JP3550829B2

JP3550829B2 - Ｆｍ−ｃｗレーダ装置

Info

Publication number: JP3550829B2
Application number: JP27912995A
Authority: JP
Inventors: 玉津　　幸政; 浩史筈見; 浩人中谷
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1995-01-24
Filing date: 1995-10-26
Publication date: 2004-08-04
Anticipated expiration: 2015-10-26
Also published as: DE19602437A1; US5619208A; JPH08262130A; DE19602437B4

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーダ装置に係り、特に、ＦＭ−ＣＷレーダ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＦＭ−ＣＷレーダ装置においては、例えば、単一の対象物の相対速度Ｖ及び距離Ｄを算出するにあたり、上昇部及び下降部からなる波形の変調信号により周波数変調した送信信号を電波として送信し、対象物により反射される電波を受信信号として受信して、この受信信号を送信信号とミキシングし、ドップラ周波数成分を含むビート信号を発生する。
【０００３】
そして、このビート信号を周波数解析して変調信号の上昇部側及び下降部側の各ビート周波数を選択し、これら各ビート周波数を利用して次の数１及び数２の式により距離Ｄ及び相対速度Ｖを算出する。
【０００４】
【数１】
Ｄ＝｛Ｃ／（８ΔＦ・ｆｍ）｝・（ｆｂ１＋ｆｂ２）
【０００５】
【数２】
Ｖ＝｛Ｃ／（４ｆ０）｝・（ｆｂ１ −ｆｂ２）
ここで、ｆｂ１及びｆｂ２は、変調信号の上昇部側及び下降部側の各ビート周波数をそれぞれ表し、ｆ０は中心周波数を表し、ΔＦは周波数変移幅を表し、ｆｍは変調周波数を表し、また、Ｃは光速を表す。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記相対速度及び距離の算出にあたり、複数の対象物が存在する場合、変調信号の上昇部側及び下降部側の各ビート周波数を、対象物ごとに、正確に求めることが重要である。
例えば、４つの対象物が存在するものとする。ここで、これらの各対象物が共に静止している場合には、ビート信号がドップラ周波数成分を含まないため、各ビート周波数の組合わせは、単純な周波数順となる。これを表１にて示すものとする。但し、各対象物をＮＯ．１乃至ＮＯ．４として表すものとする。
【０００７】
【表１】

従って、この表１のように、ビート信号のビート周波数順に、変調信号の上昇部側及び下降部側からそれぞれビート周波数を選択すれば、４つの対象物に関する情報を算出することは可能である。
【０００８】
しかし、各対象物が相対速度を有する場合には、各ビート信号がドップラ周波数成分を含むため、上昇部側ビート周波数と下降部側ビート周波数とで異なる値となる。このため、各対象物に対応すべきビート周波数の順序が前後してしまい、表１のような単純な周波数順の組み合わせとはならない。このようなことは、これら対象物の距離が接近している場合に特に著しい。
【０００９】
従って、上述のような単純な周波数順の組み合わせによると、各対象物の距離や相対速度の正確な情報が得られないという不具合が生ずる。
以上の不具合に対し、本発明者等は、ＦＭ−ＣＷレーダ装置に固有の特徴である対象物の相対速度及び距離を上述のように同時に求め得る点を有効に活用して、次のような着想に基づき、その解決を図った。
（１）着想その１
上述の数１及び数２の両式によれば、各対象物の相対速度及び距離は、それぞれの上昇部側及び下降部側の各ビート周波数が正しく選択できれば、同時に算出することができる。
【００１０】
従って、各対象物が等速度運動している範囲では、一定時間ΔＴ後の各対象物の相対速度Ｖｔ及び距離Ｄｔも、次の数３及び数４の両式により同時に算出することができる。
【００１１】
【数３】
Ｄｔ＝Ｄ＋Ｖ・ ΔＴ
【００１２】
【数４】
Ｖｔ＝Ｖ
但し、Ｄ及びＶは、数１及び数２の各左辺を表す。
そこで、上記不具合を次のような着想により解決できることを確認した。
即ち、上述のようにビート信号を周波数解析した場合、上昇部側及び下降部側の各ビート周波数は、それぞれ、４つずつ存在する。そして、このことを考慮し、上昇部側及び下降部側の各ビート周波数からそれぞれ一つずつ、各対象物に対応すると仮定し、任意に選択して４つのビート周波数の組み合わせを作る。
【００１３】
そして、これらの各組み合わせビート周波数を数１及び数２の両式に代入すれば、各対象物の相対速度Ｖ及び距離Ｄが算出される。さらに、これら算出結果を利用して、数３及び数４の両式によりΔＴ後の各対象物の相対速度Ｖｔ及び距離Ｄｔが算出できる。
このようにして得られた相対速度Ｖｔ及び距離Ｄｔを数１及び数２の両式のＶ及びＤとして代入すれば、ΔＴ後の上昇部側及び下降部側の各ビート周波数を数１及び数２の両式からなる連立方程式から算出できる。つまり、ΔＴ前に仮定したビート周波数の組み合わせによりΔＴ後のビート周波数の組み合わせを予測できる。
【００１４】
また、これらの予測ビート周波数の組み合わせが正しいかどうかは、ΔＴの経過後に実際のビート信号の周波数解析により得られる上昇部側及び下降部側の各ビート周波数或いはその近傍の周波数のうちに、上記予測ビート周波数が存在するか否かにより判断できる。即ち、存在する予測ビート周波数の組み合わせは、上記仮定が正しいと判断できる。
【００１５】
従って、このように正しいと判断できた予測ビート周波数の組み合わせが、対象物の上昇部側及び下降部側の真の各ビート周波数であるといえる。よって、これによれば、ΔＴ後において、各予測ビート周波数の組み合わせのうちの真の組み合わせにより対象物の相対速度及び距離を算出できる。
上記判断は、上述のように算出した相対速度Ｖｔ及び距離Ｄｔと、ΔＴ後の実際のビート信号により得られる。また、この判断は、各組み合わせビート周波数に基づいて算出した相対速度Ｖ及び距離Ｄとが近傍に存在するか否かによる判断でもよい。
（２）着想その２
ビート信号がＣＷドップラ周波数成分とＦＭ−ＣＷドップラ周波数成分を含むと仮定した場合、ＣＷドップラ周波数成分に対しては、数１の式における周波数変移幅ΔＦが零であると考えられるから、各対象物の距離は不明である。しかし、ＣＷドップラ周波数成分によれば、次の数５の式により各対象物の相対速度の算出は可能である。
【００１６】
【数５】
Ｖｄ＝｛Ｃ／（２ｆ０）｝・（ｆｄ）
但し、Ｖｄは相対速度を表し、ｆｄはＣＷドップラ周波数成分のビート周波数を表す。
そこで、相対速度を表す軸を横軸Ｘｖとしてとり、距離を表す軸を縦軸Ｙｄとしてとった直交座標面上に、数５により求めた各対象物の相対速度をプロットすれば、各対象物の距離は、不明であっても、各対象物の相対速度Ｖ＝Ｖｄで定まる直線（縦軸Ｙｄに平行な線）上にそれぞれ存在することが分かる（図９参照）。
【００１７】
一方、ＦＭ−ＣＷドップラ周波数成分においては、周波数変移幅ΔＦが存在するため、各対象物に対して、数１及び数２の両式から上昇部側ビート周波数及び下降部側ビート周波数に基づき相対速度Ｖ及び距離Ｄの算出が可能である。
そこで、このようにして算出した相対速度Ｖ及び距離Ｄを、上述の直交座標面上にプロットすれば、４つの対象物に対し、４×４＝１６個の座標（Ｖ、Ｄ）でもって表すことができる（図９参照）。
【００１８】
ここで、ＣＷドップラ周波数成分及びＦＭ−ＣＷドップラ周波数成分の双方において、相対速度は対象物ごとに等しいため、Ｖ＝Ｖｄで定まる直線上にのる座標（Ｖ、Ｄ）のみが、正しい組み合わせの上昇部側ビート周波数及び下降部側ビート周波数に基づいて算出されたものである。
これにより、ビート信号がＣＷドップラ周波数成分とＦＭ−ＣＷドップラ周波数成分を含むように、変調信号の一周期の波形を構成すれば、一サイクルでもって、対象物に対しての上昇部側及び下降部側の各ビート周波数の正しい組み合わせを求め得ることが分かった。
【００１９】
そこで、本発明は、以上のような着想に基づき、相対速度を有する複数の対象物の場合にも、ビート周波数の組み合わせを正確に設定して対象物の情報の特定を正しく行うようにしたＦＭ−ＣＷレーダ装置を提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明においては、一定部、上昇部及び下降部からなる波形の変調信号により周波数変調された送信信号を発生する送信信号発生手段（２０、３０、１１０Ａ）と、前記送信信号を電波として送信し、対象物により反射される前記電波を受信して受信信号を発生する送受信手段（４０、５０）と、前記送信信号と前記受信信号とを混合してビート信号を発生する混合手段と、前記一定部側、上昇部側及び下降部側の各ビート周波数を前記ビート信号からそれぞれ選択するビート周波数選択手段（１６０、１６３）と、前記対象物が複数である場合における前記一定部側のビート周波数ごとに相対速度を算出する第１算出手段（１６１）と、前記対象物が複数である場合における前記上昇部側及び下降部側の各ビート周波数をそれぞれ一つずつ組み合わせて組み合わせビート周波数とし、これら組み合わせビート周波数ごとに相対速度を算出する第２算出手段（１６４、１６５）と、前記第１及び第２の算出手段（１６１、１６４、１６５）による各算出相対速度が略一致する場合の組み合わせビート周波数を、第１の組み合わせビート周波数として設定する第１設定手段（１６６）と、これら各第１の組み合わせビート周波数に基づき一定時間後の組み合わせビート周波数をそれぞれ予測するビート周波数予測手段（１２３）と、前記各第１の組み合わせビート周波数が、前記一定時間後に前記ビート周波数選択手段により選択される前記上昇部側及び下降部側の各ビート周波数を含む近傍周波数の中に存在するとき、存在する予測組み合わせ周波数を、第２の組み合わせビート周波数として設定する第２設定手段（１５０、１５１）と、この第２設定手段により設定される第２の組み合わせビート周波数に基づき前記対象物の情報を特定する特定手段（１５２、１５３）とを備えるＦＭ−ＣＷレーダ装置が提供される。
【００２５】
また、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載のＦＭ−ＣＷレーダ装置において、前記ビート周波数予測手段に代えて、前記各第１の組み合わせビート周波数に基づき相対速度及び距離の少なくとも一方を予測する対象物情報予測手段を備えることを特徴とする。
【００２６】
また、請求項３に記載の発明では、請求項１又は２に記載のＦＭ−ＣＷレーダ装置において、前記第２設定手段に代えて、前記各第１の組み合わせビート周波数が、前記一定時間後に前記ビート周波数選択手段により選択される前記上昇部側及び下降部側の各ビート周波数を含む近傍周波数の中に存在するか否かにつき、前記対象物との距離及び相対速度の少なくとも一方に基づき行う判定手段を備えることを特徴とする。
【００２７】
また、請求項４に記載の発明においては、一定部、上昇部及び下降部からなる波形の変調信号により周波数変調された送信信号を発生する送信信号発生手段（２０、３０、１１０Ａ）と、前記送信信号を電波として送信し、対象物により反射される前記電波を受信して受信信号を発生する送受信手段（４０、５０）と、前記送信信号と前記受信信号とを混合してビート信号を発生する混合手段（６０）と、前記一定部側、上昇部側及び下降部側の各ビート周波数を前記ビート信号からそれぞれ選択するビート周波数選択手段（１６０、１６３）と、前記対象物が複数である場合における前記上昇部側及び下降部側の各ビート周波数をそれぞれ一つずつ組み合わせて組み合わせビート周波数とし、これら各組み合わせビート周波数に基づき一定時間後の組み合わせビート周波数をそれぞれ予測するビート周波数予測手段（１２３）と、前記各組み合わせビート周波数が、前記一定時間後に前記ビート周波数選択手段により選択される前記上昇部側及び下降部側の各ビート周波数を含む近傍周波数の中に存在するとき、存在する予測組み合わせ周波数を、第１の組み合わせ周波数として設定する第１設定手段（１５０、１５１）と、前記一定時間後の前記一定部側のビート周波数ごとに相対速度を算出する第１算出手段（１６１）と、前記第１の組み合わせビート周波数ごとに相対速度を算出する第２算出手段（１６４、１６５）と、前記第１及び第２の算出手段（１６１、１６４、１６５）による各算出相対速度が略一致する場合の組み合わせビート周波数を、第２の組み合わせビート周波数として設定する第２設定手段（１６６）と、この第２設定手段により設定される第２の組み合わせビート周波数に基づき前記対象物の情報を特定する特定手段（１６７）とを備えるＦＭ−ＣＷレーダ装置が提供される。
【００２８】
また、請求項５に記載の発明では、請求項４に記載のＦＭ−ＣＷレーダ装置において、前記ビート周波数予測手段に代えて、前記対象物が複数である場合における前記上昇部側及び下降部側の各ビート周波数をそれぞれ一つずつ組み合わせて組み合わせビート周波数とし、これら各組み合わせビート周波数に基づき前記対象物との相対速度及び距離の少なくとも一方を予測する対象物情報予測手段を備えることを特徴とする。
【００２９】
また、請求項６に記載の発明では、請求項４又は５に記載のＦＭ−ＣＷレーダ装置において、前記第１設定手段に代えて、前記各組み合わせビート周波数が、前記一定時間後に前記ビート周波数選択手段により選択される前記上昇部側及び下降部側の各ビート周波数を含む近傍周波数の中に存在するか否かにつき、前記対象物との距離及び相対速度の少なくとも一方に基づき判定する判定手段を備えることを特徴とする。
【００３０】
なお、上記各手段のカッコ内の符号は、後述する実施例記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００３３】
【発明の作用効果】
請求項１に記載の発明によれば、相対速度を有する複数の対象物が存在しても、これら各対象物に対する前記一定時間前の予測組み合わせビート周波数のうちの真の組み合わせビート周波数に基づき、対象物の情報の特定が正しく確保され得る。
また、相対速度を有する対象物が存在しても、前記変調信号の一サイクルでもって、上昇部側及び下降部側の各ビート周波数の真の組み合わせの設定に基づき対象物の情報の特定が正しく確保され得る。そしてこれらの相乗的作用効果を達成できる。このため、上述した対象物の特定がより一層正しく確保され得る。
【００３６】
【発明の実施の形態】
（第１実施の形態）
以下、本発明の第１実施の形態を図面により説明する。
図１は本発明に係る車両用ＦＭ−ＣＷレーダ装置の一例を示している。
このＦＭ−ＣＷレーダ装置は、マイクロコンピュータ１０を備えており、このマイクロコンピュータ１０は、図２乃至図４に示すフローチャートに従い、コンピュータプログラムを実行し、この実行中において、後述するミキサ６０及び周波数解析装置７０（以下、ＦＦＴ７０という）からの各出力データ等に基づき演算処理を行う。なお、上記コンピュータプログラムは、マイクロコンピュータ１０のＲＯＭに予め記憶されている。
【００３７】
ディジタルアナログ変換器２０（以下、Ｄ−Ａ変換器２０という）は、マイクロコンピュータ１０からの後述する三角波データを変調信号にアナログ変換する。
電圧制御発振装置３０（以下、ＶＣＯ３０という）は、Ｄ−Ａ変換器２０からの変調信号により周波数変調された送信信号を発生する。送信アンテナ４０は、ＶＣＯ３０からの送信信号を当該車両の前方に向けて電波として送信する。
【００３８】
受信アンテナ５０は、対象物により反射された電波を受信して受信信号としてミキサ６０に出力する。ミキサ６０は、ＶＣＯ３０からの送信信号と受信アンテナ５０からの受信信号とを混合してビート信号を形成しマイクロコンピュータ１０に出力する。
ＦＦＴ７０は、マイクロコンピュータ１０からの出力データを周波数スペクトル解析し、この解析結果を周波数スペクトルデータとしてマイクロコンピュータ１０に出力する。
【００３９】
以上のように構成した本第１実施の形態において、ＦＭ−ＣＷレーダ装置を作動状態におけば、マイクロコンピュータ１０が図２乃至図４のフローチャートに従いコンピュータプログラムの実行を開始する。
すると、ステップ１００において、フラグＦがＦ＝０とリセットされる。ついで、ステップ１１０にて、マイクロコンピュータ１０のＲＯＭに予め記憶した三角波データが出力信号として所定計時時間（例えば、１００ｍｓ）の経過毎にＤ−Ａ変換器２０に出力される。なお、当該所定計時時間は、マイクロコンピュータ１０に内蔵したタイマにより繰り返し計時される。
【００４０】
しかして、マイクロコンピュータ１０から最初の出力信号がＤ−Ａ変換器２０に出力されると、このＤ−Ａ変換器２０が、当該出力信号を変調信号にアナログ変換してＶＣＯ３０に出力する。
このＶＣＯ３０が、Ｄ−Ａ変換器２０からの変調信号により周波数変調された送信信号を発生すると、送信アンテナ４０がこの送信信号を当該車両の前方に向けて電波として送信する。
【００４１】
このような状態にて、上記電波が対向車等の対象物により反射されて受信アンテナ５０にて受信信号として受信されると、ミキサ６０がこの受信信号とＶＣＯ３０からの送信信号とを混合してビート信号として発生する。
マイクロコンピュータ１０が、ステップ１１１にて、ミキサ６０からビート信号を受信すると、このビート信号がステップ１１２にてＡ−Ｄ変換され、かつこのＡ−Ｄ変換データが、ステップ１１３にてサンプリングされる。
【００４２】
ついで、このサンプリングデータが、ステップ１１４にて、ＦＦＴ７０に出力される。これに伴い、ＦＦＴ７０が当該サンプリングデータを周波数スペクトル解析する。
この解析が終了すると、ステップ１２０における判定がＹＥＳとなり、次のステップ１２１において、ＦＦＴ７０の周波数スペクトル解析データがマイクロコンピュータ１０に入力される。
【００４３】
然る後、ステップ１２２においては、上記周波数スペクトル解析データに基づきビート信号の上昇部側及び下降部側の各ピーク値がサーチされる。この場合、上記対象物が例えば４つであれば、４つずつのピーク値がサーチされる。そして、これらピーク値の各々にそれぞれ対応する上昇部側及び下降部側の各ビート周波数が上記周波数スペクトル解析データに基づき特定される。
【００４４】
このようにしてステップ１２２における処理が終了すると、ステップ１２２ａにおいて、ステップ１２２にて特定された上昇部側の各ビート周波数と下降部側の各ビート周波数とが一つずつ組み合わされる。このことは組み合わせビート周波数を作成することを意味する。
ついで、ステップ１２３において、これら各組み合わせビート周波数毎に一定時間ΔＴ後の予測組み合わせビート周波数が、上記数１乃至数４の各式を利用し次のようにして演算される。但し、一定時間ΔＴは、例えば、マイクロコンピュータ１０からの出力信号の周期の５倍（５００ｍｓ）に相当する時間である。
【００４５】
ここで、ステップ１２２ａでの一組み合わせビート周波数においてその上昇部側ビート周波数及び下降部側ビート周波数をｆｂ１及びｆｂ２とすれば、数１及び数２の両式より、Ｄ及びＶが算出される。
従って、これらＤ、Ｖを数３の式に代入すれば、対象物のΔＴ後の距離Ｄｔが算出される。
【００４６】
また、ΔＴ後の予測組み合わせビート周波数においてその上昇部側予測ビート周波数及び下降部側予測ビート周波数をそれぞれｆｂ１ｔ及びｆｂ２ｔとする。そして、数１及び数２の各式においてｆｂ１及びｆｂ２に代えてｆｂ１ｔ及びｆｂ２ｔを未知数としてそれぞれ代入し、Ｄに代えてＤｔを代入して、連立方程式として解くことにより、上昇側予測ビート周波数ｆｂ１ｔ及び下降側予測ビート周波数ｆｂ２ｔを算出できる。
【００４７】
ステップ１２２ａでの他の組み合わせビート周波数のステップ１２３における予測組み合わせビート周波数についても同様にして算出できる。
かかる予測演算の終了後、現段階ではフラグＦ＝０故、ステップ１３０における判定がＹＥＳとなる。このため、ステップ１３１において、ステップ１２３における各予測ビート周波数がマイクロコンピュータ１０のＲＡＭに記憶される。
【００４８】
しかして、ステップ１４０におけるＮＯとの判定後、上述のようなステップ１１０からステップ１４０を通る演算が繰り返される。
このような状態にて、ステップ１３１における記憶データが初めのΔＴに対応する分に達しておれば、ステップ１４０における判定がＹＥＳとなり、ステップ１４１においてフラグＦがＦ＝１とセットされる。
【００４９】
ついで、ステップ１５０において、ΔＴ前の予測組み合わせビート周波数が現在のビート周波数、即ちステップ１２３における最新の組み合わせビート周波数の中或いはその近傍に存在しておれば、ＹＥＳと判定される。
このように、相対速度を有する複数の対象物が存在しても、現時点において、これら各対象物に対するΔＴ前の予測組み合わせビート周波数が正しいと判定できる。
【００５０】
然る後、ステップ１５１において、上記ΔＴ前の予測組み合わせビート周波数が真の組み合わせビート周波数としてＲＡＭに記憶される。ついで、このＲＡＭの記憶データに基づき、ステップ１５２にて、数１の式により各対象物の相対速度Ｖが算出され、かつ、ステップ１５３にて、数２の式により各対象物の距離Ｄが算出される。
【００５１】
この場合、上述したように、正しいと判定されたΔＴ前の予測組み合わせビート周波数に基づき対象物の相対速度及び距離が算出されるので、相対速度を有する複数の対象物についても、これら対象物の相対速度及び距離を正しく算出できる。
このようにして初回の処理が終了した後は、ステップ１１０乃至ステップ１２３における処理が上述と同様に繰り返される。そして、Ｆ＝１に基づきステップ１３０にてＮＯとの判定がなされ、１３２にて古い予測組み合わせビート周波数が捨てられて最新の予測組み合わせビート周波数がＲＡＭに記憶される。その後、ステップ１４１以後の処理が上述と同様に繰り返される。
【００５２】
なお、上記第１実施の形態において、対象物の数が多いために、ステップ１２２ａ、１２３における演算処理量が増大する場合には、ステップ１２２におけるビート周波数の組み合わせの選択をする前に、適当な評価関数（例えば、ピーク値の差が異常に大きい場合を除くようなもの）を設定してノイズ等を除去し、ビート周波数の組み合わせの選択の対象となる候補を絞ることにより、ステップ１２２ａ、１２３における演算処理量を減少させることができる。
【００５３】
また、上記第１実施の形態においては、マイクロコンピュータ１０の出力信号を三角波データにより特定した例について説明したが、これに限らず、上昇部と下降部からなる波形データであれば、どのような波形データによってマイクロコンピュータ１０の出力信号を特定するようにしてもよい。かかる場合、波形データが下降後に上昇するように構成してもよい。
【００５４】
（第２実施の形態）
次に、本発明の第２実施の形態について説明すると、この第２実施の形態においては、上記第１実施の形態にて述べたフローチャートに代えて、図５及び図６に示すフローチャートが採用されている。そして、このフローチャートを実行するためのコンピュータプログラムが、上記第１実施の形態におけるコンピュータプログラムに代えて、マイクロコンピュータ１０のＲＯＭに予め記憶されている。その他の構成は上記第１実施の形態と同様である。
【００５５】
このように構成した本第２実施の形態において、マイクロコンピュータ１０が、ステップ１００におけるＦ＝０とのセット後、ステップ１１０Ａにおいて、同ステップにて示す波形データＷを出力信号としてＤ−Ａ変換器２０に出力する。ここで、ステップ１１０Ａにて示す波形データＷは、一定部Ｗａ、上昇部Ｗｂ及び下降部Ｗｃにより構成されている。
【００５６】
従って、上記第１実施の形態とは異なり、Ｄ−Ａ変換器２０の変調信号が波形データＷにより特定される。そして、このように特定されたＤ−Ａ変換器２０の変調信号によりＶＣＯ３０の送信信号が周波数変調される。
この送信信号が送信アンテナ４０により電波として送信されて対象物により反射されると、この反射電波が受信アンテナ５０により受信される。すると、ミキサ６０が受信アンテナ５０の受信信号とＶＣＯ３０の送信信号とを混合してビート信号を発生する。ここで、このビート信号には、波形データＷの一定部Ｗａ、上昇部Ｗｂ及び下降部Ｗｃにそれぞれ対応するＣＷドップラ周波数成分、ＦＷ−ＣＷ上昇部ドップラ周波数成分及びＦＭ−ＣＷ下降部ドップラ周波数成分が含まれる。
【００５７】
ついで、このビート信号が、ステップ１１１乃至ステップ１１４にて、Ａ−Ｄ変換され、サンプリングされてＦＦＴ７０に出力される。このＦＦＴ７０による周波数スペクトル解析が終了すると、当該周波数スペクトル解析データがステップ１２１にてマイクロコンピュータ１０に入力される。
然る後、図６のステップ１６０において、上記周波数スペクトル解析データのうちのＣＷドップラ周波数成分データ領域から対象物の数に相当する数のピーク値がサーチされるとともに、これら各ピーク値にそれぞれ対応する一定部側ビート周波数が上記ＣＷドップラ周波数成分データ領域に基づき特定される。
【００５８】
すると、ステップ１６１において、各対象物の相対速度Ｖｄが、ステップ１６０にて特定された各一定部側ビート周波数に基づき、数５の式を利用してそれぞれ算出される。図９は、７つの対象物の例を示す。なお、各対象物の距離は不明である。
ついで、ステップ１６２において、各相対速度Ｖｄが、上記直交座標面上の第１マップデータとしてＲＡＭに記憶される。
【００５９】
そして、ステップ１６３において、上記周波数スペクトル解析データのうちのＦＭ−ＣＷ上昇部ドップラ周波数成分データ領域から対象物の数に相当する数のピーク値がサーチされるとともに、これら各ピーク値にそれぞれ対応する上昇部側ビート周波数が上記ＦＭ−ＣＷ上昇部ドップラ周波数成分データ領域に基づき特定される。
【００６０】
さらに、上記周波数スペクトル解析データのうちのＦＭ−ＣＷ下降部ドップラ周波数成分データ領域から対象物の数に相当する数のピーク値がサーチされるとともに、これら各ピーク値にそれぞれ対応する下降部側ビート周波数が上記ＦＭ−ＣＷ下降部ドップラ周波数成分データ領域に基づき特定される。
このような特定処理が終了すると、ステップ１６４において、ステップ１６３における各上昇部側ビート周波数及び各下降部側ビート周波数が一つずつ組み合わされて組み合わせビート周波数としてそれぞれ構成される。
【００６１】
ついで、ステップ１６５において、各対象物の相対速度Ｖ及び距離Ｄが、ステップ１６３における各組み合わせビート周波数に基づき、数１及び数２を利用して算出され、それぞれ、上記直交座標面（例えば、図１０にて示されるような座標面）上の座標（Ｖ、Ｄ）を表す第２マップデータとしてＲＡＭに記憶される。しかして、ステップ１６６において、上述した第１及び第２のマップデータが上記直交座標面上にて重ね合わされる。ここで、各Ｖ＝Ｖｄを通る直線上にそれぞれのる座標（Ｖ、Ｄ）が、正しい組み合わせビート周波数に基づいて算出されたものである。例えば、図１１における座標（Ｖ１、Ｄ１）と、上記直線上にのる座標（Ｖ２、Ｄ２）とは正しくない組み合わせによる座標である。
【００６２】
よって、ステップ１６７にて、これらの正しい組み合わせビート周波数が真の組み合わせビート周波数として設定されるとともに、これらの基づき算出された相対速度及び距離が真の相対速度及び距離として設定される。
これにより、変調信号の一サイクルでもって、対象物に対しての上昇部側及び下降部側の各ビート周波数の正しい組み合わせの判定及び設定並びにこれらに基づく相対速度及び距離の算出が可能となる。
【００６３】
なお、上記第２実施の形態においては、マイクロコンピュータ１０の出力信号を波形データＷにより特定するようにした例について説明したが、これに代えて、図７にて示すように、上昇部Ｗｂ及び下降部Ｗｃの後に一定部Ｗａを有するように波形データを構成して実施してもよく、また、図８にて示すように、上昇部Ｗｄ、一定部Ｗｅ及び下降部Ｗｆを有するように波形データを構成して実施してもよい。
【００６４】
（第３実施の形態）
次に、本発明の第３実施の形態について説明すると、この第３実施の形態においては、上記第２実施の形態にて述べたフローチャートに代えて、図１２乃至図１５に示すフローチャートが採用されている。このフローチャートは、上記第２実施の形態におけるフローチャートに上記第１実施の形態のフローチャートの一部を組み合わせてなる。このため、上記第１及び第２の実施の形態の各フローチャートと同一の部分は、同一の符号を付してある。そして、本第３実施の形態のフローチャートを実行するためのコンピュータプログラムが、上記第２実施の形態におけるコンピュータプログラムに代えて、マイクロコンピュータ１０のＲＯＭに予め記憶されている。その他の構成は上記第２実施の形態と同様である。
【００６５】
このように構成した本第３実施の形態において、上記第２実施の形態と同様にステップ１００乃至ステップ１２１（図５及び図１２参照）の演算処理及びステップ１６０乃至ステップ１６７（図６及び図１３参照）の演算処理が行われる。然る後、上記第１実施の形態と同様にステップ１２３乃至ステップ１４１（図３及び図１４参照）における演算処理及びステップ１５０乃至ステップ１５３（図４及び図１５参照）における演算処理が行われる。
【００６６】
これによれば、ΔＴ後の組み合わせビート周波数を予測して実際の値との一致によりビート周波数の組み合わせを選別し、然る後、一定部側ビート周波数から算出した相対速度と、上昇部側及び下降部側の各ビート周波数の組み合わせからの相対速度との一致によりビート周波数の組み合わせを選別することとなる。このため、ビート周波数の組み合わせを、より一層正しくすることができる。
【００６７】
かかる場合、上述のように第１実施の形態のフローチャートに第２実施の形態のフローチャートの一部を組み合わせてあるので、例えば、上昇部側及び下降部側の各ビート周波数が互いに接近しているために４つの組み合わせビート周波数がＶ、Ｄ座標上で接近しているときでも、ビート周波数の組み合わせの正しい選別が可能である。
【００６８】
（第４実施の形態）
次に、本発明の第４実施の形態を図１６乃至図１９に基づいて説明する。
この第４実施の形態では、上記第１実施の形態にて述べたフローチャートに代えて、図１６乃至図１９に示すフローチャートが採用されている。このフローチャートは、上記第１実施の形態におけるフローチャートに上記第２実施の形態のフローチャートの一部を組み合わせてなる。但し、上記第２実施の形態にいうステップ１１０Ａ（図５参照）が、図１６の両ステップ１００、１１１の間にステップ１１０Ｂとして設けられている。なお、上記第１及び第２の実施の形態の各フローチャートと同一の部分は、同一の符号を付してある。また、本第４実施の形態のフローチャートを実行するためのコンピュータプログラムが、上記第１実施の形態におけるコンピュータプログラムに代えて、マイクロコンピュータ１０のＲＯＭに予め記憶されている。その他の構成は上記第１実施の形態と同様である。
【００６９】
このように構成した本第４実施の形態では、ステップ１１０Ｂにおいて、上記第２実施の形態にて述べたステップ１１０Ａにおける波形データの出力信号としての出力が同様になされる。ついで、上記第１実施の形態と同様にステップ１１１乃至ステップ１２１（図２及び図１６参照）の演算処理が行われる。
然る後、上記第１実施の形態と同様に、ステップ１２２乃至ステップ１４１の演算処理（図３及び図１７参照）及びステップ１５０乃至ステップ１５３の演算処理（図４及び図１８参照）が行われる。ついで、上記第２実施の形態と同様に、ステップ１６０乃至ステップ１６２の演算処理（図６及び図１９参照）がなされる。すると、次のステップ１６３Ａにおいて、両ステップ１５２、１５３にて得た相対速度Ｖ及び距離Ｄが第２マップデータとして記憶される。その後、上記第１及び第２のマップデータに基づき、上記第２実施の形態と同様に両ステップ１６６、１６７の演算処理がなされる。
【００７０】
これによれば、一定部側ビート周波数から算出した相対速度と、上昇部側及び下降部側の各ビート周波数の組み合わせからの相対速度との一致によりビート周波数の組み合わせを選別し、然る後、ΔＴ後の組み合わせビート周波数を予測して実際の値との一致によりビート周波数の組み合わせを選別することとなる。このため、ビート周波数の組み合わせを、より一層正しくすることができる。
【００７１】
かかる場合、上述のように第２実施の形態のフローチャートに第１実施の形態のフローチャートの一部を組み合わせてあるので、例えば、上昇部側及び下降部側の各ビート周波数が互いに接近しているために４つの組み合わせビート周波数がＶ、Ｄ座標上で接近しているときでも、ビート周波数の組み合わせの正しい選別が可能である。
【００７２】
（第５実施の形態）
次に、本発明の第５実施の形態を図２０及び図２１を参照して説明する。
この第５実施の形態では、上記第１実施の形態にて述べた図３及び図４の両フローチャートに代えて、図２０及び図２１にて示す両フローチャートを採用したことにその構成上の特徴がある。その他の構成は上記第１実施の形態と同様である。
【００７３】
このように構成した本第５実施の形態では、上記第１実施の形態と同様にステップ１２２（図３及び図２０参照）における上昇部側及び下降部側の各組み合わせビート周波数の作成が終了すると、図２０のステップ１２３Ａにおいて各組み合わせビート周波数ごとの相対速度Ｖ及び距離Ｄが数１及び数２の両式に基づいて演算される。
【００７４】
すると、ステップ１２３Ｂにおいて、ΔＴ後の相対速度Ｖ及び距離Ｄが、ステップ１２３Ａにおける相対速度Ｖ及び距離Ｄに応じて数３及び数４の両式に基づき予測演算される。
かかる予測演算の終了後、ステップ１３０における判定がＹＥＳの場合には、ステップ１３１Ａにおいて、ステップ１２３Ｂにおける各予測の相対速度Ｖ及び距離Ｄがマイクロコンピュータ１０のＲＡＭに記憶される。
【００７５】
しかして、ステップ１４０におけるＮＯとの判定後、上述のようなステップ１１０からステップ１４０を通る演算が繰り返される。
このような状態にて、ステップ１３１Ａにおける記憶データが初めのΔＴに対応する分に達しておれば、ステップ１４０における判定がＹＥＳとなり、ステップ１４１においてフラグＦがＦ＝１とセットされる。
【００７６】
ついで、ステップ１５０Ａにおいて、ΔＴ前に予測した相対速度Ｖ及び距離Ｄの値が現在の相対速度Ｖ及び距離Ｄの値、即ち、ステップ１２３Ａにおける最新の相対速度Ｖ及び距離Ｄの値と一致しておれば、ＹＥＳと判定される。
そして、ステップ１５１Ａにて、上記ステップ１５０ＡにてＹＥＳと判定された相対速度Ｖ及び距離Ｖが真の値とされる。
【００７７】
以上説明したように、本第５実施の形態では、ステップ１２２におけるビート周波数の特定後は、上記第１実施の形態のように組み合わせの対象をビート周波数とするのではなく、組み合わせの対象を相対速度Ｖ、距離Ｄとしたので、上記第１実施の形態のような余分な演算処理が不要としつつ、上記第１実施の形態と同様の作用効果を達成できる。
【００７８】
なお、上記第５実施の形態では、上記第１実施の形態にて述べた図３及び図４の両フローチャートに代えて、図２０及び図２１にて示す両フローチャートを採用した例について説明したが、これに限らず、上記第３実施の形態にて述べたフローチャート（図１４及び図１５参照）に代えて、図２０及び図２１にて示す両フローチャートを採用した場合にも、上記第５実施の形態と同様の作用効果を達成できる。
【００７９】
（第６実施の形態）
次に、本発明の第６実施の形態を図２２乃至図２４に基づいて説明する。
この第６実施の形態では、上記第４実施の形態にて述べた図１７乃至図１９のフローチャートに代えて、図２２乃至図２４に示すフローチャートが採用されている。その他の構成は上記第４実施の形態と同様である。
【００８０】
このように構成した本第６実施の形態では、上記第４実施の形態と同様にステップ１２２ａ（図１７及び図２２参照）における上昇部側及び下降部側の各組み合わせビート周波数の作成が終了すると、図２２のステップ１２３Ａにおいて各組み合わせビート周波数ごとのＶ、Ｄが演算され、る。
ついで、ステップ１２３Ｃにおいて、ΔＴ後の組み合わせＶ、Ｄが、予測演算される。
【００８１】
かかる予測演算後、ステップ１３０における判定がＹＥＳの場合には、ステップ１３１Ｂにおいて、ステップ１２３Ｃにおける各予測の相対速度Ｖ及び距離Ｄがマイクロコンピュータ１０のＲＡＭに記憶される。
しかして、ステップ１４０におけるＮＯとの判定後、上述のようなステップ１１０乃至ステップ１４０を通る演算が繰り返される。
【００８２】
このような状態にて、ステップ１３１Ｂにおける記憶データが初めのΔＴに対応する分に達しておれば、ステップ１４０における判定がＹＥＳとなり、ステップ１４１にてＦ＝１とセットされる。ついで、ステップ１５０Ｂにおいて、ΔＴ前に予測した相対速度Ｖ及び距離Ｄの値が現在の相対速度Ｖ及び距離Ｄの値と一致しておれば、ＹＥＳと判定される。
【００８３】
そして、ステップ１５１Ｂにおいて、上記ステップ１５０ＢにてＹＥＳと判定された相対速度Ｖ及び距離Ｄが真の値とされる。
以上説明したように、本第６実施の形態では、ステップ１２２におけるビート周波数の特定後は、上記第４実施の形態のように組み合わせの対象をビート周波数とするのではなく、組み合わせの対象を相対速度Ｖ、距離Ｄとしたので、上記第４実施の形態のような余分な演算処理を不要としつつ、上記第４実施の形態と同様の作用効果を達成できる。
【００８４】
また、本発明に実施にあたっては、車両に限らず、船舶等の各種移動体に本発明を適用して実施してもよい。
また、上記各実施の形態のフローチャートにおける各ステップは、それぞれ、機能実行手段としてハードロジック構成により実現するようにしもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施の形態を示すブロック図である。
【図２】図１のマイクロコンピュータの作用を示すフローチャートの前段部である。
【図３】図１のマイクロコンピュータの作用を示すフローチャートの中段部である。
【図４】図１のマイクロコンピュータの作用を示すフローチャートの後段部である。
【図５】本発明の第２実施の形態の要部を示すフローチャートの前段部である。
【図６】上記第２実施の形態の要部を示すフローチャートの後段部である。
【図７】上記第２実施の形態の波形データの変形例を示す図である。
【図８】上記第２実施の形態の波形データの他の変形例を示す図である。
【図９】７つの対象物の場合のＣＷドップラ周波数成分に基づく相対速度Ｖ＝Ｖｄを直交座標軸上にて示す図である。
【図１０】ＦＭ−ＣＷドップラ周波数成分に基づく相対速度Ｖ及び距離Ｄとの間の関係を直交座標軸上にて示す図である。
【図１１】ＣＷドップラ周波数成分に基づく相対速度とＦＭ−ＣＷドップラ周波数成分に基づく相対速度及び距離との間の関係を直交座標軸上にて重ね合わせて示す図である。
【図１２】本発明の第３実施の形態の要部を示すフローチャートの一部である。
【図１３】本発明の第３実施の形態の要部を示すフローチャートの一部である。
【図１４】本発明の第３実施の形態の要部を示すフローチャートの一部である。
【図１５】本発明の第３実施の形態の要部を示すフローチャートの一部である。
【図１６】本発明の第４実施の形態の要部を示すフローチャートの一部である。
【図１７】本発明の第４実施の形態の要部を示すフローチャートの一部である。
【図１８】本発明の第４実施の形態の要部を示すフローチャートの一部である。
【図１９】本発明の第４実施の形態の要部を示すフローチャートの一部である。
【図２０】本発明の第５実施の形態の要部を示すフローチャートの一部である。
【図２１】本発明の第５実施の形態の要部を示すフローチャートの一部である。
【図２２】本発明の第６実施の形態の要部を示すフローチャートの一部である。
【図２３】本発明の第６実施の形態の要部を示すフローチャートの一部である。
【図２４】本発明の第６実施の形態の要部を示すフローチャートの一部である。
【符号の説明】
１０・・・マイクロコンピュータ、２０・・・Ｄ−Ａ変換器、
３０・・・ＶＣＯ、４０・・・送信アンテナ、５０・・・受信アンテナ、
６０・・・ミキサ、７０・・・ＦＦＴ。

Claims

一定部、上昇部及び下降部からなる波形の変調信号により周波数変調された送信信号を発生する送信信号発生手段と、
前記送信信号を電波として送信し、対象物により反射される前記電波を受信して受信信号を発生する送受信手段と、
前記送信信号と前記受信信号とを混合してビート信号を発生する混合手段と、前記一定部側、上昇部側及び下降部側の各ビート周波数を前記ビート信号からそれぞれ選択するビート周波数選択手段と、
前記対象物が複数である場合における前記一定部側のビート周波数ごとに相対速度を算出する第１算出手段と、
前記対象物が複数である場合における前記上昇部側及び下降部側の各ビート周波数をそれぞれ一つずつ組み合わせて組み合わせビート周波数とし、これら組み合わせビート周波数ごとに相対速度を算出する第２算出手段と、
前記第１及び第２の算出手段による各算出相対速度が略一致する場合の組み合わせビート周波数を、第１の組み合わせビート周波数として設定する第１設定手段と、
これら各第１の組み合わせビート周波数に基づき一定時間後の組み合わせビート周波数をそれぞれ予測するビート周波数予測手段と、
前記各第１の組み合わせビート周波数が、前記一定時間後に前記ビート周波数選択手段により選択される前記上昇部側及び下降部側の各ビート周波数を含む近傍周波数の中に存在するとき、存在する予測組み合わせ周波数を、第２の組み合わせビート周波数として設定する第２設定手段と、
この第２設定手段により設定される第２の組み合わせビート周波数に基づき前記対象物の情報を特定する特定手段とを備えるＦＭ−ＣＷレーダ装置。
前記ビート周波数予測手段に代えて、前記各第１の組み合わせビート周波数に基づき相対速度及び距離の少なくとも一方を予測する対象物情報予測手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のＦＭ−ＣＷレーダ装置。
前記第２設定手段に代えて、前記各第１の組み合わせビート周波数が、前記一定時間後に前記ビート周波数選択手段により選択される前記上昇部側及び下降部側の各ビート周波数を含む近傍周波数の中に存在するか否かにつき、前記対象物との距離及び相対速度の少なくとも一方に基づき行う判定手段を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のＦＭ−ＣＷレーダ装置。
一定部、上昇部及び下降部からなる波形の変調信号により周波数変調された送信信号を発生する送信信号発生手段と、
前記送信信号を電波として送信し、対象物により反射される前記電波を受信して受信信号を発生する送受信手段と、
前記送信信号と前記受信信号とを混合してビート信号を発生する混合手段と、前記一定部側、上昇部側及び下降部側の各ビート周波数を前記ビート信号からそれぞれ選択するビート周波数選択手段と、
前記対象物が複数である場合における前記上昇部側及び下降部側の各ビート周波数をそれぞれ一つずつ組み合わせて組み合わせビート周波数とし、これら各組み合わせビート周波数に基づき一定時間後の組み合わせビート周波数をそれぞれ予測するビート周波数予測手段と、
前記各組み合わせビート周波数が、前記一定時間後に前記ビート周波数選択手段により選択される前記上昇部側及び下降部側の各ビート周波数を含む近傍周波数の中に存在するとき、存在する予測組み合わせ周波数を、第１の組み合わせ周波数として設定する第１設定手段と、
前記一定時間後の前記一定部側のビート周波数ごとに相対速度を算出する第１算出手段と、
前記第１の組み合わせビート周波数ごとに相対速度を算出する第２算出手段と、
前記第１及び第２の算出手段による各算出相対速度が略一致する場合の組み合わせビート周波数を、第２の組み合わせビート周波数として設定する第２設定手段と、
この第２設定手段により設定される第２の組み合わせビート周波数に基づき前記対象物の情報を特定する特定手段とを備えるＦＭ−ＣＷレーダ装置。
前記ビート周波数予測手段に代えて、前記対象物が複数である場合における前記上昇部側及び下降部側の各ビート周波数をそれぞれ一つずつ組み合わせて組み合わせビート周波数とし、これら各組み合わせビート周波数に基づき前記対象物との相対速度及び距離の少なくとも一方を予測する対象物情報予測手段を備えることを特徴とする請求項４に記載のＦＭ−ＣＷレーダ装置。
前記第１設定手段に代えて、前記各組み合わせビート周波数が、前記一定時間後に前記ビート周波数選択手段により選択される前記上昇部側及び下降部側の各ビート周波数を含む近傍周波数の中に存在するか否かにつき、前記対象物との距離及び相対速度の少なくとも一方に基づき判定する判定手段を備えることを特徴とする請求項３又は４に記載のＦＭ−ＣＷレーダ装置。