(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電波を放射し、測定対象物からの反射波を受信し、測定対象物を検出する距離計測装置において、
第１の周波数の信号を所定の時間以上連続送信し、第１の周波数から所定の周波数差を持つ第２の周波数の信号を所定の時間以上連続送信し、第１の周波数から上記所定の周波数差の２以上の整数倍の周波数差を持つ信号を、１以上の整数であるＮ個の周波数の信号にわたり送信する送信手段（１０、１８）と、
上記第１の周波数信号、第２の周波数信号、Ｎ個の周波数信号のそれぞれの送信周波数における上記測定対象物からの反射波のドップラー周波数を計測する受信手段（１１、１２、１３、１４、１５）と、
複数の測定対象物のそれぞれを分離して検出する検出処理手段（１６）と、
を備えることを特徴とする距離計測装置。
【請求項２】
請求項１記載の距離計測装置において、上記Ｎは１であることを特徴とする距離計測装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の距離計測装置において、
上記検出処理手段（１６）は、受信信号のドップラー周波数毎に測定対象物を分離検出する第１の分離検出機能と、受信されたドップラー周波数の位相情報と振幅情報を計測し、これらの位相情報と振幅情報から、ほぼ同一のドップラー周波数を持つ複数の測定対象物を分離検出する第２の分離検出機能とを有することを特徴とする距離計測装置。
【請求項４】
請求項１、２又は３記載の距離計測装置において、
上記送信手段（１０、１８）は、１個の発信器（１８）を有し、この１個の発振器（１８）により、複数の周波数を周期的に切り換えながら送信することを特徴とする距離計測装置。
【請求項５】
電波を放射し、測定対象物からの反射波を受信し、測定対象物を検出する距離計測装置において、
第１の周波数の信号を所定の時間以上連続送信し、第１の周波数から所定の周波数差を持つ第２の周波数の信号を所定の時間以上連続送信し、第１の周波数から上記所定の周波数差の２以上の整数倍の周波数差を持つ信号を、１以上の整数であるＮ個の周波数信号にわたり送信する手段であって、上記第１の周波数の信号と第２の周波数の信号とを時間的に交互に切り換えて送信する第１の時間領域と、第１の周波数信号から第（Ｎ＋２）の周波数信号をそれぞれ時間的に切り換えて送信する第２の時間領域とを有する送信手段（１０、１８）と、
上記第１の周波数、第２の周波数、Ｎ個の周波数のそれぞれの送信周波数における、上記測定対象物からの反射波のドップラー周波数を計測する受信手段（１１、１２、１３、１４、１５）と、
複数の測定対象物のそれぞれを分離して検出する検出処理手段（１６）と、
を備えることを特徴とする距離計測装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、電波を放射して、測定対象物からの反射波を受信し、対象物を検出し、その対象物までの距離や相対速度を検出する距離計測装置に関する。
背景技術
距離計測装置の例としては自動車用の距離計測装置がある。この自動車用の距離計測装置では、電波を放射して車や障害物などのターゲットからの反射波を受信し、電波の伝播時間や反射波の強弱、周波数のドップラーシフトなどを検出し、その結果からターゲットまでの距離や相対速度を計測している。
ターゲットまでの距離や相対速度の計測にはいくつかの方式があり、例えば、電子情報通信学会誌１９９６年１０月号ｐｐ９７７−９８１の「自動車用ミリ波レーダの開発動向」に各種方式が記載されている。
また、レーダの方式として、２つの周波数を切換える２周波ＣＷ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｗａｖｅ）方式や、送信周波数に三角変調を施すＦＭＣＷ方式（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ  Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｗａｖｅ）方式や、パルス波を送信してパルス波の往復時間から距離を計測するパルス方式などが知られている。
また、ＦＭＣＷ方式レーダ装置における複数ターゲットを分離検出する方法について、特開平１１−１３３１４３号公報や特開平９−１５２４７７号公報などに記載がある。
また、研究では、送信周波数をステップ状に切り替えながら、各送信周波数における反射信号を受信し、これらの信号にフーリエ逆変換を施して時間軸情報として、距離を計測する方式についても、例えば電子情報通信学会論文誌Ａ  Ｖｏｌ．Ｊ８１−Ａ，Ｎｏ４，ｐｐ．４９０−４９５「ステップドＦＭ符号レーダの測距処理について」（１９９８／４）にあるような研究がなされている。
一方、ドップラーシフトを利用してターゲットの相対速度を計測し、２つの周波数を切り替えることでそれぞれの周波数における受信信号の位相情報から、ターゲットまでの距離を計測する２周波ＣＷ方式について、その原理を図１１を使いて説明する。
１つの発信器を用いる２周波ＣＷ方式の場合、図１１の（Ａ）に示すように、２つの周波数Ｆ１（ｆ１）、Ｆ２（ｆ２）を時間的に交互に切換えながら送信する。従来技術においては、周波数Ｆ１とＦ２とを時間的に切換える周期が１００ＫＨｚ程度であり、２つの周波数Ｆ１とＦ２との差分Δｆは３００ＫＨｚ程度である。
次に、受信側では、それぞれの送信周波数Ｆ１、Ｆ２における受信信号を高速フーリエ変換処理し、受信されたビート信号の周波数スペクトラムを得る。計測した受信周波数スペクトラムの例を図１１の（Ｂ）に示す。ターゲットが存在する場合、図１１の（Ｂ）に示すように、周波数スペクトラム上で、ターゲットの持つ相対速度に相当する周波数（ドップラー周波数）の領域にターゲットの信号が表れる。
２周波ＣＷ方式では、２つの送信周波数Ｆ１、Ｆ２のそれぞれについてターゲットの情報を得ることができる。２周波ＣＷ方式のようなドップラー周波数を利用するレーダ方式では、このようにして得られた周波数スペクトルの情報から、相対速度の異なる複数ターゲットを分離検出可能である。
そして、分離検出した各ターゲットについて、それらの相対速度をドップラー周波数から計算する。２周波ＣＷ方式での２つの受信信号の周波数スペクトルの情報を、位相と振幅のベクトル表示をすると図１１（Ｃ）に示すように表わされる。これら２つのパワースペクトラムＦ１、Ｆ２の位相角の差θが、ターゲットまでの距離に比例する。
パワースペクトルＦ１、Ｆ２をそれぞれ、複素数のＳｉｇｎａｌ（１）、Ｓｉｇｎａｌ（２）で表すと、送信周波数Ｆ１とＦ２との差分Δｆが既知であることから、距離（Ｒａｎｇｅ）と、２つの周波数の位相差θとの関係は以下の１（式）で表わされる。
Range=(c・｜θ｜)/(4π・Δf)  −−−（１）
ただし、Δf＝Ｆ２−Ｆ１
θ＝arg(Signal(1))−arg(Signal(2))、cは光速である。
以上により、２周波ＣＷ方式では、ターゲットとの相対速度はドップラー周波数から計算することができ、ターゲットまでの距離は位相角情報から計算することができる。
発明の開示
しかしながら、２周波ＣＷ方式に代表されるドップラーシフトを利用する距離計測装置では、相対速度でターゲットを分離検出しているため、同一の相対速度を持つ複数ターゲットの分離検出が困難であった。
このため、例えば、２つの障害物が実際に存在していても、一つの障害物しか存在していないと判断する場合があった。
本発明の目的は、ドップラー周波数を利用するレーダ装置において、相対速度がほぼ等しい複数ターゲットを分離検出できる機能を有する距離計測装置を実現することである。
上記目的を達成するためのに、本発明は次のように構成される。
（１）電波を放射し、測定対象物からの反射波を受信し、測定対象物を検出する距離計測装置において、第１の周波数の信号を所定の時間以上連続送信し、第１の周波数から所定の周波数差を持つ第２の周波数の信号を所定の時間以上連続送信し、第１の周波数から上記所定の周波数差の２以上の整数倍の周波数差を持つ信号を、１以上の整数であるＮ個の周波数の信号にわたり送信する送信手段と、上記第１の周波数信号、第２の周波数信号、Ｎ個の周波数信号のそれぞれの送信周波数における上記測定対象物からの反射波のドップラー周波数を計測する受信手段と、複数の測定対象物のそれぞれを分離して検出する検出処理手段とを備える。
（２）好ましくは、上記（１）において、上記Ｎは１である。
（３）また、好ましくは、上記（１）、（２）において、上記検出処理手段は、受信信号のドップラー周波数毎に測定対象物を分離検出する第１の分離検出機能と、受信されたドップラー周波数の位相情報と振幅情報を計測し、これらの位相情報と振幅情報から、ほぼ同一のドップラー周波数を持つ複数の測定対象物を分離検出する第２の分離検出機能とを有する。
（４）また、好ましくは、上記（１）、（２）、（３）において、上記送信手段は、１個の発信器を有し、この１個の発振器により、複数の周波数を周期的に切り換えながら送信する。
（５）電波を放射し、測定対象物からの反射波を受信し、測定対象物を検出する距離計測装置において、第１の周波数の信号を所定の時間以上連続送信し、第１の周波数から所定の周波数差を持つ第２の周波数の信号を所定の時間以上連続送信し、第１の周波数から上記所定の周波数差の２以上の整数倍の周波数差を持つ信号を、１以上の整数であるＮ個の周波数信号にわたり送信する手段であって、上記第１の周波数の信号と第２の周波数の信号とを時間的に交互に切り換えて送信する第１の時間領域と、第１の周波数信号から第（Ｎ＋２）の周波数信号をそれぞれ時間的に切り換えて送信する第２の時間領域とを有する送信手段と、上記第１の周波数、第２の周波数、Ｎ個の周波数のそれぞれの送信周波数における、上記測定対象物からの反射波のドップラー周波数を計測する受信手段と、複数の測定対象物のそれぞれを分離して検出する検出処理手段とを備える。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の第１の実施形態であるレーダ装置（距離計測装置）のブロック図である。
図２は、第１の実施形態における送信信号の時間変化の示す図である。
図３は、測定対象物と距離計測装置との位置関係の例を示す図である。
図４は、測定対象物が複数存在するときのパワースペクトルの例を示す図である。
図５は、周波数スペクトルの例を示す図である。
図６は、３つの周波数を送信する方式の測定対象物までの距離を算出する処理フローチャートである。
図７は、本発明の第２の実施形態における送信信号周波数の時間変化を示す図である。
図８は、本発明の第３の実施形態における送信信号周波数の時間変化を示す図である。
図９は、第３の実施形態における測定対象物までの距離を算出する処理フローチャートである。
図１０は、送信信号周波数の時間変化の他の例を示す図である。
図１１は、従来の２周波ＣＷ方式の例の説明図である。
発明を実施するための最良の形態
以下に本発明の実施形態を図１から図１０を用いて説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態であるレーダ装置（距離計測装置）のブロック図であり、自動車用の距離計測装置に適用した場合の例である。
図１において、発信器１８は、変調器１７からの変調信号１９に基づく発信周波数で発信を行い、発信された高周波信号が送信アンテナ１０から放射される。自動車用の距離計測装置においては、高周波信号としてミリ波帯の電波信号が通常用いられている。
車両や障害物等のターゲット（測定対象物）から反射されて返ってくる電波信号を受信アンテナ１１で受信し、ミキサ１２で周波数変換を施す。ミキサ１２へは、発信器１８の出力信号の一部が方向性結合器を介して供給されており、この発信器１８からの信号と、受信アンテナ１１からの受信信号とのミキシングによって発生するビート信号がミキサ１２からアナログ回路部１３へ送られる。
ドップラー周波数を利用して相対速度や距離を計測するレーダ方式で、直接ベースバンドに変換するホモダイン方式の受信系の場合、ミキサ１２から出力されるビート信号がすなわちドップラー周波数となる。
そして、ミキサ１２から出力されるビート信号は、アナログ回路部１３からＡ／Ｄコンバータ１４に供給され、ディジタル信号に変換され、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）部１５に供給される。このＦＦＴ部１４では、高速フーリエ変換によりビート信号の周波数スペクトラムを振幅と位相との情報として計測し信号処理部１６へ送る。
次に、本発明の第１の実施形態である距離計測装置における、送信信号の一例を図２に示す。図２に示す例では、３つの送信周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３を時間的に切換える方式について示している。これら３つの周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３のうち、互いに隣接する周波数の差分（ｆ１とｆ２、ｆ２とｆ３）は、同じ差分値Δｆとなるよう設定している。
これらの３つの周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３を時間的に切り換えながら送信し、それぞの周波数における受信信号を計測し、各送信周波数における周波数スペクトルの情報を得る。
ここで、図３に示すように、２つのターゲットＡ、Ｂが同程度の相対速度であり、距離が異なる場合を考える。このとき、各送信周波数に対して、ターゲットＡ、Ｂからの反射波は、ほぼ同一のドップラー周波数をもつ。このため、ターゲットＡ、Ｂの相対速度に相当するドップラー周波数でのパワースペクトルは、２つのターゲットＡ、Ｂからの反射波が合成された信号となる。
すなわち、図４に示すように、ターゲットＡからの反射波のパワースペクトルＡと、ターゲットＢからのパワースペクトルＢとの合成スペクトルが観測されることになる。
図２に示した３つの送信周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３を切換える距離計測装置で、同程度の相対速度を持つ２つのターゲットＡ、Ｂを計測した場合、受信される信号の周波数スペクトルの情報は、図５に表示したようなベクトルとなる。
すなわち、観測されるのは、２つのターゲットＡ、Ｂからの反射波の合成スペクトル、合成Ｆ１、合成Ｆ２、合成Ｆ３の３つのベクトルである。これらの合成ベクトルは、送信周波数ｆ１〜ｆ３におけるターゲットＡからの反射波（Ｆ１＿Ａ、Ｆ２＿Ａ、Ｆ３＿Ａ）と、ターゲットＢからの反射波（Ｆ１＿Ｂ、Ｆ２＿Ｂ、Ｆ３＿Ｂ）とが、それぞれの送信周波数において合わさったベクトルである。
ここで、上記式（１）で述べたように、送信周波数の差分Δｆが一定のときに、２つの送信周波数に対する受信信号の位相差と、ターゲットＡまでの距離は比例する関係にあることから、Ｆ１＿Ａ、Ｆ２＿Ａ、Ｆ３＿Ａの３つのベクトルは、隣接するベクトルとのそれぞれの位相角がほぼ同じ値θＡとなり、ターゲットＡまでの距離ＲａｎｇｅＡに比例する。
ターゲットＢについても同様に、Ｆ１＿Ｂ、Ｆ１＿Ｂ、Ｆ３＿Ｂの３つのベクトルについて、隣接するベクトルとのそれぞれの位相角は、ほぼ同じ値θＢとなり、ターゲットＢまでの距離ＲａｎｇｅＢに比例する。
３つの合成ベクトル合成Ｆ１、合成Ｆ２、合成Ｆ３を、複素数のＳｉｇｎａｌ（１）〜Ｓｉｇｎａｌ（３）で表わすと、受信信号のパワースペクトルは、Ｆ１＿Ａ、Ｆ１＿Ｂを基準として以下の（２）式で表わされる。
0003746235.tif 000002
上記（２）式の第１、２行に、ｅｘｐ（ｊ・Δｆ・ｒａ）を掛け、それぞれの上下の行で引き算をすると次式（３）を得る。
exp(j・Δf・rb)=(Signal(2)・exp(j・Δf・ra)-Signal(3)/(Signal(1)・exp(j・Δf・ra)-Signal(2))  −−−（３）
上記（３）式で各送信周波数の差Δｆが既知であり、右辺の絶対値が１であることから、ｅｘｐ（ｊ・Δｆ・ｒａ）を求めることができる。
また、求めたｅｘｐ（ｊ・Δｆ・ｒａ）を用いてｅｘｐ（ｊ・Δｆ・ｒｂ）を算出することができる。
以下に、これらの解法の一例を示す。
まず、ｅｘｐ（ｊ・Δｆ・ｒａ）を以下の式（４）のように置き換える。
exp(j・Δf・ra)=cos(Δf・ra)+j・sin(Δf・ra)
=(1-tan2(Δf・ra/2))／(1+tan2(Δf・ra/2))+j・2tan(Δf・ra/2))／(1+tan2(Δf・ra/2))
=(1-x2）/(1+x2)j・2x/(1+x2)  −−−（４）
ここで、ｘ＝ｔａｎ（Δｆ・ｒａ／２）である。
次に、Ｓｉｇｎａｌ（１）、Ｓｉｇｎａｌ（２）、Ｓｉｇｎａｌ（３）が既知の値であることから、次式（５）の条件よりｘの２次方程式としてｒａを算出する。
0003746235.tif 000003
ここで、
α=−｜Signal(1)｜2＋｜Signal(3)｜2
β=Re(Signal(1)・Signal(2)*-Signal(2)・Signal(3)*)
γ=-Im(Signal(1)・Signal(2)*-Signal(2)・Signal(3)*)
また、Ｓｉｇｎａｌ（１）、Ｓｉｇｎａｌ（２）、Ｓｉｇｎａｌ（３）は計測される合成ベクトル（複素数）であり、*は複素共役（Complex Conjugates）を示す。
以上の式により求めた値を用い、次式（６）により、ターゲットＡまでの距離ＲａｎｇｅＡ、及びターゲットＢまでの距離ＲａｎｇｅＢを算出する。
0003746235.tif 000004
以上のような３つの周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３を送信する方式のターゲットまでの距離を算出する処理フローについて、図６を用いて説明する。
図６のステップ１００において、図２に示したようなタイミングで、３つの送信周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３を時間的に切換えながら送信する。これらの送信周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３の切換えは、図１に示す変調器１７から発振器１８へ送られる変調信号１９によって実現される。
次のステップ１０１では、ターゲットから反射された受信信号をＡ／Ｄコンバータ１４でディジタル信号に変換する。このステップ１０１では、Ａ／Ｄコンバータ１４によるサンプリングを、各送信周波数毎に、ＦＦＴ処理を施すサンプル点数の回数以上行う。
例えば、ＦＦＴ処理を施すサンブル点数がＮ点で、図２に示す各周波数の送信時間Δｔに１回ずつサンプリングする場合、３つの周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３を全てサンプリングするまでに（３×Ｎ×Δｔ）の時間が必要となる。
次に、ステップ１０２において、Ａ／Ｄ入力された受信信号に対してＦＦＴ部１５によりＦＦＴ処理を施す。これにより、３つの送信周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３のそれぞれについて、受信信号の周波数スペクトルの情報を得る。
次に、ステップ１０３で、周波数スペクトルの情報からピーク値を分離し検出する。２周波ＣＷ方式のようなドップラー周波数を利用するレーダ方式では、ピーク値の周波数が相対速度に比例しているため、相対速度の異なるターゲットを分離し、各ピークを検出する。
次に、ステップ１０４で、相対速度が同じピーク値のスペクトル情報を送信周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３のそれぞれについて計測する。
次に、ステップ１０５で、式（５）、式（６）を用いて、相対速度がほぼ等しい２つのターゲットＡ、Ｂまでの距離を算出する。
図６に示した一連の処理のうち、ステップ１０３のピークの分離検出以降、ステップ１０５までの処理は、図１の信号処理部１６によって実行される。
以上のステップ１００からステップ１０５までの処理を繰り返し、距離計測を行い、相対速度がほぼ等しい２つのターゲットＡ、Ｂそれぞれと自車（観測者）との距離を算出する。
以上のように、本発明の第１の実施形態によれば、観測者との相対速度がほぼ等しい複数ターゲットを分離検出し、その相対速度と、複数ターゲットそれぞれと観測者との距離を計測することができる機能を有する距離計測装置を実現することができる。
次に、本発明の第２の実施形態について図７を用いて説明する。
図１から図６を用いて説明した第１の実施形態は、３つの送信周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３を順番に切り換えて、２つのターゲットＡ、Ｂを分離検出し、相対速度、それぞれと距離を算出する方式である。本発明による方式では、その計測原理から明らかなように、送信する周波数のステップ数を増やすと、計測できる周波数スペクトルの情報量も増える。計測される周波数スペクトルの情報量を利用し、送信周波数をＮ周波数とすることで、（Ｎ−１）個のターゲットが分離検出可能となる。
そこで、第２の実施形態においては、図７に示すように、４つの送信周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４を時間的に順次切換える方式である。そして、周波数ｆ２はｆ１よりΔｆだけ周波数が低く、周波数ｆ３はｆ２よりΔｆだけ周波数が低い。また、周波数ｆ４はｆ３よりΔｆだけ周波数が低くなっている。また、各周波数の送信時間はΔｔであり、互いに等しくなっている。
このように、送信周波数をｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４の４つとして、第１の実施形態と同様に、つまり、図１に示した距離計測装置と同様な距離計測装置を用い、図６に示したフローチャートのステップに従って（ただし、スペクトル計測等は、周波数の種類に応じて４つとなる）、３個のターゲットの相対速度、それぞれと観測者との距離を算出することができる。
したがって、第２の実施形態によれば、観測者との相対速度がほぼ等しい３つの複数ターゲットを分離検出し、その相対速度と、複数ターゲットそれぞれと観測者との距離を計測することができる機能を有する距離計測装置を実現することができる。
なお、この他にも、送信周波数を５つ以上切換えながら送信し、複数ターゲットを分離検出する方式も考えられる。
次に、本発明の第３の実施形態について、図８及び図９を用いて説明する。
第１の実施形態の説明で述べたように、Ａ／Ｄコンバータ１４によるサンプリングはＦＦＴ処理を施すサンプル点数以上行うため、２つの周波数を送信する場合は、ＦＦＴ処理を施すデータのサンプリングに、合計で（２×Ｎ×Δｔ）の時間が必要である。また、３つの周波数を送信する場合は、ＦＦＴ処理を施すデータのサンプリングに（３×Ｎ×Δｔ）の時間が必要となる。
ところで、距離計測装置としては、ターゲットが存在する場合には早期に検出することが望ましいため、データをサンプリングしてＦＦＴ処理を施す時間は短い方がよい。
そこで、通常は、２周波ＣＷ方式で２つの周波数を切り換えながら距離計測を行い、あるタイミングで第３の周波数も送信するように切り換える方式とすれば、処理時間の短い２周波ＣＷ方式と、処理時間は２周波ＣＷ方式よりも短くは無いが相対速度がほぼ同一の複数のターゲットを分離して計測可能な３つの周波数を用いる方式とを、必要に応じて使用することができる。
上記２周波ＣＷ方式と３つの周波数を用いる方式とを切り換えて用いる形態について、送信信号のタイミングを図８に示し、処理フローを図９に示す。
図８に示すように、通常は、２周波ＣＷ方式で２つの周波数ｆ１、ｆ２を交互に切り換えながら距離計測を行い、あるタイミングで第３の周波数ｆ３も加え、周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３を順次い切り換えて送信する。
２つの周波数ｆ１、ｆ２を送信している第１の時間領域では、従来からの２周波ＣＷ方式での距離計測を行い、第３の周波数も送信している第２の時間領域では計測した３つの周波数の情報を利用して、ほぼ同一の相対速度を持つ複数ターゲットを分離して計測する。
２つの周波数ｆ１、ｆ２を送信する場合と、３つの周波数ｆ１、ｆ２、ｆ２を送信する場合とを切り換えるタイミングとしては、例えば、計測されるピークのパワースペクトルの時間変化が所定値以上かどうかで切り換える方式がある。
同一の相対速度のターゲットが複数存在する場合、計測される周波数スペクトルは、図４に示すように、複数のターゲットからの反射波が合成された信号となる。
各ターゲットからの反射波は、マルチパスの影響等で振幅が時間的に変化するため、計測される合成スペクトルの振幅や位相が時間的に大きく変動する。この特性を利用して、２つの周波数ｆ１、ｆ２を送信する時間領域と、３つの周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３を送信する時間領域とを切り換える場合の処理フローを図９に示す。
図９において、通常は、ステップ１１０で、２つの周波数ｆ１、ｆ２を切り換えながら送信する。ステップ１０１からステップ１０３までの処理は、図６のフローチャートで説明した処理と同様であるが、２周波計測の時間領域であるのでＦＦＴ処理を施す点数をサンプリングする時間は（２×Ｎ×Δｔ）である。
次に、ステップ１１１で、各送信周波数ｆ１、ｆ２における受信信号のパワースペクトルを計測する。続いて、ステップ１１２で、計測したパワースペクトルの振幅と位相の時間変化量が所定値以上であるかどうかを判断する。この場合の所定値として、例えば、振幅や位相の時間変化量が３０％以上であった場合に、時間変化量が大きいと判断する場合が考えられる。
ステップ１１２で、計測したパワースペクトルの時間変化が所定値以下だと判断された場合には、ステップ１１３に進み、式（１）を用いてターゲットまでの距離を算出し、再びステップ１１０からの２つの周波数ｆ１、ｆ２を使う距離計測を繰り返す。
ステップ１１２で、計測したパワースペクトルの振幅と位相の時間変化量が所定値以上であった場合は、ステップ１００に進み、図８の３周波計測の時間領域で示したようなタイミングで、３つの周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３を切り換えながら送信する。
次に、図６のフローチャートで説明した処理と同様に、ステップ１０１からステップ１０５の処理を行い、２つのターゲットＡ、Ｂまでの距離を計測する。この場合、３つの周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３を切り換えながら送信しているので、ＦＦＴ処理を施す点数をサンプリングする時間は（３×Ｎ×Δｔ）である。
次に、ステップ１１４で、同一速度のターゲットが複数個あるかどうかを判断する。同一相対速度のターゲットが複数個ある場合は、ステップ１００へ戻り、３つの周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３を送信する処理を継続する。
ステップ１１４で、同一相対速度のターゲットが複数ないと判断した場合は、ステップ１１０へ戻り、２つの周波数ｆ１、ｆ２を送信する２周波計測を行う。
このように、２つの周波数ｆ１、ｆ２を送信している時間領域と、３つの周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３を送信している時間領域とをもつことで、通常は（２×Ｎ×Δｔ）の短い時間でターゲットの存在を計測する事ができ、複数のターゲットが存在する可能性のある場合には、３つの周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３を用いる事で複数のターゲットのそれぞれまでの距離を計測することができる。
以上のように、本発明の第３の実施形態によれば、第１の実施形態と同様な効果を得ることができる他、処理時間の短い２周波ＣＷ方式と、処理時間は２周波ＣＷ方式よりも短くは無いが相対速度がほぼ同一の複数のターゲットを分離して計測可能な３つの周波数を用いる方式とを必要に応じて使用することが可能な距離計測装置を実現することができる。
なお、以上の実施形態で示したように、送信する周波数の数を、あるタイミングで切り換えることは、例えば、２つの周波数ｆ１、ｆ２を送信している状態から、４つ以上のＮ個の周波数を送信するように切り換える事も可能である。
また、図１０に示すように、ある時間周期の中で、第３の周波数ｆ３と第４の周波数ｆ４とを切り換えながら送信する。つまり、ｆ１→ｆ２→ｆ３→ｆ１→ｆ２→ｆ４として周波数を変化させる場合も、先の実施形態で説明したように、計測した４つの周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４の情報を利用して、３つのターゲットを分離して計測することができる。
図１０の実施形態では、ｆ１、ｆ２の２つの送信周波数について、ＦＦＴ処理を施す点数をサンプリングする時間は（３×Ｎ×Δｔ）となり、ｆ３、ｆ４の送信周波数についてＦＦＴ処理を施す点数をサンプリングする時間は（６×Ｎ×Δｔ）となる。
なお、上述した例においては、周波数信号の発信器は、一つであって、この一つの発信器から複数の周波数を発信する例であるが、複数の発信器を設け、これらの複数の発信器から複数の周波数を発信することもできる。ただし、複数の発信器を設ける場合は、これら複数の発信器間の周波数の調整を行わなければならず、さらに、重量が大となる。これに対して、一つの発信器のみ設け、一つの発信器から複数の周波数を発信するように構成すれば、複数の発信器間の周波数の調整は不要であり、軽量となる。
また、一つの周波数信号を継続する時間Δｔは、電波がターゲットまで距離を往復する時間以上とする。
また、上述した例は、本発明を自動車用の距離計測装置に適用した場合の例であるが、本発明は、自動車用に限らず、その他の距離計測装置に適用すること可能である。
例えば、距離計測装置を道路に設置しておき、走行車両の速度と、その速度で走行中の車を判別するシステムに適用することもできる。
また、例えば、見通しの悪い道路に距離計測装置を設定し、曲がり角に自動車等が何台どのくらいの速度で接近中かを通報するシステムにも適用することができる。
また、測定対象物が複数であることを認識する測定対象物検出装置にも本発明を適用することができる。つまり、例えば、自動車で夜間に運転中、前方の複数の歩行者等の位置をそれぞれ分離して認識し、車内に表示する測定対象物検出装置にも本発明は適用可能である。この場合、複数の歩行者等の位置をそれぞれ分離して検出する手段は、信号処理部１６となる。
産業上の利用可能性
本発明によれば、ある一定の第１の周波数を所定の時間以上送信し、第１の周波数からある周波数差を持つ第２の周波数を所定の時間以上送信し、第１の周波数から上記周波数差の２以上の整数倍の周波数差を持つ第ｎの周波数を、所定の時間以上送信する機能を有し、それぞれの送信周波数における、測定対象物からの反射波のドップラー周波数を計測し、ドップラー周波数毎に測定対象物を分離検出する第１の分離検出手段と、各送信周波数毎に得られる受信信号の位相情報と振幅情報から、同じドップラー周波数を持つ測定対象物を分離する、第２の分離検出手段をもつことにより、ほぼ同一の相対速度を持つ複数の測定対象物を分離して検出し、複数の測定対象物のそれぞれと観測者との距離を算出することが可能な距離計測装置を実現することができる。
また、ほぼ同一の相対速度を持つ複数の測定対象物を分離して検出することができるので、夜間等において、同一相対速度で移動する複数の歩行者等に対しても、それぞれを分離して、その存在を認識可能な測定対象物検出装置を実現することができる。
【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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【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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