JPH11183601A - レーダ装置の信号処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レーダ装置を小型化してかつ精度を向上させ
る。 【解決手段】 ＦＭ−ＣＷ方式のレーダ装置において、
ビート信号を、ＦＦＴ回路４０によって周波数変換す
る。信号処理回路４４は、まず、増加期間及び減少期間
毎に、各期間に得られたビート信号の周波数成分を用い
て、周波数および測定角度に対するビート信号の信号レ
ベルの分布を求め、各期間の分布を表す曲面の極大点の
信号レベルＬｐおよび周波数ｆｐならびに角度範囲の中
心角度θｍおよび角度幅Δθａを、極大点のデータの変
数として求める。さらに、両期間の極大点のデータを比
較して、変数の差が基準値未満である極大点の組合わせ
を求め、その極大点のデータに基づいて、目標物とレー
ダ装置との相対距離および相対速度、ならびに目標物の
位置および大きさを求める。これによって、送信波のビ
ーム幅を狭くすることなく、目標物の位置および大きさ
を求めることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、車両周辺の物体を
検出するために好適に用いられるレーダ装置の信号処理
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両には、たとえば、自車と同じ道路を
先行して走行する先行車両等の目標物を検出するため
に、目標物と車両との相対距離および相対速度を求める
レーダ装置が備えられる。

【０００３】第１の従来技術のレーダ装置の送信アンテ
ナ１および受信アンテナ２は、図１３に示すように、た
とえば車両３のフロントグリル内に設置される。送信ア
ンテナ１から、指向性のある予め定める波長の電磁波
が、送信波５として、その放射方向を時間経過に伴って
水平方向６に角変位させつつ放射される。この送信波５
のビーム幅は、たとえば、２〜３度である。送信波５
は、目標物７で反射されて、反射波として戻り、受信ア
ンテナ２によって受信される。レーダ装置は、まず、測
定角度を変数とした反射波の受信電界強度の分布を求め
る。測定角度は、送信波の放射方向と車両の車軸に垂直
でかつ地表に平行な予め定める前方方向との成す角度で
ある。次いでその分布の極大点の測定角度を求め、目標
物と車両との相対距離と前記極大点の測定角度とに基づ
いて、車両に対する目標物の位置を算出する。

【０００４】図１４は、第１の従来技術のレーダ装置に
おいて、測定角度に対する反射波の受信電界強度の分布
を表すグラフである。このグラフでは、実際に測定され
た反射波の受信電界強度を太実線で表し、この受信電界
強度から推測される分布を曲線９によって表す。送信波
のビーム幅が２〜３度の送信波を用いる場合、送信波が
実際に放射される測定角度の間隔８が比較的大きい。こ
のように、第１の従来技術のレーダ装置では、実際に測
定された反射波の個数が少ないので、目標物の厳密な位
置を求めることが困難だった。

【０００５】このために、第２の従来技術のレーダ装置
として、ビーム幅が０．１〜０．９度の送信波を放射す
るレーダ装置が用いられている。このレーダ装置は、図
１５に表すように、送信アンテナ１１および受信アンテ
ナ１２の設置位置ならびに送信波の放射および反射波の
受信の挙動は、第１の従来技術のレーダ装置と等しく、
アンテナ１１，１２の構造およびビーム幅だけが異な
る。

【０００６】図１６は、第２の従来技術のレーダ装置に
おいて、測定角度に対する送信波１５の反射波の受信電
界強度の分布を表すグラフである。ビーム幅が０．１〜
０．９度の送信波を用いる場合、実際に放射される測定
角度の間隔１８が、第１の従来技術のレーダ装置の前記
間隔８よりも小さい。このために、車両が存在する角度
範囲内に複数回送信波が放射されることになり、角度範
囲の内外で明確に反射波の受信電界強度が変化する。し
たがって、受信電界強度が或る閾値を越えるような範囲
１９に基づいて、目標物の大きさおよび位置を定める。
しかしながら、ビーム幅を狭くするためには、送信アン
テナの開口面積を大きくする必要があるので、レーダ装
置の小型化が困難だった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ビー
ム幅に拘わらず、目標物の大きさおよび位置を厳密に求
めることができるレーダ装置の信号処理方法を提供する
ことである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、時間経過に伴
って周波数が増加および減少する電磁波である送信波
を、放射方向を角変位させつつ送信し、送信波が目標物
によって反射された反射波を受信し、送信波と反射波と
を混合した混合信号に基づいて目標物の位置に関する情
報を求めるレーダ装置の信号処理方法において、送信波
の周波数が増加する増加期間および送信波の周波数が減
少する減少期間毎に、周波数および予め定める基準方向
と送信波の放射方向との成す角度に対する混合信号の信
号レベルの分布を求め、増加期間および減少期間の分布
を表す曲線を比較して、極大点を含む予め定める範囲の
曲線形状が類似する極大点を求め、求められた増加期間
および減少期間の極大点の周波数に基づいて、目標物と
レーダ装置との相対距離および相対速度を求め、該極大
点を含む前記範囲の分布に基づいて、目標物の位置およ
び大きさを求めることを特徴とするレーダ装置の信号処
理方法である。

【０００９】本発明に従えば、レーダ装置の信号処理方
法では、上述のように、まず周波数と角度とに対する混
合信号の信号レベルの分布を作成し、この分布に基づい
て、目標物の位置および大きさならびに目標物とレーダ
装置との相対距離および相対速度を算出する。送信波の
電界強度が一定である場合、混合信号の信号レベルは、
反射波の受信電界強度が増減するのに伴って増減する。
ゆえに、上述のように混合信号の信号レベルに基づいて
処理を行うことは、反射波の受信電界強度に基づいて処
理を行うことと等しい。これによって、送信波のビーム
幅に拘わりなく、目標物の位置および大きさを精密に算
出することができる。また、送信波のビーム幅が限定さ
れないので、ビーム幅を第２の従来技術のレーダ装置よ
りも広げることができる。これによって、レーダ装置を
容易に小型化することができる。

【００１０】さらに、増加期間と減少期間との極大点の
組合わせを前記分布を用いて求めるので、組合わせを求
めるために送信波の放射角度と基準角度との成す角度を
参照することができる。これによって、異なる目標物か
らの反射波を表す極大点を組合わせることを未然に防止
することができるので、相対距離および相対速度の計算
誤りを防止することができる。したがって、相対距離お
よび相対速度の計算精度を向上させることができる。

【００１１】本発明は、増加期間および減少期間の周波
数が等しい信号レベルの分布毎に、分布の極大点の角度
を含み、極大点の信号レベルよりも予め定める基準レベ
ルだけ信号レベルが小さい第１および第２角度であって
極大点の角度から第１および第２角度に近付くに伴って
信号レベルが減少する第１および第２角度を両端とする
角度範囲を求め、増加期間および減少期間の分布の極大
点の周波数と信号レベルと角度範囲とを比較して、信号
レベルと角度範囲と周波数とが等しい極大点の組合わせ
を、曲線形状が類似する極大点とすることを特徴とす
る。

【００１２】本発明に従えば、レーダ装置の信号処理方
法では、曲線形状が類似する極大点を求めるために、両
期間の極大点の信号レベルおよび周波数ならびに該極大
点を含む角度範囲をそれぞれ比較する。これによって、
数値の比較によって、前記類似する極大点を求めること
ができる。したがって、演算処理を容易にすることがで
きる。

【００１３】本発明は、増加期間および減少期間の周波
数が等しい信号レベルの分布に極大点が複数ある場合、
各極大点毎に角度範囲を求め、複数の極大点のうちで信
号レベルが最大である極大点の角度範囲に基づいて、目
標物の位置および大きさを求めることを特徴とする。

【００１４】本発明に従えば、レーダ装置の信号処理方
法では、或る周波数の分布の極大点が複数あるとき、そ
の信号レベルが最大の極大点に基づいて、目標物の大き
さおよび位置を求める。これによって、たとえば反射波
に多数の雑音成分が混入しており、かつ目標物からの反
射波の受信電界強度が雑音成分の受信電界強度に近い場
合にも、目標物の大きさおよび位置を確実に求めること
ができる。

【００１５】本発明は、増加期間および減少期間の周波
数が等しい信号レベルの分布に極大点が複数ある場合、
各極大点毎に角度範囲を求め、各極大点の角度範囲のう
ちで相互に重複する角度範囲に基づいて、単一の目標物
の位置および大きさを求めることを特徴とする。

【００１６】本発明に従えば、レーダ装置の信号処理方
法では、或る周波数の分布の極大点が複数あり、かつ各
極大点の角度範囲が相互に重複するとき、重複した角度
範囲の曲線全体が、或る目標物からの反射波を表すもの
と見なして、目標物の大きさおよび位置を求める。これ
によって、たとえば目標物が存在する角度範囲よりも送
信波のビーム幅が小さいために反射波に干渉が生じる場
合でも、目標物の大きさおよび位置を確実に求めること
ができる。

【００１７】本発明は、増加期間および減少期間の分布
の各極大点毎に、周波数の差と角度範囲の中心角度の差
と角度範囲の大きさの差と信号レベルの差とを求め、周
波数の差が予め定める第１基準値未満であり、角度範囲
の中心角度の差が予め定める第２基準値未満であり、角
度範囲の大きさの差が予め定める第３基準値未満であ
り、かつ信号レベルの差が予め定める第４基準値未満で
ある増加期間および減少期間の分布の極大点を、曲線形
状が類似する極大点とすることを特徴とする。

【００１８】本発明に従えば、レーダ装置の信号処理方
法では、増加期間および減少期間の分布に極大点が複数
あるとき、増加期間の極大点と減少期間の極大点とを組
合わせて、それらの信号レベルの差、中心角度の差、角
度範囲の大きさの差、および周波数の差を求める。これ
ら変数の差を、極大点の組合わせを変更してそれぞれ求
め、各差がそれぞれ基準値未満である極大点の組合わせ
を、曲線形状が類似する極大点の組合わせとする。これ
によって、同じ目標物からの反射波を表す増加期間およ
び減少期間の分布の極大点の各変数に微小な誤差がある
場合も、これら極大点を組合わせて、相対距離および相
対速度ならびに目標物の大きさおよび位置を確実に求め
ることができる。

【００１９】本発明は、前記各差が各基準値未満である
極大点の組合わせが複数ある場合、周波数の差が最小の
組合わせの極大点を、曲線形状が類似する極大点とする
ことを特徴とする。

【００２０】本発明に従えば、増加期間の極大点と減少
期間の極大点とを組合わせて変数の差を求めた場合に、
各変数の差が基準値未満である極大点の組合わせが複数
あるとき、周波数の差が最小である組合わせを、曲線形
状が類似する極大点の組合わせとする。これによって、
上述のときでも、同じ目標物からの反射波を表す可能性
が高い極大点の組合わせを選んで、相対距離および相対
速度ならびに目標物の大きさおよび位置を確実に求める
ことができる。

【００２１】本発明は、前記各差が各基準値未満である
極大点の組合わせが複数ある場合、信号レベルの差が最
小の組合わせの極大点を、曲線形状が類似する極大点と
することを特徴とする。

【００２２】本発明に従えば、増加期間の極大点と減少
期間の極大点とを組合わせて変数の差を求めた場合に、
各変数の差が基準値未満である極大点の組合わせが複数
あるとき、信号レベルの差が最小である組合わせを、曲
線形状が類似する極大点の組合わせとする。これによっ
て、上述のときでも、同じ目標物からの反射波を表す可
能性が高い極大点の組合わせを選んで、相対距離および
相対速度ならびに目標物の大きさおよび位置を確実に求
めることができる。

【００２３】本発明は、前記各差が各基準値未満である
極大点の組合わせが複数ある場合、角度範囲の中心角度
の差が最小の組合わせの極大点を、曲線形状が類似する
極大点とすることを特徴とする。

【００２４】本発明に従えば、増加期間の極大点と減少
期間の極大点とを組合わせて変数の差を求めた場合に、
各変数の差が基準値未満である極大点の組合わせが複数
あるとき、角度範囲の中心角度の差が最小である組合わ
せを、曲線形状が類似する極大点の組合わせとする。こ
れによって、上述のときでも、同じ目標物からの反射波
を表す可能性が高い極大点の組合わせを選んで、相対距
離および相対速度ならびに目標物の大きさおよび位置を
確実に求めることができる。

【００２５】本発明は、前記各差が各基準値未満である
極大点の組合わせが複数ある場合、角度範囲の大きさの
差が最小の組合わせの極大点を、曲線形状が類似する極
大点とすることを特徴とする。

【００２６】本発明に従えば、増加期間の極大点と減少
期間の極大点とを組合わせて変数の差を求めた場合に、
各変数の差が基準値未満である極大点の組合わせが複数
あるとき、角度範囲の大きさの差が最小である組合わせ
を、曲線形状が類似する極大点の組合わせとする。これ
によって、上述のときでも、同じ目標物からの反射波を
表す可能性が高い極大点の組合わせを選んで、相対距離
および相対速度ならびに目標物の大きさおよび位置を確
実に求めることができる。

【００２７】本発明は、時間経過に伴って周波数が増加
および減少する電磁波である送信波を放射方向を角変位
させつつ送信し、送信波が目標物によって反射された反
射波を受信し、送信波と反射波とを混合した混合信号に
基づいて目標物の位置に関する情報を求めるレーダ装置
の信号処理方法において、送信波の周波数が増加する増
加期間および送信波の周波数が減少する減少期間の混合
信号の周波数に基づいて、相対距離および相対速度を求
め、相対速度、相対距離、および予め定める基準方向と
送信波の放射方向との成す角度に対する混合信号の信号
レベルの分布を求め、相対速度と相対距離とが等しい混
合信号の信号レベルの角度に対する分布を表す曲線の極
大点を求め、求められた極大点を含む前記範囲の曲線形
状に基づいて、目標物の位置および大きさを求めること
を特徴とするレーダ装置の信号処理方法である。

【００２８】本発明に従えば、レーダ装置の信号処理方
法では、上述のように、まず相対距離と相対速度とを求
め、次いで相対距離と相対速度と角度とに対する混合信
号の信号レベルの分布を求め、この分布に基づいて目標
物の位置および大きさを求める。送信波の電界強度が一
定である場合、混合信号の信号レベルは、反射波の受信
電界強度が増減するのに伴って増減する。ゆえに、上述
のように混合信号の信号レベルに基づいて処理を行うこ
とは、反射波の受信電界強度に基づいて処理を行うこと
と等しい。前記分布は、たとえば、同じ相対速度の目標
物によって反射された反射波と送信波との混合信号を集
め、相対距離および角度に対するこの混合信号の信号レ
ベルの分布を求めることによって作成される。これによ
って、送信波のビーム幅に拘わりなく、目標物の位置お
よび大きさを精密に算出することができる。また、送信
波のビーム幅が限定されないので、ビーム幅を第２の従
来技術のレーダ装置よりも広げることができる。これに
よって、レーダ装置を容易に小型化することができる。

【００２９】本発明は、前記混合信号の受信電界強度の
分布は、相対速度が予め定める範囲内に含まれる目標物
からの反射波と送信波とを混合した混合信号を集めて作
成されることを特徴とする。

【００３０】本発明に従えば、混合信号の信号レベルの
分布は、上述のように作成される。これによって、相対
速度に微小な誤差があるときも、同じ目標物からの反射
波を表す極大点の曲線形状に基づいて、目標物の位置お
よび大きさを算出することができる。

【００３１】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１実施形態で
あるレーダ装置の信号処理方法を用いたレーダ装置３１
の電気的構成を示すブロック図である。レーダ装置３１
は、いわゆるＦＭ−ＣＷレーダ装置であり、たとえば車
両に取付けられて、オートクルーズ装置において先行車
両を検出するために用いられる。レーダ装置３１は、送
信アンテナ３３、受信アンテナ３４、発振回路３５、局
部発振器３６、方向性結合器３７、混合回路３８、増幅
回路３９、ＦＦＴ回路４０、変位装置４１、および信号
処理回路４４を含む。さらにレーダ装置３１に関連し
て、アプリケーション装置４５が設けられる。送信およ
び受信アンテナ３３，３４、発振回路３５、局部発振器
３６、方向性結合器３７、混合回路３８、増幅回路３９
は、センサ装置４６として、単一筺体に収納される。

【００３２】送信および受信アンテナ３３，３４は、指
向性の強いアンテナであり、送信アンテナ３３の主ロー
ブのビーム幅θｂはたとえば約２度〜３度である。送信
アンテナ３３は、たとえば車両の進行方向前方に電磁波
を放射することができる位置に設置される。また受信ア
ンテナ３４は、車両の進行方向前方からの電磁波を受信
することができる位置に設置される。このような位置
は、たとえば、車両の車体前方のフロントグリル内であ
る。この送信および受信アンテナ３３，３４は、単一の
アンテナを共用する構成によって実現されても良い。

【００３３】発振回路３５は、約７５０ＨｚのＦＭ周波
数に応じて電圧が増減する発振信号を生成して、局部発
振器３６に与える。局部発振器３６は、発振信号の電圧
に対応した周波数の局部発振信号を生成する。局部発振
信号は、局部発振器３６から方向性結合器３７を介して
送信アンテナ３３に与えられる。局部発振信号は、たと
えば周波数が経時的に偏移する交流電力信号であり、そ
の強度は常に一定である。送信アンテナ３３は、局部発
振信号と同一周波数の電磁波である送信波をビーム状に
放射する。この送信波は、車両の走行方向前方の目標物
によって反射されて、反射波として戻る。反射波は、目
標物とレーダ装置３１との相対距離に対応して遅延し、
また目標物とレーダ装置３１との相対速度に対応して周
波数が偏移する。

【００３４】受信アンテナ３４は、反射波および雑音成
分を含む電磁波を受信して、その電磁波の受信電界強度
を表す受信信号を混合回路３８に導出する。受信信号の
信号レベルは、受信電界強度のレベルに比例して増加す
る。混合回路３８には、受信信号の他に、局部発振器３
６からの局部発振信号が、方向性結合器３７を介して与
えられる。混合回路３８は、局部発振信号と受信信号と
を混合して、両信号の混合信号であるビート信号を生成
する。このビート信号は、増幅回路３９で増幅された後
に、ＦＦＴ回路４０に与えられる。

【００３５】ＦＦＴ回路４０は、まず、予め定める観測
開始時刻から、ビート信号の信号レベルを、時間経過に
伴って予め定める回数Ｎだけサンプリングして、Ｎ個の
信号レベル値Ｌ１〜ＬＮを得る。このサンプリングは、
予め定める周期で繰返される。上述のサンプリングの回
数Ｎは、たとえば１２８回である。次いで、ビート信号
の信号レベル値Ｌ１〜ＬＮを周波数変換することによっ
て、観測開始時刻でのビート信号の信号レベルの周波数
成分を、周波数軸上のＮ点の観測点の周波数ｆ１〜ｆＮ
毎に得る。ＦＦＴ回路４０は、たとえば周波数変換の演
算を行う演算回路で実現され、上述のビート信号の周波
数成分は、ビート信号の信号レベル値Ｌ１〜ＬＮを用い
たフーリエ変換によって得られる。各周波数の周波数成
分は、信号処理回路４２に与えられる。

【００３６】変位装置４１は、送信波が予め定める走査
速度で予め定める走査範囲θｓを走査するように、送信
波の放射方向を周期的に角変位させる。送信波は、たと
えば、地表に平行に角変位され、走査範囲θｓを周期的
に走査するものとする。走査範囲θｓは、たとえば、基
準方向から測定角度が増加する方向および減少する方向
にそれぞれ１０度〜１５度の範囲であり、全体で２０度
〜３０度の範囲であるとする。測定角度は、送信波の放
射方向と予め基準方向との成す角度である。

【００３７】たとえば、変位装置４１は、センサ装置４
６全体をモータ等を用いて機械的に角変位させることに
よって、送信波の放射方向を角変位させる。また、変位
装置４１は、送信および受信アンテナ３３，３４だけを
機械的に角変位させる構造であっても良い。さらにま
た、送信波の放射方向の角変位は、上述の機械的手法だ
けでなく、電気的手法を用いても良い。電気的手法とし
ては、たとえば、送信アンテナ３３としてフェイズドア
レイアンテナを用い、フェイズドアレイアンテナの各ア
ンテナ素子から放射される電磁波の位相差を変更するこ
とによって、放射ビームの方向を変更する手法が挙げら
れる。

【００３８】信号処理回路４４には、ＦＦＴ回路４０か
ら、ビート信号の信号レベルの各周波数の周波数成分が
与えられ、変位装置４１から、送信波の測定角度が与え
られる。本実施形態では、基準方向を、車両の車軸に垂
直であってかつ地表と平行な前方方向であるとする。信
号処理回路４４は、測定角度と周波数とに対するビート
信号の信号レベルの分布を求め、その分布に基づいて、
目標物の位置および大きさを算出する。さらに、ビート
信号の周波数に基づいて、目標物と車両との相対距離お
よび相対速度を算出する。

【００３９】アプリケーション装置４５は、信号処理回
路４４から目標物の位置および大きさが与えられ、それ
らに基づいて、車両の挙動を制御する。たとえば、アプ
リケーション装置４５は、目標物が車両の走行の妨げに
なるか否かを判定し、妨げになると判定されたとき、車
両の部品を制御して、目標物を回避するための回避動作
を行う。

【００４０】図２は、送信および受信アンテナ３３，３
４の指向性を表すグラフである。このグラフの縦軸は電
界強度（単位ｄＢ）であり、横軸は放射方向である。こ
のグラフでは、放射方向を、アンテナの最大放射方向を
０度として、時計まわりに増加するものとする。送信お
よび受信アンテナ３３，３４は、主ローブ５１が副ロー
ブ５２の数倍以上に大きくなるような指向特性を有す
る。送信波のビーム幅θｂは、主ローブ５１を表す曲線
上で、最大放射方向の電界強度Ｅｐから３ｄＢ低い電界
強度Ｅｍに相当する点ｐｂ１，ｐｂ２間の幅である。

【００４１】以下に、ＦＭ−ＣＷ方式のレーダ装置の挙
動を説明するために、送信波および反射波ならびにビー
ト信号の挙動を詳細に説明する。図３（１）は、送信波
および反射波の周波数の経時偏移を説明するためのグラ
フである。実線５１は送信波の周波数の経時偏移を表
し、実線５２は、実線５１の送信波が目標物によって反
射されて戻った反射波の周波数の経時偏移を表す。

【００４２】送信波の周波数は、予め定める中心周波数
Ｆ０を中心として、予め定める変調幅δｆだけ、予め定
める掃引周期Ｗ１で周期的に増減するように偏移され
る。この偏移形態としては、三角波スイープ、鋸波スイ
ープ、およびｓｉｎ波スイープが挙げられる。本実施形
態では、三角波スイープさせている。具体的には、送信
波の周波数は、時刻ｔ０から時刻ｔ２までの増加期間Ｗ
２で予め定める最小周波数ｆｍｉｎから予め定める最大
周波数ｆｍａｘまで時間経過に比例して増加し、時刻ｔ
２から時刻ｔ４までの減少期間Ｗ３で最大周波数ｆｍａ
ｘから最小周波数ｆｍｉｎまで時間経過に比例して減少
する。最大および最小周波数ｆｍａｘ，ｆｍｉｎは、そ
れぞれ中心周波数Ｆ０から変調幅δｆの半分の周波数だ
け増加および減少した周波数である。中心周波数Ｆ０は
たとえば６０ＧＨｚであり、変調幅δｆは、たとえば７
５ＭＨｚである。このときの送信波の振動周波数はたと
えば７５０Ｈｚであり、掃引周期Ｗ１はたとえば１．３
ｍ秒である。増加および減少期間Ｗ２，Ｗ３の長さは同
一であって掃引周期Ｗ１の半分の時間である。また周波
数の増加および減少の各時間変化率の絶対値は等しい。

【００４３】上述の送信波の放射時刻から該送信波の反
射波の受信時刻までの遅延時間Ｗ４は、目標物とレーダ
装置３１との相対距離に比例して増加する。また、送信
波の最大および最小周波数ｆｍａｘ，ｆｍｉｎと、反射
波の最大および最小周波数ｆｍａｘａ，ｆｍｉｎａとの
周波数差δｆｃｗは、目標物とレーダ装置３１との相対
速度に比例して増加する。ゆえに、反射波の周波数偏移
の挙動は、周波数の偏移タイミングが遅延時間Ｗ４だけ
送信波の周波数の偏移タイミングから遅延する点と、最
大および最小周波数ならびに中心周波数が周波数差δｆ
ｃｗだけ変化する点が異なり、周波数の時間変化率、変
調幅δｆ、および掃引周期Ｗ１は等しい。ゆえに反射波
は、周波数増加の開始時刻ｔ１から時刻ｔ２を経て減少
開始時刻ｔ３まで時間経過に比例して増加し、減少開始
時刻ｔ３から時刻ｔ４を経て減少終了時刻ｔ５まで時間
経過に比例して減少する。時刻ｔ１，ｔ３，ｔ５は、そ
れぞれ送信波の周波数偏移の時刻ｔ０，ｔ２，ｔ４から
遅延時間Ｗ４だけ遅れた時刻である。

【００４４】図３（２）は、図３（１）に示す送信波お
よび反射波を混合して生成されるビート信号を表すグラ
フである。ビート信号のビート周波数は、反射波の周波
数増加の開始時刻ｔ１から送信波の周波数減少の開始時
刻ｔ２まで、増加期間Ｗ２のビート周波数Ｆｕｐを保
ち、反射波の周波数減少の開始時刻ｔ３から送信波の周
波数減少の終了時刻ｔ１４まで、減少期間Ｗ３のビート
周波数Ｆｄｎを保つ。増加期間Ｗ２に得られるビート信
号をビート信号Ｂｕｐｎ、減少期間Ｗ３に得られるビー
ト信号をビート信号Ｂｄｎｎとする。ｎは、１以上の任
意の整数である。

【００４５】ビート信号Ｂｕｐｎ，Ｂｄｎｎのビート周
波数Ｆｕｐ，Ｆｄｎは、送信波と反射波とのうなり周波
数であって、目標物とレーダ装置３１との相対距離およ
び相対速度が大きいほど大きくなる。また、局部発信信
号の信号レベルは常に予め定めるレベルを保ち、受信信
号の信号レベルは反射波の受信電界強度の経時変化に対
応して変動する。このため、ビート信号は、反射波の受
信電界強度の経時変化に対応して信号レベルが変化する
脈動信号であり、信号レベルの交流成分の振幅の変化
は、反射波の受信電化強度の経時変化に対応する。

【００４６】図４は、測定角度および周波数に対する増
加期間のビート信号Ｂｕｐｎの信号レベルの分布を表す
グラフである。このグラフは、相互に直交する３本の軸
線を有し、図面上で横方向の軸が測定角度を表し、奥行
き方向の軸が周波数を表し、縦方向の軸がビート信号の
信号レベルを表す。測定角度を表す軸と周波数を表す軸
とによって規定される基準平面内の或る点から分布を表
す曲面７１までの高さが、ビート信号の信号レベルの周
波数成分に相当する。測定角度および周波数に対する減
少期間のビート信号Ｂｄｎｎの信号レベルの分布は、雑
音およびマルチパス妨害等の影響がなければ、その減少
期間の直前の増加期間のビート信号Ｂｕｐｎの分布とほ
ぼ等しい。

【００４７】信号レベルは局部的に増加しており、信号
レベルの極大点を含む部分が、目標物によって反射され
た反射波に対応する。この部分を、注目部分７５と称す
る。目標物が１つであるときには、図４に示すように注
目部分７５は１つであり、目標物が２つであれば、注目
部分７５は図５に表すように２つある。すなわち、反射
波に干渉等がない場合、分布を表す曲面には、注目部分
７５が、目標物の数と同数だけある。注目部分の角度範
囲内には、レーダ装置３１から見て目標物の中心がある
方向と基準方向との成す角度がある。

【００４８】このように、測定角度および周波数を変数
として受信電界強度の分布を求めると、ビート信号の信
号レベルは、レーダ装置３１から目標物の中心に向かう
方向およびビート信号の周波数によって定められる範囲
で局部的に増加する。したがって、この分布を表す曲面
７１の注目部分７５の位置および形状に基づいて、目標
物の中心の位置および目標物の大きさを求めることがで
きる。

【００４９】以下に、ビート信号の周波数の偏移と送信
波の放射方向の角変位との関係を説明する。図６は、送
信波の周波数の経時変化を表すグラフである。ビート信
号の周波数に送信波の放射方向の角変位の影響が加わら
ないようにするために、ＦＦＴ回路４０によってサンプ
リングするべきビート信号Ｂｕｐｎ，Ｂｄｎｎを得る
間、送信波の放射方向は固定されていることが好まし
い。このために、たとえば、掃引周期Ｗ１の整数倍の期
間Ｗ１１内に、変位装置４１によって送信波の放射方向
を角変位させ、期間Ｗ１１終了後の期間Ｗ１２に、受信
アンテナ３４と混合回路３８と増幅回路３９とによっ
て、ビート信号Ｂｕｐｎ，Ｂｄｎｎを得る。送信波は、
期間Ｗ１１，Ｗ１２にわたって連続して放射されていて
もよく、期間Ｗ１２だけ放射されるようにしてもよい。

【００５０】本実施形態では、期間Ｗ１１は掃引周期Ｗ
２の４倍であり、期間Ｗ１２は掃引周期Ｗ２と等しいと
する。前述のサンプリングの観測開始時刻は、たとえば
期間Ｗ１２の開始時刻に相当し、観測開始時刻の周期
は、期間Ｗ１１，Ｗ１２の和と等しい。期間Ｗ１１内の
放射方向の角変位量は、たとえば送信波のビーム幅θｂ
よりも小さく、たとえば０．１度〜１．０度である。送
信波の放射方向を電気的手法によって変更する場合は、
このような手順で送信波の放射方向を変更するとよい。

【００５１】また、送信波の放射方向をモータ等を用い
た機械的手法によって変更する場合、モータを停止させ
るときにモータに負荷がかかる。このため、モータにか
かる負荷を減少させるために、送信波の周波数の偏移に
影響を与えない程度の角速度で、送信波の放射方向を常
に角変位させてもよい。たとえば、送信波の周波数が最
小周波数から最大周波数に至り再び最初周波数に戻るま
での掃引を複数回繰返す間に、送信波の放射方向を前記
角変位量だけ角変位させる。受信アンテナ３４と混合回
路３８と増幅回路３９とは、この複数回の掃引のうちの
いずれか１回において、ビート信号Ｂｕｐｎ，Ｂｄｎｎ
を取得する。本実施形態では、掃引の回数をたとえば５
回とする。これによって、モータに負荷をかけることな
く、ビート信号に送信波の放射方向の角変位に起因する
影響が加わることを防止することができる。

【００５２】図７は、レーダ装置３１の信号処理動作を
説明するためのフローチャートである。レーダ装置３１
が起動されると、ステップａ１からステップａ２に進
む。ステップａ２では、まず、変位装置４１が、送信波
の放射方向を、基準方向から測定角度θｎだけずれた方
向に変更する。ｎは、０以上の任意の整数である。次い
で、発振回路３５と局部発振器３６と送信アンテナ３３
とによって、送信波を放射させる。ステップａ３では、
受信アンテナ３４が電磁波を受信して受信信号を生成
し、受信信号を混合回路３８に与えて、ビート信号を生
成させる。

【００５３】ステップａ４では、ＦＦＴ回路４０が、ビ
ート信号のサンプリング処理および周波数変換処理を行
い、ビート信号の信号レベルの周波数ｆ１〜ｆＮの周波
数成分を求める。周波数変換処理は、サンプリング時刻
を変数とする信号レベルＬ１〜ＬＮを、周波数を変数と
して並べ直し、分布を求めるための処理である。周波数
変換処理には、具体的には、たとえばＮ点の高速フーリ
エ変換法が用いられる。フーリエ変換の点数Ｎは、たと
えば１２８点である。式１は、測定角度が角度θｎであ
る観測開始時刻ｔａｍにおける周波数変換処理におい
て、周波数ｆ１〜ｆＮのうちの任意の周波数ｆｎの周波
数成分ｃｎ（ｔａｍ）を得るための高速フーリエ変換法
の変換式である。得られた周波数成分ｃ１（ｔａｍ）〜
ｃＭ（ｔａｍ）と測定角度θｎとは、相互に対応づけら
れて、たとえば信号処理回路４４内部のメモリに記憶さ
れる。

【００５４】

【数１】

【００５５】ステップａ５では、ステップａ２〜ａ４の
動作がＮ回実行されたか否かを判定する。実行回数がＮ
回未満であるとき、ステップａ５からステップａ２に戻
り、変位装置４１によって測定角度θｎを予め定める前
記角変位量だけ増加させて、ステップａ２〜ａ４の処理
を繰返す。実行回数Ｎは、たとえば４０回である。実行
回数がＮ回以上であるとき、ステップａ５からステップ
ａ６に進む。ステップａ２〜ａ５の処理動作は、この処
理動作中に目標物が移動したために相対距離を補正しな
ければならなくなることを防止することができる程度の
時間内に実行される。この時間は、たとえば０．１秒で
ある。

【００５６】ステップａ６，ａ７では、信号処理回路４
４が、ビート信号の信号レベルの分布の極大点を検出す
る手段として動作する。この動作を、図８を用いて説明
する。図８は、図４，５に示す分布を表すグラフを簡略
化して表したものである。まずステップａ６で、信号処
理回路４４は、増加期間および減少期間のビート信号Ｂ
ｕｐｎ，Ｂｄｎｎそれぞれについて個別に、ステップａ
２〜ａ５の処理によって得られた全ての信号レベルの周
波数成分のうちで、測定角度が等しい周波数成分を用い
て、周波数に対するビート信号の信号レベルの分布を表
す曲線の極大点の周波数を求める。

【００５７】この処理は、模式的には、まず、基準平面
に垂直で奥行き方向の軸に平行でありかつ横方向の軸上
で測定角度θｘを表す点を通る平面によって、分布を表
す曲面７１を切取り、その断面を表す曲線７２を求め
る。図９は、或る測定角度θｘにおける周波数に対する
ビート信号の信号レベルの分布を表すグラフであり、上
述の断面に相当する。次いで、この曲線７２の極大点の
信号レベルＬｐを探す。極大点の信号レベルＬｐは、た
とえば、予め定める基準レベル以上であって、その信号
レベルに対応する測定角度を中心とした予め定める角度
範囲内の測定角度に対応する信号レベルのうちで最大の
ものであるとする。最後に、得られた信号レベルＬｐの
点の周波数を、極大点の周波数ｆｐとして取得する。こ
の処理を、たとえば前記角変位量単位で測定角度θｘを
増減させて、各測定角度毎に行う。

【００５８】次いで、ステップａ７では、増加期間およ
び減少期間のビート信号Ｂｕｐｎ，Ｂｄｎｎそれぞれに
ついて個別に、ステップａ２〜ａ５の処理によって得ら
れた全ての信号レベルの周波数成分のうちで、ステップ
ａ６で得られた極大点の周波数ｆｐに対応する周波数成
分を用いて、測定角度に対するビート信号の信号レベル
の分布を表す曲線の極大点の測定角度を求める。この処
理は、模式的には、まず、前記分布を表す曲面７１を、
基準平面に垂直で横方向の軸に平行でありかつ奥行き方
向の軸上で極大点の周波数ｆｐを表す点を通る平面で切
取り、その断面を表す曲線７３を求める。図１０は、極
大点の周波数ｆｐにおける測定角度に対するビート信号
の信号レベルの分布を表すグラフであり、上述の断面に
相当する。次いで、この曲線７３上で、信号レベルが前
記信号レベルＬｐである点を探し、その点の測定角度を
取得する。ステップａ７の処理は、極大点が複数得られ
ている場合、各極大点毎に行う。

【００５９】ステップａ８では、信号処理回路４４が、
ビート信号の信号レベルの分布を表す曲面の注目部分を
抽出する手段として動作する。このために信号処理処理
回路４４は、目標物が存在する角度範囲を求める。レー
ダ装置３１から見て目標物が存在する角度範囲は、レー
ダ装置３１と対面する目標物の面の水平方向の一方端部
に送信波が当たったときの測定角度θＬと、前記面の水
平方向の他方端部に送信波が当たったときの測定角度θ
Ｒとを両端とする範囲であるとする。この角度範囲は、
図４，５，８のグラフの注目部分の角度範囲に相当す
る。

【００６０】具体的には、まず、信号処理回路４４は、
増加期間および減少期間のビート信号Ｂｕｐｎ，Ｂｄｎ
ｎそれぞれについて個別に、ステップａ６で得られた極
大点の周波数ｆｐにおける測定角度に対する信号レベル
の分布に基づいて、角度範囲の両端の測定角度θＬ，θ
Ｒを探す。この測定角度θＬ，θＲは、具体的には、図
１０に示すように、極大点の信号レベルＬｐよりも予め
定める基準レベルΔＬだけ小さい信号レベルＬｂに対応
する測定角度であるとする。基準レベルΔＬは、たとえ
ば１０ｄＢ〜２０ｄＢである。

【００６１】次いで、信号処理回路４４は、角度範囲の
角度幅Δθａを求める。角度幅Δθａは、たとえば式２
に示すように、測定角度θＲから測定角度θＬを減算し
た差である。さらに、信号処理回路４４は、角度範囲の
中心角度θｍを求める。中心角度θｍは、たとえば式３
に示すように、測定角度θＬ，θＲの中間の角度であ
る。角度幅Δθａと中心角度θｍとは、その算出に用い
られた極大点の信号レベルＬｐおよび周波数ｆｐに対応
づけられて、メモリに記憶される。ステップａ８の処理
は、極大点が複数ある場合、各極大点毎に行う。 Δθａ ＝ θＲ−θＬ …（２） θｍ ＝ （θＲ−θＬ）／２＋θＬ …（３）

【００６２】角度幅Δθａがビーム幅θｂ未満である場
合、角度幅Δθａは、送信アンテナ３３のアンテナ特性
に基づいて定められる基準角度幅θｃを変数として増減
する値になると考えられる。基準角度幅θｃは、図２の
主ローブ５１を表す曲線上で、最大放射方向の電界強度
Ｅｐから予め定める電界強度ΔＬだけ低い電界強度Ｅｎ
に相当する点ｐｂ３，ｐｂ４間の幅である。実験的に
は、角度幅Δθａは、基準角度幅θｃとほぼ等しくなっ
た。

【００６３】再び図７を参照する。ステップａ９では、
信号処理回路４４が判定手段として働き、増加期間およ
び減少期間のビート信号の信号レベルの分布毎に、ステ
ップａ８で求められた角度範囲が相互に重複するか否か
を判定する。角度範囲が重複するとき、ステップａ９か
らステップａ１０に進み、重複しないとき、ステップａ
９からステップａ１１に進む。ステップａ１０では、信
号処理回路４４は、重複する複数の角度範囲の極大点に
基づいて、角度範囲を再設定し、前記複数の角度範囲を
１つにする。再設定後、ステップａ１０からステップａ
１１に進む。

【００６４】ステップａ６〜ａ１０の処理によって、増
加期間および減少期間のビート信号それぞれについて、
該ビート信号の分布の極大点のデータの変数として、極
大点の周波数ｆｐおよび信号レベルＬｐならびに該極大
点を含む角度範囲の角度幅Δθａおよび中心角度θｍが
得られる。この極大点のデータは、その極大点を含む注
目部分を極大点を通り角度を表す軸に平行に切取った断
面を表す曲線形状を表すものである。表１は、増加期間
および減少期間のビート信号の極大点Ｐｕｐ１〜Ｐｕｐ
３，Ｐｄｎ１〜Ｐｄｎ３のデータの一例を表す。

【００６５】

【表１】

【００６６】ステップａ１１では、信号処理回路４４
は、同じ目標物からの反射波を表す増加および減少期間
の分布の注目部分を組合わせる。このために信号処理回
路４４は、増加期間のビート信号Ｂｕｐｎの各極大点Ｐ
ｕｐｉのデータと、減少期間のビート信号Ｂｄｎｎの各
極大点Ｐｄｎｉのデータとを比較して、基準平面上でほ
ぼ同じ位置にありかつ形状がほぼ等しい注目部分の極大
点のデータの組合わせを、同じ目標物から反射波を表す
注目部分の極大点のデータとして選ぶ。ｉは任意の自然
数である。

【００６７】たとえば、まず、任意の極大点Ｐｕｐｉ、
Ｐｕｐｉを選択し、その周波数ｆｐの差、信号レベルＬ
ｐの差、角度範囲の中心角度θｍの差、および角度幅Δ
θａの差をそれぞれ求める。次いで、周波数ｆｐの差が
予め定める第１基準値未満であるか否か、信号レベルＬ
ｐの差が予め定める第２基準値未満であるか否か、角度
範囲の中心角度θｍの差が予め定める第３基準値未満で
あるか否か、および角度幅Δθａの差が予め定める第４
基準値未満であるか否かをそれぞれ調べる。

【００６８】全ての差がその基準値未満であるとき、極
大点Ｐｕｐｉ，Ｐｄｎｉを個別に含む２つの注目部分の
形状が類似しているとみなし、それら注目部分が同じ目
標物からの反射波を表するものであると判定する。いず
れか１つの差がその基準値以上であるとき、極大点Ｐｕ
ｐｉ，Ｐｄｎｉを個別に含む２つの注目部分の形状が異
なると見なし、それら注目部分が同じ目標物からの反射
波を表していないと判定する。

【００６９】この判定を、たとえば、極大点の周波数ｆ
ｐの差が予め定める値未満である極大点Ｐｕｐｉ，Ｐｄ
ｎｉの全ての組合わせを網羅するように、極大点Ｐｕｐ
ｉ，Ｐｄｎｉの組合わせを変えて繰返し、その注目部分
が同じ目標物からの反射波を表すと判定された極大点Ｐ
ｕｐｉ，Ｐｄｎｉのデータをメモリに記憶させる。ま
た、これら両極大点Ｐｕｐｉ，Ｐｄｎｉの各変数の値を
平均値を求め、その平均値も併せて記憶させるようにし
てもよい。

【００７０】また、この判定によって、全ての前記差が
その基準値未満である組合わせが複数得られた場合、こ
れら組合わせのうちで、周波数ｆｍの差が最小である組
合わせの極大点Ｐｕｐｉ，Ｐｄｎｉを、同じ目標物から
の反射波に対応するものとして選択する。またこの選択
の基準は、信号レベルのＬｐの差、中心角度θｍの差、
または角度幅Δθａの差を用いても良く、これら４種類
の差のうちの２つ以上のものが最小であるものを選択す
るようにしてもよい。また、注目部分の形状および位置
を比較することができる変数であれば、他の変数を用い
ても良い。

【００７１】たとえば表１の例で、極大点Ｐｕｐ１，Ｐ
ｄｎ１を組合わせた場合と、極大点Ｐｕｐ２，Ｐｄｎ１
を組合わせた場合とを考えると、前者の方がデータの各
変数の差が小さい。ゆえに、前者の組合わせを選択す
る。極大点Ｐｕｐ１，Ｐｕｐ２は、その中心角度と角度
幅とから、角度範囲が重複していることが分かる。ゆえ
に、この極大点Ｐｕｐ１，Ｐｕｐ２を個別に含む２つの
注目部分は、たとえば反射波の干渉によって単一の目標
物からの反射波の信号レベルが局所的に減少したため
に、本来単一の注目部分になる筈のものが分割されたも
のであると考えられる。ゆえに、この組合わせ処理によ
って、上述の理由で複数に分割された注目部分を１つの
注目部分と考え、その極大点を以後の処理に用いること
ができる。

【００７２】また、表１の例で、極大点Ｐｕｐ３，Ｐｄ
ｎ２を組合わせた場合と、極大点Ｐｕｐ３，Ｐｄｎ３を
組合わせた場合とを考えると、両者のデータの各変数の
差がほぼ等しい。極大点Ｐｄｎ２，Ｐｄｎ３を比較する
と、その極大点の周波数および信号レベルがほぼ一致
し、角度範囲も重複していることが分かる。このため、
この２つの極大点を個別に含む２つの注目部分も、本来
単一の注目部分になる筈のものが分割されたものである
と考えられる。この場合、信号処理回路４４は、極大点
Ｐｄｎ２，Ｐｄｎ３の各変数の値に基づいて、新たに極
大点のデータを作成し、この極大点のデータと極大点Ｐ
ｕｐ３のデータとを組合わせて、以後の処理に用いる。
新たな極大点のデータの各変数の値は、たとえば極大点
Ｐｄｎ２，Ｐｄｎ３の各値の平均値であり、表１の例で
は、周波数が７５Ｈｚ、中心角度が４．１度、角度幅が
３．８度である。この組合わせ処理によっても、上述の
理由で複数に分割された注目部分を１つの注目部分と考
え、その極大点を以後の処理に用いることができる。

【００７３】再び図７を参照する。ステップａ１２で
は、信号処理回路４４は、目標物の相対距離および相対
速度を算出する手段として動作する。具体的には、信号
処理回路４４は、ステップａ１１で組合わせられた極大
点のデータのうちの周波数を式４および式５に代入し
て、レーダ装置１１と目標物との相対距離Ｒおよび相対
速度ｖを算出する。相対距離Ｒは、車両６１のレーダ装
置３１のアンテナと、目標物の送信波を反射する面とを
両端とし、基準方向６５に平行な線分の長さであるとす
る。相対速度ｖは、レーダ装置１１に目標物が近付く方
向への速度を正の値で表し、遠ざかる方向への速度を負
の値で表す。

【００７４】式４，５において、「ｆｕｐ」は、増加期
間のビート信号Ｂｕｐｎの極大点Ｐｕｐｉの周波数ｆｐ
であり、「ｆｄｎ」は、減少期間のビート信号Ｂｄｎｎ
の極大点Ｐｄｎｉの周波数ｆｐである。係数Ｋｒは、式
６で示すように、送信波の中心周波数Ｆ０と変調幅δｆ
とを変数とする予め定める関数Ｆ（）によって求められ
る。また、係数Ｋｖは、式７に示すように規定される。
ｃは光速度である。

【００７５】

【数２】

【００７６】 Ｋｒ ＝ Ｆ（Ｆ０，δｆ） …（６） Ｋｖ ＝ ２・Ｆ０／ｃ …（７） この算出処理で用いられる極大点のデータは、それを組
合わせるときに角度範囲の中心角度θｍおよび角度幅Δ
θａを参照している。これによって、極大点を含む注目
部分の形状を比較していることになるので、異なる目標
物に対応する増加および減少期間の分布の注目部分の極
大点を組合わせることを未然に防止することができる。
したがって、ステップａ１１で組合わされたデータを用
いて相対距離Ｒおよび相対速度ｖを算出する場合、その
精度を従来技術のレーダ装置によって算出された相対距
離および相対速度よりも向上させることができる。

【００７７】ステップａ１３では、信号処理回路４４
は、注目部分の位置および形状に基づいて、目標物の中
心位置を算出する手段として働く。概略的には、該回路
４４は、基準方向と成す角度が前記中心角度θｍになる
方向に目標物の中心があると見なして、目標物の中心位
置を、ステップａ１２で求められた相対距離Ｒと、ステ
ップａ１１で組合わせられた極大点のデータのうちの角
度幅Δθａおよび中心角度θｍとに基づいて算出する。
次式で「（θＲ−θＬ）／２＋θＬ」は、目標物の中心
がある方向と基準方向とのなす角度を表す。

【００７８】具体的には、ｘｙ直交座標系のｘ座標軸が
基準方向と平行であり、ｙ座標軸が基準方向に垂直でか
つ地表に平行であり、原点がレーダ装置３１と一致する
と仮定すると、目標物の中心の位置のｘ座標は相対距離
Ｒと等しい値になり、ｙ座標は以下の式によって求めら
れる。これによって、送信波のビーム幅を狭くすること
なく、目標物の中心の位置を求めることができる。ま
た、分布を表す曲線の極大点をそのまま中心の位置のｙ
座標とするときよりも、目標物の中心位置を正確に求め
ることができる。 中心位置 ＝ Ｒ×ｔａｎ｛（θＲ−θＬ）／２＋θＬ｝ ＝ Ｒ×ｔａｎ｛Δθａ／２＋θＬ｝ …（８）

【００７９】ステップａ１４では、信号処理回路４４は
判定手段として働き、相対距離Ｒが予め定める基準距離
Ｒｔｈを越えるか否かを判定する。相対距離Ｒが基準距
離Ｒｔｈを越えるとき、ステップａ１５に進み、相対距
離Ｒが基準距離Ｒｔｈ以下であるとき、ステップａ１６
に進む。ステップａ１５，ａ１６では、信号処理回路４
４は、注目部分の位置および形状に基づいて、目標物の
走査方向に平行な方向の幅を算出する手段として働く。
具体的には、ステップａ１５では、前記幅が角度幅Δθ
ａを変数として増減するものと考えて、前記幅を、相対
距離Ｒとステップａ１１で組合わせられた極大点のデー
タの角度範囲の測定角度θＲ，θＬとに基づいて、式９
によって算出する。ステップａ１６では、前記幅は角度
幅Δθａとビーム幅θｂとの差分を変数として増減する
ものと考えて、相対距離Ｒと前記測定角度θＲ，θＬと
に基づいて、式１０によって算出する。 幅 ＝ Ｒ×tanθＲ−Ｒ×tanθＬ …（９） 幅 ＝ Ｒ×tan（θＲ−θb/2）−Ｒ×tan（θＬ−θb/2） …（10）

【００８０】相対距離に応じて幅の算出手法を変更する
のは、以下の理由からである。角度幅Δθａは、目標物
がレーダ装置から遠ざかるほど小さくなる。ゆえに、或
る相対距離だけレーダ装置３１から離れた目標物が存在
する角度幅Δθａとビーム幅θｂとが等しい場合でも、
その目標物がレーダ装置３１から或る相対距離以上に遠
ざかれば、角度幅Δθａがビーム幅θｂ未満になり、目
標物がレーダ装置３１に或る相対距離未満まで近付け
ば、角度幅Δθａがビーム幅θｂを越える。このため、
角度幅Δθａと相対距離Ｒと目標物の大きさとの関係
が、相対距離Ｒに応じて変化する。上述の目標物の走査
方向の幅を式９によって求める場合、角度幅Δθａがビ
ーム幅θｂを越えるである場合には誤差が少ないが、角
度幅Δθａがビーム幅以下である場合には誤差がでるこ
とがある。この誤差を少なくするために、本実施形態の
レーダ装置３１では、相対距離Ｒと基準距離Ｒｔｈとの
大小関係に応じて、幅を算出するための式を変更する。
これによって、幅の誤差を小さくすることができる。ス
テップａ１５，ａ１６にいずれかで幅を算出すると、信
号処理回路４４の処理動作を終了して、ステップａ１７
に進む。

【００８１】ステップａ１７では、アプリケーション装
置４５が判定手段として働き、ステップａ６〜ａ１６の
処理によって求められた目標物の中心位置および幅に基
づいて、目標物が車両の走行を妨げる可能性があるか否
かを判定する。目標物が車両の走行の妨げになる場合
は、ステップａ１７からステップａ１８に進む。妨げに
ならない場合は、ステップａ１７からステップａ１９に
進み、信号処理動作を終了する。

【００８２】目標物が車両の走行を妨げるか否かの判定
は、たとえば、車両の中心を通り前方方向に平行な仮想
軸線を考え、まず、その仮想軸線と目標物の中心位置と
の位置関係を調べる。目標物の中心の位置が仮想軸線上
にあれば、その目標物は車両の走行を妨げる可能性があ
ると見なす。目標物の中心の位置が仮想軸線から離れた
位置にある場合、次いで、その目標物の幅に基づいて、
目標物の端部が仮想軸線上に至るか否かを調べる。たと
えば、目標物の中心の位置が仮想軸線に極めて近い位置
にある場合でも、目標物の幅が中心の位置と仮想軸線と
の距離未満であれば、その目標物は、車両の走行を妨げ
ない。逆に、目標物の中心の位置が仮想軸線から遠ざか
った位置にある場合でも、目標物の幅が中心の位置と仮
想軸線との距離以上である場合、目標物の端部が仮想軸
線上にくるので、その目標物は車両の走行を妨げる恐れ
があるとみなす。このように、本実施形態のレーダ装置
３１では、目標物の正確な位置と大きさとが分かってい
るので、目標物が車両の走行の妨げになるか否かを確実
に求めることができる。

【００８３】また、上述の判定は、目標物と車両との位
置関係だけでなく、車両の走行状態、および車両の走行
している道路の交通状態を加味して行っても良い。車両
の走行状態は、たとえば、車速センサ、ヨーレイトセン
サおよびステアリングセンサを含む各種のセンサによっ
て計測された情報に基づいて、求められる。道路の交通
状態は、ナビゲーション装置およびそれに備えられたセ
ンサによって計測された情報に基づいて、求められる。

【００８４】ステップａ１８では、アプリケーション装
置４５は、車両の部品を制御して、目標物を回避するた
めの回避動作を行わせる。たとえば、車両に警報機を取
付ておき、車両の走行を妨げる目標物があるときは、警
報機によって警告音を発生させる。これによって、車両
の運転者が車両の走行の妨げとなる目標物があることを
認識することができ、車両の走行方向を変更することが
できる。したがって、車両が目標物に接近する前に、目
標物を避けることができる。また、ハンドルのシャフト
に電気的に制御可能な動力源を取付け、車両の走行を妨
げる目標物があるときには、動力源によってハンドルが
回転されて、車両の進行方向を目標物を避けることがで
きる方向に変化させるようにしてもよい。これによっ
て、目標物に車両が接近する前に、目標物を避けること
ができる。

【００８５】さらにまた、車両のブレーキに電気的に制
御可能な動力源を取付け、車両の走行を妨げる目標物が
あるときには、動力源によってブレーキを作動させて、
車両の走行速度を減少させる。これによって、車両の走
行の妨げとなる目標物に車両が急接近することを未然に
防止することができる。さらにまた、車両のスロットル
弁に電気的に制御可能な動力源を取付け、車両の走行を
妨げる目標物があるときには、動力源によってスロット
ル弁の弁開度を減少させて、車両の走行速度を減少させ
る。これによっても、車両の走行の妨げとなる目標物に
車両が接近することを未然に防止することができる。ま
た、これらの回避動作では、車両が停止する程度まで車
両の走行速度を減少させてもよく、また目標物との相対
距離が縮まらない程度の速度で目標物を追尾させてもよ
い。これら４種類の回避動作は例示であり、他の回避動
作を行っても良い。また、これらの回避動作は、個別に
実行してもよく、一部の動作を組合わせて実行してもよ
く、すべての動作を同時に実行してもよい。

【００８６】物体の回避動作が終了するとステップａ１
９で信号処理動作を終了する。この一連の動作によっ
て、レーダ装置３１では、送信波のビーム幅に拘わりな
く、目標物の位置および大きさを精密に算出することが
できる。また、送信波のビーム幅が限定されないので、
ビーム幅を第２の従来技術のレーダ装置よりも広げるこ
とによって、従来のレーダ装置と同等の精度で目標物の
位置および大きさを算出することができレーダ装置を、
容易に小型化することができる。

【００８７】ステップａ９の判定は、以下の第１および
第２の理由のために行われる。第１の理由は、以下の通
りである。反射波の受信電界強度が受信アンテナ３４に
よって受信される雑音成分に近い場合、雑音成分が増加
したことに起因して信号レベルが増加したために生じた
前記極大点を含む部分を、注目部分であると誤認して、
その角度範囲を求めていることがある。このために、信
号処理回路４４は、重複する角度範囲のうちから目標物
の反射波を表す注目部分の角度範囲だけを選択する。

【００８８】第２の理由は、以下の通りである。目標物
表面の送信波を反射する面に凹凸等があり複雑である
と、この面内の複数の箇所からの反射波が干渉し、その
受信電界強度が低下することがある。このために、目標
物からの反射波の受信電界強度は、本来送信波が反射す
る面のどこに当たってもほぼ同一の値になる筈にも拘わ
らず、局部的に低下することがある。また、反射する面
の複数の箇所で反射率が異なることがあり、この場合に
も、反射波の受信電界強度が局部的に低下することがあ
る。このことは、たとえば、送信波のビーム幅が目標物
が存在する角度範囲未満であるときに良く起こる。この
とき、目標物が１つであるにも拘わらず、分布を表す曲
面に注目部分が複数できる。したがって、この場合、信
号処理回路４４は、ステップａ１１で、複数の注目部分
を１つの目標物を表すものとして統合し、統合された注
目部分に基づいて角度範囲を再設定する。

【００８９】角度範囲の再設定処理を、図１１を参照し
て説明する。図１１は、目標物が１つだけ存在する場合
の極大点の周波数ｆｐにおける測定角度に対するビート
信号の信号レベルの分布を表すグラフである。分布を表
す曲線８０の極大点のうち、信号レベルが基準レベルの
極大点８１，８２の角度範囲が重複している。極大点８
１，８２の角度範囲の角度幅を、角度幅Δθａ１、Δθ
ａ２とする。角度範囲の再設定手法は、２種類ある。

【００９０】角度範囲の再設定の第１の手法では、角度
範囲が重複する極大点８１，８２のうちから信号レベル
が最大である極大点８１を選択し、その極大点８１の角
度範囲だけを採用して、残余の極大点８２の角度範囲を
以後の処理に用いないようにする。角度幅と中心角度と
は、極大点８１の角度範囲に基づいて算出する。この手
法を用いた場合、第１の理由によって角度範囲が重複し
ていたときに、雑音成分に起因する角度範囲を以後の処
理に用いないようにすることができる。

【００９１】角度範囲の再設定の第２の手法では、ま
ず、角度範囲が重複する極大点８１，８２のうちから信
号レベルが最大である極大点８１を選択する。次いで、
重複する角度範囲全体の信号レベルの分布のうちで、選
択された極大点８１の信号レベルよりも予め定めるレベ
ルΔＬだけ信号レベルが小さい点を検出する。図１１の
例では、点８３〜８８が検出される。最後に、検出され
た点のうちで最も外側の２点の角度を、測定角度θＲ，
θＬとして取得する。図１１の例では、測定角度が最小
の点８３と測定角度が最大の点８８とが選択され、これ
ら２点８３，８８の測定角度が、測定角度θＲ，θＬと
して取得される。これらの測定角度θＲ，θＬを用い
て、式２，３によって角度幅Δθａと中心角度θｍとを
求め、その角度幅Δθａと中心角度θｍとを、選択され
た極大点８１の信号レベルおよび周波数に対応付けてメ
モリに記憶させる。

【００９２】また、測定角度θＲ，θＬを求めるとき、
複数の極大点８１，８２の包絡線を求め、この包絡線上
で受信電界強度が極大点の受信電界強度よりも電界強度
ΔＬだけ受信強度が小さい点を検出し、これら点に対応
する角度を測定角度θＲ，θＬとしてもよい。この手法
を用いた場合、第２の理由によって角度範囲が重複して
いたときに、それら角度範囲をまとめて、１つの目標物
に対応する角度範囲を得ることができる。また、重複す
る角度範囲全体をそのまま１つの角度範囲としてもよ
い。

【００９３】以下に、本発明の第２の実施形態のレーダ
装置の信号処理方法を用いたレーダ装置について説明す
る。第２の実施形態のレーダ装置の電気的構造は、第１
の実施形態のレーダ装置３１と比較して、ＦＦＴ回路４
０が削除され、増幅回路３９からの出力が直接信号処理
回路４４に与えられる点が異なり、他は等しい。また、
信号処理回路４４の信号処理動作が変更されている。同
一の構造および挙動の構成部品には同一の符号を付し、
説明は省略する。

【００９４】図１２は、第２実施形態のレーダ装置の信
号処理動作を説明するためのフローチャートである。こ
のフローチャートは図７のフローチャートと類似の動作
を行うステップを含み、そのステップの詳細な説明は省
略する。レーダ装置が起動されると、ステップａ１から
ステップａ２に進む。ステップｂ２〜ｂ５の処理動作
は、ステップｂ４の処理動作以外は、ステップａ２〜ａ
５と等しい。

【００９５】ステップｂ４では、信号処理回路４４が相
対距離および相対速度を算出する手段として動作する。
具体的には、まず、測定角度θｎが等しい増加期間およ
び減少期間のビート信号Ｂｕｐｎ，Ｂｄｎｎ毎に、その
ビート信号Ｂｕｐｎ，Ｂｄｎｎのビート周波数ｆｕｐ，
ｆｄｎを求め、このビート周波数を極大点の周波数ｆｐ
に代わって式４，５に代入して、相対距離Ｒおよび相対
速度ｖを算出する。このとき、測定角度θｎが等しいビ
ート信号Ｂｕｐｎ，Ｂｄｎｎが複数あるとき、たとえ
ば、ビート周波数の差が最小のビート信号の組合わせ、
または信号レベルの差が最小のビート信号の組合わせを
選択して、上述の算出処理を行う。この相対距離Ｒおよ
び相対速度ｖは、前記ビート信号Ｂｕｐｎ，Ｂｄｎｎの
信号レベルおよび測定角度θｎと対応づけられて記憶さ
れる。また、両ビート信号Ｂｕｐｎ，Ｂｄｎｎの信号レ
ベルが異なる場合、両ビート信号Ｂｕｐｎ，Ｂｄｎｎの
信号レベルの平均値、または両ビート信号Ｂｕｐｎ，Ｂ
ｄｎｎのうちで高い方のレベルを、対応付けておく。

【００９６】ステップｂ５では、ステップａ５と同じ判
定を行い、ステップｂ２〜ｂ４の動作の実行回数がＮ回
未満であるとき、ステップｂ５からステップｂ２に戻
り、変位装置４１によって測定角度θｎを前記角変位量
だけ増加させて、ステップｂ２〜ｂ４の処理を繰返す。
実行回数がＮ回以上であるとき、ステップｂ５からステ
ップｂ６に進む。

【００９７】ステップｂ６，ｂ７では、信号処理回路４
４が、ビート信号の信号レベルの分布の極大点を検出す
る手段として動作する。まずステップａ６で、信号処理
回路４４は、予め定める複数の相対速度それぞれについ
て、その相対速度を含み予め定める範囲の相対速度に対
応づけられたビート信号の信号レベルの測定角度および
相対距離に対する分布を求める。この分布を表すグラフ
は、図４，５のグラフの奥行き方向の軸が表す変数を、
周波数から相対距離に置換えたものである。またこのグ
ラフは、複数の相対速度それぞれについて作成される。
また、予め定める範囲は、たとえば、ＦＦＴ処理の分解
能と同程度とする。

【００９８】ステップｂ７，ｂ８では、信号処理回路４
４は、ステップｂ６で作成された分布の注目部分の抽出
およびその形状を表すデータの算出を行うための手段と
して動作する。具体的には、ステップｂ７では、信号処
理回路４４は、或る相対速度について作成された分布に
基づいて、相対距離が等しい信号レベル毎に、測定角度
に対するそれら信号レベルの分布を表す曲線の極大点の
測定角度および相対距離を求める。この処理の具体的な
手法は、ステップａ７の処理と比較して、ステップａ６
で求められた極大点の周波数だけについて行う処理を、
予め定める複数の測定角度θｎに対して行う点が異な
り、他は等しい。ステップｂ８では、信号処理回路４４
が、目標物が存在する角度範囲を求める手段として動作
し、ステップａ８と同様の処理によって、角度範囲の中
心角度θｍおよび角度幅Δθａを求める。角度幅Δθａ
と中心角度θｍとは、その算出に用いられた極大点の信
号レベルＬｐおよび相対距離に対応づけられて、メモリ
に記憶される。

【００９９】ステップｂ９では、信号処理回路４４が判
定手段として働き、前記相対速度について作成された分
布に基づいて、ステッｂ８で求められた角度範囲が相互
に重複するか否かを判定する。角度範囲が重複すると
き、ステップｂ９からステップｂ１０に進み、角度範囲
の再設定処理を行い、ステップａ１１に進む。重複しな
いとき、ステップｂ９からそのままステップｂ１１に進
む。ステップｂ９，ｂ１０の処理は、ステップａ９，ａ
１０の処理と等しい。

【０１００】ステップｂ１１では、信号処理回路４４
は、注目部分の位置および形状に基づいて目標物の中心
位置を算出する手段として働く。ステップｂ１２では、
信号処理回路４４は判定手段として働き、相対距離Ｒが
予め定める基準距離Ｒｔｈを越えるか否かを判定する。
相対距離Ｒが基準距離Ｒｔｈを越えるとき、ステップｂ
１３に進み、相対距離Ｒが基準距離Ｒｔｈ以下であると
き、ステップｂ１４に進む。ステップｂ１３，ｂ１４で
は、信号処理回路４４は、注目部分の位置および形状に
基づいて目標物の走査方向に平行な方向の幅を算出する
手段として働く。ステップｂ１１〜ｂ１４の処理動作
は、ステップａ１３〜ａ１６の処理動作と比較して、ス
テップａ１１の組合わせ処理によって得られた角度範囲
に代わって、ステップｂ８で得られた角度範囲を用いる
点が異なり、他は等しい。ステップｂ１３，ｂ１４のい
ずれかで幅を算出すると、信号処理回路４４の処理動作
を終了して、ステップｂ１５に進む。

【０１０１】ステップｂ１５では、信号処理回路４４は
判定手段として動作し、ステップｂ６で作成した全ての
相対速度についての分布に対して、ステップｂ７〜ｂ１
４の処理が行われたか否かを判定する。処理が行われて
いないものがあるときには、ステップｂ１５からステッ
プｂ７に戻り、処理が行われていないものに対して、上
述の処理を行う。全てのものに対して処理が行われたと
判定されたときは、ステップｂ１５からステップｂ１６
に進む。

【０１０２】ステップｂ１６では、ステップａ１７と同
様に、アプリケーション装置４５が判定手段として働
き、ステップｂ７〜ｂ１４の処理によって求められた目
標物の位置および幅に基づいて、目標物が車両の走行を
妨げる可能性がある位置にいるか否かを判定する。目標
物が車両の走行の妨げになる場合は、ステップｂ１６か
らステップｂ１７に進み、目標物の回避処理を行った
後、ステップｂ１８で信号処理動作を終了する。また、
妨げにならない場合は、ステップｂ１６から直接ステッ
プｂ１８に進み、信号処理動作を終了する。ステップｂ
１６，ｂ１７の詳細な動作は、ステップａ１７，ａ１８
と等しい。

【０１０３】この一連の動作によって、第２実施形態の
レーダ装置では、送信波のビーム幅に拘わりなく、目標
物の位置および大きさを精密に算出することができる。
また、送信波のビーム幅が限定されないので、ビーム幅
を第２の従来技術のレーダ装置よりも広げることによっ
て、従来のレーダ装置と同等の精度で目標物の位置およ
び大きさを算出することができるレーダ装置を、容易に
小型化することができる。

【０１０４】図７，１２のフローチャートは例示であ
り、第１および第２実施形態のレーダ装置の信号処理動
作は、図７，１２のフローチャートで説明した動作の一
部分だけを実行するようにしてもよい。たとえば、ステ
ップａ９，１０；ｂ９，ｂ１０を省略してもよい。ま
た、ステップａ１４，ｂ１２を削除して、ステップａ１
３、ｂ１１終了後は、ステップａ１５，１６；ｂ１３，
ｂ１４のいずれか一方の動作を実行するようにしてもよ
い。また、ステップａ４，ｂ４の処理は、ステップａ
５，ｂ５の後でまとめて実行するようにしてもよい。

【０１０５】さらにまた、アプリケーション装置４５の
処理は、上述の回避動作に限らず、他の動作であっても
よい。また、レーダ装置３１は、アプリケーション装置
の動作に応答して、目標物の位置または大きさだけを算
出するようにしてもよい。また、上述のレーダ装置で
は、ステップａ６〜ａ１８；ｂ６〜ｂ１７の処理を、信
号処理回路４４およびアプリケーション装置４５の演算
処理によって行っているが、各ステップの処理動作だけ
を行う手段を個別に準備して、それらによって個別に行
ってもよい。

【０１０６】第１および第２実施形態のレーダ装置は本
発明のレーダ装置の信号処理方法のの例示であり、主要
な動作が等しければ、他の様々な形で実施することがで
きる。特に各回路および装置の詳細な動作は、その目的
が達成されれば、これに限らず他の動作によって実現さ
れてもよい。また、このレーダ装置の信号処理方法は、
ＦＭ−ＣＷ方式のレーダ装置以外のレーダ装置に用いら
れても良い。さらにまた、レーダ装置の信号処理方法
は、コンピュータの記憶媒体に上述の信号処理方法を実
行するためのソフトウエアに記憶させ、このソフトウエ
アをレーダ装置の制御を行うコンピュータにインストー
ルすることによって実現してもよい。この記憶媒体に
は、ＣＤ−ＲＯＭおよびフロッピーディスクが挙げられ
る。

【０１０７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、レーダ装
置の信号処理方法では、上述のように、まず周波数と角
度とに対するビート信号の信号レベルの分布を作成し、
この分布に基づいて、目標物の位置および大きさならび
に目標物とレーダ装置との相対距離および相対速度を算
出する。これによって、送信波のビーム幅に拘わりな
く、目標物の位置および大きさを精密に算出することが
できる。また、レーダ装置を容易に小型化することがで
きる。さらに、相対距離および相対速度の計算精度を向
上させることができる。

【０１０８】また本発明によれば、レーダ装置の信号処
理方法では、曲線形状が類似する極大点を求めるため
に、その極大点の信号レベルおよび角度と該極大点を含
む角度範囲とを比較する。これによって、演算処理を容
易にすることができる。

【０１０９】さらにまた本発明によれば、レーダ装置の
信号処理方法では、或る周波数の分布の極大点が複数あ
るとき、その信号レベルが最大の極大点に基づいて、目
標物の大きさおよび位置を求める。また本発明によれ
ば、レーダ装置の信号処理方法では、或る周波数の分布
の極大点が複数あり、かつ各極大点の角度範囲が相互に
重複するとき、重複した角度範囲の曲線全体の曲線形状
に基づいて、目標物の大きさおよび位置を求める。これ
らのことによって、目標物の大きさおよび位置を確実に
求めることができる。

【０１１０】さらにまた本発明によれば、レーダ装置の
信号処理方法では、増加期間および減少期間の分布に極
大点が複数あるとき、両期間の極大点のデータの変数の
差を求め、それら変数の差がそれぞれ基準値未満である
極大点の組合わせを、曲線形状が類似する極大点の組合
わせとする。これによって、相対距離および相対速度な
らびに目標物の大きさおよび位置を確実に求めることが
できる。

【０１１１】また本発明によれば、増加期間および減少
期間の極大点を組合わせて変数の差を求めた場合に、各
変数の差が基準値未満である極大点の組合わせが複数あ
るとき、変数のうちのいずれか１つの差が最小である組
合わせを、曲線形状が類似する極大点の組合わせとす
る。これによって、上述のときでも、相対距離および相
対速度ならびに目標物の大きさおよび位置を確実に求め
ることができる。

【０１１２】さらにまた本発明によれば、信号処理方法
では、まず相対距離と相対速度とを求め、次いで相対距
離と相対速度と角度とに対するビート信号の信号レベル
の分布を求め、この分布に基づいて目標物の位置および
大きさを求める。これによって、送信波のビーム幅に拘
わりなく、目標物の位置および大きさを精密に算出する
ことができる。また、レーダ装置を容易に小型化するこ
とができる。さらに、相対距離および相対速度の計算精
度を向上させることができる。

【０１１３】また本発明によれば、ビート信号の信号レ
ベルの分布は、或る範囲の相対速度に対応する信号レベ
ルを集めて作成される。これによって、相対速度に微小
な誤差があるときも、目標物の位置および大きさを確実
に算出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態であるレーダ装置の信号
処理方法を用いたレーダ装置３１の電気的構成を表すブ
ロック図である。

【図２】送信および受信アンテナ３３，３４のアンテナ
特性を表すグラフである。

【図３】送信波および反射波の周波数の経時変化を表す
波形図、およびビート信号Ｂｕｐｎ，Ｂｄｎｎを表す波
形図である。

【図４】測定角度および周波数に対するビート信号Ｂｕ
ｐｎの信号レベルの分布を表すグラフである。

【図５】測定角度および周波数に対するビート信号Ｂｕ
ｐｎの信号レベルの分布を表すグラフである。

【図６】送信波の放射方向の角変位と送信波の周波数の
偏移との関係を説明するための送信波の周波数の経時変
化を表す波形図である。

【図７】レーダ装置３１の信号処理動作を説明するため
のフローチャートである。

【図８】測定角度および周波数に対するビート信号Ｂｕ
ｐｎの信号レベルの分布を表すグラフを簡略化して表す
模式図である。

【図９】或る測定角度における、周波数に対するビート
信号Ｂｕｐｎの信号レベルの分布を表すグラフである。

【図１０】或る周波数における、測定角度に対するビー
ト信号Ｂｕｐｎの信号レベルの分布を表すグラフであ
る。

【図１１】極大点が複数ある場合、或る周波数におけ
る、測定角度に対するビート信号Ｂｕｐｎの信号レベル
の分布を表すグラフである。

【図１２】第２実施形態のレーダ装置の信号処理動作を
説明するためのフローチャートである。

【図１３】第１の従来技術のレーダ装置を搭載した車両
３と目標物７との位置関係を表すグラフである。

【図１４】第１の従来技術のレーダ装置によって受信さ
れた反射波の受信電界強度の分布を表すグラフである。

【図１５】第２の従来技術のレーダ装置を搭載した車両
３と目標物７との位置関係を表すグラフである。

【図１６】第２の従来技術のレーダ装置によって受信さ
れた反射波の受信電界強度の分布を表すグラフである。

【符号の説明】

３１ レーダ装置 ３３ 送信アンテナ ３４ 受信アンテナ ４０ ＦＦＴ回路 ４１ 変位装置 ４４ 信号処理回路 ４５ アプリケーション装置 ４６ センサ装置

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 時間経過に伴って周波数が増加および減
   少する電磁波である送信波を、放射方向を角変位させつ
   つ送信し、送信波が目標物によって反射された反射波を
   受信し、送信波と反射波とを混合した混合信号に基づい
   て目標物の位置に関する情報を求めるレーダ装置の信号
   処理方法において、 送信波の周波数が増加する増加期間および送信波の周波
   数が減少する減少期間毎に、周波数および予め定める基
   準方向と送信波の放射方向との成す角度に対する混合信
   号の信号レベルの分布を求め、 増加期間および減少期間の分布を表す曲線を比較して、
   極大点を含む予め定める範囲の曲線形状が類似する極大
   点を求め、 求められた増加期間および減少期間の極大点の周波数に
   基づいて、目標物とレーダ装置との相対距離および相対
   速度を求め、該極大点を含む前記範囲の分布に基づい
   て、目標物の位置および大きさを求めることを特徴とす
   るレーダ装置の信号処理方法。
2. 【請求項２】 増加期間および減少期間の周波数が等し
   い信号レベルの分布毎に、分布の極大点の角度を含み、
   極大点の信号レベルよりも予め定める基準レベルだけ信
   号レベルが小さい第１および第２角度であって極大点の
   角度から第１および第２角度に近付くに伴って信号レベ
   ルが減少する第１および第２角度を両端とする角度範囲
   を求め、 増加期間および減少期間の分布の極大点の周波数と信号
   レベルと角度範囲とを比較して、信号レベルと角度範囲
   と周波数とが等しい極大点の組合わせを、曲線形状が類
   似する極大点とすることを特徴とする請求項１記載のレ
   ーダ装置の信号処理方法。
3. 【請求項３】 増加期間および減少期間の周波数が等し
   い信号レベルの分布に極大点が複数ある場合、各極大点
   毎に角度範囲を求め、 複数の極大点のうちで信号レベルが最大である極大点の
   角度範囲に基づいて、目標物の位置および大きさを求め
   ることを特徴とする請求項２記載のレーダ装置の信号処
   理方法。
4. 【請求項４】 増加期間および減少期間の周波数が等し
   い信号レベルの分布に極大点が複数ある場合、各極大点
   毎に角度範囲を求め、 各極大点の角度範囲のうちで相互に重複する角度範囲に
   基づいて、単一の目標物の位置および大きさを求めるこ
   とを特徴とする請求項２記載のレーダ装置の信号処理方
   法。
5. 【請求項５】 増加期間および減少期間の分布の各極大
   点毎に、周波数の差と角度範囲の中心角度の差と角度範
   囲の大きさの差と信号レベルの差とを求め、 周波数の差が予め定める第１基準値未満であり、角度範
   囲の中心角度の差が予め定める第２基準値未満であり、
   角度範囲の大きさの差が予め定める第３基準値未満であ
   り、かつ信号レベルの差が予め定める第４基準値未満で
   ある増加期間および減少期間の分布の極大点を、曲線形
   状が類似する極大点とすることを特徴とする請求項２記
   載のレーダ装置の信号処理方法。
6. 【請求項６】 前記各差が各基準値未満である極大点の
   組合わせが複数ある場合、周波数の差が最小の組合わせ
   の極大点を、曲線形状が類似する極大点とすることを特
   徴とする請求項５記載のレーダ装置の信号処理方法。
7. 【請求項７】 前記各差が各基準値未満である極大点の
   組合わせが複数ある場合、信号レベルの差が最小の組合
   わせの極大点を、曲線形状が類似する極大点とすること
   を特徴とする請求項５記載のレーダ装置の信号処理方
   法。
8. 【請求項８】 前記各差が各基準値未満である極大点の
   組合わせが複数ある場合、角度範囲の中心角度の差が最
   小の組合わせの極大点を、曲線形状が類似する極大点と
   することを特徴とする請求項５記載のレーダ装置の信号
   処理方法。
9. 【請求項９】 前記各差が各基準値未満である極大点の
   組合わせが複数ある場合、角度範囲の大きさの差が最小
   の組合わせの極大点を、曲線形状が類似する極大点とす
   ることを特徴とする請求項５記載のレーダ装置の信号処
   理方法。
10. 【請求項１０】 時間経過に伴って周波数が増加および
    減少する電磁波である送信波を放射方向を角変位させつ
    つ送信し、送信波が目標物によって反射された反射波を
    受信し、送信波と反射波とを混合した混合信号に基づい
    て目標物の位置に関する情報を求めるレーダ装置の信号
    処理方法において、送信波の周波数が増加する増加期間
    および送信波の周波数が減少する減少期間の混合信号の
    周波数に基づいて、相対距離および相対速度を求め、 相対速度、相対距離、および予め定める基準方向と送信
    波の放射方向との成す角度に対する混合信号の信号レベ
    ルの分布を求め、 相対速度と相対距離とが等しい混合信号の信号レベルの
    角度に対する分布を表す曲線の極大点を求め、求められ
    た極大点を含む前記範囲の曲線形状に基づいて、目標物
    の位置および大きさを求めることを特徴とするレーダ装
    置の信号処理方法。
11. 【請求項１１】 前記混合信号の受信電界強度の分布
    は、相対速度が予め定める範囲内に含まれる目標物から
    の反射波と送信波とを混合した混合信号を集めて作成さ
    れることを特徴とする請求項１０記載のレーダ装置の信
    号処理方法。