レーダ装置
【課題】安定した相関追尾が可能なレーダ装置を提供する。
【解決手段】ＦＭＣＷ方式のスイープ信号を送受信する送受信器２０と、送受信器からの信号に基づき算出された目標の速度によって該目標を速度範囲毎にグルーピングする速度グルーピング部３６と、前記速度グルーピング部によってグルーピングされた速度グループ毎に相関追尾を行う相関追尾部３７を備えている。
【解決手段】ＦＭＣＷ方式のスイープ信号を送受信する送受信器２０と、送受信器からの信号に基づき算出された目標の速度によって該目標を速度範囲毎にグルーピングする速度グルーピング部３６と、前記速度グルーピング部によってグルーピングされた速度グループ毎に相関追尾を行う相関追尾部３７を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＦＭＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）方式などにより車両の速度を観測するレーダ装置に関し、特に相関追尾を実施する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
道路を走行する車両をレーダ装置で観測する場合の簡易なレーダ方式としてＦＭＣＷ方式が知られている（例えば、非特許文献１参照）。このＦＭＣＷ方式のレーダ装置で車両を観測する場合、他車両や背景等といった複雑かつ多数の反射点が存在する環境で、目標車両を検出して相関追尾することになる。このような環境下において、アンテナビーム幅が広く、ＦＭＣＷ方式によるビート周波数軸の分解能が低い場合には、角度軸でも周波数軸でもメインローブの中に複数の反射点が存在し、振幅・位相によるベクトル合成により受信が乱れる。このため、目標を検出できなかったり、目標を検出できたとしても位置精度が低く、相関追尾によっても安定した位置が検知できないという問題がある。
【０００３】
図１１は、従来のレーダ装置の構成を示す系統図であり、図１２は、このレーダ装置の動作を示すフローチャートである。このレーダ装置は、アンテナ１０、送受信器２０および信号処理器３０を備えている。以下、このレーダ装置の動作を、追尾処理を中心に説明する。レーダ装置においては、まず、送受信データが入力される（ステップＳ１０１）。すなわち、送受信器２０の内部の送信器２１でスイープされた信号は、アンテナ送信素子１１で電波に変換されて送信される。これに応じて、複数のアンテナ受信素子１２で受信された信号は、複数のミキサ２２によりそれぞれ周波数変換されて、信号処理器３０に送られる。信号処理器３０では、送受信器２０からの信号がＡＤ変換器３１でデジタル信号に変換され、素子信号としてＦＦＴ（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換）部３２に送られる。
【０００４】
ＦＦＴ部３２は、ＡＤ変換器３１から送られてくる素子信号を高速フーリエ変換して周波数軸上の信号に変換し、ＤＢＦ（Digital Beam Forming：デジタルビーム形成）部３３に送る。ＤＢＦ部３３は、ＦＦＴ部３２から送られてくる周波数軸の信号を用いて、ΣビームとΔビームを形成する。このＤＢＦ部３３で形成されたΣビームは測距・測速部３４に送られ、Δビームは測角部３５に送られる。
【０００５】
次いで、距離および速度が算出される（ステップＳ１０２）。すなわち、測距・測速部３４は、ＤＢＦ部３３からのΣビームを用いて距離および速度を算出し、相関追尾部３７に送る。次いで、角度が算出される（ステップＳ１０３）。すなわち、測角部３５は、ＤＢＦ部３３から測距・測速部３４を経由して送られてくるΣビームおよびＤＢＦ部３３から送られてくるΔビームを用いて測角を行い、得られた角度を相関追尾部３７に送る。次いで、相関追尾が行われる（ステップＳ１０４）。
【０００６】
すなわち、相関追尾部３７は、相関追尾処理を行って目標の位置および速度を算出し、外部に出力する。その後、サイクルが終了したかどうかが調べられる（ステップＳ１０５）。ステップＳ１０５において、サイクルが終了していないことが判断されると、次のサイクルを処理対象とするための処理が行われる（ステップＳ１０６）。その後、ステップＳ１０１に戻り、上述した処理が繰り返される。一方、ステップＳ１０５において、サイクルが終了したことが判断されると、このレーダ装置の追尾処理は終了する。
【０００７】
ところで、上述した従来のレーダ装置において、レーダ反射点は、図１３に示すように、移動している車両１０１の他、ガードレール１０２、路肩１０３および停止している車両１０４等に混在する。一般に、相関追尾においては、図１４に示すように、平滑値から予測値を求め、この予測値と、ＮＮ（Nearest Neighbor）観測値とから新たな平滑値を求めて次の予測値を算出するという処理が行われる。しかし、これらは観測位置を元に実施されるため、背景の反射も含む多数の反射点の中で、車両目標を誤認して追尾する可能性があり、また、追尾可能目標数を超えるために、安定した相関追尾ができない場合がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】吉田孝監修、‘改訂レーダ技術’、電子情報通信学会、pp.274-275(1996)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来のレーダ装置では、上述したように、他車両や背景等の複雑かつ多数の反射点が存在する環境下において、アンテナビーム幅が広く、ＦＭＣＷ方式によるビート周波数軸の分解能が低い場合には、角度軸でも周波数軸でもメインローブの中に複数の反射点が存在し、振幅・位相によるベクトル合成により受信が乱れるため、目標を検出できなかったり、目標を検出できたとしても位置精度が低く、相関追尾によっても安定した位置を検知できないという問題がある。
【００１０】
本発明の課題は、安定した相関追尾を実現できるレーダ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明は、ＦＭＣＷ方式のスイープ信号を送受信する送受信器と、前記送受信器からの信号に基づき算出された目標の速度によって該目標を速度範囲毎にグルーピングする速度グルーピング部と、前記速度グルーピング部によってグルーピングされた速度グループ毎に相関追尾を行う相関追尾部を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、複雑な背景下においても、目標の観測位置精度を高めて、安定した相関追尾を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施例１に係るレーダ装置の構成を示す系統図である。
【図２】本発明の実施例１に係るレーダ装置で行われる相関追尾処理を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施例１に係るレーダ装置で行われる自速度抽出を説明するための図である。
【図４】本発明の実施例１に係るレーダ装置で行われる速度グルーピングを説明するための図である。
【図５】本発明の実施例１に係るレーダ装置で行われるハフ変換を説明するための図である。
【図６】本発明の実施例１に係るレーダ装置で行われるハフ変換を説明するための図である。
【図７】本発明の実施例１に係るレーダ装置で行われるハフ変換を説明するための図である。
【図８】本発明の実施例１に係るレーダ装置で行われるハフ変換を説明するための図である。
【図９】本発明の実施例１に係るレーダ装置で行われるハフ変換を説明するための図である。
【図１０】本発明の実施例１に係るレーダ装置で行われる相関追尾を説明するための図である。
【図１１】従来のレーダ装置の構成を示す系統図である。
【図１２】従来のレーダ装置で行われる相関追尾処理を示すフローチャートである。
【図１３】従来のレーダ装置の問題点を説明するための図である。
【図１４】従来のレーダ装置の問題点を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は、本発明の実施例１に係るレーダ装置の構成を示す系統図である。このレーダ装置は、アンテナ１０、送受信器２０および信号処理器３０を備えている。
【００１６】
アンテナ１０は、アンテナ送信素子１１と複数のアンテナ受信素子１２とから構成されている。アンテナ送信素子１１は、送受信器２０から電気信号として送られてくる送信信号を電波に変換して外部に送出する。複数のアンテナ受信素子１２は、外部からの電波を受信して電気信号に変換し、受信信号として送受信器２０に送る。
【００１７】
送受信器２０は、送信器２１と複数のミキサ２２を備えており、複数のミキサ２２は、複数のアンテナ受信素子１２にそれぞれ対応して設けられている。一般的なアップチャープとダウンチャープ送信信号を用いたＦＭＣＷ方式の場合は、送信器２１でスイープした送信信号を生成し、アンテナ送信素子１１および複数のミキサ２２に送る。複数のミキサ２２は、複数のアンテナ受信素子１２からそれぞれ受け取った受信信号を、送信器２１からの信号に応じて周波数変換し、信号処理器３０に送る。
【００１８】
信号処理器３０は、ＡＤ変換器３１、ＦＦＴ部３２、ＤＢＦ部３３、測距・測速部３４、測角部３５、速度グルーピング部３６および相関追尾部３７を備えている。
【００１９】
ＡＤ変換器３１は、送受信器２０から送られてくるアナログ信号をデジタル信号に変換し、素子信号としてＦＦＴ部３２に送る。ＦＦＴ部３２は、ＡＤ変換器３１から送られてくる素子信号を高速フーリエ変換により周波数軸上の信号に変換し、ＤＢＦ部３３に送る。
【００２０】
ＤＢＦ部３３は、ＦＦＴ部３２から送られてくる周波数軸上の信号を用いて、ΣビームとΔビームを形成する。このＤＢＦ部３３で形成されたΣビームは測距・測速部３４に送られ、Δビームは測角部３５に送られる。
【００２１】
測距・測速部３４は、ＤＢＦ部３３から送られてくるΣビームに基づき測距および測速を行う。この測距・測速部３４における測距および測速により得られた距離および速度は、速度グルーピング部３６に送られる。また、測距・測速部３４は、ＤＢＦ部３３から送られてきたΣビームを測角部３５に送る。
【００２２】
測角部３５は、測距・測速部３４から送られてくるΣビームおよびＤＢＦ部３３から送られてくるΔビームに基づき測角を行う。測角部３５における測角により得られた角度は、速度グルーピング部３６に送られる。
【００２３】
速度グルーピング部３６は、測距・測速部３４から送られてくる距離および速度と、測角部３５から送られてくる角度とに基づき、観測速度によって目標を分類し、グルーピングする。この速度グルーピング部３６におけるグルーピングの結果は、相関追尾部３７に送られる。
【００２４】
相関追尾部３７は、速度グルーピング部３６から送られてくる処理結果に基づき相関追尾処理を実行する。相関追尾部３７における処理により得られた位置および速度は、外部に送られる。
【００２５】
次に、上記のように構成される本発明の実施例１に係るレーダ装置の動作を追尾処理を中心に、図２に示すフローチャートを参照しながら説明する。
【００２６】
追尾処理では、まず、ＦＭＣＷ方式で送受信が行われ、送受信データが入力される（ステップＳ１１）。すなわち、送受信器２０の内部の送信器２１でスイープされた信号は、アンテナ送信素子１１で電波に変換されて送信される。これに応じて、複数のアンテナ受信素子１２で受信された信号は、複数のミキサ２２によりそれぞれ周波数変換されて、信号処理器３０に送られる。信号処理器３０では、送受信器２０からの信号がＡＤ変換器３１でデジタル信号に変換され、素子信号としてＦＦＴ部３２に送られる。
【００２７】
ＦＦＴ部３２は、ＡＤ変換器３１から送られてくる素子信号を高速フーリエ変換して周波数軸上の信号に変換し、ＤＢＦ部３３に送る。ＤＢＦ部３３は、ＦＦＴ部３２から送られてくる周波数軸の信号を用いて、ΣビームとΔビームを形成する。ＤＢＦ部３３で形成されたΣビームは測距・測速部３４に送られ、Δビームは測角部３５に送られる。
【００２８】
次いで、距離および速度が算出される（ステップＳ１２）。すなわち、測距・測速部３４は、ＤＢＦ部３３からのΣビームに基づき測距および測速を行い、測距および測速により得られた距離および速度を、速度グルーピング部３６に送る。
【００２９】
次いで、角度が算出される（ステップＳ１３）。すなわち、測角部３５は、ＤＢＦ部３３から測距・測速部３４を経由して送られてくるΣビームおよびＤＢＦ部３３から送られてくるΔビームを用いて測角を行い、得られた角度を速度グルーピング部３６に送る。
【００３０】
次いで、速度が分類される（ステップＳ１４）。すなわち、速度グルーピング部３６は、測距・測速部３４から送られてくる距離および速度と、測角部３５から送られてくる角度とに基づき、観測速度によって目標を分類してグルーピングし、グルーピングの結果を相関追尾部３７に送る。
【００３１】
次いで、自速度抽出が行われる（ステップＳ１５）。すなわち、速度グルーピング部３６は、ステップＳ１４で分類されたグループのうち、反射点が最も多いグループを自速度グループとする。
【００３２】
次いで、極座標からＸＹ座標への変換が行われる（ステップＳ１６）。すなわち、速度グルーピング部３６は、極座標（Ｒ、θ）として取得された観測速度データを、ＸＹの直交座標に変換する。
【００３３】
次いで、観測速度データのサイクル間累積が行われる（ステップＳ１７）。すなわち、速度グルーピング部３６は、観測速度データのサイクル間で、忘却係数を乗算して積分する。
【００３４】
次いで、自速度グループであるかどうかが調べられる（ステップＳ１８）。ステップＳ１８において、そのグループが自速度グループでないことが判断されると、ステップＳ１９〜Ｓ２３の処理はスキップされて、ステップＳ２４に進む。一方、ステップＳ１８において、そのグループが自速度グループであることが判断されると、次いで、自速度グループのハフ変換による直線抽出が行われる（ステップＳ１９）。すなわち、速度グルーピング部３６は、ハフ変換により直線を抽出する。
【００３５】
なお、ハフ変換については、例えば、『田村、‘コンピュータ画像処理’、Ohmsha、pp.204-206(2004)』に説明されている。
【００３６】
次いで、サイクル間直線累積が行われる（ステップＳ２０）。すなわち、速度グルーピング部３６は、ステップＳ１９で抽出した直線を、サイクル間で忘却係数を乗じて累積する。
【００３７】
次いで、直線上の目標が削除される（ステップＳ２１）。すなわち、速度グルーピング部３６は、ステップＳ２０で累積された結果が、所定のスレショルドを超えた場合に直線で有ると判定し、その直線付近の反射点を削除する。
【００３８】
次いで、直線抽出が終了したかどうかが調べられる（ステップＳ２２）。ステップＳ２２において、直線抽出が終了していないことが判断されると、次いで、次の直線を処理対象とするための処理が行われる（ステップＳ２３）。その後、ステップＳ１９に戻って、上述した処理が繰り返される。
【００３９】
一方、ステップＳ２２において、直線抽出が終了したことが判断されると、次いで振幅極値が抽出される（ステップＳ２４）。すなわち、速度グルーピング部３６は、速度グループ毎に各グループ内で極値（極大値のこと）を算出する。
【００４０】
次いで、重心演算が行われる（ステップＳ２５）。すなわち、速度グルーピング部３６は、ステップＳ２４で算出した極値を中心に所定のゲート内の重心を算出し、相関追尾部３７に送る。
【００４１】
次いで、極値が終了したかどうかが調べられる（ステップＳ２６）。ステップＳ２６において、極値が終了していないことが判断されると、次いで、次の極値を処理対象とするための処理が行われる。その後、ステップＳ２４に戻り、上述した処理が繰り返される。
【００４２】
上記ステップＳ２６において、極値が終了したことが判断されると、次いで、相関追尾が行われる（ステップＳ２８）。すなわち、相関追尾部３７は、速度グループ毎に算出された重心位置を用いて、予測位置に最も近い点を用いるＮＮ（Nearest Neighbor）相関とα−β方式による追尾を行い、位置および速度ベクトルの平滑値および予測値を外部に出力する。なお、α−β方式については、『吉田孝監修、‘改訂レーダ技術’、電子情報通信学会、pp.264-267(1996)』に説明されている。
【００４３】
次いで、全ての速度グループについて処理が終了したかどうかが調べられる（ステップＳ２９）。ステップＳ２９において、全ての速度グループについて処理が終了していないことが判断されると、処理対象を次の速度グループに変更するための処理が行われる（ステップＳ３０）。その後、ステップＳ１７に戻り、上述した処理が繰り返される。
【００４４】
一方、ステップＳ２９において、全ての速度グループについて処理が終了したことが判断されると、次いで、サイクルが終了したかどうかが調べられる（ステップＳ３１）。ステップＳ３１において、サイクルが終了していないことが判断されると、次のサイクルを処理対象とするための処理が行われる（ステップＳ３２）。その後、ステップＳ１１に戻り、上述した処理が繰り返される。一方、ステップＳ３１において、サイクルが終了したことが判断されると、追尾処理は終了する。
【００４５】
次に、本発明の理解を深めるために、上述した手順のうち、主要な手順の細部の処理について説明する。極座標を直交座標に変換する処理（ステップＳ１６）では、図６に示すような極座標（Ｒ、θ）が、次式により、ＸＹ座標に変換される。
【数１】
【００４６】
ここで、
Ｒ ；距離
θ ；アジマス測角値
Ｘ、Ｙの２次元で表現すると、観測（位置）ベクトルｙと、平滑または予測のベクトルｘ（位置、速度）は、次式で表現できる。
【数２】
【００４７】
ここで、
添字の１，２ ；それぞれＸ，Ｙ成分を表す。
【００４８】
ｘ ；位置
ｖ ；速度
次に、上記ステップＳ１４で行われる速度分類の処理、つまり、観測速度を用いて、各反射点の位置、速度、振幅強度をグルーピングする方法を、図４を参照しながら説明する。グルーピングの手法としては、サイクル毎に、速度範囲を所定数に分割した速度グループ毎に、サイクル間で忘却係数により加算した結果を用いて、振幅強度の極大点の周りのゲート内の点の重心演算を実施する。
【００４９】
いま、目標が移動している場合を考える。処理対象とする検出信号は、（Ａ、Ｘ、Ｙ、Ｖ）（振幅強度、Ｘ軸位置、Ｙ軸位置、ラジアル速度）の情報を含んでいる。まず、速度で分類し、さらに図３に示すように、速度グループ毎にヒストグラムｈ１，ｈ２，ｈ３を算出し、度数が最も多い速度グループＧｒ＃２を背景とすると、自速度グループ以外と自速度グループＧｒ＃２に分類できる。自速度グループについては、背景等の固定目標（ガードレール等）Ｌ１，Ｌ２と静止している車両Ｓ１，Ｓ２とを区別するために、まず、ステップＳ１９に示すように、ハフ変換を利用して、ガードレールＬ１や路肩Ｌ２等の直線状の反射点（●部分）を抽出する。
【００５０】
ここで、一般的なハフ変換について説明する。ハフ変換は、画像の中から直線を抽出する方法である。Ｘ−Ｙ平面上の直線を極座標で表現すると、図７に示すように、次式となる。
【数３】
【００５１】
上記（３）式により、直線とρ、θとは一意に対応する。次に、図８に示すように、直線上の３点Ａ、ＢおよびＣを考える。各点を通り、角度θを順に変化させた場合の曲線をρ−θ軸で表現すると、図９に示すようになる。３本の曲線は、ある点で交わるが、この点Ｐ（ρ０、θ０）が、Ｘ−Ｙ軸における共通の直線を表している。以上の原理をもとに、ハフ変換の手順をまとめると次の通りである。
【００５２】
（１）ρ−θ軸上の数値を格納するマトリクスを確保する。
【００５３】
（２）Ｘ−Ｙ軸上の観測値を中心に、θをΔθ毎に変化させながら、ρ−θ軸上のρを算出し、対応するマトリクスの行、列に１を加える。この手順（２）を全ての観測値に対して繰り返す。
【００５４】
（３）マトリクスの中で、極大点となる（ρｑ、θｑ）（ｑ＝１〜Ｑ）を抽出する。
【００５５】
以上の手順により、（ρｑ、θｑ）により、Ｑ本の直線を抽出できる。ところで、ハフ変換は、数点で直線を抽出するため、直線を誤検出する場合がある。この対策のために、図５に示すように、サイクル毎にハフ変換して得た直線をサイクル間で累積し（ステップＳ２０）、これらの中から所定のスレショルドを超えた直線を抽出する。そして、ハフ変換で抽出した直線の周りの点を削除する（ステップＳ２１）ことにより、ガードレールＬ１等の近くに静止した車両Ｓ２等の重心位置を抽出できる。
【００５６】
次に、ステップＳ２５で行われる速度グループ毎の重心演算を説明する。この重心演算の細部の手順は次の通りである。
【００５７】
（１）速度で分類した各信号の強度を用いて、上から順にＭ個の目標を抽出する。
【００５８】
（２）Ｍ個の目標の相対距離（２乗距離）ΔＲ2を次式により算出し、下限リミットＲＬ2以上の目標をｃ個抽出する。
【数４】
【００５９】
ここで、
ΔＲ2 ；２乗距離
Ｘｉ、Ｙｉ ； 目標ｉの位置（ｉ＝１〜Ｎ）
上記（１）および（２）を繰り返して、Ｍｃ個の目標を抽出する。
【００６０】
（３）抽出したＭｃ個の位置を中心に、ゲートサイズＧの範囲の信号について、次式により重心演算を実施する。
【数５】
【００６１】
ここで、
Ｘｃ（ｍ）、Ｙｃ（ｍ） ；重心位置（ｍ＝１〜Ｍｃ）
Ａ（ｍ，ｎ） ；信号強度（ｍ＝１〜Ｍｃ、ｎ＝１〜Ｎｇ）
ｍ ；抽出した極値の番号
ｎ ；ゲート内の信号の番号
次に、ステップＳ２８で行われる相関追尾（ＮＮ相関、α−β追尾方式）について説明する。簡単のために、１次元（Ｘ軸またはＹ軸のみ）で表現する。
【００６２】
観測（位置）ベクトルをｙ、
【数６】
【００６３】
ここで、
ｙｒ（ｋ，ｊ） ；観測ｋ回目、観測(位置)ベクトルｊ個目の残差ベクトル
ｙ（ｋ，ｊ） ；観測ｋ回目のｊ個目の観測（位置）ベクトル
ｙｒ（ｋ） ；観測ｋ回目の２乗誤差が最小となる残差ベクトル
ｘｓ（ｋ） ；観測ｋ回目の平滑ベクトル
ｘｐ（ｋ） ；観測ｋ回目の予測ベクトル（ｋ−１回目までのデータを使用）
Ｈ ；観測マトリクス Ｈ＝［１ ０］
【数７】
【００６４】
ａｒｇｍｉｎ［ｆ（Ｘ）］ ； 関数ｆ（Ｘ）が最小となるＸを出力
Ｔ ；転置
図１０は、相関追尾を説明するための図である。初期値は、ｙｒ（１）＝０、ｘｐ（１，ｊ）＝
【００６５】
とする。初期値で検出目標が多数ある場合（ｊが複数）には、Ｓ／Ｎの高い目標から順にＭ個までを、相関追尾の対象とする。
【００６６】
以上説明したように、本発明の実施例１に係るレーダ装置によれば、ＦＭＣＷ方式により距離と同時に速度を観測できるため、速度毎に分類することにより、近接した目標の場合であっても、速度が異なる場合には、安定した追尾を行うことができる。
【００６７】
また、グルーピングした目標に対して、極値の周りの重心演算を実施して、観測点を減らして相関追尾を行うことができるため、処理負荷が軽くなり、安定した追尾が可能となる。
【００６８】
また、サイクル間の検出信号を積分することにより、信号が検出されなかった場合や、位置精度が悪い場合であっても、サイクル間の信号の重心演算により、重み付け平均化した位置により相関追尾できるため、安定した追尾が可能となる。
【００６９】
また、ガードレールや路肩等の直線状の反射点の場合に、ハフ変換で抽出して除外することにより、路肩に停車している目標や低速の目標を抽出して相関追尾を行うことができる。
【００７０】
なお、上述した実施例１に係るレーダ装置では、速度グループ毎に重心演算を実施するように構成したが、重心演算を実施せずに、相関追尾を行うように構成することもできる。
【００７１】
また、反射点についてサイクル間で忘却係数を用いた積分を実施するように構成したが、積分しない（忘却係数０）ように構成することもできる。また、自速度グループのハフ変換を用いて直線抽出を行うように構成したが、直線抽出を行わない方法を採用することもできる。
【００７２】
さらに、直線抽出のために、直線についてサイクル間で忘却係数を用いた積分を実施するように構成したが、積分しない（忘却係数０）ように構成することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明は、車両の速度を高精度に計測するレーダ装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００７４】
１０ アンテナ
１１ アンテナ送信素子
１２ アンテナ受信素子
２０ 送受信器
２１ 送信器
２２ ミキサ
３０ 信号処理器
３１ ＡＤ変換器
３２ ＦＦＴ部
３３ ＤＢＦ部
３４ 測距・測測部
３５ 測角部
３６ 速度グルーピング部
３７ 相関追尾部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＦＭＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）方式などにより車両の速度を観測するレーダ装置に関し、特に相関追尾を実施する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
道路を走行する車両をレーダ装置で観測する場合の簡易なレーダ方式としてＦＭＣＷ方式が知られている（例えば、非特許文献１参照）。このＦＭＣＷ方式のレーダ装置で車両を観測する場合、他車両や背景等といった複雑かつ多数の反射点が存在する環境で、目標車両を検出して相関追尾することになる。このような環境下において、アンテナビーム幅が広く、ＦＭＣＷ方式によるビート周波数軸の分解能が低い場合には、角度軸でも周波数軸でもメインローブの中に複数の反射点が存在し、振幅・位相によるベクトル合成により受信が乱れる。このため、目標を検出できなかったり、目標を検出できたとしても位置精度が低く、相関追尾によっても安定した位置が検知できないという問題がある。
【０００３】
図１１は、従来のレーダ装置の構成を示す系統図であり、図１２は、このレーダ装置の動作を示すフローチャートである。このレーダ装置は、アンテナ１０、送受信器２０および信号処理器３０を備えている。以下、このレーダ装置の動作を、追尾処理を中心に説明する。レーダ装置においては、まず、送受信データが入力される（ステップＳ１０１）。すなわち、送受信器２０の内部の送信器２１でスイープされた信号は、アンテナ送信素子１１で電波に変換されて送信される。これに応じて、複数のアンテナ受信素子１２で受信された信号は、複数のミキサ２２によりそれぞれ周波数変換されて、信号処理器３０に送られる。信号処理器３０では、送受信器２０からの信号がＡＤ変換器３１でデジタル信号に変換され、素子信号としてＦＦＴ（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換）部３２に送られる。
【０００４】
ＦＦＴ部３２は、ＡＤ変換器３１から送られてくる素子信号を高速フーリエ変換して周波数軸上の信号に変換し、ＤＢＦ（Digital Beam Forming：デジタルビーム形成）部３３に送る。ＤＢＦ部３３は、ＦＦＴ部３２から送られてくる周波数軸の信号を用いて、ΣビームとΔビームを形成する。このＤＢＦ部３３で形成されたΣビームは測距・測速部３４に送られ、Δビームは測角部３５に送られる。
【０００５】
次いで、距離および速度が算出される（ステップＳ１０２）。すなわち、測距・測速部３４は、ＤＢＦ部３３からのΣビームを用いて距離および速度を算出し、相関追尾部３７に送る。次いで、角度が算出される（ステップＳ１０３）。すなわち、測角部３５は、ＤＢＦ部３３から測距・測速部３４を経由して送られてくるΣビームおよびＤＢＦ部３３から送られてくるΔビームを用いて測角を行い、得られた角度を相関追尾部３７に送る。次いで、相関追尾が行われる（ステップＳ１０４）。
【０００６】
すなわち、相関追尾部３７は、相関追尾処理を行って目標の位置および速度を算出し、外部に出力する。その後、サイクルが終了したかどうかが調べられる（ステップＳ１０５）。ステップＳ１０５において、サイクルが終了していないことが判断されると、次のサイクルを処理対象とするための処理が行われる（ステップＳ１０６）。その後、ステップＳ１０１に戻り、上述した処理が繰り返される。一方、ステップＳ１０５において、サイクルが終了したことが判断されると、このレーダ装置の追尾処理は終了する。
【０００７】
ところで、上述した従来のレーダ装置において、レーダ反射点は、図１３に示すように、移動している車両１０１の他、ガードレール１０２、路肩１０３および停止している車両１０４等に混在する。一般に、相関追尾においては、図１４に示すように、平滑値から予測値を求め、この予測値と、ＮＮ（Nearest Neighbor）観測値とから新たな平滑値を求めて次の予測値を算出するという処理が行われる。しかし、これらは観測位置を元に実施されるため、背景の反射も含む多数の反射点の中で、車両目標を誤認して追尾する可能性があり、また、追尾可能目標数を超えるために、安定した相関追尾ができない場合がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】吉田孝監修、‘改訂レーダ技術’、電子情報通信学会、pp.274-275(1996)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来のレーダ装置では、上述したように、他車両や背景等の複雑かつ多数の反射点が存在する環境下において、アンテナビーム幅が広く、ＦＭＣＷ方式によるビート周波数軸の分解能が低い場合には、角度軸でも周波数軸でもメインローブの中に複数の反射点が存在し、振幅・位相によるベクトル合成により受信が乱れるため、目標を検出できなかったり、目標を検出できたとしても位置精度が低く、相関追尾によっても安定した位置を検知できないという問題がある。
【００１０】
本発明の課題は、安定した相関追尾を実現できるレーダ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明は、ＦＭＣＷ方式のスイープ信号を送受信する送受信器と、前記送受信器からの信号に基づき算出された目標の速度によって該目標を速度範囲毎にグルーピングする速度グルーピング部と、前記速度グルーピング部によってグルーピングされた速度グループ毎に相関追尾を行う相関追尾部を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、複雑な背景下においても、目標の観測位置精度を高めて、安定した相関追尾を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施例１に係るレーダ装置の構成を示す系統図である。
【図２】本発明の実施例１に係るレーダ装置で行われる相関追尾処理を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施例１に係るレーダ装置で行われる自速度抽出を説明するための図である。
【図４】本発明の実施例１に係るレーダ装置で行われる速度グルーピングを説明するための図である。
【図５】本発明の実施例１に係るレーダ装置で行われるハフ変換を説明するための図である。
【図６】本発明の実施例１に係るレーダ装置で行われるハフ変換を説明するための図である。
【図７】本発明の実施例１に係るレーダ装置で行われるハフ変換を説明するための図である。
【図８】本発明の実施例１に係るレーダ装置で行われるハフ変換を説明するための図である。
【図９】本発明の実施例１に係るレーダ装置で行われるハフ変換を説明するための図である。
【図１０】本発明の実施例１に係るレーダ装置で行われる相関追尾を説明するための図である。
【図１１】従来のレーダ装置の構成を示す系統図である。
【図１２】従来のレーダ装置で行われる相関追尾処理を示すフローチャートである。
【図１３】従来のレーダ装置の問題点を説明するための図である。
【図１４】従来のレーダ装置の問題点を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は、本発明の実施例１に係るレーダ装置の構成を示す系統図である。このレーダ装置は、アンテナ１０、送受信器２０および信号処理器３０を備えている。
【００１６】
アンテナ１０は、アンテナ送信素子１１と複数のアンテナ受信素子１２とから構成されている。アンテナ送信素子１１は、送受信器２０から電気信号として送られてくる送信信号を電波に変換して外部に送出する。複数のアンテナ受信素子１２は、外部からの電波を受信して電気信号に変換し、受信信号として送受信器２０に送る。
【００１７】
送受信器２０は、送信器２１と複数のミキサ２２を備えており、複数のミキサ２２は、複数のアンテナ受信素子１２にそれぞれ対応して設けられている。一般的なアップチャープとダウンチャープ送信信号を用いたＦＭＣＷ方式の場合は、送信器２１でスイープした送信信号を生成し、アンテナ送信素子１１および複数のミキサ２２に送る。複数のミキサ２２は、複数のアンテナ受信素子１２からそれぞれ受け取った受信信号を、送信器２１からの信号に応じて周波数変換し、信号処理器３０に送る。
【００１８】
信号処理器３０は、ＡＤ変換器３１、ＦＦＴ部３２、ＤＢＦ部３３、測距・測速部３４、測角部３５、速度グルーピング部３６および相関追尾部３７を備えている。
【００１９】
ＡＤ変換器３１は、送受信器２０から送られてくるアナログ信号をデジタル信号に変換し、素子信号としてＦＦＴ部３２に送る。ＦＦＴ部３２は、ＡＤ変換器３１から送られてくる素子信号を高速フーリエ変換により周波数軸上の信号に変換し、ＤＢＦ部３３に送る。
【００２０】
ＤＢＦ部３３は、ＦＦＴ部３２から送られてくる周波数軸上の信号を用いて、ΣビームとΔビームを形成する。このＤＢＦ部３３で形成されたΣビームは測距・測速部３４に送られ、Δビームは測角部３５に送られる。
【００２１】
測距・測速部３４は、ＤＢＦ部３３から送られてくるΣビームに基づき測距および測速を行う。この測距・測速部３４における測距および測速により得られた距離および速度は、速度グルーピング部３６に送られる。また、測距・測速部３４は、ＤＢＦ部３３から送られてきたΣビームを測角部３５に送る。
【００２２】
測角部３５は、測距・測速部３４から送られてくるΣビームおよびＤＢＦ部３３から送られてくるΔビームに基づき測角を行う。測角部３５における測角により得られた角度は、速度グルーピング部３６に送られる。
【００２３】
速度グルーピング部３６は、測距・測速部３４から送られてくる距離および速度と、測角部３５から送られてくる角度とに基づき、観測速度によって目標を分類し、グルーピングする。この速度グルーピング部３６におけるグルーピングの結果は、相関追尾部３７に送られる。
【００２４】
相関追尾部３７は、速度グルーピング部３６から送られてくる処理結果に基づき相関追尾処理を実行する。相関追尾部３７における処理により得られた位置および速度は、外部に送られる。
【００２５】
次に、上記のように構成される本発明の実施例１に係るレーダ装置の動作を追尾処理を中心に、図２に示すフローチャートを参照しながら説明する。
【００２６】
追尾処理では、まず、ＦＭＣＷ方式で送受信が行われ、送受信データが入力される（ステップＳ１１）。すなわち、送受信器２０の内部の送信器２１でスイープされた信号は、アンテナ送信素子１１で電波に変換されて送信される。これに応じて、複数のアンテナ受信素子１２で受信された信号は、複数のミキサ２２によりそれぞれ周波数変換されて、信号処理器３０に送られる。信号処理器３０では、送受信器２０からの信号がＡＤ変換器３１でデジタル信号に変換され、素子信号としてＦＦＴ部３２に送られる。
【００２７】
ＦＦＴ部３２は、ＡＤ変換器３１から送られてくる素子信号を高速フーリエ変換して周波数軸上の信号に変換し、ＤＢＦ部３３に送る。ＤＢＦ部３３は、ＦＦＴ部３２から送られてくる周波数軸の信号を用いて、ΣビームとΔビームを形成する。ＤＢＦ部３３で形成されたΣビームは測距・測速部３４に送られ、Δビームは測角部３５に送られる。
【００２８】
次いで、距離および速度が算出される（ステップＳ１２）。すなわち、測距・測速部３４は、ＤＢＦ部３３からのΣビームに基づき測距および測速を行い、測距および測速により得られた距離および速度を、速度グルーピング部３６に送る。
【００２９】
次いで、角度が算出される（ステップＳ１３）。すなわち、測角部３５は、ＤＢＦ部３３から測距・測速部３４を経由して送られてくるΣビームおよびＤＢＦ部３３から送られてくるΔビームを用いて測角を行い、得られた角度を速度グルーピング部３６に送る。
【００３０】
次いで、速度が分類される（ステップＳ１４）。すなわち、速度グルーピング部３６は、測距・測速部３４から送られてくる距離および速度と、測角部３５から送られてくる角度とに基づき、観測速度によって目標を分類してグルーピングし、グルーピングの結果を相関追尾部３７に送る。
【００３１】
次いで、自速度抽出が行われる（ステップＳ１５）。すなわち、速度グルーピング部３６は、ステップＳ１４で分類されたグループのうち、反射点が最も多いグループを自速度グループとする。
【００３２】
次いで、極座標からＸＹ座標への変換が行われる（ステップＳ１６）。すなわち、速度グルーピング部３６は、極座標（Ｒ、θ）として取得された観測速度データを、ＸＹの直交座標に変換する。
【００３３】
次いで、観測速度データのサイクル間累積が行われる（ステップＳ１７）。すなわち、速度グルーピング部３６は、観測速度データのサイクル間で、忘却係数を乗算して積分する。
【００３４】
次いで、自速度グループであるかどうかが調べられる（ステップＳ１８）。ステップＳ１８において、そのグループが自速度グループでないことが判断されると、ステップＳ１９〜Ｓ２３の処理はスキップされて、ステップＳ２４に進む。一方、ステップＳ１８において、そのグループが自速度グループであることが判断されると、次いで、自速度グループのハフ変換による直線抽出が行われる（ステップＳ１９）。すなわち、速度グルーピング部３６は、ハフ変換により直線を抽出する。
【００３５】
なお、ハフ変換については、例えば、『田村、‘コンピュータ画像処理’、Ohmsha、pp.204-206(2004)』に説明されている。
【００３６】
次いで、サイクル間直線累積が行われる（ステップＳ２０）。すなわち、速度グルーピング部３６は、ステップＳ１９で抽出した直線を、サイクル間で忘却係数を乗じて累積する。
【００３７】
次いで、直線上の目標が削除される（ステップＳ２１）。すなわち、速度グルーピング部３６は、ステップＳ２０で累積された結果が、所定のスレショルドを超えた場合に直線で有ると判定し、その直線付近の反射点を削除する。
【００３８】
次いで、直線抽出が終了したかどうかが調べられる（ステップＳ２２）。ステップＳ２２において、直線抽出が終了していないことが判断されると、次いで、次の直線を処理対象とするための処理が行われる（ステップＳ２３）。その後、ステップＳ１９に戻って、上述した処理が繰り返される。
【００３９】
一方、ステップＳ２２において、直線抽出が終了したことが判断されると、次いで振幅極値が抽出される（ステップＳ２４）。すなわち、速度グルーピング部３６は、速度グループ毎に各グループ内で極値（極大値のこと）を算出する。
【００４０】
次いで、重心演算が行われる（ステップＳ２５）。すなわち、速度グルーピング部３６は、ステップＳ２４で算出した極値を中心に所定のゲート内の重心を算出し、相関追尾部３７に送る。
【００４１】
次いで、極値が終了したかどうかが調べられる（ステップＳ２６）。ステップＳ２６において、極値が終了していないことが判断されると、次いで、次の極値を処理対象とするための処理が行われる。その後、ステップＳ２４に戻り、上述した処理が繰り返される。
【００４２】
上記ステップＳ２６において、極値が終了したことが判断されると、次いで、相関追尾が行われる（ステップＳ２８）。すなわち、相関追尾部３７は、速度グループ毎に算出された重心位置を用いて、予測位置に最も近い点を用いるＮＮ（Nearest Neighbor）相関とα−β方式による追尾を行い、位置および速度ベクトルの平滑値および予測値を外部に出力する。なお、α−β方式については、『吉田孝監修、‘改訂レーダ技術’、電子情報通信学会、pp.264-267(1996)』に説明されている。
【００４３】
次いで、全ての速度グループについて処理が終了したかどうかが調べられる（ステップＳ２９）。ステップＳ２９において、全ての速度グループについて処理が終了していないことが判断されると、処理対象を次の速度グループに変更するための処理が行われる（ステップＳ３０）。その後、ステップＳ１７に戻り、上述した処理が繰り返される。
【００４４】
一方、ステップＳ２９において、全ての速度グループについて処理が終了したことが判断されると、次いで、サイクルが終了したかどうかが調べられる（ステップＳ３１）。ステップＳ３１において、サイクルが終了していないことが判断されると、次のサイクルを処理対象とするための処理が行われる（ステップＳ３２）。その後、ステップＳ１１に戻り、上述した処理が繰り返される。一方、ステップＳ３１において、サイクルが終了したことが判断されると、追尾処理は終了する。
【００４５】
次に、本発明の理解を深めるために、上述した手順のうち、主要な手順の細部の処理について説明する。極座標を直交座標に変換する処理（ステップＳ１６）では、図６に示すような極座標（Ｒ、θ）が、次式により、ＸＹ座標に変換される。
【数１】
【００４６】
ここで、
Ｒ ；距離
θ ；アジマス測角値
Ｘ、Ｙの２次元で表現すると、観測（位置）ベクトルｙと、平滑または予測のベクトルｘ（位置、速度）は、次式で表現できる。
【数２】
【００４７】
ここで、
添字の１，２ ；それぞれＸ，Ｙ成分を表す。
【００４８】
ｘ ；位置
ｖ ；速度
次に、上記ステップＳ１４で行われる速度分類の処理、つまり、観測速度を用いて、各反射点の位置、速度、振幅強度をグルーピングする方法を、図４を参照しながら説明する。グルーピングの手法としては、サイクル毎に、速度範囲を所定数に分割した速度グループ毎に、サイクル間で忘却係数により加算した結果を用いて、振幅強度の極大点の周りのゲート内の点の重心演算を実施する。
【００４９】
いま、目標が移動している場合を考える。処理対象とする検出信号は、（Ａ、Ｘ、Ｙ、Ｖ）（振幅強度、Ｘ軸位置、Ｙ軸位置、ラジアル速度）の情報を含んでいる。まず、速度で分類し、さらに図３に示すように、速度グループ毎にヒストグラムｈ１，ｈ２，ｈ３を算出し、度数が最も多い速度グループＧｒ＃２を背景とすると、自速度グループ以外と自速度グループＧｒ＃２に分類できる。自速度グループについては、背景等の固定目標（ガードレール等）Ｌ１，Ｌ２と静止している車両Ｓ１，Ｓ２とを区別するために、まず、ステップＳ１９に示すように、ハフ変換を利用して、ガードレールＬ１や路肩Ｌ２等の直線状の反射点（●部分）を抽出する。
【００５０】
ここで、一般的なハフ変換について説明する。ハフ変換は、画像の中から直線を抽出する方法である。Ｘ−Ｙ平面上の直線を極座標で表現すると、図７に示すように、次式となる。
【数３】
【００５１】
上記（３）式により、直線とρ、θとは一意に対応する。次に、図８に示すように、直線上の３点Ａ、ＢおよびＣを考える。各点を通り、角度θを順に変化させた場合の曲線をρ−θ軸で表現すると、図９に示すようになる。３本の曲線は、ある点で交わるが、この点Ｐ（ρ０、θ０）が、Ｘ−Ｙ軸における共通の直線を表している。以上の原理をもとに、ハフ変換の手順をまとめると次の通りである。
【００５２】
（１）ρ−θ軸上の数値を格納するマトリクスを確保する。
【００５３】
（２）Ｘ−Ｙ軸上の観測値を中心に、θをΔθ毎に変化させながら、ρ−θ軸上のρを算出し、対応するマトリクスの行、列に１を加える。この手順（２）を全ての観測値に対して繰り返す。
【００５４】
（３）マトリクスの中で、極大点となる（ρｑ、θｑ）（ｑ＝１〜Ｑ）を抽出する。
【００５５】
以上の手順により、（ρｑ、θｑ）により、Ｑ本の直線を抽出できる。ところで、ハフ変換は、数点で直線を抽出するため、直線を誤検出する場合がある。この対策のために、図５に示すように、サイクル毎にハフ変換して得た直線をサイクル間で累積し（ステップＳ２０）、これらの中から所定のスレショルドを超えた直線を抽出する。そして、ハフ変換で抽出した直線の周りの点を削除する（ステップＳ２１）ことにより、ガードレールＬ１等の近くに静止した車両Ｓ２等の重心位置を抽出できる。
【００５６】
次に、ステップＳ２５で行われる速度グループ毎の重心演算を説明する。この重心演算の細部の手順は次の通りである。
【００５７】
（１）速度で分類した各信号の強度を用いて、上から順にＭ個の目標を抽出する。
【００５８】
（２）Ｍ個の目標の相対距離（２乗距離）ΔＲ2を次式により算出し、下限リミットＲＬ2以上の目標をｃ個抽出する。
【数４】
【００５９】
ここで、
ΔＲ2 ；２乗距離
Ｘｉ、Ｙｉ ； 目標ｉの位置（ｉ＝１〜Ｎ）
上記（１）および（２）を繰り返して、Ｍｃ個の目標を抽出する。
【００６０】
（３）抽出したＭｃ個の位置を中心に、ゲートサイズＧの範囲の信号について、次式により重心演算を実施する。
【数５】
【００６１】
ここで、
Ｘｃ（ｍ）、Ｙｃ（ｍ） ；重心位置（ｍ＝１〜Ｍｃ）
Ａ（ｍ，ｎ） ；信号強度（ｍ＝１〜Ｍｃ、ｎ＝１〜Ｎｇ）
ｍ ；抽出した極値の番号
ｎ ；ゲート内の信号の番号
次に、ステップＳ２８で行われる相関追尾（ＮＮ相関、α−β追尾方式）について説明する。簡単のために、１次元（Ｘ軸またはＹ軸のみ）で表現する。
【００６２】
観測（位置）ベクトルをｙ、
【数６】
【００６３】
ここで、
ｙｒ（ｋ，ｊ） ；観測ｋ回目、観測(位置)ベクトルｊ個目の残差ベクトル
ｙ（ｋ，ｊ） ；観測ｋ回目のｊ個目の観測（位置）ベクトル
ｙｒ（ｋ） ；観測ｋ回目の２乗誤差が最小となる残差ベクトル
ｘｓ（ｋ） ；観測ｋ回目の平滑ベクトル
ｘｐ（ｋ） ；観測ｋ回目の予測ベクトル（ｋ−１回目までのデータを使用）
Ｈ ；観測マトリクス Ｈ＝［１ ０］
【数７】
【００６４】
ａｒｇｍｉｎ［ｆ（Ｘ）］ ； 関数ｆ（Ｘ）が最小となるＸを出力
Ｔ ；転置
図１０は、相関追尾を説明するための図である。初期値は、ｙｒ（１）＝０、ｘｐ（１，ｊ）＝
【００６５】
とする。初期値で検出目標が多数ある場合（ｊが複数）には、Ｓ／Ｎの高い目標から順にＭ個までを、相関追尾の対象とする。
【００６６】
以上説明したように、本発明の実施例１に係るレーダ装置によれば、ＦＭＣＷ方式により距離と同時に速度を観測できるため、速度毎に分類することにより、近接した目標の場合であっても、速度が異なる場合には、安定した追尾を行うことができる。
【００６７】
また、グルーピングした目標に対して、極値の周りの重心演算を実施して、観測点を減らして相関追尾を行うことができるため、処理負荷が軽くなり、安定した追尾が可能となる。
【００６８】
また、サイクル間の検出信号を積分することにより、信号が検出されなかった場合や、位置精度が悪い場合であっても、サイクル間の信号の重心演算により、重み付け平均化した位置により相関追尾できるため、安定した追尾が可能となる。
【００６９】
また、ガードレールや路肩等の直線状の反射点の場合に、ハフ変換で抽出して除外することにより、路肩に停車している目標や低速の目標を抽出して相関追尾を行うことができる。
【００７０】
なお、上述した実施例１に係るレーダ装置では、速度グループ毎に重心演算を実施するように構成したが、重心演算を実施せずに、相関追尾を行うように構成することもできる。
【００７１】
また、反射点についてサイクル間で忘却係数を用いた積分を実施するように構成したが、積分しない（忘却係数０）ように構成することもできる。また、自速度グループのハフ変換を用いて直線抽出を行うように構成したが、直線抽出を行わない方法を採用することもできる。
【００７２】
さらに、直線抽出のために、直線についてサイクル間で忘却係数を用いた積分を実施するように構成したが、積分しない（忘却係数０）ように構成することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明は、車両の速度を高精度に計測するレーダ装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００７４】
１０ アンテナ
１１ アンテナ送信素子
１２ アンテナ受信素子
２０ 送受信器
２１ 送信器
２２ ミキサ
３０ 信号処理器
３１ ＡＤ変換器
３２ ＦＦＴ部
３３ ＤＢＦ部
３４ 測距・測測部
３５ 測角部
３６ 速度グルーピング部
３７ 相関追尾部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＦＭＣＷ方式のスイープ信号を送受信する送受信器と、
前記送受信器からの信号に基づき算出された目標の速度によって該目標を速度範囲毎にグルーピングする速度グルーピング部と、
前記速度グルーピング部によってグルーピングされた速度グループ毎に相関追尾を行う相関追尾部と、
を備えることを特徴とするレーダ装置。
【請求項２】
前記速度グルーピング部は、速度グループ毎に重心位置を算出する重心演算を行い、
前記相関追尾部は、前記速度グルーピング部により速度グループ毎に算出された重心位置を用いて、グルーピングされた目標に対して相関追尾を行うことを特徴とする請求項１記載のレーダ装置。
【請求項３】
前記速度グルーピング部は、サイクル間で忘却係数を用いて速度を積分し、
前記相関追尾部は、前記速度グルーピング部によって、サイクル間で忘却係数を用いて積分された結果を用いて、グルーピングされた目標に対して相関追尾を行うことを特徴とする請求項１または請求項２記載のレーダ装置。
【請求項４】
前記速度グルーピング部は、前記目標からの反射点が最も多い速度グループを自速度グループとして抽出し、抽出した自速度グループにおいて、ハフ変換により直線を抽出し、抽出した直線に忘却係数を乗じて累積した結果が所定のスレショルドを超えた位置の反射点を除いて重心演算を行うことを特徴とする請求項２または請求項３記載のレーダ装置。
【請求項１】
ＦＭＣＷ方式のスイープ信号を送受信する送受信器と、
前記送受信器からの信号に基づき算出された目標の速度によって該目標を速度範囲毎にグルーピングする速度グルーピング部と、
前記速度グルーピング部によってグルーピングされた速度グループ毎に相関追尾を行う相関追尾部と、
を備えることを特徴とするレーダ装置。
【請求項２】
前記速度グルーピング部は、速度グループ毎に重心位置を算出する重心演算を行い、
前記相関追尾部は、前記速度グルーピング部により速度グループ毎に算出された重心位置を用いて、グルーピングされた目標に対して相関追尾を行うことを特徴とする請求項１記載のレーダ装置。
【請求項３】
前記速度グルーピング部は、サイクル間で忘却係数を用いて速度を積分し、
前記相関追尾部は、前記速度グルーピング部によって、サイクル間で忘却係数を用いて積分された結果を用いて、グルーピングされた目標に対して相関追尾を行うことを特徴とする請求項１または請求項２記載のレーダ装置。
【請求項４】
前記速度グルーピング部は、前記目標からの反射点が最も多い速度グループを自速度グループとして抽出し、抽出した自速度グループにおいて、ハフ変換により直線を抽出し、抽出した直線に忘却係数を乗じて累積した結果が所定のスレショルドを超えた位置の反射点を除いて重心演算を行うことを特徴とする請求項２または請求項３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】
【公開番号】特開２０１０−２７１２６２（Ｐ２０１０−２７１２６２Ａ）
【公開日】平成２２年１２月２日（２０１０．１２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１２５１１９（Ｐ２００９−１２５１１９）
【出願日】平成２１年５月２５日（２００９．５．２５）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月２日（２０１０．１２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月２５日（２００９．５．２５）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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