レーダ装置の制御方法、レーダ装置、プログラム
【課題】レーダ装置において、対象物の測定精度を向上させる。
【解決手段】ＦＭ−ＣＷレーダ機能とパルスレーダ機能とを併せ備えたレーダ装置において、ＦＭ−ＣＷレーダ機能による対象物の測定（ステップ１２１）と、ＦＭ−ＣＷレーダ機能で得られた距離データの部分だけでのパルスレーダ機能による測定と、これらの測定結果の比較（ステップ１２２）と、パルスレーダ機能で、ＦＭ−ＣＷレーダ機能の測定結果の距離に対象物を検知できない場合、矛盾があった距離データの電力ピーク値の近傍のスライス値（Ｔｈ１）を下げて行う再度のピーク探索と再ペアリング（ステップ１２４）とにより、レーダ装置による対象物の距離や速度の測定精度を向上させる。
【解決手段】ＦＭ−ＣＷレーダ機能とパルスレーダ機能とを併せ備えたレーダ装置において、ＦＭ−ＣＷレーダ機能による対象物の測定（ステップ１２１）と、ＦＭ−ＣＷレーダ機能で得られた距離データの部分だけでのパルスレーダ機能による測定と、これらの測定結果の比較（ステップ１２２）と、パルスレーダ機能で、ＦＭ−ＣＷレーダ機能の測定結果の距離に対象物を検知できない場合、矛盾があった距離データの電力ピーク値の近傍のスライス値（Ｔｈ１）を下げて行う再度のピーク探索と再ペアリング（ステップ１２４）とにより、レーダ装置による対象物の距離や速度の測定精度を向上させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーダ装置の制御技術、レーダ装置、プログラムに関し、特に、複数の異なる方式のレーダを併せ備えたレーダ装置等に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、対象物までの距離を測定するレーダ技術として、特許文献１のＦＭ−ＣＷレーダ技術や、特許文献２のパルスレーダ技術が知られている。
ＦＭ−ＣＷレーダでは、測定対象物に放射される送信波に対して三角波による周波数変調を施し、送信波の上昇区間および下降区間の各々と測定対象物からの反射波との周波数差であるビート信号を生成し、上昇区間および下降区間に対応した二つの前記ビート信号の周波数スペクトルの突出部の対をとるペアリングにより、測定対象物に関する距離および速度を測定する。
【０００３】
この場合、周波数スペクトルの突出部の抽出は、各周波数の信号レベルに閾値を設定して抽出することが考えられるが、閾値の設定によっては、上昇区間と下降区間とにおいて抽出される突出部の数に不整合が生じ、誤ったペアリングが行われる懸念がある。この誤ったペアリングが行われると測定対象物の位置および速度が不正確になる。
【０００４】
このため、特許文献１では、ＦＭ−ＣＷレーダが搭載される車両等の移動体の移動速度を測定し、静止物に対応した上昇区間と下降区間のビート信号の周波数スペクトルに現れる突出部の周波数差を逆算し、その周波数差に対応したペアを優先的に抽出することで、誤ペアリングを防止しようとしている。
【０００５】
しかし、この特許文献１の技術では、適当な静止物が観測範囲内に存在しない場合には誤ペアリングを防止できない。
一方、特許文献２にも開示されているように、パルスレーダでは、パルス波を対象物に繰り返し放射して、その反射波が戻るまでの時間を検出することで対象物の速度を測定するが、パルス波の１周期以内に対象物からの反射波が戻ってきているかどうかは保証されないという、いわゆるレンジアンビギュイティの問題がある。
【０００６】
なお、特許文献２では、パルスレーダにおいて、距離の測定時と、速度の測定時とで、受信パルスの取り扱いを異ならせることで、レンジアンビギュイティと、ドップラアンビギュイティを独立に設計することを可能にしようとしているが、レンジアンビギュイティによる距離の誤測定を防止するものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−１２１９８号公報
【特許文献２】特開平４−２７４７８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、レーダ装置において、対象物の測定精度を向上させることにある。
本発明の他の目的は、ＦＭ−ＣＷレーダ手段とパルスレーダ手段とを併せ備えたレーダ装置において、対象物の測定精度を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の観点は、ＦＭ−ＣＷレーダ手段とパルスレーダ手段とを併せ持つレーダ装置の制御方法であって、
前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段で測定対象物までの距離および前記測定対象物の速度を測定するとともに前記パルスレーダ手段で前記測定対象物までの距離を測定する第１工程と、
前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段および前記パルスレーダ手段の一方の測定結果を用いて他方の測定結果を検証および／または補正する第２工程と、
を含むレーダ装置の制御方法を提供する。
【００１０】
本発明の第２の観点は、ＦＭ−ＣＷレーダ手段とパルスレーダ手段とを併せ持つレーダ装置の制御方法であって、
前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段で測定対象物までの距離および前記測定対象物の速度を測定する第１工程と、
測定範囲を、前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段にて測定された前記距離を含む範囲に設定して、前記パルスレーダ手段による距離の測定を行うことで、前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段による測定結果を検証および／または補正する第２工程と、
を含むレーダ装置の制御方法を提供する。
【００１１】
本発明の第３の観点は、ＦＭ−ＣＷレーダ手段と、
パルスレーダ手段と、
前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段の測定結果および前記パルスレーダの測定結果を用いて、一方の前記測定結果から他方の前記測定結果を検証および／または補正する検証手段と、
を含むレーダ装置を提供する。
【００１２】
本発明の第４の観点は、測定対象物までの距離および前記測定対象物の速度を測定するＦＭ−ＣＷレーダ手段と、
前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段にて測定された前記距離を含むように測定範囲を設定して距離の測定を行うパルスレーダ手段と、
前記パルスレーダ手段による前記距離の測定結果に基づいて、前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段の測定結果を検証および／または補正する検証手段と、
を含むレーダ装置を提供する。
【００１３】
本発明の第５の観点は、ＦＭ−ＣＷレーダ手段と、パルスレーダ手段と、前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段および前記パルスレーダ手段を制御するコンピュータとを含むレーダ装置を制御するプログラムであって、
前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段の測定結果および前記パルスレーダの測定結果を用いて、一方の前記測定結果から他方の前記測定結果を検証および／または補正する検証機能を前記コンピュータに実現させるプログラムを提供する。
【００１４】
上記した本発明によれば、ＦＭ−ＣＷレーダとパルスレーダの各々の測定結果を照合することで、ＦＭ−ＣＷレーダおよびパルスレーダの測定結果の精度を向上させることが可能になる。すなわち、ＦＭ−ＣＷレーダの誤ペアによる対象物の距離や速度の誤検知は、パルスレーダによる距離の測定結果で補正し、パルスレーダのレンジアンビギュイティは、ＦＭ−ＣＷレーダによる距離の測定結果で補正することで、誤りのない測定結果を得ることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、レーダ装置において、対象物の測定精度を向上させることができる。
また、ＦＭ−ＣＷレーダ手段とパルスレーダ手段とを併せ備えたレーダ装置において、測定精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施の形態であるレーダ装置の制御方法を実施するレーダ装置の作用の一例を示すフローチャートである。
【図２】本発明の一実施の形態であるレーダ装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施の形態であるレーダ装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図４】本発明の一実施の形態であるレーダ装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図５】本発明の一実施の形態であるレーダ装置の設置例を示す概念図である。
【図６】本発明の一実施の形態であるレーダ装置の設置例を示す概念図である。
【図７】本発明の一実施の形態であるレーダ装置におけるＦＭ−ＣＷレーダ機能の動作原理を示す概念図である。
【図８】本発明の一実施の形態であるレーダ装置におけるＦＭ−ＣＷレーダ機能の動作原理を示す線図である。
【図９】本発明の一実施の形態であるレーダ装置におけるＦＭ−ＣＷレーダ機能の動作原理を示す線図である。
【図１０】本発明の一実施の形態であるレーダ装置におけるＦＭ−ＣＷレーダ機能の測定結果の一例を示す概念図である。
【図１１】本発明の一実施の形態であるレーダ装置におけるＦＭ−ＣＷレーダ機能の動作原理を示す線図である。
【図１２】本発明の一実施の形態であるレーダ装置におけるＦＭ−ＣＷレーダ機能の測定結果の一例を示す概念図である。
【図１３】本発明の一実施の形態であるレーダ装置におけるパルスレーダのレンジアンビギュイティを説明する概念図である。
【図１４】本発明の一実施の形態であるレーダ装置におけるＦＭ−ＣＷレーダ機能の測定結果の一例を示す線図である。
【図１５】本発明の一実施の形態であるレーダ装置におけるＦＭ−ＣＷレーダ機能の測定結果を処理するためのテーブルの一例を示す概念図である。
【図１６】本発明の一実施の形態であるレーダ装置におけるパルスレーダ機能の測定結果を処理するためのテーブルの一例を示す概念図である。
【図１７】本発明の一実施の形態であるレーダ装置におけるＦＭ−ＣＷレーダ機能の測定結果を処理するためのテーブルの記憶内容の変遷例を示す概念図である。
【図１８】本発明の一実施の形態であるレーダ装置におけるパルスレーダ機能の測定結果を処理するためのテーブルの記憶内容の変遷例を示す概念図である。
【図１９】本発明の一実施の形態であるレーダ装置におけるＦＭ−ＣＷレーダ機能の測定結果を処理するためのテーブルの記憶内容の変遷例を示す概念図である。
【図２０】本発明の一実施の形態であるレーダ装置におけるパルスレーダ機能の測定結果を処理するためのテーブルの記憶内容の変遷例を示す概念図である。
【図２１】本発明の一実施の形態であるレーダ装置におけるパルスレーダ機能の測定結果を処理するためのテーブルの記憶内容の変遷例を示す概念図である。
【図２２】本発明の一実施の形態であるレーダ装置におけるＦＭ−ＣＷレーダ機能の測定結果を処理するためのテーブルの記憶内容の変遷例を示す概念図である。
【図２３】本発明の一実施の形態であるレーダ装置におけるパルスレーダ機能の測定結果を処理するためのテーブルの記憶内容の変遷例を示す概念図である。
【図２４】本発明の一実施の形態であるレーダ装置におけるＦＭ−ＣＷレーダ機能の測定結果を処理するためのテーブルの記憶内容の変遷例を示す概念図である。
【図２５】本発明の一実施の形態であるレーダ装置におけるパルスレーダ機能の測定結果を処理するためのテーブルの記憶内容の変遷例を示す概念図である。
【図２６】本発明の一実施の形態であるレーダ装置およびその制御方法の変形例の作用の一例を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態であるレーダ装置の制御方法を実施するレーダ装置の作用の一例を示すフローチャートであり、図２、図３および図４は、本実施の形態のレーダ装置の構成の一例を示すブロック図である。また、図５および図６は、本実施の形態のレーダ装置の設置例を示す概念図である。
【００１８】
本実施の形態のレーダ装置１０は、たとえば、図５に例示されるように、道路２００を走行する車両２０１に搭載され、他の車両２０１の位置や速度を検出する、いわゆる「車載センサ」として用いることができる。
【００１９】
また、たとえば、図６に例示されるように、列車２１０が走行する線路２１１の踏切２１２に設置し、この踏切２１２を通過する車両２０１や、歩行者２０２等の障害物の検知に用いることもできる。
【００２０】
図２例示されるように、本実施の形態のレーダ装置１０は、ＦＭ−ＣＷレーダを実現するための矩形波発振器１０ａ、発振制御電圧源１０ｂ、周波数可変発振器１０ｃ、送信アンプ１０ｄ、送信アンテナ１０ｅ、受信アンテナ１０ｆ、受信アンプ１０ｇ、ミキサ１０ｈ、バンドパスフィルタ１０ｊ、ミキサ１０ｋ、を備えている。
【００２１】
さらに、これらのＦＭ−ＣＷレーダの構成の一部を共用する態様にて、パルスレーダを実現するためのパルス生成回路１１ａ、プログラマブルディレイライン１１ｂ、パルス生成回路１１ｃ、パルス生成回路１１ｄおよびゲート回路１１ｅを備えている。
【００２２】
すなわち、本実施の形態のレーダ装置１０は、ＦＭ−ＣＷレーダおよびパルスレーダの両方の機能を兼ね備えており、ＦＭ−ＣＷレーダおよびパルスレーダに任意に切り替えて動作させることが可能である。
【００２３】
ローパスフィルタ１０ｍの出力側には、制御コンピュータ２０が接続されている。この制御コンピュータ２０は、マイクロプロセッサ２１、主記憶２２、不揮発性メモリ２３、通信インターフェイス２４、Ａ／Ｄ変換器２５、ディレイライン制御部２６およびバス２７で構成されている。
【００２４】
Ａ／Ｄ変換器２５は、ローパスフィルタ１０ｍから出力されるアナログのレーダ受信信号をデジタル信号に変換する。
ディレイライン制御部２６は、パルスレーダとしての動作時に、プログラマブルディレイライン１１ｂを制御してレーダ受信波の入力タイミングを制御する。
【００２５】
マイクロプロセッサ２１は、主記憶２２に格納された制御プログラム２８を実行することで、レーダ装置１０の全体の制御を行うとともに、ＦＭ−ＣＷレーダとして機能する場合の高速フーリエ変換や信号処理、パルスレーダとして機能する場合の信号処理を行う。
【００２６】
さらに、本実施の形態の場合には、マイクロプロセッサ２１は、制御プログラム２８を実行することで、図１に例示されるフローチャートや、後述の図２６に例示されるフローチャートの動作を実行し、ＦＭ−ＣＷレーダとしての測定結果と、パルスレーダとしての測定結果を相互参照することで、測定結果の検出や補正を行う。
【００２７】
主記憶２２には、マイクロプロセッサ２１が実行する制御プログラム２８や、後述のＦＭ−ＣＷレーダ測定結果テーブル４０、アップ用測定データテーブル４１、ダウン用測定データテーブル４２およびパルスレーダ測定結果テーブル５０が格納され、マイクロプロセッサ２１からアクセスされる。
【００２８】
不揮発性メモリ２３には、マイクロプロセッサ２１を動作させるために必要な制御プログラム２８やデータが電源切断時にも消えないように不揮発に記憶されている。そして、レーダ装置１０の電源投入時に、不揮発性メモリ２３の情報が主記憶２２にロードされ、マイクロプロセッサ２１にてアクセスされる。
【００２９】
通信インターフェイス２４は、レーダ装置１０における測定結果の情報を外部の図示しない情報処理システムに送信したり、外部の当該情報処理システムからのコマンド等の制御情報を受信するために用いられる。
【００３０】
図２のレーダ装置１０の構成において、パルスレーダとして機能する際には、以下のように動作させる。すなわち、送信側では、発振制御電圧源１０ｂから一定電圧を周波数可変発振器１０ｃに入力して一定の周波数で発振させるとともに、パルス生成回路１１ａから入力されるパルスにて送信アンプ１０ｄをＯＮ／ＯＦＦすることで、送信アンプ１０ｄを経由して送信アンテナ１０ｅから放射されるレーダ波がパルス状になるように制御する。
【００３１】
受信側では、プログラマブルディレイライン１１ｂにおいて、パルス生成回路１１ａのＯＮのタイミング（レーダ波の送信タイミング）から所定の遅延時間後に受信アンプ１０ｇおよびゲート回路１１ｅを動作させることで、受信アンテナ１０ｆに到来する反射波を受信アンプ１０ｇに取り込み、ミキサ１０ｈ、ゲート回路１１ｅ、バンドパスフィルタ１０ｊ、ミキサ１０ｋ、ローパスフィルタ１０ｍを経て制御コンピュータ２０に入力する。
【００３２】
制御コンピュータ２０では、プログラマブルディレイライン１１ｂにてレーダ波の送信時からの受信タイミングを所定の範囲で変化させ、受信波のピークの入力時刻と送信時刻との時間差に基づいて対象物との距離を測定する。また、測定される距離の範囲は、プログラマブルディレイライン１１ｂによる発振と受信のタイミング差を可変とすることで任意に制御できる。
【００３３】
一方、ＦＭ−ＣＷレーダとしての動作する場合には、図２において示したパルス生成回路１１ａ〜ゲート回路１１ｅの各回路を休止させ、図３に例示される構成の如くになるように動作させる。
【００３４】
すなわち、ＦＭ−ＣＷレーダとして動作させる場合と、パルスレーダとして動作させる場合の相違は、図２においてハッチングを施されたプログラマブルディレイライン１１ｂ、およびパルス生成回路１１ａ、パルス生成回路１１ｃ、パルス生成回路１１ｄおよびゲート回路１１ｅである。
【００３５】
ＦＭ−ＣＷレーダとして動作させる場合は、パルスレーダ時のプログラマブルディレイライン１１ｂはディレイ量を固定し、パルス生成回路１１ａ、パルス生成回路１１ｃおよびパルス生成回路１１ｄ等のパルス生成回路は微分回路であるので単なるバッファになるように制御し、ゲート回路１１ｅはＯＮ／ＯＦＦ回路であるのでＯＮのままになるように制御する。この制御により、レーダ装置１０をＦＭ−ＣＷレーダとして機能させることができる。
【００３６】
ＦＭ−ＣＷレーダとして動作する場合、発振制御電圧源１０ｂから周波数可変発振器１０ｃに三角波の電圧信号を入力して周波数変調された高周波を生成し、送信アンプ１０ｄから送信アンテナ１０ｅを経由して外部にレーダ波として放射する。この時、矩形波発振
器１０ａから送信アンプ１０ｄには一定レベルのＯＮ信号が入力され、常時ＯＮの状態で動作し、三角波で周波数変調されたレーダ波は連続して放射される。
【００３７】
受信側では、ＯＮ／ＯＦＦの時間比が１：１となるような矩形波を矩形波発振器１０ａから受信アンプ１０ｇに入力することで、受信波の取り込みのＯＮ／ＯＦＦを制御する。
受信アンプ１０ｇから取り込まれた受信高周波信号は、ミキサ１０ｈにて、送信側の周波数可変発振器１０ｃから出力される送信高周波信号とミキシングされ、中間波帯域のＩＦ信号に変換された後、当該ＩＦ信号を通過させるバンドパスフィルタ１０ｊを経て、さらにミキサ１０ｋにて矩形波発振器１０ａからの矩形波信号とミキシングされ、ローパスフィルタ１０ｍを経てビート信号として制御コンピュータ２０に入力される。
【００３８】
制御コンピュータ２０では、さらに、このビート信号をＡ／Ｄ変換器２５でＡ／Ｄ変換し、さらに、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を行って、ピークとなる周波数を判定し、ターゲットまでの距離および速度を計算する。
【００３９】
このＦＭ−ＣＷレーダの場合の動作原理を図７、図８および図９に示す。まず、距離Ｒ離れ、静止した計測対象物の距離計測の場合を説明する。送信アンテナ１０ｅからミリ波の電波を発し、受信アンテナ１０ｆで計測対象物からの反射波を受信する。発する電波と受信電波の信号処理方法の概念を図８および図９に示す。図８において、変調と時間のグラフでは縦軸は周波数を表し、横軸は時間を表す。図８からも分かるように、送信波は、三角波周波数変調をかけ、連続的に出力を行う。受信波は距離Ｒ分の時間遅れが発生するので、図８のグラフにプロットすると点線のように表せられる。この送信波と受信波の周波数差をビート信号と呼ぶ。変調時の三角波の上昇区間と下降区間に分けてフーリエ変換を行うとそれぞれ、対象物からの距離Ｒに比例した周波数ｆrにピークが現れる。従って、このピークの周波数値を検出し、以下の（１）式で対象物までの距離Ｒが求められる。
【００４０】
【数１】
ただし、（１）式において、ｃ：光速、Δｆ：三角波の変調幅、ｆm：三角波の変調周波数、である。
【００４１】
次に、距離Ｒ離れ、速度ｖで移動する計測対象物の場合を説明する。図９の上側に、そのときの受信波および送信波の様子を、また図９の下側にビート信号の様子を示す。図９に示すように受信波には、対象物に速度ｖがあるのでそれに比例したドップラ周波数ｆdのシフトがある。したがって、上昇区間のビート信号では、ドップラ周波数成分が引かれた成分（ｆup＝｜ｆr−ｆd｜）が表れ、下降区間のビート信号では、ドップラ周波数成分が加算された成分（ｆdown＝｜ｆr＋ｆd｜）が表れる。変調時の三角波の上昇区間と下降区間に分けてフーリエ変換を行うと、それぞれ、ｆupとｆdownに電力ピークが表れる。それぞれの電力ピークの周波数値を検出し、下記の（２）式、（３）式の演算を行うことにより、距離と速度を得る。
【００４２】
【数２】
【００４３】
【数３】
ただし、（２）式、（３）式において、ｃ：光速、Δｆ：三角波の変調幅、ｆm：三角波の変調周波数、ｆ0：変調中心周波数、である。
【００４４】
計測対象物が複数（マルチターゲット）の場合、例えば、図１０に示すようにレーダの前に６個の対象物Ａ０〜Ａ５があったとする。このとき、ＦＭ−ＣＷレーダを用いた場合の上昇区間と下降区間のＦＦＴ結果をイメージしたものを図１１に示す。閾値Ｔｈ１でスライス処理をし、得られる電力ピークとして、上昇区間のＵ０（周波数値：ｆｕ０），Ｕ１（周波数値：ｆｕ１），・・・・Ｕ５（周波数値：ｆｕ５）、下降区間のＤ０（周波数値：ｆｄ０），Ｄ１（周波数値：ｆｄ１），・・・・Ｄ４（周波数値：ｆｄ４）が得られる。対象物Ａ１からの反射で、Ｕ１と下降区間のＤｆ５のピークが存在するが図１１のようにスライス処理でＤｆ５は検出できていない。ここで、上昇区間と下降区間の電力ピークからペアを生成する。しかし、Ｄｆ５が検出されていないので、正しいペアが作れず、Ｕ１とＤ１という誤ったペアを生成し、Ｕ２はペア無しとして削除してしまう。その結果、図１０の対象物Ａ１，Ａ２が正しく測定できず、図１２に示す、誤った対象物ＡＦ６が現れてしまう、という技術的課題が、ＦＭ−ＣＷレーダではある。
【００４５】
パルスレーダはパルスを繰り返して打ち出すので、図１３に示すように１周期以内に対象物からの反射波が戻って来ているかどうか分からないレンジアンビギュイティという問題がある。図１３に示すように本当の距離はＡ５であるが、パルスの繰返しで測定できる距離の剰余系のような測定結果ＲＡ５になる。
【００４６】
そこで、本実施の形態の場合には、以下のようにして、ＦＭ−ＣＷレーダ時の測定結果と、パルスレーダ時の測定結果を用いて、互いに他の測定結果の検証および補正を行うことで、上述のようなＦＭ−ＣＷレーダ時における誤ペアリングに起因するエラーや、パルスレーダ時におけるレンジアンビギュイティを解消して、対象物までの距離や対象物の速度、等の高精度な測定を実現する。
【００４７】
図１は、本実施の形態のレーダ装置１０の作用の一例を示すフローチャートである。この図１のフローチャートの動作は、制御コンピュータ２０のマイクロプロセッサ２１が制御プログラム２８を実行し、後述のＦＭ−ＣＷレーダ測定結果テーブル４０、アップ用測定データテーブル４１、ダウン用測定データテーブル４２およびパルスレーダ測定結果テーブル５０を処理することで実現される。
【００４８】
まず、図２に例示されるレーダ装置１０の構成のうち、ハッチングが施されたパルス生成回路１１ａ〜ゲート回路１１ｅ等のパルスレーダ機能の構成要素を休止させ、図３に例示されるように、ＦＭ−ＣＷレーダとして動作させることで、第一にＦＭ−ＣＷレーダ方式による、歩行者２０２や他の車両２０１等の対象物の測定を行う（ステップ１０１）。
【００４９】
この時の測定結果は、送信波の周波数変調の三角波の上昇区間、および下降区間の各々について、図１５（ａ）および（ｂ）のアップ用測定データテーブル４１およびダウン用測定データテーブル４２に格納される。また、ペアリングの結果は、図１５（ｃ）のＦＭ−ＣＷレーダ測定結果テーブル４０に格納される。
【００５０】
すなわち、アップ用測定データテーブル４１には、項番４１ａ、ビート信号周波数４１ｂ、受信電力４１ｃ、対応ダウン項４１ｄ、パルスレーダ対応フラグ４１ｅの情報が設定されている。
【００５１】
ダウン用測定データテーブル４２には、項番４２ａ、ビート信号周波数４２ｂ、受信電力４２ｃ、パルスレーダ対応フラグ４２ｅの情報が設定されている。
ＦＭ−ＣＷレーダ測定結果テーブル４０には、項番４０ａ、距離４０ｂ、速度４０ｃ、対応アップ項４０ｄ、対応ダウン項４０ｅ、パルスレーダ対応フラグ４０ｆの情報が設定されている。
【００５２】
第二に、レーダ装置１０をパルスレーダとして機能させて、ＦＭ−ＣＷレーダと同じ対象物の測定を行う（ステップ１０２）。このパルスレーダ時の測定結果は、図１６のパルスレーダ測定結果テーブル５０に格納される。このパルスレーダ測定結果テーブル５０は、項番５０ａ、距離５０ｂ、距離アンビギュイティ５０ｃ、ＦＭ−ＣＷレーダ対応フラグ５０ｄの情報が格納される。
【００５３】
このとき、ＦＭ−ＣＷレーダ機能およびパルスレーダ機能の各々の測定データには、上述の図１０〜図１４で説明したような誤検知データやレンジアンビギュイティが含まれている。
【００５４】
第三に、ＦＭ−ＣＷレーダ測定結果テーブル４０とパルスレーダ測定結果テーブル５０の距離測定結果（距離４０ｂと距離５０ｂ）を比較し矛盾があるものを抽出する（ステップ１０３）。
【００５５】
例えば、上述の図１０の状況をＦＭ−ＣＷレーダ機能で測定し、図１２に示すＦＭ−ＣＷレーダ機能の測定結果と、図１３に示すパルスレーダ機能の結果を用いるとＦＭ−ＣＷレーダ機能では、ＡＦ６とＡ５が矛盾し、パルスレーダ機能ではＲＡ５，Ａ１，Ａ２が矛盾する。
【００５６】
このときのＦＭ−ＣＷレーダ測定結果テーブル４０およびパルスレーダ測定結果テーブル５０の内容の変化を、図１７および図１８に示す。ＦＭ−ＣＷレーダ機能とパルスレーダ機能の各々の測定結果で矛盾がなかったものはパルスレーダ対応フラグ４０ｆおよびＦＭ−ＣＷレーダ対応フラグ５０ｄに“○”が設定され、矛盾があるものは空欄のままである。
【００５７】
第四に、ステップ１０３で矛盾のなかったデータはデータマージ処理に送る。データマージとは、後述するデータ補正したものと矛盾のなかったデータをマージする作業である（ステップ１０９）。
【００５８】
第五にステップ１０３で矛盾したデータに対してアンビギュイティの確認処理を行う（ステップ１０４）。このアンビギュイティの確認処理では、パルスレーダでの矛盾したデータを主にして確認していく。例えば、ＲＡ５は、τm5時間反射にかかっているとパルスレーダ機能は誤検知している。τm5＋Ａ×Ｃ１（パルスの周期、Ａは１〜ｎの自然数）を行い、そのときの距離を求め、ＦＭ−ＣＷレーダの矛盾したデータと比較し、Ａ５と一致することを確認する。ＲＡ５とＡ５は、データ再構築データ処理に送り、距離をＡ５とする（ステップ１０５）。
【００５９】
図１９、図２０は、このステップ１０４におけるアップ用測定データテーブル４１、ダウン用測定データテーブル４２およびＦＭ−ＣＷレーダ測定結果テーブル４０と、パルスレーダ測定結果テーブル５０の内容の推移を示している。
【００６０】
ＲＡ５がＡ５に確定した結果、パルスレーダ測定結果テーブル５０のＲＡ５のデータ格納欄（項番５０ａが５）のＦＭ−ＣＷレーダ対応フラグ５０ｄには、“○”が設定される。
【００６１】
また、図２１は、ステップ１０５のデータ再構築処理におけるパルスレーダ測定結果テーブル５０の設定結果を示している。距離５０ｂが、ｉａ５からｉ５に修正されている。
第六に、まだ矛盾しているパルスレーダの測定結果Ａ１，Ａ２とＦＭ−ＣＷレーダのＡＦ６に対して、ＦＭ−ＣＷの誤ペアリング確認処理を行う（ステップ１０６）。
【００６２】
図１４に示すようにＡ１の距離を静止した場合の周波数ｆ１に変換する。上昇区間および下降区間のｆ１近傍のスライス値を下げて、ｆ１を中心に均等に上昇区間および下降区間の電力ピークを探す。これはｆ１に中心に上昇区間および下降区間のＦＦＴ結果にピークがあるからである。この処理によってＵ１とＤｆ５のピークを再検知・再ペアリングを行う。これにより、ＦＭ−ＣＷレーダ測定結果テーブル４０、アップ用測定データテーブル４１、ダウン用測定データテーブル４２の内容は、図２２から図２４のように変化する。パルスレーダの測定結果Ａ２についても同様な処理を行う。これにより、パルスレーダ測定結果テーブル５０の内容は、図２３から図２５のように変化する（ステップ１０７）。
【００６３】
ステップ１０６で測定結果の補正が不可のペアについては、ＦＭ−ＣＷレーダ測定結果テーブル４０およびパルスレーダ測定結果テーブル５０からのデータの削除を行う（ステップ１０８）。
【００６４】
これにより、ＦＭ−ＣＷレーダおよびパルスレーダの測定結果は、全て矛盾のないデータに補正される。最後に上述のデータマージ（ステップ１０９）を行って処理を終了する。
【００６５】
このように、本実施の形態によれば、レーダ装置１０において、ＦＭ−ＣＷレーダ機能の誤ペアによる対象物の誤検知を、パルスレーダ機能の測定結果で補正し、パルスレーダ機能のレンジアンビギュイティをＦＭ−ＣＷレーダ機能の測定結果で補正できるので、対象物に関する測定結果の誤りを抑制でき、対象物に関する距離および速度の測定を高精度に行うことができる。
【００６６】
すなわち、特定の一つのレーダ原理による測定ではなく、原理の全く異なるＦＭ−ＣＷレーダ機能およびパルスレーダ機能の二つのレーダ技術の測定結果を用いて互いに他の測定結果の検証および補正を行うので、レーダ装置１０の測定結果の精度を大幅に向上させることが可能になる。
【００６７】
また、本実施の形態のレーダ装置１０では、ＦＭ−ＣＷレーダとパルスレーダを別個に２つ用意するのではなく、１台のレーダ装置１０を制御することによって、ＦＭ−ＣＷレーダ機能およびパルスレーダ機能の両タイプのレーダが実現できるので、レーダ装置１０の製造コストが抑制できる。
【００６８】
たとえば、図５に例示されるように、本実施の形態のレーダ装置１０を、車両２０１に車載センサとして設置した場合には、他の車両２０１の位置や速度を精密に検知して、車両２０１の的確な運行制御を実現することが可能になる。
【００６９】
また、図６に例示されるように、本実施の形態のレーダ装置１０を、踏切２１２に設置して車両２０１や歩行者２０２等の障害物の監視を行う場合には、誤測定に起因する虚報等により列車２１０の運行を阻害することなく、これらの障害物の検知を正確に行うことが可能になる。
【００７０】
次に、図２６のフローチャートを参照して、本発明の実施の形態の変形例であるレーダ装置の制御方法について説明する。なお、レーダ装置の構成については、上述の図２および図３の構成のものをそのまま用いる。
【００７１】
まず、第一に、レーダ装置１０をＦＭ−ＣＷレーダとして機能させるにより、他の車両２０１や歩行者２０２等の対象物に関する距離および速度の測定を行う（ステップ１２１）。
【００７２】
第二に、ＦＭ−ＣＷレーダ機能で得られた距離データの部分だけパルスレーダ機能で測定し、先のＦＭ−ＣＷレーダ機能の測定結果と比較する（ステップ１２２）。パルスレーダ機能では、プログラマブルディレイライン１１ｂの制御により受信波の検出タイミングを任意に設定することで、距離の測定範囲を、ＦＭ−ＣＷレーダの測定結果の距離に合わせて選択的に測定する。
【００７３】
ＦＭ−ＣＷレーダ機能とパルスレーダ機能の双方の距離の測定結果で、矛盾がないデータは、そのままデータマージ処理へ送る（ステップ１２３）。
パルスレーダで、ＦＭ−ＣＷレーダの測定結果の距離に対象物を検知できない場合（ＦＭ−ＣＷレーダとパルスレーダの距離の測定結果が不一致の場合）は、ＦＭ−ＣＷレーダの信号処理に戻り、矛盾があった距離データの電力ピーク値の近傍のスライス値（Ｔｈ１）を下げて、再度、ピーク探索、再ペアリングを行い（ステップ１２４）、その結果得られた測定距離の範囲について、再度、パルスレーダ機能で測定し、対象物を検知する（ステップ１２５）。
【００７４】
パルスレーダで対象物を検知した場合、つまりＦＭ−ＣＷレーダの距離の測定結果の矛盾が解消した場合は、データマージ処理（ステップ１２３）へ送り、全てのデータをまとめて処理を終了する。また、矛盾が解消しない場合は、Ｔｈ１を変化させながら、既定の回数だけ上述のステップ１２４、ステップ１２５の処理を試行し（ステップ１２６）、ＦＭ−ＣＷレーダの測定結果の矛盾が解消しない場合は、データを削除するかエラーを管理者に通知する（ステップ１２７）。
【００７５】
この変形例の場合には、レーダ装置１０のＦＭ−ＣＷレーダ機能にて測定された対象物に関する距離の測定結果を、レーダ装置１０のパルスレーダ機能の距離の測定結果にて検証することで、ＦＭ−ＣＷレーダ機能におけるペアリングの誤りを的確に解消することができる。これにより、レーダ装置１０のＦＭ−ＣＷレーダ機能による対象物に関する距離および速度の測定結果の精度を向上させることが可能になる。
【００７６】
なお、本発明は、上述の実施の形態に例示した構成に限らず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
（付記１）
ＦＭ−ＣＷレーダ手段とパルスレーダ手段とを併せ持つレーダ装置の制御方法であって、
前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段で測定対象物までの距離および前記測定対象物の速度を測定するとともに前記パルスレーダ手段で前記測定対象物までの距離を測定する第１工程と、
前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段および前記パルスレーダ手段の一方の測定結果を用いて他方の測定結果を検証および／または補正する第２工程と、
を含むことを特徴とするレーダ装置の制御方法。
【００７７】
（付記２）
付記１記載のレーダ装置の制御方法において、前記パルスレーダ手段にて測定された前記距離の曖昧さを、前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段にて測定された前記距離によって確定させることを特徴とするレーダ装置の制御方法。
【００７８】
（付記３）
付記１記載のレーダ装置の制御方法において、前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段にて測定された前記距離および前記速度の誤りを、前記パルスレーダ手段にて測定された前記距離に基づいて補正することを特徴とするレーダ装置の制御方法。
【００７９】
（付記４）
付記１記載のレーダ装置の制御方法において、
前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段では、前記測定対象物に放射される送信波に対して三角波による周波数変調を施し、前記送信波の上昇区間および下降区間の各々と前記測定対象物からの反射波との周波数差であるビート信号を生成し、上昇区間および下降区間に対応した二つの前記ビート信号の周波数スペクトルの突出部の対をとるペアリングにより、前記測定対象物に関する前記距離および速度を測定し、
前記ペアリングの誤りを、前記パルスレーダ手段にて測定された前記距離に基づいて補正することを特徴とするレーダ装置の制御方法。
【００８０】
（付記５）
ＦＭ−ＣＷレーダ手段とパルスレーダ手段とを併せ持つレーダ装置の制御方法であって、
前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段で測定対象物までの距離および前記測定対象物の速度を測定する第１工程と、
測定範囲を、前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段にて測定された前記距離を含む範囲に設定して、前記パルスレーダ手段による距離の測定を行うことで、前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段による測定結果を検証および／または補正する第２工程と、
を含むことを特徴とするレーダ装置の制御方法。
【００８１】
（付記６）
ＦＭ−ＣＷレーダ手段と、
パルスレーダ手段と、
前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段の測定結果および前記パルスレーダの測定結果を用いて、一方の前記測定結果から他方の前記測定結果を検証および／または補正する検証手段と、
を含むことを特徴とするレーダ装置。
【００８２】
（付記７）
付記６記載のレーダ装置において、
前記検証手段は、前記パルスレーダ手段にて測定された測定対象物までの距離の曖昧さを、前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段にて測定された測定対象物までの距離によって確定させることを特徴とするレーダ装置。
【００８３】
（付記８）
付記６記載のレーダ装置において、
前記検証手段は、前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段にて測定された測定対象物までの距離および測定対象物の速度の誤りを、前記パルスレーダ手段にて測定された測定対象物までの距離に基づいて補正することを特徴とするレーダ装置。
【００８４】
（付記９）
付記６記載のレーダ装置において、
前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段は、前記測定対象物に放射される送信波に対して三角波による周波数変調を施し、前記送信波の上昇区間および下降区間の各々と前記測定対象物からの反射波との周波数差であるビート信号を生成し、上昇区間および下降区間に対応した二つの前記ビート信号の周波数スペクトルの突出部の対をとるペアリングにより、前記測定対象物に関する前記距離および速度を測定し、
前記検証手段は、前記ペアリングの誤りを、前記パルスレーダ手段にて測定された前記距離に基づいて補正することを特徴とするレーダ装置。
【００８５】
（付記１０）
付記６記載のレーダ装置において、
前記検証手段は、前記パルスレーダ手段による距離の測定範囲を、前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段で得られた測定対象物までの距離の測定結果を含む範囲に設定して得られた、当該パルスレーダ手段による距離の測定結果に基づいて、前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段にて測定された前記距離を検証することを特徴とするレーダ装置。
【００８６】
（付記１１）
測定対象物までの距離および前記測定対象物の速度を測定するＦＭ−ＣＷレーダ手段と、
前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段にて測定された前記距離を含むように測定範囲を設定して距離の測定を行うパルスレーダ手段と、
前記パルスレーダ手段による前記距離の測定結果に基づいて、前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段の測定結果を検証および／または補正する検証手段と、
を含むことを特徴とするレーダ装置。
【００８７】
（付記１２）
ＦＭ−ＣＷレーダ手段と、パルスレーダ手段と、前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段および前記パルスレーダ手段を制御するコンピュータとを含むレーダ装置を制御するプログラムであって、
前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段の測定結果および前記パルスレーダの測定結果を用いて、一方の前記測定結果から他方の前記測定結果を検証および／または補正する検証機能を前記コンピュータに実現させることを特徴とするプログラム。
【００８８】
（付記１３）
ＦＭ−ＣＷレーダで距離および速度を測定するとともにパルスレーダで距離を測定し、前記ＦＭ−ＣＷレーダおよび前記パルスレーダの各々の測定結果を照合して、前記測定結果の精度を高めることを特徴とするレーダ方法。
【符号の説明】
【００８９】
１０ レーダ装置
１０ａ 矩形波発振器
１０ｂ 発振制御電圧源
１０ｃ 周波数可変発振器
１０ｄ 送信アンプ
１０ｅ 送信アンテナ
１０ｆ 受信アンテナ
１０ｇ 受信アンプ
１０ｈ ミキサ
１０ｊ バンドパスフィルタ
１０ｋ ミキサ
１０ｍ ローパスフィルタ
１１ａ パルス生成回路
１１ｂ プログラマブルディレイライン
１１ｃ パルス生成回路
１１ｄ パルス生成回路
１１ｅ ゲート回路
２０ 制御コンピュータ
２１ マイクロプロセッサ
２２ 主記憶
２３ 不揮発性メモリ
２４ 通信インターフェイス
２５ Ａ／Ｄ変換器
２６ ディレイライン制御部
２７ バス
２８ 制御プログラム
４０ ＦＭ−ＣＷレーダ測定結果テーブル
４０ａ 項番
４０ｂ 距離
４０ｃ 速度
４０ｄ 対応アップ項
４０ｅ 対応ダウン項
４０ｆ パルスレーダ対応フラグ
４１ アップ用測定データテーブル
４１ａ 項番
４１ｂ ビート信号周波数
４１ｃ 受信電力
４１ｄ 対応ダウン項
４１ｅ パルスレーダ対応フラグ
４２ ダウン用測定データテーブル
４２ａ 項番
４２ｂ ビート信号周波数
４２ｃ 受信電力
４２ｅ パルスレーダ対応フラグ
５０ パルスレーダ測定結果テーブル
５０ａ 項番
５０ｂ 距離
５０ｃ 距離アンビギュイティ
５０ｄ ＦＭ−ＣＷレーダ対応フラグ
２００ 道路
２０１ 車両
２０２ 歩行者
２１０ 列車
２１１ 線路
２１２ 踏切
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーダ装置の制御技術、レーダ装置、プログラムに関し、特に、複数の異なる方式のレーダを併せ備えたレーダ装置等に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、対象物までの距離を測定するレーダ技術として、特許文献１のＦＭ−ＣＷレーダ技術や、特許文献２のパルスレーダ技術が知られている。
ＦＭ−ＣＷレーダでは、測定対象物に放射される送信波に対して三角波による周波数変調を施し、送信波の上昇区間および下降区間の各々と測定対象物からの反射波との周波数差であるビート信号を生成し、上昇区間および下降区間に対応した二つの前記ビート信号の周波数スペクトルの突出部の対をとるペアリングにより、測定対象物に関する距離および速度を測定する。
【０００３】
この場合、周波数スペクトルの突出部の抽出は、各周波数の信号レベルに閾値を設定して抽出することが考えられるが、閾値の設定によっては、上昇区間と下降区間とにおいて抽出される突出部の数に不整合が生じ、誤ったペアリングが行われる懸念がある。この誤ったペアリングが行われると測定対象物の位置および速度が不正確になる。
【０００４】
このため、特許文献１では、ＦＭ−ＣＷレーダが搭載される車両等の移動体の移動速度を測定し、静止物に対応した上昇区間と下降区間のビート信号の周波数スペクトルに現れる突出部の周波数差を逆算し、その周波数差に対応したペアを優先的に抽出することで、誤ペアリングを防止しようとしている。
【０００５】
しかし、この特許文献１の技術では、適当な静止物が観測範囲内に存在しない場合には誤ペアリングを防止できない。
一方、特許文献２にも開示されているように、パルスレーダでは、パルス波を対象物に繰り返し放射して、その反射波が戻るまでの時間を検出することで対象物の速度を測定するが、パルス波の１周期以内に対象物からの反射波が戻ってきているかどうかは保証されないという、いわゆるレンジアンビギュイティの問題がある。
【０００６】
なお、特許文献２では、パルスレーダにおいて、距離の測定時と、速度の測定時とで、受信パルスの取り扱いを異ならせることで、レンジアンビギュイティと、ドップラアンビギュイティを独立に設計することを可能にしようとしているが、レンジアンビギュイティによる距離の誤測定を防止するものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−１２１９８号公報
【特許文献２】特開平４−２７４７８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、レーダ装置において、対象物の測定精度を向上させることにある。
本発明の他の目的は、ＦＭ−ＣＷレーダ手段とパルスレーダ手段とを併せ備えたレーダ装置において、対象物の測定精度を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の観点は、ＦＭ−ＣＷレーダ手段とパルスレーダ手段とを併せ持つレーダ装置の制御方法であって、
前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段で測定対象物までの距離および前記測定対象物の速度を測定するとともに前記パルスレーダ手段で前記測定対象物までの距離を測定する第１工程と、
前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段および前記パルスレーダ手段の一方の測定結果を用いて他方の測定結果を検証および／または補正する第２工程と、
を含むレーダ装置の制御方法を提供する。
【００１０】
本発明の第２の観点は、ＦＭ−ＣＷレーダ手段とパルスレーダ手段とを併せ持つレーダ装置の制御方法であって、
前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段で測定対象物までの距離および前記測定対象物の速度を測定する第１工程と、
測定範囲を、前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段にて測定された前記距離を含む範囲に設定して、前記パルスレーダ手段による距離の測定を行うことで、前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段による測定結果を検証および／または補正する第２工程と、
を含むレーダ装置の制御方法を提供する。
【００１１】
本発明の第３の観点は、ＦＭ−ＣＷレーダ手段と、
パルスレーダ手段と、
前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段の測定結果および前記パルスレーダの測定結果を用いて、一方の前記測定結果から他方の前記測定結果を検証および／または補正する検証手段と、
を含むレーダ装置を提供する。
【００１２】
本発明の第４の観点は、測定対象物までの距離および前記測定対象物の速度を測定するＦＭ−ＣＷレーダ手段と、
前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段にて測定された前記距離を含むように測定範囲を設定して距離の測定を行うパルスレーダ手段と、
前記パルスレーダ手段による前記距離の測定結果に基づいて、前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段の測定結果を検証および／または補正する検証手段と、
を含むレーダ装置を提供する。
【００１３】
本発明の第５の観点は、ＦＭ−ＣＷレーダ手段と、パルスレーダ手段と、前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段および前記パルスレーダ手段を制御するコンピュータとを含むレーダ装置を制御するプログラムであって、
前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段の測定結果および前記パルスレーダの測定結果を用いて、一方の前記測定結果から他方の前記測定結果を検証および／または補正する検証機能を前記コンピュータに実現させるプログラムを提供する。
【００１４】
上記した本発明によれば、ＦＭ−ＣＷレーダとパルスレーダの各々の測定結果を照合することで、ＦＭ−ＣＷレーダおよびパルスレーダの測定結果の精度を向上させることが可能になる。すなわち、ＦＭ−ＣＷレーダの誤ペアによる対象物の距離や速度の誤検知は、パルスレーダによる距離の測定結果で補正し、パルスレーダのレンジアンビギュイティは、ＦＭ−ＣＷレーダによる距離の測定結果で補正することで、誤りのない測定結果を得ることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、レーダ装置において、対象物の測定精度を向上させることができる。
また、ＦＭ−ＣＷレーダ手段とパルスレーダ手段とを併せ備えたレーダ装置において、測定精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施の形態であるレーダ装置の制御方法を実施するレーダ装置の作用の一例を示すフローチャートである。
【図２】本発明の一実施の形態であるレーダ装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施の形態であるレーダ装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図４】本発明の一実施の形態であるレーダ装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図５】本発明の一実施の形態であるレーダ装置の設置例を示す概念図である。
【図６】本発明の一実施の形態であるレーダ装置の設置例を示す概念図である。
【図７】本発明の一実施の形態であるレーダ装置におけるＦＭ−ＣＷレーダ機能の動作原理を示す概念図である。
【図８】本発明の一実施の形態であるレーダ装置におけるＦＭ−ＣＷレーダ機能の動作原理を示す線図である。
【図９】本発明の一実施の形態であるレーダ装置におけるＦＭ−ＣＷレーダ機能の動作原理を示す線図である。
【図１０】本発明の一実施の形態であるレーダ装置におけるＦＭ−ＣＷレーダ機能の測定結果の一例を示す概念図である。
【図１１】本発明の一実施の形態であるレーダ装置におけるＦＭ−ＣＷレーダ機能の動作原理を示す線図である。
【図１２】本発明の一実施の形態であるレーダ装置におけるＦＭ−ＣＷレーダ機能の測定結果の一例を示す概念図である。
【図１３】本発明の一実施の形態であるレーダ装置におけるパルスレーダのレンジアンビギュイティを説明する概念図である。
【図１４】本発明の一実施の形態であるレーダ装置におけるＦＭ−ＣＷレーダ機能の測定結果の一例を示す線図である。
【図１５】本発明の一実施の形態であるレーダ装置におけるＦＭ−ＣＷレーダ機能の測定結果を処理するためのテーブルの一例を示す概念図である。
【図１６】本発明の一実施の形態であるレーダ装置におけるパルスレーダ機能の測定結果を処理するためのテーブルの一例を示す概念図である。
【図１７】本発明の一実施の形態であるレーダ装置におけるＦＭ−ＣＷレーダ機能の測定結果を処理するためのテーブルの記憶内容の変遷例を示す概念図である。
【図１８】本発明の一実施の形態であるレーダ装置におけるパルスレーダ機能の測定結果を処理するためのテーブルの記憶内容の変遷例を示す概念図である。
【図１９】本発明の一実施の形態であるレーダ装置におけるＦＭ−ＣＷレーダ機能の測定結果を処理するためのテーブルの記憶内容の変遷例を示す概念図である。
【図２０】本発明の一実施の形態であるレーダ装置におけるパルスレーダ機能の測定結果を処理するためのテーブルの記憶内容の変遷例を示す概念図である。
【図２１】本発明の一実施の形態であるレーダ装置におけるパルスレーダ機能の測定結果を処理するためのテーブルの記憶内容の変遷例を示す概念図である。
【図２２】本発明の一実施の形態であるレーダ装置におけるＦＭ−ＣＷレーダ機能の測定結果を処理するためのテーブルの記憶内容の変遷例を示す概念図である。
【図２３】本発明の一実施の形態であるレーダ装置におけるパルスレーダ機能の測定結果を処理するためのテーブルの記憶内容の変遷例を示す概念図である。
【図２４】本発明の一実施の形態であるレーダ装置におけるＦＭ−ＣＷレーダ機能の測定結果を処理するためのテーブルの記憶内容の変遷例を示す概念図である。
【図２５】本発明の一実施の形態であるレーダ装置におけるパルスレーダ機能の測定結果を処理するためのテーブルの記憶内容の変遷例を示す概念図である。
【図２６】本発明の一実施の形態であるレーダ装置およびその制御方法の変形例の作用の一例を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態であるレーダ装置の制御方法を実施するレーダ装置の作用の一例を示すフローチャートであり、図２、図３および図４は、本実施の形態のレーダ装置の構成の一例を示すブロック図である。また、図５および図６は、本実施の形態のレーダ装置の設置例を示す概念図である。
【００１８】
本実施の形態のレーダ装置１０は、たとえば、図５に例示されるように、道路２００を走行する車両２０１に搭載され、他の車両２０１の位置や速度を検出する、いわゆる「車載センサ」として用いることができる。
【００１９】
また、たとえば、図６に例示されるように、列車２１０が走行する線路２１１の踏切２１２に設置し、この踏切２１２を通過する車両２０１や、歩行者２０２等の障害物の検知に用いることもできる。
【００２０】
図２例示されるように、本実施の形態のレーダ装置１０は、ＦＭ−ＣＷレーダを実現するための矩形波発振器１０ａ、発振制御電圧源１０ｂ、周波数可変発振器１０ｃ、送信アンプ１０ｄ、送信アンテナ１０ｅ、受信アンテナ１０ｆ、受信アンプ１０ｇ、ミキサ１０ｈ、バンドパスフィルタ１０ｊ、ミキサ１０ｋ、を備えている。
【００２１】
さらに、これらのＦＭ−ＣＷレーダの構成の一部を共用する態様にて、パルスレーダを実現するためのパルス生成回路１１ａ、プログラマブルディレイライン１１ｂ、パルス生成回路１１ｃ、パルス生成回路１１ｄおよびゲート回路１１ｅを備えている。
【００２２】
すなわち、本実施の形態のレーダ装置１０は、ＦＭ−ＣＷレーダおよびパルスレーダの両方の機能を兼ね備えており、ＦＭ−ＣＷレーダおよびパルスレーダに任意に切り替えて動作させることが可能である。
【００２３】
ローパスフィルタ１０ｍの出力側には、制御コンピュータ２０が接続されている。この制御コンピュータ２０は、マイクロプロセッサ２１、主記憶２２、不揮発性メモリ２３、通信インターフェイス２４、Ａ／Ｄ変換器２５、ディレイライン制御部２６およびバス２７で構成されている。
【００２４】
Ａ／Ｄ変換器２５は、ローパスフィルタ１０ｍから出力されるアナログのレーダ受信信号をデジタル信号に変換する。
ディレイライン制御部２６は、パルスレーダとしての動作時に、プログラマブルディレイライン１１ｂを制御してレーダ受信波の入力タイミングを制御する。
【００２５】
マイクロプロセッサ２１は、主記憶２２に格納された制御プログラム２８を実行することで、レーダ装置１０の全体の制御を行うとともに、ＦＭ−ＣＷレーダとして機能する場合の高速フーリエ変換や信号処理、パルスレーダとして機能する場合の信号処理を行う。
【００２６】
さらに、本実施の形態の場合には、マイクロプロセッサ２１は、制御プログラム２８を実行することで、図１に例示されるフローチャートや、後述の図２６に例示されるフローチャートの動作を実行し、ＦＭ−ＣＷレーダとしての測定結果と、パルスレーダとしての測定結果を相互参照することで、測定結果の検出や補正を行う。
【００２７】
主記憶２２には、マイクロプロセッサ２１が実行する制御プログラム２８や、後述のＦＭ−ＣＷレーダ測定結果テーブル４０、アップ用測定データテーブル４１、ダウン用測定データテーブル４２およびパルスレーダ測定結果テーブル５０が格納され、マイクロプロセッサ２１からアクセスされる。
【００２８】
不揮発性メモリ２３には、マイクロプロセッサ２１を動作させるために必要な制御プログラム２８やデータが電源切断時にも消えないように不揮発に記憶されている。そして、レーダ装置１０の電源投入時に、不揮発性メモリ２３の情報が主記憶２２にロードされ、マイクロプロセッサ２１にてアクセスされる。
【００２９】
通信インターフェイス２４は、レーダ装置１０における測定結果の情報を外部の図示しない情報処理システムに送信したり、外部の当該情報処理システムからのコマンド等の制御情報を受信するために用いられる。
【００３０】
図２のレーダ装置１０の構成において、パルスレーダとして機能する際には、以下のように動作させる。すなわち、送信側では、発振制御電圧源１０ｂから一定電圧を周波数可変発振器１０ｃに入力して一定の周波数で発振させるとともに、パルス生成回路１１ａから入力されるパルスにて送信アンプ１０ｄをＯＮ／ＯＦＦすることで、送信アンプ１０ｄを経由して送信アンテナ１０ｅから放射されるレーダ波がパルス状になるように制御する。
【００３１】
受信側では、プログラマブルディレイライン１１ｂにおいて、パルス生成回路１１ａのＯＮのタイミング（レーダ波の送信タイミング）から所定の遅延時間後に受信アンプ１０ｇおよびゲート回路１１ｅを動作させることで、受信アンテナ１０ｆに到来する反射波を受信アンプ１０ｇに取り込み、ミキサ１０ｈ、ゲート回路１１ｅ、バンドパスフィルタ１０ｊ、ミキサ１０ｋ、ローパスフィルタ１０ｍを経て制御コンピュータ２０に入力する。
【００３２】
制御コンピュータ２０では、プログラマブルディレイライン１１ｂにてレーダ波の送信時からの受信タイミングを所定の範囲で変化させ、受信波のピークの入力時刻と送信時刻との時間差に基づいて対象物との距離を測定する。また、測定される距離の範囲は、プログラマブルディレイライン１１ｂによる発振と受信のタイミング差を可変とすることで任意に制御できる。
【００３３】
一方、ＦＭ−ＣＷレーダとしての動作する場合には、図２において示したパルス生成回路１１ａ〜ゲート回路１１ｅの各回路を休止させ、図３に例示される構成の如くになるように動作させる。
【００３４】
すなわち、ＦＭ−ＣＷレーダとして動作させる場合と、パルスレーダとして動作させる場合の相違は、図２においてハッチングを施されたプログラマブルディレイライン１１ｂ、およびパルス生成回路１１ａ、パルス生成回路１１ｃ、パルス生成回路１１ｄおよびゲート回路１１ｅである。
【００３５】
ＦＭ−ＣＷレーダとして動作させる場合は、パルスレーダ時のプログラマブルディレイライン１１ｂはディレイ量を固定し、パルス生成回路１１ａ、パルス生成回路１１ｃおよびパルス生成回路１１ｄ等のパルス生成回路は微分回路であるので単なるバッファになるように制御し、ゲート回路１１ｅはＯＮ／ＯＦＦ回路であるのでＯＮのままになるように制御する。この制御により、レーダ装置１０をＦＭ−ＣＷレーダとして機能させることができる。
【００３６】
ＦＭ−ＣＷレーダとして動作する場合、発振制御電圧源１０ｂから周波数可変発振器１０ｃに三角波の電圧信号を入力して周波数変調された高周波を生成し、送信アンプ１０ｄから送信アンテナ１０ｅを経由して外部にレーダ波として放射する。この時、矩形波発振
器１０ａから送信アンプ１０ｄには一定レベルのＯＮ信号が入力され、常時ＯＮの状態で動作し、三角波で周波数変調されたレーダ波は連続して放射される。
【００３７】
受信側では、ＯＮ／ＯＦＦの時間比が１：１となるような矩形波を矩形波発振器１０ａから受信アンプ１０ｇに入力することで、受信波の取り込みのＯＮ／ＯＦＦを制御する。
受信アンプ１０ｇから取り込まれた受信高周波信号は、ミキサ１０ｈにて、送信側の周波数可変発振器１０ｃから出力される送信高周波信号とミキシングされ、中間波帯域のＩＦ信号に変換された後、当該ＩＦ信号を通過させるバンドパスフィルタ１０ｊを経て、さらにミキサ１０ｋにて矩形波発振器１０ａからの矩形波信号とミキシングされ、ローパスフィルタ１０ｍを経てビート信号として制御コンピュータ２０に入力される。
【００３８】
制御コンピュータ２０では、さらに、このビート信号をＡ／Ｄ変換器２５でＡ／Ｄ変換し、さらに、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を行って、ピークとなる周波数を判定し、ターゲットまでの距離および速度を計算する。
【００３９】
このＦＭ−ＣＷレーダの場合の動作原理を図７、図８および図９に示す。まず、距離Ｒ離れ、静止した計測対象物の距離計測の場合を説明する。送信アンテナ１０ｅからミリ波の電波を発し、受信アンテナ１０ｆで計測対象物からの反射波を受信する。発する電波と受信電波の信号処理方法の概念を図８および図９に示す。図８において、変調と時間のグラフでは縦軸は周波数を表し、横軸は時間を表す。図８からも分かるように、送信波は、三角波周波数変調をかけ、連続的に出力を行う。受信波は距離Ｒ分の時間遅れが発生するので、図８のグラフにプロットすると点線のように表せられる。この送信波と受信波の周波数差をビート信号と呼ぶ。変調時の三角波の上昇区間と下降区間に分けてフーリエ変換を行うとそれぞれ、対象物からの距離Ｒに比例した周波数ｆrにピークが現れる。従って、このピークの周波数値を検出し、以下の（１）式で対象物までの距離Ｒが求められる。
【００４０】
【数１】
ただし、（１）式において、ｃ：光速、Δｆ：三角波の変調幅、ｆm：三角波の変調周波数、である。
【００４１】
次に、距離Ｒ離れ、速度ｖで移動する計測対象物の場合を説明する。図９の上側に、そのときの受信波および送信波の様子を、また図９の下側にビート信号の様子を示す。図９に示すように受信波には、対象物に速度ｖがあるのでそれに比例したドップラ周波数ｆdのシフトがある。したがって、上昇区間のビート信号では、ドップラ周波数成分が引かれた成分（ｆup＝｜ｆr−ｆd｜）が表れ、下降区間のビート信号では、ドップラ周波数成分が加算された成分（ｆdown＝｜ｆr＋ｆd｜）が表れる。変調時の三角波の上昇区間と下降区間に分けてフーリエ変換を行うと、それぞれ、ｆupとｆdownに電力ピークが表れる。それぞれの電力ピークの周波数値を検出し、下記の（２）式、（３）式の演算を行うことにより、距離と速度を得る。
【００４２】
【数２】
【００４３】
【数３】
ただし、（２）式、（３）式において、ｃ：光速、Δｆ：三角波の変調幅、ｆm：三角波の変調周波数、ｆ0：変調中心周波数、である。
【００４４】
計測対象物が複数（マルチターゲット）の場合、例えば、図１０に示すようにレーダの前に６個の対象物Ａ０〜Ａ５があったとする。このとき、ＦＭ−ＣＷレーダを用いた場合の上昇区間と下降区間のＦＦＴ結果をイメージしたものを図１１に示す。閾値Ｔｈ１でスライス処理をし、得られる電力ピークとして、上昇区間のＵ０（周波数値：ｆｕ０），Ｕ１（周波数値：ｆｕ１），・・・・Ｕ５（周波数値：ｆｕ５）、下降区間のＤ０（周波数値：ｆｄ０），Ｄ１（周波数値：ｆｄ１），・・・・Ｄ４（周波数値：ｆｄ４）が得られる。対象物Ａ１からの反射で、Ｕ１と下降区間のＤｆ５のピークが存在するが図１１のようにスライス処理でＤｆ５は検出できていない。ここで、上昇区間と下降区間の電力ピークからペアを生成する。しかし、Ｄｆ５が検出されていないので、正しいペアが作れず、Ｕ１とＤ１という誤ったペアを生成し、Ｕ２はペア無しとして削除してしまう。その結果、図１０の対象物Ａ１，Ａ２が正しく測定できず、図１２に示す、誤った対象物ＡＦ６が現れてしまう、という技術的課題が、ＦＭ−ＣＷレーダではある。
【００４５】
パルスレーダはパルスを繰り返して打ち出すので、図１３に示すように１周期以内に対象物からの反射波が戻って来ているかどうか分からないレンジアンビギュイティという問題がある。図１３に示すように本当の距離はＡ５であるが、パルスの繰返しで測定できる距離の剰余系のような測定結果ＲＡ５になる。
【００４６】
そこで、本実施の形態の場合には、以下のようにして、ＦＭ−ＣＷレーダ時の測定結果と、パルスレーダ時の測定結果を用いて、互いに他の測定結果の検証および補正を行うことで、上述のようなＦＭ−ＣＷレーダ時における誤ペアリングに起因するエラーや、パルスレーダ時におけるレンジアンビギュイティを解消して、対象物までの距離や対象物の速度、等の高精度な測定を実現する。
【００４７】
図１は、本実施の形態のレーダ装置１０の作用の一例を示すフローチャートである。この図１のフローチャートの動作は、制御コンピュータ２０のマイクロプロセッサ２１が制御プログラム２８を実行し、後述のＦＭ−ＣＷレーダ測定結果テーブル４０、アップ用測定データテーブル４１、ダウン用測定データテーブル４２およびパルスレーダ測定結果テーブル５０を処理することで実現される。
【００４８】
まず、図２に例示されるレーダ装置１０の構成のうち、ハッチングが施されたパルス生成回路１１ａ〜ゲート回路１１ｅ等のパルスレーダ機能の構成要素を休止させ、図３に例示されるように、ＦＭ−ＣＷレーダとして動作させることで、第一にＦＭ−ＣＷレーダ方式による、歩行者２０２や他の車両２０１等の対象物の測定を行う（ステップ１０１）。
【００４９】
この時の測定結果は、送信波の周波数変調の三角波の上昇区間、および下降区間の各々について、図１５（ａ）および（ｂ）のアップ用測定データテーブル４１およびダウン用測定データテーブル４２に格納される。また、ペアリングの結果は、図１５（ｃ）のＦＭ−ＣＷレーダ測定結果テーブル４０に格納される。
【００５０】
すなわち、アップ用測定データテーブル４１には、項番４１ａ、ビート信号周波数４１ｂ、受信電力４１ｃ、対応ダウン項４１ｄ、パルスレーダ対応フラグ４１ｅの情報が設定されている。
【００５１】
ダウン用測定データテーブル４２には、項番４２ａ、ビート信号周波数４２ｂ、受信電力４２ｃ、パルスレーダ対応フラグ４２ｅの情報が設定されている。
ＦＭ−ＣＷレーダ測定結果テーブル４０には、項番４０ａ、距離４０ｂ、速度４０ｃ、対応アップ項４０ｄ、対応ダウン項４０ｅ、パルスレーダ対応フラグ４０ｆの情報が設定されている。
【００５２】
第二に、レーダ装置１０をパルスレーダとして機能させて、ＦＭ−ＣＷレーダと同じ対象物の測定を行う（ステップ１０２）。このパルスレーダ時の測定結果は、図１６のパルスレーダ測定結果テーブル５０に格納される。このパルスレーダ測定結果テーブル５０は、項番５０ａ、距離５０ｂ、距離アンビギュイティ５０ｃ、ＦＭ−ＣＷレーダ対応フラグ５０ｄの情報が格納される。
【００５３】
このとき、ＦＭ−ＣＷレーダ機能およびパルスレーダ機能の各々の測定データには、上述の図１０〜図１４で説明したような誤検知データやレンジアンビギュイティが含まれている。
【００５４】
第三に、ＦＭ−ＣＷレーダ測定結果テーブル４０とパルスレーダ測定結果テーブル５０の距離測定結果（距離４０ｂと距離５０ｂ）を比較し矛盾があるものを抽出する（ステップ１０３）。
【００５５】
例えば、上述の図１０の状況をＦＭ−ＣＷレーダ機能で測定し、図１２に示すＦＭ−ＣＷレーダ機能の測定結果と、図１３に示すパルスレーダ機能の結果を用いるとＦＭ−ＣＷレーダ機能では、ＡＦ６とＡ５が矛盾し、パルスレーダ機能ではＲＡ５，Ａ１，Ａ２が矛盾する。
【００５６】
このときのＦＭ−ＣＷレーダ測定結果テーブル４０およびパルスレーダ測定結果テーブル５０の内容の変化を、図１７および図１８に示す。ＦＭ−ＣＷレーダ機能とパルスレーダ機能の各々の測定結果で矛盾がなかったものはパルスレーダ対応フラグ４０ｆおよびＦＭ−ＣＷレーダ対応フラグ５０ｄに“○”が設定され、矛盾があるものは空欄のままである。
【００５７】
第四に、ステップ１０３で矛盾のなかったデータはデータマージ処理に送る。データマージとは、後述するデータ補正したものと矛盾のなかったデータをマージする作業である（ステップ１０９）。
【００５８】
第五にステップ１０３で矛盾したデータに対してアンビギュイティの確認処理を行う（ステップ１０４）。このアンビギュイティの確認処理では、パルスレーダでの矛盾したデータを主にして確認していく。例えば、ＲＡ５は、τm5時間反射にかかっているとパルスレーダ機能は誤検知している。τm5＋Ａ×Ｃ１（パルスの周期、Ａは１〜ｎの自然数）を行い、そのときの距離を求め、ＦＭ−ＣＷレーダの矛盾したデータと比較し、Ａ５と一致することを確認する。ＲＡ５とＡ５は、データ再構築データ処理に送り、距離をＡ５とする（ステップ１０５）。
【００５９】
図１９、図２０は、このステップ１０４におけるアップ用測定データテーブル４１、ダウン用測定データテーブル４２およびＦＭ−ＣＷレーダ測定結果テーブル４０と、パルスレーダ測定結果テーブル５０の内容の推移を示している。
【００６０】
ＲＡ５がＡ５に確定した結果、パルスレーダ測定結果テーブル５０のＲＡ５のデータ格納欄（項番５０ａが５）のＦＭ−ＣＷレーダ対応フラグ５０ｄには、“○”が設定される。
【００６１】
また、図２１は、ステップ１０５のデータ再構築処理におけるパルスレーダ測定結果テーブル５０の設定結果を示している。距離５０ｂが、ｉａ５からｉ５に修正されている。
第六に、まだ矛盾しているパルスレーダの測定結果Ａ１，Ａ２とＦＭ−ＣＷレーダのＡＦ６に対して、ＦＭ−ＣＷの誤ペアリング確認処理を行う（ステップ１０６）。
【００６２】
図１４に示すようにＡ１の距離を静止した場合の周波数ｆ１に変換する。上昇区間および下降区間のｆ１近傍のスライス値を下げて、ｆ１を中心に均等に上昇区間および下降区間の電力ピークを探す。これはｆ１に中心に上昇区間および下降区間のＦＦＴ結果にピークがあるからである。この処理によってＵ１とＤｆ５のピークを再検知・再ペアリングを行う。これにより、ＦＭ−ＣＷレーダ測定結果テーブル４０、アップ用測定データテーブル４１、ダウン用測定データテーブル４２の内容は、図２２から図２４のように変化する。パルスレーダの測定結果Ａ２についても同様な処理を行う。これにより、パルスレーダ測定結果テーブル５０の内容は、図２３から図２５のように変化する（ステップ１０７）。
【００６３】
ステップ１０６で測定結果の補正が不可のペアについては、ＦＭ−ＣＷレーダ測定結果テーブル４０およびパルスレーダ測定結果テーブル５０からのデータの削除を行う（ステップ１０８）。
【００６４】
これにより、ＦＭ−ＣＷレーダおよびパルスレーダの測定結果は、全て矛盾のないデータに補正される。最後に上述のデータマージ（ステップ１０９）を行って処理を終了する。
【００６５】
このように、本実施の形態によれば、レーダ装置１０において、ＦＭ−ＣＷレーダ機能の誤ペアによる対象物の誤検知を、パルスレーダ機能の測定結果で補正し、パルスレーダ機能のレンジアンビギュイティをＦＭ−ＣＷレーダ機能の測定結果で補正できるので、対象物に関する測定結果の誤りを抑制でき、対象物に関する距離および速度の測定を高精度に行うことができる。
【００６６】
すなわち、特定の一つのレーダ原理による測定ではなく、原理の全く異なるＦＭ−ＣＷレーダ機能およびパルスレーダ機能の二つのレーダ技術の測定結果を用いて互いに他の測定結果の検証および補正を行うので、レーダ装置１０の測定結果の精度を大幅に向上させることが可能になる。
【００６７】
また、本実施の形態のレーダ装置１０では、ＦＭ−ＣＷレーダとパルスレーダを別個に２つ用意するのではなく、１台のレーダ装置１０を制御することによって、ＦＭ−ＣＷレーダ機能およびパルスレーダ機能の両タイプのレーダが実現できるので、レーダ装置１０の製造コストが抑制できる。
【００６８】
たとえば、図５に例示されるように、本実施の形態のレーダ装置１０を、車両２０１に車載センサとして設置した場合には、他の車両２０１の位置や速度を精密に検知して、車両２０１の的確な運行制御を実現することが可能になる。
【００６９】
また、図６に例示されるように、本実施の形態のレーダ装置１０を、踏切２１２に設置して車両２０１や歩行者２０２等の障害物の監視を行う場合には、誤測定に起因する虚報等により列車２１０の運行を阻害することなく、これらの障害物の検知を正確に行うことが可能になる。
【００７０】
次に、図２６のフローチャートを参照して、本発明の実施の形態の変形例であるレーダ装置の制御方法について説明する。なお、レーダ装置の構成については、上述の図２および図３の構成のものをそのまま用いる。
【００７１】
まず、第一に、レーダ装置１０をＦＭ−ＣＷレーダとして機能させるにより、他の車両２０１や歩行者２０２等の対象物に関する距離および速度の測定を行う（ステップ１２１）。
【００７２】
第二に、ＦＭ−ＣＷレーダ機能で得られた距離データの部分だけパルスレーダ機能で測定し、先のＦＭ−ＣＷレーダ機能の測定結果と比較する（ステップ１２２）。パルスレーダ機能では、プログラマブルディレイライン１１ｂの制御により受信波の検出タイミングを任意に設定することで、距離の測定範囲を、ＦＭ−ＣＷレーダの測定結果の距離に合わせて選択的に測定する。
【００７３】
ＦＭ−ＣＷレーダ機能とパルスレーダ機能の双方の距離の測定結果で、矛盾がないデータは、そのままデータマージ処理へ送る（ステップ１２３）。
パルスレーダで、ＦＭ−ＣＷレーダの測定結果の距離に対象物を検知できない場合（ＦＭ−ＣＷレーダとパルスレーダの距離の測定結果が不一致の場合）は、ＦＭ−ＣＷレーダの信号処理に戻り、矛盾があった距離データの電力ピーク値の近傍のスライス値（Ｔｈ１）を下げて、再度、ピーク探索、再ペアリングを行い（ステップ１２４）、その結果得られた測定距離の範囲について、再度、パルスレーダ機能で測定し、対象物を検知する（ステップ１２５）。
【００７４】
パルスレーダで対象物を検知した場合、つまりＦＭ−ＣＷレーダの距離の測定結果の矛盾が解消した場合は、データマージ処理（ステップ１２３）へ送り、全てのデータをまとめて処理を終了する。また、矛盾が解消しない場合は、Ｔｈ１を変化させながら、既定の回数だけ上述のステップ１２４、ステップ１２５の処理を試行し（ステップ１２６）、ＦＭ−ＣＷレーダの測定結果の矛盾が解消しない場合は、データを削除するかエラーを管理者に通知する（ステップ１２７）。
【００７５】
この変形例の場合には、レーダ装置１０のＦＭ−ＣＷレーダ機能にて測定された対象物に関する距離の測定結果を、レーダ装置１０のパルスレーダ機能の距離の測定結果にて検証することで、ＦＭ−ＣＷレーダ機能におけるペアリングの誤りを的確に解消することができる。これにより、レーダ装置１０のＦＭ−ＣＷレーダ機能による対象物に関する距離および速度の測定結果の精度を向上させることが可能になる。
【００７６】
なお、本発明は、上述の実施の形態に例示した構成に限らず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
（付記１）
ＦＭ−ＣＷレーダ手段とパルスレーダ手段とを併せ持つレーダ装置の制御方法であって、
前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段で測定対象物までの距離および前記測定対象物の速度を測定するとともに前記パルスレーダ手段で前記測定対象物までの距離を測定する第１工程と、
前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段および前記パルスレーダ手段の一方の測定結果を用いて他方の測定結果を検証および／または補正する第２工程と、
を含むことを特徴とするレーダ装置の制御方法。
【００７７】
（付記２）
付記１記載のレーダ装置の制御方法において、前記パルスレーダ手段にて測定された前記距離の曖昧さを、前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段にて測定された前記距離によって確定させることを特徴とするレーダ装置の制御方法。
【００７８】
（付記３）
付記１記載のレーダ装置の制御方法において、前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段にて測定された前記距離および前記速度の誤りを、前記パルスレーダ手段にて測定された前記距離に基づいて補正することを特徴とするレーダ装置の制御方法。
【００７９】
（付記４）
付記１記載のレーダ装置の制御方法において、
前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段では、前記測定対象物に放射される送信波に対して三角波による周波数変調を施し、前記送信波の上昇区間および下降区間の各々と前記測定対象物からの反射波との周波数差であるビート信号を生成し、上昇区間および下降区間に対応した二つの前記ビート信号の周波数スペクトルの突出部の対をとるペアリングにより、前記測定対象物に関する前記距離および速度を測定し、
前記ペアリングの誤りを、前記パルスレーダ手段にて測定された前記距離に基づいて補正することを特徴とするレーダ装置の制御方法。
【００８０】
（付記５）
ＦＭ−ＣＷレーダ手段とパルスレーダ手段とを併せ持つレーダ装置の制御方法であって、
前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段で測定対象物までの距離および前記測定対象物の速度を測定する第１工程と、
測定範囲を、前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段にて測定された前記距離を含む範囲に設定して、前記パルスレーダ手段による距離の測定を行うことで、前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段による測定結果を検証および／または補正する第２工程と、
を含むことを特徴とするレーダ装置の制御方法。
【００８１】
（付記６）
ＦＭ−ＣＷレーダ手段と、
パルスレーダ手段と、
前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段の測定結果および前記パルスレーダの測定結果を用いて、一方の前記測定結果から他方の前記測定結果を検証および／または補正する検証手段と、
を含むことを特徴とするレーダ装置。
【００８２】
（付記７）
付記６記載のレーダ装置において、
前記検証手段は、前記パルスレーダ手段にて測定された測定対象物までの距離の曖昧さを、前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段にて測定された測定対象物までの距離によって確定させることを特徴とするレーダ装置。
【００８３】
（付記８）
付記６記載のレーダ装置において、
前記検証手段は、前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段にて測定された測定対象物までの距離および測定対象物の速度の誤りを、前記パルスレーダ手段にて測定された測定対象物までの距離に基づいて補正することを特徴とするレーダ装置。
【００８４】
（付記９）
付記６記載のレーダ装置において、
前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段は、前記測定対象物に放射される送信波に対して三角波による周波数変調を施し、前記送信波の上昇区間および下降区間の各々と前記測定対象物からの反射波との周波数差であるビート信号を生成し、上昇区間および下降区間に対応した二つの前記ビート信号の周波数スペクトルの突出部の対をとるペアリングにより、前記測定対象物に関する前記距離および速度を測定し、
前記検証手段は、前記ペアリングの誤りを、前記パルスレーダ手段にて測定された前記距離に基づいて補正することを特徴とするレーダ装置。
【００８５】
（付記１０）
付記６記載のレーダ装置において、
前記検証手段は、前記パルスレーダ手段による距離の測定範囲を、前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段で得られた測定対象物までの距離の測定結果を含む範囲に設定して得られた、当該パルスレーダ手段による距離の測定結果に基づいて、前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段にて測定された前記距離を検証することを特徴とするレーダ装置。
【００８６】
（付記１１）
測定対象物までの距離および前記測定対象物の速度を測定するＦＭ−ＣＷレーダ手段と、
前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段にて測定された前記距離を含むように測定範囲を設定して距離の測定を行うパルスレーダ手段と、
前記パルスレーダ手段による前記距離の測定結果に基づいて、前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段の測定結果を検証および／または補正する検証手段と、
を含むことを特徴とするレーダ装置。
【００８７】
（付記１２）
ＦＭ−ＣＷレーダ手段と、パルスレーダ手段と、前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段および前記パルスレーダ手段を制御するコンピュータとを含むレーダ装置を制御するプログラムであって、
前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段の測定結果および前記パルスレーダの測定結果を用いて、一方の前記測定結果から他方の前記測定結果を検証および／または補正する検証機能を前記コンピュータに実現させることを特徴とするプログラム。
【００８８】
（付記１３）
ＦＭ−ＣＷレーダで距離および速度を測定するとともにパルスレーダで距離を測定し、前記ＦＭ−ＣＷレーダおよび前記パルスレーダの各々の測定結果を照合して、前記測定結果の精度を高めることを特徴とするレーダ方法。
【符号の説明】
【００８９】
１０ レーダ装置
１０ａ 矩形波発振器
１０ｂ 発振制御電圧源
１０ｃ 周波数可変発振器
１０ｄ 送信アンプ
１０ｅ 送信アンテナ
１０ｆ 受信アンテナ
１０ｇ 受信アンプ
１０ｈ ミキサ
１０ｊ バンドパスフィルタ
１０ｋ ミキサ
１０ｍ ローパスフィルタ
１１ａ パルス生成回路
１１ｂ プログラマブルディレイライン
１１ｃ パルス生成回路
１１ｄ パルス生成回路
１１ｅ ゲート回路
２０ 制御コンピュータ
２１ マイクロプロセッサ
２２ 主記憶
２３ 不揮発性メモリ
２４ 通信インターフェイス
２５ Ａ／Ｄ変換器
２６ ディレイライン制御部
２７ バス
２８ 制御プログラム
４０ ＦＭ−ＣＷレーダ測定結果テーブル
４０ａ 項番
４０ｂ 距離
４０ｃ 速度
４０ｄ 対応アップ項
４０ｅ 対応ダウン項
４０ｆ パルスレーダ対応フラグ
４１ アップ用測定データテーブル
４１ａ 項番
４１ｂ ビート信号周波数
４１ｃ 受信電力
４１ｄ 対応ダウン項
４１ｅ パルスレーダ対応フラグ
４２ ダウン用測定データテーブル
４２ａ 項番
４２ｂ ビート信号周波数
４２ｃ 受信電力
４２ｅ パルスレーダ対応フラグ
５０ パルスレーダ測定結果テーブル
５０ａ 項番
５０ｂ 距離
５０ｃ 距離アンビギュイティ
５０ｄ ＦＭ−ＣＷレーダ対応フラグ
２００ 道路
２０１ 車両
２０２ 歩行者
２１０ 列車
２１１ 線路
２１２ 踏切
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＦＭ−ＣＷレーダ手段とパルスレーダ手段とを併せ持つレーダ装置の制御方法であって、
前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段で測定対象物までの距離および前記測定対象物の速度を測定する第１工程と、
測定範囲を、前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段にて測定された前記距離を含む範囲に設定して、前記パルスレーダ手段による距離の測定を行うことで、前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段による測定結果を検証および／または補正する第２工程と、
を含むことを特徴とするレーダ装置の制御方法。
【請求項２】
前記第１工程は、前記測定対象物に放射される送信波に対して三角波による周波数変調を施し、前記送信波の上昇区間および下降区間の各々と前記測定対象物からの反射波との周波数差であるビート信号を生成し、上昇区間および下降区間に対応した二つの前記ビート信号の周波数スペクトルの突出部の対をとるペアリングにより、前記測定対象物に関する前記距離および速度を測定する工程であり、
前記パルスレーダ手段による距離の測定結果と前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段による距離の測定結果とが不一致の場合、前記不一致の距離データの電力ピーク値の近傍のスライス値を下げて、再度、前記第１工程を実行する、
ことを特徴とする請求項１に記載の制御方法。
【請求項３】
測定対象物までの距離および前記測定対象物の速度を測定するＦＭ−ＣＷレーダ手段と、
前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段にて測定された前記距離を含むように測定範囲を設定して距離の測定を行うパルスレーダ手段と、
前記パルスレーダ手段による前記距離の測定結果に基づいて、前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段の測定結果を検証および／または補正する検証手段と、
を含むことを特徴とするレーダ装置。
【請求項４】
前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段は、前記測定対象物に放射される送信波に対して三角波による周波数変調を施し、前記送信波の上昇区間および下降区間の各々と前記測定対象物からの反射波との周波数差であるビート信号を生成し、上昇区間および下降区間に対応した二つの前記ビート信号の周波数スペクトルの突出部の対をとるペアリングにより、前記測定対象物に関する前記距離および速度を測定し、
前記パルスレーダ手段による距離の測定結果と前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段による距離の測定結果とが不一致の場合、前記不一致の距離データの電力ピーク値の近傍のスライス値を下げて、再度、前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段により、前記測定対象物に関する前記距離および速度を測定する、
ことを特徴とする請求項３に記載のレーダ装置。
【請求項１】
ＦＭ−ＣＷレーダ手段とパルスレーダ手段とを併せ持つレーダ装置の制御方法であって、
前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段で測定対象物までの距離および前記測定対象物の速度を測定する第１工程と、
測定範囲を、前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段にて測定された前記距離を含む範囲に設定して、前記パルスレーダ手段による距離の測定を行うことで、前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段による測定結果を検証および／または補正する第２工程と、
を含むことを特徴とするレーダ装置の制御方法。
【請求項２】
前記第１工程は、前記測定対象物に放射される送信波に対して三角波による周波数変調を施し、前記送信波の上昇区間および下降区間の各々と前記測定対象物からの反射波との周波数差であるビート信号を生成し、上昇区間および下降区間に対応した二つの前記ビート信号の周波数スペクトルの突出部の対をとるペアリングにより、前記測定対象物に関する前記距離および速度を測定する工程であり、
前記パルスレーダ手段による距離の測定結果と前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段による距離の測定結果とが不一致の場合、前記不一致の距離データの電力ピーク値の近傍のスライス値を下げて、再度、前記第１工程を実行する、
ことを特徴とする請求項１に記載の制御方法。
【請求項３】
測定対象物までの距離および前記測定対象物の速度を測定するＦＭ−ＣＷレーダ手段と、
前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段にて測定された前記距離を含むように測定範囲を設定して距離の測定を行うパルスレーダ手段と、
前記パルスレーダ手段による前記距離の測定結果に基づいて、前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段の測定結果を検証および／または補正する検証手段と、
を含むことを特徴とするレーダ装置。
【請求項４】
前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段は、前記測定対象物に放射される送信波に対して三角波による周波数変調を施し、前記送信波の上昇区間および下降区間の各々と前記測定対象物からの反射波との周波数差であるビート信号を生成し、上昇区間および下降区間に対応した二つの前記ビート信号の周波数スペクトルの突出部の対をとるペアリングにより、前記測定対象物に関する前記距離および速度を測定し、
前記パルスレーダ手段による距離の測定結果と前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段による距離の測定結果とが不一致の場合、前記不一致の距離データの電力ピーク値の近傍のスライス値を下げて、再度、前記ＦＭ−ＣＷレーダ手段により、前記測定対象物に関する前記距離および速度を測定する、
ことを特徴とする請求項３に記載のレーダ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２３】
【図２５】
【図２６】
【図２２】
【図２４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２３】
【図２５】
【図２６】
【図２２】
【図２４】
【公開番号】特開２０１０−９６７７５（Ｐ２０１０−９６７７５Ａ）
【公開日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０３３８（Ｐ２０１０−２０３３８）
【出願日】平成２２年２月１日（２０１０．２．１）
【分割の表示】特願２００４−３３２８８２（Ｐ２００４−３３２８８２）の分割
【原出願日】平成１６年１１月１７日（２００４．１１．１７）
【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３０日（２０１０．４．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月１日（２０１０．２．１）
【分割の表示】特願２００４−３３２８８２（Ｐ２００４−３３２８８２）の分割
【原出願日】平成１６年１１月１７日（２００４．１１．１７）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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