するものである。
【００２１】
ＦＦＴ４は、フーリエ変換によりビート信号の周波数分析を行い、線形予測手段５は、線形予測法によりビート信号の周波数分析を行い、それぞれのスペクトラムを得る。
信頼性判断手段６は、ＦＦＴ４及び線形予測手段５により得たスペクトラムを比較し、更に必要に応じて演算手段の演算結果を参照することにより、ＦＦＴ４により得たスペクトラムの信頼性を判断し、信頼性があると判断したピーク周波数を選択して演算手段７に出力する。また、信頼性判断手段６は、その結果に応じて線形予測法の次数を変化させることもできる。
【００２２】
演算手段７は、得られたピーク周波数から、前述の〔数１〕〔数２〕を用いて各ターゲットに対する距離及び速度を計算する。
次に、図１のレーダ信号処理装置の動作について、図８のフローチャートを用いて説明する。
レーダ信号処理装置の原理については、既に図２及び〔数１〕〔数２〕を用いて説明してあるので、ここでの重複する説明は省略する。
【００２３】
センサ１により得たビート信号は、ローパスフィルタ２、Ａ／Ｄ変換器３を通して、ＦＦＴ４と線形予測手段５に入力される。
ステップＳ１１で、ＦＦＴ４は、ビート信号をフーリエ変換により周波数分析を行い、ビート信号のスペクトラム算出を行う。この結果、図９（Ａ）に示すスペクトラムが得られる。
【００２４】
ステップＳ１２で、線形予測手段９は、ビート信号を低次の線形予測法により周波数分析を行い、ビート信号のスペクトラム算出を行う。この結果、図９（Ｂ）に示すスペクトラムが得られる。
ステップＳ１３で、ＦＦＴ４により得たスペクトラムにおける、ピーク周波数Ａ（ｎ）を算出する。なお、Ａ（ｎ）は、図９（Ａ）のＡ（１）〜Ａ（５）を表している。
【００２５】
信頼性判断手段６は、ステップＳ１３で高速フーリエ変換により得たスペクトラムとステップＳ１２で得た線形予測法によるスペクトラムを比較し、高速フーリエ変換器によるスペクトラムの信頼性を判断し（この具体的手法については後述する）、本フローチャートの動作を終了する。
以後は、信頼性判断手段６が信頼性があると判断したピーク周波数に基づいて、演算手段７はターゲットとの距離及び速度を計算する。
【００２６】
次に、図８のステップＳ１４における信頼性の判断の第１の具体的手法について、図１０のフローチャートと図９の波形図を用いて、以下に説明する。
最初に図１０の動作の概略について説明すると、本例においては、ＦＦＴ４によるピーク周波数Ａ（ｎ）の内、線形予測法によるピーク周波数Ｂ（ｎ）を中心として一定の周波数範囲内（±ｋ）に存在するピーク周波数を同一のターゲットにより得られた１つのピーク周波数として取り扱う。
【００２７】
図１０のステップＳ１１〜１３は、前述の図８のステップＳ１１，１３と同一であるので、ここでの説明は省略する。
ステップＳ２１で、線形予測法により得たスペクトラムから、ピーク周波数Ｂ（ｎ）を算出する。
ステップＳ２２で、ピーク周波数Ａ（ｉ）がピーク周波数Ｂ（ｊ）±ｋの周波数範囲内にあるか否かがチェックされる。なお、ｉ，ｊの初期値は１であり、最初にＡ（１）とＢ（１）が比較される。ここで、範囲外であれば、ステップＳ２３に進み、範囲内であれば、ステップＳ２５へ進む。
【００２８】
ステップＳ２２で、ピーク周波数Ａ（ｉ）がピーク周波数Ｂ（ｊ）±ｋの周波数範囲内にあると判定されるとステップＳ２５へ進み、ピーク周波数Ｂ（ｊ）に対応したピーク周波数Ａ（ｉ）にｊのマーク付け（Ａ（ｉ，ａ）＝ｊ）がされる。
ステップＳ２２で範囲外と判定されると、ステップＳ２３でカウンタｊが進められ、ステップＳ２４でカウンタｊがＢ（ｎ）の最大値Ｂｍａｘ（図９の例では２）を超えたか否かがチェックされる。ここからは、カウンタｊが最大値Ｂｍａｘを超えるまでステップＳ２２へ戻り、超えれば、カウンタｊが初期値に戻された上で、ステップＳ２６へ進む。
【００２９】
ステップＳ２６ではカウンタｉが進められ、ステップＳ２７でカウンタｉがＡ（ｎ）の最大値Ａｍａｘ（図９の例では５）を超えたか否かがチェックされる。ここからは、カウンタｉが最大値Ａｍａｘを超えるまでステップＳ２２へ戻り、超えればカウンタｉが初期値に戻された上で、ステップＳ２８へ進む。
全てのＦＦＴのピーク周波数Ａ（ｎ）について上記の処理が済むと、ステップＳ２７からステップＳ２８へ進む。
【００３０】
ステップＳ２８では、同一マーク付けがされたピーク周波数（図９の例では（Ａ（２）とＡ（３））は同一のターゲットにより発生した１つのピーク周波数として取り扱われ、図１０の動作が終了する。
以後は、ＦＦＴ４により得たピーク周波数Ａ（ｎ）の内、Ａ（２）とＡ（３）は１つのピーク周波数として取り扱われて、演算手段７による距離及び速度の計算に使用される。したがって、情報量が低減され、１つのターゲットについては、１つの上昇側及び下降側ピーク周波数を用いて距離及び速度が計算される。
【００３１】
次に、複数のピーク周波数を１つのピーク周波数として取り扱う場合、その１つのピーク周波数を選択する手法について以下に説明する。
第１には、１つのピーク周波数として取り扱われる複数のピーク周波数の平均値を採用することである。
第２には、１つのピーク周波数として取り扱われる複数のピーク周波数の内、最小値を採用することである。
【００３２】
第３には、今回の演算で１つのピーク周波数として取り扱われる複数のピーク周波数の内、前回の処理で得られた１つのピーク周波数に最も近い値を採用することである。
第４の例については、図１１のフローチャートと図１２の波形図を用いて説明する。
【００３３】
図１２の（Ａ）は、ＦＦＴ４により得た上昇側のスペクトラムを示し、（Ｂ）は、ＦＦＴ４により得た下降側のスペクトラムを示し、（Ｃ）は、線形予測手段９により得たスペクトラムを示す。
図１１のステップＳ３１は、前述の図１０のステップＳ１１からステップＳ２７までの処理と同一である。このステップＳ２７までの処理により、上昇側ピーク周波数でマーク付けされた複数のピーク周波数Ａ（ｎ，ａ１）ｕｐと下降側ピーク周波数でマーク付けされた複数のピーク周波数Ａ（ｎ，ａ２）ｄｎが得られている。
【００３４】
ステップＳ３２では、Ａ（ｎ，ａ１）ｕｐとＡ（ｎ，ａ２）ｄｎの全組み合わせ（ｎｕｐＭＡＸ×ｎｄｎＭＡＸ通りの組合せ）を用いて複数の距離Ｒｔ（ｎ）及び速度Ｖｔ（ｎ）が算出される。
ステップＳ３３では、今回のステップＳ３２で算出された複数の距離Ｒｔ（ｎ）及び速度Ｖｔ（ｎ）の内、前回の処理時に算出された１つの距離Ｒｔ−１（ｎ）及び速度Ｖｔ−１（ｎ）に最も近いものが選択され、選択された距離Ｒｔ（ｎ）及び速度Ｖｔ（ｎ）に相当するピーク周波数Ａ（ｎ，ａ１）ｕｐとＡ（ｎ，ａ２）ｄｎを今回の上昇側及び下降側のピーク周波数とする。
【００３５】
第５の例を、図１３のフローチャートを用いて説明する。
図１３のステップＳ３１とステップＳ３２は図１１のステップＳ３１，３２と同一である。
ステップＳ４１では、前回の処理で算出した距離Ｒｔ−１（ｎ）及び速度Ｖｔ−１（ｎ）から予測される今回の距離Ｒｔｙ（ｎ）及び速度Ｖｔｙ（ｎ）を算出する。その計算式の例を次の〔数３〕〔数４〕に示す。
【００３６】
〔数３〕
Ｒｔｙ（ｎ）＝Ｒｔ−１（ｎ）＋Δｔ×Ｖｔ−１（ｎ）
〔数４〕
Ｖｔｙ（ｎ）＝Δｔ×αｔ−１（ｎ）＋Ｖｔ−１（ｎ）
ただし、Δｔは今回の演算と前回の演算との間に経過した時間で、αｔ−１（ｎ）は前回の演算で得た加速度である。
【００３７】
ステップＳ４２では、今回のステップＳ３２で算出された複数の距離Ｒｔ（ｎ）及び速度Ｖｔ（ｎ）の内、ステップＳ４１で得た予測距離Ｒｔｙ（ｎ）及び速度Ｖｔｙ（ｎ）に最も近いものが選択され、選択された距離Ｒｔ（ｎ）及び速度Ｖｔ（ｎ）に相当するピーク周波数Ａ（ｎ，ａ１）ｕｐとＡ（ｎ，ａ２）ｄｎを今回の上昇側及び下降側のピーク周波数とする。
【００３８】
次に、前述の図８のステップＳ１４の信頼性の判断の第２の具体的手法について、図１４のフローチャートと図１５の波形図を用いて、以下に説明する。
図１４の動作の概略について説明すると、線形予測法により得たピーク周波数の周波数の近くに、パワー値が一定の範囲内にあるＦＦＴによるピーク周波数が連続して存在した場合、そのピーク周波数はカーブの路側分によって生じたものと判断し、その連続した範囲内にあるＦＦＴによるピーク周波数を１つのカーブのピーク周波数として取り扱う。
【００３９】
図１４のステップＳ１１〜２１は前述の図１０と同一であるので、ここでの説明は省略する。
この結果、ステップＳ１３で、ＦＦＴにより図１５（Ａ）に示すスペクトラムが得られ、ステップＳ２１で、線形予測法により図１５（Ｂ）に示すスペクトラムが得られる。
【００４０】
なお、前述の図１０に示す動作と、この図１４に示す動作は、それぞれ単独に使用することもできるし、両者を組み合わせて使用することもできる。両者を組み合わせて使用する場合は、線形予測法によるスペクトラムにおいて、あるピーク周波数Ｂ（ｎ）の幅が広い場合は、図１４の動作に進み、幅が狭い場合は図１０の動作に進むようにすればよい。
【００４１】
ステップＳ５１では、ステップＳ２１で算出したピーク周波数Ｂ（ｎ）の内の幅の広いピーク周波数をＢ（ｋ）とする。なお、図１５の例では、ピーク周波数Ｂ（ｎ）が１つの例が示されている。そして、その周波数に最も近い周波数のピーク周波数Ａ（ｉ）を算出する。このピーク周波数Ａ（ｉ）のパワーレベルＡｐ（ｉ）が以後の処理の基準値となる。
【００４２】
ステップＳ５２で、カウンタｊにｉ＋１がセットされる。
ステップＳ５３では、ｊ番目のピーク周波数Ａ（ｊ）のパワーレベルＡｐ（ｊ）が、基準のパワーレベルＡｐ（ｉ）から一定範囲（±Ｋ１）内にあるか否かをチェックする。範囲内にあるとき、ステップＳ５４でカウンタｊが進められ、ステップＳ５３へ戻る。ステップＳ５３と５４の動作を繰り返すと、基準のピーク周波数Ａ（ｉ）より高い周波数でかつ基準のパワーレベルＡｐ（ｉ）から一定範囲内にあるピーク周波数の数がカウンタｊに登録される。そして、更に高いピーク周波数がない場合、又は次のピーク周波数のパワーレベルが範囲外となった場合は、ステップＳ５３からステップＳ５５へ進む。
【００４３】
ステップＳ５５では、カウンタｋにｉ−１がセットされる。
ステップＳ５６では、ｋ番目のピーク周波数Ａ（ｋ）のパワーレベルＡｐ（ｋ）が、基準のパワーレベルＡｐ（ｉ）から一定範囲（±Ｋ１）内にあるか否かをチェックする。範囲内にあるとき、ステップＳ５７でカウンタｋが減じられ、ステップＳ５６へ戻る。ステップＳ５６と５７の動作を繰り返すと、基準のピーク周波数Ａ（ｉ）より低い周波数でかつ基準のパワーレベルＡｐ（ｉ）から一定範囲内にあるピーク周波数の数がカウンタｋに登録される。そして、更に低い周波数のピーク周波数がない場合、又は次のピーク周波数のパワーレベルが範囲外となった場合は、ステップＳ５８へ進む。
【００４４】
ステップＳ５８では、カウンタｋの値とカウンタｊの値の差、つまり、一定パワーレベルにあるピーク周波数が連続して存在する数を算出し、これが、所定の数Ｋ２より大きいか否かをチェックする。ここで、その数ｋ−ｊが一定値Ｋ２より大きければ、ステップＳ５９で連続するピーク周波数Ａ（ｋ）〜Ａ（ｊ）を１つのカーブにより得られたデータとして取り扱い、小さければ、ステップＳ６０でピーク周波数Ａ（ｋ）〜Ａ（ｊ）のそれぞれを１つの前方車のデータとして取り扱い、動作を終了する。
【００４５】
以後は、ＦＦＴ４により得たピーク周波数Ａ（ｎ）の内、Ａ（ｋ）〜Ａ（ｊ）がカーブによるピーク周波数と判断されたときは、１つのピーク周波数として取り扱われて距離及び速度の演算に使用される。したがって、情報量が低減され、１つのカーブについては１つの距離及び速度が計算され、多数のピーク周波数Ａ（ｎ）の全部の組み合わせについて距離及び速度を算出する必要がなくなる。
【００４６】
次に、複数のピーク周波数Ａ（ｋ）〜Ａ（ｊ）を１つのカーブのピーク周波数として取り扱う場合、ピーク周波数の値を選択する手法について、以下に説明する。
第１には、複数のピーク周波数Ａ（ｋ）〜Ａ（ｊ）の内、最小値Ａ（ｋ）を採用する。第２には、複数のピーク周波数Ａ（ｋ）〜Ａ（ｊ）の平均値を採用する。
【００４７】
第３の例については、図１６のフローチャートを用いて説明する。
ステップＳ７１は、図１４のステップＳ１１〜５７と同一であり、ステップＳ５８，６０は図１４のステップＳ５８，６０と同一である。
ステップＳ７２では、１つのピーク周波数として取り扱われる複数のピーク周波数の上昇側Ａ（ｋｕｐ）〜Ａ（ｊｕｐ）と下降側Ａ（ｋｄｎ）〜Ａ（ｊｄｎ）について全ての組み合わせ（（ｊｕｐ−ｋｕｐ）＊（ｊｄｎ−ｋｄｎ）通りの組合せ）について、複数の速度Ｖ（ｎ）を算出する。
【００４８】
ステップＳ７３では、ステップＳ７２で算出した複数の速度Ｖ（ｎ）の内、自車速Ｖｓに最も近いものを選択し、選択された速度Ｖ（ｎ）に相当するピーク周波数Ａ（ｎｄｎ），Ａ（ｎｕｐ）をカーブの上昇側及び下降側のピーク周波数とする。
第４の例を、図１７のフローチャートを用いて説明する。
【００４９】
ステップＳ７１，５８，６０は、図１６のステップＳ７１，５８，６０と同一である。
ステップＳ８１では、１つのピーク周波数として取り扱われる複数のピーク周波数の上昇側Ａ（ｋｕｐ）〜Ａ（ｊｕｐ）と下降側Ａ（ｋｄｎ）〜Ａ（ｊｄｎ）について全ての組み合わせから、複数の距離Ｒを算出する。この距離Ｒの計算式の例を次の〔数５〕に示す。
【００５０】
〔数５〕
Ｒ＝Ｋ３＊（Ａ（ｎｕｐ）＋Ｖｓ＊Ｋ４），Ｋ３＊（Ａ（ｎｄｎ）−Ｖｓ＊Ｋ４））
なお、Ｋ３，Ｋ４は定数である。
【００５１】
ステップＳ８２では、ステップＳ８１で算出された複数の距離Ｒの内、最も小さい距離Ｒに相当するピーク周波数Ａ（ｎｕｐ）とＡ（ｎｄｎ）をカーブのピーク周波数とする。
次に、以上説明した処理において、ＦＦＴ４により得たピーク周波数の内、それに対応して線形予測法によるピーク周波数Ｂ（ｎ）が表れてこないピーク周波数については、ノイズとして除去することができる。これにより、更に情報量を減少させて、演算処理の負担を軽減することができる。この例について、図１８のフローチャートを用いて説明する。
【００５２】
ステップＳ１１〜２１は、図１０のステップＳ１１〜２１と同一である。
ステップＳ９１では、ピーク周波数Ａ（ｉ）がピーク周波数Ｂ（ｊ）±Ｋ５の周波数範囲内にあるか否かがチェックされる。なお、ｉ，ｊの初期値は１であり、最初にＡ（１）とＢ（１）が比較される。ここで、範囲外であれば、ステップＳ９２に進み、範囲内であれば、ステップＳ９３へ進む。
【００５３】
範囲外であれば、ステップＳ９２でカウンタｊが進められ、ステップＳ９３でカウンタｊがピーク周波数Ｂ（ｎ）の最大値ｊＭＡＸを超えたか否かがチェックされる。ここからは、カウンタｊが最大値ｊＭＡＸに達するまでステップＳ２２へ戻り、達すれば、カウンタｊが初期値に戻された上で、ステップＳ９４へ進む。
【００５４】
ステップＳ９４へ進んだということは、ＦＦＴ４による１つのピーク周波数Ａ（ｉ）が線形予測法によるどのピーク周波数Ｂ（ｎ）の範囲内（±Ｋ５内）にもないということを意味する。ステップＳ９４では、このピーク周波数Ａ（ｉ）のパワーレベルＡｐ（ｉ）が基準値Ｋ６より大きいか否かを判定する。小さければ、ステップＳ９５でそのピーク周波数Ａ（ｉ）をノイズと見なして無効データとする。大きければ、ステップＳ９６へ進む。
【００５５】
ステップＳ９６では、カウンタｉが進められ、ステップＳ９７でカウンタｉの値が最大値ｉＭＡＸを超えたか否かをチェックする。最大値ｉＭＡＸを超えていなければ、ステップＳ９１へ戻り、次のピーク周波数Ａ（ｉ）について、ピーク周波数Ｂ（ｊ）±Ｋ５の範囲内にあるか否かがチェックされる。
ステップＳ９１で範囲内にあると判断されると、このピーク周波数Ａ（ｉ）につては他のピーク周波数Ｂ（ｎ）と対応させる必要がなくなるから、ステップＳ９６，９７を通ってステップＳ９１へ戻り、次のピーク周波数Ａ（ｉ）について同様の処理がされる。範囲外であれば、前述のステップＳ９２，９３を通って、全部のピーク周波数Ｂ（ｎ）について同様のチェックがされる。
【００５６】
ステップＳ９７で、カウンタｉの値が最大値ｉＭＡＸを超えれば、図１８の動作を終了する。
以上の例では、ＦＦＴ４により得たピーク周波数の内、低次の線形予測法により得たピーク周波数に対応せず、かつパワーレベルの低いものは、ノイズとして除去されるので、情報量を減少させて、以後の演算の負担を軽減する。
【００５７】
なお、ステップＳ９４は省略可能であり、この場合、ＦＦＴ４により得たピーク周波数の内、低次の線形予測法により得たピーク周波数に対応しないものは、パワーレベルに関係なく、全てノイズとして除去される。
以上説明したように、本発明においては、ＦＦＴ４により得たスペクトラムの信頼性を判断する基準として、低次の線形予測手段１０により得たスペクトラムを用いている。この線形予測手段１０における線形予測法の次数は、低いほど滑らかなスペクトラムが得られるが、複数出現すべきピーク周波数も１つになってしまうことがある。一方、次数を高くすると、余分なピーク周波数が出現して、基準とならなくなることがある。
【００５８】
以下に、線形予測法の次数を必要に応じて変化させることにより、判断の基準として最適なものを得る手法について説明する。
第１には、今回の処理の結果得られたターゲットの数ｆを次回の処理における線形予測手段１０の次数とすることができる。
第２の例については、図１９のフローチャートを用いて説明する。
【００５９】
ステップＳ１００１では、今回の処理の結果得られたターゲットの数が、１以下か、１を超えるかがチェックされる。１以下の場合は、ステップＳ１００２で次回の線形予測法の次数は第１の値Ｎ１にセットされ、１を超える場合は、ステップＳ１００３で次回の線形予測法の次数は、前記第１の値Ｎ１より大きい第２の値Ｎ２にセットされる。
【００６０】
第３の例について、図２０のフローチャートを用いて説明する。
ステップＳ１１０１では、前述の図１８のステップＳ９５で除去されたピーク周波数のパワーレベルが、基準値Ｋ７より大きいか否かがチェックされる。大きなパワーレベルのものが除去されていた場合は、ステップＳ１１０２で、次回の線形予測法における次数を今回の線形予測法における次数より大きいものとする。一方、大きなパワーレベルのものが除去されていなければ、次回の線形予測法における次数は今回使用した次数をそのまま使用する。
【００６１】
第４の例について、図２１のフローチャートを用いて説明する。
ステップＳ１１，１３は、前述の図８のステップＳ１１，１３と同一であるので、重複する説明は省略する。
ステップＳ１２０１では、ステップＳ１３で得られたピーク周波数Ａ（ｎ）について、狭い間隔で複数のピーク周波数が存在するか否かを判定する。具体的には、隣接するピーク周波数間の周波数の差（Ａ（ｎ＋１）−Ａ（ｎ））を算出し、これが、基準値Ｋ８以内か否かをチェックする。基準値Ｋ８内にある場合、つまり隣接するピーク周波数の間隔が狭ければ、ステップＳ１２０２で、次回の線形予測法の次数を、今回の線形予測法の次数より大きくセットする。基準値を超えていれば、即ち、隣接するピーク周波数の間隔が広ければ、ステップＳ１２０３で、次回の線形予測法の次数を、今回の線形予測法の次数より小さくセットする。
【００６２】
第５の例について、図２２のフローチャートを用いて説明する。
ステップＳ１１は、前述の図８のステップＳ１１と同一である。
ステップＳ１３０１では、ステップＳ１１で得たＦＦＴのスペクトラム（図９（Ａ））のパワーレベルの総和を算出する。
ステップＳ１３０２では、ステップＳ１３０１で得たパワーレベルの総和が、基準値Ｋ９以下であるか否かをチェックする。ここで、基準値未満であれば、ステップＳ１３０３で、次回の線形予測法の次数を今回の線形予測法で使用した次数よりも小さくする。また、基準値以上であれば、次回の線形予測法の次数は、今回の線形予測法で使用した次数をそのまま使用する。
【００６３】
なお、上記第３及び第５の例では、次数を大きくする場合についてのみ説明しているが、本明細書で説明している他の例と組み合わせることにより、大きくした次数を小さくすることができる。
【００６４】
【発明の効果】
本発明によれば、レーダ信号処理装置において、距離及び速度の演算で取り扱うピーク周波数の量を減少させて、レーダ信号処理装置における演算の負担を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のレーダ信号処理装置の構成を示すブロック図。
【図２】レーダ信号処理装置の原理を示す波形図。
【図３】従来のレーダ信号処理装置の構成を示すブロック図。
【図４】図３の装置により得たスペクトラムを示す図（その１）。
【図５】図３の装置により得たスペクトラムを示す図（その２）。
【図６】図１の装置により得たスペクトラムを示す図（その１）。
【図７】図１の装置により得たスペクトラムを示す図（その２）。
【図８】図１の装置の動作を説明するためのフローチャート。
【図９】図８の動作中に得られるスペクトラムを示す図。
【図１０】図８の動作中の信頼性判断の第１の手法を説明するためのフローチャート。
【図１１】図１０のピーク周波数の第４の決定方法を説明するためのフローチャート。
【図１２】図１１の動作で得られたスペクトラムを示す図。
【図１３】図１０のピーク周波数の第５の決定方法を説明するためのフローチャート。
【図１４】図８の動作中の信頼性判断の第２の手法を説明するためのフローチャート。
【図１５】図１４の動作中に得られるスペクトラムを示す図。
【図１６】図８の動作中のピーク周波数を決定するための第３の手法を説明するためのフローチャート。
【図１７】図８の動作中のピーク周波数を決定するための第４の手法を説明するためのフローチャート。
【図１８】図１のレーダ信号処理装置において、信号中のノイズ除去の動作を説明するためのフローチャート。
【図１９】次回の線形予測法の次数の第２の決定方法を説明するためのフローチャート。
【図２０】次回の線形予測法の次数の第３の決定方法を説明するためのフローチャート。
【図２１】次回の線形予測法の次数の第４の決定方法を説明するためのフローチャート。
【図２２】次回の線形予測法の次数の第５の決定方法を説明するためのフローチャート。
【符号の説明】
１…センサ
２…ローパスフィルタ
３…Ａ／Ｄ変換器
４…高速フーリエ変換器
５…線形予測手段
６…信頼性判断手段
７…演算手段
１１…自車
１２…トラック
１３…カーブ路側
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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