JP2682767B2 - Millimeter wave radar device - Google Patents
Millimeter wave radar deviceInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は連続波レーダの送信信号
に周波数変調を施し同時に目標からの反射信号を受信し
て距離、速度を測定するためのミリ波レーダ装置に関す
る。特に本発明ではノイズ等により測定されるビート信
号の周波数データがバラツキ、このため距離及び速度が
不安定になるのを防止することを目的をする。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a millimeter wave radar apparatus for performing frequency modulation on a transmission signal of a continuous wave radar and simultaneously receiving a reflected signal from a target to measure a distance and a speed. In particular, an object of the present invention is to prevent the frequency data of a beat signal measured due to noise or the like from fluctuating, thereby preventing distance and speed from becoming unstable.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来このような分野のミリ波レーダ距離
速度測定装置に関する技術としては、「レーダ技術」
(社団法人:電子情報通信学会)に記載されたものがあ
った。これは、CW方式の連続波レーダの送信信号に周
波数変調を施して、受信信号の周波数の上昇側(U
P)、下降側(DOWN)と送信信号との間でビートを
とり、それぞれのビート信号の周波数を組み合わせて、
対象物との距離及び相対速度を連続的に求めるものであ
る。2. Description of the Related Art Conventionally, as a technique relating to a millimeter wave radar distance / velocity measuring apparatus in such a field, "Radar technology"
(Institute of Electronics, Information and Communication Engineers). This is because frequency modulation is performed on the transmission signal of the continuous wave radar of the CW system to increase the frequency of the reception signal (U
P), taking a beat between the descending side (DOWN) and the transmission signal, combining the frequencies of the respective beat signals,
The distance and the relative speed to the object are continuously obtained.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来のミ
リ波レーダ装置では、距離、速度を求めるのに、基本的
にはその一回分のデータしか考慮せずに計算処理を行い
得られた結果を距離、速度に対応させていたが、この方
法では受信信号の周波数の上昇側(UP)、下降側(D
OWN)の測定結果のバラツキを抑制できないという問
題があった。However, in the conventional millimeter-wave radar device, when calculating the distance and the speed, the result obtained by performing the calculation processing basically considering only one data is used. In this method, the frequency of the received signal increases (UP) and decreases (D
(OWN) cannot be suppressed.
【0004】すなわちノイズ等の影響を受けて1回だけ
(または数回だけ)結果を表示したりまたは1回だけ表
示しなっかたりして安定した表示を得ることができなか
った。表示だけでなく制御に使用しようとするとさらに
高度の安定性が要請される。したがって本発明は上記問
題点に鑑み受信信号の周波数にノイズ等によるバラツキ
があっても距離、速度にその影響を及ばさないミリ波レ
ーダ装置を提供することを目的とする。In other words, a stable display cannot be obtained because the result is displayed only once (or only several times) or not once due to the influence of noise or the like. A higher degree of stability is required if it is used for control as well as display. Therefore, in view of the above problems, it is an object of the present invention to provide a millimeter wave radar device that does not affect the distance and speed even if the frequency of the received signal varies due to noise or the like.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明は前記問題点を解
決するために、3角波の周波数変調を施した連続波レー
ダの送信信号と受信信号とのビート信号から距離及び速
度を求めるミリ波レーダ装置に、同一物体測定値抽出
部、記憶部、最新データ抽出部、0データ数割合導出
部、平均値化部、データ出力判断部を設ける。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above problems, the present invention provides a millimeter range for obtaining distance and velocity from beat signals of a transmission signal and a reception signal of a continuous wave radar which is frequency-modulated with a triangular wave. The wave radar device is provided with an identical object measurement value extraction unit, a storage unit, a latest data extraction unit, a 0 data number ratio derivation unit, an averaging unit, and a data output determination unit.
【0006】前記記憶部は過去のビート信号の周波数デ
ータを記憶する。前記同一物体測定値抽出部はビート信
号の周波数データのバラツキから同一物体の周波数デー
タであるかどうか判断し、同一物体からのデータである
と判断すれば該データを前記記憶部に記憶させ、周波数
データのうち同一物体からの周波数データでないと判断
すれば前記記憶部に予め定めた値である所定値データを
記憶させる。前記最新データ抽出部は、記憶部に記憶さ
れている周波数データから所定値でない最新周波数デー
タを抽出し同一物体測定値抽出部に供給する。前記所定
値データ数計数部は、前記記憶部に記憶された所定値デ
ータ数を計数する。前記所定値データ数割合導出部は前
記記憶部に記憶された全データ数に対する前記所定値デ
ータ数の割合を導出し、該割合が一定値を越える場合に
は前記同一物体が存在しないと統計的に判断する。前記
平均値化部は、前記記憶部に記憶された周波数データを
平均化する。前記データ出力判断部は、前記全データ数
に対する前記所定値データ数の割合が一定値以下の場合
にのみ前記最新データ抽出部の最新データを距離速度導
出用として出力する。The storage section stores frequency data of past beat signals. The same object measurements extraction unit determines whether the frequency data <br/> data of the same object from a variation in the frequency data of the beat signal, the data the storage unit if determined that the data from the same object Stored in the frequency
Is a predetermined value in the storage unit if determined not to be frequency data from the same object in the data and stores the predetermined value data. The latest data extraction unit is supplied to the same object measurement value extractor extracts the latest frequency data <br/> data not the predetermined value from the frequency data stored in the storage unit. Wherein the predetermined value data number counting unit counts the predetermined value de <br/> over the number data stored in the storage unit. The predetermined value data number ratio deriving unit derives a ratio of the predetermined value data number to the total number of data stored in the storage unit, and statistically determines that the same object does not exist when the ratio exceeds a certain value. To judge. The averaging unit averages the frequency data stored in the storage unit. The data output determination unit outputs the latest data of the latest data extraction unit for deriving the distance / velocity only when the ratio of the predetermined value data number to the total data number is equal to or less than a certain value.
【0007】前記0データ数計数部は、第1の0データ
数計数部、第2の0データ数計数部、合計部を備え、0
データ数割合導出部は第1の「0」データ割合導出部、
第2の「0」データ割合導出部を備える。前記第1の0
データ数計数部は、前記記憶部に記憶されいるデータの
うち現時点に近いところの「0」データ数を計数する。
前記第2の0データ数計数部は、前記記憶部に記憶され
いるデータのうち現時点に遠いところの「0」データ数
を計数する。前記合計部は、第1の0データ数計数部と
第2の0データ数計数部との「0」データ数を合計す
る。The 0-data-number counting unit includes a first 0-data-number counting unit, a second 0-data-number counting unit, and a summing unit.
The data number ratio deriving unit is the first “0” data ratio deriving unit,
A second “0” data ratio derivation unit is provided. The first 0
The data number counting unit counts the number of “0” data near the current point in the data stored in the storage unit.
The second 0-data-number counting unit counts the number of “0” data far away from the current point in the data stored in the storage unit. The summing unit sums the number of “0” data in the first 0 data number counting unit and the second 0 data number counting unit.
【0008】前記0データ数割合導出部は、第1の
「0」データ割合導出部、第2の「0」データ割合導出
部を備える。前記第1の「0」データ割合導出部は、前
記記憶部に記憶されている全データ数に対して前記第1
の0データ数計数部の「0」データ数の割合を導出す
る。第2の「0」データ割合導出部は、前記記憶部に記
憶されている全データ数に対して前記合計部の「0」デ
ータ数の割合を導出する。The 0 data number ratio deriving unit includes a first "0" data ratio deriving unit and a second "0" data ratio deriving unit. The first “0” data ratio deriving unit is configured to perform the first data conversion with respect to the total number of data stored in the storage unit.
The ratio of the number of “0” data in the 0 data number counting unit is derived. The second “0” data ratio deriving unit derives the ratio of the “0” data number of the total part to the total data number stored in the storage unit.
【0009】前記第1の「0」データ割合導出部及び第
2の「0」データ割合導出部の割合がそれぞれ所定範囲
にある場合に前記データ出力判断部から前記最新データ
を出力する。When the ratios of the first “0” data ratio deriving unit and the second “0” data ratio deriving unit are within predetermined ranges, the data output judging unit outputs the latest data.
【0010】[0010]
【作用】本発明のミリ波レーダによる距離速度計測装置
によれば、前記同一物体測定値抽出部によって、過去の
ビート信号の周波数データのうち同一物体からのデータ
が抽出される。前記記憶部に、過去のビート信号の周波
数データが記憶され、前記同一物体測定値抽出部によっ
て同一物体からのデータでないと判断されたら「0」デ
ータが記憶される。前記最新データ抽出部によって、記
憶部に記憶されているデータから「0」でない最新デー
タが抽出され前記同一物体測定値抽出部に供給される。
前記0データ数計数部によって、前記記憶部に記憶され
た「0」データ数が計数される。前記0データ数割合導
出部によって、前記記憶部に記憶された全データ数に対
する前記「0」データ数の割合が導出される。前記平均
値化部によって、前記記憶部に記憶された周波数データ
が平均化される。前記データ出力判断部によって、前記
全データ数に対する前記「0」データ数の割合が一定値
以下の場合にのみ前記平均値化部の平均データが距離速
度導出用として出力される。したがって1回や2回だけ
存在したものはノイズと判断され表示等されなくなっ
た。逆に1回とんでも平均化され安定した円滑な出力が
得られるようになった。According to the distance / velocity measuring apparatus using the millimeter-wave radar of the present invention, the same object measurement value extraction unit extracts data from the same object from the frequency data of the past beat signal. Frequency data of past beat signals is stored in the storage unit, and “0” data is stored if the same object measurement value extraction unit determines that the data is not from the same object. The latest data extraction unit extracts the latest data that is not “0” from the data stored in the storage unit and supplies it to the same object measurement value extraction unit.
The 0 data number counting unit counts the number of “0” data stored in the storage unit. The 0 data number ratio deriving unit derives the ratio of the “0” data number to the total data number stored in the storage unit. The averaging unit averages the frequency data stored in the storage unit. The data output determination unit outputs the average data of the averaging unit for deriving the distance / velocity only when the ratio of the number of “0” data to the total number of data is less than a certain value. Therefore, those that existed only once or twice are determined to be noise and are no longer displayed. On the contrary, even once, the output is averaged and stable and smooth output can be obtained.
【0011】さらに前記第1の0データ数計数部によっ
て、前記記憶部に記憶されいるデータのうち現時点に近
いところの「0」データ数が計数される。前記第2の0
データ数計数部によって、前記記憶部に記憶されいるデ
ータのうち現時点に遠いところの「0」データ数が計数
される。前記合計部によって、第1の0データ数計数部
と第2の0データ数計数部との「0」データ数が合計さ
れる。Further, the first 0-data-number counting section counts the number of "0" data near the current point in the data stored in the storage section. The second 0
The data number counting unit counts the number of “0” data which is far from the current point in the data stored in the storage unit. The summing unit sums the "0" data counts of the first 0-data-counting unit and the second 0-data-counting unit.
【0012】前記第1の「0」データ割合導出部によっ
て、前記記憶部に記憶されている全データ数に対して前
記第1の0データ数計数部の「0」データ数の割合が導
出される。第2の「0」データ割合導出部によって、前
記記憶部に記憶されている全データ数に対して前記合計
部の「0」データ数の割合が導出される。前記第1の
「0」データ割合導出部及び第2の「0」データ割合導
出部の割合がそれぞれ所定範囲にある場合に前記データ
出力判断部から前記平均データを出力する。したがって
より確度はよくなる。The first "0" data ratio deriving unit derives the ratio of the "0" data number of the first 0 data number counting unit to the total number of data stored in the storage unit. It The second "0" data ratio deriving unit derives the ratio of the "0" data number of the total part to the total number of data stored in the storage unit. The average data is output from the data output determination unit when the ratios of the first “0” data ratio deriving unit and the second “0” data ratio deriving unit are within predetermined ranges. Therefore, the accuracy is improved.
【0013】[0013]
【実施例】以下本発明の実施例について図面を参照して
説明する。図1は本発明の前提となるミリ波レーダ装置
の概要を示す図である。本図に示すミリ波レーダ装置
は、対象物に連続波(CW)信号を送信し、同時に対象
物からの反射信号を受信するアンテナ1及び2と、該ア
ンテナ1に連続波信号を送信させるためのCW送信機3
と、該CW送信機3の連続波信号とアンテナ2での周波
数の上昇側(UP)、下降側(DOWN)の受信信号と
を混合してビート信号を形成する混合器4と、該混合器
4によって形成されたビート信号から距離、速度を得る
ための信号処理部5と、該信号処理部5によって得られ
た距離データ、速度データに基づき機器制御を行った
り、それらを表示したりする機器制御/表示部6とを含
む。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an outline of a millimeter wave radar device on which the present invention is based. The millimeter-wave radar device shown in FIG. 1 transmits a continuous wave (CW) signal to an object and simultaneously receives antennas 1 and 2 that receive a reflected signal from the object, and causes the antenna 1 to transmit a continuous wave signal. CW transmitter 3
A mixer 4 for mixing a continuous wave signal of the CW transmitter 3 and a reception signal on the ascending side (UP) and decreasing side (DOWN) of the frequency at the antenna 2 to form a beat signal; A signal processing unit 5 for obtaining a distance and a speed from the beat signal formed by the device 4; and a device for performing device control based on the distance data and the speed data obtained by the signal processing unit 5 and displaying them. And a control / display unit 6.
【0014】図2はミリ波レーダ装置において移動目標
からの反射信号を受信した場合の周波数帯時間の関係を
示す図である。本図(a)の実線でに示すように、CW
送信機3により周波数変調(FM)の3角波の繰り返し
送信される。これに対してアンテナ2では本図(b)の
点線で示すように、3角波の繰り返しの周波数変調の信
号を受信し、混合器4での上昇側のビート信号の周波数
をfdとし、下降側のビート信号の周波数をfuとす
る。FIG. 2 is a diagram showing a frequency band time relationship when a reflection signal from a moving target is received in the millimeter wave radar device. As shown by the solid line in FIG.
The transmitter 3 repeatedly transmits a triangular wave of frequency modulation (FM). On the other hand, as shown by the dotted line in this figure (b), the antenna 2 receives a frequency-modulated signal of repeating triangular waves, and the frequency of the beat signal on the rising side in the mixer 4 is set to fd The frequency of the beat signal on the side is fu.
【0015】本図(b)に示すように、下記式が成立す
る。 fd=fr+fp fu=fr−fp ここで、 fr=4R・fm・Δf/c として表せる。ここにRは目標までの距離、fmは周波
数変調の繰り返し周波数、Δfは周波数偏移幅、cは光
速を表す。As shown in the figure (b), the following equation is established. fd = fr + fp fu = fr−fp where fr = 4R · fm · Δf / c. Here, R is the distance to the target, fm is the repetition frequency of frequency modulation, Δf is the frequency shift width, and c is the speed of light.
【0016】fp=2・f0・V/c ここにf0は送信中心周波数で、Vは目標との相対速度
を表す。図3は本発明の実施例に係るミリ波レーダによ
る距離速度計測装置を示す図である。本図に示す信号処
理部5は、混合器4からのアナログ信号をディジタル信
号に変換するA/D変換器51(Analog to Digital Co
nverter)と、該A/D変換器51からのビート信号の周
波数分析をする高速フーリエ変換部52(FFT)と、
該高速フーリエ変換部52によって得られた周波数デー
タから同一物体の測定値を抽出する同一物体測定値抽出
部53と、該同一物体測定値抽出部53から抽出された
データを2n個記憶しそのうち同一物体でない場合には
「0」データを記憶する記憶部54と、記憶部54から
「0」でない最新データを抽出して前記同一物体測定値
抽出部53における同一物体に対する測定値かを判断す
るのに用いられる最新データ抽出部55と、記憶部54
における「0」データの数を計測する0データ数計数部
56と、記憶部54に記憶されている全データ数に対す
る該0データ数計数部56により計数された「0」デー
タ数の割合を求める0データ数割合導出部57と、該0
データ数割合導出部57による0データ数割合が例えば
半数以下の場合にビート信号の周波数データを出力し半
数以上の場合にはビート信号の周波数データの出力を禁
止するデータ出力部58と、該データ出力判断部58か
らのビート信号の周波数のデータに基づき目標との距
離、相対速度を導出し前記機器制御/表示部6に出力す
る距離速度導出部59と、前記記憶部54に記憶される
ビート信号の周波数データを平均化してこの平均化され
た周波数データをデータ出力判断部58に供給する平均
値化部60とを含む。Fp = 2f0V / c where f0 is the transmission center frequency, and V is the relative speed to the target. FIG. 3 is a diagram showing a distance / velocity measuring apparatus using a millimeter wave radar according to an embodiment of the present invention. The signal processing unit 5 shown in FIG. 1 includes an A / D converter 51 (Analog to Digital Co.) for converting an analog signal from the mixer 4 into a digital signal.
nverter), a fast Fourier transform unit 52 (FFT) that analyzes the frequency of the beat signal from the A / D converter 51,
The same object measurement value extraction unit 53 that extracts measurement values of the same object from the frequency data obtained by the fast Fourier transform unit 52, and 2n pieces of data extracted from the same object measurement value extraction unit 53 are stored and the same If it is not an object, the storage unit 54 that stores “0” data, and the latest data that is not “0” is extracted from the storage unit 54 to determine whether or not the same object measurement value extraction unit 53 measures the same object. The latest data extraction unit 55 used for
And a ratio of the number of “0” data counted by the 0 data number counting unit 56 to the total number of data stored in the storage unit 54 is calculated. 0 data number ratio deriving unit 57 and the 0
A data output unit 58 that outputs the frequency data of the beat signal when the 0 data number ratio by the data number ratio deriving unit 57 is, for example, less than half, and prohibits the output of the frequency data of the beat signal when the ratio is 0 or more. A distance / velocity deriving unit 59 that derives a distance to the target and a relative velocity based on the frequency data of the beat signal from the output determining unit 58 and outputs the relative velocity to the device control / display unit 6, and a beat stored in the storage unit 54. An averaging unit 60 that averages the frequency data of the signal and supplies the averaged frequency data to the data output determination unit 58.
【0017】図4は図3の最新データ抽出部の構成を示
す図である。本図に示す最新データ抽出部55は、記憶
部54からの最新データを記憶して同一物体測定値抽出
部53及びデータ出力判断部58に最新データを出力す
る最新データ記憶部551と、該最新データ記憶部55
1のデータが「0」かを判断し「0」データなら最新デ
ータ記憶部551に記憶部54から次に新しいデータを
読み出させる「0」データの判断部552とを含む。FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the latest data extraction unit of FIG. The latest data extraction unit 55 shown in the figure includes a latest data storage unit 551 that stores the latest data from the storage unit 54 and outputs the latest data to the same object measured value extraction unit 53 and the data output determination unit 58; Data storage unit 55
A determination unit 552 for “0” data that determines whether the data of “1” is “0” and, if the data is “0”, causes the latest data storage unit 551 to read the next new data from the storage unit 54.
【0018】各部の主要部の作用について詳細に説明す
る。図5は信号処理部で処理するビート信号の周波数デ
ータの例を示す図である。本図(a)に示すようなビー
ト信号の周波数が高速フーリエ変換部52により形成さ
れて同一物体測定値抽出部53に入力するとする。初期
状態では、当初最新データ抽出部55からは「0」デー
タしか出力されないのでこの場合には同一物体測定値抽
出部53では入力したビート信号の周波数データをその
まま記憶部54に送出する。記憶部54に「0」でない
データが記憶されるようになったら同一物体測定値抽出
部53は現時点Tで次のようにして同一物体からのビー
ト信号の周波数かを判断する。The operation of the main part of each part will be described in detail. FIG. 5 is a diagram illustrating an example of frequency data of a beat signal processed by the signal processing unit. It is assumed that the frequency of the beat signal as shown in FIG. 6A is formed by the fast Fourier transform unit 52 and is input to the same object measured value extracting unit 53. In the initial state, initially, only “0” data is output from the latest data extraction unit 55. In this case, the same object measurement value extraction unit 53 sends the frequency data of the input beat signal to the storage unit 54 as it is. When data other than "0" is stored in the storage unit 54, the same-object measurement value extraction unit 53 determines at the present time T whether the frequency of the beat signal from the same object is as follows.
【0019】fu(new)−wu ≦fu(T)≦fu
(new)+wu fd(new)−wd ≦fd(T)≦fd(new)+
wd ここにTは測定時間であり、±wu 、±wd はそれぞれ
同一物体かを判断する許容幅である。fu(new)は
最新データ抽出部55から同一物体測定値抽出部53に
与えられる。Fu (new) -wu ≤ fu (T) ≤ fu
(New) + wu fd (new) −wd ≦ fd (T) ≦ fd (new) +
wd where T is the measurement time, and ± w u and ± wd are the allowable widths for judging whether they are the same object. fu (new) is given from the latest data extraction unit 55 to the same object measurement value extraction unit 53.
【0020】上記式が成立する場合にはfu(T)、f
d(T)が記憶部54に同一物体測定値抽出部53から
出力される。上記式が成立しない場合には「0」データ
が記憶部54に同一物体測定値抽出部53から出力され
る。よって目標に対するデータが得られない場合には記
憶部には「0」データを送出して時刻Tには物体は存在
しなかったと判断する。If the above equation holds, fu (T), f
d (T) is output from the same object measurement value extraction unit 53 to the storage unit 54. If the above equation does not hold, “0” data is output from the same object measurement value extraction unit 53 to the storage unit 54. Therefore, when data for the target cannot be obtained, “0” data is sent to the storage unit, and it is determined that no object exists at time T.
【0021】記憶部54では、同一物体測定値抽出部5
3から送出されてくるデータを2n個記憶し、逐次更新
する。図5(a)の例ではfu(T−5)、fu(T−
4)=0、fu(T−3)、fu(T−2)、fu(T
−1)が記憶されている。最新データ抽出部55ではこ
の場合、最新データとしてfu(new)=fu(T−
1)を抽出する。同一物体測定値抽出部53ではこの最
新データと現在入力してfu(T)との比較をして同一
物体かを判断する。図5(c)のように、fu(T−
1)がとんでいる場合には最新データは:fu(ne
w)=fu(T−2)となる。In the storage unit 54, the same object measurement value extraction unit 5
3n are stored and sequentially updated. In the example of FIG. 5A, fu (T-5) and fu (T-
4) = 0, fu (T-3), fu (T-2), fu (T
-1) is stored. In this case, the latest data extracting unit 55 sets fu (new) = fu (T−
Extract 1). The same object measurement value extracting unit 53 compares the latest data with the current data and compares it with fu (T) to determine whether the data is the same object. As shown in FIG. 5C, fu (T-
If 1) is skipped, the latest data is: fu (ne
w) = fu (T-2).
【0022】次に0データ数計数部56では記憶部54
に記憶された2n個のデータのうち「0」データの個数
を計測する。図5(a)の例では5個のデータのうち
「0」データは1個であり、図5(C)の例では5個の
データのうち「0」データは2個である。0データ数割
合導出部57では上記全体2n個のデータのうち「0」
データの個数の割合を導出する。本図(a)の例では1
/5であり、本図(C)の例では2/5である データ出力判断部58では、0データ数割合導出部57
から「0」データの割合から判断して例えば「0」デー
タの割合が過半数以下であれば同一物体が存在するとし
て平均値化部60からの平均データを距離速度導出部5
9に出力する。なお「0」データの割合が過半数以上で
あれば同一物体が存在しないとして平均データは距離速
度導出部59に送出されない。この場合、過去に「0」
データが多く表示等に用いられなくても次の回のために
記憶部54ではデータが記憶されている。Next, in the 0 data number counting unit 56, the storage unit 54
The number of “0” data out of the 2n data stored in is stored. In the example of FIG. 5A, the “0” data is one of the five data, and in the example of FIG. 5C, the “0” data is two of the five data. In the 0-data-number ratio deriving unit 57, “0” is included in the total 2n pieces of data.
Derive the ratio of the number of data. 1 in the example of FIG.
In the example of this figure (C), it is 2/5. In the data output judgment unit 58, the 0 data number ratio deriving unit 57
From the ratio of “0” data, for example, if the ratio of “0” data is less than a majority, it is determined that the same object exists and the average data from the averaging unit 60 is used as the distance velocity deriving unit 5.
Output to 9. If the ratio of “0” data is more than half, it is determined that the same object does not exist and the average data is not sent to the distance velocity deriving unit 59. In this case, "0" in the past
Even if a large amount of data is not used for display or the like, the data is stored in the storage unit 54 for the next time.
【0023】具体的には本図(a)に示すように、過去
6回(Tもあわせて)分のデータがあるとする時、Tに
値が存在する時は残りの5回のうち2回(計3回)存在
していればこの物体は存在していると判断し、この値を
表示するのに用いられる。図5(b)に示すように、現
時点でのビート信号の周波数のデータが存在しなくても
この場合にはノイズで偶然にデータがとんでいると判断
され、例えばfu(T−1)が用いられる。表示等に用
いられるデータは、例えば1回前の値(この場合T−1
の時刻の値)であるが、これは図(b)、(c)の時に
も値が表示等するようにするためで安定して結果がでる
ようにするためである。過去の値を使用しているので古
いものを表示等しているように思えるが、計測間隔が1
0msオーダーと短いため問題にならない程度である。
即ち同じ物体に対する相対距離、相対速度は大きく変化
するものではなく、また物体が突然現れたり、突然消え
たり、一瞬だけ消えたりはしないからである。Specifically, as shown in FIG. 3A, when there is data for the past 6 times (including T), and when there is a value for T, 2 of the remaining 5 times are used. If the object is present once (three times in total), it is determined that this object is present and is used to display this value. As shown in FIG. 5B, even if there is no data of the frequency of the beat signal at this time, in this case, it is determined that the data is accidentally skipped due to noise, and for example, fu (T-1) is Used. The data used for display or the like is, for example, the value of one time before (in this case, T-1
Is the value of the time) in order to display the value even in the case of FIGS. (B) and (c), so that the result can be obtained stably. It seems that the old one is displayed because the past value is used, but the measurement interval is 1
Since it is as short as 0 ms, it is not a problem.
That is, the relative distance and the relative speed to the same object do not change greatly, and the object does not suddenly appear, disappear, or disappear for a moment.
【0024】図5(c)に示すように、現時点Tだけで
なく、fu(T−1)のデータも存在しなくても全体か
ら見ればその数は少ないので、同一物体が存在するもの
として次の平均値化部60からのビート信号の周波数デ
ータの平均値fuav(T−1)、fdav(T−1)を出
力する。距離速度導出部59では、例えば最新データと
してfuav(T−1)、fdav(T−1)が入力する
と、次のようにして距離、速度を求める。As shown in FIG. 5 (c), the number of fu (T-1) is not the same as the present time T, but the number is small from the whole. Therefore, it is assumed that the same object exists. The average values fuav (T-1) and fdav (T-1) of the frequency data of the beat signal from the next averaging unit 60 are output. In the distance / velocity deriving unit 59, for example, when fuav (T-1) and fdav (T-1) are input as the latest data, the distance and velocity are obtained as follows.
【0025】frav(T−1)={fdav(T−1)+
fuav(T−1)}/2 fpav(T−1)={fdav(T−1)−fuav(T−
1)}/2 から、対象物までの距離R(T−1)と速度V(T−
1)は、 R(T−1)=frav(T−1)・c/(4・fm・Δ
f) V(T−1)=fpav(T−1)・c/(2・f0) として得られる。Frav (T-1) = {fdav (T-1) +
fuav (T-1) / 2 fpav (T-1) = {fdav (T-1) -fuav (T-
1)} / 2 from the distance R (T-1) to the object and the velocity V (T-
1) is R (T-1) = flav (T-1) .c / (4.fm.Δ
f) V (T-1) = fpav (T-1) .c / (2.f0).
【0026】図6はビート信号の周波数データの平均化
処理を示す図である。本図に示すように、平均値化部6
0では、現時点が「4」の場合に1回から3回までの3
点のビート信号の周波数データの平均値をとり、現時点
が「5」の場合に2回から4回までの3点の平均値をと
る。一般的には下記ようにして現時点での平均値fuav
(T−1)、fdav(T−1)を求める。FIG. 6 is a diagram showing an averaging process of beat signal frequency data. As shown in the figure, the averaging unit 6
In 0, if the current time is “4”, 3 times from 1 to 3 times
The average value of the frequency data of the beat signal at the point is calculated, and when the current time is “5”, the average value of the three points from the second to the fourth is calculated. Generally, the average value fuav at the present time is as follows.
(T-1) and fdav (T-1) are calculated.
【0027】fuav(T−1)={fu(T−1)+f
u(T−1)+…+fu(T−n)}/n fdav(T−1)={fd(T−1)+fd(T−1)
+…+fd(T−n)}/n 図7はビート信号の周波数データの平均値から求めた相
対距離を示すである。本図(a)に示すような従来の同
一物に対する距離の変動に対して、本図(b)に示すよ
うに、ビート信号の周波数データを平均化して得た同一
物に対する距離の変化は円滑になる。Fuav (T-1) = {fu (T-1) + f
u (T-1) + ... + fu (T-n)} / n fdav (T-1) = {fd (T-1) + fd (T-1)
+ ... + fd (T-n)} / n FIG. 7 shows the relative distance obtained from the average value of the frequency data of the beat signal. As shown in this figure (b), the change of the distance to the same thing obtained by averaging the frequency data of the beat signal is smooth against the conventional variation of the distance to the same thing as shown in this figure (a). become.
【0028】上記平均値化部60、0データ数計数部5
6、0データ数割合導出部57との関係について説明す
る。同一物に対する計測結果ではバラツキが多い場合が
あり、1回しか表示していなっかたり、データがとんで
いたりする。上記平均値化部60ではデータを円滑にす
るが過去のデータが有るかぎり出力するのでノイズ等の
発生でも同一物が存在すると誤判断する虞がある。この
ような場合にはデータ出力判断部58では、0データ数
割合導出部57から「0」データの割合から判断して例
えば「0」データの割合が過半数以下であれば同一物体
が存在するとして平均値化部60からの平均データを距
離速度導出部59に出力する。なお「0」データの割合
が過半数以上であれば同一物体が存在しないとして平均
データは距離速度導出部59に送出されない。このよう
な方法によりノイズと考えられる成分は出力されずかつ
出力の結果に連続性をもたせることができるようになっ
た。The averaging unit 60, the 0 data number counting unit 5
The relationship with the 6, 0 data number ratio deriving unit 57 will be described. There are many variations in the measurement results for the same object, which may not be displayed only once or the data may be missing. The averaging unit 60 smoothes the data, but outputs it as long as past data is present, so there is a risk of erroneously determining that the same object exists even if noise or the like occurs. In such a case, the data output determining unit 58 determines from the 0 data number ratio deriving unit 57 based on the ratio of “0” data, for example, if the ratio of “0” data is a majority or less, it is determined that the same object exists. The average data from the averaging unit 60 is output to the distance velocity deriving unit 59. If the ratio of “0” data is more than half, it is determined that the same object does not exist and the average data is not sent to the distance velocity deriving unit 59. By such a method, the component considered to be noise is not output and the output result can be made continuous.
【0029】ところで、以上の説明では保持する過去の
値が多けば多いほど(実際に存在しているがどうかにつ
いての)確度は上がるが、反面、より近い所に結果がな
い場合がある。図8は本実施例のさらなる改善点の必要
性を示す図である。本図に示すように、ビート信号の周
波数データを6点として説明すると、4〜6回目の広い
時間で結果が連続して出力されていないのにずっとある
ように補間処理をしてしまう。以下にこれを改善する説
明を下記に行う。By the way, in the above explanation, the more past values are held, the higher the accuracy (whether actually existing or not) is, but on the other hand, there are cases where there is no result closer. FIG. 8 is a diagram showing the need for further improvements in this embodiment. As shown in the figure, if the frequency data of the beat signal is described as six points, the interpolation processing will be performed as if the results were not output continuously in the fourth to sixth wide times. An explanation for improving this will be given below.
【0030】図9は本発明の実施例に係る「0データ数
計数部」及び「0データ数割合導出部」の変形例を示す
図であり、図10は0データの計数状況を示す図であ
る。図9に示す0データ数計数部56は、図10に示す
ように、記憶部54に記憶するビート信号の周波数の2
n個のデータうち現時点に近いn個のデータに含まれる
「0」データ数を計数する第1の0データ数計数部56
1と、記憶部54に記憶するビート信号の周波数の2n
個のデータうち現時点に遠いn個のデータに含まれる
「0」データ数を計数する第2の0データ数計数部56
2と、第1の0データ数計数部561と第2の0データ
数計数部562に含まれる「0」データの数を合計する
合計部563とを含む。FIG. 9 is a diagram showing a modification of the “0 data number counting unit” and the “0 data number ratio deriving unit” according to the embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a diagram showing a counting state of 0 data. is there. As shown in FIG. 10, the 0 data number counting unit 56 shown in FIG. 9 has a frequency of 2 of the frequency of the beat signal stored in the storage unit 54.
A first 0-data-number counting unit 56 that counts the number of “0” data included in n data that is close to the current time out of n data
1 and 2n of the frequency of the beat signal stored in the storage unit 54
Second 0 data number counting unit 56 for counting the number of “0” data included in n data far from the current time out of the n data
2 and a totaling unit 563 that totals the number of “0” data included in the first zero data number counting unit 561 and the second zero data number counting unit 562.
【0031】0データ数割合導出部57は、第1の0デ
ータ数計数部561で得られた「0」データ数の全デー
タ数に対する割合を導出する第1の「0」データ割合導
出部571と、合計部563で得られた「0」データ数
の全データ数に対する割合を導出する第2の「0」デー
タ割合導出部572とを含み、第1の「0」データ割合
導出部571の「0」データの割合及び第1の「0」デ
ータ割合導出部571の「0」データの割合が共に、例
えば1/2以下であれば、データ出力判断部58は現時
点の測定値の一つ前の値を距離速度導出部59に出力す
る。The 0 data number ratio deriving unit 57 derives the ratio of the “0” data number obtained by the first 0 data number counting unit 561 to the total data number, and the first “0” data ratio deriving unit 571. And a second “0” data ratio deriving unit 572 that derives a ratio of the number of “0” data obtained by the summing unit 563 to the total number of data, and a first “0” data ratio deriving unit 571. If both the ratio of “0” data and the ratio of “0” data of the first “0” data ratio deriving unit 571 are, for example, 1/2 or less, the data output determination unit 58 is one of the current measured values. The previous value is output to the distance / velocity deriving unit 59.
【0032】本変形例では、過去数回(2n)のデータ
で処理したとすると時間的に近い所のn個と遠いところ
のn個に分けて時間的に近いところでn/2個以上存在
し、かつ近いところ遠いところをあわせてn個以上の値
が存在していれば今回の平均測定値が表示等されるの
で、時間的に近いところに重みをつけてノイズがどうか
を判断するようにした。このため物体に対してより確度
はよくなる。In this modified example, if data is processed several times (2n) in the past, there are n / 2 or more near-time points divided into n near-time points and far-off n points. And, if there are n or more values including near and far, the average measurement value of this time will be displayed, so weight the near places to judge noise. did. Therefore, the accuracy is higher for the object.
【0033】[0033]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、過
去のビート信号の周波数データを記憶し、全データ数に
対する「0」データ数の割合が一定値以下の場合にのみ
平均データが距離速度導出用として出力されるようにし
たので、1回や2回だけ存在したものはノイズと判断さ
れ表示等されなくなった。逆に1回とんでも平均値で補
うため安定した円滑な出力が得られるようになった。As described above, according to the present invention, the frequency data of the past beat signal is stored, and the average data is the distance only when the ratio of the "0" data count to the total data count is less than a fixed value. Since the data is output for speed derivation, it is judged that the object that existed only once or twice is noise and is not displayed. On the contrary, even if it is once, it is possible to obtain a stable and smooth output because it is compensated by the average value.
【図1】本発明の前提となるミリ波レーダ装置の概要を
示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an outline of a millimeter-wave radar device as a premise of the present invention.
【図2】ミリ波レーダ装置において移動目標からの反射
信号を受信した場合の周波数帯時間の関係を示す図であ
る。FIG. 2 is a diagram illustrating a relationship between frequency band times when a reflected signal from a moving target is received in the millimeter wave radar device.
【図3】本発明の実施例に係るミリ波レーダによる距離
速度計測装置を示す図で有る。FIG. 3 is a diagram showing a distance / velocity measuring apparatus using a millimeter wave radar according to an embodiment of the present invention.
【図4】図3の最新データ抽出部の構成を示す図であ
る。FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of a latest data extracting unit in FIG. 3;
【図5】信号処理部で処理するビート信号の周波数デー
タの例を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an example of frequency data of a beat signal processed by a signal processing unit.
【図6】ビート信号の周波数データの平均化処理を示す
図である。FIG. 6 is a diagram showing an averaging process of frequency data of beat signals.
【図7】ビート信号の周波数データの平均値から求めた
相対距離を示すである。FIG. 7 is a diagram showing a relative distance obtained from an average value of frequency data of beat signals.
【図8】本実施例のさらなる改善点の必要性を示す図で
ある。FIG. 8 is a diagram showing the need for further improvements in the present embodiment.
【図9】本発明の実施例に係る「0データ数計数部」及
び「0データ数割合導出部」の変形例を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a modified example of the “0 data number counting unit” and the “0 data number ratio deriving unit” according to the embodiment of the present invention.
【図10】0データの計数状況を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a counting situation of 0 data.
1、2…アンテナ 3…CW送信機 4…混合器 5…信号処理部 6…機器制御/表示部 53…同一物体測定値抽出部 54…記憶部 55…最新データ抽出部 56…0データ数計数部 57…0データ数割合導出部 58…データ出力判断部 59…距離速度導出部 60…平均値化部 561…第1の0データ数計数部 562…第2の0データ数計数部 563…合計部 571…第1の「0」データ割合導出部 572…第2の「0」データ割合導出部 1, 2 ... Antenna 3 ... CW transmitter 4 ... Mixer 5 ... Signal processing unit 6 ... Equipment control / display unit 53 ... Same object measured value extraction unit 54 ... Storage unit 55 ... Latest data extraction unit 56 ... 0 Counting number of data Part 57 ... 0 data number ratio deriving unit 58 ... Data output determination unit 59 ... Distance speed deriving unit 60 ... Averaging unit 561 ... First 0 data number counting unit 562 ... Second 0 data number counting unit 563 ... Total Part 571 ... First "0" data ratio deriving unit 572 ... Second "0" data ratio deriving unit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−287178(JP,A) 特開 昭63−94183(JP,A) 実開 昭62−176776(JP,U) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP-A-2-287178 (JP, A) JP-A-63-94183 (JP, A) Actually-opened JP-A-62-176776 (JP, U)
Claims (2)
ダの送信信号と受信信号とのビート信号から距離及び速
度を求めるミリ波レーダ装置において、 過去のビート信号の周波数データを記憶する記憶部(5
4)と、 ビート信号の周波数データのバラツキから同一物体の周
波数データであるかどうか判断し、同一物体からの周波
数データであると判断すれば該周波数データを前記記憶
部に記憶させ、周波数データのうち同一物体からの周波
数データでないと判断すれば前記記憶部に予め定めた値
である所定値データを記憶させる同一物体測定値抽出部
(53)と、 前記記憶部(54)に記憶されている周波数データから
所定値データでない最新周波数データを抽出し同一物体
測定値抽出部(53)に供給する最新データ抽出部(5
5)と、 前記記憶部(54)に記憶された所定値データ数を計数
する所定値データ数計数部(56)と、 前記記憶部(54)に記憶された全データ数に対する前
記所定値データ数の割合を導出し、該割合が一定値を越
える場合には前記同一物体が存在しないと統計的に判断
するための所定値データ数割合導出部(57)と、 前記記憶部(54)に記憶された全データのうち前記所
定値データを除いた周波数データを平均化する平均値化
部(60)と、 前記全データ数に対する前記所定値データ数の割合が一
定値以下の場合にのみ前記記憶部(54)の平均データ
を距離速度導出用として出力するデータ出力部(58)
とを備えることを特徴とするミリ波レーダ装置。1. A millimeter-wave radar device for obtaining distance and velocity from beat signals of a transmission signal and a reception signal of a continuous wave radar that has been subjected to triangular wave frequency modulation, and a memory for storing frequency data of past beat signals. Division (5
4) and the fluctuation of the frequency data of the beat signal, the circumference of the same object
Determine whether it is wave number data and check the frequency from the same object.
If it is determined that the number data is stored the frequency data in the storage unit, frequency of the same object among the frequency data
If it is judged that it is not numerical data , the value preset in the storage unit
The same object measurement value extraction unit (53) that stores the predetermined value data, and the same object measurement value extraction unit (53) that extracts the latest frequency data that is not the predetermined value data from the frequency data stored in the storage unit (54). 53) The latest data extraction unit (5)
5), a predetermined value data number counting section (56) for counting the predetermined value data number stored in the storage section (54), and the predetermined value data for the total number of data stored in the storage section (54) A predetermined value data number ratio deriving unit (57) for deriving a number ratio and statistically determining that the same object does not exist when the ratio exceeds a certain value, and a storage unit (54). Of all the stored data, the above
An averaging unit (60) for averaging frequency data excluding constant value data, and an average data of the storage unit (54) only when the ratio of the number of predetermined value data to the total number of data is less than a certain value. Data output part (58) for outputting for distance velocity derivation
A millimeter-wave radar device comprising:
に近いところの所定値データ数を計数する第1の所定値
データ数計数部(561)と、 前記記憶部(54)に記憶されいるデータのうち現時点
に遠いところの所定値データ数を計数する第2の所定値
データ数計数部(562)と、 第1の所定値データ数計数部(561)と第2の0デー
タ数計数部(562)との所定値データ数を合計する合
計部(563)とを備え、 前記所定値データ数割合導出部(57)は、 前記記憶部(54)に記憶されている全データ数に対し
て前記第1の所定値データ数計数部(561)の所定値
データ数の割合を導出する第1の所定値データ割合導出
部(571)と、 前記記憶部(54)に記憶されている全データ数に対し
て前記合計部(563)の所定値データ数の割合を導出
する第2の所定値データ割合導出部(572)とを備
え、 第1の所定値データ割合導出部(571)及び第2の所
定値データ割合導出部(572)の割合がそれぞれ所定
範囲にある場合に前記データ出力判断部(58)から前
記平均データを出力する請求項1記載のミリ波レーダ装
置。2. The first predetermined value data number counting section (56) counts the predetermined value data number near the present time among the data stored in the storage section (54). A part (561), a second predetermined value data number counting part (562) for counting the number of predetermined value data far from the present time among the data stored in the storage part (54), and a first predetermined value. The data number counting unit (561) and the second 0 data number counting unit (562) include a summing unit (563) that sums the predetermined value data numbers, and the predetermined value data number ratio deriving unit (57), A first predetermined value data ratio deriving unit (which derives a ratio of the predetermined value data number of the first predetermined value data number counting unit (561) to the total number of data stored in the storage unit (54) ( 571) and stored in the storage unit (54). A second predetermined value data ratio deriving unit (572) for deriving the ratio of the predetermined value data number of the totaling unit (563) to the total number of data, and the first predetermined value data ratio deriving unit ( The millimeter-wave radar device according to claim 1, wherein the average data is output from the data output determination unit (58) when the ratios of the second predetermined value data ratio derivation unit (572) are within respective predetermined ranges.
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