レーダ装置、レーダ装置制御方法、レーダ装置制御プログラムおよびレーダ制御装置
【課題】近距離に位置する対象物までの距離や近距離に位置する対象物の移動速度を計測することができるレーダ装置、レーダ装置制御方法、レーダ装置制御プログラムおよびレーダ制御装置を提供すること。
【解決手段】ビート信号の包絡線を検波することにより、ビート信号を補正するための補正データを生成し、生成した補正データに基づいてビート信号を補正し、補正されたビート信号に基づいて距離計測処理および速度計測処理を行う。
【解決手段】ビート信号の包絡線を検波することにより、ビート信号を補正するための補正データを生成し、生成した補正データに基づいてビート信号を補正し、補正されたビート信号に基づいて距離計測処理および速度計測処理を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーダ装置、レーダ装置制御方法、レーダ装置制御プログラムおよびレーダ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、様々な分野において、所定の場所に位置する対象物までの距離や、対象物の移動速度を計測するレーダ装置が用いられている。かかるレーダ装置は、対象物に対して電波（送信波）を送信し、かかる送信波と、送信波に対する反射波（以下、レーダ装置が受信する反射波を「受信波」という）との時間差に基づいてビート信号を生成する。そして、レーダ装置は、生成したビート信号に基づいて、対象物までの距離や対象物の移動速度を計測する（図１２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１７４５４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来のレーダ装置には、近距離に位置する対象物までの距離や、近距離に位置する対象物の移動速度を計測することができないという問題があった。かかる問題について、図１３−１および図１３−２を用いて具体的に説明する。レーダ装置が対象物までの距離等を計測する場合、ビート信号は、図１３−１に示すように振幅が一定であり、かつ、周波数が対象物までの距離に比例することが望ましい。しかし、実際には、図１３−２に示すように、ビート信号の振幅は、一定にならない。
【０００５】
このようなビート信号の振幅が一定にならない原因はいくつか考えられる。例えば、レーダ装置内部のＶＣＯ（voltage controlled oscillator：電圧制御発振器）が原因の１つとして考えられる。具体的には、ＶＣＯは、所定の制御信号発生器から出力される制御信号（本明細書では、「変調信号」または「モジュレーション信号」と呼ぶこともある）に基づいて周波数変調した送信波を生成する。しかし、ＶＣＯは、制御信号に対して周波数特性を有しており、周波数変調をしているにも関わらず、制御信号に同期して振幅についても変動させてしまう場合がある。上述したように、ビート信号は、ＶＣＯから出力される信号である送信波と、受信波とに基づいて生成されるため、ＶＣＯから出力される信号の振幅が一定でないと、ビート信号の振幅も一定にならない。
【０００６】
また、例えば、レーダ装置内部のビート信号を生成するＭｉｘ（Mixer：ミキサ）が原因の１つとして考えられる。具体的には、Ｍｉｘは、ＶＣＯから出力される信号である送信波と、受信波とを混合することにより、ビート信号を生成する。しかし、Ｍｉｘは、上記ＶＣＯと同様に、制御信号に対して周波数特性を有しており、ＶＣＯから出力される信号の振幅が一定であっても、制御信号に同期して振幅を変動させたビート信号を生成してしまう場合がある。なお、上述した２つの原因は、同時に発生することもある。
【０００７】
このようなことから、ビート信号の振幅は一定にならず、図１３−２に示した波形のようになる。本明細書では、このようなビート信号の振幅変動を「ＦＭ−ＡＭ雑音」と呼ぶこととする。ここで、図１４に、ＦＭ−ＡＭ雑音が含まれるビート信号を周波数軸で書き表したものを示す。図１４に示すように、ＦＭ−ＡＭ雑音は、ＶＣＯの制御信号の繰返し周波数およびその高調波周波数に現れる。したがって、ビート信号に含まれるＦＭ−ＡＭ雑音は、近距離に位置する対象物までの距離等を計測する際に用いられる低い周波数帯に出現する。従来のレーダ装置では、このようなＦＭ−ＡＭ雑音を除去するために、ＢＰＦ（Band Pass Filter：バンドパスフィルタ）等を用いて低い周波数帯を一様に除去していた。このため、従来のレーダ装置では、近距離に位置する対象物までの距離等を計測することができなかった。
【０００８】
なお、近年では、ビート信号の非直線性を補正する技術が提案されているが（特許文献１参照）、かかる技術を用いたとしても、ビート信号の振幅を一定にすることはできないので、上述した問題を解決することはできなかった。
【０００９】
開示の技術は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたものであり、近距離に位置する対象物までの距離や近距離に位置する対象物の移動速度を計測することができるレーダ装置、レーダ装置制御方法、レーダ装置制御プログラムおよびレーダ制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本願に開示するレーダ装置は、対象物に送信された送信波と前記送信波に対する反射波とに基づいて生成されるビート信号の振幅を補正するための補正データを記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶されている補正データに基づいて、前記ビート信号の振幅を補正する補正部と、前記補正部によって補正されたビート信号に基づいて、前記対象物までの距離または前記対象物の移動速度を算出する算出部とを備えたことを要件とする。
【００１１】
なお、本願に開示するレーダ装置の構成要素、表現または構成要素の任意の組合せを、方法、装置、システム、コンピュータプログラム、記録媒体、データ構造などに適用したものも、他の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１２】
本願に開示したレーダ装置によれば、近距離に位置する対象物までの距離や近距離に位置する対象物の移動速度を計測することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本願に開示するレーダ装置、レーダ装置制御方法、レーダ装置制御プログラムおよびレーダ制御装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例により本願に開示するレーダ装置、レーダ装置制御方法、レーダ装置制御プログラムおよびレーダ制御装置が限定されるものではない。
【実施例１】
【００１４】
まず、実施例１に係るレーダ装置の概要について説明する。図１は、実施例１に係るレーダ装置による距離測定処理等の概要を説明するための図である。図１に示した２つのビート信号のうち、上段に示したビート信号Ｂ１は、レーダ装置によって生成されるビート信号を示している。具体的には、レーダ装置は、対象物に対して送信する送信波と、かかる送信波に対する反射波（受信波）とに基づいてビート信号Ｂ１を生成する。図１に示すように、ビート信号Ｂ１は、ＦＭ−ＡＭ雑音が含まれているため、振幅が一定になっていない。
【００１５】
実施例１に係るレーダ装置は、このようなビート信号Ｂ１の振幅を補正して、図１下段に示したビート信号Ｂ２を生成する。具体的には、レーダ装置は、ビート信号Ｂ１の包絡線Ｅを検波し、かかる包絡線Ｅに基づいてビート信号Ｂ１の振幅を補正するための補正データを生成する。続いて、レーダ装置は、生成した補正データを所定の記憶部に記憶させておく。なお、かかる補正データ生成処理は、基本的にレーダ装置の製造時に行われる。
【００１６】
そして、レーダ装置は、対象物までの距離や対象物の移動速度等を計測する場合に、所定の記憶部に記憶しておいた補正データに基づいて、ビート信号Ｂ１をビート信号Ｂ２に補正する。続いて、レーダ装置は、振幅が一定であるビート信号Ｂ２を用いて、対象物までの距離を測定する処理（距離測定処理）や、対象物の移動速度を計測する処理（速度計測処理）を行う。すなわち、レーダ装置は、ＦＭ−ＡＭ雑音が含まれていないビート信号Ｂ２を用いて距離測定処理や速度計測処理を行うので、近距離に位置する対象物までの距離等を計測することができる。
【００１７】
次に、実施例１に係るレーダ装置の構成について説明する。以下では、補正データ生成処理を行うレーダ装置１００の構成と、補正データを用いて距離計測処理や速度計測処理を行うレーダ装置２００の構成とを分けて説明する。図２−１は、補正データ生成処理を行うレーダ装置１００の構成を示す図である。図２−２は、距離計測処理や速度計測処理を行うレーダ装置２００の構成を示す図である。
【００１８】
図２−１に示したレーダ装置１００は、製造時におけるレーダ装置の状態を示している。かかるレーダ装置１００は、図２−２に示したレーダ装置２００と比較して、対象物に対して所定の電波を送信するＴ−ａｎｔ（送信アンテナ）２２と、対象物から反射波を受信するＲ−ａｎｔ（受信アンテナ）２３との代わりに、導波管１０を有する。具体的には、製造時におけるレーダ装置１００は、Ｔ−ａｎｔ２２およびＲ−ａｎｔ２３が装着されず、導波管１０によってＡＭＰ１３とＡＭＰ１５とが接続される。これにより、レーダ装置１００は、対象物に対して実際に送信波を送信することなく補正データ生成処理を行うことができる。
【００１９】
また、図２−１に示すように、レーダ装置１００は、三角波発生器１１と、ＶＣＯ１２と、ＡＭＰ（Amplifier：増幅器）１３と、矩形波ＯＳＣ（矩形波Oscillator：矩形波発振器）１４と、ＡＭＰ１５と、Ｍｉｘ１６と、ＢＰＦ１７と、Ｍｉｘ１８と、ＬＰＦ（Low Pass Filter：ローパスフィルタ）１９と、包絡線検波部２０と、ＭＰＸ（Multiplexer：マルチプレクサ）２１と、制御部１１０と、記憶部１２０とを有する。
【００２０】
三角波発生器１１は、後述する送信指示部１１１の指示に基づいて、ＶＣＯ１２へ変調信号（モジュレーション信号）である三角波を出力する。ＶＣＯ１２は、三角波発生器１１から入力された三角波に基づいて、周波数変調した信号をＡＭＰ１３およびＭｉｘ１６へ出力する。なお、以下では、ＶＣＯ１２から出力される周波数変調された信号を「ＦＭ信号」と呼ぶこととする。ＡＭＰ１３は、ＶＣＯ１２から入力されたＦＭ信号を増幅し、増幅したＦＭ信号を導波管１０を介してＡＭＰ１５へ出力する。かかるＡＭＰ１３から出力される信号が「送信波」に該当する。
【００２１】
矩形波ＯＳＣ１４は、ＡＭＰ１５およびＭｉｘ１８へ矩形波を出力する。ＡＭＰ１５は、矩形波ＯＳＣ１４から入力された矩形波に基づいて、ＡＭＰ１３から入力された送信波を増幅およびＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）変調して、増幅およびＡＳＫ変調後の信号をＭｉｘ１６へ出力する。
【００２２】
Ｍｉｘ１６は、ＡＭＰ１５から入力された信号とＶＣＯ１２から入力されたＦＭ信号とを混合した信号を生成し、生成した信号をＢＰＦ１７へ出力する。Ｍｉｘ１６によって生成された信号には、ＡＳＫ変調された中間周波数（ＩＦ：Intermediate Frequency）帯のビート信号や、低周波数（ＢＢ：Baseband Frequency）帯の直流ノイズ、高周波帯の搬送波の漏れ信号、搬送波の２倍の周波数帯の変調されたビート信号などが含まれる。
【００２３】
ＢＰＦ１７は、Ｍｉｘ１６から入力された信号のうち、低周波数帯の直流ノイズと、漏れ信号と、搬送波の２倍の周波数帯のビート信号とを除去して、ＡＳＫ変調された中間周波数帯のビート信号を通過させる。すなわち、ＢＰＦ１７は、Ｍｉｘ１６から入力された信号のうち、中間周波数帯のビート信号をＭｉｘ１８へ出力する。
【００２４】
Ｍｉｘ１８は、ＢＰＦ１７から入力された中間周波数帯のビート信号と、矩形波ＯＳＣ１４から入力された矩形波とを混合して、ビート信号を中間周波数帯から低周波帯にダウンコンバートし、ダウンコンバート後の信号をＬＰＦ１９へ出力する。Ｍｉｘ１８によってダウンコンバートされた信号には、低周波帯のビート信号や、矩形波ＯＳＣ１４における矩形波クロックと同一の周波数帯の漏れ信号、かかる矩形波クロックの２倍の周波数帯の信号などが含まれる。ＬＰＦ１９は、Ｍｉｘ１８から入力された信号のうち、低周波帯のビート信号を通過させて、かかる低周波帯のビート信号を包絡線検波部２０およびＭＰＸ２１へ出力する。
【００２５】
包絡線検波部２０は、ＬＰＦ１９から入力されたビート信号の包絡線を検波する。図１に示した例を用いて説明すると、包絡線検波部２０は、ＦＭ−ＡＭ雑音が含まれているビート信号Ｂ１を入力された場合に、ビート信号Ｂ１の包絡線Ｅを検波する。そして、包絡線検波部２０は、検波した包絡線を示す信号（以下、「包絡線信号」という）をＭＰＸ２１へ出力する。
【００２６】
ＭＰＸ２１は、ＬＰＦ１９から入力されたビート信号と、包絡線検波部２０から入力された包絡線信号とを制御部１１０へ出力する。なお、ＭＰＸ２１は、入力された複数の信号から１つの信号を選択して出力するスイッチであってもよい。また、一般に、１チップコンピュータ（制御コンピュータ）にはＭＰＸ２１が付属しているため、図２−１に示した構成は容易に実現することが可能である。
【００２７】
制御部１１０は、レーダ装置１００による補正データ生成処理や、距離計測処理、速度計測処理等を行う。かかる制御部１１０は、送信指示部１１１と、Ａ／Ｄ（analog to digital）変換部１１２と、補正データ生成部１１３と、補正部１１４と、算出部１１５とを有する。
【００２８】
送信指示部１１１は、対象物に対して所定の電波を送信するように、三角波発生器１１に対して指示する。具体的には、送信指示部１１１は、所定のタイミングになった場合（例えば、対象物までの距離等を測定するように指示を受け付けた場合など）に、三角波発生器１１に対して、所定の振幅や所定の繰り返し周波数の三角波を出力する旨の指示を行う。上述した三角波発生器１１は、送信指示部１１１からの指示を受け付けて三角波出力処理を行う。
【００２９】
Ａ／Ｄ変換部１１２は、アナログ信号をデジタル信号へ変換（ＡＤコンバート）する。具体的には、Ａ／Ｄ変換部１１２は、モジュレーション信号に同期して、ＭＰＸ２１から入力された包絡線信号をＡＤコンバートする。そして、Ａ／Ｄ変換部１１２は、ＡＤコンバート後の包絡線信号を補正データ生成部１１３へ出力する。
【００３０】
補正データ生成部１１３は、Ａ／Ｄ変換部１１２から入力された包絡線信号に基づいて、補正データを生成する。図３を用いて、補正データ生成部１１３による補正データ生成処理について具体的に説明する。図３は、補正データ生成部１１３による補正データ生成処理を説明するための図である。
【００３１】
図３に示すように、補正データ生成部１１３は、Ａ／Ｄ変換部１１２によってＡＤコンバートされた包絡線信号Ｅｄを取得する。続いて、補正データ生成部１１３は、補正データを生成するための基準値Ｓｄを決定する。図３に示した例では、補正データ生成部１１３は、包絡線信号Ｅｄの平均値を基準値Ｓｄに決定している。なお、補正データ生成部１１３は、基準値Ｓｄを桁あふれ等が発生しない使用可能な範囲で、どのような値に決定してもよい。例えば、補正データ生成部１１３は、包絡線信号Ｅｄの最大値を基準値Ｓｄに決定してもよいし、包絡線信号Ｅｄの最小値を基準値Ｓｄに決定してもよい。
【００３２】
続いて、補正データ生成部１１３は、包絡線信号Ｅｄの値を所定の間隔で測定（サンプリング）する。続いて、補正データ生成部１１３は、包絡線信号Ｅｄを測定した位置（以下、「サンプリング位置」という）ごとに、基準値Ｓｄに対する包絡線信号Ｅｄの値の割合を算出する。そして、補正データ生成部１１３は、算出した割合の逆数を求めて、各サンプリング位置におけるゲインを算出する。このようにして算出されたゲインは、各サンプリング位置における補正データに該当する。なお、図３において、波形Ｒｄは、補正データ生成部１１３によって算出される補正データを示している。
【００３３】
図３に示した例では、補正データ生成部１１３は、Ａ／Ｄ変換部１１２によって包絡線信号がＡＤコンバートされる１つの区間を、サンプリング数「Ｎ」によってサンプリングしている。なお、ここでは、Ａ／Ｄ変換部１１２によって包絡線信号がＡＤコンバートされる１つの区間は、１周期であるものとする。かかる場合に、補正データ生成部１１３は、サンプリング位置「１」において、基準値Ｓｄに対する包絡線信号Ｅｄの値の割合として、「０．８」を算出する。続いて、補正データ生成部１１３は、割合「０．８」の逆数である「１．２５」を算出する。算出した「１．２５」がサンプリング位置「１」における補正データに該当する。
【００３４】
また、例えば、補正データ生成部１１３は、サンプリング位置「ｍ」において、基準値Ｓｄに対する包絡線信号Ｅｄの値の割合として、「１．６」を算出する。続いて、補正データ生成部１１３は、割合「１．６」の逆数である「０．６２５」を算出する。算出した「０．６２５」がサンプリング位置「ｍ」における補正データに該当する。
【００３５】
補正データ生成部１１３は、このようにして生成した補正データを、記憶部１２０に記憶させる。このとき、補正データ生成部１１３は、サンプリング位置に対応付けて、生成した補正データを記憶部１２０に記憶させる。
【００３６】
補正部１１４および算出部１１５における処理については、距離計測処理や速度計測処理に関係するため、図２−２に示したレーダ装置２００の構成を説明する際に詳細に説明する。
【００３７】
なお、上述したレーダ装置１００において、包絡線検波部２０による包絡線検波処理は、制御部１１０の所定の処理部が行ってもよい。具体的には、制御部１１０が、制御コンピュータによってデジタルフィルタ機能を実現するデジタルフィルタ部を有し、デジタルフィルタ部が、ビート信号を濾波して包絡線検波処理を行う。かかる場合、レーダ装置１００は、包絡線検波部２０を備えることなく、包絡線検波処理を行うことが可能になる。
【００３８】
次に、図２−２を用いて、距離計測処理や速度計測処理を行うレーダ装置２００の構成について説明する。なお、以下では、図２−１に示した構成部位と同様の機能を有する部位には同一符号を付すこととして、その詳細な説明を省略する。上述したように、レーダ装置２００は、出荷時におけるレーダ装置の状態を示しており、レーダ装置１００の導波管１０が外されて、Ｔ−ａｎｔ２２およびＲ−ａｎｔ２３が装着される。
【００３９】
図２−２に示したレーダ装置２００において、ＡＭＰ２４は、ＶＣＯ１２から入力されたＦＭ信号を増幅し、増幅したＦＭ信号をＴ−ａｎｔ２２へ出力する。Ｔ−ａｎｔ２２は、ＡＭＰ２４から入力された信号（送信波）を、対象物に対して送信する。Ｒ−ａｎｔ２３は、Ｔ−ａｎｔ２２によって送信された送信波に対する反射波を対象物から受信し、かかる受信波をＡＭＰ２５へ出力する。ＡＭＰ２５は、矩形波ＯＳＣ１４から入力された矩形波に基づいて、Ｒ−ａｎｔ２３から入力された受信波を増幅およびＡＳＫ変調をして、増幅およびＡＳＫ変調後の信号をＭｉｘ１６へ出力する。
【００４０】
続いて、距離計測処理や速度計測処理を行うレーダ装置２００が有する制御部１１０について説明する。Ａ／Ｄ変換部１１２は、モジュレーション信号に同期して、ＭＰＸ２１から入力されたビート信号をＡＤコンバートする。そして、Ａ／Ｄ変換部１１２は、ＡＤコンバート後のビート信号を補正部１１４へ出力する。
【００４１】
補正部１１４は、Ａ／Ｄ変換部１１２からＡＤコンバート後のビート信号を入力された場合に、記憶部１２０に記憶されている補正データに基づいて、かかるビート信号に含まれるＦＭ−ＡＭ雑音を除去する。
【００４２】
具体的には、補正部１１４は、モジュレーション信号に同期することにより、Ａ／Ｄ変換部１１２から入力されたビート信号のうち、補正データ生成部１１３によって補正データが生成されたサンプリング位置に対応する位置を特定する。続いて、補正部１１４は、記憶部１２０から、特定したサンプリング位置に対応する補正データを取得する。そして、補正部１１４は、特定したサンプリング位置に対応するビート信号の振幅に、取得した補正データを乗算する。
【００４３】
図１および図３に示した例を用いて説明する。例えば、Ａ／Ｄ変換部１１２から入力されたビート信号に対して、サンプリング位置「１」に対応するビート信号の振幅を補正する場合、補正部１１４は、記憶部１２０からサンプリング位置「１」に対応付けて記憶されている補正データ「１．２５」を取得する。続いて、補正部１１４は、サンプリング位置「１」に対応するビート信号の振幅（図１上段における「１」に対応する振幅）に、補正データ「１．２５」を乗算する。これにより、補正部１１４は、図１下段に示すように、サンプリング位置「１」に対応するビート信号の振幅を補正することができる。
【００４４】
また、例えば、Ａ／Ｄ変換部１１２から入力されたビート信号に対して、サンプリング位置「ｍ」に対応するビート信号の振幅を補正する場合、補正部１１４は、記憶部１２０からサンプリング位置「ｍ」に対応付けて記憶されている補正データ「０．６２５」を取得する。続いて、補正部１１４は、サンプリング位置「ｍ」に対応するビート信号の振幅（図１上段における「ｍ」に対応する振幅）に、補正データ「０．６２５」を乗算する。これにより、補正部１１４は、図１下段に示すように、サンプリング位置「ｍ」に対応するビート信号の振幅を補正することができる。
【００４５】
このようにして、補正部１１４は、Ａ／Ｄ変換部１１２から入力されたビート信号の振幅を補正する。これにより、補正部１１４は、例えば、図１に示したＦＭ−ＡＭ雑音が含まれるビート信号Ｂ１を入力された場合であっても、ビート信号Ｂ１を、図１に示したビート信号Ｂ２のように、振幅が一定であるビート信号に補正することができる。
【００４６】
算出部１１５は、補正部１１４によって補正されたビート信号に基づいて、距離計測処理や速度計測処理を行う。以下に、算出部１１５による距離計測処理および速度計測処理について、レーダ装置２００と対象物Ｔとの相対速度が０である場合と、レーダ装置２００と対象物Ｔとの相対速度が０でない場合とに分けて説明する。
【００４７】
図４−１〜図４−３を用いて、レーダ装置２００と対象物Ｔとの相対速度が０である場合における算出部１１５による距離計測処理の原理を説明する。なお、ここでは、対象物Ｔは、レーダ装置２００から距離Ｒの場所に位置するものとする。図４−１は、レーダ装置２００から送信された送信波とかかる送信波に対応する受信波の一例を示す図である。なお、図４−１において、横軸は時間を示し、縦軸は周波数を示す。図４−１に示すように、受信波は、Ｔ−ａｎｔ２２が送信波を送信した後、距離Ｒを往復する時間分の遅れが発生する。レーダ装置２００は、かかる時間遅れに基づいてビート信号を生成する。図４−２は、図４−１に示した送信波と受信波とに基づいて生成されたビート信号の周波数（ビート周波数）の一例を示す図である。なお、図４−２において、横軸は時間を示し、縦軸はビート周波数を示す。
【００４８】
算出部１１５は、図４−２に示したようなビート周波数を持つビート信号に対して、高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast Fourier transform）処理を行う。具体的には、算出部１１５は、ビート周波数を、三角波（送信波）の周波数上昇区間と、三角波（送信波）の周波数下降区間とに分けて、各ビート信号に対して高速フーリエ変換処理を行う。
【００４９】
図４−３は、図４−２に示したビート周波数を持つビート信号に対する高速フーリエ変換の結果を示す図である。なお、図４−３において、横軸は周波数を示し、縦軸は電力を示す。図４−３は、ビート周波数の上昇区間における高速フーリエ変換の結果と、下降区間における高速フーリエ変換の結果とを示している。すなわち、レーダ装置２００と対象物Ｔとの相対速度が０である場合、ビート周波数の上昇区間における高速フーリエ変換の結果と、下降区間における高速フーリエ変換の結果とは等しくなる。
【００５０】
図４−３に示すように、周波数がｆｒ´である場合に、電力はピークになる。周波数ｆｒ´は、対象物Ｔまでの距離Ｒに比例した周波数を示す。算出部１１５は、かかる周波数ｆｒ´を用いて、対象物Ｔまでの距離Ｒを計測する。具体的には、算出部１１５は、以下の式（１）により、対象物Ｔまでの距離Ｒを計測することができる。
【００５１】
【数１】
【００５２】
ここで、上記式（１）中の「ｃ」は、光速（電波の速度）を示し、Δｆは、三角波の振幅（変調周波数幅）を示し、ｆｍは、三角波の繰り返し周波数（変調幅）を示す。
【００５３】
続いて、図５−１〜図５−４を用いて、レーダ装置２００と対象物との相対速度が０でない場合における算出部１１５による距離計測処理および速度計測処理の原理を説明する。なお、ここでは、対象物Ｔは、レーダ装置２００から距離Ｒの場所に位置し、速度ｖで移動しているものとし、レーダ装置２００は、移動していないものとする。
【００５４】
図５−１は、レーダ装置２００から送信された送信波とかかる送信波に対応する受信波の一例を示す図である。図５−１に示すように、受信波の周波数は、送信波の周波数と比較して、対象物Ｔが速度ｖにより移動しているので、かかる速度に比例した周波数（ドップラ周波数）ｆｄ分のシフトがある。図５−２は、図５−１に示した送信波と受信波とに基づいて生成されたビート信号の周波数（ビート周波数）の一例を示す図である。図５−２に示すように、ビート信号の周波数をｆｒとすると、上昇区間におけるビート信号の周波数ｆｕｐは、ドップラ周波数成分が減算された「｜ｆｒ−ｆｄ｜」となり、下降区間におけるビート信号の周波数ｆｄｏｗｎは、ドップラ周波数成分が加算された「｜ｆｒ＋ｆｄ｜」となる。
【００５５】
算出部１１５は、図５−２に示したようなビート周波数を持つビート信号を、三角波（送信波）の周波数上昇区間と、三角波（送信波）の周波数下降区間とに分けて、各ビート信号に対して高速フーリエ変換処理を行う。
【００５６】
図５−３は、図５−２に示したビート周波数を持つビート信号の上昇区間における高速フーリエ変換の結果を示す図である。図５−３に示すように、周波数がｆｕｐ´である場合に、電力はピークになる。図５−４は、図５−２に示したビート周波数を持つビート信号の下降区間における高速フーリエ変換の結果を示す図である。図５−４に示すように、周波数がｆｄｏｗｎ´である場合に、電力はピークになる。算出部１１５は、かかる周波数ｆｕｐ´およびｆｄｏｗｎ´を用いて、対象物Ｔまでの距離Ｒおよび対象物Ｔの移動速度ｖを計測する。具体的には、算出部１１５は、以下の式（２）により、対象物Ｔまでの距離Ｒを計測することができ、以下の式（３）により、対象物Ｔの移動速度ｖを計測することができる。
【００５７】
【数２】
【００５８】
【数３】
【００５９】
ここで、上記式（２）、（３）中の「ｃ」は、光速（電波の速度）を示し、Δｆは、三角波の振幅（変調周波数幅）を示し、ｆｍは、三角波の繰り返し周波数（変調幅）を示し、ｆ０は、変調中心周波数を示す。
【００６０】
このように、算出部１１５は、補正部１１４によって補正されたビート信号に基づいて、距離計測処理および速度計測処理を行うので、近距離に位置する対象物Ｔまでの距離や、対象物Ｔの移動速度を計測することができる。
【００６１】
なお、上記では、レーダ装置２００と対象物Ｔとの相対速度が０である場合と、レーダ装置２００と対象物Ｔとの相対速度が０でない場合とに分けて、距離計測処理および速度計測処理の原理を説明した。しかし、実際には、レーダ装置２００は、対象物Ｔとの相対速度が０であるか否かを予め検知していないことが多いため、相対速度が０でないものとして、上記式（２）および（３）を用いて、距離計測処理および速度計測処理を行う。すなわち、レーダ装置２００と対象物Ｔとの相対速度が０であるか否かは、上記式（３）を用いた速度計測処理の結果により判明する。
【００６２】
次に、レーダ装置１００による補正データ生成処理の手順について説明する。図６は、レーダ装置１００による補正データ生成処理手順を示すフローチャートである。図６に示すように、レーダ装置１００の送信指示部１１１は、所定のタイミングになった場合に、三角波発生器１１に対して、所定の振幅や所定の繰り返し周波数の三角波を送信する旨の指示を行う（ステップＳ１０１）。
【００６３】
かかる指示を受け付けた三角波発生器１１によって三角波がＶＣＯ１２へ出力された後、レーダ装置１００の内部回路（Ｍｉｘ１６〜ＬＰＦ１９）は、ビート信号を生成する（ステップＳ１０２）。続いて、包絡線検波部２０は、生成されたビート信号の包絡線を検波する（ステップＳ１０３）。続いて、制御部１１０のＡ／Ｄ変換部１１２は、モジュレーション信号に同期して、包絡線検波部２０によって検波された包絡線信号とをＡＤコンバートする（ステップＳ１０４）。
【００６４】
続いて、補正データ生成部１１３は、Ａ／Ｄ変換部１１２によってＡＤコンバートされた包絡線信号の基準値を決定する（ステップＳ１０５）。続いて、補正データ生成部１１３は、包絡線信号の値を所定のサンプリング間隔で測定し、サンプリング位置ごとに、基準値に対する包絡線信号の値の割合を算出する（ステップＳ１０６）。続いて、補正データ生成部１１３は、算出した割合の逆数を求めることにより、各サンプリング位置における補正データを生成する（ステップＳ１０７）。そして、補正データ生成部１１３は、生成した補正データを、サンプリング位置に対応付けて記憶部１２０に記憶させる（ステップＳ１０８）。
【００６５】
次に、レーダ装置２００による距離計測処理および速度計測処理の手順について説明する。図７は、レーダ装置２００による距離計測処理手順および速度計測処理手順を示すフローチャートである。図７に示すように、レーダ装置２００の送信指示部１１１は、所定のタイミングになった場合に、三角波発生器１１に対して、所定の振幅や所定の繰り返し周波数の三角波を送信する旨の指示を行う（ステップＳ２０１）。
【００６６】
かかる指示を受け付けた三角波発生器１１によって三角波がＶＣＯ１２へ出力された後、Ｔ−ａｎｔ２２は、送信波を、対象物に対して送信する（ステップＳ２０２）。続いて、Ｒ−ａｎｔ２３は、対象物から、Ｔ−ａｎｔ２２によって送信された送信波に対する反射波を受信する（ステップＳ２０３）。続いて、レーダ装置１００の内部回路（Ｍｉｘ１６〜ＬＰＦ１９）は、送信波および受信波に基づいて、ビート信号を生成する（ステップＳ２０４）。
【００６７】
続いて、制御部１１０のＡ／Ｄ変換部１１２は、モジュレーション信号に同期して、内部回路によって生成されたビート信号をＡＤコンバートする（ステップＳ２０５）。続いて、補正部１１４は、Ａ／Ｄ変換部１１２によってＡＤコンバートされたビート信号について、補正データ生成部１１３によって補正データが生成されたサンプリング位置を特定する（ステップＳ２０６）。続いて、補正部１１４は、特定したサンプリング位置に対応する補正データを記憶部１２０から取得する（ステップＳ２０７）。続いて、補正部１１４は、特定したサンプリング位置に対応するビート信号の振幅に、取得した補正データを乗算する（ステップＳ２０８）。
【００６８】
続いて、算出部１１５は、三角波（送信波）の周波数上昇区間におけるビート信号と、三角波（送信波）の周波数下降区間におけるビート信号とに分けて、高速フーリエ変換処理を行う（ステップＳ２０９）。続いて、算出部１１５は、ビート周波数の上昇区間における高速フーリエ変換の結果に基づいて、電力がピークになる周波数（図５−３に示した例では「ｆｕｐ´」）を検出する（ステップＳ２１０）。また、算出部１１５は、ビート周波数の下降区間における高速フーリエ変換の結果に基づいて、電力がピークになる周波数（図５−４に示した例では「ｆｄｏｗｎ´」）を検出する（ステップＳ２１１）。続いて、算出部１１５は、検出した周波数ｆｕｐ´およびｆｄｏｗｎ´を用いて対象物までの距離および対象物の移動速度を計測する（ステップＳ２１２）。具体的には、算出部１１５は、上記式（２）および（３）により対象物までの距離および対象物の移動速度を計測する。
【００６９】
上述してきたように、実施例１に係るレーダ装置は、製造時において、内部回路で生成したビート信号の包絡線を検波し、所定の基準値に対する包絡線の値の割合を算出し、算出した割合の逆数を求めることにより、補正データを生成する。これにより、実施例１に係るレーダ装置は、ビート信号を補正するための補正データを生成することができる。
【００７０】
また、実施例１に係るレーダ装置は、出荷後の動作時において、補正データに基づいてビート信号を補正するので、ビート信号のＦＭ−ＡＭ雑音を除去することができる。また、実施例１に係るレーダ装置は、ＦＭ−ＡＭ雑音を除去したビート信号に基づいて、距離計測処理および速度計測処理を行うので、近距離に位置する対象物までの距離や近距離に位置する対象物の移動速度を計測することができる。
【００７１】
例えば、実施例１に係るレーダ装置は、自動車に装着されることにより、他の車両（自動車や自転車）や歩行者等までの距離や、相対速度を計測することができる。また、例えば、実施例１に係るレーダ装置は、信号機や道路標識等に装着されることにより、車両や歩行者等までの距離や、車両や歩行者等の移動速度を計測することができる。図８は、実施例１に係るレーダ装置が信号機や道路標識に装着される例を示す図である。図８では、実施例１に係るレーダ装置２００に対応するレーダ装置２００ａおよび２００ｂが信号機や道路標識等に装着されている例を示している。
【実施例２】
【００７２】
ところで、上記実施例１では、本願に開示するレーダ装置、レーダ装置制御方法、レーダ装置制御プログラムおよびレーダ制御装置について説明したが、本願に開示するレーダ装置等は、上述した実施例１以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよい。そこで、実施例２では、本願に開示するレーダ装置等に含まれる他の実施例を説明する。
【００７３】
［補正データ１］
上記実施例１では、三角波発生器１１によって出力される三角波の状態が変化しないことを前提として、レーダ装置１００による補正データ生成処理について説明した。しかし、レーダ装置は、異なる状態の三角波を用いる場合がある。そこで、レーダ装置１００は、三角波の状態ごとに異なる補正データを生成して、記憶部１２０に記憶させてもよい。なお、ここでいう「三角波の状態」とは、三角波の振幅および繰り返し周波数を示す。図４−１および図５−１に示した例では、Δｆが三角波の振幅を示し、ｆｍが三角波の繰り返し周波数を示している。以下に、三角波の状態ごとに補正データを生成するレーダ装置１００による処理について具体的に説明する。
【００７４】
レーダ装置１００の送信指示部１１１は、三角波発生器１１に対して所定の振幅および所定の繰り返し周波数の三角波を出力するように指示する。そして、補正データ生成部１１３は、かかる三角波が出力された状態において、上述した補正データ生成処理を行う。続いて、送信指示部１１１は、三角波発生器１１に対して、前述した振幅や繰り返し周波数と異なる振幅や繰り返し周波数の三角波を出力するように指示する。そして、補正データ生成部１１３は、かかる三角波が出力されている状態において、上述した補正データ生成処理を行う。このようにして、レーダ装置１００は、出荷後に三角波発生器１１が出力する可能性のある三角波の振幅と繰り返し周波数との組合せごとに、補正データを生成し、生成した補正データを、三角波の振幅と繰り返し周波数との組合せに対応付けて記憶部１２０に記憶させる。そして、レーダ装置２００の補正部１１４は、三角波発生器１１によって出力される三角波の振幅と繰り返し周波数との組合せに対応する補正データに基づいて、ビート信号を補正する。
【００７５】
このように、レーダ装置１００が、三角波の状態変化に応じて異なる補正データを生成することにより、レーダ装置２００は、三角波の状態に応じて適切な補正データを用いてビート信号を補正することができる。これにより、レーダ装置２００は、振幅や繰り返し周波数が異なる三角波を用いる場合であっても、近距離に位置する対象物までの距離や近距離に位置する対象物の移動速度を計測することができる。
【００７６】
［補正データ２］
また、上記実施例１では、補正データ生成部１１３が、複数のサンプリング位置に対応付けて、補正データを記憶部１２０に記憶させる例を示したが、補正データ生成部１１３は、所定のサンプリング位置に対応する補正データを１つのみ記憶部１２０に記憶させてもよい。具体的には、補正データ生成部１１３は、上述したように、サンプリング位置ごとに補正データを算出する。続いて、補正データ生成部１１３は、複数の補正データのうち、所定の補正データを基準値（以下、「補正データ基準値」という）に決定する。続いて、補正データ生成部１１３は、サンプリング位置ごとに、補正データ基準値に対する補正データの割合（以下、「補正データ係数」という）を算出する。そして、補正データ生成部１１３は、補正データ基準値を記憶部１２０に記憶させるとともに、サンプリング位置ごとに、補正データ係数を記憶部１２０に記憶させる。
【００７７】
例えば、図３に示した例において、補正データ生成部１１３は、サンプリング位置「１」に対応する補正データ「１．２５」を補正データ基準値に決定したものとする。そして、補正データ生成部１１３は、サンプリング位置「ｍ」に対応する補正データ「０．６２５」の補正データ係数を算出する場合、補正データ基準値「１．２５」に対する補正データ「０．６２５」の割合「０．５」を算出する。同様にして、補正データ生成部１１３は、サンプリング位置ごとに、補正データ基準値「１．２５」に対する補正データの割合を算出する。そして、補正データ生成部１１３は、補正データ基準値「１．２５」を記憶部１２０に記憶させるとともに、サンプリング位置に対応付けて補正データ係数を記憶部１２０に記憶させる。例えば、補正データ生成部１１３は、サンプリング位置「ｍ」に対応付けて補正データ係数「０．５」を記憶部１２０に記憶させる。
【００７８】
上述したように、補正データ基準値と補正データ係数とを記憶部１２０に記憶させる場合、補正部１１４は、記憶部１２０に記憶されている補正データ基準値に、サンプリング位置に対応する係数を乗算して補正データを算出した後に、ビート信号を補正する。例えば、補正部１１４は、サンプリング位置「ｍ」におけるビート信号の振幅を補正する場合、記憶部１２０から、補正データ基準値「１．２５」と、サンプリング位置「ｍ」に対応付けて記憶されている補正データ係数「０．５」を取得する。続いて、補正部１１４は、補正データ基準値「１．２５」に補正データ係数「０．５」を乗算することにより、補正データ「０．６２５」を算出する。そして、補正部１１４は、算出した補正データ「０．６２５」を用いて、サンプリング位置「ｍ」におけるビート信号の振幅を補正する。
【００７９】
［システム構成１］
また、上記実施例１では、ビート信号を、中間周波数帯のビート信号に変換した後、低周波数帯のビート信号に変換するレーダ装置の構成例を示した。しかし、上述してきた補正データ生成処理や、距離計測処理、速度計測処理を実現するレーダ装置は、上述したレーダ装置１００および２００に限られない。例えば、高周波（ＲＦ：Radio frequency）帯から低周波帯のビート信号に直接変換するレーダ装置であっても、上述してきた補正データ生成処理等を実現することができる。
【００８０】
図９は、高周波帯から低周波帯のビート信号に直接変換するレーダ装置３００の構成を示す図である。図９に示すように、レーダ装置３００は、図２−２に示したレーダ装置２００と比較して、Ｍｉｘ１６、ＢＰＦ１７、矩形波ＯＳＣ１４およびＭｉｘ１８の代わりに、Ｍｉｘ２６を有する。Ｍｉｘ２６は、ＡＭＰ２５から入力された変調信号とＶＣＯ１２から入力された変調信号とを混合して、低周波帯のビート信号を生成し、生成したビート信号をＬＰＦ１９へ出力する。
【００８１】
［システム構成２］
また、上記実施例１では、Ｔ−ａｎｔ２２とＲ−ａｎｔ２３とを有するレーダ装置２００の構成例を示したが、本願に開示するレーダ装置は、送信用アンテナと受信用アンテナが、１つの送受信アンテナによって実現されてもよい。
【００８２】
図１０−１は、送受信アンテナを有するレーダ装置４００の構成を示す図である。図１０−１に示すように、レーダ装置４００は、図２−２に示したレーダ装置２００と比較して、Ｔ−ａｎｔ２２とＲ−ａｎｔ２３との代わりに、ａｎｔ４１を有し、矩形波ＯＳＣ１４の代わりに、矩形波ＯＳＣ４２を有する。ａｎｔ４１は、送信用アンテナと受信用アンテナを共用する送受信アンテナである。矩形波ＯＳＣ４２は、図２−２に示した矩形波ＯＳＣ１４と比較して、ＡＭＰ２４に接続される。これは、ａｎｔ４１が、矩形波ＯＳＣ４２から出力される矩形波に基づいて、送信用アンテナまたは受信用アンテナのいずれによって動作するかをスイッチングするためである。
【００８３】
なお、図１０−１に示したレーダ装置４００のように、１個の送受信アンテナを有するレーダ装置が補正データ生成処理を行う場合、レーダ装置には、送信用アンテナと、受信用アンテナとがレーダ装置に接続される。図１０−２を用いて具体的に説明する。図１０−２は、送受信アンテナを有するレーダ装置５００による補正データ生成処理時の構成を示す図である。図１０−２に示すように、レーダ装置５００は、ＡＭＰ２４にＴ−ａｎｔ５１が接続され、ＡＭＰ２５にＲ−ａｎｔ５２が接続される。また、Ｔ−ａｎｔ５１とＲ−ａｎｔ５２とは、導波管５０によって接続される。このように、１個の送受信アンテナを有するレーダ装置であっても、Ｔ−ａｎｔ５１とＲ−ａｎｔ５２とが接続されることによって、補正データ生成処理を行うことができる。
【００８４】
［検出プログラムを実行するコンピュータ］
また、図２−１および図２−２に示したレーダ装置１００および２００の構成は、要旨を逸脱しない範囲で種々に変更することができる。例えば、レーダ装置１００および２００の制御部１１０の機能をソフトウェアとして実装し、これをコンピュータで実行することにより、レーダ装置１００および２００と同等の機能を実現することもできる。以下に、制御部１１０の機能をソフトウェアとして実装したレーダ装置制御プログラム１０３１を実行するコンピュータの一例を示す。
【００８５】
図１１は、レーダ装置制御プログラム１０３１を実行するコンピュータ１０００の構成を示す図である。図１１に示すように、コンピュータ１０００は、各種演算処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１０と、各種情報を一時記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）１０２０と、ハードディスク装置１０３０とをバス１０４０で接続して構成される。
【００８６】
そして、ハードディスク装置１０３０には、図２−１および図２−２に示した制御部１１０と同様の機能を有するレーダ装置制御プログラム１０３１と、図２−１および図２−２に示した記憶部１２０に記憶される各種データに対応する補正データ１０３２とが記憶される。なお、補正データ１０３２を、適宜分散させ、ネットワークを介して接続された他のコンピュータに記憶させておくこともできる。
【００８７】
そして、ＣＰＵ１０１０がレーダ装置制御プログラム１０３１をハードディスク装置１０３０から読み出してＲＡＭ１０２０に展開することにより、レーダ装置制御プログラム１０３１は、レーダ装置制御プロセス１０２１として機能するようになる。そして、レーダ装置制御プロセス１０２１は、補正データ１０３２から読み出した情報等を適宜ＲＡＭ１０２０上の自身に割り当てられた領域に展開し、この展開したデータ等に基づいて各種データ処理を実行する。
【００８８】
なお、上記のレーダ装置制御プログラム１０３１は、必ずしもハードディスク装置１０３０に格納されている必要はなく、ＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に記憶されたこのプログラムを、コンピュータ１０００が読み出して実行するようにしてもよい。また、公衆回線、インターネット、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）等を介してコンピュータ１０００に接続される他のコンピュータ（またはサーバ）等にこのプログラムを記憶させておき、コンピュータ１０００がこれらからプログラムを読み出して実行するようにしてもよい。
【００８９】
以上の各実施例を含む実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
【００９０】
（付記１）対象物に送信された送信波と前記送信波に対する反射波とに基づいて生成されるビート信号の振幅を補正するための補正データを記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶されている補正データに基づいて、前記ビート信号の振幅を補正する補正部と、
前記補正部によって補正されたビート信号に基づいて、前記対象物までの距離または前記対象物の移動速度を算出する算出部と
を備えたことを特徴とするレーダ装置。
【００９１】
（付記２）前記ビート信号の包絡線を検波する包絡線検波部と、
前記包絡線検波部によって検波された包絡線に基づいて、前記補正データを生成する補正データ生成部とをさらに備え、
前記記憶部は、前記補正データ生成部によって生成された補正データを記憶することを特徴とする付記１に記載のレーダ装置。
【００９２】
（付記３）前記補正データ生成部は、前記送信波の変調を制御する制御信号の振幅と繰り返し周波数との組合せごとに補正データを生成し、
前記記憶部は、前記補正データ生成部によって生成された補正データを、制御信号の振幅と繰り返し周波数との組合せに対応づけて記憶し、
前記補正部は、前記記憶部から、前記送信波の変調を制御した制御信号の振幅と繰り返し周波数との組合せに対応する補正データを取得し、取得した補正データに基づいて、前記ビート信号の振幅を補正することを特徴とする付記２に記載のレーダ装置。
【００９３】
（付記４）対象物に送信された送信波と前記送信波に対する反射波とに基づいて生成されるビート信号の振幅を補正するための補正データを記憶した記憶部に記憶されている補正データに基づいて、前記ビート信号の振幅を補正する補正工程と、
前記補正工程によって補正されたビート信号に基づいて、前記対象物までの距離または前記対象物の移動速度を算出する算出工程と
を含んだことを特徴とするレーダ装置制御方法。
【００９４】
（付記５）前記ビート信号の包絡線を検波する包絡線検波工程と、
前記包絡線検波工程によって検波された包絡線に基づいて、前記補正データを生成する補正データ生成工程とをさらに含み、
前記記憶部は、前記補正データ生成工程によって生成された補正データを記憶することを特徴とする付記４に記載のレーダ装置制御方法。
【００９５】
（付記６）前記補正データ生成工程は、前記送信波の変調を制御する制御信号の振幅と繰り返し周波数との組合せごとに補正データを生成し、
前記記憶部は、前記補正データ生成部によって生成された補正データを、制御信号の振幅と繰り返し周波数との組合せに対応づけて記憶し、
前記補正工程は、前記記憶部から、前記送信波の変調を制御した制御信号の振幅と繰り返し周波数との組合せに対応する補正データを取得し、取得した補正データに基づいて、前記ビート信号の振幅を補正することを特徴とする付記５に記載のレーダ装置制御方法。
【００９６】
（付記７）対象物に送信された送信波と前記送信波に対する反射波とに基づいて生成されるビート信号の振幅を補正するための補正データを記憶した記憶部に記憶されている補正データに基づいて、前記ビート信号の振幅を補正する補正手順と、
前記補正手順によって補正されたビート信号に基づいて、前記対象物までの距離または前記対象物の移動速度を算出する算出手順と
をコンピュータに実行させることを特徴とするレーダ装置制御プログラム。
【００９７】
（付記８）前記ビート信号の包絡線を検波する包絡線検波手順と、
前記包絡線検波手順によって検波された包絡線に基づいて、前記補正データを生成する補正データ生成手順とをさらにコンピュータに実行させ、
前記記憶部は、前記補正データ生成手順によって生成された補正データを記憶することを特徴とする付記７に記載のレーダ装置制御プログラム。
【００９８】
（付記９）前記補正データ生成手順は、前記送信波の変調を制御する制御信号の振幅と繰り返し周波数との組合せごとに補正データを生成し、
前記記憶部は、前記補正データ生成部によって生成された補正データを、制御信号の振幅と繰り返し周波数との組合せに対応づけて記憶し、
前記補正手順は、前記記憶部から、前記送信波の変調を制御した制御信号の振幅と繰り返し周波数との組合せに対応する補正データを取得し、取得した補正データに基づいて、前記ビート信号の振幅を補正することを特徴とする付記８に記載のレーダ装置制御プログラム。
【００９９】
（付記１０）対象物に送信された送信波と前記送信波に対する反射波とに基づいて生成されるビート信号の振幅を補正するための補正データを記憶した記憶部に記憶されている補正データに基づいて、前記ビート信号の振幅を補正する補正部と、
前記補正部によって補正されたビート信号に基づいて、前記対象物までの距離または前記対象物の移動速度を算出する算出部と
を備えたことを特徴とするレーダ制御装置。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】実施例１に係るレーダ装置による距離測定処理等の概要を説明するための図である。
【図２−１】補正データ生成処理を行うレーダ装置の構成を示す図である。
【図２−２】距離計測処理や速度計測処理を行うレーダ装置の構成を示す図である。
【図３】補正データ生成部による補正データ生成処理を説明するための図である。
【図４−１】レーダ装置から送信された送信波とかかる送信波に対応する受信波の一例を示す図である。
【図４−２】図４−１に示した送信波と受信波とに基づいて生成されたビート信号の周波数の一例を示す図である。
【図４−３】図４−２に示したビート周波数を持つビート信号に対する高速フーリエ変換の結果を示す図である。
【図５−１】レーダ装置から送信された送信波とかかる送信波に対応する受信波の一例を示す図である。
【図５−２】図５−１に示した送信波と受信波とに基づいて生成されたビート信号の周波数の一例を示す図である。
【図５−３】図５−２に示したビート周波数を持つビート信号の上昇区間における高速フーリエ変換の結果を示す図である。
【図５−４】図５−２に示したビート周波数を持つビート信号の下降区間における高速フーリエ変換の結果を示す図である。
【図６】レーダ装置による補正データ生成処理手順を示すフローチャートである。
【図７】レーダ装置による距離計測処理手順および速度計測処理手順を示すフローチャートである。
【図８】実施例１に係るレーダ装置が信号機や道路標識に装着される例を示す図である。
【図９】高周波帯から低周波帯のビート信号に直接変換するレーダ装置の構成を示す図である。
【図１０−１】送受信アンテナを有するレーダ装置の構成を示す図である。
【図１０−２】送受信アンテナを有するレーダ装置による補正データ生成処理時の構成を示す図である。
【図１１】レーダ装置制御プログラムを実行するコンピュータの構成を示す図である。
【図１２】従来技術を説明するための図である。
【図１３−１】従来技術を説明するための図である。
【図１３−２】従来技術を説明するための図である。
【図１４】従来技術を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１０ 導波管
１１ 三角波発生器
１２ ＶＣＯ
１３、１５、２４、２５ ＡＭＰ
１４ 矩形波ＯＳＣ
１６、１８、２６ Ｍｉｘ
１７ ＢＰＦ
１９ ＬＰＦ
２０ 包絡線検波部
２１ ＭＰＸ
２２ Ｔ−ａｎｔ
２３ Ｒ−ａｎｔ
１００、２００、２００ａ、２００ｂ、３００ レーダ装置
１１０ 制御部
１１１ 送信指示部
１１２ Ａ／Ｄ変換部
１１３ 補正データ生成部
１１４ 補正部
１１５ 算出部
１２０ 記憶部
１０００ コンピュータ
１０１０ ＣＰＵ
１０２０ ＲＡＭ
１０２１ レーダ装置制御プロセス
１０３０ ハードディスク装置
１０３１ レーダ装置制御プログラム
１０３２ 補正データ
１０４０ バス
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーダ装置、レーダ装置制御方法、レーダ装置制御プログラムおよびレーダ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、様々な分野において、所定の場所に位置する対象物までの距離や、対象物の移動速度を計測するレーダ装置が用いられている。かかるレーダ装置は、対象物に対して電波（送信波）を送信し、かかる送信波と、送信波に対する反射波（以下、レーダ装置が受信する反射波を「受信波」という）との時間差に基づいてビート信号を生成する。そして、レーダ装置は、生成したビート信号に基づいて、対象物までの距離や対象物の移動速度を計測する（図１２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１７４５４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来のレーダ装置には、近距離に位置する対象物までの距離や、近距離に位置する対象物の移動速度を計測することができないという問題があった。かかる問題について、図１３−１および図１３−２を用いて具体的に説明する。レーダ装置が対象物までの距離等を計測する場合、ビート信号は、図１３−１に示すように振幅が一定であり、かつ、周波数が対象物までの距離に比例することが望ましい。しかし、実際には、図１３−２に示すように、ビート信号の振幅は、一定にならない。
【０００５】
このようなビート信号の振幅が一定にならない原因はいくつか考えられる。例えば、レーダ装置内部のＶＣＯ（voltage controlled oscillator：電圧制御発振器）が原因の１つとして考えられる。具体的には、ＶＣＯは、所定の制御信号発生器から出力される制御信号（本明細書では、「変調信号」または「モジュレーション信号」と呼ぶこともある）に基づいて周波数変調した送信波を生成する。しかし、ＶＣＯは、制御信号に対して周波数特性を有しており、周波数変調をしているにも関わらず、制御信号に同期して振幅についても変動させてしまう場合がある。上述したように、ビート信号は、ＶＣＯから出力される信号である送信波と、受信波とに基づいて生成されるため、ＶＣＯから出力される信号の振幅が一定でないと、ビート信号の振幅も一定にならない。
【０００６】
また、例えば、レーダ装置内部のビート信号を生成するＭｉｘ（Mixer：ミキサ）が原因の１つとして考えられる。具体的には、Ｍｉｘは、ＶＣＯから出力される信号である送信波と、受信波とを混合することにより、ビート信号を生成する。しかし、Ｍｉｘは、上記ＶＣＯと同様に、制御信号に対して周波数特性を有しており、ＶＣＯから出力される信号の振幅が一定であっても、制御信号に同期して振幅を変動させたビート信号を生成してしまう場合がある。なお、上述した２つの原因は、同時に発生することもある。
【０００７】
このようなことから、ビート信号の振幅は一定にならず、図１３−２に示した波形のようになる。本明細書では、このようなビート信号の振幅変動を「ＦＭ−ＡＭ雑音」と呼ぶこととする。ここで、図１４に、ＦＭ−ＡＭ雑音が含まれるビート信号を周波数軸で書き表したものを示す。図１４に示すように、ＦＭ−ＡＭ雑音は、ＶＣＯの制御信号の繰返し周波数およびその高調波周波数に現れる。したがって、ビート信号に含まれるＦＭ−ＡＭ雑音は、近距離に位置する対象物までの距離等を計測する際に用いられる低い周波数帯に出現する。従来のレーダ装置では、このようなＦＭ−ＡＭ雑音を除去するために、ＢＰＦ（Band Pass Filter：バンドパスフィルタ）等を用いて低い周波数帯を一様に除去していた。このため、従来のレーダ装置では、近距離に位置する対象物までの距離等を計測することができなかった。
【０００８】
なお、近年では、ビート信号の非直線性を補正する技術が提案されているが（特許文献１参照）、かかる技術を用いたとしても、ビート信号の振幅を一定にすることはできないので、上述した問題を解決することはできなかった。
【０００９】
開示の技術は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたものであり、近距離に位置する対象物までの距離や近距離に位置する対象物の移動速度を計測することができるレーダ装置、レーダ装置制御方法、レーダ装置制御プログラムおよびレーダ制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本願に開示するレーダ装置は、対象物に送信された送信波と前記送信波に対する反射波とに基づいて生成されるビート信号の振幅を補正するための補正データを記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶されている補正データに基づいて、前記ビート信号の振幅を補正する補正部と、前記補正部によって補正されたビート信号に基づいて、前記対象物までの距離または前記対象物の移動速度を算出する算出部とを備えたことを要件とする。
【００１１】
なお、本願に開示するレーダ装置の構成要素、表現または構成要素の任意の組合せを、方法、装置、システム、コンピュータプログラム、記録媒体、データ構造などに適用したものも、他の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１２】
本願に開示したレーダ装置によれば、近距離に位置する対象物までの距離や近距離に位置する対象物の移動速度を計測することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本願に開示するレーダ装置、レーダ装置制御方法、レーダ装置制御プログラムおよびレーダ制御装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例により本願に開示するレーダ装置、レーダ装置制御方法、レーダ装置制御プログラムおよびレーダ制御装置が限定されるものではない。
【実施例１】
【００１４】
まず、実施例１に係るレーダ装置の概要について説明する。図１は、実施例１に係るレーダ装置による距離測定処理等の概要を説明するための図である。図１に示した２つのビート信号のうち、上段に示したビート信号Ｂ１は、レーダ装置によって生成されるビート信号を示している。具体的には、レーダ装置は、対象物に対して送信する送信波と、かかる送信波に対する反射波（受信波）とに基づいてビート信号Ｂ１を生成する。図１に示すように、ビート信号Ｂ１は、ＦＭ−ＡＭ雑音が含まれているため、振幅が一定になっていない。
【００１５】
実施例１に係るレーダ装置は、このようなビート信号Ｂ１の振幅を補正して、図１下段に示したビート信号Ｂ２を生成する。具体的には、レーダ装置は、ビート信号Ｂ１の包絡線Ｅを検波し、かかる包絡線Ｅに基づいてビート信号Ｂ１の振幅を補正するための補正データを生成する。続いて、レーダ装置は、生成した補正データを所定の記憶部に記憶させておく。なお、かかる補正データ生成処理は、基本的にレーダ装置の製造時に行われる。
【００１６】
そして、レーダ装置は、対象物までの距離や対象物の移動速度等を計測する場合に、所定の記憶部に記憶しておいた補正データに基づいて、ビート信号Ｂ１をビート信号Ｂ２に補正する。続いて、レーダ装置は、振幅が一定であるビート信号Ｂ２を用いて、対象物までの距離を測定する処理（距離測定処理）や、対象物の移動速度を計測する処理（速度計測処理）を行う。すなわち、レーダ装置は、ＦＭ−ＡＭ雑音が含まれていないビート信号Ｂ２を用いて距離測定処理や速度計測処理を行うので、近距離に位置する対象物までの距離等を計測することができる。
【００１７】
次に、実施例１に係るレーダ装置の構成について説明する。以下では、補正データ生成処理を行うレーダ装置１００の構成と、補正データを用いて距離計測処理や速度計測処理を行うレーダ装置２００の構成とを分けて説明する。図２−１は、補正データ生成処理を行うレーダ装置１００の構成を示す図である。図２−２は、距離計測処理や速度計測処理を行うレーダ装置２００の構成を示す図である。
【００１８】
図２−１に示したレーダ装置１００は、製造時におけるレーダ装置の状態を示している。かかるレーダ装置１００は、図２−２に示したレーダ装置２００と比較して、対象物に対して所定の電波を送信するＴ−ａｎｔ（送信アンテナ）２２と、対象物から反射波を受信するＲ−ａｎｔ（受信アンテナ）２３との代わりに、導波管１０を有する。具体的には、製造時におけるレーダ装置１００は、Ｔ−ａｎｔ２２およびＲ−ａｎｔ２３が装着されず、導波管１０によってＡＭＰ１３とＡＭＰ１５とが接続される。これにより、レーダ装置１００は、対象物に対して実際に送信波を送信することなく補正データ生成処理を行うことができる。
【００１９】
また、図２−１に示すように、レーダ装置１００は、三角波発生器１１と、ＶＣＯ１２と、ＡＭＰ（Amplifier：増幅器）１３と、矩形波ＯＳＣ（矩形波Oscillator：矩形波発振器）１４と、ＡＭＰ１５と、Ｍｉｘ１６と、ＢＰＦ１７と、Ｍｉｘ１８と、ＬＰＦ（Low Pass Filter：ローパスフィルタ）１９と、包絡線検波部２０と、ＭＰＸ（Multiplexer：マルチプレクサ）２１と、制御部１１０と、記憶部１２０とを有する。
【００２０】
三角波発生器１１は、後述する送信指示部１１１の指示に基づいて、ＶＣＯ１２へ変調信号（モジュレーション信号）である三角波を出力する。ＶＣＯ１２は、三角波発生器１１から入力された三角波に基づいて、周波数変調した信号をＡＭＰ１３およびＭｉｘ１６へ出力する。なお、以下では、ＶＣＯ１２から出力される周波数変調された信号を「ＦＭ信号」と呼ぶこととする。ＡＭＰ１３は、ＶＣＯ１２から入力されたＦＭ信号を増幅し、増幅したＦＭ信号を導波管１０を介してＡＭＰ１５へ出力する。かかるＡＭＰ１３から出力される信号が「送信波」に該当する。
【００２１】
矩形波ＯＳＣ１４は、ＡＭＰ１５およびＭｉｘ１８へ矩形波を出力する。ＡＭＰ１５は、矩形波ＯＳＣ１４から入力された矩形波に基づいて、ＡＭＰ１３から入力された送信波を増幅およびＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）変調して、増幅およびＡＳＫ変調後の信号をＭｉｘ１６へ出力する。
【００２２】
Ｍｉｘ１６は、ＡＭＰ１５から入力された信号とＶＣＯ１２から入力されたＦＭ信号とを混合した信号を生成し、生成した信号をＢＰＦ１７へ出力する。Ｍｉｘ１６によって生成された信号には、ＡＳＫ変調された中間周波数（ＩＦ：Intermediate Frequency）帯のビート信号や、低周波数（ＢＢ：Baseband Frequency）帯の直流ノイズ、高周波帯の搬送波の漏れ信号、搬送波の２倍の周波数帯の変調されたビート信号などが含まれる。
【００２３】
ＢＰＦ１７は、Ｍｉｘ１６から入力された信号のうち、低周波数帯の直流ノイズと、漏れ信号と、搬送波の２倍の周波数帯のビート信号とを除去して、ＡＳＫ変調された中間周波数帯のビート信号を通過させる。すなわち、ＢＰＦ１７は、Ｍｉｘ１６から入力された信号のうち、中間周波数帯のビート信号をＭｉｘ１８へ出力する。
【００２４】
Ｍｉｘ１８は、ＢＰＦ１７から入力された中間周波数帯のビート信号と、矩形波ＯＳＣ１４から入力された矩形波とを混合して、ビート信号を中間周波数帯から低周波帯にダウンコンバートし、ダウンコンバート後の信号をＬＰＦ１９へ出力する。Ｍｉｘ１８によってダウンコンバートされた信号には、低周波帯のビート信号や、矩形波ＯＳＣ１４における矩形波クロックと同一の周波数帯の漏れ信号、かかる矩形波クロックの２倍の周波数帯の信号などが含まれる。ＬＰＦ１９は、Ｍｉｘ１８から入力された信号のうち、低周波帯のビート信号を通過させて、かかる低周波帯のビート信号を包絡線検波部２０およびＭＰＸ２１へ出力する。
【００２５】
包絡線検波部２０は、ＬＰＦ１９から入力されたビート信号の包絡線を検波する。図１に示した例を用いて説明すると、包絡線検波部２０は、ＦＭ−ＡＭ雑音が含まれているビート信号Ｂ１を入力された場合に、ビート信号Ｂ１の包絡線Ｅを検波する。そして、包絡線検波部２０は、検波した包絡線を示す信号（以下、「包絡線信号」という）をＭＰＸ２１へ出力する。
【００２６】
ＭＰＸ２１は、ＬＰＦ１９から入力されたビート信号と、包絡線検波部２０から入力された包絡線信号とを制御部１１０へ出力する。なお、ＭＰＸ２１は、入力された複数の信号から１つの信号を選択して出力するスイッチであってもよい。また、一般に、１チップコンピュータ（制御コンピュータ）にはＭＰＸ２１が付属しているため、図２−１に示した構成は容易に実現することが可能である。
【００２７】
制御部１１０は、レーダ装置１００による補正データ生成処理や、距離計測処理、速度計測処理等を行う。かかる制御部１１０は、送信指示部１１１と、Ａ／Ｄ（analog to digital）変換部１１２と、補正データ生成部１１３と、補正部１１４と、算出部１１５とを有する。
【００２８】
送信指示部１１１は、対象物に対して所定の電波を送信するように、三角波発生器１１に対して指示する。具体的には、送信指示部１１１は、所定のタイミングになった場合（例えば、対象物までの距離等を測定するように指示を受け付けた場合など）に、三角波発生器１１に対して、所定の振幅や所定の繰り返し周波数の三角波を出力する旨の指示を行う。上述した三角波発生器１１は、送信指示部１１１からの指示を受け付けて三角波出力処理を行う。
【００２９】
Ａ／Ｄ変換部１１２は、アナログ信号をデジタル信号へ変換（ＡＤコンバート）する。具体的には、Ａ／Ｄ変換部１１２は、モジュレーション信号に同期して、ＭＰＸ２１から入力された包絡線信号をＡＤコンバートする。そして、Ａ／Ｄ変換部１１２は、ＡＤコンバート後の包絡線信号を補正データ生成部１１３へ出力する。
【００３０】
補正データ生成部１１３は、Ａ／Ｄ変換部１１２から入力された包絡線信号に基づいて、補正データを生成する。図３を用いて、補正データ生成部１１３による補正データ生成処理について具体的に説明する。図３は、補正データ生成部１１３による補正データ生成処理を説明するための図である。
【００３１】
図３に示すように、補正データ生成部１１３は、Ａ／Ｄ変換部１１２によってＡＤコンバートされた包絡線信号Ｅｄを取得する。続いて、補正データ生成部１１３は、補正データを生成するための基準値Ｓｄを決定する。図３に示した例では、補正データ生成部１１３は、包絡線信号Ｅｄの平均値を基準値Ｓｄに決定している。なお、補正データ生成部１１３は、基準値Ｓｄを桁あふれ等が発生しない使用可能な範囲で、どのような値に決定してもよい。例えば、補正データ生成部１１３は、包絡線信号Ｅｄの最大値を基準値Ｓｄに決定してもよいし、包絡線信号Ｅｄの最小値を基準値Ｓｄに決定してもよい。
【００３２】
続いて、補正データ生成部１１３は、包絡線信号Ｅｄの値を所定の間隔で測定（サンプリング）する。続いて、補正データ生成部１１３は、包絡線信号Ｅｄを測定した位置（以下、「サンプリング位置」という）ごとに、基準値Ｓｄに対する包絡線信号Ｅｄの値の割合を算出する。そして、補正データ生成部１１３は、算出した割合の逆数を求めて、各サンプリング位置におけるゲインを算出する。このようにして算出されたゲインは、各サンプリング位置における補正データに該当する。なお、図３において、波形Ｒｄは、補正データ生成部１１３によって算出される補正データを示している。
【００３３】
図３に示した例では、補正データ生成部１１３は、Ａ／Ｄ変換部１１２によって包絡線信号がＡＤコンバートされる１つの区間を、サンプリング数「Ｎ」によってサンプリングしている。なお、ここでは、Ａ／Ｄ変換部１１２によって包絡線信号がＡＤコンバートされる１つの区間は、１周期であるものとする。かかる場合に、補正データ生成部１１３は、サンプリング位置「１」において、基準値Ｓｄに対する包絡線信号Ｅｄの値の割合として、「０．８」を算出する。続いて、補正データ生成部１１３は、割合「０．８」の逆数である「１．２５」を算出する。算出した「１．２５」がサンプリング位置「１」における補正データに該当する。
【００３４】
また、例えば、補正データ生成部１１３は、サンプリング位置「ｍ」において、基準値Ｓｄに対する包絡線信号Ｅｄの値の割合として、「１．６」を算出する。続いて、補正データ生成部１１３は、割合「１．６」の逆数である「０．６２５」を算出する。算出した「０．６２５」がサンプリング位置「ｍ」における補正データに該当する。
【００３５】
補正データ生成部１１３は、このようにして生成した補正データを、記憶部１２０に記憶させる。このとき、補正データ生成部１１３は、サンプリング位置に対応付けて、生成した補正データを記憶部１２０に記憶させる。
【００３６】
補正部１１４および算出部１１５における処理については、距離計測処理や速度計測処理に関係するため、図２−２に示したレーダ装置２００の構成を説明する際に詳細に説明する。
【００３７】
なお、上述したレーダ装置１００において、包絡線検波部２０による包絡線検波処理は、制御部１１０の所定の処理部が行ってもよい。具体的には、制御部１１０が、制御コンピュータによってデジタルフィルタ機能を実現するデジタルフィルタ部を有し、デジタルフィルタ部が、ビート信号を濾波して包絡線検波処理を行う。かかる場合、レーダ装置１００は、包絡線検波部２０を備えることなく、包絡線検波処理を行うことが可能になる。
【００３８】
次に、図２−２を用いて、距離計測処理や速度計測処理を行うレーダ装置２００の構成について説明する。なお、以下では、図２−１に示した構成部位と同様の機能を有する部位には同一符号を付すこととして、その詳細な説明を省略する。上述したように、レーダ装置２００は、出荷時におけるレーダ装置の状態を示しており、レーダ装置１００の導波管１０が外されて、Ｔ−ａｎｔ２２およびＲ−ａｎｔ２３が装着される。
【００３９】
図２−２に示したレーダ装置２００において、ＡＭＰ２４は、ＶＣＯ１２から入力されたＦＭ信号を増幅し、増幅したＦＭ信号をＴ−ａｎｔ２２へ出力する。Ｔ−ａｎｔ２２は、ＡＭＰ２４から入力された信号（送信波）を、対象物に対して送信する。Ｒ−ａｎｔ２３は、Ｔ−ａｎｔ２２によって送信された送信波に対する反射波を対象物から受信し、かかる受信波をＡＭＰ２５へ出力する。ＡＭＰ２５は、矩形波ＯＳＣ１４から入力された矩形波に基づいて、Ｒ−ａｎｔ２３から入力された受信波を増幅およびＡＳＫ変調をして、増幅およびＡＳＫ変調後の信号をＭｉｘ１６へ出力する。
【００４０】
続いて、距離計測処理や速度計測処理を行うレーダ装置２００が有する制御部１１０について説明する。Ａ／Ｄ変換部１１２は、モジュレーション信号に同期して、ＭＰＸ２１から入力されたビート信号をＡＤコンバートする。そして、Ａ／Ｄ変換部１１２は、ＡＤコンバート後のビート信号を補正部１１４へ出力する。
【００４１】
補正部１１４は、Ａ／Ｄ変換部１１２からＡＤコンバート後のビート信号を入力された場合に、記憶部１２０に記憶されている補正データに基づいて、かかるビート信号に含まれるＦＭ−ＡＭ雑音を除去する。
【００４２】
具体的には、補正部１１４は、モジュレーション信号に同期することにより、Ａ／Ｄ変換部１１２から入力されたビート信号のうち、補正データ生成部１１３によって補正データが生成されたサンプリング位置に対応する位置を特定する。続いて、補正部１１４は、記憶部１２０から、特定したサンプリング位置に対応する補正データを取得する。そして、補正部１１４は、特定したサンプリング位置に対応するビート信号の振幅に、取得した補正データを乗算する。
【００４３】
図１および図３に示した例を用いて説明する。例えば、Ａ／Ｄ変換部１１２から入力されたビート信号に対して、サンプリング位置「１」に対応するビート信号の振幅を補正する場合、補正部１１４は、記憶部１２０からサンプリング位置「１」に対応付けて記憶されている補正データ「１．２５」を取得する。続いて、補正部１１４は、サンプリング位置「１」に対応するビート信号の振幅（図１上段における「１」に対応する振幅）に、補正データ「１．２５」を乗算する。これにより、補正部１１４は、図１下段に示すように、サンプリング位置「１」に対応するビート信号の振幅を補正することができる。
【００４４】
また、例えば、Ａ／Ｄ変換部１１２から入力されたビート信号に対して、サンプリング位置「ｍ」に対応するビート信号の振幅を補正する場合、補正部１１４は、記憶部１２０からサンプリング位置「ｍ」に対応付けて記憶されている補正データ「０．６２５」を取得する。続いて、補正部１１４は、サンプリング位置「ｍ」に対応するビート信号の振幅（図１上段における「ｍ」に対応する振幅）に、補正データ「０．６２５」を乗算する。これにより、補正部１１４は、図１下段に示すように、サンプリング位置「ｍ」に対応するビート信号の振幅を補正することができる。
【００４５】
このようにして、補正部１１４は、Ａ／Ｄ変換部１１２から入力されたビート信号の振幅を補正する。これにより、補正部１１４は、例えば、図１に示したＦＭ−ＡＭ雑音が含まれるビート信号Ｂ１を入力された場合であっても、ビート信号Ｂ１を、図１に示したビート信号Ｂ２のように、振幅が一定であるビート信号に補正することができる。
【００４６】
算出部１１５は、補正部１１４によって補正されたビート信号に基づいて、距離計測処理や速度計測処理を行う。以下に、算出部１１５による距離計測処理および速度計測処理について、レーダ装置２００と対象物Ｔとの相対速度が０である場合と、レーダ装置２００と対象物Ｔとの相対速度が０でない場合とに分けて説明する。
【００４７】
図４−１〜図４−３を用いて、レーダ装置２００と対象物Ｔとの相対速度が０である場合における算出部１１５による距離計測処理の原理を説明する。なお、ここでは、対象物Ｔは、レーダ装置２００から距離Ｒの場所に位置するものとする。図４−１は、レーダ装置２００から送信された送信波とかかる送信波に対応する受信波の一例を示す図である。なお、図４−１において、横軸は時間を示し、縦軸は周波数を示す。図４−１に示すように、受信波は、Ｔ−ａｎｔ２２が送信波を送信した後、距離Ｒを往復する時間分の遅れが発生する。レーダ装置２００は、かかる時間遅れに基づいてビート信号を生成する。図４−２は、図４−１に示した送信波と受信波とに基づいて生成されたビート信号の周波数（ビート周波数）の一例を示す図である。なお、図４−２において、横軸は時間を示し、縦軸はビート周波数を示す。
【００４８】
算出部１１５は、図４−２に示したようなビート周波数を持つビート信号に対して、高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast Fourier transform）処理を行う。具体的には、算出部１１５は、ビート周波数を、三角波（送信波）の周波数上昇区間と、三角波（送信波）の周波数下降区間とに分けて、各ビート信号に対して高速フーリエ変換処理を行う。
【００４９】
図４−３は、図４−２に示したビート周波数を持つビート信号に対する高速フーリエ変換の結果を示す図である。なお、図４−３において、横軸は周波数を示し、縦軸は電力を示す。図４−３は、ビート周波数の上昇区間における高速フーリエ変換の結果と、下降区間における高速フーリエ変換の結果とを示している。すなわち、レーダ装置２００と対象物Ｔとの相対速度が０である場合、ビート周波数の上昇区間における高速フーリエ変換の結果と、下降区間における高速フーリエ変換の結果とは等しくなる。
【００５０】
図４−３に示すように、周波数がｆｒ´である場合に、電力はピークになる。周波数ｆｒ´は、対象物Ｔまでの距離Ｒに比例した周波数を示す。算出部１１５は、かかる周波数ｆｒ´を用いて、対象物Ｔまでの距離Ｒを計測する。具体的には、算出部１１５は、以下の式（１）により、対象物Ｔまでの距離Ｒを計測することができる。
【００５１】
【数１】
【００５２】
ここで、上記式（１）中の「ｃ」は、光速（電波の速度）を示し、Δｆは、三角波の振幅（変調周波数幅）を示し、ｆｍは、三角波の繰り返し周波数（変調幅）を示す。
【００５３】
続いて、図５−１〜図５−４を用いて、レーダ装置２００と対象物との相対速度が０でない場合における算出部１１５による距離計測処理および速度計測処理の原理を説明する。なお、ここでは、対象物Ｔは、レーダ装置２００から距離Ｒの場所に位置し、速度ｖで移動しているものとし、レーダ装置２００は、移動していないものとする。
【００５４】
図５−１は、レーダ装置２００から送信された送信波とかかる送信波に対応する受信波の一例を示す図である。図５−１に示すように、受信波の周波数は、送信波の周波数と比較して、対象物Ｔが速度ｖにより移動しているので、かかる速度に比例した周波数（ドップラ周波数）ｆｄ分のシフトがある。図５−２は、図５−１に示した送信波と受信波とに基づいて生成されたビート信号の周波数（ビート周波数）の一例を示す図である。図５−２に示すように、ビート信号の周波数をｆｒとすると、上昇区間におけるビート信号の周波数ｆｕｐは、ドップラ周波数成分が減算された「｜ｆｒ−ｆｄ｜」となり、下降区間におけるビート信号の周波数ｆｄｏｗｎは、ドップラ周波数成分が加算された「｜ｆｒ＋ｆｄ｜」となる。
【００５５】
算出部１１５は、図５−２に示したようなビート周波数を持つビート信号を、三角波（送信波）の周波数上昇区間と、三角波（送信波）の周波数下降区間とに分けて、各ビート信号に対して高速フーリエ変換処理を行う。
【００５６】
図５−３は、図５−２に示したビート周波数を持つビート信号の上昇区間における高速フーリエ変換の結果を示す図である。図５−３に示すように、周波数がｆｕｐ´である場合に、電力はピークになる。図５−４は、図５−２に示したビート周波数を持つビート信号の下降区間における高速フーリエ変換の結果を示す図である。図５−４に示すように、周波数がｆｄｏｗｎ´である場合に、電力はピークになる。算出部１１５は、かかる周波数ｆｕｐ´およびｆｄｏｗｎ´を用いて、対象物Ｔまでの距離Ｒおよび対象物Ｔの移動速度ｖを計測する。具体的には、算出部１１５は、以下の式（２）により、対象物Ｔまでの距離Ｒを計測することができ、以下の式（３）により、対象物Ｔの移動速度ｖを計測することができる。
【００５７】
【数２】
【００５８】
【数３】
【００５９】
ここで、上記式（２）、（３）中の「ｃ」は、光速（電波の速度）を示し、Δｆは、三角波の振幅（変調周波数幅）を示し、ｆｍは、三角波の繰り返し周波数（変調幅）を示し、ｆ０は、変調中心周波数を示す。
【００６０】
このように、算出部１１５は、補正部１１４によって補正されたビート信号に基づいて、距離計測処理および速度計測処理を行うので、近距離に位置する対象物Ｔまでの距離や、対象物Ｔの移動速度を計測することができる。
【００６１】
なお、上記では、レーダ装置２００と対象物Ｔとの相対速度が０である場合と、レーダ装置２００と対象物Ｔとの相対速度が０でない場合とに分けて、距離計測処理および速度計測処理の原理を説明した。しかし、実際には、レーダ装置２００は、対象物Ｔとの相対速度が０であるか否かを予め検知していないことが多いため、相対速度が０でないものとして、上記式（２）および（３）を用いて、距離計測処理および速度計測処理を行う。すなわち、レーダ装置２００と対象物Ｔとの相対速度が０であるか否かは、上記式（３）を用いた速度計測処理の結果により判明する。
【００６２】
次に、レーダ装置１００による補正データ生成処理の手順について説明する。図６は、レーダ装置１００による補正データ生成処理手順を示すフローチャートである。図６に示すように、レーダ装置１００の送信指示部１１１は、所定のタイミングになった場合に、三角波発生器１１に対して、所定の振幅や所定の繰り返し周波数の三角波を送信する旨の指示を行う（ステップＳ１０１）。
【００６３】
かかる指示を受け付けた三角波発生器１１によって三角波がＶＣＯ１２へ出力された後、レーダ装置１００の内部回路（Ｍｉｘ１６〜ＬＰＦ１９）は、ビート信号を生成する（ステップＳ１０２）。続いて、包絡線検波部２０は、生成されたビート信号の包絡線を検波する（ステップＳ１０３）。続いて、制御部１１０のＡ／Ｄ変換部１１２は、モジュレーション信号に同期して、包絡線検波部２０によって検波された包絡線信号とをＡＤコンバートする（ステップＳ１０４）。
【００６４】
続いて、補正データ生成部１１３は、Ａ／Ｄ変換部１１２によってＡＤコンバートされた包絡線信号の基準値を決定する（ステップＳ１０５）。続いて、補正データ生成部１１３は、包絡線信号の値を所定のサンプリング間隔で測定し、サンプリング位置ごとに、基準値に対する包絡線信号の値の割合を算出する（ステップＳ１０６）。続いて、補正データ生成部１１３は、算出した割合の逆数を求めることにより、各サンプリング位置における補正データを生成する（ステップＳ１０７）。そして、補正データ生成部１１３は、生成した補正データを、サンプリング位置に対応付けて記憶部１２０に記憶させる（ステップＳ１０８）。
【００６５】
次に、レーダ装置２００による距離計測処理および速度計測処理の手順について説明する。図７は、レーダ装置２００による距離計測処理手順および速度計測処理手順を示すフローチャートである。図７に示すように、レーダ装置２００の送信指示部１１１は、所定のタイミングになった場合に、三角波発生器１１に対して、所定の振幅や所定の繰り返し周波数の三角波を送信する旨の指示を行う（ステップＳ２０１）。
【００６６】
かかる指示を受け付けた三角波発生器１１によって三角波がＶＣＯ１２へ出力された後、Ｔ−ａｎｔ２２は、送信波を、対象物に対して送信する（ステップＳ２０２）。続いて、Ｒ−ａｎｔ２３は、対象物から、Ｔ−ａｎｔ２２によって送信された送信波に対する反射波を受信する（ステップＳ２０３）。続いて、レーダ装置１００の内部回路（Ｍｉｘ１６〜ＬＰＦ１９）は、送信波および受信波に基づいて、ビート信号を生成する（ステップＳ２０４）。
【００６７】
続いて、制御部１１０のＡ／Ｄ変換部１１２は、モジュレーション信号に同期して、内部回路によって生成されたビート信号をＡＤコンバートする（ステップＳ２０５）。続いて、補正部１１４は、Ａ／Ｄ変換部１１２によってＡＤコンバートされたビート信号について、補正データ生成部１１３によって補正データが生成されたサンプリング位置を特定する（ステップＳ２０６）。続いて、補正部１１４は、特定したサンプリング位置に対応する補正データを記憶部１２０から取得する（ステップＳ２０７）。続いて、補正部１１４は、特定したサンプリング位置に対応するビート信号の振幅に、取得した補正データを乗算する（ステップＳ２０８）。
【００６８】
続いて、算出部１１５は、三角波（送信波）の周波数上昇区間におけるビート信号と、三角波（送信波）の周波数下降区間におけるビート信号とに分けて、高速フーリエ変換処理を行う（ステップＳ２０９）。続いて、算出部１１５は、ビート周波数の上昇区間における高速フーリエ変換の結果に基づいて、電力がピークになる周波数（図５−３に示した例では「ｆｕｐ´」）を検出する（ステップＳ２１０）。また、算出部１１５は、ビート周波数の下降区間における高速フーリエ変換の結果に基づいて、電力がピークになる周波数（図５−４に示した例では「ｆｄｏｗｎ´」）を検出する（ステップＳ２１１）。続いて、算出部１１５は、検出した周波数ｆｕｐ´およびｆｄｏｗｎ´を用いて対象物までの距離および対象物の移動速度を計測する（ステップＳ２１２）。具体的には、算出部１１５は、上記式（２）および（３）により対象物までの距離および対象物の移動速度を計測する。
【００６９】
上述してきたように、実施例１に係るレーダ装置は、製造時において、内部回路で生成したビート信号の包絡線を検波し、所定の基準値に対する包絡線の値の割合を算出し、算出した割合の逆数を求めることにより、補正データを生成する。これにより、実施例１に係るレーダ装置は、ビート信号を補正するための補正データを生成することができる。
【００７０】
また、実施例１に係るレーダ装置は、出荷後の動作時において、補正データに基づいてビート信号を補正するので、ビート信号のＦＭ−ＡＭ雑音を除去することができる。また、実施例１に係るレーダ装置は、ＦＭ−ＡＭ雑音を除去したビート信号に基づいて、距離計測処理および速度計測処理を行うので、近距離に位置する対象物までの距離や近距離に位置する対象物の移動速度を計測することができる。
【００７１】
例えば、実施例１に係るレーダ装置は、自動車に装着されることにより、他の車両（自動車や自転車）や歩行者等までの距離や、相対速度を計測することができる。また、例えば、実施例１に係るレーダ装置は、信号機や道路標識等に装着されることにより、車両や歩行者等までの距離や、車両や歩行者等の移動速度を計測することができる。図８は、実施例１に係るレーダ装置が信号機や道路標識に装着される例を示す図である。図８では、実施例１に係るレーダ装置２００に対応するレーダ装置２００ａおよび２００ｂが信号機や道路標識等に装着されている例を示している。
【実施例２】
【００７２】
ところで、上記実施例１では、本願に開示するレーダ装置、レーダ装置制御方法、レーダ装置制御プログラムおよびレーダ制御装置について説明したが、本願に開示するレーダ装置等は、上述した実施例１以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよい。そこで、実施例２では、本願に開示するレーダ装置等に含まれる他の実施例を説明する。
【００７３】
［補正データ１］
上記実施例１では、三角波発生器１１によって出力される三角波の状態が変化しないことを前提として、レーダ装置１００による補正データ生成処理について説明した。しかし、レーダ装置は、異なる状態の三角波を用いる場合がある。そこで、レーダ装置１００は、三角波の状態ごとに異なる補正データを生成して、記憶部１２０に記憶させてもよい。なお、ここでいう「三角波の状態」とは、三角波の振幅および繰り返し周波数を示す。図４−１および図５−１に示した例では、Δｆが三角波の振幅を示し、ｆｍが三角波の繰り返し周波数を示している。以下に、三角波の状態ごとに補正データを生成するレーダ装置１００による処理について具体的に説明する。
【００７４】
レーダ装置１００の送信指示部１１１は、三角波発生器１１に対して所定の振幅および所定の繰り返し周波数の三角波を出力するように指示する。そして、補正データ生成部１１３は、かかる三角波が出力された状態において、上述した補正データ生成処理を行う。続いて、送信指示部１１１は、三角波発生器１１に対して、前述した振幅や繰り返し周波数と異なる振幅や繰り返し周波数の三角波を出力するように指示する。そして、補正データ生成部１１３は、かかる三角波が出力されている状態において、上述した補正データ生成処理を行う。このようにして、レーダ装置１００は、出荷後に三角波発生器１１が出力する可能性のある三角波の振幅と繰り返し周波数との組合せごとに、補正データを生成し、生成した補正データを、三角波の振幅と繰り返し周波数との組合せに対応付けて記憶部１２０に記憶させる。そして、レーダ装置２００の補正部１１４は、三角波発生器１１によって出力される三角波の振幅と繰り返し周波数との組合せに対応する補正データに基づいて、ビート信号を補正する。
【００７５】
このように、レーダ装置１００が、三角波の状態変化に応じて異なる補正データを生成することにより、レーダ装置２００は、三角波の状態に応じて適切な補正データを用いてビート信号を補正することができる。これにより、レーダ装置２００は、振幅や繰り返し周波数が異なる三角波を用いる場合であっても、近距離に位置する対象物までの距離や近距離に位置する対象物の移動速度を計測することができる。
【００７６】
［補正データ２］
また、上記実施例１では、補正データ生成部１１３が、複数のサンプリング位置に対応付けて、補正データを記憶部１２０に記憶させる例を示したが、補正データ生成部１１３は、所定のサンプリング位置に対応する補正データを１つのみ記憶部１２０に記憶させてもよい。具体的には、補正データ生成部１１３は、上述したように、サンプリング位置ごとに補正データを算出する。続いて、補正データ生成部１１３は、複数の補正データのうち、所定の補正データを基準値（以下、「補正データ基準値」という）に決定する。続いて、補正データ生成部１１３は、サンプリング位置ごとに、補正データ基準値に対する補正データの割合（以下、「補正データ係数」という）を算出する。そして、補正データ生成部１１３は、補正データ基準値を記憶部１２０に記憶させるとともに、サンプリング位置ごとに、補正データ係数を記憶部１２０に記憶させる。
【００７７】
例えば、図３に示した例において、補正データ生成部１１３は、サンプリング位置「１」に対応する補正データ「１．２５」を補正データ基準値に決定したものとする。そして、補正データ生成部１１３は、サンプリング位置「ｍ」に対応する補正データ「０．６２５」の補正データ係数を算出する場合、補正データ基準値「１．２５」に対する補正データ「０．６２５」の割合「０．５」を算出する。同様にして、補正データ生成部１１３は、サンプリング位置ごとに、補正データ基準値「１．２５」に対する補正データの割合を算出する。そして、補正データ生成部１１３は、補正データ基準値「１．２５」を記憶部１２０に記憶させるとともに、サンプリング位置に対応付けて補正データ係数を記憶部１２０に記憶させる。例えば、補正データ生成部１１３は、サンプリング位置「ｍ」に対応付けて補正データ係数「０．５」を記憶部１２０に記憶させる。
【００７８】
上述したように、補正データ基準値と補正データ係数とを記憶部１２０に記憶させる場合、補正部１１４は、記憶部１２０に記憶されている補正データ基準値に、サンプリング位置に対応する係数を乗算して補正データを算出した後に、ビート信号を補正する。例えば、補正部１１４は、サンプリング位置「ｍ」におけるビート信号の振幅を補正する場合、記憶部１２０から、補正データ基準値「１．２５」と、サンプリング位置「ｍ」に対応付けて記憶されている補正データ係数「０．５」を取得する。続いて、補正部１１４は、補正データ基準値「１．２５」に補正データ係数「０．５」を乗算することにより、補正データ「０．６２５」を算出する。そして、補正部１１４は、算出した補正データ「０．６２５」を用いて、サンプリング位置「ｍ」におけるビート信号の振幅を補正する。
【００７９】
［システム構成１］
また、上記実施例１では、ビート信号を、中間周波数帯のビート信号に変換した後、低周波数帯のビート信号に変換するレーダ装置の構成例を示した。しかし、上述してきた補正データ生成処理や、距離計測処理、速度計測処理を実現するレーダ装置は、上述したレーダ装置１００および２００に限られない。例えば、高周波（ＲＦ：Radio frequency）帯から低周波帯のビート信号に直接変換するレーダ装置であっても、上述してきた補正データ生成処理等を実現することができる。
【００８０】
図９は、高周波帯から低周波帯のビート信号に直接変換するレーダ装置３００の構成を示す図である。図９に示すように、レーダ装置３００は、図２−２に示したレーダ装置２００と比較して、Ｍｉｘ１６、ＢＰＦ１７、矩形波ＯＳＣ１４およびＭｉｘ１８の代わりに、Ｍｉｘ２６を有する。Ｍｉｘ２６は、ＡＭＰ２５から入力された変調信号とＶＣＯ１２から入力された変調信号とを混合して、低周波帯のビート信号を生成し、生成したビート信号をＬＰＦ１９へ出力する。
【００８１】
［システム構成２］
また、上記実施例１では、Ｔ−ａｎｔ２２とＲ−ａｎｔ２３とを有するレーダ装置２００の構成例を示したが、本願に開示するレーダ装置は、送信用アンテナと受信用アンテナが、１つの送受信アンテナによって実現されてもよい。
【００８２】
図１０−１は、送受信アンテナを有するレーダ装置４００の構成を示す図である。図１０−１に示すように、レーダ装置４００は、図２−２に示したレーダ装置２００と比較して、Ｔ−ａｎｔ２２とＲ−ａｎｔ２３との代わりに、ａｎｔ４１を有し、矩形波ＯＳＣ１４の代わりに、矩形波ＯＳＣ４２を有する。ａｎｔ４１は、送信用アンテナと受信用アンテナを共用する送受信アンテナである。矩形波ＯＳＣ４２は、図２−２に示した矩形波ＯＳＣ１４と比較して、ＡＭＰ２４に接続される。これは、ａｎｔ４１が、矩形波ＯＳＣ４２から出力される矩形波に基づいて、送信用アンテナまたは受信用アンテナのいずれによって動作するかをスイッチングするためである。
【００８３】
なお、図１０−１に示したレーダ装置４００のように、１個の送受信アンテナを有するレーダ装置が補正データ生成処理を行う場合、レーダ装置には、送信用アンテナと、受信用アンテナとがレーダ装置に接続される。図１０−２を用いて具体的に説明する。図１０−２は、送受信アンテナを有するレーダ装置５００による補正データ生成処理時の構成を示す図である。図１０−２に示すように、レーダ装置５００は、ＡＭＰ２４にＴ−ａｎｔ５１が接続され、ＡＭＰ２５にＲ−ａｎｔ５２が接続される。また、Ｔ−ａｎｔ５１とＲ−ａｎｔ５２とは、導波管５０によって接続される。このように、１個の送受信アンテナを有するレーダ装置であっても、Ｔ−ａｎｔ５１とＲ−ａｎｔ５２とが接続されることによって、補正データ生成処理を行うことができる。
【００８４】
［検出プログラムを実行するコンピュータ］
また、図２−１および図２−２に示したレーダ装置１００および２００の構成は、要旨を逸脱しない範囲で種々に変更することができる。例えば、レーダ装置１００および２００の制御部１１０の機能をソフトウェアとして実装し、これをコンピュータで実行することにより、レーダ装置１００および２００と同等の機能を実現することもできる。以下に、制御部１１０の機能をソフトウェアとして実装したレーダ装置制御プログラム１０３１を実行するコンピュータの一例を示す。
【００８５】
図１１は、レーダ装置制御プログラム１０３１を実行するコンピュータ１０００の構成を示す図である。図１１に示すように、コンピュータ１０００は、各種演算処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１０と、各種情報を一時記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）１０２０と、ハードディスク装置１０３０とをバス１０４０で接続して構成される。
【００８６】
そして、ハードディスク装置１０３０には、図２−１および図２−２に示した制御部１１０と同様の機能を有するレーダ装置制御プログラム１０３１と、図２−１および図２−２に示した記憶部１２０に記憶される各種データに対応する補正データ１０３２とが記憶される。なお、補正データ１０３２を、適宜分散させ、ネットワークを介して接続された他のコンピュータに記憶させておくこともできる。
【００８７】
そして、ＣＰＵ１０１０がレーダ装置制御プログラム１０３１をハードディスク装置１０３０から読み出してＲＡＭ１０２０に展開することにより、レーダ装置制御プログラム１０３１は、レーダ装置制御プロセス１０２１として機能するようになる。そして、レーダ装置制御プロセス１０２１は、補正データ１０３２から読み出した情報等を適宜ＲＡＭ１０２０上の自身に割り当てられた領域に展開し、この展開したデータ等に基づいて各種データ処理を実行する。
【００８８】
なお、上記のレーダ装置制御プログラム１０３１は、必ずしもハードディスク装置１０３０に格納されている必要はなく、ＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に記憶されたこのプログラムを、コンピュータ１０００が読み出して実行するようにしてもよい。また、公衆回線、インターネット、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）等を介してコンピュータ１０００に接続される他のコンピュータ（またはサーバ）等にこのプログラムを記憶させておき、コンピュータ１０００がこれらからプログラムを読み出して実行するようにしてもよい。
【００８９】
以上の各実施例を含む実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
【００９０】
（付記１）対象物に送信された送信波と前記送信波に対する反射波とに基づいて生成されるビート信号の振幅を補正するための補正データを記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶されている補正データに基づいて、前記ビート信号の振幅を補正する補正部と、
前記補正部によって補正されたビート信号に基づいて、前記対象物までの距離または前記対象物の移動速度を算出する算出部と
を備えたことを特徴とするレーダ装置。
【００９１】
（付記２）前記ビート信号の包絡線を検波する包絡線検波部と、
前記包絡線検波部によって検波された包絡線に基づいて、前記補正データを生成する補正データ生成部とをさらに備え、
前記記憶部は、前記補正データ生成部によって生成された補正データを記憶することを特徴とする付記１に記載のレーダ装置。
【００９２】
（付記３）前記補正データ生成部は、前記送信波の変調を制御する制御信号の振幅と繰り返し周波数との組合せごとに補正データを生成し、
前記記憶部は、前記補正データ生成部によって生成された補正データを、制御信号の振幅と繰り返し周波数との組合せに対応づけて記憶し、
前記補正部は、前記記憶部から、前記送信波の変調を制御した制御信号の振幅と繰り返し周波数との組合せに対応する補正データを取得し、取得した補正データに基づいて、前記ビート信号の振幅を補正することを特徴とする付記２に記載のレーダ装置。
【００９３】
（付記４）対象物に送信された送信波と前記送信波に対する反射波とに基づいて生成されるビート信号の振幅を補正するための補正データを記憶した記憶部に記憶されている補正データに基づいて、前記ビート信号の振幅を補正する補正工程と、
前記補正工程によって補正されたビート信号に基づいて、前記対象物までの距離または前記対象物の移動速度を算出する算出工程と
を含んだことを特徴とするレーダ装置制御方法。
【００９４】
（付記５）前記ビート信号の包絡線を検波する包絡線検波工程と、
前記包絡線検波工程によって検波された包絡線に基づいて、前記補正データを生成する補正データ生成工程とをさらに含み、
前記記憶部は、前記補正データ生成工程によって生成された補正データを記憶することを特徴とする付記４に記載のレーダ装置制御方法。
【００９５】
（付記６）前記補正データ生成工程は、前記送信波の変調を制御する制御信号の振幅と繰り返し周波数との組合せごとに補正データを生成し、
前記記憶部は、前記補正データ生成部によって生成された補正データを、制御信号の振幅と繰り返し周波数との組合せに対応づけて記憶し、
前記補正工程は、前記記憶部から、前記送信波の変調を制御した制御信号の振幅と繰り返し周波数との組合せに対応する補正データを取得し、取得した補正データに基づいて、前記ビート信号の振幅を補正することを特徴とする付記５に記載のレーダ装置制御方法。
【００９６】
（付記７）対象物に送信された送信波と前記送信波に対する反射波とに基づいて生成されるビート信号の振幅を補正するための補正データを記憶した記憶部に記憶されている補正データに基づいて、前記ビート信号の振幅を補正する補正手順と、
前記補正手順によって補正されたビート信号に基づいて、前記対象物までの距離または前記対象物の移動速度を算出する算出手順と
をコンピュータに実行させることを特徴とするレーダ装置制御プログラム。
【００９７】
（付記８）前記ビート信号の包絡線を検波する包絡線検波手順と、
前記包絡線検波手順によって検波された包絡線に基づいて、前記補正データを生成する補正データ生成手順とをさらにコンピュータに実行させ、
前記記憶部は、前記補正データ生成手順によって生成された補正データを記憶することを特徴とする付記７に記載のレーダ装置制御プログラム。
【００９８】
（付記９）前記補正データ生成手順は、前記送信波の変調を制御する制御信号の振幅と繰り返し周波数との組合せごとに補正データを生成し、
前記記憶部は、前記補正データ生成部によって生成された補正データを、制御信号の振幅と繰り返し周波数との組合せに対応づけて記憶し、
前記補正手順は、前記記憶部から、前記送信波の変調を制御した制御信号の振幅と繰り返し周波数との組合せに対応する補正データを取得し、取得した補正データに基づいて、前記ビート信号の振幅を補正することを特徴とする付記８に記載のレーダ装置制御プログラム。
【００９９】
（付記１０）対象物に送信された送信波と前記送信波に対する反射波とに基づいて生成されるビート信号の振幅を補正するための補正データを記憶した記憶部に記憶されている補正データに基づいて、前記ビート信号の振幅を補正する補正部と、
前記補正部によって補正されたビート信号に基づいて、前記対象物までの距離または前記対象物の移動速度を算出する算出部と
を備えたことを特徴とするレーダ制御装置。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】実施例１に係るレーダ装置による距離測定処理等の概要を説明するための図である。
【図２−１】補正データ生成処理を行うレーダ装置の構成を示す図である。
【図２−２】距離計測処理や速度計測処理を行うレーダ装置の構成を示す図である。
【図３】補正データ生成部による補正データ生成処理を説明するための図である。
【図４−１】レーダ装置から送信された送信波とかかる送信波に対応する受信波の一例を示す図である。
【図４−２】図４−１に示した送信波と受信波とに基づいて生成されたビート信号の周波数の一例を示す図である。
【図４−３】図４−２に示したビート周波数を持つビート信号に対する高速フーリエ変換の結果を示す図である。
【図５−１】レーダ装置から送信された送信波とかかる送信波に対応する受信波の一例を示す図である。
【図５−２】図５−１に示した送信波と受信波とに基づいて生成されたビート信号の周波数の一例を示す図である。
【図５−３】図５−２に示したビート周波数を持つビート信号の上昇区間における高速フーリエ変換の結果を示す図である。
【図５−４】図５−２に示したビート周波数を持つビート信号の下降区間における高速フーリエ変換の結果を示す図である。
【図６】レーダ装置による補正データ生成処理手順を示すフローチャートである。
【図７】レーダ装置による距離計測処理手順および速度計測処理手順を示すフローチャートである。
【図８】実施例１に係るレーダ装置が信号機や道路標識に装着される例を示す図である。
【図９】高周波帯から低周波帯のビート信号に直接変換するレーダ装置の構成を示す図である。
【図１０−１】送受信アンテナを有するレーダ装置の構成を示す図である。
【図１０−２】送受信アンテナを有するレーダ装置による補正データ生成処理時の構成を示す図である。
【図１１】レーダ装置制御プログラムを実行するコンピュータの構成を示す図である。
【図１２】従来技術を説明するための図である。
【図１３−１】従来技術を説明するための図である。
【図１３−２】従来技術を説明するための図である。
【図１４】従来技術を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１０ 導波管
１１ 三角波発生器
１２ ＶＣＯ
１３、１５、２４、２５ ＡＭＰ
１４ 矩形波ＯＳＣ
１６、１８、２６ Ｍｉｘ
１７ ＢＰＦ
１９ ＬＰＦ
２０ 包絡線検波部
２１ ＭＰＸ
２２ Ｔ−ａｎｔ
２３ Ｒ−ａｎｔ
１００、２００、２００ａ、２００ｂ、３００ レーダ装置
１１０ 制御部
１１１ 送信指示部
１１２ Ａ／Ｄ変換部
１１３ 補正データ生成部
１１４ 補正部
１１５ 算出部
１２０ 記憶部
１０００ コンピュータ
１０１０ ＣＰＵ
１０２０ ＲＡＭ
１０２１ レーダ装置制御プロセス
１０３０ ハードディスク装置
１０３１ レーダ装置制御プログラム
１０３２ 補正データ
１０４０ バス
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物に送信された送信波と前記送信波に対する反射波とに基づいて生成されるビート信号の振幅を補正するための補正データを記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶されている補正データに基づいて、前記ビート信号の振幅を補正する補正部と、
前記補正部によって補正されたビート信号に基づいて、前記対象物までの距離または前記対象物の移動速度を算出する算出部と
を備えたことを特徴とするレーダ装置。
【請求項２】
前記ビート信号の包絡線を検波する包絡線検波部と、
前記包絡線検波部によって検波された包絡線に基づいて、前記補正データを生成する補正データ生成部とをさらに備え、
前記記憶部は、前記補正データ生成部によって生成された補正データを記憶することを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項３】
前記補正データ生成部は、前記送信波の変調を制御する制御信号の振幅と繰り返し周波数との組合せごとに補正データを生成し、
前記記憶部は、前記補正データ生成部によって生成された補正データを、制御信号の振幅と繰り返し周波数との組合せに対応づけて記憶し、
前記補正部は、前記記憶部から、前記送信波の変調を制御した制御信号の振幅と繰り返し周波数との組合せに対応する補正データを取得し、取得した補正データに基づいて、前記ビート信号の振幅を補正することを特徴とする請求項２に記載のレーダ装置。
【請求項４】
対象物に送信された送信波と前記送信波に対する反射波とに基づいて生成されるビート信号の振幅を補正するための補正データを記憶した記憶部に記憶されている補正データに基づいて、前記ビート信号の振幅を補正する補正工程と、
前記補正工程によって補正されたビート信号に基づいて、前記対象物までの距離または前記対象物の移動速度を算出する算出工程と
を含んだことを特徴とするレーダ装置制御方法。
【請求項５】
対象物に送信された送信波と前記送信波に対する反射波とに基づいて生成されるビート信号の振幅を補正するための補正データを記憶した記憶部に記憶されている補正データに基づいて、前記ビート信号の振幅を補正する補正手順と、
前記補正手順によって補正されたビート信号に基づいて、前記対象物までの距離または前記対象物の移動速度を算出する算出手順と
をコンピュータに実行させることを特徴とするレーダ装置制御プログラム。
【請求項６】
対象物に送信された送信波と前記送信波に対する反射波とに基づいて生成されるビート信号の振幅を補正するための補正データを記憶した記憶部に記憶されている補正データに基づいて、前記ビート信号の振幅を補正する補正部と、
前記補正部によって補正されたビート信号に基づいて、前記対象物までの距離または前記対象物の移動速度を算出する算出部と
を備えたことを特徴とするレーダ制御装置。
【請求項１】
対象物に送信された送信波と前記送信波に対する反射波とに基づいて生成されるビート信号の振幅を補正するための補正データを記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶されている補正データに基づいて、前記ビート信号の振幅を補正する補正部と、
前記補正部によって補正されたビート信号に基づいて、前記対象物までの距離または前記対象物の移動速度を算出する算出部と
を備えたことを特徴とするレーダ装置。
【請求項２】
前記ビート信号の包絡線を検波する包絡線検波部と、
前記包絡線検波部によって検波された包絡線に基づいて、前記補正データを生成する補正データ生成部とをさらに備え、
前記記憶部は、前記補正データ生成部によって生成された補正データを記憶することを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項３】
前記補正データ生成部は、前記送信波の変調を制御する制御信号の振幅と繰り返し周波数との組合せごとに補正データを生成し、
前記記憶部は、前記補正データ生成部によって生成された補正データを、制御信号の振幅と繰り返し周波数との組合せに対応づけて記憶し、
前記補正部は、前記記憶部から、前記送信波の変調を制御した制御信号の振幅と繰り返し周波数との組合せに対応する補正データを取得し、取得した補正データに基づいて、前記ビート信号の振幅を補正することを特徴とする請求項２に記載のレーダ装置。
【請求項４】
対象物に送信された送信波と前記送信波に対する反射波とに基づいて生成されるビート信号の振幅を補正するための補正データを記憶した記憶部に記憶されている補正データに基づいて、前記ビート信号の振幅を補正する補正工程と、
前記補正工程によって補正されたビート信号に基づいて、前記対象物までの距離または前記対象物の移動速度を算出する算出工程と
を含んだことを特徴とするレーダ装置制御方法。
【請求項５】
対象物に送信された送信波と前記送信波に対する反射波とに基づいて生成されるビート信号の振幅を補正するための補正データを記憶した記憶部に記憶されている補正データに基づいて、前記ビート信号の振幅を補正する補正手順と、
前記補正手順によって補正されたビート信号に基づいて、前記対象物までの距離または前記対象物の移動速度を算出する算出手順と
をコンピュータに実行させることを特徴とするレーダ装置制御プログラム。
【請求項６】
対象物に送信された送信波と前記送信波に対する反射波とに基づいて生成されるビート信号の振幅を補正するための補正データを記憶した記憶部に記憶されている補正データに基づいて、前記ビート信号の振幅を補正する補正部と、
前記補正部によって補正されたビート信号に基づいて、前記対象物までの距離または前記対象物の移動速度を算出する算出部と
を備えたことを特徴とするレーダ制御装置。
【図１】
【図２−１】
【図２−２】
【図３】
【図４−１】
【図４−２】
【図４−３】
【図５−１】
【図５−２】
【図５−３】
【図５−４】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０−１】
【図１０−２】
【図１１】
【図１２】
【図１３−１】
【図１３−２】
【図１４】
【図２−１】
【図２−２】
【図３】
【図４−１】
【図４−２】
【図４−３】
【図５−１】
【図５−２】
【図５−３】
【図５−４】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０−１】
【図１０−２】
【図１１】
【図１２】
【図１３−１】
【図１３−２】
【図１４】
【公開番号】特開２０１０−７１９５９（Ｐ２０１０−７１９５９Ａ）
【公開日】平成２２年４月２日（２０１０．４．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２４３１７５（Ｐ２００８−２４３１７５）
【出願日】平成２０年９月２２日（２００８．９．２２）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月２日（２０１０．４．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月２２日（２００８．９．２２）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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