JPH08220219A

JPH08220219A - レーダ信号処理方法及び装置

Info

Publication number: JPH08220219A
Application number: JP7025526A
Authority: JP
Inventors: Kanako Honda; 加奈子本田
Original assignee: Denso Ten Ltd
Current assignee: Denso Ten Ltd
Priority date: 1995-02-14
Filing date: 1995-02-14
Publication date: 1996-08-30
Anticipated expiration: 2019-12-08
Also published as: JP3599400B2

Abstract

(57)【要約】【目的】距離及び速度の演算で取り扱うピーク周波数
の量を減少させる。【構成】センサ１により得たビート信号から、高速フ
ーリエ変換器４によりフーリエ変換してスペクトラムを
得る。同時に、ビート信号から線形予測手段５で線形予
測法によるスペクトラムを得る。信頼性判断手段６は、
線形予測法によるスペクトラムを用いて、高速フーリエ
変換器によるスペクトラムの信頼性を判断し、適切なピ
ーク周波数を選択する。演算手段７は、選択されたピー
ク周波数を用いて距離及び速度を算出する。信頼性判断
手段は、１つのターゲットとして取り扱うべきものにつ
いては、１つのピーク周波数を選択するので、演算手段
の取り扱う情報量を低減し、負担を軽減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、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
レーダ信号処理装置に関するものであり、例えば、自動
車に搭載され、自車の前方に存在する自動車等のターゲ
ットまでの距離と、ターゲットの速度と、ターゲットと
自車間の相対速を測定するために使用される。

【０００２】

【従来の技術】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レーダ信号処理装
置は、例えば、特開平５−２４９２３３号公報、特開平
５−１４２３３８号公報に記載されている。ＦＭ−ＣＷ
方式を用いたレーダ信号処理装置の原理図を図２に示
し、従来のレーダ信号処理装置の構成を図３に示す。

【０００３】図３において、センサ１は、三角波変調の
連続波の送信信号を送信し、この送信信号とターゲット
から反射された受信信号を混合してビート信号を形成す
る。図２に、送信信号と受信信号とビート信号を示す。
このビート信号は、ローパスフィルタ２、Ａ／Ｄ変換器
３を通して、高速フーリエ変換器（以下「ＦＦＴ」とい
う。）４に入力される。ＦＦＴ４は、ビート信号を周波
数分析する。演算手段７は、ＦＦＴ４により得た上昇側
ピーク周波数ｆｕｐと下降側ピーク周波数ｆｄｎを用い
て、次の〔数１〕〔数２〕によりターゲットまでの距離
Ｒとターゲットとの相対速Ｖを計算する。

【０００４】〔数１〕Ｒ＝ｋｒ（ｆｄｎ＋ｆｕｐ）／２〔数２〕Ｖ＝ｋｖ（ｆｄｎ−ｆｕｐ）／２ただし、ｋｒ，ｋｖは定数である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上説明した従来のレ
ーダ信号処理装置においては、図４（Ａ）に示すよう
に、例えば、自車１１がトラック１２のように大きな反
射面を持つターゲットをとらえた場合、ＦＦＴ４により
得たスペクトラムには、図４（Ｂ）に示すように、ター
ゲットが１つであるにもかかわらず、ピーク周波数がＡ
（１），Ａ（２）の２つに割れたものが得られることが
ある。

【０００６】また、図５（Ａ）に示すように、自車１１
がターゲットとしてカーブの路側分１３をとらえた場
合、ＦＦＴ４により得たスペクトラムには、図５（Ｂ）
に示すように、複数のピーク周波数Ａ（１）〜Ａ（４）
が存在することとなる。この場合、前記〔数１〕〔数
２〕を用いて、上昇側ピーク周波数ｆｕｐと下降側ピー
ク周波数ｆｄｎの組み合わせて距離及び速度を求める
と、組み合わせが多くなりすぎ誤差の原因となる。

【０００７】本発明は、レーダ信号処理装置において、
距離及び速度の演算で取り扱うピーク周波数の量を減少
させて、その取り扱いを容易にすることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、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レーダ信号処理装
置において、ビート信号をフーリエ変換してスペクトラ
ムを得るＦＦＴと、ビート信号から低次の線形予測法を
用いてスペクトラムを得る線形予測手段と、ＦＦＴによ
り得たスペクトラムと線形予測手段により得たスペクト
ラムとを比較し、その結果に基づいて、ＦＦＴにより得
たスペクトラムのピーク周波数の信頼性を判断する手段
と、信頼性があると判断された下降側のピーク周波数と
上昇側のピーク周波数を用いて、距離及び速度を計算す
る演算手段とによりレーダ信号処理装置を構成する。

【０００９】この信頼性判断手段における信頼性の判断
としては、第１には、ＦＦＴによるピーク周波数の内、
線形予測法によるピーク周波数を中心として一定の周波
数範囲内に存在するピーク周波数を１つのピーク周波数
として処理することができる。そして、この１つのスペ
クトラムの選択の手法としては、１）一定の周波数範囲内に存在する複数のＦＦＴによる
ピーク周波数の平均値を１つのスペクトラムのピーク周
波数とする、２）一定の周波数範囲内に存在する複数のＦＦＴによる
ピーク周波数の内、最も小さい周波数のピーク周波数を
１つのスペクトラムのピーク周波数とする、３）一定の周波数範囲内に存在する複数のＦＦＴによる
ピーク周波数の内、演算手段により前回の演算で得たピ
ーク周波数に最も近いピーク周波数を１つのスペクトラ
ムのピーク周波数とする、４）演算手段が、一定の周波数範囲内に存在する複数の
ＦＦＴによるピーク周波数について、下降側のピーク周
波数と上昇側のピーク周波数とを全て組み合わせて複数
の距離及び速度を計算し、信頼性判断手段は、演算手段
が今回演算した複数の距離及び速度の内、前回の処理に
より得た距離及び速度に最も近い距離及び速度に相当す
るピーク周波数を１つのスペクトラムのピーク周波数と
する、５）演算手段が、一定の周波数範囲内に存在する複数の
ＦＦＴによるピーク周波数について、下降側のピーク周
波数と上昇側のピーク周波数とを全て組み合わせて複数
の距離及び速度を算出し、更に、前回の処理で得た距離
及び速度から予測される今回の距離及び速度を算出し、
信頼性判断手段が、今回算出した複数の距離及び速度の
内、前回算出した予測距離及び速度に最も近い距離及び
速度に相当するピーク周波数を１つのスペクトラムのピ
ーク周波数とする、という手法のいずれかによることが
できる。

【００１０】さらに、信頼性判断手段における信頼性の
判断としては、第２には、線形予測法によるピーク周波
数の周波数の近くに、高速フーリエ変換によるピーク周
波数で一定範囲のパワーレベルのものが連続して存在し
た場合、その連続した範囲内にあるＦＦＴによるピーク
周波数を１つのカーブのピーク周波数として処理するこ
とができる。

【００１１】そして、この１つのカーブのピーク周波数
の選択の手法としては、１）連続した範囲内にあるピーク周波数の内、最も小さ
いものを１つのカーブのピーク周波数として処理する、２）連続した範囲内にあるピーク周波数の平均値を１つ
のカーブのピーク周波数として処理する、３）連続した範囲内にあるピーク周波数の内、それらの
ピーク周波数を用いて、演算手段が計算した相対速の
内、自車速に最も近い値となる相対速のピーク周波数を
１つのカーブのピーク周波数として処理する、４）演算手段は、連続したＦＦＴによるピーク周波数の
上昇側と下降側のピーク周波数の全てを組み合わせて複
数の距離を算出し、信頼性判断手段は、複数の距離の
内、最も小さいものに相当するピーク周波数を１つのカ
ーブのピーク周波数として処理する、という手法をとる
ことができる。

【００１２】さらに、信頼性判断手段は、ＦＦＴによる
ピーク周波数の内、線形予測法によるピーク周波数を中
心として一定の周波数範囲内に含まれないピーク周波数
をノイズとして除去することができる。この際、一定の
パワーレベルより低いパワーレベルのピーク周波数のみ
を除去することができる。また、線形予測法における低
次の次数は、以下のようにして決めることができる。

【００１３】１）線形予測法の次数を、信頼性判断手段
により得たターゲット数に応じて変化させる、２）ターゲット数が１つの場合に次数を低く設定し、複
数の場合に次数を高く設定する、３）信頼性判断手段がノイズとして除去したピーク周波
数内に、パワーレベルの高いピーク周波数が存在する場
合、次数を高く設定する、４）ＦＦＴにより得たスペクトラムに、狭い間隔で複数
のピーク周波数が存在する場合は次数を低くし、広い間
隔で複数のピーク周波数が存在する場合は次数を高くす
る、５）ＦＦＴによるスペクトラムのパワー積算値が低い場
合は次数を低くし、高い場合は次数を高くするという手
法で次数を決めることができる。

【００１４】

【作用】前述のトラックのようにターゲットが大きな反
射面を持つ場合、ＦＦＴ４により得たスペクトラムは、
図６（Ａ）に示すように、ターゲットが１つであるにも
かかわらず、ピーク周波数がＡ（１），Ａ（２）の２つ
に割れたものとなることがある。これに対し、低次の線
形予測手段により得たスペクトラムは、１つのターゲッ
トに対しては、図６（Ｂ）に示すように、先端が１つの
ピーク周波数Ｂ（１）となる。

【００１５】この場合、信頼性判断手段は、線形予測法
によるピーク周波数Ｂ（１）を中心として、一定の周波
数範囲Ｃ内に存在するピーク周波数Ａ（１），Ａ（２）
を１つのスペクトラムとして取り扱う。これにより、演
算手段は、１つのターゲットに対して各々１つの上昇側
ピーク周波数ｆ_upと下降側ピーク周波数ｆ_dnにより距離
及び速度の計算を行う。

【００１６】また、ターゲットとしてカーブをとらえた
場合、ＦＦＴ４により得たスペクトラムは、図７（Ａ）
に示すように、複数のピーク周波数Ａ（１）〜Ａ（ｎ）
が存在することとなる。これに対し、低次の線形予測手
段により得たスペクトラムは、図７（Ｂ）に示すよう
に、幅Ｄが広いピーク周波数Ｂ（１）が得られる。この
場合、信頼性判断手段は、ターゲットがカーブであると
判断し、ピーク周波数Ｂ（１）の幅Ｄの範囲内にある複
数のピーク周波数Ａ（１）〜Ａ（５）を１つのピーク周
波数として取り扱う。これにより、演算手段が、上昇側
ピーク周波数ｆ_upと下降側ピーク周波数ｆ_dnの組み合わ
せを不必要に多く行うことがなくなり、１つのカーブに
対して１回の演算を行う。

【００１７】さらに、信頼性判断手段は、ＦＦＴにより
得たピーク周波数Ａ（ｎ）の内、線形予測法により得た
ピーク周波数Ｂ（ｎ）に対応していないピーク周波数を
ノイズとして除外することにより、不要な情報を取り扱
わないようにすることができる。また、この際、一定の
パワーレベルより低いパワーレベルのピーク周波数のみ
を除外し、高いパワーレベルのピーク周波数を残すこと
により、必要な情報を残すことができる。

【００１８】また、線形予測法の次数を、信頼性判断手
段によって得た結果に応じて変化させることにより、Ｆ
ＦＴによるスペクトラムの判断基準をより適切なものと
することができる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例について図を用いて説
明する。図１は、本発明のレーダ信号処理装置の構成を
示すブロック図であり、図２は、ＦＭ−ＣＷ方式を用い
たレーダ信号処理装置の原理図を示す。図１において、
センサ１は、三角波変調の連続波の送信信号をターゲッ
トに向けて送信し、ターゲットから反射された受信信号
と送信信号とを混合してビート信号を形成する。

【００２０】このビート信号は、ローパスフィルタ２、
Ａ／Ｄ変換器３を通して、ＦＦＴ４及び線形予測手段５
に入力される。なお、ローパスフィルタ２は、サンプリ
ングしたときにセンサ１の信号が折り返しを起こさない
ように高域信号を除去するもので、Ａ／Ｄ変換器３は、
アナログ信号をディジタル信号に変換するものである。

【００２１】ＦＦＴ４は、フーリエ変換によりビート信
号の周波数分析を行い、線形予測手段５は、線形予測法
によりビート信号の周波数分析を行い、それぞれのスペ
クトラムを得る。信頼性判断手段６は、ＦＦＴ４及び線
形予測手段５により得たスペクトラムを比較し、更に必
要に応じて演算手段の演算結果を参照することにより、
ＦＦＴ４により得たスペクトラムの信頼性を判断し、信
頼性があると判断したピーク周波数を選択して演算手段
７に出力する。また、信頼性判断手段６は、その結果に
応じて線形予測法の次数を変化させることもできる。

【００２２】演算手段７は、得られたピーク周波数か
ら、前述の〔数１〕〔数２〕を用いて各ターゲットに対
する距離及び速度を計算する。次に、図１のレーダ信号
処理装置の動作について、図８のフローチャートを用い
て説明する。レーダ信号処理装置の原理については、既
に図２及び〔数１〕〔数２〕を用いて説明してあるの
で、ここでの重複する説明は省略する。

【００２３】センサ１により得たビート信号は、ローパ
スフィルタ２、Ａ／Ｄ変換器３を通して、ＦＦＴ４と線
形予測手段５に入力される。ステップＳ１１で、ＦＦＴ
４は、ビート信号をフーリエ変換により周波数分析を行
い、ビート信号のスペクトラム算出を行う。この結果、
図９（Ａ）に示すスペクトラムが得られる。

【００２４】ステップＳ１２で、線形予測手段９は、ビ
ート信号を低次の線形予測法により周波数分析を行い、
ビート信号のスペクトラム算出を行う。この結果、図９
（Ｂ）に示すスペクトラムが得られる。ステップＳ１３
で、ＦＦＴ４により得たスペクトラムにおける、ピーク
周波数Ａ（ｎ）を算出する。なお、Ａ（ｎ）は、図９
（Ａ）のＡ（１）〜Ａ（５）を表している。

【００２５】信頼性判断手段６は、ステップＳ１３で高
速フーリエ変換により得たスペクトラムとステップＳ１
２で得た線形予測法によるスペクトラムを比較し、高速
フーリエ変換器によるスペクトラムの信頼性を判断し
（この具体的手法については後述する）、本フローチャ
ートの動作を終了する。以後は、信頼性判断手段６が信
頼性があると判断したピーク周波数に基づいて、演算手
段７はターゲットとの距離及び速度を計算する。

【００２６】次に、図８のステップＳ１４における信頼
性の判断の第１の具体的手法について、図１０のフロー
チャートと図９の波形図を用いて、以下に説明する。最
初に図１０の動作の概略について説明すると、本例にお
いては、ＦＦＴ４によるピーク周波数Ａ（ｎ）の内、線
形予測法によるピーク周波数Ｂ（ｎ）を中心として一定
の周波数範囲内（±ｋ）に存在するピーク周波数を同一
のターゲットにより得られた１つのピーク周波数として
取り扱う。

【００２７】図１０のステップＳ１１〜１３は、前述の
図８のステップＳ１１，１３と同一であるので、ここで
の説明は省略する。ステップＳ２１で、線形予測法によ
り得たスペクトラムから、ピーク周波数Ｂ（ｎ）を算出
する。ステップＳ２２で、ピーク周波数Ａ（ｉ）がピー
ク周波数Ｂ（ｊ）±ｋの周波数範囲内にあるか否かがチ
ェックされる。なお、ｉ，ｊの初期値は１であり、最初
にＡ（１）とＢ（１）が比較される。ここで、範囲外で
あれば、ステップＳ２３に進み、範囲内であれば、ステ
ップＳ２５へ進む。

【００２８】ステップＳ２２で、ピーク周波数Ａ（ｉ）
がピーク周波数Ｂ（ｊ）±ｋの周波数範囲内にあると判
定されるとステップＳ２５へ進み、ピーク周波数Ｂ
（ｊ）に対応したピーク周波数Ａ（ｉ）にｊのマーク付
け（Ａ（ｉ，ａ）＝ｊ）がされる。ステップＳ２２で範
囲外と判定されると、ステップＳ２３でカウンタｊが進
められ、ステップＳ２４でカウンタｊがＢ（ｎ）の最大
値Ｂｍａｘ（図９の例では２）を超えたか否かがチェッ
クされる。ここからは、カウンタｊが最大値Ｂｍａｘを
超えるまでステップＳ２２へ戻り、超えれば、カウンタ
ｊが初期値に戻された上で、ステップＳ２６へ進む。

【００２９】ステップＳ２６ではカウンタｉが進めら
れ、ステップＳ２７でカウンタｉがＡ（ｎ）の最大値Ａ
ｍａｘ（図９の例では５）を超えたか否かがチェックさ
れる。ここからは、カウンタｉが最大値Ａｍａｘを超え
るまでステップＳ２２へ戻り、超えればカウンタｉが初
期値に戻された上で、ステップＳ２８へ進む。全てのＦ
ＦＴのピーク周波数Ａ（ｎ）について上記の処理が済む
と、ステップＳ２７からステップＳ２８へ進む。

【００３０】ステップＳ２８では、同一マーク付けがさ
れたピーク周波数（図９の例では（Ａ（２）とＡ
（３））は同一のターゲットにより発生した１つのピー
ク周波数として取り扱われ、図１０の動作が終了する。
以後は、ＦＦＴ４により得たピーク周波数Ａ（ｎ）の
内、Ａ（２）とＡ（３）は１つのピーク周波数として取
り扱われて、演算手段７による距離及び速度の計算に使
用される。したがって、情報量が低減され、１つのター
ゲットについては、１つの上昇側及び下降側ピーク周波
数を用いて距離及び速度が計算される。

【００３１】次に、複数のピーク周波数を１つのピーク
周波数として取り扱う場合、その１つのピーク周波数を
選択する手法について以下に説明する。第１には、１つ
のピーク周波数として取り扱われる複数のピーク周波数
の平均値を採用することである。第２には、１つのピー
ク周波数として取り扱われる複数のピーク周波数の内、
最小値を採用することである。

【００３２】第３には、今回の演算で１つのピーク周波
数として取り扱われる複数のピーク周波数の内、前回の
処理で得られた１つのピーク周波数に最も近い値を採用
することである。第４の例については、図１１のフロー
チャートと図１２の波形図を用いて説明する。

【００３３】図１２の（Ａ）は、ＦＦＴ４により得た上
昇側のスペクトラムを示し、（Ｂ）は、ＦＦＴ４により
得た下降側のスペクトラムを示し、（Ｃ）は、線形予測
手段９により得たスペクトラムを示す。図１１のステッ
プＳ３１は、前述の図１０のステップＳ１１からステッ
プＳ２７までの処理と同一である。このステップＳ２７
までの処理により、上昇側ピーク周波数でマーク付けさ
れた複数のピーク周波数Ａ（ｎ，ａ１）ｕｐと下降側ピ
ーク周波数でマーク付けされた複数のピーク周波数Ａ
（ｎ，ａ２）ｄｎが得られている。

【００３４】ステップＳ３２では、Ａ（ｎ，ａ１）ｕｐ
とＡ（ｎ，ａ２）ｄｎの全組み合わせ（ｎｕｐＭＡＸ×
ｎｄｎＭＡＸ通りの組合せ）を用いて複数の距離Ｒｔ
（ｎ）及び速度Ｖｔ（ｎ）が算出される。ステップＳ３
３では、今回のステップＳ３２で算出された複数の距離
Ｒｔ（ｎ）及び速度Ｖｔ（ｎ）の内、前回の処理時に算
出された１つの距離Ｒｔ_-1（ｎ）及び速度Ｖｔ_-1（ｎ）
に最も近いものが選択され、選択された距離Ｒｔ（ｎ）
及び速度Ｖｔ（ｎ）に相当するピーク周波数Ａ（ｎ，ａ
１）ｕｐとＡ（ｎ，ａ２）ｄｎを今回の上昇側及び下降
側のピーク周波数とする。

【００３５】第５の例を、図１３のフローチャートを用
いて説明する。図１３のステップＳ３１とステップＳ３
２は図１１のステップＳ３１，３２と同一である。ステ
ップＳ４１では、前回の処理で算出した距離Ｒｔ
_-1（ｎ）及び速度Ｖｔ_-1（ｎ）から予測される今回の距
離Ｒｔｙ（ｎ）及び速度Ｖｔｙ（ｎ）を算出する。その
計算式の例を次の〔数３〕〔数４〕に示す。

【００３６】〔数３〕Ｒｔｙ（ｎ）＝Ｒｔ_-1（ｎ）＋Δｔ×Ｖｔ_-1（ｎ）〔数４〕Ｖｔｙ（ｎ）＝Δｔ×αｔ_-1（ｎ）＋Ｖｔ_-1（ｎ）ただし、Δｔは今回の演算と前回の演算との間に経過し
た時間で、αｔ_-1（ｎ）は前回の演算で得た加速度であ
る。

【００３７】ステップＳ４２では、今回のステップＳ３
２で算出された複数の距離Ｒｔ（ｎ）及び速度Ｖｔ
（ｎ）の内、ステップＳ４１で得た予測距離Ｒｔｙ
（ｎ）及び速度Ｖｔｙ（ｎ）に最も近いものが選択さ
れ、選択された距離Ｒｔ（ｎ）及び速度Ｖｔ（ｎ）に相
当するピーク周波数Ａ（ｎ，ａ１）ｕｐとＡ（ｎ，ａ
２）ｄｎを今回の上昇側及び下降側のピーク周波数とす
る。

【００３８】次に、前述の図８のステップＳ１４の信頼
性の判断の第２の具体的手法について、図１４のフロー
チャートと図１５の波形図を用いて、以下に説明する。
図１４の動作の概略について説明すると、線形予測法に
より得たピーク周波数の周波数の近くに、パワー値が一
定の範囲内にあるＦＦＴによるピーク周波数が連続して
存在した場合、そのピーク周波数はカーブの路側分によ
って生じたものと判断し、その連続した範囲内にあるＦ
ＦＴによるピーク周波数を１つのカーブのピーク周波数
として取り扱う。

【００３９】図１４のステップＳ１１〜２１は前述の図
１０と同一であるので、ここでの説明は省略する。この
結果、ステップＳ１３で、ＦＦＴにより図１５（Ａ）に
示すスペクトラムが得られ、ステップＳ２１で、線形予
測法により図１５（Ｂ）に示すスペクトラムが得られ
る。

【００４０】なお、前述の図１０に示す動作と、この図
１４に示す動作は、それぞれ単独に使用することもでき
るし、両者を組み合わせて使用することもできる。両者
を組み合わせて使用する場合は、線形予測法によるスペ
クトラムにおいて、あるピーク周波数Ｂ（ｎ）の幅が広
い場合は、図１４の動作に進み、幅が狭い場合は図１０
の動作に進むようにすればよい。

【００４１】ステップＳ５１では、ステップＳ２１で算
出したピーク周波数Ｂ（ｎ）の内の幅の広いピーク周波
数をＢ（ｋ）とする。なお、図１５の例では、ピーク周
波数Ｂ（ｎ）が１つの例が示されている。そして、その
周波数に最も近い周波数のピーク周波数Ａ（ｉ）を算出
する。このピーク周波数Ａ（ｉ）のパワーレベルＡｐ
（ｉ）が以後の処理の基準値となる。

【００４２】ステップＳ５２で、カウンタｊにｉ＋１が
セットされる。ステップＳ５３では、ｊ番目のピーク周
波数Ａ（ｊ）のパワーレベルＡｐ（ｊ）が、基準のパワ
ーレベルＡｐ（ｉ）から一定範囲（±Ｋ１）内にあるか
否かをチェックする。範囲内にあるとき、ステップＳ５
４でカウンタｊが進められ、ステップＳ５３へ戻る。ス
テップＳ５３と５４の動作を繰り返すと、基準のピーク
周波数Ａ（ｉ）より高い周波数でかつ基準のパワーレベ
ルＡｐ（ｉ）から一定範囲内にあるピーク周波数の数が
カウンタｊに登録される。そして、更に高いピーク周波
数がない場合、又は次のピーク周波数のパワーレベルが
範囲外となった場合は、ステップＳ５３からステップＳ
５５へ進む。

【００４３】ステップＳ５５では、カウンタｋにｉ−１
がセットされる。ステップＳ５６では、ｋ番目のピーク
周波数Ａ（ｋ）のパワーレベルＡｐ（ｋ）が、基準のパ
ワーレベルＡｐ（ｉ）から一定範囲（±Ｋ１）内にある
か否かをチェックする。範囲内にあるとき、ステップＳ
５７でカウンタｋが減じられ、ステップＳ５６へ戻る。
ステップＳ５６と５７の動作を繰り返すと、基準のピー
ク周波数Ａ（ｉ）より低い周波数でかつ基準のパワーレ
ベルＡｐ（ｉ）から一定範囲内にあるピーク周波数の数
がカウンタｋに登録される。そして、更に低い周波数の
ピーク周波数がない場合、又は次のピーク周波数のパワ
ーレベルが範囲外となった場合は、ステップＳ５８へ進
む。

【００４４】ステップＳ５８では、カウンタｋの値とカ
ウンタｊの値の差、つまり、一定パワーレベルにあるピ
ーク周波数が連続して存在する数を算出し、これが、所
定の数Ｋ２より大きいか否かをチェックする。ここで、
その数ｋ−ｊが一定値Ｋ２より大きければ、ステップＳ
５９で連続するピーク周波数Ａ（ｋ）〜Ａ（ｊ）を１つ
のカーブにより得られたデータとして取り扱い、小さけ
れば、ステップＳ６０でピーク周波数Ａ（ｋ）〜Ａ
（ｊ）のそれぞれを１つの前方車のデータとして取り扱
い、動作を終了する。

【００４５】以後は、ＦＦＴ４により得たピーク周波数
Ａ（ｎ）の内、Ａ（ｋ）〜Ａ（ｊ）がカーブによるピー
ク周波数と判断されたときは、１つのピーク周波数とし
て取り扱われて距離及び速度の演算に使用される。した
がって、情報量が低減され、１つのカーブについては１
つの距離及び速度が計算され、多数のピーク周波数Ａ
（ｎ）の全部の組み合わせについて距離及び速度を算出
する必要がなくなる。

【００４６】次に、複数のピーク周波数Ａ（ｋ）〜Ａ
（ｊ）を１つのカーブのピーク周波数として取り扱う場
合、ピーク周波数の値を選択する手法について、以下に
説明する。第１には、複数のピーク周波数Ａ（ｋ）〜Ａ
（ｊ）の内、最小値Ａ（ｋ）を採用する。第２には、複
数のピーク周波数Ａ（ｋ）〜Ａ（ｊ）の平均値を採用す
る。

【００４７】第３の例については、図１６のフローチャ
ートを用いて説明する。ステップＳ７１は、図１４のス
テップＳ１１〜５７と同一であり、ステップＳ５８，６
０は図１４のステップＳ５８，６０と同一である。ステ
ップＳ７２では、１つのピーク周波数として取り扱われ
る複数のピーク周波数の上昇側Ａ（ｋｕｐ）〜Ａ（ｊｕ
ｐ）と下降側Ａ（ｋｄｎ）〜Ａ（ｊｄｎ）について全て
の組み合わせ（（ｊｕｐ−ｋｕｐ）＊（ｊｄｎ−ｋｄ
ｎ）通りの組合せ）について、複数の速度Ｖ（ｎ）を算
出する。

【００４８】ステップＳ７３では、ステップＳ７２で算
出した複数の速度Ｖ（ｎ）の内、自車速Ｖｓに最も近い
ものを選択し、選択された速度Ｖ（ｎ）に相当するピー
ク周波数Ａ（ｎｄｎ），Ａ（ｎｕｐ）をカーブの上昇側
及び下降側のピーク周波数とする。第４の例を、図１７
のフローチャートを用いて説明する。

【００４９】ステップＳ７１，５８，６０は、図１６の
ステップＳ７１，５８，６０と同一である。ステップＳ
８１では、１つのピーク周波数として取り扱われる複数
のピーク周波数の上昇側Ａ（ｋｕｐ）〜Ａ（ｊｕｐ）と
下降側Ａ（ｋｄｎ）〜Ａ（ｊｄｎ）について全ての組み
合わせから、複数の距離Ｒを算出する。この距離Ｒの計
算式の例を次の〔数５〕に示す。

【００５０】〔数５〕Ｒ＝Ｋ３＊（Ａ（ｎｕｐ）＋Ｖｓ＊Ｋ４），Ｋ３＊（Ａ
（ｎｄｎ）−Ｖｓ＊Ｋ４））なお、Ｋ３，Ｋ４は定数である。

【００５１】ステップＳ８２では、ステップＳ８１で算
出された複数の距離Ｒの内、最も小さい距離Ｒに相当す
るピーク周波数Ａ（ｎｕｐ）とＡ（ｎｄｎ）をカーブの
ピーク周波数とする。次に、以上説明した処理におい
て、ＦＦＴ４により得たピーク周波数の内、それに対応
して線形予測法によるピーク周波数Ｂ（ｎ）が表れてこ
ないピーク周波数については、ノイズとして除去するこ
とができる。これにより、更に情報量を減少させて、演
算処理の負担を軽減することができる。この例につい
て、図１８のフローチャートを用いて説明する。

【００５２】ステップＳ１１〜２１は、図１０のステッ
プＳ１１〜２１と同一である。ステップＳ９１では、ピ
ーク周波数Ａ（ｉ）がピーク周波数Ｂ（ｊ）±Ｋ５の周
波数範囲内にあるか否かがチェックされる。なお、ｉ，
ｊの初期値は１であり、最初にＡ（１）とＢ（１）が比
較される。ここで、範囲外であれば、ステップＳ９２に
進み、範囲内であれば、ステップＳ９３へ進む。

【００５３】範囲外であれば、ステップＳ９２でカウン
タｊが進められ、ステップＳ９３でカウンタｊがピーク
周波数Ｂ（ｎ）の最大値ｊＭＡＸを超えたか否かがチェ
ックされる。ここからは、カウンタｊが最大値ｊＭＡＸ
に達するまでステップＳ２２へ戻り、達すれば、カウン
タｊが初期値に戻された上で、ステップＳ９４へ進む。

【００５４】ステップＳ９４へ進んだということは、Ｆ
ＦＴ４による１つのピーク周波数Ａ（ｉ）が線形予測法
によるどのピーク周波数Ｂ（ｎ）の範囲内（±Ｋ５内）
にもないということを意味する。ステップＳ９４では、
このピーク周波数Ａ（ｉ）のパワーレベルＡｐ（ｉ）が
基準値Ｋ６より大きいか否かを判定する。小さければ、
ステップＳ９５でそのピーク周波数Ａ（ｉ）をノイズと
見なして無効データとする。大きければ、ステップＳ９
６へ進む。

【００５５】ステップＳ９６では、カウンタｉが進めら
れ、ステップＳ９７でカウンタｉの値が最大値ｉＭＡＸ
を超えたか否かをチェックする。最大値ｉＭＡＸを超え
ていなければ、ステップＳ９１へ戻り、次のピーク周波
数Ａ（ｉ）について、ピーク周波数Ｂ（ｊ）±Ｋ５の範
囲内にあるか否かがチェックされる。ステップＳ９１で
範囲内にあると判断されると、このピーク周波数Ａ
（ｉ）につては他のピーク周波数Ｂ（ｎ）と対応させる
必要がなくなるから、ステップＳ９６，９７を通ってス
テップＳ９１へ戻り、次のピーク周波数Ａ（ｉ）につい
て同様の処理がされる。範囲外であれば、前述のステッ
プＳ９２，９３を通って、全部のピーク周波数Ｂ（ｎ）
について同様のチェックがされる。

【００５６】ステップＳ９７で、カウンタｉの値が最大
値ｉＭＡＸを超えれば、図１８の動作を終了する。以上
の例では、ＦＦＴ４により得たピーク周波数の内、低次
の線形予測法により得たピーク周波数に対応せず、かつ
パワーレベルの低いものは、ノイズとして除去されるの
で、情報量を減少させて、以後の演算の負担を軽減す
る。

【００５７】なお、ステップＳ９４は省略可能であり、
この場合、ＦＦＴ４により得たピーク周波数の内、低次
の線形予測法により得たピーク周波数に対応しないもの
は、パワーレベルに関係なく、全てノイズとして除去さ
れる。以上説明したように、本発明においては、ＦＦＴ
４により得たスペクトラムの信頼性を判断する基準とし
て、低次の線形予測手段１０により得たスペクトラムを
用いている。この線形予測手段１０における線形予測法
の次数は、低いほど滑らかなスペクトラムが得られる
が、複数出現すべきピーク周波数も１つになってしまう
ことがある。一方、次数を高くすると、余分なピーク周
波数が出現して、基準とならなくなることがある。

【００５８】以下に、線形予測法の次数を必要に応じて
変化させることにより、判断の基準として最適なものを
得る手法について説明する。第１には、今回の処理の結
果得られたターゲットの数ｆを次回の処理における線形
予測手段１０の次数とすることができる。第２の例につ
いては、図１９のフローチャートを用いて説明する。

【００５９】ステップＳ１００１では、今回の処理の結
果得られたターゲットの数が、１以下か、１を超えるか
がチェックされる。１以下の場合は、ステップＳ１００
２で次回の線形予測法の次数は第１の値Ｎ１にセットさ
れ、１を超える場合は、ステップＳ１００３で次回の線
形予測法の次数は、前記第１の値Ｎ１より大きい第２の
値Ｎ２にセットされる。

【００６０】第３の例について、図２０のフローチャー
トを用いて説明する。ステップＳ１１０１では、前述の
図１８のステップＳ９５で除去されたピーク周波数のパ
ワーレベルが、基準値Ｋ７より大きいか否かがチェック
される。大きなパワーレベルのものが除去されていた場
合は、ステップＳ１１０２で、次回の線形予測法におけ
る次数を今回の線形予測法における次数より大きいもの
とする。一方、大きなパワーレベルのものが除去されて
いなければ、次回の線形予測法における次数は今回使用
した次数をそのまま使用する。

【００６１】第４の例について、図２１のフローチャー
トを用いて説明する。ステップＳ１１，１３は、前述の
図８のステップＳ１１，１３と同一であるので、重複す
る説明は省略する。ステップＳ１２０１では、ステップ
Ｓ１３で得られたピーク周波数Ａ（ｎ）について、狭い
間隔で複数のピーク周波数が存在するか否かを判定す
る。具体的には、隣接するピーク周波数間の周波数の差
（Ａ（ｎ＋１）−Ａ（ｎ））を算出し、これが、基準値
Ｋ８以内か否かをチェックする。基準値Ｋ８内にある場
合、つまり隣接するピーク周波数の間隔が狭ければ、ス
テップＳ１２０２で、次回の線形予測法の次数を、今回
の線形予測法の次数より大きくセットする。基準値を超
えていれば、即ち、隣接するピーク周波数の間隔が広け
れば、ステップＳ１２０３で、次回の線形予測法の次数
を、今回の線形予測法の次数より小さくセットする。

【００６２】第５の例について、図２２のフローチャー
トを用いて説明する。ステップＳ１１は、前述の図８の
ステップＳ１１と同一である。ステップＳ１３０１で
は、ステップＳ１１で得たＦＦＴのスペクトラム（図９
（Ａ））のパワーレベルの総和を算出する。ステップＳ
１３０２では、ステップＳ１３０１で得たパワーレベル
の総和が、基準値Ｋ９以下であるか否かをチェックす
る。ここで、基準値未満であれば、ステップＳ１３０３
で、次回の線形予測法の次数を今回の線形予測法で使用
した次数よりも小さくする。また、基準値以上であれ
ば、次回の線形予測法の次数は、今回の線形予測法で使
用した次数をそのまま使用する。

【００６３】なお、上記第３及び第５の例では、次数を
大きくする場合についてのみ説明しているが、本明細書
で説明している他の例と組み合わせることにより、大き
くした次数を小さくすることができる。

【００６４】

【発明の効果】本発明によれば、レーダ信号処理装置に
おいて、距離及び速度の演算で取り扱うピーク周波数の
量を減少させて、レーダ信号処理装置における演算の負
担を軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のレーダ信号処理装置の構成を示すブロ
ック図。

【図２】レーダ信号処理装置の原理を示す波形図。

【図３】従来のレーダ信号処理装置の構成を示すブロッ
ク図。

【図４】図３の装置により得たスペクトラムを示す図
（その１）。

【図５】図３の装置により得たスペクトラムを示す図
（その２）。

【図６】図１の装置により得たスペクトラムを示す図
（その１）。

【図７】図１の装置により得たスペクトラムを示す図
（その２）。

【図８】図１の装置の動作を説明するためのフローチャ
ート。

【図９】図８の動作中に得られるスペクトラムを示す
図。

【図１０】図８の動作中の信頼性判断の第１の手法を説
明するためのフローチャート。

【図１１】図１０のピーク周波数の第４の決定方法を説
明するためのフローチャート。

【図１２】図１１の動作で得られたスペクトラムを示す
図。

【図１３】図１０のピーク周波数の第５の決定方法を説
明するためのフローチャート。

【図１４】図８の動作中の信頼性判断の第２の手法を説
明するためのフローチャート。

【図１５】図１４の動作中に得られるスペクトラムを示
す図。

【図１６】図８の動作中のピーク周波数を決定するため
の第３の手法を説明するためのフローチャート。

【図１７】図８の動作中のピーク周波数を決定するため
の第４の手法を説明するためのフローチャート。

【図１８】図１のレーダ信号処理装置において、信号中
のノイズ除去の動作を説明するためのフローチャート。

【図１９】次回の線形予測法の次数の第２の決定方法を
説明するためのフローチャート。

【図２０】次回の線形予測法の次数の第３の決定方法を
説明するためのフローチャート。

【図２１】次回の線形予測法の次数の第４の決定方法を
説明するためのフローチャート。

【図２２】次回の線形予測法の次数の第５の決定方法を
説明するためのフローチャート。

【符号の説明】

１…センサ２…ローパスフィルタ３…Ａ／Ｄ変換器４…高速フーリエ変換器５…線形予測手段６…信頼性判断手段７…演算手段１１…自車１２…トラック１３…カーブ路側

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】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レーダ信号処理装
置において、前記ビート信号をフーリエ変換してスペク
トラムを得る高速フーリエ変換器と、前記ビート信号か
ら低次の線形予測法を用いてスペクトラムを得る線形予
測手段と、前記高速フーリエ変換器により得たスペクト
ラムと前記線形予測手段により得たスペクトラムとを比
較し、その結果に基づいて、前記高速フーリエ変換器に
より得たスペクトラムのピーク周波数の信頼性を判断す
る手段と、信頼性があると判断された下降側のピーク周波数と上昇
側のピーク周波数を用いて、距離及び速度を計算する演
算手段とを具備することを特徴とするレーダ信号処理装
置。
【請求項２】前記信頼性判断手段は、前記高速フーリ
エ変換によるピーク周波数の内、前記線形予測法による
ピーク周波数を中心として一定の周波数範囲内に存在す
るピーク周波数を１つのピーク周波数と判断することを
特徴とする請求項１記載のレーダ信号処理装置。
【請求項３】前記信頼性判断手段は、前記周波数範囲
内に存在する複数の高速フーリエ変換によるピーク周波
数の平均値を前記１つのピーク周波数とすることを特徴
とする請求項２記載のレーダ信号処理装置。
【請求項４】前記信頼性判断手段は、前記周波数範囲
内に存在する複数の高速フーリエ変換によるピーク周波
数の内、最も小さい周波数のピーク周波数を前記１つの
ピーク周波数とすることを特徴とする請求項２記載のレ
ーダ信号処理装置。
【請求項５】前記信頼性判断手段は、前記周波数範囲
内に存在する複数の高速フーリエ変換によるピーク周波
数の内、前記演算手段により前回の演算で得たピーク周
波数に最も近いピーク周波数を前記１つのピーク周波数
とすることを特徴とする請求項２記載のレーダ信号処理
装置。
【請求項６】前記演算手段は、前記周波数範囲内に存
在する複数の高速フーリエ変換器によるピーク周波数に
ついて、下降側と上昇側のピーク周波数を全て組み合わ
せて複数の距離及び速度を算出し、前記信頼性判断手段
は、前記演算手段が今回演算した複数の距離及び速度の
内、前回の演算で得た距離及び速度に最も近い距離及び
速度に相当するピーク周波数を前記１つのピーク周波数
とすることを特徴とする請求項２記載のレーダ信号処理
装置。
【請求項７】前記演算手段は、前記周波数範囲内に存
在する複数の高速フーリエ変換器によるピーク周波数に
ついて、下降側と上昇側のピーク周波数を全て組み合わ
せて複数の距離及び速度を算出し、また、前回の演算の
結果得た距離及び速度から今回の距離及び予測速度を予
測して算出し、前記信頼性判断手段は、前記演算手段が
算出した複数の距離及び速度の内、前記予測距離及び速
度に最も近い値となる距離及び速度に相当するピーク周
波数を前記１つのピーク周波数とすることを特徴とする
請求項２記載のレーダ信号処理装置。
【請求項８】前記信頼性判断手段は、前記線形予測法
によるピーク周波数の周波数の近くに、前記高速フーリ
エ変換によるピーク周波数で一定範囲のパワーレベルの
ものが連続して存在した場合、その連続した高速フーリ
エ変換器によるピーク周波数を１つのカーブのピーク周
波数とすることを特徴とする請求項１記載のレーダ信号
処理装置。
【請求項９】前記信頼性判断手段は、前記連続した高
速フーリエ変換によるピーク周波数の内、最も小さいも
のを前記１つのカーブのピーク周波数とすることを特徴
とする請求項８記載のレーダ信号処理装置。
【請求項１０】前記信頼性判断手段は、前記連続した
高速フーリエ変換によるピーク周波数の平均値を前記１
つのカーブのピーク周波数とすることを特徴とする請求
項８記載のレーダ信号処理装置。
【請求項１１】前記演算手段は、前記連続した高速フ
ーリエ変換によるピーク周波数の上昇側と下降側のピー
ク周波数を全て組み合わせて、複数の相対速を算出し、
前記信頼性判断手段は、前記複数の相対速の内、自車速
に最も近い相対速に相当するピーク周波数を前記１つの
カーブのピーク周波数とすることを特徴とする請求項８
記載のレーダ信号処理装置。
【請求項１２】前記演算手段は、前記連続した高速フ
ーリエ変換によるピーク周波数の上昇側と下降側のピー
ク周波数を全て組み合わせて複数の距離を算出し、前記
信頼性判断手段は、前記連続した高速フーリエ変換によ
るピーク周波数の内、前記複数の距離の最も小さいもの
に相当するピーク周波数を前記１つのカーブのピーク周
波数とすることを特徴とする請求項８記載のレーダ信号
処理装置。
【請求項１３】前記信頼性判断手段は、前記高速フー
リエ変換によるピーク周波数の内、前記線形予測法によ
るピーク周波数を中心として一定の周波数範囲内に含ま
れないピーク周波数をノイズとして除去することを特徴
とする請求項１記載のレーダ信号処理装置。
【請求項１４】前記信頼性判断手段は、前記一定の周
波数範囲内に表れてこないピーク周波数の内、基準値よ
り低いパワーレベルのピーク周波数をノイズとして除去
することを特徴とする請求項１３記載のレーダ信号処理
装置。
【請求項１５】前記信頼性判断手段は、前記線形予測
手段の線形予測法の次数を、信頼性判断手段が得たター
ゲット数に応じて変化させることを特徴とする請求項１
記載のレーダ信号処理装置。
【請求項１６】前記信頼性判断手段は、前記ターゲッ
ト数が１つの場合に前記線形予測手段の線形予測法の次
数を低く設定し、前記ターゲット数が複数の場合に前記
次数を高く設定することを特徴とする請求項１５記載の
レーダ信号処理装置。
【請求項１７】前記信頼性判断手段は、前記ノイズと
して除去したピーク周波数内に、パワーレベルの高いピ
ーク周波数が存在する場合、前記線形予測手段の線形予
測法の次数を高く設定することを特徴とする請求項１３
記載のレーダ信号処理装置。
【請求項１８】前記信頼性判断手段は、前記高速フー
リエ変換器によるスペクトラムに、狭い間隔で複数のピ
ーク周波数が存在する場合は前記線形予測手段の線形予
測法の次数を低くし、広い間隔で複数のピーク周波数が
存在する場合は前記次数を高くすることを特徴とする請
求項１記載のレーダ信号処理装置。
【請求項１９】前記信頼性判断手段は、前記高速フー
リエ変換によるスペクトラムのパワー積算値が低い場合
は前記線形予測手段の線形予測法の次数を低くし、高い
場合は次数を高くすることを特徴とする請求項１記載の
レーダ信号処理装置。