(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
前回までに得られている物標データと今回得られた物標データとが同一の物標によるものであるとの連続性判定を行なう手段と、
連続性判定の結果、同一の物標によるものと判定された物標データについてフィルタ演算を行なう手段とを具備し、
該フィルタ演算手段は、今回の物標データが今回得られた実測値から算出されたものであり、かつ、前回の物標データが実測値ではなく外挿により算出されたものであるとき、物標データに含まれる物標の相対速度についてフィルタ演算を行なわないことを特徴とするレーダのデータ処理装置。
【請求項２】
前回までに得られている物標データと今回得られた物標データとが同一の物標によるものであるとの連続性判定を行なうステップと、
連続性判定の結果、同一の物標によるものと判定された物標データについてフィルタ演算を行なうステップとを具備し、
該フィルタ演算ステップは、今回の物標データが今回得られた実測値から算出されたものであり、かつ前回の物標データが実測値ではなく外挿により算出されたものであるとき、物標データに含まれる物標の相対速度についてフィルタ演算を行なわないことを特徴とするレーダのデータ処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーダ、特にミリ波レーダのデータ処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ミリ波レーダ（ＦＭ−ＣＷレーダ）では、上昇と下降を交互に繰り返す３角波でＦＭ変調された連続波のビームを前方に放射し、物標からの反射信号を送信信号の一部と混合してビート信号を生成し、その周波数スペクトル上のピークについて、周波数変調の上昇時におけるピークと下降時におけるピークとの間で対応付け（以下ペアリングと称す）を行ない、ペアリングされたピーク対の周波数の和と差から各物標の距離と相対速度を算出する。さらに、ビームの角度を物理的または電子的に走査することにより、各物標が存在する方向を知ることができる。
【０００３】
上記のペアリング処理においては、周波数変調の上昇時のビート信号（アップビート）中のピーク（アップピーク）と下降時のビート信号（ダウンビート）中のピーク（ダウンピーク）との間で、例えば、角度と強度が近接しているものが同一物標に基づくピークとして対応付けられる。
【０００４】
また、過去のデータと照合して同一の物標からのものであることを判定する連続性判定も行なわれ、同一の物標からのものであることが判定された距離と相対速度のデータについて、例えば以下の式によりフィルタ演算が行なわれる。
【０００５】
［相対速度］＝（［前回値］×３＋［今回値］）／４
［距離］＝（［前回値］＋［今回値］）／２
上記のペアリング処理には、過去のデータから予測される位置・速度で物標が存在するものとして予測される周波数の範囲に存在するピークを優先的に対応付ける過去対応ペアリングと、過去対応ペアリングが終わった後に残ったピークについてペアリングする新規ペアリングとがある。過去対応ペアリングにおいて、予測範囲に一方または双方のピークが一時的に観測されなくても、一定期間内は予測位置に物標が存在するものとして外挿が行なわれる。なお、物標が相対的に接近するときに周波数が低いアップピークが消失することが多いので、このときの外挿を特にダウンビート外挿と呼ぶ。
【０００６】
物標データの予測値は例えば前回の相対速度が今回も続くものとして次式により計算される。
【０００７】
［距離］＝［前回距離］＋［前回相対速度］×［時間］
［相対速度］＝［前回相対速度］
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
図１は、前方を走行する物標が接近した後に車間距離一定で走行するようになるまでのダウンピーク１０とアップピーク１２の周波数の時間変化を示す。両者の周波数の和が物標との距離に対応し、差が相対速度に対応する。
【０００９】
図２に示すように、時刻ｔ1 においてアップピークの周波数が低下したために検出できなくなりダウンビート外挿が始まったとする。距離は両周波数の和であるから、スケールを適切にとれば両周波数の間に参照番号１４を付した一点鎖線で表わすことができる。前述したように、ダウンビート外挿時には相対速度一定として物標の推定位置が計算されるから、フィルタ演算が行なわれたとしても距離の推定値（１４）はほぼ直線的に減少し、ダウンピークの推定周波数１６およびアップピークの推定周波数１８もほぼ同様な傾きでほぼ直線的に減少する。したがって実際の相対速度が減少して周波数差が減少し、ダウンピークの周波数の減少が頭打ちになると推定値との差が広がり、遂には時刻ｔ2 においてダウンピークも予測範囲外となって新規ペアリングとなる。時刻ｔ3 ではアップピークが検出されても依然として予測範囲外であるため再度ダウンビート外挿が始まる。その後、時刻ｔ4 においてダウンピークが予測範囲外となって新規ペアリングとなるが、時刻ｔ5 においてアップピークが予測範囲外となって、再度ダウンビート外挿が始まる。
【００１０】
このように、外挿処理中に実際の相対速度に一定以上の変動があると出力値が実際の値を反映するようになるまでに時間がかかるという問題があった。
【００１１】
したがって本発明の目的は、外挿処理中に実際の相対速度が変動しても迅速に復帰することのできる、レーダのデータ処理装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明のレーダのデータ処理装置は、前回までに得られている物標データと今回得られた物標データとが同一の物標によるものであるとの連続性判定を行なう手段と、連続性判定の結果、同一の物標によるものと判定された物標データについてフィルタ演算を行なう手段とを具備し、該フィルタ演算手段は、今回の物標データが今回得られた実測値から算出されたものであり、かつ、前回の物標データが実測値ではなく外挿により算出されたものであるとき、物標データに含まれる物標の相対速度についてフィルタ演算を行なわないことを特徴とするものである。
【００１３】
復帰に時間がかかるのは、図２の例でみられるように外挿処理の後に新規ペアリングが行なわれても相対速度のフィルタ演算のために推定値が実際の値へあまり近づかないためである。そこで、今回が新規ペアリングで前回が外挿処理であったとき、相対速度のフィルタ演算を行なわないことにより、迅速に復帰することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図３は本発明が適用されるミリ波レーダ装置の一例の構成を示す。図３において、送信機制御回路２０からは上昇と下降を交互に繰り返す３角波が出力される。ＲＦユニット２２において、この３角波により周波数変調されたミリ波が生成され、アンテナ２４から放射される。物標による反射波をアンテナ２４において受信し、ＲＦユニット２２において送信信号の一部と混合することにより送信信号と反射信号の差の周波数を有するビート信号が生成される。生成されたビート信号は受信回路２６においてベースバンドに変換された後、ＤＳＰ２８へ入力される。ＤＳＰ２８においては、３角波の上昇区間（アップビート）および下降区間（ダウンビート）のそれぞれの区間についてＦＦＴ演算を施すことにより時間ドメインから周波数ドメインへの変換が行なわれる。ＤＳＰ２８ではさらに、上昇区間の周波数スペクトル中のピーク（アップピーク）および下降区間のピーク（ダウンピーク）がそれぞれ抽出されてマイクロコンピュータ２０へ送られる。一方、駆動回路３２はモータ３４を駆動してアンテナ２４の方向を走査し、その時の角度データがマイクロコンピュータ３０へ入力される。マイクロコンピュータ３０においては、各ピークの強度、それが得られたときのアンテナの角度、および前回のデータとの連続性に基いて、アップピークの各々とダウンピークの各々との間の１対１の対応付け（ペアリング処理）が行なわれる。ペアリング処理された２つのピークの周波数の和から各物標との距離が算出され、２つのピークの周波数の差から各物標との相対速度が算出され出力される。
【００１５】
図４はマイクロコンピュータ３０における、ピークデータの入力からデータ出力までの処理の一例の概略のフローチャートである。
【００１６】
図４において、まずＤＳＰ２８からピークデータを入力する（ステップ１０００）。前回データから今回の物標データ（距離、相対速度）の予測値と、ピーク周波数の予測値を算出し（ステップ１００２、詳細は前述）、それに基いて過去対応ペアリングを試み（ステップ１００４、詳細は前述）。次に、残ったピークについて新規ペアリングを試みる（ステップ１００６、詳細は前述）。ペアリングされたピークの周波数から距離と相対速度を算出し、前回データとの連続性を判定する（ステップ１００８、詳細は前述）。前回データからの予測範囲にデータがないときは、一定期間外挿により算出したものを物標データとする。
【００１７】
そして、今回は外挿でなく（ステップ１０１０）、前回は外挿により物標データを算出したときは（ステップ１０１２）、相対速度についてはフィルタリング演算することなく今回値を今回の最終的な相対速度の値とする（ステップ１０１４）、それ以外の場合は相対速度についてもフィルタリング演算を行なう（ステップ１０１６）。
【００１８】
図５は図１と図２に説明した状況における動作を説明する図である。時刻ｔ2 までは図２と同じであるが、ｔ2 において新規ペアリングが行なわれるとき、相対速度についてはフィルタリング演算を行なわないのでピーク周波数の予測値は実際の値により近づく。時刻ｔ3 においてダウンビート外挿が再開されるとしても、予測値が実測値により近づいているので時刻ｔ4 の新規ペアリング以降からアップピーク、ダウンピーク共に予測範囲内となり、過去対応ペアリングが可能になり、予測値は実測値に収束する。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、前方を走行している車が接近してその後一定車間距離で走行する場合のように、外挿処理中に実際の相対速度が一定以上変動する場合でも迅速に追従可能なレーダのデータ処理装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】前方の物標が接近した後一定車間距離で走行するときのピーク周波数の推移を示す図である。
【図２】従来技術の問題点を説明する図である。
【図３】本発明が適用されるミリ波レーダの構成の一例を示すブロック図である。
【図４】マイクロコンピュータ３０の処理を示すフローチャートである。
【図５】本発明の一実施例に係るデータ処理の処理結果を示す図である。
【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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