JP2017203671A - Radar device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、レーダ波の送受信により移動体の外部に存在する目標との相対速度や距離を検出するレーダ装置に関するものである。 The present invention relates to a radar apparatus that detects a relative speed and distance from a target existing outside a moving body by transmitting and receiving radar waves.
従来のレーダ装置では、図６に示すように三角波状の変調信号により周波数を変調させ周波数が一つの周期で増減を繰り返す送信信号を、レーダ波として送信している。このレーダ波に対する目標からの反射波を受信して受信信号を発生するとともに、受信信号を送信信号とミキシングすることによりビート信号を発生させている。そして、このビート信号の周波数（以下、周波数ピークと称す）を、送信信号の周波数が増加するアップチャープ時及び周波数が減少するダウンチャープ時の掃引ごとに特定する。 In a conventional radar apparatus, as shown in FIG. 6, a transmission signal is modulated as a triangular wave-like modulation signal, and a transmission signal whose frequency is repeatedly increased and decreased in one cycle is transmitted as a radar wave. A reflected wave from the target with respect to the radar wave is received to generate a reception signal, and a beat signal is generated by mixing the reception signal with a transmission signal. Then, the frequency of the beat signal (hereinafter referred to as a frequency peak) is specified for each sweep at the time of up-chirp when the frequency of the transmission signal increases and at the time of down-chirp when the frequency decreases.
この特定されたアップチャープ時の周波数ピークｆｕ及びダウンチャープ時の周波数ピークｆｄに基づいて、下式（１）、（２）（または下式（３）、（４））を用いて、目標との距離Ｒや相対速度Ｖを算出する。ここで相対速度Ｖは離反する場合は正の値であり、接近する場合は負の値である。
以上のように、従来のレーダ装置では、アップチャープ時及びダウンチャープ時の周波数ピークｆｕ、ｆｄの対応付けにより、目標の距離Ｒ及び相対速度Ｖを検出可能である。
ただし、アップチャープ・ダウンチャープのそれぞれで得られた周波数ピークは同一目標の周波数ピークだとしても、ドップラシフトによるオフセットを生じている。特に、複数目標、すなわち周波数ピークが複数存在する環境においては、アップチャープ時のどの周波数ピークがダウンチャープ時の周波数ピークに対応するかの判定が必要となり、その判定は極めて困難である。
As described above, the conventional radar apparatus can detect the target distance R and the relative velocity V by associating the frequency peaks fu and fd during up-chirp and down-chirp.
However, even if the frequency peaks obtained by up-chirp and down-chirp are the same target frequency peak, an offset due to Doppler shift occurs. In particular, in an environment where there are a plurality of targets, that is, a plurality of frequency peaks, it is necessary to determine which frequency peak at the time of up-chirp corresponds to the frequency peak at the time of down-chirp, and this determination is extremely difficult.
この対策として、以下のような方法が開示されている（例えば特許文献１〜３参照）。
特許文献１では、アップチャープ時及びダウンチャープ時に得られた周波数ピークの対応付けにおいて、変調時間ごとに得られた周波数ピークを昇順に並べ、並びが保存される
ようにアップチャープ・ダウンチャープで得られた周波数ピークの対応付けを実施している。これにより、複数の目標環境に対応することができる。
しかしながら、この方法ではアップチャープ又はダウンチャープいずれかに目標以外の不要信号成分による周波数ピークが存在する場合、すなわち目標の探知状況がアップチャープとダウンチャープで異なり周波数ピークの数が合わない場合、周波数ピークの対応付け（以下、ペアリングと称す）が正確でなくなる可能性が高い。
As a countermeasure, the following method is disclosed (for example, see Patent Documents 1 to 3).
In Patent Document 1, in associating frequency peaks obtained during up-chirping and down-chirping, frequency peaks obtained for each modulation time are arranged in ascending order and obtained by up-chirping and down-chirping so that the arrangement is preserved. The associated frequency peak is associated. Thereby, it can respond to a some target environment.
However, in this method, if there is a frequency peak due to unwanted signal components other than the target in either up-chirp or down-chirp, that is, if the target detection status differs between up-chirp and down-chirp and the number of frequency peaks does not match, There is a high possibility that the peak association (hereinafter referred to as pairing) is not accurate.
特許文献２では、複数の目標物に関して検出されたアップチャープ時の周波数ピークとダウンチャープ時の周波数ピークとを各々の周波数ピークがもつ特徴量の差分のマハラノビス距離を用いて、アップチャープ時の周波数ピークとダウンチャープ時の周波数ピークのペアリングを行っている。しかしながらこの方法では、特徴量の差分がガウス分布に従わない場合はペアリングに失敗してしまう恐れがある。
In
一方、特許文献３では、アップチャープ・ダウンチャープごとに得られる周波数ピークを直接追尾し、時間方向に相関のとれた周波数ピーク時系列データを用いて、目標の距離と速度を算出している。
しかしながら、この方法では、似たような距離・速度に複数の目標がある場合には周波数ピークの追尾に失敗してしまい、目標の検知を正確に行えない恐れがある。
On the other hand, in Patent Document 3, the frequency peak obtained for each up-chirp and down-chirp is directly tracked, and the target distance and speed are calculated using frequency peak time-series data correlated in the time direction.
However, in this method, when there are a plurality of targets at similar distances and velocities, tracking of the frequency peak fails, and there is a possibility that the target cannot be detected accurately.
上述したように、特許文献１〜３に開示された従来の方法では、多目標環境や目標以外の不要信号成分による周波数ピークが存在する場合において周波数ピークの対応付けが正確でなくなる可能性が高いという課題があった。
また、特許文献３に開示された従来の方法では、似たような距離・速度・位置に複数目標がある場合には周波数ピークの追尾に失敗してしまい目標の検知を正確に行えない恐れがあった。
As described above, in the conventional methods disclosed in Patent Documents 1 to 3, when there is a frequency peak due to a multi-target environment or an unnecessary signal component other than the target, there is a high possibility that the frequency peak is not accurately associated. There was a problem.
Further, in the conventional method disclosed in Patent Document 3, when there are a plurality of targets at similar distances, velocities, and positions, tracking of the frequency peak may fail and the target may not be detected accurately. there were.
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、周波数ピークの識別結果を用いることで、より正確な周波数ピークのペアリングを行い、誤ペアリングによる誤検出を低減したレーダ装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-described problems. By using the identification result of the frequency peak, more accurate frequency peak pairing is performed, and erroneous detection due to erroneous pairing is reduced. The object is to provide a radar device.
この発明に係るレーダ装置は、周波数が一定の変調幅で周期的に増減する送信信号を発生し、送信信号を空間に放射する送信手段と、目標に反射された送信信号を受信して受信信号を取得し、受信信号と送信信号とを混合してビート信号を生成する受信手段と、送信信号の周波数が上昇するアップチャープ時のビート信号の周波数分布からアップチャープ時におけるビート信号の周波数ピークを特定し、送信信号の周波数が下降するダウンチャープ時のビート信号の周波数分布からダウンチャープ時におけるビート信号の周波数ピークを特定する周波数ピーク生成手段と、周波数ピーク生成手段で特定された周波数ピークのカテゴリを周波数ピークカテゴリとして識別して、その情報を周波数ピークに付与する周波数ピークカテゴリ識別手段と、アップチャープ時のビート周波数分布の周波数ピークとダウンチャープ時のビート周波数分布の周波数ピークを周波数ピークカテゴリ識別手段が識別した周波数ピークカテゴリに従ってペアリングして、同一目標を判定するようにした周波数ピークペアリング手段とを備えたものである。 A radar apparatus according to the present invention generates a transmission signal whose frequency periodically increases or decreases with a constant modulation width, and transmits the transmission signal to space, and receives the transmission signal reflected by the target and receives the received signal. The reception means for generating the beat signal by mixing the reception signal and the transmission signal, and the frequency peak of the beat signal at the time of up chirp from the frequency distribution of the beat signal at the time of up chirp in which the frequency of the transmission signal rises The frequency peak generation means for specifying the frequency peak of the beat signal at the time of down chirp from the frequency distribution of the beat signal at the time of down chirp in which the frequency of the transmission signal falls, and the category of the frequency peak specified by the frequency peak generation means Frequency peak category identification means for identifying a frequency peak category and assigning the information to the frequency peak , Frequency peak of beat frequency distribution during up-chirp and frequency peak of beat frequency distribution during down-chirp are paired according to the frequency peak category identified by the frequency peak category identification means to determine the same target And a pairing means.
また、この発明に係るレーダ装置は、周波数が一定の変調幅で周期的に増減する送信信号を発生し、送信信号を空間に放射する送信手段と、目標に反射された送信信号を受信して受信信号を取得し、受信信号と送信信号とを混合してビート信号を生成する受信手段と、送信信号の周波数が上昇するアップチャープ時のビート信号の周波数分布からアップチャープ時におけるビート信号の周波数ピークを特定し、送信信号の周波数が下降するダウンチャープ時のビート信号の周波数分布からダウンチャープ時におけるビート信号の周波数ピークを特定する周波数ピーク生成手段と、周波数ピーク生成手段で特定された周波数ピークのカテゴリを周波数ピークカテゴリとして識別して、その情報を周波数ピークに付与する周波数ピークカテゴリ識別手段と、複数個のアップチャープ期間に渡ってアップチャープ時のビート周波数分布の周波数ピークに対して追尾処理を行い、この追尾処理では周波数ピークカテゴリ識別手段により付与された周波数ピークカテゴリに従って周波数ピークの相関をとり、追尾処理で相関の取れた周波数ピークからアップチャープ時の周波数ピーク時系列データを生成するアップチャープ用周波数ピーク追尾手段と、アップチャープ時の周波数ピーク時系列データから目標のアップチャープ時の距離及び距離変化率をアップチャープ目標として算出するアップチャープ用目標検出手段と、複数個のダウンチャープ期間に渡ってダウンチャープ時のビート周波数分布の周波数ピークに対して追尾処理を行い、この追尾処理では周波数ピークカテゴリ識別手段により付与された周波数ピークカテゴリに従って周波数ピークの相関をとり、追尾処理で相関のとれた周波数ピークからダウンチャープ時の周波数ピーク時系列データを生成するダウンチャープ用周波数ピーク追尾手段と、ダウンチャープ時の周波数ピーク時系列データから目標のダウンチャープ時の距離及び距離変化率をダウンチャープ目標として算出するダウンチャープ用目標検出手段と、アップチャープ用目標検出手段が算出したアップチャープ目標とダウンチャープ用目標検出手段が算出したダウンチャープ目標とが同一の目標に対応するものか否かを判定する同一目標判定手段を備えたものである。 Further, the radar apparatus according to the present invention generates a transmission signal whose frequency is periodically increased or decreased with a constant modulation width, receives a transmission signal that radiates the transmission signal to space, and a transmission signal reflected by the target. The receiving means that obtains the received signal, mixes the received signal and the transmitted signal to generate the beat signal, and the frequency of the beat signal at the time of up chirp when the frequency of the transmitted signal rises, and the frequency of the beat signal at the time of up chirp Frequency peak generating means for identifying the peak of the beat signal at the time of down chirp from the frequency distribution of the beat signal at the time of down chirp where the frequency of the transmission signal falls, and the frequency peak specified by the frequency peak generating means Is identified as a frequency peak category, and that information is assigned to the frequency peak. And tracking processing for the frequency peak of the beat frequency distribution during up-chirping over a plurality of up-chirp periods, and in this tracking processing, the frequency peak is determined according to the frequency peak category assigned by the frequency peak category identification means. Frequency peak tracking means for up chirp that generates correlations and generates frequency peak time-series data at the time of up-chirping from the correlated frequency peaks obtained by tracking processing, and at the time of target up-chirping from the frequency peak time-series data at the time of up-chirping Up-chirp target detection means for calculating the distance and the rate of change of distance as an up-chirp target, and tracking processing is performed for frequency peaks of beat frequency distribution during down-chirp over a plurality of down-chirp periods. In processing, frequency peak category identification means Frequency peak tracking means for down chirp that generates frequency peak time-series data at the time of down chirp from the frequency peak that has been correlated by tracking processing according to the assigned frequency peak category, and at the time of down chirp Down chirp target detection means for calculating the distance and the rate of distance change at the time of target down chirp from frequency peak time series data as a down chirp target, and up chirp target and down chirp target detection calculated by the up chirp target detection means The same target determination means for determining whether or not the down chirp target calculated by the means corresponds to the same target is provided.
この発明は上記のように構成したので、多目標がある環境であっても、周波数ピークのペアリングの精度を高め、誤ペアリングにより目標の誤検知を低減することで、正確に目標との距離および相対速度を算出することができるレーダ装置が得られる。 Since the present invention is configured as described above, even in an environment with multiple targets, the accuracy of frequency peak pairing is improved, and false detection of targets is reduced by erroneous pairing. A radar apparatus capable of calculating the distance and the relative speed is obtained.
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１に係るレーダ装置を図１から図３及び図６に基づいて詳細に説明する。ここでは特にＦＭＣＷ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）レーダ装置について説明する。 図１はこの発明の実施の形態１に係るレーダ装置の構成を示すブロック図である。 図１に示すようにレーダ装置は、周波数が一定の変調幅で周期的に増減する送信信号を発生して空間に放射する送信手段１、送信手段１からの送信信号が目標に反射された受信信号を受信して、この受信信号と送信手段１からの送信信号とを混合してビート信号を生成する受信手段２、送信信号の周波数が上昇するアップチャープ時と送信信号の周波数が下降するダウンチャープ時のビート周波数分布の周波数ピークを特定する周波数ピーク生成手段３、周波数ピーク生成手段３で特定された周波数ピークカテゴリを周波数ピークカテゴリとして識別して、その情報を周波数ピークに付与する周波数ピークカテゴリ識別手段４、アップチャープ時のビート周波数分布の周波数ピークとダウンチャープ時のビート周波数分布の周波数ピークを周波数ピークカテゴリ識別手段４が識別した周波数ピークカテゴリに従ってペアリングする周波数ピークペアリング手段５から構成されている。
Embodiment 1 FIG.
Hereinafter, a radar apparatus according to Embodiment 1 of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 3 and FIG. Here, an FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave) radar apparatus will be particularly described. 1 is a block diagram showing a configuration of a radar apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. As shown in FIG. 1, the radar apparatus generates a transmission signal whose frequency is periodically increased or decreased with a constant modulation width and radiates it to the space, and receives the transmission signal from the transmission means 1 reflected on the target. The
送信手段１は、三角波の周期信号を発生して変調信号とする三角波発生部１１と、三角波発生部１１からの変調信号に基づいて搬送波を周波数変調して送信信号を発生する送信器１２と、送信器１２からの送信信号を外部空間に放射する送信アンテナ１３とで構成されている。
受信手段２は、送信手段１から送信された送信信号が目標によって反射された受信信号を受信する受信アンテナ２１と、受信アンテナ２１により受信された受信信号と送信器１２が発生した送信信号とからビート信号を生成する受信器２２と、受信器２２により生成されたビート信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２３によって構成されている。
The transmission means 1 includes a triangular wave generation unit 11 that generates a triangular wave periodic signal to generate a modulation signal, a
The
次に、この発明の実施の形態１に係るレーダ装置の動作を説明する。
送信手段１は、三角波発生部１１で発生した三角波の周期信号を送信器１２に供給し、送信器１２は搬送波を周波数変調して送信信号を発生して、送信アンテナ１３から周波数が一定の変調幅で周期的に増減する送信信号を空間に放射する。具体的には、送信信号の周波数は、図６に示すように周波数変位幅Ｂの範囲で、送信信号の周波数が上昇するアップチャープもしくは送信信号の周波数が下降するダウンチャープの各変調時間Ｔで変化する。
Next, the operation of the radar apparatus according to Embodiment 1 of the present invention will be described.
The transmission means 1 supplies the periodic signal of the triangular wave generated by the triangular wave generator 11 to the
受信手段２は、送信手段１が送信した送信信号が目標によって反射された受信信号を受信アンテナ２１により受信して、受信器２２で受信信号と送信器１２が発生した送信信号とからビート信号を生成し、ビート信号はＡ／Ｄ変換器２３によってデジタル信号に変換され、周波数ピーク生成手段３に出力する。
The
周波数ピーク生成手段３は、高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）などを用いて、ビート信号の周波数分析を行う。さらに周波数ピーク生成手段３は、送信信号の周波数が上昇するアップチャープ時のビート信号からアップチャープ時のビート周波数分布を求め、この周波数分布からアップチャープ時におけるビート信号のピーク（以下、周波数ピークと呼ぶ）を特定し、送信信号の周波数が下降するダウンチャープ時のビート信号からダウンチャープ時のビート周波数分布を求め、この周波数分布からダウンチャープ時におけるビート信号の周波数ピークを特定する。
このように周波数ピーク生成手段３は、ビート信号の周波数分布からアップチャープにおけるビート信号の周波数ピークと、ダウンチャープにおけるビート信号の周波数ピークを抽出する。周波数ピーク生成手段３によって、アップチャープ時及びダウンチャープ時それぞれで得られた周波数ピークは周波数ピークカテゴリ識別手段４に出力さる。
The frequency peak generating means 3 performs frequency analysis of the beat signal by using a fast Fourier transform (FFT) or the like. Further, the frequency peak generating means 3 obtains the beat frequency distribution at the time of up chirp from the beat signal at the time of up chirp at which the frequency of the transmission signal rises, and from this frequency distribution, the peak of the beat signal at the time of up chirp (hereinafter referred to as the frequency peak). The beat frequency distribution at the time of down chirp is obtained from the beat signal at the time of down chirp at which the frequency of the transmission signal falls, and the frequency peak of the beat signal at the time of down chirp is specified from this frequency distribution.
Thus, the frequency peak generating means 3 extracts the frequency peak of the beat signal in the up chirp and the frequency peak of the beat signal in the down chirp from the frequency distribution of the beat signal. The frequency peak generated by the frequency peak generating means 3 is output to the frequency peak category identifying means 4 at the time of up-chirping and at the time of down-chirping.
周波数ピークカテゴリ識別手段４は、周波数ピークの電力や測角値（以下、角度と称する）などの周波数ピークが持つ一つまたは複数の特徴量から、周波数ピーク生成手段３で特定された周波数ピークのカテゴリを周波数ピークカテゴリとして識別して、そのカテゴリ情報を該周波数ピークに付与する。また周波数ピークカテゴリ識別手段４は、例えば、あらかじめ取得したカテゴリごとの周波数ピークのデータ（学習データ）とＳＶＭ（サポートベクタ―マシーン）などからあらかじめ識別器を学習させておき、その識別器を用いて、周波数ピークのカテゴリを識別してもよいし、その他の識別手法を用いて識別してもよい。
なお、周波数ピークカテゴリ識別手段４で識別される周波数ピークカテゴリは、例えば車両や人などの意味を持ったカテゴリでもよいし、事前に取得した周波数ピークデータとその特徴量から、Ｋ−ｍｅａｎｓ法などの機械学習の手法を用いて学習させた、意味を持たないカテゴリでもよい。
The frequency peak
The frequency peak category identified by the frequency peak
周波数ピークペアリング手段５は、アップチャープ時のビート周波数分布の周波数ピークとダウンチャープ時のビート周波数分布の周波数ピークを、周波数ピークカテゴリ識別手段４が識別した周波数ピークカテゴリに従ってペアリングし、同一目標を判定するようにして、目標との距離・速度を算出する。ペアリングは、周波数ピークカテゴリと周波数ピークが持つ一つまたは複数の特徴量に従って行う。
The frequency peak pairing means 5 pairs the frequency peak of the beat frequency distribution at the time of up-chirping with the frequency peak of the beat frequency distribution at the time of down-chirp according to the frequency peak category identified by the frequency peak
次いで周波数ピークペアリング手段５が行うペアリングについて詳しく述べる。なお、周波数ピークが特徴量として電力、角度を有する場合を例にして、ペアリングの方法を説明する。
また、周波数ピークカテゴリ識別手段４は、アップチャープ時の周波数ピークカテゴリをＣｕ１、Ｃｕ２、Ｃｕ３、Ｃｕ４の４つのカテゴリに識別し、ダウンチャープ時の周波数ピークカテゴリをＣｄ１、Ｃｄ２、Ｃｄ３、Ｃｄ４の４つのカテゴリに識別する場合を例として説明する。さらに説明のため、前記のカテゴリはそれぞれ意味（車両や人などの物体）を持つ情報とし、Ｃｕ１とＣｄ１は車両、Ｃｕ２とＣｄ２は軽車両、Ｃｕ３とＣｄ３は人、Ｃｕ４とＣｄ４はその他を表すこととする。
Next, the pairing performed by the frequency peak pairing means 5 will be described in detail. Note that the pairing method will be described by taking as an example a case where the frequency peak has power and angle as the feature amount.
The frequency peak category identifying means 4 identifies the frequency peak category at the time of up-chirping into four categories of Cu1, Cu2, Cu3, and Cu4, and the frequency peak category at the time of down-chirping as 4 of Cd1, Cd2, Cd3, and Cd4. A case of identifying one category will be described as an example. For further explanation, the above categories are information having meanings (objects such as vehicles and people), Cu1 and Cd1 are vehicles, Cu2 and Cd2 are light vehicles, Cu3 and Cd3 are people, and Cu4 and Cd4 are others. I will do it.
周波数ピークペアリング手段５は、周波数ピークが有する特徴量から評価値（電力値の差、角度の差など）を計算し、評価値が予め設定した判定条件を満たす場合にペアリングを行う。ペアリングの判定は、例えば式（５）〜（６）の条件を同時に満足する場合、または式（７）のような条件を満足する場合に同一目標と判定する。
式（５）〜（７）で、アップチャープ時の周波数ピークの電力をＰｕ、角度をθｕと表している。また、ダウンチャープ時の周波数ピークの電力をＰｄ、角度をθｄと表している。また、ＴｈｒｅｓｈＰ、Ｔｈｒｅｓｈθ、ＴｈｒｅｓｈＰθはそれぞれ閾値を表し、Ｗｐ、Ｗθはそれぞれ重み付けの係数を表す。
｜Ｐｕ−Ｐｄ｜＜ＴｈｒｅｓｈＰ ・・・（５）
｜θｕ−θｄ｜＜Ｔｈｒｅｓｈθ ・・・（６）
Ｗｐ（Ｐｕ−Ｐｄ）２＋Ｗθ（θｕ−θｄ）２＜ＴｈｒｅｓｈＰθ ・・（７）
The frequency peak pairing means 5 calculates an evaluation value (power value difference, angle difference, etc.) from the feature quantity of the frequency peak, and performs pairing when the evaluation value satisfies a predetermined determination condition. The pairing is determined to be the same target when, for example, the conditions of Expressions (5) to (6) are satisfied at the same time, or when the conditions of Expression (7) are satisfied.
In Expressions (5) to (7), the power at the frequency peak at the time of up-chirp is represented as Pu and the angle is represented as θu. Further, the power of the frequency peak at the time of down chirp is represented as Pd, and the angle is represented as θd. ThreshP, Threthθ, and ThrethPθ represent threshold values, and Wp and Wθ represent weighting coefficients, respectively.
| Pu−Pd | <ThreshP (5)
| Θu−θd | <Threshθ (6)
Wp (Pu−Pd) 2 + Wθ (θu−θd) 2 <ThreshPθ (7)
このとき、周波数ピークペアリング手段５は、ペアリングの対象となっている周波数ピークカテゴリごとに閾値ＴｈｒｅｓｈＰ、Ｔｈｒｅｓｈθ、ＴｈｒｅｓｈＰθを切り替える。また式（７）において重み付け係数Ｗｐ、Ｗθを切り替えてもよい。
ここで例えば、車両から反射される信号からは電力が安定して得られるため、アップチャープ時とダウンチャープ時とでは電力の変化が小さく、人から反射される信号は電力が安定して得られないため、アップチャープ時とダウンチャープ時とでは電力の変化が大きいという特性があった場合、ペアリングの対象としている周波数ピークカテゴリが、車両（Ｃｕ１またはＣｄ１）なら閾値ＴｈｒｅｓｈＰを小さくする、人（Ｃｕ３またはＣｄ３）なら閾値ＴｈｒｅｓｈＰを大きくすることで車両から得られる周波数ピークと人から得られる周波数ピークの誤ペアリングを防ぐことができる。
At this time, the frequency peak pairing means 5 switches the threshold value ThreshP, Threshθ, ThreshPθ for each frequency peak category that is a pairing target. Further, the weighting coefficients Wp and Wθ may be switched in the equation (7).
Here, for example, since the power is stably obtained from the signal reflected from the vehicle, the change in power is small between the up-chirp and the down-chirp, and the signal reflected from the person is obtained stably. Therefore, if there is a characteristic that the change in power is large between up-chirp and down-chirp, if the frequency peak category to be paired is a vehicle (Cu1 or Cd1), the threshold ThreshP is reduced. If Cu3 or Cd3), it is possible to prevent erroneous pairing between the frequency peak obtained from the vehicle and the frequency peak obtained from a person by increasing the threshold ThreshP.
また、周波数ピークペアリング手段５は、アップチャープ時の周波数ピークカテゴリとダウンチャープ時の周波数ピークカテゴリの組み合わせごとに、閾値ＴｈｒｅｓｈＰ、Ｔｈｒｅｓｈθ、ＴｈｒｅｓｈＰθを切り替えてもよい。
例えば、周波数ピークペアリング手段５が識別する識別結果が必ず正しい場合は、同じカテゴリのときのみペアリングを行うようにすれば誤ペアリングを防ぐことができる。具体的には、式（５）〜（７）において、同じ周波数ピークカテゴリの組み合わせのときのみ各閾値を０より大きい値に設定し、異なる周波数ピークカテゴリの組み合わせの場合は各閾値を０にすれば、同じカテゴリのときのみペアリング条件を満たすことになる。
Further, the frequency peak pairing means 5 may switch the threshold values ThreshP, Threshθ, and ThreshPθ for each combination of the frequency peak category at the time of up-chirping and the frequency peak category at the time of down-chirping.
For example, if the identification result identified by the frequency peak pairing means 5 is always correct, it is possible to prevent erroneous pairing by performing pairing only in the same category. Specifically, in formulas (5) to (7), each threshold is set to a value greater than 0 only when the same frequency peak category is combined, and each threshold is set to 0 when different frequency peak categories are combined. For example, the pairing condition is satisfied only in the same category.
次いで、周波数ピークペアリング手段５は、ペアリングの判定条件に式（５）と式（６）を用いる場合、式（５）と式（６）を同時に満足するペアが複数存在すれば、式（５）と式（６）のいずれかの評価値が最小となる組み合わせを選択してアップチャープ時の周波数ピークとダウンチャープ時の周波数ピークをペアリングする。また、周波数ピークペアリング手段５は、ペアリングの判定条件に式（７）を用いる場合、式（７）を満足するペアが複数存在すれば、式（７）の評価値が最小となる組み合わせを選択してアップチャープ時の周波数ピークとダウンチャープ時の周波数ピークをペアリングする。 Next, when using the equations (5) and (6) as the pairing determination condition, the frequency peak pairing means 5 can calculate the equation if there are a plurality of pairs that simultaneously satisfy the equations (5) and (6). The combination that minimizes the evaluation value of either (5) or (6) is selected, and the frequency peak during up-chirping and the frequency peak during down-chirping are paired. In addition, when the expression (7) is used as the pairing determination condition, the frequency peak pairing means 5 is a combination that minimizes the evaluation value of the expression (7) if there are a plurality of pairs that satisfy the expression (7). Select to pair the frequency peak during up-chirp and the frequency peak during down-chirp.
また、式（５）と式（６）を同時に満足する、または式（７）を満足するペアが複数存在する場合には、同じカテゴリのペアを優先するようにしてもよいし、カテゴリの組み合わせに従ってペアリングを行ってもよい。例えば周波数ピークの識別結果において目標が車両である場合に、軽車両（Ｃｕ２またはＣｄ２）と誤識別される確率より人（Ｃｕ３またはＣｄ３）と誤識別される確率が低いと分かっていれば、アップチャープの周波数ピークカテゴリが車両Ｃｕ１の場合、ダウンチャープの周波数ピークにおいてカテゴリが人Ｃｄ３である周波数ピークよりカテゴリが軽車両Ｃｄ２である周波数ピークを優先してペアリングすることで誤ペアリングを低減できる。 In addition, when there are a plurality of pairs that satisfy Expression (5) and Expression (6) at the same time, or satisfy Expression (7), a pair of the same category may be given priority, or a combination of categories. You may perform pairing according to. For example, if the target is a vehicle in the frequency peak identification result, it is up if it is known that the probability of misidentification as a person (Cu3 or Cd3) is lower than the probability of misidentification as a light vehicle (Cu2 or Cd2). When the frequency peak category of the chirp is the vehicle Cu1, erroneous pairing can be reduced by giving priority to the frequency peak whose category is the light vehicle Cd2 over the frequency peak whose category is the person Cd3 in the frequency peak of the down chirp. .
さらに、図２に示す表図のように、周波数ピークカテゴリ識別手段４が識別する周波数ピークカテゴリは、カテゴリ間（カテゴリの組み合わせごと）の類似度を表したカテゴリ間類似度Ｓｉｊを設定し、カテゴリ間類似度Ｓｉｊと他の特徴量とを併用してペアリングを行ってもよい。ここでカテゴリ間類似度Ｓｉｊの下付き文字ｉ、ｊは周波数ピークカテゴリのインデックスを表し、例えばカテゴリＣｕ１とＣｄ４のカテゴリ間類似度はＳ１４と表される。
カテゴリ間類似度Ｓｉｊは、周波数ピークカテゴリ識別手段４の識別性能やその他のさまざまな特性から、ヒューリスティックに、またはサンプルデータから学習させるなどして設定する。またカテゴリ間類似度Ｓｉｊは周波数ピークカテゴリ識別手段４が行う識別結果においてアップチャープ時の周波数ピークを識別するときの識別能力と、ダウンチャープ時の周波数ピークを識別するときの識別能力に特に差異がなければ、図２の表図における対角成分ＳｉｊとＳｊｉは区別しなくてもよい。以下の説明では区別しない場合について説明する。
Further, as shown in the table in FIG. 2, the frequency peak category identified by the frequency peak
The similarity between categories S ij is set based on the identification performance of the frequency peak
前述の例では、周波数ピークペアリング手段５において、式（５）と式（６）または式（７）に従ってペアリングを行うこととしたが、アップチャープの周波数ピークカテゴリとダウンチャープの周波数ピークカテゴリのカテゴリ間類似度Ｓｉｊに応じて閾値ＴｈｒｅｓｈＰ、Ｔｈｒｅｓｈθ、ＴｈｒｅｓｈＰθを変更する、または式（８）の左辺のような評価値を計算し、評価値が閾値ＴｈｒｅｓｈＡ以下の場合にペアリングを行うようにしてもよい。式（８）においてＷｓはカテゴリ間類似度Ｓｉｊに対する重み付けの係数を表す。
Ｗｐ（Ｐｕ−Ｐｄ）２＋（θｕ―θｄ）２＋ＷｓＳｉｊ＜ＴｈｒｅｓｈＡ （８）
In the above example, the frequency peak pairing means 5 performs the pairing according to the equation (5) and the equation (6) or the equation (7), but the up-chirp frequency peak category and the down-chirp frequency peak category. The threshold values ThreshP, Threshθ, and ThreshPθ are changed according to the inter-category similarity S ij , or an evaluation value such as the left side of Equation (8) is calculated, and pairing is performed when the evaluation value is equal to or less than the threshold value ThreshA It may be. In Expression (8), Ws represents a weighting coefficient for the similarity between categories S ij .
Wp (Pu−Pd) 2 + (θu−θd) 2 + WsS ij <ThreshA (8)
ここで周波数ピークカテゴリ識別手段４が行う周波数ピークカテゴリの識別結果において、例えば、目標が車両である場合に軽車両（Ｃｕ２またはＣｄ２）と識別してしまう確率より人（Ｃｕ３またはＣｄ３）と識別されてしまう確率のほうが小さいと分かっていれば、Ｓ１３を小さく、Ｓ１２を大きくすることで、式（８）を用いた時の誤ペアリングを低減することができる。 Here, in the identification result of the frequency peak category performed by the frequency peak category identifying means 4, for example, when the target is a vehicle, the person is identified as a person (Cu3 or Cd3) from the probability of being identified as a light vehicle (Cu2 or Cd2). if you know the by thus better probability is small, reducing the S 13, by increasing the S 12, it is possible to reduce erroneous pairing when using equation (8).
また、評価値を計算する式（５）〜（８）は一例に過ぎず、識別の手段や精度などの条件から様々な評価式が考えられるため、式（９）のように周波数ピークの特徴量とカテゴリ間類似度の関数ｇの値を評価値として設定してもよいし、関数ｇを用いて式（１０）のような条件にしてもよい。なお、式（９）のＴｈｒｅｓｈＢは閾値を、式（１０）でＴｈｒｅｓｈminは下限閾値を、Ｔｈｒｅｓｈmaxは上限閾値を表す。
ｇ（Ｐｕ、Ｐｄ、θｕ、θｄ、Ｓｉｊ）＜ＴｈｒｅｓｈＢ ・・（９）
Ｔｈｒｅｓｈmin＜ｇ（Ｐｕ、Ｐｄ、θｕ、θｄ、Ｓｉｊ）＜Ｔｈｒｅｓｈmax
・・（１０）
In addition, the formulas (5) to (8) for calculating the evaluation value are merely examples, and various evaluation formulas can be considered based on conditions such as identification means and accuracy. Therefore, the characteristics of the frequency peak as in formula (9) The value of the function g of the quantity and the similarity between categories may be set as an evaluation value, or a condition such as Expression (10) may be set using the function g. In Expression (9), ThreshB represents a threshold, in Expression (10) Threshmin represents a lower limit threshold, and Thremax represents an upper limit threshold.
g (Pu, Pd, θu, θd, S ij ) <ThreshB (9)
Threshmin <g (Pu, Pd, θu, θd, S ij ) <Thremax
(10)
また、この実施の形態では、送信手段１で放射する送信信号は、図６の信号に変えて図３のようにし、１周期で同じチャープの周波数ピークをｎ回得られるようにしてもよい。この場合、２ｎＴが十分小さければ、同じ目標から生成される周波数ピークは、略同じ周波数に現れる。略同じ周波数に現れる複数の周波数ピークをグループ化し、グループ化した複数の周波数ピークから得られる特徴量の分散や平均値を算出し、周波数ピークカテゴリ識別手段４で行う識別処理や周波数ピークペアリング手段５で行うペアリング判定にこれらの特徴量を用いてもよい。
In this embodiment, the transmission signal radiated by the transmission means 1 may be changed to the signal of FIG. 6 as shown in FIG. 3 so that the same chirp frequency peak can be obtained n times in one cycle. In this case, if 2nT is sufficiently small, frequency peaks generated from the same target appear at substantially the same frequency. A plurality of frequency peaks appearing at substantially the same frequency are grouped, a variance and an average value of feature amounts obtained from the plurality of grouped frequency peaks are calculated, and an identification process and frequency peak pairing means performed by the frequency peak category identifying means 4 These feature values may be used for the pairing determination performed in
さらにこの実施の形態では、周波数ピークの特徴量として電力、角度を用いる方法について述べたが、周波数ピーク周辺の電力の区間積分値などの他の特徴量が得られる場合は他の特徴量を用いてもよい。
またこの実施の形態では説明のために、周波数ピークカテゴリ識別手段４が識別するアップチャープ時及びダウンチャープ時の周波数ピークカテゴリはそれぞれ４つとしたが、識別するカテゴリの数は２つ以上であれば４つに限られない。
Furthermore, in this embodiment, the method using power and angle as the frequency peak feature value has been described. However, when other feature values such as the interval integral value of power around the frequency peak can be obtained, other feature values are used. May be.
In this embodiment, for the sake of explanation, the frequency peak category identifying means 4 identifies four frequency peak categories at the time of up-chirping and down-chirping. However, if the number of categories to be identified is two or more, It is not limited to four.
以上のように実施の形態１の発明によれば、周波数ピークに付与された周波数ピークカテゴリを識別し、カテゴリ識別結果を用いて周波数ピークのペアリングを行うような構成にしたので、多目標がある環境においても周波数ピークの誤ペアリングによる目標の誤検知を低減することが可能となる。 As described above, according to the first embodiment, the frequency peak category assigned to the frequency peak is identified, and the frequency peak pairing is performed using the category identification result. Even in a certain environment, it is possible to reduce false detection of a target due to erroneous pairing of frequency peaks.
実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２に係るレーダ装置を図４及び図５に基づいて詳細に説明する。
図５はこの発明の実施の形態２に係るレーダ装置の構成を示すブロック図である。
図５に示すように実施の形態２のレーダ装置は、図１に示す実施の形態１に係るレーダ装置の、周波数ピークペアリング手段５を削除し、アップチャープ用周波数ピーク追尾手段６、ダウンチャープ用周波数ピーク追尾手段７、アップチャープ用目標検出手段８、ダウンチャープ用目標検出手段９、アップチャープ用目標カテゴリ識別手段１０、ダウンチャープ用目標カテゴリ識別手段１４、同一目標判定手段１５、目標カテゴリ識別手段１６、目標情報記憶手段１７を追加したものである。その他の構成は実施の形態１と同様であり、同一あるいは相当部分には同一符号を付してその説明を省略する。
Next, a radar apparatus according to
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a radar apparatus according to
As shown in FIG. 5, the radar apparatus according to the second embodiment deletes the frequency peak pairing means 5 from the radar apparatus according to the first embodiment shown in FIG. Frequency peak tracking means 7, up-chirp target detection means 8, down-chirp target detection means 9, up-chirp target category identification means 10, down-chirp target category identification means 14, identical target determination means 15, target category identification Means 16 and target information storage means 17 are added. Other configurations are the same as those of the first embodiment, and the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
アップチャープ用周波数ピーク追尾手段６は、複数個のアップチャープ期間に渡ってアップチャープ時のビート周波数分布の周波数ピークに対して追尾処理を行い、この追尾処理では周波数ピークカテゴリ識別手段４により付与された周波数ピークカテゴリに従って周波数ピークの相関をとり、追尾処理で相関の取れた周波数ピークからアップチャープ時の周波数ピーク時系列データを生成する。
即ち、アップチャープ用周波数ピーク追尾手段６は、周波数ピークカテゴリ識別手段４から得られる周波数ピークカテゴリが付与されたアップチャープ時の周波数ピークに基づいて追尾処理を実施し、複数周期のアップチャープ間で相関のとれた周波数ピークを目標の周波数ピークとして得るものである。アップチャープ用周波数ピーク追尾手段６は、得られた目標の周波数ピークの周波数の平滑値と周波数変化量をアップチャープ用目標検出手段８に出力する。
The frequency peak tracking means 6 for up-chirp performs a tracking process on the frequency peaks of the beat frequency distribution during up-chirping over a plurality of up-chirp periods. In this tracking process, the frequency peak category identifying means 4 gives it. The frequency peak is correlated according to the frequency peak category, and frequency peak time-series data at the time of up-chirp is generated from the frequency peak correlated by the tracking process.
In other words, the up-chirp frequency peak tracking means 6 performs the tracking process based on the frequency peak at the time of up-chirp to which the frequency peak category obtained from the frequency peak category identifying means 4 is assigned, and between the up-chirps of a plurality of periods. A correlated frequency peak is obtained as a target frequency peak. The up-chirp frequency peak tracking means 6 outputs the obtained smooth value and frequency change amount of the target frequency peak to the up-chirp target detection means 8.
ダウンチャープ用周波数ピーク追尾手段７は、複数個のダウンチャープ期間に渡ってダウンチャープ時のビート周波数分布の周波数ピークに対して追尾処理を行い、この追尾処理では周波数ピークカテゴリ識別手段４により付与された周波数ピークカテゴリに従って周波数ピークの相関をとり、追尾処理で相関のとれた周波数ピークからダウンチャープ時の周波数ピーク時系列データを生成する。
即ち、ダウンチャープ用周波数ピーク追尾手段７は、周波数ピークカテゴリ識別手段４から得られる周波数ピークカテゴリが付与されたダウンチャープ時の周波数ピークに基づいて追尾処理を実施し、複数周期のダウンチャープ間で相関のとれた周波数ピークを目標の周波数ピークとして得るものである。ダウンチャープ用周波数ピーク追尾手段７は、得られた目標の周波数ピークの周波数の平滑値と周波数変化量をダウンチャープ用目標検出手段９に出力する。
アップチャープ用周波数ピーク追尾手段６及びダウンチャープ用周波数ピーク追尾手段７の詳細な動作については後述する。
The frequency peak tracking means 7 for down chirp performs a tracking process on the frequency peaks of the beat frequency distribution during the down chirp over a plurality of down chirp periods. In this tracking process, the frequency peak category identification means 4 gives the tracking peak. The frequency peaks are correlated according to the frequency peak category, and the frequency peak time-series data at the time of down-chirp is generated from the correlated frequency peaks in the tracking process.
That is, the frequency peak tracking means 7 for down chirp performs a tracking process based on the frequency peak at the time of down chirp to which the frequency peak category obtained from the frequency peak category identifying means 4 is assigned, and between the down chirps of a plurality of periods. A correlated frequency peak is obtained as a target frequency peak. The down chirp frequency peak tracking means 7 outputs the obtained smoothed value of the frequency of the target frequency peak and the frequency change amount to the down chirp target detection means 9.
Detailed operations of the up-chirp frequency peak tracking means 6 and the down-chirp frequency peak tracking means 7 will be described later.
アップチャープ用目標検出手段８は、アップチャープ用周波数ピーク追尾手段６によって得られた、アップチャープ時の周波数ピークの時系列データを入力とし、アップチャープ用周波数ピーク追尾手段６で追尾処理された周波数ピーク時系列データから式（１１）及び（１２）を用いて、距離変化率Ｖｕ、距離Ｒｕをアップチャープ目標として算出するものである。
ダウンチャープ用目標検出手段９は、ダウンチャープ用周波数ピーク追尾手段７によって、得られたダウンチャープ時の周波数ピークの時系列データを入力とし、ダウンチャープ用周波数ピーク追尾手段７で追尾処理された周波数ピーク時系列データから式（１３）及び（１４）を用いて、距離変化率Ｖｄ、距離Ｒｄをダウンチャープ目標として算出するものである。
アップチャープ用目標カテゴリ識別手段１０は、アップチャープの周波数ピークの時系列データから得られたアップチャープ目標の距離・距離変化率や周波数ピークの電力や角度などの時系列データから、アップチャープ目標のカテゴリをアップチャープ目標カテゴリとして識別して、その情報をアップチャープ目標に付与する。アップチャープ用目標カテゴリ識別手段１０でアップチャープ目標カテゴリが付与されたアップチャープ目標は同一目標判定手段１５に出力される。
またアップチャープ用目標カテゴリ識別手段１０は、例えば、あらかじめ取得したカテゴリごとのアップチャープ目標のデータ（学習データ）とＳＶＭ（サポートベクタ―マシーン）などからあらかじめ識別器を学習させておき、その識別器を用いてアップチャープ用目標のカテゴリを識別してもよいし、その他の識別手法を用いて識別してもよい。
The up-chirp target category identification means 10 determines the up-chirp target from time-series data such as the distance / distance change rate of the up-chirp target and the power and angle of the frequency peak obtained from the time-series data of the up-chirp frequency peak. The category is identified as an up-chirp target category, and that information is assigned to the up-chirp target. The up-chirp target to which the up-chirp target category is given by the up-chirp target
The up-chirp target category identifying means 10 learns a classifier in advance from, for example, pre-chirp target data (learning data) and SVM (support vector-machine) for each category acquired in advance. May be used to identify the target category for up-chirp, or may be identified using other identification methods.
ダウンチャープ用目標カテゴリ識別手段１４は、ダウンチャープの周波数ピークの時系列データから得られたダウンチャープ目標の距離・距離変化率や周波数ピークの電力や角度などの時系列データから、ダウンチャープ目標のカテゴリをダウンチャープ目標カテゴリとして識別して、その情報をダウンチャープ目標に付与する。ダウンチャープ用目標カテゴリ識別手段１４でダウンチャープ目標カテゴリが付与されたダウンチャープ目標は同一目標判定手段１５に出力される。
またダウンチャープ用目標カテゴリ識別手段１４は、例えば、あらかじめ取得したカテゴリごとのダウンチャープ目標のデータ（学習データ）とＳＶＭ（サポートベクタ―マシーン）などからあらかじめ識別器を学習させておき、その識別器を用いてダウンチャープ用目標のカテゴリを識別してもよいし、その他の識別手法を用いて識別してもよい。
The down-chirp target category identifying means 14 determines the down-chirp target from the time-series data such as the distance / distance change rate of the down-chirp target and the power and angle of the frequency peak obtained from the time-series data of the down-chirp frequency peak. Identify the category as a down-chirp target category and give that information to the down-chirp target. The down-chirp target to which the down-chirp target category is assigned by the down-chirp target
Further, the down chirp target category identifying means 14 learns a discriminator in advance from data (learning data), SVM (support vector-machine), etc. of the down chirp target for each category acquired in advance, and the discriminator. The target category for down chirp may be identified using, or may be identified using other identification methods.
アップチャープ用目標カテゴリ識別手段１０及びダウンチャープ用目標カテゴリ識別手段１４が識別するカテゴリは、例えば車両、人などの意味を持ったカテゴリでもよいし、事前に取得したデータから、Ｋ−ｍｅａｎｓ法などのクラスタリング手法を用いて機械学習させた、意味を持たないカテゴリでもよい。 The category identified by the up-chirp target category identification means 10 and the down-chirp target category identification means 14 may be a category having a meaning such as a vehicle or a person, or may be a K-means method based on data acquired in advance. It may be a category having no meaning that is machine-learned using the above clustering method.
次いで同一目標判定手段１５は、アップチャープ用目標カテゴリ識別手段１０から出力されるアップチャープ目標カテゴリとアップチャープ用目標検出手段８で算出したアップチャープ目標の距離、距離変化率と、ダウンチャープ用目標カテゴリ識別手段１４から出力されるダウンチャープ目標カテゴリとダウンチャープ用目標検出手段９で算出したダウンチャープ目標の距離、距離変化率を用いて、アップチャープ目標とダウンチャープ目標が同一の目標であるかを判定する。 Next, the same target determination means 15 outputs the up-chirp target category output from the up-chirp target category identification means 10, the distance of the up-chirp target calculated by the up-chirp target detection means 8, the distance change rate, and the down-chirp target. Whether the up-chirp target and the down-chirp target are the same target using the down-chirp target category output from the category identifying means 14 and the distance and distance change rate of the down-chirp target calculated by the down-chirp target detecting means 9 Determine.
周波数ピークから電力や角度などの情報が得られる場合はその情報をチャープごとに検出された目標に付与し、同一目標判定に利用してもよい。また、同一目標判定手段１５は同一目標であると判定されたアップチャープ目標とダウンチャープ目標から、式（３）、式（４）などを用いて目標の距離・速度を算出する目標情報算出手段（図示省略）を有している。ここで同一目標判定手段１５は、式（３）、式（４）の周波数ピークの代わりに周波数ピークの平滑値を用いて距離・速度を算出し、距離・速度推定値としてもよい。 When information such as power and angle is obtained from the frequency peak, the information may be assigned to the target detected for each chirp and used for the same target determination. Further, the same target determination unit 15 calculates target distance / speed from the up-chirp target and the down-chirp target determined to be the same target using the equations (3), (4), etc. (Not shown). Here, the same target determination means 15 may calculate the distance / speed by using the smoothed value of the frequency peak instead of the frequency peak in the expressions (3) and (4), and may use the distance / speed estimated value.
目標カテゴリ識別手段１６は、同一目標判定手段１５から入力される、目標の距離・速度を算出するのに用いたダウンチャープ目標及びアップチャープ目標のカテゴリや電力・角度などの特徴量などから、目標のカテゴリを識別してその情報を目標に付与する。また目標カテゴリ識別手段１６は、他のセンサや車両情報が外部から得られる場合は、外部情報入力手段（図示省略）からの情報を用いて目標のカテゴリを識別してもよい。
またダウンチャープ用目標カテゴリ識別手段１６識別手段は、例えば、あらかじめ取得したカテゴリごとの目標のデータ（学習データ）とＳＶＭ（サポートベクタ―マシーン）などからあらかじめ識別器を学習させておき、その識別器を用いて目標のカテゴリを識別してもよいし、その他の識別手法を用いて識別してもよい。
The target category identification means 16 receives the target from the down-chirp target used for calculating the target distance / speed and the up-chirp target category, the feature quantity such as power / angle, etc., which are input from the same target determination means 15. The category is identified and the information is given to the target. Moreover, the target category identification means 16 may identify the target category using information from an external information input means (not shown) when other sensors and vehicle information are obtained from the outside.
Further, the down-chirp target
目標カテゴリ識別手段１６で識別されるカテゴリは、車両、人などの意味を持ったカテゴリでもよいし、事前に取得したデータから、Ｋ−ｍｅａｎｓ法などのクラスタリング手法を用いて機械学習させた、意味を持たないカテゴリでもよい。
目標情報記憶手段１７は、目標カテゴリ識別手段１６が識別する目標のカテゴリや距離・速度、その目標の距離・速度を算出するのに用いたアップチャープ目標及びダウンチャープ目標の周波数ピークの時系列データとそれに付与された周波数ピークの特徴量を記憶する。
The category identified by the target category identifying means 16 may be a category having a meaning such as a vehicle or a person, or a meaning obtained by machine learning from data acquired in advance using a clustering method such as a K-means method. The category may not have
The target information storage means 17 is the time series data of the frequency peak of the up-chirp target and the down-chirp target used to calculate the target category, distance / speed, and distance / speed of the target identified by the target category identification means 16. And the characteristic amount of the frequency peak assigned to it.
目標情報記憶手段１７で記憶する目標の情報は、次周期のアップチャープ用周波数ピーク追尾手段６及びダウンチャープ用周波数ピーク追尾手段７で用いる。アップチャープ用周波数ピーク追尾手段６及びダウンチャープ用周波数ピーク追尾手段７の詳細について以降で述べる。
アップチャープ用周波数ピーク追尾手段６は、図５に示すように、相関部６１、平滑部６２、初期化部６３、予測部６４とからなる。
The target information stored in the target information storage means 17 is used by the up-chirp frequency peak tracking means 6 and the down-chirp frequency peak tracking means 7 in the next period. Details of the up-chirp frequency peak tracking means 6 and the down-chirp frequency peak tracking means 7 will be described below.
As shown in FIG. 5, the up-chirp frequency peak tracking means 6 includes a
相関部６１は、周波数ピークカテゴリ識別手段４から得られる、周波数カテゴリが付与されたアップチャープ時の周波数ピークに対して、予測部６４から出力される、予測周波数ピークとの相関処理を実施するものである。そして、相関なしとみなした場合には当該周波数ピークを示すデータを初期化部６３に出力する。一方、相関有りと見なした場合には当該周波数ピークを示すデータを平滑部６２に出力する。
The
相関部６１は、周波数ピーク生成手段３から出力される現在周期のアップチャープ時の周波数ピークと過去周期のアップチャープ時の周波数ピーク（目標情報記憶手段１７が記憶する周波数ピークの時系列データ）との相関処理を実施する。相関処理は、周波数ピークカテゴリと現在周期の周波数ピークが持つ１つまたは複数の特徴量と目標情報記憶手段１７が記憶する周波数ピークの時系列データに付与された目標カテゴリと特徴量に基づいて行われる。
The
ここで説明のため、周波数ピークカテゴリ識別手段４は、アップチャープ時の周波数ピークカテゴリをＣｕ１、Ｃｕ２、Ｃｕ３、Ｃｕ４の４つのカテゴリに識別し、目標カテゴリ識別手段１６は目標をＣｏ１、Ｃｏ２、Ｃｏ３、Ｃｏ４の４つのカテゴリに識別することとする。
相関部６１は、周波数ピークが有する特徴量から評価値を計算し、評価値が条件を満たす場合に相関をとる。相関の条件は、例えば式（１５）のような不等式が例として考えられる。
The
さらに、周波数ピークから角度や電力が得られる場合は、式（１５）〜式（１７）を同時に満たす、または式（１８）の不等式を満たす場合に相関をとるようにしてもよい。
ここで、相関部６１は、過去の周波数ピーク時系列データに付与されている目標カテゴリごとに前記相関閾値を切りかえる。また相関部６１は、現在周期の周波数ピークに付与されている周波数ピークカテゴリと過去の周波数ピーク時系列データに付与されている目標カテゴリの組み合わせごとに前記相関閾値を切りかえてもよい。
相関部６１において、相関の条件を満足する現在周期の周波数ピークと過去の周波数時系列データの組み合わせが複数存在する場合は、式（１５）〜式（１７）のいずれか、または式（１８）が最小となる組み合わせを選択する。
Here, the
When there are a plurality of combinations of the frequency peak of the current cycle and the past frequency time-series data satisfying the correlation condition in the
また、相関の条件を満足する周波数ピークと過去の周波数時系列データの組み合わせが複数存在する場合には、周波数ピークカテゴリと過去周期における目標カテゴリが同じカテゴリの場合を優先させて相関をとってもよいし、該カテゴリの組み合わせごとに優先順位を決めて、その優先順位に従って相関をとってもよい。
さらに、現在周期の周波数ピークカテゴリと過去の周波数時系列データに付与された目標カテゴリの組み合わせごとにカテゴリ間の類似度を表すカテゴリ間類似度Ｓｔｉｊを定め、相関部６１においてカテゴリ間類似度を式（１５）〜式（１８）の条件と併用して相関を行ってもよい。ここでカテゴリ間類似度Ｓｔｉｊの文字ｉ、ｊは周波数ピークカテゴリのインデックスを表し、例えばカテゴリＣｕ１とＣｏ４のカテゴリ間類似度はＳｔ１４と表される。
In addition, when there are multiple combinations of frequency peaks and past frequency time-series data that satisfy the correlation condition, the correlation may be made by giving priority to the case where the frequency peak category and the target category in the past cycle are the same category. The priority order may be determined for each combination of the categories, and correlation may be taken according to the priority order.
Further, for each combination of the frequency peak category of the current period and the target category assigned to the past frequency time-series data, an inter-category similarity Stij representing similarity between categories is defined, and the
以上の例では相関部６１において、式（１５）〜式（１７）または式（１８）に従って相関を行うこととしたが、アップチャープの周波数ピークカテゴリと過去の周波数ピークの目標カテゴリのカテゴリ間類似度Ｓｔｉｊに応じて前記の相関閾値を変更する、
また、周波数ピークに電力や角度などの情報が付与されている場合、電力や角度の情報も用いて式（２０）のよう条件を満たすときに相関をとるようにしてもよい。
また、相関の条件を表す式（１９）や式（２０）は一例に過ぎず、識別の手段や精度などの条件から様々な評価式が考えられるため、式（２１）のように周波数ピークの周波数や他の特徴量、カテゴリ間類似度の関数ｇを自由に定義し、関数ｇの値を評価値として用いてもよいし、関数ｇを用いて式（２２）のような条件を用いてもよい。
Also, the expressions (19) and (20) representing the correlation condition are merely examples, and various evaluation expressions can be considered based on conditions such as identification means and accuracy. The function g of the frequency, other feature amounts, and the similarity between categories may be freely defined, and the value of the function g may be used as an evaluation value, or the function g may be used using a condition such as Expression (22). Also good.
ダウンチャープ用周波数ピーク追尾手段７は、周波数ピークカテゴリ識別手段４から得
られる、周波数カテゴリが付与されたダウンチャープ時の周波数ピークに対して追尾処理を行う。ダウンチャープ用周波数ピーク追尾手段７の構成はアップチャープ用周波数ピーク追尾手段６と同様の構成であり、行う処理内容は式（１５）〜（２８）で説明したアップチャープ用周波数ピーク追尾手段６の各部での処理内容と同一であるので、詳細な説明は省略する。但し、各式のアップチャープを示す添え字ｕは、ダウンチャープを示す添え字ｄに置き換えて使用する。
The frequency peak tracking means 7 for down chirp performs a tracking process on the frequency peak at the time of down chirp to which the frequency category is given, obtained from the frequency peak
アップチャープ用周波数ピーク追尾手段６及びダウンチャープ用周波数ピーク追尾手段７は以上のような構成としたが、追尾フィルタとしてカルマンフィルタやα-βフィルタなどの公知の追尾フィルタを用いてもよい。
また、アップチャープ用周波数ピーク追尾手段６の相関部６１で行ったようなカテゴリ情報を用いた判定を、同一目標判定手段１５における同一目標の判定に適応してもよい。
さらに、実施の形態２の発明において、例えばアップチャープ用目標カテゴリ識別手段１０、ダウンチャープ用目標カテゴリ識別手段１４、目標カテゴリ識別手段１６、目標情報記憶手段１７は適宜省略してもよい
The up-chirp frequency peak tracking means 6 and the down-chirp frequency peak tracking means 7 are configured as described above. However, a known tracking filter such as a Kalman filter or an α-β filter may be used as the tracking filter.
The determination using the category information as performed by the
Furthermore, in the invention of the second embodiment, for example, up-chirp target category identifying means 10, down-chirp target category identifying means 14, target category identifying means 16, and target information storage means 17 may be omitted as appropriate.
以上のように、実施の形態２によれば、周波数ピークや目標のカテゴリ識別結果を用いて追尾の相関のとり方を切り替えて追尾処理を行うように構成したので、周波数ピーク追尾処理における誤相関を低減することができ、ターゲットの誤検知を低減することが可能である。
また、本手法は特許文献１〜３のような従来手法と併用することで、より正確な周波数ピークのペアリングを行うことができるレーダ装置を得ることができる。
As described above, according to the second embodiment, since the tracking process is performed by switching the tracking correlation method using the frequency peak and the target category identification result, the cross correlation in the frequency peak tracking process is reduced. It is possible to reduce the detection error of the target.
In addition, when this method is used in combination with conventional methods such as Patent Documents 1 to 3, it is possible to obtain a radar apparatus that can perform more accurate pairing of frequency peaks.
なお、この出願の発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。 In the invention of this application, within the scope of the invention, a free combination of each embodiment, a modification of an arbitrary component of each embodiment, or an omission of an arbitrary component in each embodiment is possible. Is possible.
この発明のレーダ装置は、車両などに搭載され、先行車両との衝突防止や一定距離追従走行等に使用されるＦＭＣＷレーダ装置として有用である。 The radar apparatus according to the present invention is useful as an FMCW radar apparatus that is mounted on a vehicle or the like and is used for preventing a collision with a preceding vehicle or traveling at a constant distance.
１：送信手段、 ２：受信手段、 ３：周波数ピーク生成手段、
４：周波数ピークカテゴリ識別手段、 ５：周波数ピークペアリング手段、
６：アップチャープ用周波数ピーク追尾手段、
７：ダウンチャープ用周波数ピーク追尾手段、８：アップチャープ用目標検出手段、
９：ダウンチャープ用目標検出手段、１０：アップチャープ用目標カテゴリ識別手段、１４：ダウンチャープ用目標カテゴリ識別手段、 １５：同一目標判定手段、
１６：目標カテゴリ識別手段、 １７：目標情報記憶手段、
６１：相関部、 ６２：平滑部、 ６３：初期化部、 ６４：予測部
1: transmission means, 2: reception means, 3: frequency peak generation means,
4: Frequency peak category identification means, 5: Frequency peak pairing means,
6: Frequency peak tracking means for up-chirp,
7: Frequency peak tracking means for down chirp, 8: Target detection means for up chirp,
9: Target detection means for down chirp, 10: Target category identification means for up chirp, 14: Target category identification means for down chirp, 15: Same target determination means,
16: target category identification means, 17: target information storage means,
61: Correlation unit 62: Smoothing unit 63: Initialization unit 64: Prediction unit
この発明に係るレーダ装置は、周波数が一定の変調幅で周期的に増減する送信信号を発生し、送信信号を空間に放射する送信手段と、目標に反射された送信信号を受信して受信信号を取得し、受信信号と送信信号とを混合してビート信号を生成する受信手段と、送信信号の周波数が上昇するアップチャープ時のビート信号の周波数分布からアップチャープ時におけるビート信号の周波数ピークを特定し、送信信号の周波数が下降するダウンチャープ時のビート信号の周波数分布からダウンチャープ時におけるビート信号の周波数ピークを特定する周波数ピーク生成手段と、周波数ピーク生成手段で特定された周波数ピークが持つ一つまたは複数の特徴量から周波数ピークのカテゴリを複数の周波数ピークカテゴリとして識別して、そのカテゴリ情報を周波数ピークに付与する周波数ピークカテゴリ識別手段と、アップチャープ時のビート周波数分布の周波数ピークとダウンチャープ時のビート周波数分布の周波数ピークを周波数ピークカテゴリ識別手段が識別した周波数ピークカテゴリに従ってペアリングして、同一目標を判定するようにした周波数ピークペアリング手段とを備えたものである。
A radar apparatus according to the present invention generates a transmission signal whose frequency periodically increases or decreases with a constant modulation width, and transmits the transmission signal to space, and receives the transmission signal reflected by the target and receives the received signal. The reception means for generating the beat signal by mixing the reception signal and the transmission signal, and the frequency peak of the beat signal at the time of up chirp from the frequency distribution of the beat signal at the time of up chirp in which the frequency of the transmission signal rises The frequency peak generating means for specifying the frequency peak of the beat signal at the time of down chirp from the frequency distribution of the beat signal at the time of down chirp in which the frequency of the transmission signal falls, and the frequency peak specified by the frequency peak generating means has from one or more feature quantities to identify the category of the frequency peaks as a plurality of frequency peaks category, the category And the frequency peak category identification means for giving information to the frequency peak, pairing in accordance with the frequency peak category in which the frequency peak category identification means the frequency peak of the beat frequency distribution at the time of frequency peaks and down-chirp has identified the beat frequency distribution of the time of an up-chirp Thus, frequency peak pairing means for determining the same target is provided.
また、この発明に係るレーダ装置は、周波数が一定の変調幅で周期的に増減する送信信号を発生し、送信信号を空間に放射する送信手段と、目標に反射された送信信号を受信して受信信号を取得し、受信信号と送信信号とを混合してビート信号を生成する受信手段と、送信信号の周波数が上昇するアップチャープ時のビート信号の周波数分布からアップチャープ時におけるビート信号の周波数ピークを特定し、送信信号の周波数が下降するダウンチャープ時のビート信号の周波数分布からダウンチャープ時におけるビート信号の周波数ピークを特定する周波数ピーク生成手段と、周波数ピーク生成手段で特定された周波数ピークが持つ一つまたは複数の特徴量から周波数ピークのカテゴリを複数の周波数ピークカテゴリとして識別して、そのカテゴリ情報を周波数ピークに付与する周波数ピークカテゴリ識別手段と、複数個のアップチャープ期間に渡ってアップチャープ時のビート周波数分布の周波数ピークに対して追尾処理を行い、この追尾処理では周波数ピークカテゴリ識別手段により付与された周波数ピークカテゴリに従って周波数ピークの相関をとり、追尾処理で相関の取れた周波数ピークからアップチャープ時の周波数ピーク時系列データを生成するアップチャープ用周波数ピーク追尾手段と、アップチャープ時の周波数ピーク時系列データから目標のアップチャープ時の距離及び距離変化率をアップチャープ目標として算出するアップチャープ用目標検出手段と、複数個のダウンチャープ期間に渡ってダウンチャープ時のビート周波数分布の周波数ピークに対して追尾処理を行い、この追尾処理では周波数ピークカテゴリ識別手段により付与された周波数ピークカテゴリに従って周波数ピークの相関をとり、追尾処理で相関のとれた周波数ピークからダウンチャープ時の周波数ピーク時系列データを生成するダウンチャープ用周波数ピーク追尾手段と、ダウンチャープ時の周波数ピーク時系列データから目標のダウンチャープ時の距離及び距離変化率をダウンチャープ目標として算出するダウンチャープ用目標検出手段と、アップチャープ用目標検出手段が算出したアップチャープ目標とダウンチャープ用目標検出手段が算出したダウンチャープ目標とが同一の目標に対応するものか否かを判定する同一目標判定手段を備えたものである。
Further, the radar apparatus according to the present invention generates a transmission signal whose frequency is periodically increased or decreased with a constant modulation width, receives a transmission signal that radiates the transmission signal to space, and a transmission signal reflected by the target. The receiving means that obtains the received signal, mixes the received signal and the transmitted signal to generate the beat signal, and the frequency of the beat signal at the time of up chirp when the frequency of the transmitted signal rises, and the frequency of the beat signal at the time of up chirp Frequency peak generating means for identifying the peak of the beat signal at the time of down chirp from the frequency distribution of the beat signal at the time of down chirp where the frequency of the transmission signal falls, and the frequency peak specified by the frequency peak generating means to identify the category of the frequency peaks as a plurality of frequency peaks category from one or more characteristic amounts possessed by its A frequency peaks category identification means which imparts categories information to frequency peaks, performs tracking processing over the plurality of up-chirp periods for the frequency peak of the beat frequency distribution during the up-chirp, frequency peaks category identification in this tracking process Frequency peak tracking means for up-chirp to generate frequency peak time-series data at the time of up-chirp from the frequency peak correlated by tracking processing according to the frequency peak category given by the means, and at the time of up-chirp Up-chirp target detection means for calculating the target up-chirp distance and distance change rate as an up-chirp target from frequency peak time-series data, and beat frequency distribution at down-chirp over multiple down-chirp periods Tracking for frequency peak In this tracking process, the frequency peak is correlated according to the frequency peak category given by the frequency peak category identifying means, and the frequency peak time-series data at the time of down chirp is generated from the correlated frequency peak in the tracking process. Down-chirp frequency peak tracking means, down-chirp target detection means for calculating a target down-chirp distance and distance change rate from down-chirp frequency peak time-series data as a down-chirp target, and up-chirp target detection The same target determining means for determining whether or not the up chirp target calculated by the means and the down chirp target calculated by the down chirp target detecting means correspond to the same target is provided.
実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２に係るレーダ装置を図４及び図５に基づいて詳細に説明する。
図４はこの発明の実施の形態２に係るレーダ装置の構成を示すブロック図である。
図４に示すように実施の形態２のレーダ装置は、図１に示す実施の形態１に係るレーダ装置の、周波数ピークペアリング手段５を削除し、アップチャープ用周波数ピーク追尾手段６、ダウンチャープ用周波数ピーク追尾手段７、アップチャープ用目標検出手段８、ダウンチャープ用目標検出手段９、アップチャープ用目標カテゴリ識別手段１０、ダウンチャープ用目標カテゴリ識別手段１４、同一目標判定手段１５、目標カテゴリ識別手段１６、目標情報記憶手段１７を追加したものである。その他の構成は実施の形態１と同様であり、同一あるいは相当部分には同一符号を付してその説明を省略する。
Next, a radar apparatus according to
4 is a block diagram showing a configuration of a radar apparatus according to
As shown in FIG. 4 , the radar apparatus according to the second embodiment deletes the frequency peak pairing means 5 from the radar apparatus according to the first embodiment shown in FIG. Frequency peak tracking means 7, up-chirp target detection means 8, down-chirp target detection means 9, up-chirp target category identification means 10, down-chirp target category identification means 14, identical target determination means 15, target category identification Means 16 and target information storage means 17 are added. Other configurations are the same as those of the first embodiment, and the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
目標カテゴリ識別手段１６は、同一目標判定手段１５から入力される、目標の距離・速度を算出するのに用いたダウンチャープ目標及びアップチャープ目標のカテゴリや電力・角度などの特徴量などから、目標のカテゴリを識別してその情報を目標に付与する。また目標カテゴリ識別手段１６は、他のセンサや車両情報が外部から得られる場合は、外部情報入力手段（図示省略）からの情報を用いて目標のカテゴリを識別してもよい。
また目標カテゴリ識別手段１６は、例えば、あらかじめ取得したカテゴリごとの目標のデータ（学習データ）とＳＶＭ（サポートベクタ―マシーン）などからあらかじめ識別器を学習させておき、その識別器を用いて目標のカテゴリを識別してもよいし、その他の識別手法を用いて識別してもよい。
The target category identification means 16 receives the target from the down-chirp target used for calculating the target distance / speed and the up-chirp target category, the feature quantity such as power / angle, etc., which are input from the same target determination means 15. The category is identified and the information is given to the target. Moreover, the target category identification means 16 may identify the target category using information from an external information input means (not shown) when other sensors and vehicle information are obtained from the outside.
The target category identifying means 16 learns a classifier in advance from, for example, target data (learning data) for each category acquired in advance and SVM (support vector machine), and uses the classifier to identify the target. The category may be identified, or may be identified using other identification methods.
Claims (39)
目標に反射された前記送信信号を受信して受信信号を取得し、前記受信信号と前記送信信号とを混合してビート信号を生成する受信手段と、
前記送信信号の周波数が上昇するアップチャープ時の前記ビート信号の周波数分布からアップチャープ時におけるビート信号の周波数ピークを特定し、前記送信信号の周波数が下降するダウンチャープ時の前記ビート信号の周波数分布からダウンチャープ時におけるビート信号の周波数ピークを特定する周波数ピーク生成手段と、
前記周波数ピーク生成手段で特定された周波数ピークのカテゴリを周波数ピークカテゴリとして識別して、その情報を周波数ピークに付与する周波数ピークカテゴリ識別手段と、
前記アップチャープ時のビート周波数分布の周波数ピークと前記ダウンチャープ時のビート周波数分布の周波数ピークを前記周波数ピークカテゴリ識別手段が識別した周波数ピークカテゴリに従ってペアリングして、同一目標を判定するようにした周波数ピークペアリング手段と
を備えることを特徴とするレーダ装置。 Transmitting means for generating a transmission signal whose frequency periodically increases or decreases with a constant modulation width, and radiating the transmission signal to space;
Receiving means for receiving the transmission signal reflected by a target to obtain a reception signal, and mixing the reception signal and the transmission signal to generate a beat signal; and
A frequency peak of the beat signal at the time of up chirp is specified from the frequency distribution of the beat signal at the time of up chirp at which the frequency of the transmission signal is increased, and the frequency distribution of the beat signal at the time of down chirp at which the frequency of the transmission signal is decreased Frequency peak generating means for specifying the frequency peak of the beat signal during down chirp,
A frequency peak category identifying means for identifying the frequency peak category specified by the frequency peak generating means as a frequency peak category and giving the information to the frequency peak;
The frequency peak of the beat frequency distribution at the time of up-chirping and the frequency peak of the beat frequency distribution at the time of down-chirping are paired according to the frequency peak category identified by the frequency peak category identifying means, and the same target is determined. A radar apparatus comprising frequency peak pairing means.
て、前記周波数ピークカテゴリの組み合わせごとに前記ペアリングの判定閾値を切り替えることを特徴とする請求項６に記載のレーダ装置。 In the pairing of the frequency peak of the beat frequency distribution at the time of up-chirping and the frequency peak of the beat frequency distribution at the time of the down-chirping, the frequency peak pairing unit is configured to determine the pairing determination threshold for each combination of the frequency peak categories. The radar apparatus according to claim 6, wherein the radar apparatus is switched.
目標に反射された前記送信信号を受信して受信信号を取得し、前記受信信号と前記送信信号とを混合してビート信号を生成する受信手段と、
前記送信信号の周波数が上昇するアップチャープ時の前記ビート信号の周波数分布からアップチャープ時におけるビート信号の周波数ピークを特定し、前記送信信号の周波数が下降するダウンチャープ時の前記ビート信号の周波数分布からダウンチャープ時におけるビート信号の周波数ピークを特定する周波数ピーク生成手段と、
前記周波数ピーク生成手段で特定された周波数ピークのカテゴリを周波数ピークカテゴリとして識別して、その情報を周波数ピークに付与する周波数ピークカテゴリ識別手段と、
複数個のアップチャープ期間に渡って前記アップチャープ時のビート周波数分布の周波数ピークに対して追尾処理を行い、この追尾処理では前記周波数ピークカテゴリ識別手段により付与された周波数ピークカテゴリに従って周波数ピークの相関をとり、前記追尾処理で相関の取れた前記周波数ピークからアップチャープ時の周波数ピーク時系列データを生成するアップチャープ用周波数ピーク追尾手段と、
前記アップチャープ時の周波数ピーク時系列データから前記目標のアップチャープ時の距離及び距離変化率をアップチャープ目標として算出するアップチャープ用目標検出手段と、
複数個のダウンチャープ期間に渡って前記ダウンチャープ時のビート周波数分布の周波数ピークに対して追尾処理を行い、この追尾処理では前記周波数ピークカテゴリ識別手段により付与された周波数ピークカテゴリに従って周波数ピークの相関をとり、前記追尾処理で相関のとれた前記周波数ピークからダウンチャープ時の周波数ピーク時系列データを生成するダウンチャープ用周波数ピーク追尾手段と、
前記ダウンチャープ時の周波数ピーク時系列データから前記目標のダウンチャープ時の距離及び距離変化率をダウンチャープ目標として算出するダウンチャープ用目標検出手段
と、
前記アップチャープ用目標検出手段が算出したアップチャープ目標と前記ダウンチャープ用目標検出手段が算出したダウンチャープ目標とが同一の目標に対応するものか否かを判定する同一目標判定手段を備えることを特徴とするレーダ装置。 Transmitting means for generating a transmission signal whose frequency periodically increases or decreases with a constant modulation width, and radiating the transmission signal to space;
Receiving means for receiving the transmission signal reflected by a target to obtain a reception signal, and mixing the reception signal and the transmission signal to generate a beat signal; and
A frequency peak of the beat signal at the time of up chirp is specified from the frequency distribution of the beat signal at the time of up chirp at which the frequency of the transmission signal is increased, and the frequency distribution of the beat signal at the time of down chirp at which the frequency of the transmission signal is decreased Frequency peak generating means for specifying the frequency peak of the beat signal during down chirp,
A frequency peak category identifying means for identifying the frequency peak category specified by the frequency peak generating means as a frequency peak category and giving the information to the frequency peak;
A tracking process is performed on the frequency peaks of the beat frequency distribution at the time of up-chirping over a plurality of up-chirp periods, and in this tracking process, the correlation of frequency peaks is performed according to the frequency peak category assigned by the frequency peak category identifying means. Frequency peak tracking means for up chirp that generates frequency peak time-series data at the time of up chirping from the frequency peak correlated in the tracking process,
Up chirp target detection means for calculating the distance and distance change rate of the target up chirp as an up chirp target from frequency peak time-series data at the time of up chirp;
A tracking process is performed on the frequency peaks of the beat frequency distribution at the time of down-chirping over a plurality of down-chirp periods, and in this tracking process, the correlation of frequency peaks is performed according to the frequency peak category assigned by the frequency peak category identifying means. Frequency peak tracking means for down chirp that generates frequency peak time-series data at the time of down chirping from the frequency peak correlated in the tracking processing,
Down chirp target detection means for calculating the distance and distance change rate of the target down chirp as a down chirp target from the frequency peak time series data at the time of down chirp;
It is provided with the same target judging means for judging whether the up chirp target calculated by the up chirp target detecting means and the down chirp target calculated by the down chirp target detecting means correspond to the same target. A characteristic radar device.
前記ダウンチャープ用周波数ピーク追尾手段は、現在のダウンチャープの周波数ピークと過去のダウンチャープの周波数ピークが持つ特徴量から計算した評価値が、予め設定した相関閾値以下の場合に現在のダウンチャープの周波数ピークと過去のダウンチャープの周波数ピークとの相関をとる相関部を備えたことを特徴とする請求項１２に記載のレーダ装置。 The up-chirp frequency peak tracking means is configured to detect the current up-chirp when the evaluation value calculated from the feature value of the current up-chirp frequency peak and the past up-chirp frequency peak is equal to or less than a preset correlation threshold. A correlation unit that correlates the frequency peak with the past up-chirp frequency peak is provided.
The down-chirp frequency peak tracking means is configured to detect the current down-chirp when the evaluation value calculated from the feature value of the current down-chirp frequency peak and the past down-chirp frequency peak is below a preset correlation threshold. 13. The radar apparatus according to claim 12, further comprising a correlation unit that correlates a frequency peak with a past down-chirp frequency peak.
前記ダウンチャープ用周波数ピーク追尾手段は、現在のダウンチャープの周波数ピークと過去のダウンチャープの周波数ピークが持つ特徴量とカテゴリ間類似度から計算した評価値が、予め設定した相関閾値以下の場合に現在のダウンチャープの周波数ピークと過去のダウンチャープの周波数ピークとの相関をとる相関部を備えたことを特徴とする請求項１６に記載のレーダ装置。 The frequency peak tracking means for up-chirp is used when the evaluation value calculated from the feature amount and similarity between categories of the current up-chirp frequency peak and the past up-chirp frequency peak is equal to or less than a preset correlation threshold. It has a correlation part that correlates the frequency peak of the current up chirp and the frequency peak of the past up chirp,
The frequency peak tracking means for down chirp is used when the evaluation value calculated from the feature amount and similarity between categories of the current down chirp frequency peak and the past down chirp frequency peak is equal to or less than a preset correlation threshold. The radar apparatus according to claim 16, further comprising a correlation unit that correlates a current down chirp frequency peak with a past down chirp frequency peak.
の組み合わせごとに前記相関閾値を切り替え、前記ダウンチャープ用周波数ピーク追尾手段は、現在のダウンチャープの周波数ピークの周波数ピークカテゴリと過去のダウンチャープの周波数ピークの周波数ピークカテゴリの組み合わせごとに前記相関閾値を切り替えることを特徴とする請求項１７に記載のレーダ装置。 The up-chirp frequency peak tracking means switches the correlation threshold value for each combination of the frequency peak category of the current up-chirp frequency peak and the frequency peak category of the past up-chirp frequency peak, and the down-chirp frequency peak tracking The radar apparatus according to claim 17, wherein the means switches the correlation threshold value for each combination of a frequency peak category of a current down chirp frequency peak and a frequency peak category of a past down chirp frequency peak.
前記ダウンチャープ用目標検出手段が出力するダウンチャープ目標のカテゴリをダウンチャープ目標カテゴリとして識別するダウンチャープ用目標カテゴリ識別手段を備え、
前記アップチャープ用目標カテゴリ識別手段で識別されたアップチャープ目標カテゴリは、前記アップチャープ用周波数ピーク追尾手段で追尾される周波数ピーク時系列データに対応付けられ、前記アップチャープ用周波数ピーク追尾手段は、現在の周波数ピークの周波数カテゴリと過去の周波数ピークにおいて前記アップチャープ用目標カテゴリ識別手段が識別したアップチャープ目標カテゴリに基づいて追尾を行い、
前記ダウンチャープ用目標カテゴリ識別手段で識別されたダウンチャープ目標カテゴリは、前記ダウンチャープ用周波数ピーク追尾手段で追尾される周波数ピーク時系列データに対応付けられ、前記ダウンチャープ用周波数ピーク追尾手段は、現在の周波数ピークの周波数カテゴリと過去の周波数ピークにおいて前記ダウンチャープ用目標カテゴリ識別手段が識別したダウンチャープ目標カテゴリに基づいて追尾を行ようにした請求項１２に記載のレーダ装置。 Up-chirp target category identifying means for identifying the up-chirp target category output by the up-chirp target detecting means as an up-chirp target category;
Down chirp target category identifying means for identifying the down chirp target category output by the down chirp target detecting means as a down chirp target category,
The up-chirp target category identified by the up-chirp target category identifying means is associated with the frequency peak time-series data tracked by the up-chirp frequency peak tracking means, and the up-chirp frequency peak tracking means is Tracking based on the up-chirp target category identified by the up-chirp target category identifying means at the frequency category of the current frequency peak and the past frequency peak,
The down chirp target category identified by the down chirp target category identifying means is associated with frequency peak time series data tracked by the down chirp frequency peak tracking means, and the down chirp frequency peak tracking means is: 13. The radar apparatus according to claim 12, wherein tracking is performed based on a down-chirp target category identified by the down-chirp target category identifying means at a frequency category of a current frequency peak and a past frequency peak.
前記ダウンチャープ用周波数ピーク追尾手段は、現在のダウンチャープの周波数ピークと過去のダウンチャープの周波数ピークが持つ特徴量から計算した評価値が、予め設定した相関閾値以下の場合に現在のダウンチャープの周波数ピークと過去のダウンチャープの周波数ピークとの相関をとる相関部を備えたことを特徴とする請求項２３に記載のレーダ装置。 The up-chirp frequency peak tracking means is configured to detect the current up-chirp when the evaluation value calculated from the feature value of the current up-chirp frequency peak and the past up-chirp frequency peak is equal to or less than a preset correlation threshold. A correlation unit that correlates the frequency peak with the past up-chirp frequency peak is provided.
The down-chirp frequency peak tracking means is configured to detect the current down-chirp when the evaluation value calculated from the feature value of the current down-chirp frequency peak and the past down-chirp frequency peak is below a preset correlation threshold. 24. The radar apparatus according to claim 23, further comprising a correlation unit that correlates a frequency peak with a past down-chirp frequency peak.
前記目標情報算出手段が出力する前記目標の情報および前記目標カテゴリ識別手段が出力するカテゴリを記憶する目標情報記憶手段を備え、
前記目標カテゴリ識別手段で識別される目標カテゴリは、前記アップチャープ用周波数ピーク追尾手段で追尾されるアップチャープ時における周波数ピークの時系列データ、及び前記ダウンチャープ用周波数ピーク追尾手段で追尾されるダウンチャープ時における周波数ピーク時系列データに対応付けられ、
前記アップチャープ用周波数ピーク追尾手段は、現在の周波数ピークの周波数カテゴリと過去の周期において前記目標カテゴリ識別手段が識別した目標カテゴリに基づいて追尾を行い、前記ダウンチャープ用周波数ピーク追尾手段は、現在の周波数ピークの周波数カテゴリと過去の周期において前記目標カテゴリ識別手段が識別した目標カテゴリに基づいて追尾を行うことを特徴とする請求項１２または請求項２３に記載のレーダ装置。 The same target determination means has target information calculation means for calculating a target distance / speed from an up-chirp target and a down-chirp target determined to be the same target, and the target information calculation means outputs the target A target category identification means for identifying the target category based on the information;
A target information storage unit that stores the target information output by the target information calculation unit and the category output by the target category identification unit;
The target category identified by the target category identifying means includes time-series data of frequency peaks at the time of up-chirp tracked by the up-chirp frequency peak tracking means, and down-tracking tracked by the down-chirp frequency peak tracking means. Corresponding to frequency peak time series data at the time of chirp,
The up-chirp frequency peak tracking means performs tracking based on the frequency category of the current frequency peak and the target category identified by the target category identification means in the past period, and the down-chirp frequency peak tracking means 24. The radar apparatus according to claim 12, wherein tracking is performed based on a frequency category of a frequency peak and a target category identified by the target category identifying means in a past cycle.
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