(57)【要約】【課題】ターゲットまでの距離に応じて角度演算手段を選択し、高精度にターゲットの角度を演算することができるレーダ装置およびレーダ信号処理方法を提供する。【解決手段】送受信兼用のアンテナ７と、ビート信号をディジタル電圧値に変換するＡＤ変換器１２と、その値を記憶するメモリ１３と、ターゲットの距離と相対速度と角度とを演算する信号処理部１４とを備え、信号処理部１４は、ディジタル電圧値を周波数スペクトルに変換する周波数分析手段１６と、周波数スペクトルのピーク周波数とピーク振幅値とを出力する周波数抽出手段１７と、ターゲットの距離と相対速度とを演算する距離速度演算手段１８と、基準距離でターゲットを分類するターゲット分類手段１９と、基準距離以上の場合にターゲットの角度を演算する第１の角度演算手段２０と、基準距離未満の場合にターゲットの角度を演算する第２の角度演算手段２１とを含むものである。【選択図】図３
2007155425.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の異なる角度に指向し、かつアップフェーズとダウンフェーズとからなる周波数変調された送信信号を送信波として周辺に送信するとともに、対象物体であるターゲットからの反射波を受信信号として受信する送受信兼用のアンテナと、
前記送信信号と前記受信信号とから得られるビート信号をディジタル電圧値に変換して出力するＡＤ変換器と、
前記ディジタル電圧値を記憶するメモリと、
前記メモリから読み出した前記ビート信号の前記ディジタル電圧値に基づいて前記ターゲットまでの距離、前記ターゲットとの相対速度、および前記ターゲットの角度を演算する信号処理手段と
を備え、
前記信号処理手段は、
前記ディジタル電圧値を周波数スペクトルに変換して出力する周波数分析手段と、
前記周波数スペクトルの振幅値がピークとなる周波数を検出してピーク周波数およびピーク振幅値を出力する周波数抽出手段と、
前記ピーク周波数に基づいて、前記ターゲットまでの距離および前記ターゲットとの相対速度を演算し、前記ピーク振幅値とともに出力する距離速度演算手段と、
前記ターゲットまでの距離に基づいて、所定の基準距離以上のターゲットと前記基準距離未満のターゲットとを分類し、前記ターゲットまでの距離、前記ターゲットとの相対速度、および前記ピーク振幅値を出力するターゲット分類手段と、
前記ターゲットまでの距離が前記基準距離以上である場合に、前記ターゲットの角度を演算する第１の角度演算手段と、
前記ターゲットまでの距離が前記基準距離未満である場合に、前記ターゲットの角度を演算する第２の角度演算手段と
を含むこと
を特徴とするレーダ装置。
【請求項２】
前記信号処理手段は、前記距離速度演算手段の出力を、前記ターゲット分類手段および前記第１の角度演算手段の何れか一方に切り替える切り替え手段をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項３】
前記第１の角度演算手段は、シーケンシャルロービング方式を用いて前記ターゲットの角度を演算することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のレーダ装置。
【請求項４】
前記第２の角度演算手段は、前記アンテナが指向する隣接した２つの角度の平均値を前記ターゲットの角度とすることを特徴とする請求項１から請求項３までの何れか１項に記載のレーダ装置。
【請求項５】
前記第２の角度演算手段は、前記アンテナが指向する角度を前記ターゲットの角度とすることを特徴とする請求項１から請求項３までの何れか１項に記載のレーダ装置。
【請求項６】
複数の異なる角度に指向し、かつアップフェーズとダウンフェーズとからなる周波数変調された送信信号を送信波として周辺に送信するとともに、対象物体であるターゲットからの反射波を受信信号として受信する送受信兼用のアンテナを用い、前記送信信号と前記受信信号とから得られるビート信号のディジタル電圧値に基づいて前記ターゲットまでの距離、前記ターゲットとの相対速度、および前記ターゲットの角度を演算する信号処理ステップを備えたレーダ信号の処理方法であって、
前記信号処理ステップは、
前記ディジタル電圧値を周波数スペクトルに変換して出力する周波数分析ステップと、
前記周波数スペクトルの振幅値がピークとなる周波数を検出してピーク周波数およびピーク振幅値を出力する周波数抽出ステップと、
前記ピーク周波数に基づいて、前記ターゲットまでの距離および前記ターゲットとの相対速度を演算し、前記ピーク振幅値とともに出力する距離速度演算ステップと、
前記ターゲットまでの距離に基づいて、所定の基準距離以上のターゲットと前記基準距離未満のターゲットとを分類し、前記ターゲットまでの距離、前記ターゲットとの相対速度、および前記ピーク振幅値を出力するターゲット分類ステップと、
前記ターゲットまでの距離が前記基準距離以上である場合に、前記ターゲットの角度を演算する第１の角度演算ステップと、
前記ターゲットまでの距離が前記基準距離未満である場合に、前記ターゲットの角度を演算する第２の角度演算ステップと
を含むこと
を特徴とするレーダ信号処理方法。
【請求項７】
前記信号処理ステップは、前記距離速度演算ステップの出力を、前記ターゲット分類ステップおよび前記第１の角度演算ステップの何れか一方に切り替える切り替えステップをさらに含むことを特徴とする請求項７に記載のレーダ信号処理方法。
【請求項８】
前記第１の角度演算ステップは、シーケンシャルロービング方式を用いて前記ターゲットの角度を演算することを特徴とする請求項６または請求項７に記載のレーダ信号処理方法。
【請求項９】
前記第２の角度演算ステップは、前記アンテナが指向する隣接した２つの角度の平均値を前記ターゲットの角度とすることを特徴とする請求項６から請求項８までの何れか１項に記載のレーダ信号処理方法。
【請求項１０】
前記第２の角度演算ステップは、前記アンテナが指向する角度を前記ターゲットの角度とすることを特徴とする請求項６から請求項８までの何れか１項に記載のレーダ信号処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば車両等の移動体に搭載され、周波数変調された送信信号と受信信号とから得られるビート信号を用いて対象物体であるターゲットを検知するレーダ装置およびレーダ信号処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーダ装置は、例えば車両等の移動体に搭載されて周辺に送信波を送信し、送信波が対象物体であるターゲットにて反射した反射波を受信することによって、ターゲットまでの距離、ターゲットとの相対速度、およびターゲットの角度を演算している。
この種のレーダ装置では、検知するターゲットまでの距離が約数メートルから数百メートルの範囲であることから、周波数変調された送信信号と受信信号とから得られるビート信号を用いてターゲットまでの距離およびターゲットとの相対速度を演算するＦＭＣＷ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ  Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｗａｖｅ）方式が採用されている。
【０００３】
また、レーダ装置は、移動体に対する搭載性を向上させるために小型化が求められており、アンテナは、送信波を送信するとともに反射波を受信する送受信兼用のものが用いられている。
そのため、ターゲットの角度は、送受信兼用のアンテナが指向する複数の異なる角度のうち、隣接した２つの角度から受信する反射波の受信レベルの割合に基づいて、シーケンシャルロービング（Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ  Ｌｏｂｉｎｇ）方式によって演算されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００４】
【非特許文献１】Ｍｅｒｒｉｌｌ  Ｉ．  Ｓｋｏｌｎｉｋ著、“ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮ  ＴＯ  ＲＡＤＡＲ  ＳＹＳＴＥＭＳ”、第２版、ＭｃＧＲＡＷ−ＨＩＬＬ  ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ  ＢＯＯＫ  ＣＯＭＰＡＮＹ、１９８１年、ｐ．８１−８４、ｐ．１５３−１５４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のレーダ装置では、ターゲットまでの距離が遠く、ターゲットが点と見なせる状態において、隣接する２つのアンテナ指向角度におけるそれぞれの反射波の受信レベルから、レベル比（＝レベル差／レベル和）が演算され、ターゲットの角度が一意に求められる。
しかしながら、例えば送信波の有効放射範囲内に２つの反射点がある場合、この２点からの反射波が複素ベクトルとして加算される。そのため、それらの相対位相等によって、ある反射波における受信レベルは、上記レベル比の結果と角度とが一意に対応せず、ターゲットの角度が実際とは異なる値として測定されていた。
また、例えばターゲットまでの距離が近く、複数の反射点がある場合には、上記レベル比が、あらかじめ設定された有効値の範囲から外れてしまい、ターゲットの角度測定が行われず、値が出力されなかった。
すなわち、ターゲットまでの距離が近く、送信波の有効放射範囲に比べてターゲットのサイズが大きい場合には、角度測定誤差が増大する、あるいは角度測定が行われないという問題点があった。
【０００６】
この発明は、上記のような問題点を解決することを課題とするものであって、その目的は、ターゲットまでの距離に応じてターゲットの角度を演算する演算手段を選択し、遠距離から近距離まで高精度にターゲットの角度を演算することができるレーダ装置およびレーダ信号処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係るレーダ装置およびレーダ信号処理方法は、複数の異なる角度に指向し、かつアップフェーズとダウンフェーズとからなる周波数変調された送信信号を送信波として周辺に送信するとともに、対象物体であるターゲットからの反射波を受信信号として受信する送受信兼用のアンテナと、送信信号と受信信号とから得られるビート信号をディジタル電圧値に変換して出力するＡＤ変換器と、ディジタル電圧値を記憶するメモリと、メモリから読み出したビート信号のディジタル電圧値に基づいてターゲットまでの距離、ターゲットとの相対速度、およびターゲットの角度を演算する信号処理手段とを備え、信号処理手段は、ディジタル電圧値を周波数スペクトルに変換して出力する周波数分析手段と、周波数スペクトルの振幅値がピークとなる周波数を検出してピーク周波数およびピーク振幅値を出力する周波数抽出手段と、ピーク周波数に基づいて、ターゲットまでの距離およびターゲットとの相対速度を演算し、ピーク振幅値とともに出力する距離速度演算手段と、ターゲットまでの距離に基づいて、所定の基準距離以上のターゲットと基準距離未満のターゲットとを分類し、ターゲットまでの距離、ターゲットとの相対速度、およびピーク振幅値を出力するターゲット分類手段と、ターゲットまでの距離が基準距離以上である場合に、ターゲットの角度を演算する第１の角度演算手段と、ターゲットまでの距離が基準距離未満である場合に、ターゲットの角度を演算する第２の角度演算手段とを含むものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明のレーダ装置およびレーダ信号処理方法によれば、ターゲット分類手段が、所定の基準距離以上のターゲットと基準距離未満のターゲットとを分類して出力し、ターゲットまでの距離が基準距離以上の場合に第１の角度演算手段がターゲットの角度を演算し、基準距離未満の場合に第２の角度演算手段がターゲットの角度を演算する。
そのため、ターゲットまでの距離に応じてターゲットの角度を演算する演算手段を選択し、遠距離から近距離まで高精度にターゲットの角度を演算することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、この発明の各実施の形態について図に基づいて説明するが、各図において同一、または相当する部材、部位については、同一符号を付して説明する。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係るレーダ装置１を示すブロック図であり、図２は、図１のレーダ装置１の動作によって発生する各種信号の電圧あるいは周波数の変化を示すタイムチャートである。
図１および図２において、レーダ装置１は、主制御部２と、電圧発生回路３と、電圧制御発振器４（ＶＣＯ：Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）（以下「ＶＣＯ４」と略称する）と、分配回路５と、サーキュレータ６と、アンテナ７と、アンテナ駆動部８と、ミキサ９と、アンプ１０と、バンドパスフィルタ１１（ＢＰＦ：Ｂａｎｄ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）（以下「ＢＰＦ１１」と略称する）と、ＡＤ（Ａｎａｌｏｇ  ｔｏ  Ｄｉｇｉｔａｌ）変換器１２と、メモリ１３と、信号処理部１４（信号処理手段）とを備えている。
【００１１】
主制御部２は、電圧発生回路３、アンテナ駆動部８、ＡＤ変換器１２、メモリ１３、および信号処理部１４にタイミング信号等の主制御信号を出力して、動作を制御する。
電圧発生回路３は、主制御部２からの主制御信号により、時間的に三角波状に変化する電圧ａを発生し、ＶＣＯ４に出力する。
この電圧ａは、時間の経過とともに値が増加するアップフェーズと、時間の経過とともに値が減少するダウンフェーズとが交互に繰り返されており、これらの期間の時間幅は、同一となっている。
【００１２】
ＶＣＯ４は、電圧発生回路３から入力された電圧ａに応じて、発振周波数が時間的に変化する周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）信号を発生し、分配回路５に出力する。
ここで、ＦＭＣＷ信号は、出力電圧ｂが時間的に変化し周波数ｃを有している。
分配回路５は、ＶＣＯ４から入力されたＦＭＣＷ信号の一部を送信信号として、通過する信号の進行方向を切り替えるサーキュレータ６を介してアンテナ７に出力し、ＦＭＣＷ信号の残りをローカル信号としてミキサ９に出力する。
アンテナ７は、サーキュレータ６から入力された送信信号を送信波として周辺に送信する。
【００１３】
なお、アンテナ７は、送受信兼用のものである。また、アンテナ駆動部８は、主制御部２からの主制御信号により、電圧発生回路３での電圧の発生と同期して、アンテナ７をあらかじめ設定された角度に指向させる。
【００１４】
このとき、送信波の有効放射範囲内に対象物体であるターゲット等の電波反射物が存在すれば、電波反射物で反射した一部の送信波が、反射波としてアンテナ７に受信され、受信信号ｄとしてサーキュレータ６に出力される。
サーキュレータ６は、受信信号ｄの進行方向を切り替えて、受信信号ｄをミキサ９に出力する。
ミキサ９は、分配回路５から入力されたローカル信号と、サーキュレータ６から入力された受信信号ｄとをミキシングしてビート信号を生成し、アンプ１０に出力する。
ここで、ビート信号は、出力電圧ｆが時間的に変化し周波数ｅを有している。
アンプ１０は、ビート信号を増幅してＢＰＦ１１に出力し、ＢＰＦ１１は、アンプ１０から入力されたビート信号の不要な周波数成分を除去してＡＤ変換器１２に出力する。
【００１５】
ＡＤ変換器１２は、主制御部２からの主制御信号により、電圧ａのアップフェーズおよびダウンフェーズの両観測期間に同期してビート信号を入力し、ディジタル電圧値としてメモリ１３に出力する。
メモリ１３は、主制御部２からの主制御信号により、電圧ａのアップフェーズおよびダウンフェーズの両観測期間に同期して書き込み状態となり、ＡＤ変換器１２から入力されたビート信号のディジタル電圧値を記憶する。
また、メモリ１３は、主制御部２からの主制御信号により、アップフェーズおよびダウンフェーズの両観測期間が終了すると、記憶したディジタル電圧値を読み出し可能状態とする。
【００１６】
信号処理部１４は、主制御部２からの主制御信号により、電圧ａのアップフェーズとダウンフェーズの両観測期間が終了した時点で、アップフェーズにおけるビート信号のディジタル電圧値と、ダウンフェーズにおけるビート信号のディジタル電圧値をメモリ１３から読み込み、ターゲットまでの距離、ターゲットとの相対速度、およびターゲットの角度を演算し、演算結果を移動体の運動制御装置や表示装置等の外部装置（図示せず）に出力する。
【００１７】
図３は、図１の信号処理部１４を詳細に示すブロック図である。
信号処理部１４は、信号処理制御部１５と、周波数分析手段１６と、周波数抽出手段１７と、距離速度演算手段１８と、ターゲット分類手段１９と、第１の角度演算手段２０と、第２の角度演算手段２１と、ターゲット作成手段２２とを有している。
【００１８】
また、信号処理部１４は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、あるいはＣＰＵおよびＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）で構成されている。
【００１９】
信号処理制御部１５は、周波数分析手段１６、周波数抽出手段１７、距離速度演算手段１８、ターゲット分類手段１９、第１の角度演算手段２０、第２の角度演算手段２１、およびターゲット作成手段２２にタイミング信号等の制御信号を出力して、動作を制御する。
なお、信号処理制御部１５は、内部にレジスタ（後述する）を有している。
周波数分析手段１６は、信号処理制御部１５からの制御信号により、ビート信号のディジタル電圧値を周波数スペクトルに変換して周波数抽出手段１７に出力する。
周波数抽出手段１７は、信号処理制御部１５からの制御信号により、周波数分析手段１６から入力された周波数スペクトルの振幅値がピークとなる周波数を検出し、ピーク周波数およびピーク振幅値を距離速度演算手段１８に出力する。
【００２０】
距離速度演算手段１８は、信号処理制御部１５からの制御信号により、周波数抽出手段１７から入力されたピーク周波数からターゲットまでの距離およびターゲットとの相対速度を演算し、演算結果をピーク振幅値とともにターゲット分類手段１９に出力する。
ターゲット分類手段１９は、信号処理制御部１５からの制御信号により、ターゲットまでの距離に基づいて、所定の基準距離以上のターゲットと基準距離未満のターゲットとを分類し、ターゲットまでの距離、ターゲットとの相対速度、およびピーク振幅値を出力する。
【００２１】
第１の角度演算手段２０は、信号処理制御部１５からの制御信号により、ターゲットまでの距離が基準距離以上である場合に、ターゲットの角度を演算する。
第２の角度演算手段２１は、信号処理制御部１５からの制御信号により、ターゲットまでの距離が基準距離未満である場合に、ターゲットの角度を演算する。
ターゲット作成手段２２は、上記の演算結果からターゲットまでの距離、ターゲットとの相対速度、およびターゲットの角度を演算し、外部装置に出力する。
【００２２】
以下、図４のフローチャートを参照しながら、レーダ装置１の動作について説明する。
まず、信号処理制御部１５は、アンテナ７の指向角度を設定している主制御部２からの主制御信号により、アンテナ指向角度番号ｎを、実際のアンテナ７の指向角度に対応付けて、信号処理制御部１５内部のレジスタに設定する（ステップＳ３１）。
例えば、アンテナ７の指向角度がθ（１）の場合はｎ＝１、θ（２）の場合はｎ＝２、θ（Ｎ）の場合はｎ＝Ｎとする。
【００２３】
続いて、メモリ１３は、主制御部２からの主制御信号により、アンテナ７の指向角度がθ（ｎ）の場合におけるビート信号のディジタル電圧値を記憶する（ステップＳ３２）。
ここで、ビート信号の電圧値は、上述したように主制御部２からの主制御信号によって電圧発生回路３から発生した電圧が、ＶＣＯ４、分配回路５、サーキュレータ６、アンテナ７、アンテナ駆動部８、ミキサ９の動作によってビート信号となり、アンプ１０で増幅された後にＢＰＦ１１で不要な周波数成分が除去され、ＡＤ変換器１２でディジタル値に変換された値である。
【００２４】
次に、周波数分析手段１６は、信号処理制御部１５からの制御信号により、メモリ１３からビート信号のディジタル電圧値を読み出して、例えば高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）処理を行い、アップフェーズにおけるビート信号の周波数スペクトルと、ダウンフェーズにおけるビート信号の周波数スペクトルとを周波数抽出手段１７に出力する（ステップＳ３３）。
【００２５】
続いて、周波数抽出手段１７は、信号処理制御部１５からの制御信号により、周波数分析手段１６から入力された周波数スペクトルの振幅値が、例えばあらかじめ任意に設定されるしきい値よりも大きくなる箇所を極大ピークとして検出する。
また、周波数抽出手段１７は、この極大ピーク箇所の周波数をターゲットに対応する可能性のあるピーク周波数として抽出し、この極大ピークの振幅値（ピーク振幅値）とともに距離速度演算手段１８に出力する（ステップＳ３４）。
【００２６】
すなわち、周波数抽出手段１７は、ターゲットに対応する可能性があるアップフェーズのピーク周波数Ｕ（ｂ）（ｂ＝１〜Ｂ）およびそのピーク振幅値Ａｕ（ｂ）（ｂ＝１〜Ｂ）と、ターゲットに対応する可能性があるダウンフェーズのピーク周波数Ｄ（ｃ）（ｃ＝１〜Ｃ）とを距離速度演算手段１８に出力する。
【００２７】
距離速度演算手段１８は、信号処理制御部１５からの制御信号により、周波数抽出手段１７から入力されたピーク周波数Ｕ（ｂ）とＤ（ｃ）とを上述したＦＭＣＷ方式を用いて組み合わせ、ｋ番目のターゲット候補として、距離Ｒ（ｋ［θ（ｎ）］）と相対速度Ｖ（ｋ［θ（ｎ）］）とを演算する（ステップＳ３５）。
また、距離速度演算手段１８は、演算結果である距離Ｒ（ｋ［θ（ｎ）］）および相対速度Ｖ（ｋ［θ（ｎ）］）をターゲット分類手段１９に出力するとともに、上記のアップフェーズのピーク振幅値Ａｕ（ｂ）をｋ番目のターゲット候補のアップフェーズのピーク振幅値Ａｕ（ｋ［θ（ｎ）］）としてターゲット分類手段１９に出力する。
【００２８】
次に、信号処理制御部１５は、ｎがＮよりも小さいか否かを判定し（ステップＳ３６）、ｎ＜Ｎ（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、アンテナ７が全ての角度を指向し終えていないとして、ステップＳ３１に戻り、再度ターゲット候補を検出する。
【００２９】
一方、ステップＳ３６において、ｎ≧Ｎ（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、続いて、ターゲット分類手段１９は、信号処理制御部１５からの制御信号により、次式（１）を満たす距離Ｒ（ｓ［θ（ｎ）］）であるか否かを判定する（ステップＳ３７）。
【００３０】
Ｒ（ｓ［θ（ｎ）］）＜Ｒｚ・・・（１）
【００３１】
ただし、式（１）において、Ｒｚは、任意に設定される近距離と見なす距離を示している。
なお、ステップＳ３７において、ターゲット分類手段１９は、アンテナ７の全ての指向角度θ（ｎ）（ｎ＝１〜Ｎ）について、距離速度演算手段１８から入力された全てのデータセットに対して、式（１）を適用する。
ここで、データセットは、距離Ｒ（ｋ［θ（ｎ）］）と、相対速度Ｖ（ｋ［θ（ｎ）］）と、アップフェーズのピーク振幅値Ａｕ（ｋ［θ（ｎ）］）とを含んでいる。
【００３２】
ステップＳ３７において、式（１）を満たす距離Ｒ（ｓ［θ（ｎ）］）を含むデータセットでない（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、ターゲット分類手段１９は、このデータセットを第１の角度演算手段２０に出力する。
一方、ステップＳ３７において、式（１）を満たす距離Ｒ（ｓ［θ（ｎ）］）を含むデータセットである（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、ターゲット分類手段１９は、このデータセットを第２の角度演算手段２１に出力する。
【００３３】
続いて、第１の角度演算手段２０は、信号処理制御部１５からの制御信号により、次式（２）および次式（３）の双方を満たすデータセットのピーク振幅値Ａｕ（ｐ［θ（ｎ）］）とピーク振幅値Ａｕ（ｑ［θ（ｎ＋１）］）とから、上述したシーケンシャルロービング方式により、角度Φｐｑを演算する（ステップＳ３８）。
【００３４】
｜Ｒ（ｐ［θ（ｎ）］）−Ｒ（ｑ［θ（ｎ＋１）］）｜＜εｒ  （ｎ＝１〜Ｎ−１）・・・（２）
｜Ｖ（ｐ［θ（ｎ）］）−Ｖ（ｑ［θ（ｎ＋１）］）｜＜εｖ  （ｎ＝１〜Ｎ−１）・・・（３）
【００３５】
ただし、εｒは、距離許容誤差であり、εｖは、相対速度許容誤差である。εｒおよびεｖは、例えば、レーダ装置１のＶＣＯ４等のハードウェアに起因する特性ばらつきから求められる誤差である。
なお、ステップＳ３８において、第１の角度演算手段２０は、アンテナ７の全ての指向角度θ（ｎ）（ｎ＝１〜Ｎ）について、ターゲット分類手段１９から入力された全てのデータセットに対して式（２）および式（３）を適用し、距離Ｒ（ｐ［θ（ｎ）］）および距離Ｒ（ｑ［θ（ｎ＋１）］）と、相対速度Ｖ（ｐ［θ（ｎ）］）および相対速度Ｖ（ｑ［θ（ｎ＋１）］）との組合せを検出する。
【００３６】
また、第１の角度演算手段２０は、距離Ｒ（ｐ［θ（ｎ）］）、距離Ｒ（ｑ［θ（ｎ＋１）］）、相対速度Ｖ（ｐ［θ（ｎ）］）、相対速度Ｖ（ｑ［θ（ｎ＋１）］）、および角度Φｐｑを一組のデータセットとしてターゲット作成手段２２に出力する。
【００３７】
また、第２の角度演算手段２１は、信号処理制御部１５からの制御信号により、式（２）および式（３）の双方を満たすデータセットのアンテナ７の指向角度θ（ｎ）とθ（ｎ＋１）とから、次式（４）を用いて、アンテナ７が指向する隣接した２つの角度の平均値をターゲットの角度Φｐｑとして演算する（ステップＳ３９）。
【００３８】
Φｐｑ＝｛θ（ｎ）＋θ（ｎ＋１）｝／２・・・（４）
【００３９】
なお、ステップＳ３９において、第２の角度演算手段２１は、アンテナ７の全ての指向角度θ（ｎ）（ｎ＝１〜Ｎ）について、ターゲット分類手段１９から入力された全てのデータセットに対して式（２）および式（３）を適用し、距離Ｒ（ｐ［θ（ｎ）］）および距離Ｒ（ｑ［θ（ｎ＋１）］）と、相対速度Ｖ（ｐ［θ（ｎ）］）および相対速度Ｖ（ｑ［θ（ｎ＋１）］）との組合せを検出する。
【００４０】
また、第２の角度演算手段２１は、距離Ｒ（ｐ［θ（ｎ）］）、距離Ｒ（ｑ［θ（ｎ＋１）］）、相対速度Ｖ（ｐ［θ（ｎ）］）、相対速度Ｖ（ｑ［θ（ｎ＋１）］）、および角度Φｐｑを一組のデータセットとしてターゲット作成手段２２に出力する。
【００４１】
続いて、ターゲット作成手段２２は、信号処理制御部１５からの制御信号により、次式（５）〜次式（７）を用いてターゲットまでの距離Ｒｏｕｔ、ターゲットとの相対速度Ｖｏｕｔ、およびターゲットの角度Φｏｕｔを演算し、外部装置に出力する（ステップＳ４０）。
【００４２】
Ｒｏｕｔ＝｛Ｒ（ｐ［θ（ｎ）］）＋Ｒ（ｑ［θ（ｎ＋１）］）｝／２・・・（５）
Ｖｏｕｔ＝｛Ｖ（ｐ［θ（ｎ）］）＋Ｖ（ｑ［θ（ｎ＋１）］）｝／２・・・（６）
Φｏｕｔ＝Φｐｑ・・・（７）
【００４３】
なお、ステップＳ４０において、ターゲット作成手段２２は、第１の角度演算手段２０および第２の角度演算手段２１から入力された全てのデータセットに対して式（５）〜式（７）を適用する。
【００４４】
続いて、信号処理制御部１５は、レーダ装置１の動作が終了したか否かを判定し（ステップＳ４１）、車両のエンジンの停止や異常の発生等で動作が終了した（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、図４の処理を終了する。
一方、ステップＳ４１において、動作が終了していない（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、ステップＳ３１に戻って再度ターゲット候補を検出する。
【００４５】
この発明の実施の形態１に係るレーダ装置１およびレーダ信号処理方法によれば、ターゲット分類手段１９が、所定の基準距離以上のターゲットと基準距離未満のターゲットとを分類して出力し、ターゲットまでの距離が基準距離以上の場合に第１の角度演算手段２０がターゲットの角度を演算し、基準距離未満の場合に第２の角度演算手段２１がターゲットの角度を演算する。
そのため、ターゲットまでの距離に応じてターゲットの角度を演算する演算手段を選択し、遠距離から近距離まで高精度にターゲットの角度を演算することができる。
【００４６】
また、第１の角度演算手段２０は、シーケンシャルロービング方式によりターゲットの角度Φｐｑを演算し、第２の角度演算手段２１は、アンテナ７が指向する隣接した２つの角度の平均値をターゲットの角度Φｐｑとして演算する。
そのため、遠距離のターゲットおよび近距離のターゲットに対して、それぞれ安定してターゲットの角度を演算することができる。
【００４７】
実施の形態２．
図５は、この発明の実施の形態２に係るレーダ装置１Ａを示すブロック図であり、図６は、図５の信号処理部１４Ａを詳細に示すブロック図である。
図５および図６において、信号処理部１４Ａは、スイッチ（切り替え手段）２３を有している。
スイッチ２３は、距離速度演算手段１８の出力を、ターゲット分類手段１９および第１の角度演算手段２０の何れか一方に切り替える。例えば、スイッチ２３が「１」の場合は、ターゲット分類手段１９に出力され、スイッチ２３が「０」の場合は、第１の角度演算手段２０に出力される。
その他の構成については、実施の形態１と同様であり、その説明は省略する。
【００４８】
以下、図７のフローチャートを参照しながら、レーダ装置１Ａの詳細な動作について説明する。
なお、実施の形態１と同様の動作については、説明を省略する。
まず、信号処理制御部１５は、近距離ターゲットフラグＳＲＴＦを初期化して、信号処理制御部１５内部のレジスタに近距離ターゲットが存在しない状態を設定する（ステップＳ５１）。
例えば、近距離にターゲットが存在しない場合はＳＲＴＦ＝０、存在する場合はＳＲＴＦ＝１とする。
【００４９】
続いて、ステップＳ３６でｎ＜Ｎ（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、信号処理制御部１５は、近距離ターゲットフラグＳＲＴＦの値が０であるか否かを判定する（ステップＳ５２）。
【００５０】
ステップＳ５２で、ＳＲＴＦ＝０（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、信号処理制御部１５は、スイッチ２３を「０」側に切り替えて、ステップＳ３８に移行する。
一方、ステップＳ５２で、ＳＲＴＦ＝１（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、信号処理制御部１５は、スイッチ２３を「１」側に切り替えて、ステップＳ３７に移行する。
【００５１】
次に、ステップＳ４０でターゲットまでの距離、ターゲットとの相対速度、ターゲットの角度を演算した後、信号処理制御部１５は、ターゲット作成手段２２から出力された全ての距離Ｒｏｕｔを参照し、次式（８）を満たすターゲットが存在するか否かを判定する（ステップＳ５３）。
【００５２】
Ｒｏｕｔ＜Ｒｚ・・・（８）
【００５３】
ステップＳ５３において、式（８）を満たすターゲットが存在する（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、近距離ターゲットフラグＳＲＴＦを１に設定して（ステップＳ５４）、ステップＳ４１に移行する。
一方、ステップＳ５３において、式（８）を満たすターゲットが存在しない（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、近距離ターゲットフラグＳＲＴＦを０に設定して（ステップＳ５５）、ステップＳ４１に移行する。
【００５４】
この発明の実施の形態２に係るレーダ装置１Ａによれば、信号処理部１４Ａ内部にスイッチ２３を設け、近距離のターゲットが存在する場合にのみターゲット分類手段１９でターゲットの分類が行われる。
そのため、近距離のターゲットが存在しない場合には分類処理を行わず、信号処理量を低減し、高速な処理動作をすることができる。
【００５５】
なお、上記実施の形態１および２において、第２の角度演算手段２１は、アンテナ７が指向する隣接した２つの角度の平均値をターゲットの角度Φｐｑとして演算すると説明したが、もちろんこれに限定されるものではない。
第２の角度演算手段２１は、上記の式（２）および式（３）の条件を満たす距離Ｒ（ｐ［θ（ｎ）］）および距離Ｒ（ｑ［θ（ｎ＋１）］）と、相対速度Ｖ（ｐ［θ（ｎ）］）および相対速度Ｖ（ｑ［θ（ｎ＋１）］）の組合せを検出し、次式（９）および次式（１０）に基づいて、アンテナ７が指向する角度をターゲットの角度Φｐｑとしてもよい。
【００５６】
Φｐ＝θ（ｎ）・・・（９）
Φｑ＝θ（ｎ＋１）・・・（１０）
【００５７】
また、このときの距離Ｒ（ｐ［θ（ｎ）］）、距離Ｒ（ｑ［θ（ｎ＋１）］）、相対速度Ｖ（ｐ［θ（ｎ）］）、相対速度Ｖ（ｑ［θ（ｎ＋１）］）、およびΦｐと、距離Ｒ（ｐ［θ（ｎ）］）、距離Ｒ（ｑ［θ（ｎ＋１）］）、相対速度Ｖ（ｐ［θ（ｎ）］）、相対速度Ｖ（ｑ［θ（ｎ＋１）］）、およびΦｑの二組のデータセットをターゲット作成手段２２に出力してもよい。
この場合も、上記実施の形態１および２と同様の効果を奏することができる。
【００５８】
また、複数のＲｏｕｔ、Ｖｏｕｔ、Φｏｕｔに対して、ほぼ同じ距離、相対速度、角度にある複数のターゲットを一つのものとして取り扱うグルーピング処理を適用してもよいし、時系列的に得られる複数のＲｏｕｔ、Ｖｏｕｔ、Φｏｕｔを用いて、ある時点でのターゲットの状態から次のターゲットの状態を推定する追尾処理を適用してもよい。
これらの場合、信号処理部１４での信号処理量を低減することができるので、より高速に処理動作を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】この発明の実施の形態１に係るレーダ装置を示すブロック図である。
【図２】図１のレーダ装置の動作によって発生する各種信号の電圧あるいは周波数の変化を示すタイムチャートである。
【図３】図１の信号処理部を詳細に示すブロック図である。
【図４】図１のレーダ装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】この発明の実施の形態２に係るレーダ装置を示すブロック図である。
【図６】図５の信号処理部を詳細に示すブロック図である。
【図７】図５のレーダ装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６０】
１、１Ａ  レーダ装置、７  アンテナ、１２  ＡＤ変換器、１３  メモリ、１４、１４Ａ  信号処理部（信号処理手段）、１６  周波数分析手段、１７  周波数抽出手段、１８  距離速度演算手段、１９  ターゲット分類手段、２０  第１の角度演算手段、２１  第２の角度演算手段、２３  スイッチ（切り替え手段）。
【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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