周波数変調レーダの信号処理装置
【課題】ディジタル信号重畳に起因したビート信号上の不要信号誤検知を良好且つ適応的に抑制した周波数変調レーダの信号処理装置を得る。
【解決手段】ビート信号Ｂの周波数解析部１と、周波数解析部１の解析結果から目標物体を検出する目標検出部２と、周波数解析部１の解析結果からランダム雑音のレベルＮｉを検出するランダム雑音レベル検出部６と、周波数解析部１の解析結果からランダム雑音以外の不要信号のレベルＵｉを検出する不要信号レベル検出部３と、ランダム雑音・不要信号の各レベルＮｉ、Ｕｉに基づいて、不要信号除去用のスレッショルド値ＴｈＵを設定するスレッショルド値設定部５とを備えている。
スレッショルド値設定部５は、不要信号の発生が既知のビート周波数に対しては、不要信号・ランダム雑音の各成分の大きさからスレッショルド値ＴｈＵを設定し、目標検出部２は、スレッショルド値ＴｈＵを用いて目標物体を検出する。
【解決手段】ビート信号Ｂの周波数解析部１と、周波数解析部１の解析結果から目標物体を検出する目標検出部２と、周波数解析部１の解析結果からランダム雑音のレベルＮｉを検出するランダム雑音レベル検出部６と、周波数解析部１の解析結果からランダム雑音以外の不要信号のレベルＵｉを検出する不要信号レベル検出部３と、ランダム雑音・不要信号の各レベルＮｉ、Ｕｉに基づいて、不要信号除去用のスレッショルド値ＴｈＵを設定するスレッショルド値設定部５とを備えている。
スレッショルド値設定部５は、不要信号の発生が既知のビート周波数に対しては、不要信号・ランダム雑音の各成分の大きさからスレッショルド値ＴｈＵを設定し、目標検出部２は、スレッショルド値ＴｈＵを用いて目標物体を検出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、主に車両に搭載されて周辺車両との車間距離を測定するための周波数変調レーダの信号処理装置に関し、特にディジタル信号の重畳などに起因してビート信号に発生する不要信号の誤検知を良好に且つ適応的に抑制することのできる新規な技術改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載されて周辺車両との車間距離を測定するためのレーダ装置としては、ＦＭＣＷ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）方式が広く用いられている。
ＦＭＣＷ方式のレーダ装置においては、時間の経過にしたがって周波数が増加（または、減少）するような周波数変調を施された送信信号が目標物体に向けて放射され、目標物体で反射された反射信号を受信し、送信信号の一部と受信された受信信号とを混合することでビート信号を得る（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１に記載の一般的なＦＭＣＷレーダ装置の信号処理装置において、生成されたビート信号は、周波数解析部にて周波数解析が行われ、目標検出部ではビート信号を周波数解析した結果の各周波数ビン（ビート周波数）のうち、ランダム雑音に対するスレッショルド値を超える信号レベルを有するビート周波数に基づいて、目標物体との距離、および相対速度などを測定する。
以上のようなＦＭＣＷレーダを実際に構成する場合、一般的には、信号処理を行うプロセッサやＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ：ディジタルシグナルプロセッサ）などのディジタル回路とともに高周波回路が設置される。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−５９０２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の周波数変調レーダの信号処理装置では、ＦＭＣＷレーダを実際に構成する場合にディジタル回路とともに高周波回路が設置されるので、ディジタル回路のクロックに代表される周期的な信号がビート信号に重畳し、周波数解析結果の周期的な信号に対応するビート周波数に定在的な不要信号を発生させ、不要信号のレベルがランダム雑音に対するスレッショルド値を超えて誤検知を発生させるという課題があった。
【０００６】
また、不要信号を誤検知しないための手段として、定在的な不要信号が発生するビート周波数に対しては、あらかじめスレッショルド値を大きめに設定しておくという方法が考えられるが、回路の温度特性や経年変化などにより、たとえば不要信号が増加した場合に、あらかじめ大きめに設定されたスレッショルド値を超えて誤検知が発生するという課題があった。
さらに、たとえば不要信号が減少した場合には、不必要にスレッショルド値が大きく設定されていることになるので、目標物体の検知性能が本来よりも損なわれるという課題があった。
【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、ランダム雑音以外の不要信号が発生することが既知であるビート周波数に対しては、不要信号成分およびランダム雑音成分の大きさに基づいたスレッショルド値を設定し、誤警報確率を適切に保ちながら良好に不要信号の誤検知を抑制することにより、不要信号が発生して不要信号レベルの大きさが変化した場合にも誤検知を良好に低減させることのできる周波数変調レーダの信号処理装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明による周波数変調レーダの信号処理装置は、周波数変調を施した送信信号を目標物体に向けて放射し、目標物体により反射された送信信号の反射信号を受信して、受信信号と送信信号とのビート信号を周波数解析して目標物体の距離または相対速度を計測する周波数変調レーダ装置の信号処理装置において、ビート信号の周波数を解析する周波数解析部と、周波数解析部の解析結果に基づいて目標物体を検出する目標検出部と、周波数解析部の解析結果からランダム雑音のレベルを検出するランダム雑音レベル検出部と、周波数解析部の解析結果からランダム雑音以外の不要信号のレベルを検出する不要信号レベル検出部と、ランダム雑音および不要信号の各レベルに基づいて、不要信号を除去するためのスレッショルド値を設定するスレッショルド値設定部と、を備え、スレッショルド値設定部は、不要信号が発生することが既知であるビート周波数に対しては、不要信号およびランダム雑音の各成分の大きさに基づいてスレッショルド値を設定し、目標検出部は、スレッショルド値を用いて目標物体を検出するものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、ディジタル信号の重畳などに起因してビート信号に発生する不要信号の誤検知を良好に且つ適応的に抑制し、不要信号が発生して不要信号レベルの大きさが変化した場合にも誤検知を良好に低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る周波数変調レーダの信号処理装置を示すブロック図である。
また、図２はこの発明の実施の形態１における不要信号とスレッショルド値との関係を示す説明図であり、図３はこの発明の実施の形態１における不要信号レベルおよびランダム雑音レベルの各確率密度関数ＦＰＵ、ＦＰＮを示す説明図である。
【００１１】
図１において、周波数変調レーダの信号処理装置は、ビート信号Ｂの周波数を解析する周波数解析部１と、周波数解析部１の解析結果に基づいて目標物体（図示せず）を検出する目標検出部２と、不要信号レベル検出部３と、信号レベルを記憶するメモリ４と、不要信号を除去するためのスレッショルド値ＴｈＵを設定するスレッショルド値設定部５と、ランダム雑音レベル検出部６とを備えている。
【００１２】
ビート信号Ｂは、周知のように、時間の経過にしたがって周波数が増加（または、減少）するような周波数変調が施された送信信号を目標物体に向けて放射し、目標物体で反射された送信信号の反射信号を受信し、送信信号の一部と受信された受信信号とを混合することにより得られる。
【００１３】
ランダム雑音レベル検出部６は、周波数解析部１の解析結果からランダム雑音のレベルＮｉを検出する。
不要信号レベル検出部３は、周波数解析部１の解析結果からランダム雑音以外の不要信号のレベルＵｉを検出する。
【００１４】
スレッショルド値設定部５は、ランダム雑音および不要信号の各レベルＮｉ、Ｕｉに基づいて、不要信号を除去するためのスレッショルド値ＴｈＵを設定する。
特に、スレッショルド値設定部５は、不要信号が発生することが既知であるビート周波数に対しては、不要信号およびランダム雑音の各成分の大きさＮ、Ｕ（後述する）に基づいてスレッショルド値を設定する。
【００１５】
ここで、実際には、ＦＦＴなどの信号処理により離散的な周波数ごとに（１番目の周波数、２番目の周波数、・・・、ｋ番目の周波数、・・・のように）結果が得られるので、これらのビート周波数は、周波数ビン（ｂｉｎ：箱）と称される。
なお、不要信号が発生することが既知であるビート周波数は、前述のディジタル回路のクロックが既知であるので、このクロックが重畳する可能性がある周波数に対して、以下の処理が施されることになる。
【００１６】
ランダム雑音レベル検出部６は、ビート信号Ｂに含まれるランダム雑音成分の信号レベルＮｉを周波数解析ごとに逐次検出し、スレッショルド値設定部５は、ランダム雑音レベル検出部により検出されたランダム雑音成分の大きさＮに応じて、適応的にスレッショルド値ＴｈＵを設定する。
【００１７】
また、メモリ４は、ランダム雑音以外の不要信号ＳＵが発生することが既知であるビート周波数の信号レベルを、過去の所定観測回数分にわたって記憶する。
この場合、スレッショルド値設定部５は、メモリ４に記憶された信号レベルのうち、スレッショルド値ＴｈＵを超えない信号レベルＵｉの平均値を不要信号成分の大きさＵとして認識する。
【００１８】
また、たとえば、メモリ４は、不要信号ＳＵが発生することが既知であるビート周波数の信号レベルのうち、スレッショルド値ＴｈＵを超えない信号レベルの大きさを、過去の所定回数分にわたって記憶してもよい。
この場合、スレッショルド値設定部５は、メモリ４に記憶された信号レベルＵｉの平均値を不要信号成分の大きさＵとして認識する。
【００１９】
目標検出部２は、スレッショルド値ＴｈＵを用いるとともに、ビート信号Ｂの周波数解析結果に基づいて目標物体を検出し、目標物体の距離または相対速度などを計測する。
ビート信号Ｂは、周波数解析部１において周波数解析が施され、図２に示すように、各ビート周波数の信号の大きさが抽出される。
【００２０】
図２において、横軸はビート周波数、縦軸は信号レベルであり、信号レベルには、ディジタル信号の重畳などにより定在的な不要信号ＳＵが含まれている。
通常用スレッショルド値Ｔｈは、ランダム雑音に対する基準値であり、定在的な不要信号ＳＵが存在しないビート周波数に対して設定されている。
不要信号除去用のスレッショルド値ＴｈＵは、通常用スレッショルド値Ｔｈよりも高い値であり、定在的な不要信号に対して設定されている。
【００２１】
不要信号レベル検出部３は、あらかじめ設定されたスレッショルド値ＴｈＵを格納しており、定在的な不要信号ＳＵが発生することが既知であるビート周波数の信号レベルを検出し、スレッショルド値ＴｈＵを超えない信号レベルＵｉをメモリ４に記憶させる。
一方、スレッショルド値ＴｈＵのレベルを超える信号レベルに対しては、当該ビート周波数に相当する目標物体が存在するものと見なして、メモリ４への記憶を禁止し、不要信号成分の大きさＵの算出（後述する）に利用されないようになっている。
【００２２】
メモリ４は、過去の所定回数分の不要信号ＳＵの信号レベルＵｉが記憶される。
ここで、メモリ４に記憶された各不要信号レベルＵｉは、周波数解析ごとの瞬時値であるから、本来の確定信号である不要信号成分の大きさに、ランダム雑音が重畳されたものとなっている。
したがって、スレッショルド値設定部５は、メモリ４に記憶された所定回数分の不要信号レベルＵｉの平均値を計算し、この平均値を不要信号成分の大きさＵとして認識する。
【００２３】
一方、ランダム雑音レベル検出部６は、周波数解析部１の結果から、定在的な不要信号ＳＵを除いたランダム雑音成分の大きさＮを算出する。
具体的な算出方法としては、たとえば、周波数解析ごとに、定在的な不要信号ＳＵが発生することが既知であるビート周波数を除いて、他のビート周波数の信号レベルの平均値を計算する方法があげられる。
【００２４】
スレッショルド値設定部５は、不要信号成分の大きさＵとランダム雑音成分の大きさＮに基づいてスレッショルド値ＴｈＵを新たに計算し、スレッショルド値ＴｈＵの更新を行う。
以下、図３を参照しながら、具体的なスレッショルド値ＴｈＵの計算方法について説明する。
【００２５】
図３においては、不要信号レベルＵｉの確率密度関数ＦＰＵおよびランダム雑音レベルＮｉの確率密度関数ＦＰＮが示されている。
図３において、不要信号成分の大きさＵは、不要信号レベルの平均値であり、ランダム雑音成分の大きさＮは、ランダム雑音レベルの平均値である。
【００２６】
ランダム雑音の瞬時電圧が、熱雑音のような正規分布にしたがう確率変数であるとすれば、周波数解析を行った結果、すなわち包絡線の大きさは、以下の式（１）に示すレイリー分布にしたがうことは広く知られている。
【００２７】
【数１】
【００２８】
式（１）において、ｐＮ（Ｒ）は、信号レベルがＲとなるランダム雑音レベルの確率密度である。
また、大きさＵの不要信号成分に、正規分布にしたがうランダム雑音が重畳した場合の不要信号レベルは、以下の式（２）に示すライス分布にしたがうことも広く知られている。
【００２９】
【数２】
【００３０】
式（２）において、ｐＵ（Ｒ、Ｕ、Ｎ）は、不要信号レベルの確率密度であり、不要信号成分の大きさＵを持つ不要信号ＳＵに対して、式（１）にしたがうランダム雑音が重畳した場合に、信号レベルがＲとなる不要信号レベルの確率密度を表している。
また、Ｉ０（・）は、０次の変形ベッセル関数である。
ここで、スレッショルド値ＴｈＵがＴＵのとき、不要信号ＳＵを検出する誤警報確率ＰｆａＵは、以下の式（３）により計算される。
【００３１】
【数３】
【００３２】
このように、不要信号ＳＵに関する定められた誤警報確率ＰｆａＵに対して、式（３）を用いて適切なスレッショルド値ＴＵを設定することができる。
また、こうして設定されたスレッショルド値ＴＵを用い、目標検出部２にて不要信号ＳＵの誤警報確率ＰｆａＵを良好に保ちながら目標物体の検知を行うことができる。
【００３３】
なお、ここでは、不要信号レベル検出部３で検出された不要信号ＳＵのレベルのうち、スレッショルド値ＴｈＵを超えない信号レベルのみをメモリ４に記憶して、平均値を算出したが、この算出方法に限定されることはない。
たとえば、周波数解析ごとに不要信号レベルおよびスレッショルド値ＴｈＵをメモリ４に記憶しておき、スレッショルド値設定部５において、各不要信号レベルを、対応する時点でのスレッショルド値ＴｈＵとそれぞれ比較し、スレッショルド値ＴｈＵを超えない不要信号レベルを選別してから平均値を算出してもよい。
【００３４】
また、ランダム雑音信号の包絡線がレイリー分布にしたがう場合のスレッショルド値ＴＵの設定方法について説明したが、ワイブル分布など、他の確率分布にしたがう場合においても、同様の方法でスレッショルド値ＴＵを設定することができる。
【００３５】
以上のように、この発明の実施の形態１によれば、周波数変調を施した送信信号を目標物体に向けて放射し、目標物体で反射された送信信号の反射信号を受信して、受信信号と送信信号とのビート信号を周波数解析して目標物体との距離や相対速度などを計測する周波数変調レーダ装置において、ランダム雑音以外の不要信号ＳＵが発生することが既知であるビート周波数に対しては、不要信号成分およびランダム雑音成分の各大きさＵ、Ｎに基づいてスレッショルド値ＴｈＵを設定するので、不要信号成分やランダム雑音成分の大きさＵ、Ｎに応じて、誤警報確率を適切に保ちながら良好に不要信号の誤検知を抑制することができる。
【００３６】
また、ビート信号Ｂに含まれるランダム雑音成分の大きさＮを周波数解析ごとに逐次検出し、検出されたランダム雑音成分の大きさＮに応じて適応的にスレッショルド値ＴｈＵを設定するので、温度変化や経年変化などによりランダム雑音成分の大きさＮが変化した場合においても、良好に不要信号の誤検知を抑制することができる。
【００３７】
また、不要信号ＳＵが発生することが既知であるビート周波数の信号レベルを、過去の所定観測回数分にわたってメモリ４に記憶しておき、記憶された信号レベルＵｉのうち、スレッショルド値ＴｈＵを超えない信号レベルの平均値を不要信号成分の大きさＵとして認識するので、不要信号成分の大きさＵを精度よく検出することが可能となるうえ、温度変化や経年変化などにより不要信号成分の大きさＵが変化した場合にも、不要信号成分の大きさＵを検出することが可能となり、不要信号の誤検知を精度よく、且つ温度変化や経年変化にも対応して良好に抑制することができる。
【００３８】
また、不要信号ＳＵが発生することが既知であるビート周波数の信号レベルが、スレッショルド値ＴｈＵを超えない場合に、その信号レベルの大きさを過去の所定回数分にわたってメモリ４に記憶しておき、記憶された信号レベルの平均値を不要信号成分の大きさＵとして認識するので、より少ない記憶容量で無駄なく不要信号成分の大きさＵを検出することが可能となり、処理時間の短縮およびコストの削減が可能となる。
【００３９】
実施の形態２．
なお、上記実施の形態１（図１）では、ランダム雑音レベル検出部６を設けたが、ランダム雑音レベル検出部６を省略してもよい。
図４はランダム雑音レベル検出部６を省略したこの発明の実施の形態２に係る周波数変調レーダの信号処理装置を示すブロック図である。
【００４０】
図４において、前述（図１参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して、または符号の後に「Ａ」を付して詳述を省略する。
また、スレッショルド値設定部５Ａにより不要信号レベルＵｉの平均値Ｕが算出されるまでの処理についても、前述の実施の形態１と同様なので、ここでは詳述を省略する。
【００４１】
たとえば、メモリ４は、不要信号が発生することが既知であるビート周波数の信号レベルを過去の所定観測回数分記憶する。
スレッショルド値設定部５Ａは、メモリ４に記憶された信号レベルＵｉのうち、スレッショルド値ＴｈＵを超えない信号レベルの統計的性質に基づいて、スレッショルド値ＴｈＵを逐次更新設定する。
【００４２】
また、メモリ４は、不要信号ＳＵが発生することが既知であるビート周波数の信号レベルが、スレッショルド値ＴｈＵを超えない場合に、信号レベルＵｉを過去の所定回数分にわたって記憶してもよい。
この場合、スレッショルド値設定部５Ａは、メモリ４に記憶された信号レベルＵｉの統計的性質に基づいて、スレッショルド値を逐次更新設定する。
なお、信号レベルＵｉの統計的性質は、後述するように、信号レベルＵｉの平均値Ｕおよび標準偏差ＳＤＵを含む。
【００４３】
前述のように、不要信号ＳＵの信号レベルＵｉは、本来の確定信号である不要信号成分の大きさにランダム雑音が重畳されたものとなっており、たとえばライス分布のような確率分布にしたがって変動している。
【００４４】
ここでは、信号レベルＵｉの確率分布を正規分布と見なし、不要信号レベルＵｉの標準偏差ＳＤＵを算出することにより、不要信号ＳＵを検出する近似的な誤警報確率ＰｆａＵ２を所定の値に保つようにしている。
したがって、図４内のスレッショルド値設定部５Ａは、メモリ４に記憶された不要信号レベルＵｉの平均値Ｕのみならず、標準偏差ＳＤＵも算出する。
【００４５】
また、不要信号ＳＵは、平均値Ｕ、標準偏差ＳＤＵからなる正規分布にしたがうことから、スレッショルド値ＴｈＵがＴＵ２であるときの不要信号ＳＵを検出する近似的な誤警報確率ＰｆａＵ２は、以下の式（４）で表される。
【００４６】
【数４】
【００４７】
このように、不要信号ＳＵに関する定められた近似的な誤警報確率ＰｆａＵ２に対して、式（４）を用いて適切なスレッショルド値ＴＵ２を設定することができる。
また、こうして設定されたスレッショルド値ＴＵ２を用いることにより、目標検出部２において、不要信号ＳＵの誤警報確率ＰｆａＵ２を良好に保ちながら目標物体の検知を行うことができる。
【００４８】
なお、上記実施の形態２では、不要信号レベル検出部３で検出された不要信号レベルのうち、スレッショルド値ＴｈＵを超えない信号レベルＵｉのみをメモリ４に記憶し、平均値Ｕおよび標準偏差ＳＤＵを算出したが、これに限定されるものではない。
たとえば、周波数解析ごとに不要信号レベルおよびスレッショルド値ＴｈＵをメモリ４に記憶しておき、スレッショルド値設定部５Ａにおいて、各不要信号レベルを、対応する時点でのスレッショルド値ＴｈＵとそれぞれ比較し、スレッショルド値ＴｈＵを超えない不要信号レベルＵｉを選別してから平均値Ｕおよび標準偏差ＳＤＵを算出してもよい。
【００４９】
また、不要信号レベルＵｉがしたがうと見なした正規分布の標準偏差ＳＤＵを用いてスレッショルド値ＴＵ２を設定したが、標準偏差ＳＤＵではなく、不要信号レベルＵｉの分散を用いてもよく、同様にスレッショルド値ＴＵ２を設定できることは言うまでもない。
【００５０】
以上のように、この発明の実施の形態２によれば、ランダム雑音以外の不要信号ＳＵが発生することが既知であるビート周波数の信号レベルＵｉを過去の所定観測回数分にわたってメモリ４に記憶しておき、記憶された信号レベルＵｉのうち、スレッショルド値ＴｈＵを超えない信号レベルの統計的性質に基づいて、スレッショルド値ＴｈＵを逐次更新設定するので、前述のランダム雑音成分の大きさＮを必要とせずに、スレッショルド値ＴｈＵを設定することが可能となり、より少ない処理時間で、且つ簡易で安価な構成で不要信号ＳＵの誤検知を良好に抑制することができる。
【００５１】
また、メモリ４は、不要信号ＳＵが発生することが既知であるビート周波数の信号レベルのうち、スレッショルド値ＴｈＵを超えない信号レベルＵｉを過去の所定回数分にわたって記憶し、スレッショルド値設定部５Ａは、記憶された信号レベルＵｉの統計的性質に基づいて、スレッショルド値ＴｈＵを逐次更新設定するので、より少ない記憶容量で無駄なく不要信号成分の大きさを検出することが可能となり、処理時間の短縮およびコストの削減が可能となる。
【００５２】
また、信号レベルＵｉの統計的性質は、平均値Ｕおよび標準偏差ＳＤＵを含むので、不要信号成分の大きさを精度よく検出することが可能となるうえ、温度変化や経年変化などによる不要信号成分の大きさが変化した場合にも、不要信号成分の大きさを検出することが可能となる。
さらに、不要信号レベルＵｉが正規分布にしたがうものと近似してスレッショルド値ＴｈＵを設定することにより、より少ない計算量および処理時間で良好に不要信号の誤検知を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】この発明の実施の形態１に係る周波数変調レーダの信号処理装置を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る周波数変調レーダの信号処理装置における不要信号とスレッショルド値との関係を示す説明図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る周波数変調レーダの信号処理装置における不要信号レベルおよびランダム雑音レベルの各確率密度関数を示す説明図である。
【図４】この発明の実施の形態２に係る周波数変調レーダの信号処理装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５４】
１ 周波数解析部、２ 目標検出部、３ 不要信号レベル検出部、４ メモリ、５、５Ａ スレッショルド値設定部、６ ランダム雑音レベル検出部、Ｂ ビート信号、ＦＰＵ 不要信号レベルの確率密度関数、ＦＰＮ ランダム雑音レベルの確率密度関数、Ｎｉ ランダム雑音レベル、Ｎ ランダム雑音成分の大きさ、Ｕｉ 不要信号レベル、Ｕ 不要信号成分の大きさ、ＳＵ 不要信号、ＴｈＵ スレッショルド値。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、主に車両に搭載されて周辺車両との車間距離を測定するための周波数変調レーダの信号処理装置に関し、特にディジタル信号の重畳などに起因してビート信号に発生する不要信号の誤検知を良好に且つ適応的に抑制することのできる新規な技術改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載されて周辺車両との車間距離を測定するためのレーダ装置としては、ＦＭＣＷ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）方式が広く用いられている。
ＦＭＣＷ方式のレーダ装置においては、時間の経過にしたがって周波数が増加（または、減少）するような周波数変調を施された送信信号が目標物体に向けて放射され、目標物体で反射された反射信号を受信し、送信信号の一部と受信された受信信号とを混合することでビート信号を得る（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１に記載の一般的なＦＭＣＷレーダ装置の信号処理装置において、生成されたビート信号は、周波数解析部にて周波数解析が行われ、目標検出部ではビート信号を周波数解析した結果の各周波数ビン（ビート周波数）のうち、ランダム雑音に対するスレッショルド値を超える信号レベルを有するビート周波数に基づいて、目標物体との距離、および相対速度などを測定する。
以上のようなＦＭＣＷレーダを実際に構成する場合、一般的には、信号処理を行うプロセッサやＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ：ディジタルシグナルプロセッサ）などのディジタル回路とともに高周波回路が設置される。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−５９０２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の周波数変調レーダの信号処理装置では、ＦＭＣＷレーダを実際に構成する場合にディジタル回路とともに高周波回路が設置されるので、ディジタル回路のクロックに代表される周期的な信号がビート信号に重畳し、周波数解析結果の周期的な信号に対応するビート周波数に定在的な不要信号を発生させ、不要信号のレベルがランダム雑音に対するスレッショルド値を超えて誤検知を発生させるという課題があった。
【０００６】
また、不要信号を誤検知しないための手段として、定在的な不要信号が発生するビート周波数に対しては、あらかじめスレッショルド値を大きめに設定しておくという方法が考えられるが、回路の温度特性や経年変化などにより、たとえば不要信号が増加した場合に、あらかじめ大きめに設定されたスレッショルド値を超えて誤検知が発生するという課題があった。
さらに、たとえば不要信号が減少した場合には、不必要にスレッショルド値が大きく設定されていることになるので、目標物体の検知性能が本来よりも損なわれるという課題があった。
【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、ランダム雑音以外の不要信号が発生することが既知であるビート周波数に対しては、不要信号成分およびランダム雑音成分の大きさに基づいたスレッショルド値を設定し、誤警報確率を適切に保ちながら良好に不要信号の誤検知を抑制することにより、不要信号が発生して不要信号レベルの大きさが変化した場合にも誤検知を良好に低減させることのできる周波数変調レーダの信号処理装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明による周波数変調レーダの信号処理装置は、周波数変調を施した送信信号を目標物体に向けて放射し、目標物体により反射された送信信号の反射信号を受信して、受信信号と送信信号とのビート信号を周波数解析して目標物体の距離または相対速度を計測する周波数変調レーダ装置の信号処理装置において、ビート信号の周波数を解析する周波数解析部と、周波数解析部の解析結果に基づいて目標物体を検出する目標検出部と、周波数解析部の解析結果からランダム雑音のレベルを検出するランダム雑音レベル検出部と、周波数解析部の解析結果からランダム雑音以外の不要信号のレベルを検出する不要信号レベル検出部と、ランダム雑音および不要信号の各レベルに基づいて、不要信号を除去するためのスレッショルド値を設定するスレッショルド値設定部と、を備え、スレッショルド値設定部は、不要信号が発生することが既知であるビート周波数に対しては、不要信号およびランダム雑音の各成分の大きさに基づいてスレッショルド値を設定し、目標検出部は、スレッショルド値を用いて目標物体を検出するものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、ディジタル信号の重畳などに起因してビート信号に発生する不要信号の誤検知を良好に且つ適応的に抑制し、不要信号が発生して不要信号レベルの大きさが変化した場合にも誤検知を良好に低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る周波数変調レーダの信号処理装置を示すブロック図である。
また、図２はこの発明の実施の形態１における不要信号とスレッショルド値との関係を示す説明図であり、図３はこの発明の実施の形態１における不要信号レベルおよびランダム雑音レベルの各確率密度関数ＦＰＵ、ＦＰＮを示す説明図である。
【００１１】
図１において、周波数変調レーダの信号処理装置は、ビート信号Ｂの周波数を解析する周波数解析部１と、周波数解析部１の解析結果に基づいて目標物体（図示せず）を検出する目標検出部２と、不要信号レベル検出部３と、信号レベルを記憶するメモリ４と、不要信号を除去するためのスレッショルド値ＴｈＵを設定するスレッショルド値設定部５と、ランダム雑音レベル検出部６とを備えている。
【００１２】
ビート信号Ｂは、周知のように、時間の経過にしたがって周波数が増加（または、減少）するような周波数変調が施された送信信号を目標物体に向けて放射し、目標物体で反射された送信信号の反射信号を受信し、送信信号の一部と受信された受信信号とを混合することにより得られる。
【００１３】
ランダム雑音レベル検出部６は、周波数解析部１の解析結果からランダム雑音のレベルＮｉを検出する。
不要信号レベル検出部３は、周波数解析部１の解析結果からランダム雑音以外の不要信号のレベルＵｉを検出する。
【００１４】
スレッショルド値設定部５は、ランダム雑音および不要信号の各レベルＮｉ、Ｕｉに基づいて、不要信号を除去するためのスレッショルド値ＴｈＵを設定する。
特に、スレッショルド値設定部５は、不要信号が発生することが既知であるビート周波数に対しては、不要信号およびランダム雑音の各成分の大きさＮ、Ｕ（後述する）に基づいてスレッショルド値を設定する。
【００１５】
ここで、実際には、ＦＦＴなどの信号処理により離散的な周波数ごとに（１番目の周波数、２番目の周波数、・・・、ｋ番目の周波数、・・・のように）結果が得られるので、これらのビート周波数は、周波数ビン（ｂｉｎ：箱）と称される。
なお、不要信号が発生することが既知であるビート周波数は、前述のディジタル回路のクロックが既知であるので、このクロックが重畳する可能性がある周波数に対して、以下の処理が施されることになる。
【００１６】
ランダム雑音レベル検出部６は、ビート信号Ｂに含まれるランダム雑音成分の信号レベルＮｉを周波数解析ごとに逐次検出し、スレッショルド値設定部５は、ランダム雑音レベル検出部により検出されたランダム雑音成分の大きさＮに応じて、適応的にスレッショルド値ＴｈＵを設定する。
【００１７】
また、メモリ４は、ランダム雑音以外の不要信号ＳＵが発生することが既知であるビート周波数の信号レベルを、過去の所定観測回数分にわたって記憶する。
この場合、スレッショルド値設定部５は、メモリ４に記憶された信号レベルのうち、スレッショルド値ＴｈＵを超えない信号レベルＵｉの平均値を不要信号成分の大きさＵとして認識する。
【００１８】
また、たとえば、メモリ４は、不要信号ＳＵが発生することが既知であるビート周波数の信号レベルのうち、スレッショルド値ＴｈＵを超えない信号レベルの大きさを、過去の所定回数分にわたって記憶してもよい。
この場合、スレッショルド値設定部５は、メモリ４に記憶された信号レベルＵｉの平均値を不要信号成分の大きさＵとして認識する。
【００１９】
目標検出部２は、スレッショルド値ＴｈＵを用いるとともに、ビート信号Ｂの周波数解析結果に基づいて目標物体を検出し、目標物体の距離または相対速度などを計測する。
ビート信号Ｂは、周波数解析部１において周波数解析が施され、図２に示すように、各ビート周波数の信号の大きさが抽出される。
【００２０】
図２において、横軸はビート周波数、縦軸は信号レベルであり、信号レベルには、ディジタル信号の重畳などにより定在的な不要信号ＳＵが含まれている。
通常用スレッショルド値Ｔｈは、ランダム雑音に対する基準値であり、定在的な不要信号ＳＵが存在しないビート周波数に対して設定されている。
不要信号除去用のスレッショルド値ＴｈＵは、通常用スレッショルド値Ｔｈよりも高い値であり、定在的な不要信号に対して設定されている。
【００２１】
不要信号レベル検出部３は、あらかじめ設定されたスレッショルド値ＴｈＵを格納しており、定在的な不要信号ＳＵが発生することが既知であるビート周波数の信号レベルを検出し、スレッショルド値ＴｈＵを超えない信号レベルＵｉをメモリ４に記憶させる。
一方、スレッショルド値ＴｈＵのレベルを超える信号レベルに対しては、当該ビート周波数に相当する目標物体が存在するものと見なして、メモリ４への記憶を禁止し、不要信号成分の大きさＵの算出（後述する）に利用されないようになっている。
【００２２】
メモリ４は、過去の所定回数分の不要信号ＳＵの信号レベルＵｉが記憶される。
ここで、メモリ４に記憶された各不要信号レベルＵｉは、周波数解析ごとの瞬時値であるから、本来の確定信号である不要信号成分の大きさに、ランダム雑音が重畳されたものとなっている。
したがって、スレッショルド値設定部５は、メモリ４に記憶された所定回数分の不要信号レベルＵｉの平均値を計算し、この平均値を不要信号成分の大きさＵとして認識する。
【００２３】
一方、ランダム雑音レベル検出部６は、周波数解析部１の結果から、定在的な不要信号ＳＵを除いたランダム雑音成分の大きさＮを算出する。
具体的な算出方法としては、たとえば、周波数解析ごとに、定在的な不要信号ＳＵが発生することが既知であるビート周波数を除いて、他のビート周波数の信号レベルの平均値を計算する方法があげられる。
【００２４】
スレッショルド値設定部５は、不要信号成分の大きさＵとランダム雑音成分の大きさＮに基づいてスレッショルド値ＴｈＵを新たに計算し、スレッショルド値ＴｈＵの更新を行う。
以下、図３を参照しながら、具体的なスレッショルド値ＴｈＵの計算方法について説明する。
【００２５】
図３においては、不要信号レベルＵｉの確率密度関数ＦＰＵおよびランダム雑音レベルＮｉの確率密度関数ＦＰＮが示されている。
図３において、不要信号成分の大きさＵは、不要信号レベルの平均値であり、ランダム雑音成分の大きさＮは、ランダム雑音レベルの平均値である。
【００２６】
ランダム雑音の瞬時電圧が、熱雑音のような正規分布にしたがう確率変数であるとすれば、周波数解析を行った結果、すなわち包絡線の大きさは、以下の式（１）に示すレイリー分布にしたがうことは広く知られている。
【００２７】
【数１】
【００２８】
式（１）において、ｐＮ（Ｒ）は、信号レベルがＲとなるランダム雑音レベルの確率密度である。
また、大きさＵの不要信号成分に、正規分布にしたがうランダム雑音が重畳した場合の不要信号レベルは、以下の式（２）に示すライス分布にしたがうことも広く知られている。
【００２９】
【数２】
【００３０】
式（２）において、ｐＵ（Ｒ、Ｕ、Ｎ）は、不要信号レベルの確率密度であり、不要信号成分の大きさＵを持つ不要信号ＳＵに対して、式（１）にしたがうランダム雑音が重畳した場合に、信号レベルがＲとなる不要信号レベルの確率密度を表している。
また、Ｉ０（・）は、０次の変形ベッセル関数である。
ここで、スレッショルド値ＴｈＵがＴＵのとき、不要信号ＳＵを検出する誤警報確率ＰｆａＵは、以下の式（３）により計算される。
【００３１】
【数３】
【００３２】
このように、不要信号ＳＵに関する定められた誤警報確率ＰｆａＵに対して、式（３）を用いて適切なスレッショルド値ＴＵを設定することができる。
また、こうして設定されたスレッショルド値ＴＵを用い、目標検出部２にて不要信号ＳＵの誤警報確率ＰｆａＵを良好に保ちながら目標物体の検知を行うことができる。
【００３３】
なお、ここでは、不要信号レベル検出部３で検出された不要信号ＳＵのレベルのうち、スレッショルド値ＴｈＵを超えない信号レベルのみをメモリ４に記憶して、平均値を算出したが、この算出方法に限定されることはない。
たとえば、周波数解析ごとに不要信号レベルおよびスレッショルド値ＴｈＵをメモリ４に記憶しておき、スレッショルド値設定部５において、各不要信号レベルを、対応する時点でのスレッショルド値ＴｈＵとそれぞれ比較し、スレッショルド値ＴｈＵを超えない不要信号レベルを選別してから平均値を算出してもよい。
【００３４】
また、ランダム雑音信号の包絡線がレイリー分布にしたがう場合のスレッショルド値ＴＵの設定方法について説明したが、ワイブル分布など、他の確率分布にしたがう場合においても、同様の方法でスレッショルド値ＴＵを設定することができる。
【００３５】
以上のように、この発明の実施の形態１によれば、周波数変調を施した送信信号を目標物体に向けて放射し、目標物体で反射された送信信号の反射信号を受信して、受信信号と送信信号とのビート信号を周波数解析して目標物体との距離や相対速度などを計測する周波数変調レーダ装置において、ランダム雑音以外の不要信号ＳＵが発生することが既知であるビート周波数に対しては、不要信号成分およびランダム雑音成分の各大きさＵ、Ｎに基づいてスレッショルド値ＴｈＵを設定するので、不要信号成分やランダム雑音成分の大きさＵ、Ｎに応じて、誤警報確率を適切に保ちながら良好に不要信号の誤検知を抑制することができる。
【００３６】
また、ビート信号Ｂに含まれるランダム雑音成分の大きさＮを周波数解析ごとに逐次検出し、検出されたランダム雑音成分の大きさＮに応じて適応的にスレッショルド値ＴｈＵを設定するので、温度変化や経年変化などによりランダム雑音成分の大きさＮが変化した場合においても、良好に不要信号の誤検知を抑制することができる。
【００３７】
また、不要信号ＳＵが発生することが既知であるビート周波数の信号レベルを、過去の所定観測回数分にわたってメモリ４に記憶しておき、記憶された信号レベルＵｉのうち、スレッショルド値ＴｈＵを超えない信号レベルの平均値を不要信号成分の大きさＵとして認識するので、不要信号成分の大きさＵを精度よく検出することが可能となるうえ、温度変化や経年変化などにより不要信号成分の大きさＵが変化した場合にも、不要信号成分の大きさＵを検出することが可能となり、不要信号の誤検知を精度よく、且つ温度変化や経年変化にも対応して良好に抑制することができる。
【００３８】
また、不要信号ＳＵが発生することが既知であるビート周波数の信号レベルが、スレッショルド値ＴｈＵを超えない場合に、その信号レベルの大きさを過去の所定回数分にわたってメモリ４に記憶しておき、記憶された信号レベルの平均値を不要信号成分の大きさＵとして認識するので、より少ない記憶容量で無駄なく不要信号成分の大きさＵを検出することが可能となり、処理時間の短縮およびコストの削減が可能となる。
【００３９】
実施の形態２．
なお、上記実施の形態１（図１）では、ランダム雑音レベル検出部６を設けたが、ランダム雑音レベル検出部６を省略してもよい。
図４はランダム雑音レベル検出部６を省略したこの発明の実施の形態２に係る周波数変調レーダの信号処理装置を示すブロック図である。
【００４０】
図４において、前述（図１参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付して、または符号の後に「Ａ」を付して詳述を省略する。
また、スレッショルド値設定部５Ａにより不要信号レベルＵｉの平均値Ｕが算出されるまでの処理についても、前述の実施の形態１と同様なので、ここでは詳述を省略する。
【００４１】
たとえば、メモリ４は、不要信号が発生することが既知であるビート周波数の信号レベルを過去の所定観測回数分記憶する。
スレッショルド値設定部５Ａは、メモリ４に記憶された信号レベルＵｉのうち、スレッショルド値ＴｈＵを超えない信号レベルの統計的性質に基づいて、スレッショルド値ＴｈＵを逐次更新設定する。
【００４２】
また、メモリ４は、不要信号ＳＵが発生することが既知であるビート周波数の信号レベルが、スレッショルド値ＴｈＵを超えない場合に、信号レベルＵｉを過去の所定回数分にわたって記憶してもよい。
この場合、スレッショルド値設定部５Ａは、メモリ４に記憶された信号レベルＵｉの統計的性質に基づいて、スレッショルド値を逐次更新設定する。
なお、信号レベルＵｉの統計的性質は、後述するように、信号レベルＵｉの平均値Ｕおよび標準偏差ＳＤＵを含む。
【００４３】
前述のように、不要信号ＳＵの信号レベルＵｉは、本来の確定信号である不要信号成分の大きさにランダム雑音が重畳されたものとなっており、たとえばライス分布のような確率分布にしたがって変動している。
【００４４】
ここでは、信号レベルＵｉの確率分布を正規分布と見なし、不要信号レベルＵｉの標準偏差ＳＤＵを算出することにより、不要信号ＳＵを検出する近似的な誤警報確率ＰｆａＵ２を所定の値に保つようにしている。
したがって、図４内のスレッショルド値設定部５Ａは、メモリ４に記憶された不要信号レベルＵｉの平均値Ｕのみならず、標準偏差ＳＤＵも算出する。
【００４５】
また、不要信号ＳＵは、平均値Ｕ、標準偏差ＳＤＵからなる正規分布にしたがうことから、スレッショルド値ＴｈＵがＴＵ２であるときの不要信号ＳＵを検出する近似的な誤警報確率ＰｆａＵ２は、以下の式（４）で表される。
【００４６】
【数４】
【００４７】
このように、不要信号ＳＵに関する定められた近似的な誤警報確率ＰｆａＵ２に対して、式（４）を用いて適切なスレッショルド値ＴＵ２を設定することができる。
また、こうして設定されたスレッショルド値ＴＵ２を用いることにより、目標検出部２において、不要信号ＳＵの誤警報確率ＰｆａＵ２を良好に保ちながら目標物体の検知を行うことができる。
【００４８】
なお、上記実施の形態２では、不要信号レベル検出部３で検出された不要信号レベルのうち、スレッショルド値ＴｈＵを超えない信号レベルＵｉのみをメモリ４に記憶し、平均値Ｕおよび標準偏差ＳＤＵを算出したが、これに限定されるものではない。
たとえば、周波数解析ごとに不要信号レベルおよびスレッショルド値ＴｈＵをメモリ４に記憶しておき、スレッショルド値設定部５Ａにおいて、各不要信号レベルを、対応する時点でのスレッショルド値ＴｈＵとそれぞれ比較し、スレッショルド値ＴｈＵを超えない不要信号レベルＵｉを選別してから平均値Ｕおよび標準偏差ＳＤＵを算出してもよい。
【００４９】
また、不要信号レベルＵｉがしたがうと見なした正規分布の標準偏差ＳＤＵを用いてスレッショルド値ＴＵ２を設定したが、標準偏差ＳＤＵではなく、不要信号レベルＵｉの分散を用いてもよく、同様にスレッショルド値ＴＵ２を設定できることは言うまでもない。
【００５０】
以上のように、この発明の実施の形態２によれば、ランダム雑音以外の不要信号ＳＵが発生することが既知であるビート周波数の信号レベルＵｉを過去の所定観測回数分にわたってメモリ４に記憶しておき、記憶された信号レベルＵｉのうち、スレッショルド値ＴｈＵを超えない信号レベルの統計的性質に基づいて、スレッショルド値ＴｈＵを逐次更新設定するので、前述のランダム雑音成分の大きさＮを必要とせずに、スレッショルド値ＴｈＵを設定することが可能となり、より少ない処理時間で、且つ簡易で安価な構成で不要信号ＳＵの誤検知を良好に抑制することができる。
【００５１】
また、メモリ４は、不要信号ＳＵが発生することが既知であるビート周波数の信号レベルのうち、スレッショルド値ＴｈＵを超えない信号レベルＵｉを過去の所定回数分にわたって記憶し、スレッショルド値設定部５Ａは、記憶された信号レベルＵｉの統計的性質に基づいて、スレッショルド値ＴｈＵを逐次更新設定するので、より少ない記憶容量で無駄なく不要信号成分の大きさを検出することが可能となり、処理時間の短縮およびコストの削減が可能となる。
【００５２】
また、信号レベルＵｉの統計的性質は、平均値Ｕおよび標準偏差ＳＤＵを含むので、不要信号成分の大きさを精度よく検出することが可能となるうえ、温度変化や経年変化などによる不要信号成分の大きさが変化した場合にも、不要信号成分の大きさを検出することが可能となる。
さらに、不要信号レベルＵｉが正規分布にしたがうものと近似してスレッショルド値ＴｈＵを設定することにより、より少ない計算量および処理時間で良好に不要信号の誤検知を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】この発明の実施の形態１に係る周波数変調レーダの信号処理装置を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る周波数変調レーダの信号処理装置における不要信号とスレッショルド値との関係を示す説明図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る周波数変調レーダの信号処理装置における不要信号レベルおよびランダム雑音レベルの各確率密度関数を示す説明図である。
【図４】この発明の実施の形態２に係る周波数変調レーダの信号処理装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５４】
１ 周波数解析部、２ 目標検出部、３ 不要信号レベル検出部、４ メモリ、５、５Ａ スレッショルド値設定部、６ ランダム雑音レベル検出部、Ｂ ビート信号、ＦＰＵ 不要信号レベルの確率密度関数、ＦＰＮ ランダム雑音レベルの確率密度関数、Ｎｉ ランダム雑音レベル、Ｎ ランダム雑音成分の大きさ、Ｕｉ 不要信号レベル、Ｕ 不要信号成分の大きさ、ＳＵ 不要信号、ＴｈＵ スレッショルド値。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周波数変調を施した送信信号を目標物体に向けて放射し、前記目標物体により反射された前記送信信号の反射信号を受信して、受信信号と前記送信信号とのビート信号を周波数解析して前記目標物体の距離または相対速度を計測する周波数変調レーダ装置の信号処理装置において、
前記ビート信号の周波数を解析する周波数解析部と、
前記周波数解析部の解析結果に基づいて前記目標物体を検出する目標検出部と、
前記周波数解析部の解析結果からランダム雑音のレベルを検出するランダム雑音レベル検出部と、
前記周波数解析部の解析結果から前記ランダム雑音以外の不要信号のレベルを検出する不要信号レベル検出部と、
前記ランダム雑音および前記不要信号の各レベルに基づいて、前記不要信号を除去するためのスレッショルド値を設定するスレッショルド値設定部と、を備え、
前記スレッショルド値設定部は、前記不要信号が発生することが既知であるビート周波数に対しては、前記不要信号および前記ランダム雑音の各成分の大きさに基づいて前記スレッショルド値を設定し、
前記目標検出部は、前記スレッショルド値を用いて前記目標物体を検出することを特徴とする周波数変調レーダの信号処理装置。
【請求項２】
前記ランダム雑音レベル検出部は、前記ビート信号に含まれるランダム雑音成分のレベルを周波数解析ごとに逐次検出し、
前記スレッショルド値設定部は、前記ランダム雑音レベル検出部により検出されたランダム雑音成分の大きさに応じて、適応的に前記スレッショルド値を設定することを特徴とする請求項１に記載の周波数変調レーダの信号処理装置。
【請求項３】
前記ランダム雑音以外の不要信号が発生することが既知であるビート周波数の信号レベルを、過去の所定観測回数分記憶するメモリを備え、
前記スレッショルド値設定部は、前記メモリに記憶された信号レベルのうち、前記スレッショルド値を超えない信号レベルの平均値を不要信号成分の大きさとして認識することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の周波数変調レーダの信号処理装置。
【請求項４】
前記ランダム雑音以外の不要信号が発生することが既知であるビート周波数の信号レベルが、前記スレッショルド値を超えない場合に、前記信号レベルを過去の所定回数分記憶するメモリを備え、
前記スレッショルド値設定部は、前記メモリに記憶された信号レベルの平均値を不要信号成分の大きさとして認識することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の周波数変調レーダの信号処理装置。
【請求項５】
周波数変調を施した送信信号を目標物体に向けて放射し、前記目標物体により反射された前記送信信号の反射信号を受信して、受信信号と前記送信信号とのビート信号を周波数解析して前記目標物体の距離または相対速度を計測する周波数変調レーダ装置の信号処理装置において、
前記ビート信号の周波数を解析する周波数解析部と、
前記周波数解析部の解析結果に基づいて前記目標物体を検出する目標検出部と、
前記周波数解析部の解析結果からランダム雑音以外の不要信号のレベルを検出する不要信号レベル検出部と、
前記不要信号が発生することが既知であるビート周波数の信号レベルを過去の所定観測回数分記憶するメモリと、
前記メモリに記憶された信号レベルに基づいて、前記不要信号を除去するためのスレッショルド値を設定するスレッショルド値設定部と、を備え、
前記スレッショルド値設定部は、前記メモリに記憶された信号レベルのうち、前記スレッショルド値を超えない信号レベルの統計的性質に基づいて前記スレッショルド値を逐次設定することを特徴とする周波数変調レーダの信号処理装置。
【請求項６】
周波数変調を施した送信信号を目標物体に向けて放射し、前記目標物体により反射された前記送信信号の反射信号を受信して、受信信号と前記送信信号とのビート信号を周波数解析して前記目標物体の距離または相対速度を計測する周波数変調レーダ装置の信号処理装置において、
前記ビート信号の周波数を解析する周波数解析部と、
前記周波数解析部の解析結果に基づいて前記目標物体を検出する目標検出部と、
前記周波数解析部の解析結果からランダム雑音以外の不要信号のレベルを検出する不要信号レベル検出部と、
前記メモリに記憶された信号レベルに基づいて、前記不要信号を除去するためのスレッショルド値を設定するスレッショルド値設定部と、
前記不要信号が発生することが既知であるビート周波数の信号レベルが、前記スレッショルド値を超えない場合に、前記信号レベルを過去の所定回数分記憶するメモリと、を備え、
前記スレッショルド値設定部は、前記メモリに記憶された信号レベルの統計的性質に基づいて前記スレッショルド値を逐次設定することを特徴とする周波数変調レーダの信号処理装置。
【請求項７】
前記信号レベルの統計的性質は、前記信号レベルの平均値および標準偏差を含むことを特徴とする請求項５または請求項６に記載の周波数変調レーダの信号処理装置。
【請求項１】
周波数変調を施した送信信号を目標物体に向けて放射し、前記目標物体により反射された前記送信信号の反射信号を受信して、受信信号と前記送信信号とのビート信号を周波数解析して前記目標物体の距離または相対速度を計測する周波数変調レーダ装置の信号処理装置において、
前記ビート信号の周波数を解析する周波数解析部と、
前記周波数解析部の解析結果に基づいて前記目標物体を検出する目標検出部と、
前記周波数解析部の解析結果からランダム雑音のレベルを検出するランダム雑音レベル検出部と、
前記周波数解析部の解析結果から前記ランダム雑音以外の不要信号のレベルを検出する不要信号レベル検出部と、
前記ランダム雑音および前記不要信号の各レベルに基づいて、前記不要信号を除去するためのスレッショルド値を設定するスレッショルド値設定部と、を備え、
前記スレッショルド値設定部は、前記不要信号が発生することが既知であるビート周波数に対しては、前記不要信号および前記ランダム雑音の各成分の大きさに基づいて前記スレッショルド値を設定し、
前記目標検出部は、前記スレッショルド値を用いて前記目標物体を検出することを特徴とする周波数変調レーダの信号処理装置。
【請求項２】
前記ランダム雑音レベル検出部は、前記ビート信号に含まれるランダム雑音成分のレベルを周波数解析ごとに逐次検出し、
前記スレッショルド値設定部は、前記ランダム雑音レベル検出部により検出されたランダム雑音成分の大きさに応じて、適応的に前記スレッショルド値を設定することを特徴とする請求項１に記載の周波数変調レーダの信号処理装置。
【請求項３】
前記ランダム雑音以外の不要信号が発生することが既知であるビート周波数の信号レベルを、過去の所定観測回数分記憶するメモリを備え、
前記スレッショルド値設定部は、前記メモリに記憶された信号レベルのうち、前記スレッショルド値を超えない信号レベルの平均値を不要信号成分の大きさとして認識することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の周波数変調レーダの信号処理装置。
【請求項４】
前記ランダム雑音以外の不要信号が発生することが既知であるビート周波数の信号レベルが、前記スレッショルド値を超えない場合に、前記信号レベルを過去の所定回数分記憶するメモリを備え、
前記スレッショルド値設定部は、前記メモリに記憶された信号レベルの平均値を不要信号成分の大きさとして認識することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の周波数変調レーダの信号処理装置。
【請求項５】
周波数変調を施した送信信号を目標物体に向けて放射し、前記目標物体により反射された前記送信信号の反射信号を受信して、受信信号と前記送信信号とのビート信号を周波数解析して前記目標物体の距離または相対速度を計測する周波数変調レーダ装置の信号処理装置において、
前記ビート信号の周波数を解析する周波数解析部と、
前記周波数解析部の解析結果に基づいて前記目標物体を検出する目標検出部と、
前記周波数解析部の解析結果からランダム雑音以外の不要信号のレベルを検出する不要信号レベル検出部と、
前記不要信号が発生することが既知であるビート周波数の信号レベルを過去の所定観測回数分記憶するメモリと、
前記メモリに記憶された信号レベルに基づいて、前記不要信号を除去するためのスレッショルド値を設定するスレッショルド値設定部と、を備え、
前記スレッショルド値設定部は、前記メモリに記憶された信号レベルのうち、前記スレッショルド値を超えない信号レベルの統計的性質に基づいて前記スレッショルド値を逐次設定することを特徴とする周波数変調レーダの信号処理装置。
【請求項６】
周波数変調を施した送信信号を目標物体に向けて放射し、前記目標物体により反射された前記送信信号の反射信号を受信して、受信信号と前記送信信号とのビート信号を周波数解析して前記目標物体の距離または相対速度を計測する周波数変調レーダ装置の信号処理装置において、
前記ビート信号の周波数を解析する周波数解析部と、
前記周波数解析部の解析結果に基づいて前記目標物体を検出する目標検出部と、
前記周波数解析部の解析結果からランダム雑音以外の不要信号のレベルを検出する不要信号レベル検出部と、
前記メモリに記憶された信号レベルに基づいて、前記不要信号を除去するためのスレッショルド値を設定するスレッショルド値設定部と、
前記不要信号が発生することが既知であるビート周波数の信号レベルが、前記スレッショルド値を超えない場合に、前記信号レベルを過去の所定回数分記憶するメモリと、を備え、
前記スレッショルド値設定部は、前記メモリに記憶された信号レベルの統計的性質に基づいて前記スレッショルド値を逐次設定することを特徴とする周波数変調レーダの信号処理装置。
【請求項７】
前記信号レベルの統計的性質は、前記信号レベルの平均値および標準偏差を含むことを特徴とする請求項５または請求項６に記載の周波数変調レーダの信号処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００６−６４５６７（Ｐ２００６−６４５６７Ａ）
【公開日】平成１８年３月９日（２００６．３．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２４８３１６（Ｐ２００４−２４８３１６）
【出願日】平成１６年８月２７日（２００４．８．２７）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年３月９日（２００６．３．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年８月２７日（２００４．８．２７）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]