JP4913646B2 - Radar apparatus, radar apparatus control apparatus, radar apparatus control program, and radar apparatus control method - Google Patents
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Description
本発明は、送信されたレーダ信号の反射信号を、3本以上のアンテナのうち2本のアンテナの組合せで受信するレーダ装置、レーダ装置の制御装置、レーダ装置の制御プログラム、及びレーダ装置の制御方法に関し、特に、反射信号を受信する2本のアンテナの組合せを順次切替える手段と、反射信号の受信位相差に基づいて物標の角度方向を検知する手段と、レーダ信号とその反射信号の周波数差に基づき物標との相対距離と相対速度を検知する手段とを有するレーダ装置、レーダ装置の制御装置、レーダ装置の制御プログラム、及びレーダ装置の制御方法に関する。 The present invention relates to a radar apparatus, a radar apparatus control apparatus, a radar apparatus control program, and a radar apparatus control apparatus that receive a reflection signal of a transmitted radar signal using a combination of two antennas among three or more antennas. In particular, a method for sequentially switching a combination of two antennas that receive a reflected signal, a means for detecting an angle direction of a target based on a reception phase difference of the reflected signal, a radar signal, and a frequency of the reflected signal The present invention relates to a radar apparatus having a means for detecting a relative distance and a relative velocity with respect to a target based on a difference, a control apparatus for the radar apparatus, a control program for the radar apparatus, and a control method for the radar apparatus.
近年、車両の安全な走行を支援するために、車載レーダ装置が広く用いられている。かかる車載レーダ装置において他の車両等の物標との相対速度、相対距離を検知する方法として、FM−CW(Frequency Modulation-Continuous Wave)方式が知られている。FM−CW方式のレーダ装置は、上昇区間と下降区間が交互に繰返される三角波に従って周波数変調したレーダ信号を送信する。そして、送信されたレーダ信号は他の車両などの物標で反射され、その反射信号がレーダ装置に受信される。このとき、反射信号は距離による時間的遅れと相対速度によるドップラ効果の影響を受けるので、その周波数は偏移する。そして、レーダ装置は、送信したレーダ信号と受信した反射信号の周波数差であるビート信号から、物標との相対速度及び相対距離を算出する。かかるFM−CW方式の車載レーダ装置の例が、特許文献1に記載されている。
In recent years, in-vehicle radar devices have been widely used to support safe driving of vehicles. An FM-CW (Frequency Modulation-Continuous Wave) method is known as a method for detecting the relative speed and relative distance to a target such as another vehicle in such an on-vehicle radar device. The FM-CW radar device transmits a radar signal that is frequency-modulated according to a triangular wave in which an ascending section and a descending section are alternately repeated. The transmitted radar signal is reflected by a target such as another vehicle, and the reflected signal is received by the radar apparatus. At this time, since the reflected signal is affected by the time delay due to the distance and the Doppler effect due to the relative velocity, the frequency shifts. Then, the radar apparatus calculates a relative speed and a relative distance from the target from a beat signal that is a frequency difference between the transmitted radar signal and the received reflected signal. An example of such an FM-CW in-vehicle radar device is described in
また、かかるFM−CW方式の車載レーダ装置において物標の角度方向を検知する方法としては、複数のアンテナで反射信号を受信する位相モノパルス方式が知られている。図1は、位相モノパルス方式による角度方向の検知方法を説明する図である。位相モノパルス方式では、送信されたレーダ波W1が物標Tで反射され、その反射信号W2を2つのアンテナ11、12で受信する。すると、第1アンテナ11と第2アンテナ12とでは、アンテナ間の距離d1に比例して反射信号W2の伝搬距離に差Δd1が生じ、差分Δd1に応じた受信位相差Φ1が生じる。また、アンテナ間の距離d1は物標Tとの距離に比して微小であるので、物標Tは無限遠に存在すると考えられる。よって、反射信号W2の入射角、つまり物標Tの角度方向θは第1アンテナ11、第2アンテナ12とで等しい。すると、角度方向θは、次の式1により求められる。なお、次式のλは反射信号W2の波長である。
As a method for detecting the angle direction of a target in such an FM-CW in-vehicle radar device, a phase monopulse method in which reflected signals are received by a plurality of antennas is known. FIG. 1 is a diagram illustrating an angular direction detection method using a phase monopulse method. In the phase monopulse method, the transmitted radar wave W1 is reflected by the target T, and the reflected signal W2 is received by the two
式1: θ=1/sin(λ・Φ1/(2π・d1))
しかし、位相モノパルス方式では、受信位相差Φ1が±πを超える場合、次の式2に示すように受信位相差Φ1から求められる物標Tの角度方向θは一意に特定できない。
Formula 1: θ = 1 / sin (λ · Φ1 / (2π · d1))
However, in the phase monopulse method, when the reception phase difference Φ1 exceeds ± π, the angle direction θ of the target T obtained from the reception phase difference Φ1 cannot be uniquely specified as shown in the
式2: θ=1/sin(λ・(Φ1±kπ)/(2π・d1)) (k=0,1,2,…)
このため、次のようにして角度方向θを特定する方法が提案されている。すなわち、第3のアンテナ13を、第2アンテナ12との距離間隔がd1と異なるd2となるように設け、第1アンテナ11、第2アンテナ12の組合せの他に、第2アンテナアンテナ12、第3アンテナ13の組合せにより物標Tからの反射信号W2を受信する。すると、第2アンテナ12と、第3アンテナ13とでは、アンテナ間の距離d2に応じて反射信号W2の伝搬距離に差Δd2が生じ、この距離Δd2に応じた受信位相差Φ2が生じる。よって、物標Tの角度方向θは、次の式3により求められる。
Formula 2: θ = 1 / sin (λ · (Φ1 ± kπ) / (2π · d1)) (k = 0, 1, 2,...)
For this reason, a method for specifying the angular direction θ has been proposed as follows. That is, the
式3: θ=1/sin(λ・Φ2/(2π・d2))
更に、第1アンテナ11、第3アンテナ13の組合せにより物標Tからの反射信号W2を受信すると、第1アンテナ11と、第3アンテナ13とでは、アンテナ間の距離d3(=d1+d2)に応じて反射信号W2の伝搬距離に差Δd3が生じ、この差分Δd3に応じた受信位相差Φ3が生じる。よって、物標Tの角度方向θは、次の式4により求められる。
Formula 3: θ = 1 / sin (λ · Φ2 / (2π · d2))
Further, when the reflected signal W2 from the target T is received by the combination of the
式4: θ=1/sin(λ・Φ3/(2π・d3))
このようにして、3通りの2本のアンテナの組合せによる受信位相差から複数の角度方向を求め、そのなかから互いに近似した角度方向を検知結果として特定する。
Formula 4: θ = 1 / sin (λ · Φ3 / (2π · d3))
In this manner, a plurality of angular directions are obtained from the reception phase differences due to the combination of the three two antennas, and the angular directions approximated to each other are specified as detection results.
このような位相モノパルス方式を角度方向の検知手段として採用したFM−CW方式のレーダ装置は、周波数変調されたレーダ信号を送信し、物標からの反射信号を3つのアンテナのうち2つのアンテナの組合せを順次切替えて受信する。そして、送信されたレーダ信号と反射信号とに基づくビート信号から物標との相対速度、相対距離が検知される。それとともに、3通りのアンテナの組合せにおける受信位相差から角度方向の候補が求められ、そのなかから検知結果としての角度方向が特定される。
しかしながら、上記従来技術では、アンテナの組合せを切替える際にスイッチングノイズが発生するので、アンテナ切替え直後のビート信号にはこのスイッチングノイズが混入する。その結果として、物標の相対速度、相対距離の検知精度が悪化してしまうという問題が生じる。 However, in the above prior art, switching noise is generated when the antenna combination is switched. Therefore, this switching noise is mixed in the beat signal immediately after the antenna switching. As a result, there arises a problem that the detection accuracy of the relative speed and relative distance of the target deteriorates.
そこで、本発明の目的は、位相モノパルス方式を採用したFM−CW方式のレーダ装置において、3本以上のアンテナのうち2つのアンテナの組合せを順次切替えて反射信号を受信しても、物標の相対距離、相対速度の検知精度が低下しないようなレーダ装置、レーダ装置の制御装置、レーダ装置の制御プログラム、及びレーダ装置の制御方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an FM-CW radar device that employs a phase monopulse method, even if a combination of two antennas among three or more antennas is sequentially switched to receive a reflected signal. It is an object of the present invention to provide a radar apparatus, a radar apparatus control apparatus, a radar apparatus control program, and a radar apparatus control method in which the relative distance and relative speed detection accuracy do not decrease.
上記の目的を達成するために、本発明の第1の側面によれば、周波数が上昇する上昇区間と下降する下降区間とが交互に繰返されるように周波数変調したレーダ信号を送信し、前記レーダ信号の反射信号を3本以上のアンテナのうち2本のアンテナの組合せで受信するレーダ装置において、前記上昇区間と前記下降区間を含む時間区間で前記反射信号を受信する2本のアンテナの組合せを、前記時間区間ごとに順次切替えるアンテナ切替制御手段と、複数の前記組合せごとに2本のアンテナで受信する前記反射信号の受信位相差に基づいて物標の角度方向を推定し、前記組合せごとの推定結果から前記角度方向の検知結果を採用する角度方向検知手段と、前記上昇区間と前記下降区間とで送信される前記レーダ信号とその反射信号の周波数差に基づき、前記物標との相対距離と相対速度を検知する距離・速度検知手段とを有する。そして、前記距離・速度検知手段は、前記時間区間の先頭の上昇区間または下降区間での前記周波数差を用いず、当該上昇区間または下降区間の後の前記上昇区間と前記下降区間での前記周波数差を用いて前記検知を行うことを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to a first aspect of the present invention, a radar signal that is frequency-modulated so as to alternately repeat an ascending section where the frequency rises and a descending section where the frequency descends is transmitted, and the radar In a radar apparatus that receives a reflected signal of a signal with a combination of two or more of three or more antennas, a combination of two antennas that receive the reflected signal in a time interval including the rising and falling intervals. , Antenna switching control means for sequentially switching for each time interval, and estimating the angle direction of the target based on the reception phase difference of the reflected signals received by two antennas for each of the plurality of combinations, Angular direction detection means that adopts the detection result of the angular direction from the estimation result, and the frequency difference between the radar signal transmitted in the ascending section and the descending section and its reflected signal Based, and a distance and speed detecting means for detecting the relative distance and the relative velocity between the target object. Then, the distance / speed detection means does not use the frequency difference in the rising section or the falling section at the beginning of the time section, and the frequency in the rising section and the falling section after the rising section or the falling section. The detection is performed using a difference.
上記側面の好ましい実施例におけるレーダ装置は、時間区間の先頭の上昇区間または下降区間での前記反射信号の周波数差に基づいて前記レーダ装置の異常を検知する異常検知手段を更に有することを特徴とする。 The radar apparatus according to a preferred embodiment of the above aspect further includes an abnormality detecting means for detecting an abnormality of the radar apparatus based on a frequency difference between the reflected signals in the rising or falling section at the beginning of the time section. To do.
上記側面によれば、アンテナの組合せの切替えがあったときは、前記時間区間の先頭の上昇区間または下降区間での前記周波数差を用いず、当該上昇区間または下降区間の後の前記上昇区間と前記下降区間での前記周波数差を用いて物標の相対速度、相対距離の検知を行うので、アンテナ切替えによるスイッチングノイズが混入した上昇区間または下降区間でのビート信号は用いずに、ノイズが混入していない上昇区間および下降区間でのビート信号を用いて相対速度、相対距離の検知を行う。よって、アンテナの組合せを切替えても、相対距離、相対速度の検知精度の低下を防ぐことができる。 According to the above aspect, when the antenna combination is switched, the frequency difference in the rising section or the falling section at the beginning of the time section is not used, and the rising section after the rising section or the falling section is used. Since the relative speed and relative distance of the target are detected using the frequency difference in the descending section, noise is mixed without using the beat signal in the rising or descending section mixed with switching noise due to antenna switching. Relative speed and relative distance are detected using beat signals in the ascending and descending sections that are not performed. Therefore, even if the combination of antennas is switched, it is possible to prevent a decrease in the detection accuracy of the relative distance and the relative speed.
また、上記実施例によれば、時間区間の先頭の上昇区間または下降区間でのビート信号に混入するノイズを検知することによりレーダ装置のアンテナ切替部が正常に動作したことを検知できるので、ノイズが検知されない場合にはアンテナ切替部の動作異常を検知できる。よって、相対距離、速度の検知を行わない時間を有効に活用してレーダ装置の動作異常を早期に検知できる。 In addition, according to the above embodiment, since it is possible to detect that the antenna switching unit of the radar apparatus has operated normally by detecting noise mixed in the beat signal in the rising or falling interval at the beginning of the time interval, If no is detected, an abnormal operation of the antenna switching unit can be detected. Therefore, it is possible to detect an abnormal operation of the radar apparatus at an early stage by effectively utilizing the time during which the relative distance and speed are not detected.
以下、図面にしたがって本発明の実施の形態について説明する。但し、本発明の技術的範囲はこれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された事項とその均等物まで及ぶものである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the technical scope of the present invention is not limited to these embodiments, but extends to the matters described in the claims and equivalents thereof.
図2は、本実施形態のレーダ装置が車載レーダ装置として用いられる例を説明する図である。レーダ装置10は位相モノパルス方式を採用したFM−CW方式のレーダ装置であり、自車両1の後部バンパー付近に搭載される。そして、レーダ装置10は、後方正面方向に対する後続車両2の角度方向θと、自車両1との相対速度Vや相対距離Rを検知する。そして、その検知結果に基づいて、車両1の安全制御システムがドライバに追突の危険性を通知し、安全な走行を支援する。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example in which the radar apparatus according to the present embodiment is used as an in-vehicle radar apparatus. The
図3は、本実施形態のレーダ装置10の構成を説明する図である。図4は、レーダ装置10のFM−CW方式のレーダ信号を説明する図である。図5は、レーダ装置10の位相モノパルス方式による角度方向の検知方法を説明する図である。図3に従いつつ、適宜図4、図5を参照しながら説明する。
FIG. 3 is a diagram illustrating the configuration of the
レーダ装置10は、3本のアンテナ11、12、及び13を備え、FM−CW方式で周波数変調されたレーダ信号W1を送信回路30により生成し、そのレーダ信号W1をこれらのアンテナで送受信する。
The
送信回路30は、上昇区間と下降区間からなる三角波が繰返される変調信号を発生させ、その変調信号に従い周波数変調されたレーダ信号を生成する。生成されたレーダ信号の一部分は分岐されて受信回路40に入力され、他の部分はアンテナ切替部20を介して第1アンテナ11から車両1の後方へ送信される(W1)。図4の上段に示すように、送信回路30により周期1/fm、中心周波数f0の三角波に従って周波数変調されるレーダ信号W1の周波数は、周波数偏移幅ΔFで上昇と下降を繰返す。ここで、一例としては、三角波の周波数fmは372MHz、中心周波数f0は76.5GHz、振幅(レーダ信号W1の周波数偏移幅)ΔFは200MHzがそれぞれ用いられる。
The
そして、レーダ信号W1が後続車両2などの物標で反射されると、その反射信号W2は距離による時間的遅れと相対速度によるドップラ効果の影響を受けて、点線で示されるように周波数偏移を受ける。そして、このように周波数偏移を受けた反射信号W2が、第1アンテナ11、第2アンテナ12、及び第3アンテナ13のうちの2本のアンテナの組合せにより受信される。
When the radar signal W1 is reflected by a target such as the following
アンテナ切替部20は、3本のアンテナのうち反射信号を受信する2本のアンテナの組合せ、すなわち第1アンテナ11と第2アンテナ12、第1アンテナ11と第3アンテナ13、及び第2アンテナ12と第3アンテナ13の組合せを順次電気的に切替える。また、アンテナ切替部20は第1アンテナ11によるレーダ信号の送信と反射信号の受信とを時分割で切替えることにより、第1アンテナ11に送信機能と受信機能を兼ねさせる。 ここで、第1アンテナ11と第2アンテナの間隔は距離d1、第2アンテナ12と第3アンテナ13との間隔は距離d1と異なる距離d2、そして第1アンテナ11と第3アンテナ13との間隔はd3(=d1+d2)となるように各アンテナは配設される。よって、アンテナ間の距離が異なる3通りの2本のアンテナの組合せにより、反射信号W2は受信される。そして、受信された反射信号W2は、受信回路40に入力される。
The
受信回路40は、送信回路30から入力されたレーダ信号W1と受信された反射信号W2とを混合して、両者の周波数差から、図4の下段に示すようなビート信号B1を生成する。なお、ここでは、反射信号W2を受信する2本のアンテナのうち予め定めた1本のアンテナ、例えば第1アンテナ11と第2アンテナ12との組合せの場合は第2アンテナ12で受信した反射信号W2を例として説明する。すると、ビート信号B1のビート周波数は、送信信号W1の周波数の上昇区間でビート周波数fb1、下降区間でビート周波数fb2となる。
The receiving
また、受信回路40は、ビート信号B1の生成のほかに、2本のアンテナの組合せで受信した反射信号の受信位相差を検知する。このとき、受信回路40は、3通りのアンテナの組合せそれぞれにおいて受信位相差を検知する。そして受信回路40は、生成したビート信号と、検知した受信位相差とを制御装置50に入力する。
In addition to the generation of the beat signal B1, the
制御装置50は、変調制御プログラム51、アンテナ切替制御プログラム52、FFT(高速フーリエ変換)処理プログラム53、距離・速度検知プログラム54、角度方向検知プログラム55、異常検知プログラム56といったプログラムに従い各種演算処理を行うCPUと、これらプログラムを格納するROM、及び作業領域用のRAMなどを有するマイクロコンピュータにより構成される。なお、変調制御プログラム51、アンテナ切替制御プログラム52、FFT処理プログラム53、距離・速度検知プログラム54、角度方向検知プログラム55、及び異常検知プログラム56は「制御プログラム」に対応する。
The control device 50 performs various arithmetic processes according to programs such as a
具体的には、制御装置50は、変調制御プログラム51に従い、送信回路30に周波数変調されたレーダ信号を生成させ、これを送信させる。このとき、制御装置50は、周波数変調の上昇区間と下降区間の時間を内蔵のタイマ回路により計測し、送信回路30に上昇区間・下降区間の切替を指示する。また、制御装置50は、アンテナ切替制御プログラム52に従い、上昇区間・下降区間の切替えに同期して、受信アンテナの組合せの切替えを送信回路30を介してアンテナ切替部20に指示する。よって、アンテナ切替制御プログラム52に従い動作する制御装置50は、「アンテナ切替制御手段」に対応する。また、その手順は「アンテナ切替手順」に対応する。
Specifically, in accordance with the
また、制御装置50は、受信回路40から入力されるビート信号をAD変換し、デジタル信号化されたビート信号をFFT処理プログラム53に従いFFT解析する。そして、制御装置50は、距離・速度検知プログラム54に従い、ビート信号のビート周波数に基づき車両1と車両2との相対速度、相対距離を算出する。具体的には、制御装置50は、図4に示したレーダ信号W1の周波数偏移幅ΔF、中心周波数f0、三角波の周波数fm、及びビート信号B1のビート周波数fb1、fb2を用いて、物標との相対距離R、及び相対速度Vを次の2式により算出する。なお、次式においてCは光速である。
Further, the control device 50 AD-converts the beat signal input from the receiving
式5: R=C・(fb1+fb2)/(8・ΔF・fm)
式6: V=C・(fb2−fb1)/(4.f0)
なお、上記処理では、反射信号W2を受信する2本組のアンテナのうち予め定めた1本のアンテナで受信した反射信号W2に基づいてビート信号B1を生成し、そのビート信号B1のビート周波数を用いている。しかし、相対速度V、相対距離Rの算出方法は上記に限定されず、例えば、受信回路40はアンテナ11、12、13で受信された反射信号のそれぞれに基づいて複数のビート信号を生成してもよい。そして、制御装置50はそれぞれのビート信号から複数の相対速度、相対距離を算出し、その平均を求めてもよい。このように、FFTプログラム53、距離・速度検知プログラム54に従い処理を行う制御装置50は「距離・速度検知手段」に対応する。また、その手順は「距離・速度検知手順」に対応する。
Formula 5: R = C · (fb1 + fb2) / (8 · ΔF · fm)
Formula 6: V = C · (fb2-fb1) / (4.f0)
In the above processing, the beat signal B1 is generated based on the reflected signal W2 received by one predetermined antenna out of the two antennas that receive the reflected signal W2, and the beat frequency of the beat signal B1 is set. Used. However, the calculation method of the relative velocity V and the relative distance R is not limited to the above. For example, the receiving
また、制御装置50は、角度方向検知プログラム55に従い、3通りのアンテナの組合せにおいて検知された受信位相差に基づいて、後続車両2の角度方向を検知する。ここで、λを反射信号W2の波長として、第1アンテナ11と第2アンテナ12との間の距離d1=5λ/4、第2アンテナ12と第3アンテナ13との間の距離d2=6λ/4、そして第1アンテナ11と第3アンテナ13との間の距離d3=11λ/4となるように各アンテナは配置される。そして、角度方向の検知対象範囲は、自車両1の後方正面に対し±15度に設定される。
Further, the control device 50 detects the angular direction of the following
まず、制御装置50は、最もアンテナ間の距離が大きい第1アンテナ11と第3アンテナ13の組合せで受信した送信信号の受信位相差Φ3に基づき、次式F1により角度方向θを算出する。
First, the control device 50 calculates the angle direction θ by the following equation F1 based on the reception phase difference Φ3 of the transmission signals received by the combination of the
式F1: θ=1/sin(λ・Φ3/(2π・d3))
ここで、図5を用いて、受信位相差と角度方向との対応関係を説明する。図5では、縦軸に受信位相差、横軸に角度方向が表される。図5に示すように、式F1の対応関係は±15度の検知対象範囲内の、受信位相差−πに対応する角度方向−10度付近と、受信位相差πに対応する角度方向+10度付近それぞれで折り返しが生じる。すると、検知対象範囲全域で角度方向を検知するためには、受信位相差を±πの範囲に広げ、次式F11で角度方向を算出する必要がある。
Formula F1: θ = 1 / sin (λ · Φ3 / (2π · d3))
Here, the correspondence between the reception phase difference and the angular direction will be described with reference to FIG. In FIG. 5, the vertical axis represents the reception phase difference, and the horizontal axis represents the angular direction. As shown in FIG. 5, the correspondence relationship of Formula F1 is within the detection target range of ± 15 degrees, in the vicinity of −10 degrees in the angle direction corresponding to the reception phase difference −π, and in the angle direction +10 degrees corresponding to the reception phase difference π. Folding occurs in each neighborhood. Then, in order to detect the angle direction in the entire detection target range, it is necessary to widen the reception phase difference to a range of ± π and calculate the angle direction by the following formula F11.
式F11: θ=1/sin(λ・(Φ3±π)/(2π・d3))
すると、図示するように、例えば受信位相差Φ3=−3π/4のときは、式F1の対応関係において角度方向A2が、式F11の対応関係において角度方向A1、A3が求められる。そして、±15度の検知対象範囲内には角度方向A1、A2が含まれる。よって、受信位相差Φ3及びΦ3±πからは角度方向A1、A2が推定される。そこで、角度方向A1、A2のいずれかを検知結果として特定するために、次式F2により第1アンテナ11と第2アンテナ12による受信位相差Φ1に対応する角度方向を、次式F3により第2アンテナ12と第3アンテナ13による受信位相差Φ2に対応する角度方向を算出する。
Formula F11: θ = 1 / sin (λ · (Φ3 ± π) / (2π · d3))
Then, as shown in the figure, for example, when the reception phase difference Φ3 = −3π / 4, the angular direction A2 is obtained in the correspondence relationship of the equation F1, and the angular directions A1 and A3 are obtained in the correspondence relationship of the equation F11. The angular directions A1 and A2 are included in the detection target range of ± 15 degrees. Therefore, the angular directions A1 and A2 are estimated from the reception phase differences Φ3 and Φ3 ± π. Therefore, in order to specify one of the angular directions A1 and A2 as the detection result, the angular direction corresponding to the reception phase difference Φ1 between the
式F2: θ=1/sin(λ・Φ1/(2π・d1))
式F3: θ=1/sin(λ・Φ2/(2π・d2))
すると、図示するように、式F2の対応関係においては、受信位相差Φ2=π/2に対応する角度方向A4が、式F3の対応関係においては、3π/4付近の受信位相差Φ3に対応する角度方向A5が求められる。すると、角度方向A2が、角度方向A4、A5と近似しているので、角度方向A2が物標角度方向θの検知結果として特定される。このように、制御装置50は、1つの組合せにおいて角度方向の検知対象範囲内で受信位相差の折り返しが生じても、複数の組合せでの推定結果を用いて物標の角度方向を特定することができる。そして、角度方向検知プログラム55に従い処理を行う制御装置50は「角度方向検知手段」に対応する。また、その手順は、「角度方向検知手順」に対応する。
Formula F2: θ = 1 / sin (λ · Φ1 / (2π · d1))
Formula F3: θ = 1 / sin (λ · Φ2 / (2π · d2))
Then, as illustrated, in the correspondence relationship of Formula F2, the angular direction A4 corresponding to the reception phase difference Φ2 = π / 2 corresponds to the reception phase difference Φ3 near 3π / 4 in the correspondence relationship of Formula F3. An angular direction A5 is determined. Then, since the angular direction A2 approximates the angular directions A4 and A5, the angular direction A2 is specified as the detection result of the target angular direction θ. As described above, the control device 50 specifies the angular direction of the target using the estimation results of the plurality of combinations even if the reception phase difference is turned back within the detection target range of the angular direction in one combination. Can do. The control device 50 that performs processing in accordance with the angular
このような制御装置50の処理により、本実施形態のレーダ装置10は、3本のアンテナのうち2本のアンテナの組合せで受信した反射信号の受信位相差に基づき物標の角度方向を検知する。よって、例えば所定の角度方向ずつアンテナを揺動させながらレーダ信号の送信と反射信号の受信を行うスキャン式レーダ装置に比べて、本実施形態のレーダ装置10はより簡便な機構で物標の角度方向を検知できる。
By such processing of the control device 50, the
さらに、制御装置50は、後述の手順によりアンテナ切替部20の異常を検知する。そして、制御装置50により求められた物標の相対速度、相対距離、角度方向、及びアンテナ切替部20の異常は車両の制御ECU(Electronic Control Unit)60へ出力される。そして、制御ECU60は、これらの検出結果に基づき、後続車両による追突の危険性や、アンテナ切替部20の異常をドライバに通知する情報を出力し、車両の安全な走行を支援する安全制御システムを構成する。
Furthermore, the control device 50 detects an abnormality of the
次に、上記構成のレーダ装置10の動作タイミングを図6、図7を用いて説明する。まず、比較のために図6で従来技術における動作を示し、次に図7で本実施形態における動作を示す。
Next, the operation timing of the
図6は、従来技術におけるレーダ装置の動作タイミングを説明する図である。図6(1)〜(3)の横軸方向は経過時間を示す。まず、図6(1)には、第1アンテナ11から送信される、レーダ信号W1の周波数の上昇区間と下降区間が示される。また、図6(2)には、アンテナ切替部20による第1アンテナ11、第2アンテナ12、及び第3アンテナ13の切替信号が示される。そして、図6(3)には、受信回路40が生成するビート信号の周波数が示される。さらに、図6(4)には、制御装置50によるFFT処理結果の周波数成分の分布がレーダ信号の上昇区間と下降区間ごとに示される。
FIG. 6 is a diagram for explaining the operation timing of the radar apparatus according to the prior art. The horizontal axis directions in FIGS. 6 (1) to (3) indicate the elapsed time. First, FIG. 6 (1) shows the rising and falling intervals of the frequency of the radar signal W1 transmitted from the
図6(1)に示すように、レーダ信号の周波数は、上昇区間P1で上昇し、下降区間P2で下降する。そして、上昇区間P3と下降区間P4、上昇区間P5と下降区間P6がこれに続き、以後同様にして上昇区間と下降区間が反復される。なお、一例として、三角波の周波数372MHzに対応して1つの上昇または下降区間の所要時間は、1.34msである。そして、図6(2)に示すように、上昇区間P1と下降区間P2の時間区間では、第1アンテナ11と第2アンテナ12の組合せにより、上昇区間P3と下降区間P4の時間区間では、第1アンテナ11と第3アンテナ13の組合せにより、そして上昇区間P5と下降区間P6の時間区間では、第2アンテナ12と第3アンテナ13の組合せにより反射信号が受信される。すなわち、上昇区間の開始時に同期してアンテナの組合せが切替えられる。
As shown in FIG. 6 (1), the frequency of the radar signal rises in the rising section P1 and falls in the falling section P2. Then, the ascending section P3 and the descending section P4, the ascending section P5 and the descending section P6 follow, and thereafter the ascending section and the descending section are repeated in the same manner. As an example, the time required for one ascending or descending section corresponding to a triangular wave frequency of 372 MHz is 1.34 ms. Then, as shown in FIG. 6 (2), in the time interval of the ascending interval P1 and the descending interval P2, in the time interval of the ascending interval P3 and the descending interval P4 in the time interval of the ascending interval P3 and the descending interval P4. The reflected signal is received by the combination of the
図6(3)のビート信号B1は、物標が存在しない場合、すなわち周波数偏移を受けた反射信号が混合されない場合を基準として示される。すると、上記のようにしてアンテナの組合せが切替えられる度に、上昇区間P1、P3、P5においてスイッチングノイズがビート信号に混入する。ここで、スイッチングノイズは低周波成分であるので、ビート信号がFFT処理されると、図6(4)に示すように、上昇区間P1、P3、P5でスイッチングノイズに起因する低周波成分が検出される。 The beat signal B1 in FIG. 6 (3) is shown on the basis of the case where there is no target, that is, the case where the reflected signal subjected to frequency shift is not mixed. Then, every time the antenna combination is switched as described above, switching noise is mixed into the beat signal in the rising sections P1, P3, and P5. Here, since the switching noise is a low frequency component, when the beat signal is subjected to FFT processing, as shown in FIG. 6 (4), the low frequency component due to the switching noise is detected in the rising sections P1, P3, and P5. Is done.
すると、上述した式5、式6からも明らかなように、低周波成分の増減は相対距離Rの近距離の算出結果に影響を与える。このため、スイッチングノイズがビート信号に混入すると、実際には存在しない物標を誤検知したり、近距離物標との相対距離や相対速度の検知精度が低下したりする。すると、制御ECU60において誤判断が生じ、車両の走行上危険が増加してしまうという問題が生じる。そこで、本実施形態のレーダ装置10は、図7に示すようなタイミングで動作することにより、上記問題を解決する。
Then, as is clear from the above formulas 5 and 6, the increase / decrease in the low frequency component affects the calculation result of the short distance of the relative distance R. For this reason, when switching noise is mixed in the beat signal, a target that does not actually exist is erroneously detected, or the detection accuracy of the relative distance and relative speed with respect to the short-range target is lowered. Then, an erroneous determination occurs in the
図7は、本実施形態におけるレーダ装置の動作手順を説明する図である。図7(1)〜(3)の横軸方向に経過時間を示し、図7(1)〜(4)では図6と同様の各種信号及び周波数分布が示される。本実施形態では、図7(1)に示すように、レーダ信号W1の周波数は、上昇区間と下降区間の反復において、上昇区間P1、P3、P5、P7、P9で上昇し、下降区間P2、P4、P6、P8で下降する。そして、図7(2)に示すように、上昇区間P1、下降区間P2、及び上昇区間P3の時間区間では、第1アンテナ11と第2アンテナ12の組合せにより、下降区間P4、上昇区間P5、及び下降区間P6の時間区間では、第1アンテナ11と第3アンテナ13の組合せにより、そして上昇区間P7、下降区間P8、及び上昇区間P9の時間区間では、第2アンテナ12と第3アンテナ13の組合せにより反射信号が受信される。すなわち、本実施形態では、上昇または下降区間の3区間の時間区間ごとに、時間区間の最初の区間の開始時に同期してアンテナの組合せが切替えられる。
FIG. 7 is a diagram for explaining the operation procedure of the radar apparatus according to the present embodiment. Elapsed time is shown in the horizontal axis direction of FIGS. 7 (1) to (3), and various signals and frequency distributions similar to those in FIG. 6 are shown in FIGS. 7 (1) to (4). In the present embodiment, as shown in FIG. 7 (1), the frequency of the radar signal W1 rises in the rising sections P1, P3, P5, P7, and P9 in the repetition of the rising section and the falling section, and the falling section P2, It descends at P4, P6 and P8. Then, as shown in FIG. 7 (2), in the time period of the ascending section P1, the descending section P2, and the ascending section P3, the combination of the
すると、図7(3)に示すように、上昇区間P1、下降区間P4、及び上昇区間P7においてスイッチングノイズがビート信号に混入する。すると、このビート信号がFFT処理されると、図7(4)に示すようにこれらの区間で低周波のノイズ成分が検出される。ここで、相対速度Vと相対距離Rの算出には、上述した式5、式6からも明らかなように、一対の上昇区間と下降区間でのビート信号のビート周波数fb1、fb2が必要とされる。この点、本実施形態では、ノイズ成分が抽出される区間の後に、ノイズの影響を受けない一対の上昇区間と下降区間が設けられる。よって、これらの上昇区間と下降区間におけるビート信号を用いて物標の相対速度と相対距離を検知することにより、近距離で誤検知をなくすことができる。 Then, as shown in FIG. 7 (3), switching noise is mixed in the beat signal in the rising section P1, the falling section P4, and the rising section P7. Then, when this beat signal is subjected to FFT processing, a low-frequency noise component is detected in these sections as shown in FIG. 7 (4). Here, the calculation of the relative speed V and the relative distance R requires the beat frequencies fb1 and fb2 of the beat signal in the pair of ascending and descending sections, as is apparent from the above-described equations 5 and 6. The In this regard, in the present embodiment, a pair of ascending and descending sections that are not affected by noise are provided after the section where the noise component is extracted. Therefore, by detecting the relative speed and the relative distance of the target using the beat signals in these ascending and descending sections, it is possible to eliminate erroneous detection at a short distance.
図8は、本実施形態の変形例を説明する図である。図8(1)には、レーダ信号の周波数が示される。そして、図8(2)、(3)には、変形例におけるアンテナ切替部20によるアンテナ11、12、及び13の切替信号が示される。
FIG. 8 is a diagram for explaining a modification of the present embodiment. FIG. 8 (1) shows the frequency of the radar signal. 8 (2) and 8 (3) show switching signals for the
まず、図8(2)に示すように、4区間の時間区間ごとにアンテナの組合せを切替えることが可能である。その場合において、スイッチングノイズの影響を受けない上昇区間と下降区間においてビート信号を得ることができる。例えば、上昇区間P1の開始に同期してアンテナの組合せが切替えられたとき、上昇区間P1のビート信号にはスイッチングノイズが混入するが、上昇区間P1の後の、下降区間P2、上昇区間P3、及び下降区間P4のビート信号はスイッチングノイズの影響を受けない。よって、下降区間P2と上昇区間P3、または上昇区間P3と下降区間P4のビート信号を用いて相対距離、相対速度を検知することができる。ここで、アンテナ切替えから経過時間が大きければ、その分確実にスイッチングノイズの影響を受けないビート信号を得ることができる。 First, as shown in FIG. 8 (2), the combination of antennas can be switched every four time intervals. In that case, beat signals can be obtained in the rising and falling intervals that are not affected by the switching noise. For example, when the combination of antennas is switched in synchronization with the start of the rising section P1, switching noise is mixed in the beat signal of the rising section P1, but after the rising section P1, the falling section P2, the rising section P3, And the beat signal in the descending section P4 is not affected by the switching noise. Therefore, the relative distance and the relative speed can be detected using the beat signals of the descending section P2 and the ascending section P3, or the ascending section P3 and the descending section P4. Here, if the elapsed time from the antenna switching is large, a beat signal that is not affected by the switching noise can be obtained.
また、同様にして上昇区間P5の開始時にアンテナの組合せが切替えられたときは、下降区間P6、上昇区間P7、及び下降区間P8のうち一対の上昇区間と下降区間のビート信号を用いることができる。さらに、上昇区間P9の開始時にアンテナの組合せが切替えられたときは、下降区間P10、上昇区間P11、及び下降区間P12のうち一対の上昇区間と下降区間のビート信号を用いることができる。なお、アンテナの組合せの切替えは、5区間以上の時間区間ごとであっても、同様の作用効果を奏する。 Similarly, when the combination of antennas is switched at the start of the rising section P5, the beat signals of a pair of rising and falling sections among the falling section P6, the rising section P7, and the falling section P8 can be used. . Further, when the combination of antennas is switched at the start of the ascending section P9, beat signals of a pair of ascending and descending sections among the descending section P10, the ascending section P11, and the descending section P12 can be used. In addition, the switching of the combination of antennas has the same effect even when the time interval is five or more intervals.
また、図8(3)に示すように、アンテナの組合せの切替えのタイミングは、上昇区間あるいは下降区間の途中であってもよい。その場合、切替え後の時間区間における先頭の、スイッチングノイズの影響を受ける上昇または下降区間でのビート信号を用いず、その後のスイッチングノイズの影響を受けない上昇区間と下降区間でのビート信号を用いることができれば、上記同様の作用効果を奏する。例えば、上昇区間P1の途中でアンテナの組合せが切替えられたとき、上昇区間P1のビート信号にはスイッチングノイズが混入する。よって、上昇区間P1の後の、下降区間P2、上昇区間P3、及び下降区間P4のうち、一対の上昇区間と下降区間のビート信号を用いることができる。 Further, as shown in FIG. 8 (3), the timing of switching the antenna combination may be in the middle of the ascending section or the descending section. In that case, the beat signal in the rising or falling section affected by the switching noise is not used at the beginning of the time section after switching, and the beat signal in the rising or falling section that is not affected by the subsequent switching noise is used. If possible, the same effects as described above can be obtained. For example, when the antenna combination is switched in the middle of the rising section P1, switching noise is mixed in the beat signal of the rising section P1. Therefore, it is possible to use beat signals of a pair of ascending and descending sections among the descending section P2, the ascending section P3, and the descending section P4 after the ascending section P1.
以降、同様に、上昇区間P5の途中で切替えが行われたときは下降区間P6、上昇区間P7、及び下降区間P8のうち一対の上昇区間と下降区間のビート信号を用いることができる。また、上昇区間P9の途中で切替えが行われたときは下降区間P10、上昇区間P11、及び下降区間P12のうち一対の上昇区間と下降区間のビート信号を用いることができる。また、上昇区間P1、P5、P9の後半で切替えが行われたときは、これらに続く下降区間P2、P6、P10のビート信号にもスイッチングノイズが混入する可能性が大きくなる。その場合は、これら下降区間の後の、上昇区間と下降区間のビート信号を用いることができる。 Thereafter, similarly, when switching is performed in the middle of the rising section P5, the beat signals of a pair of rising and falling sections among the falling section P6, the rising section P7, and the falling section P8 can be used. Further, when switching is performed in the middle of the rising section P9, beat signals in a pair of rising and falling sections among the falling section P10, the rising section P11, and the falling section P12 can be used. Further, when switching is performed in the latter half of the rising sections P1, P5, and P9, there is a high possibility that switching noise will be mixed into the beat signals in the subsequent falling sections P2, P6, and P10. In that case, beat signals in the rising and falling sections after these falling sections can be used.
次に、本実施形態の好ましい実施例について説明する。図7に示したように、アンテナ切替部20がアンテナ切替えを行うことにより、上昇区間P1、下降区間P4、及び上昇区間P7で低周波のノイズ成分がビート信号に混入する。反対に、アンテナ切替部20によるアンテナ切替えが何らかの理由で正常に行われないと、これらの区間でノイズ成分がビート信号に混入しない。これを利用し、好ましい実施例では、制御装置50は、異常検知プログラム56に従い、アンテナ切替え直後の上昇区間P1、下降区間P4、及び上昇区間P7においてビート信号からノイズ成分を検出する。そして、制御装置50は、ノイズ成分が検出されない場合は、アンテナ切替部20に異常が発生したと判断し、制御ECUに異常検知を通知する。すると、制御ECU60はユーザにレーダ装置の点検整備の必要を通知する。よって、異常検知プログラム56に従い処理を行う制御装置50が、「異常検知手段」に対応する。また、その手順は「異常検知手順」に対応する。
Next, a preferred example of this embodiment will be described. As shown in FIG. 7, when the
図9は、本実施形態において、距離・速度検知手段、角度方向検知手段、及び異常検知手段に対応する制御装置50の処理手順を説明するフローチャート図である。例として、図7(1)のレーダ信号の上昇区間P1からP9までの全区間についての処理が示される。この例では、3通りの2本のアンテナの組合せそれぞれに3つの区間が割当てられ、合計9区間で処理が一巡する。 FIG. 9 is a flowchart for explaining the processing procedure of the control device 50 corresponding to the distance / speed detection means, the angle direction detection means, and the abnormality detection means in this embodiment. As an example, the processing for all the sections from the rising section P1 to P9 of the radar signal in FIG. In this example, three sections are assigned to each of the three combinations of two antennas, and the process is completed in a total of nine sections.
制御装置50は、上昇区間P1からP9までの全区間についてFFT処理を行い(S10)、全区間のFFT結果と全区間での受信位相差を内蔵RAMのバッファ領域へ格納する(S12)。そして、制御ECU50は、RAMに書き込んだ区間P1、P4、及びP7のFFT結果を異常検知用データとして、区間P2、P3、P5、P6、P8、及びP9のFFT結果と受信位相差を相対速度等の検知用データとに分類し、それぞれのデータを別のバッファ領域へ格納する(S20)。 The control device 50 performs FFT processing for all the sections from the rising sections P1 to P9 (S10), and stores the FFT results of all the sections and the reception phase difference in all the sections in the buffer area of the built-in RAM (S12). Then, the control ECU 50 uses the FFT results of the sections P1, P4, and P7 written in the RAM as abnormality detection data, and uses the FFT results of the sections P2, P3, P5, P6, P8, and P9 and the reception phase difference as relative speeds. And the like, and store each data in another buffer area (S20).
そして、制御装置50は、相対速度等の検知用データとして分類された区間のFFT結果に基づいて、相対速度、相対距離を検知する(S30)。その場合、区間P2とP3での検知結果、区間P5とP6での検知結果、及び区間P8とP9での検知結果を比較し、誤差が一定範囲内であれば検知結果として採用する。そうすることにより、より確実な検知結果を得ることができる。 And the control apparatus 50 detects a relative speed and a relative distance based on the FFT result of the area classified as detection data, such as a relative speed (S30). In that case, the detection results in the sections P2 and P3, the detection results in the sections P5 and P6, and the detection results in the sections P8 and P9 are compared, and if the error is within a certain range, the detection result is adopted. By doing so, a more reliable detection result can be obtained.
そして、制御装置50は、区間P2、P3、P5、P6、P8、及びP9での受信位相差に基づき、物標の角度方向を検知する(S40)。ここで、上述したように、制御装置50は、まず第1アンテナ11と第3アンテナ13の組合せにより反射信号を受信する区間P5、P6での受信位相差に基づき、角度方向の候補を推定する。そして、制御装置50は、第1アンテナ11と第2アンテナ12の組合せにより反射信号を受信する区間P2、P3での受信位相差と、第2アンテナ12と第3アンテナ13の組合せにより反射信号を受信する区間P8、P9での受信位相差とからそれぞれ角度方向を算出し、推定結果と照合する。そして、互いに近似する角度方向を検知結果として特定する。
And the control apparatus 50 detects the angle direction of a target based on the reception phase difference in area P2, P3, P5, P6, P8, and P9 (S40). Here, as described above, the control device 50 first estimates the angular direction candidate based on the reception phase difference in the sections P5 and P6 in which the reflected signal is received by the combination of the
さらに、制御装置50は、異常検知用データとして分類された区間P1、P4、及びP7のFFT結果からスイッチングノイズを検出し、ノイズ成分が検出された場合にはアンテナ切替部20の異常を検知する(S50)。そして、制御装置50は、物標の相対速度、相対距離、角度方向、及びアンテナ切替部20の異常を制御ECUへ出力する(S60)。そして、制御装置50は、手順S50〜S60までの処理を、次の9区間の上昇・下降区間について反復する。
Further, the control device 50 detects switching noise from the FFT results of the sections P1, P4, and P7 classified as abnormality detection data, and detects an abnormality of the
上述の手順により、制御装置50は、アンテナ切替えによるスイッチングノイズが混入しない上昇・下降区間でのビート信号、受信位相差に基づき物標の相対速度、相対距離、及び角度方向を検知する。それとともに、制御装置50は、ノイズ成分が混入する区間を有効に活用し、ノイズ成分の検知を行う。そして、制御装置50は、ノイズ成分が検知されない場合にはアンテナ切替部20の動作異常を検知する。よって、相対距離、速度の検知を行わない時間を有効に活用してレーダ装置の動作異常を早期に検知できる。
According to the above-described procedure, the control device 50 detects the relative speed, the relative distance, and the angle direction of the target based on the beat signal and the reception phase difference in the ascending / descending section where switching noise due to antenna switching is not mixed. At the same time, the control device 50 detects the noise component by effectively utilizing the section in which the noise component is mixed. And the control apparatus 50 detects the operation abnormality of the
なお、本実施形態のレーダ装置は、3本の受信アンテナを有するレーダ装置を例として説明したが、受信アンテナの数は4本以上であってもよく、2本の受信アンテナの組合せは任意に設定可能である。また、車両の後部に搭載されて車両の後方監視を行うレーダ装置を例として説明したが、本実施形態のレーダ装置は、車両前部に搭載して車両前方を監視するために用いることも可能であるし、あるいは車両の側面部に搭載して車両の側方を監視するために用いることも可能である。 Although the radar apparatus according to the present embodiment has been described by taking a radar apparatus having three reception antennas as an example, the number of reception antennas may be four or more, and the combination of two reception antennas is arbitrary. It can be set. Further, the radar apparatus mounted on the rear part of the vehicle and monitoring the rear of the vehicle has been described as an example, but the radar apparatus of the present embodiment can also be used for monitoring the front of the vehicle mounted on the front part of the vehicle. Alternatively, it can be mounted on the side surface of the vehicle and used to monitor the side of the vehicle.
以上説明したとおり、本実施形態によれば、アンテナの組合せの切替えがあったときは、スイッチングノイズが混入したビート信号は用いずに、ノイズが混入していないビート信号を用いて相対速度、相対距離の検知を行う。よって、アンテナの組合せを切替えても、相対距離、相対速度の検知精度の低下を防ぐことができる。 As described above, according to the present embodiment, when the combination of antennas is switched, the beat signal without switching noise is not used but the relative speed, relative Detect distance. Therefore, even if the combination of antennas is switched, it is possible to prevent a decrease in the detection accuracy of the relative distance and the relative speed.
10:レーダ装置、W1:レーダ信号、W2:反射信号、50:制御装置、
52:アンテナ切替制御プログラム、54:距離・速度検知プログラム、
55:角度方向検知プログラム、56:異常検知プログラム
10: radar device, W1: radar signal, W2: reflection signal, 50: control device,
52: Antenna switching control program, 54: Distance / speed detection program,
55: Angle direction detection program, 56: Abnormality detection program
Claims (4)
前記上昇区間と前記下降区間を含む時間区間で前記反射信号を受信する2本のアンテナの組合せを、前記時間区間ごとに順次切替えるアンテナ切替制御手段と、
複数の前記組合せごとに2本のアンテナで受信する前記反射信号の受信位相差に基づいて物標の角度方向を推定し、前記組合せごとの推定結果から前記角度方向の検知結果を採用する角度方向検知手段と、
前記上昇区間と前記下降区間とで送信される前記レーダ信号とその反射信号の周波数差に基づき、前記物標との相対距離と相対速度を検知する距離・速度検知手段と、
前記時間区間の先頭の上昇区間または下降区間での前記周波数差に基づいて前記レーダ装置の異常を検知する異常検知手段とを有し、
前記距離・速度検知手段は、前記時間区間の先頭の上昇区間または下降区間での前記周波数差を用いず、当該上昇区間または下降区間の後の前記上昇区間と前記下降区間での前記周波数差を用いて前記検知を行い、
前記異常検知手段は、前記時間区間の先頭の上昇区間または下降区間における、前記レーダ信号とその反射信号の周波数差から生成されたビート信号にノイズ成分が検出されない場合、前記アンテナ切替制御手段に異常が発生したと判断することを特徴とするレーダ装置。 A radar signal that is frequency-modulated so that an ascending period in which the frequency rises and a descending period in which the frequency falls alternately repeats, and the reflected signal of the radar signal is received by a combination of two of the three or more antennas. Radar equipment
An antenna switching control means for sequentially switching a combination of two antennas that receive the reflected signal in a time interval including the rising interval and the falling interval for each time interval;
Angular direction in which the angular direction of the target is estimated based on the reception phase difference of the reflected signal received by two antennas for each of the plurality of combinations, and the detection result of the angular direction is adopted from the estimation result for each of the combinations Detection means;
A distance / velocity detecting means for detecting a relative distance and a relative speed with respect to the target based on a frequency difference between the radar signal transmitted in the ascending section and the descending section and a reflected signal thereof ;
An anomaly detecting means for detecting an anomaly of the radar device based on the frequency difference in the ascending or descending interval at the beginning of the time interval ;
The distance / speed detection means does not use the frequency difference in the rising section or the falling section at the beginning of the time section, but calculates the frequency difference in the rising section and the falling section after the rising section or the falling section. There line the detected using,
The anomaly detecting means detects an abnormality in the antenna switching control means when no noise component is detected in the beat signal generated from the frequency difference between the radar signal and the reflected signal in the rising or falling interval at the beginning of the time interval. radar apparatus, characterized that you determined that but have occurred.
前記上昇区間と前記下降区間を含む時間区間で前記反射信号を受信する2本のアンテナの組合せを、前記時間区間ごとに順次切替えるアンテナ切替制御手段と、
複数の前記組合せごとに2本のアンテナで受信する前記反射信号の受信位相差に基づいて物標の角度方向を推定し、前記組合せごとの推定結果から前記角度方向の検知結果を採用する角度方向検知手段と、
前記上昇区間と前記下降区間とで送信される前記レーダ信号とその反射信号の周波数差に基づき、前記物標との相対距離と相対速度を検知する距離・速度検知手段と、
前記時間区間の先頭の上昇区間または下降区間での前記周波数差に基づいて前記レーダ装置の異常を検知する異常検知手段とを有し、
前記距離・速度検知手段は、前記時間区間の先頭の上昇区間または下降区間での前記周波数差を用いず、当該上昇区間または下降区間の後の前記上昇区間と前記下降区間での前記周波数差を用いて前記検知を行い、
前記異常検知手段は、前記時間区間の先頭の上昇区間または下降区間における、前記レーダ信号とその反射信号の周波数差から生成されたビート信号にノイズ成分が検出されない場合、前記アンテナ切替制御手段に異常が発生したと判断することを特徴とする制御装置。 A radar signal that has been frequency-modulated so that an ascending period in which the frequency rises and a descending period in which the frequency descends are alternately repeated is transmitted to a radar apparatus having three or more antennas, and the reflected signal of the radar signal In a control device that receives a combination of two antennas,
An antenna switching control means for sequentially switching a combination of two antennas that receive the reflected signal in a time interval including the rising interval and the falling interval for each time interval;
Angular direction in which the angular direction of the target is estimated based on the reception phase difference of the reflected signal received by two antennas for each of the plurality of combinations, and the detection result of the angular direction is adopted from the estimation result for each of the combinations Detection means;
A distance / velocity detecting means for detecting a relative distance and a relative speed with respect to the target based on a frequency difference between the radar signal transmitted in the ascending section and the descending section and a reflected signal thereof ;
An anomaly detecting means for detecting an anomaly of the radar device based on the frequency difference in the ascending or descending interval at the beginning of the time interval ;
The distance / speed detection means does not use the frequency difference in the rising section or the falling section at the beginning of the time section, but calculates the frequency difference in the rising section and the falling section after the rising section or the falling section. There line the detected using,
The anomaly detecting means detects an abnormality in the antenna switching control means when no noise component is detected in the beat signal generated from the frequency difference between the radar signal and the reflected signal in the rising or falling interval at the beginning of the time interval. controller characterized that you determined that but have occurred.
前記上昇区間と前記下降区間を含む時間区間で前記反射信号を受信する2本のアンテナの組合せを、前記時間区間ごとに順次切替えるアンテナ切替手順と、
複数の前記組合せごとに2本のアンテナで受信する前記反射信号の受信位相差に基づいて物標の角度方向を推定し、前記組合せごとの推定結果から前記角度方向の検知結果を採用する角度方向検知手順と、
前記上昇区間と前記下降区間とで送信される前記レーダ信号とその反射信号の周波数差に基づき、前記物標との相対距離と相対速度を検知する距離・速度検知手順と、
前記時間区間の先頭の上昇区間または下降区間での前記周波数差に基づいて前記レーダ装置の異常を検知する異常検知手順とを前記制御装置に実行させ、
前記距離・速度検知手順では、前記時間区間の先頭の上昇区間または下降区間での前記周波数差を用いず、当該上昇区間または下降区間の後の前記上昇区間と前記下降区間での前記周波数差を用いて前記検知を行い、
前記異常検知手順では、前記時間区間の先頭の上昇区間または下降区間における、前記レーダ信号とその反射信号の周波数差から生成されたビート信号にノイズ成分が検出されない場合、前記アンテナ切替手順に異常が発生したと判断することを特徴とする制御プログラム。 A radar signal that has been frequency-modulated so that an ascending period in which the frequency rises and a descending period in which the frequency descends are alternately repeated is transmitted to a radar apparatus having three or more antennas, and the reflected signal of the radar signal In a control program for a control device that receives a combination of two antennas,
An antenna switching procedure for sequentially switching a combination of two antennas that receive the reflected signal in a time interval including the rising interval and the falling interval for each time interval;
Angular direction in which the angular direction of the target is estimated based on the reception phase difference of the reflected signal received by two antennas for each of the plurality of combinations, and the detection result of the angular direction is adopted from the estimation result for each of the combinations Detection procedure;
A distance / speed detection procedure for detecting a relative distance and a relative speed with respect to the target based on a frequency difference between the radar signal and the reflected signal transmitted in the rising section and the falling section ;
Causing the control device to perform an abnormality detection procedure for detecting an abnormality of the radar device based on the frequency difference in the rising or falling interval at the beginning of the time interval ;
The distance / speed detection procedure does not use the frequency difference in the rising or falling interval at the beginning of the time interval, but the frequency difference in the rising and falling intervals after the rising or falling interval. There line the detected using,
In the abnormality detection procedure, if no noise component is detected in the beat signal generated from the frequency difference between the radar signal and the reflected signal in the rising or falling interval at the beginning of the time interval, the antenna switching procedure is abnormal. control program characterized that you judged to have occurred.
前記上昇区間と前記下降区間を含む時間区間で前記反射信号を受信する2本のアンテナの組合せを、前記時間区間ごとに順次切替えるアンテナ切替工程と、
複数の前記組合せごとに2本のアンテナで受信する前記反射信号の受信位相差に基づいて物標の角度方向を推定し、前記組合せごとの推定結果から前記角度方向の検知結果を採用する角度方向検知工程と、
前記上昇区間と前記下降区間とで送信される前記レーダ信号とその反射信号の周波数差に基づき、前記物標との相対距離と相対速度を検知する距離・速度検知工程と、
前記時間区間の先頭の上昇区間または下降区間での前記周波数差に基づいて前記レーダ装置の異常を検知する異常検知工程とを有し、
前記距離・速度検知工程では、前記時間区間の先頭の上昇区間または下降区間での前記周波数差を用いず、当該上昇区間または下降区間の後の前記上昇区間と前記下降区間での前記周波数差を用いて前記検知を行い、
前記異常検知工程では、前記時間区間の先頭の上昇区間または下降区間における、前記レーダ信号とその反射信号の周波数差から生成されたビート信号にノイズ成分が検出されない場合、前記アンテナ切替工程に異常が発生したと判断することを特徴とするレーダ装置の制御方法。 A radar signal that is frequency-modulated so that an ascending period in which the frequency rises and a descending period in which the frequency falls alternately repeats, and the reflected signal of the radar signal is received by a combination of two of the three or more antennas. In a method for controlling a radar device,
An antenna switching step of sequentially switching a combination of two antennas that receive the reflected signal in a time interval including the rising interval and the falling interval for each time interval;
Angular direction in which the angular direction of the target is estimated based on the reception phase difference of the reflected signal received by two antennas for each of the plurality of combinations, and the detection result of the angular direction is adopted from the estimation result for each of the combinations A detection process;
A distance / velocity detecting step for detecting a relative distance and a relative speed with respect to the target based on a frequency difference between the radar signal and the reflected signal transmitted in the rising section and the falling section ;
An abnormality detection step of detecting an abnormality of the radar device based on the frequency difference in the rising or falling interval at the beginning of the time interval ;
In the distance / speed detection step, the frequency difference in the rising section and the falling section after the rising section or the falling section is not used without using the frequency difference in the rising section or the falling section at the beginning of the time section. There line the detected using,
In the abnormality detection step, if no noise component is detected in the beat signal generated from the frequency difference between the radar signal and the reflected signal in the rising or falling interval at the beginning of the time interval, an abnormality is detected in the antenna switching step. the method of the radar device characterized that you judged to have occurred.
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