広帯域パルスレーダの距離計測方法
【課題】精度の高い距離計測が可能な広帯域パルスレーダの距離計測方法を提供する。
【解決手段】広帯域パルスレーダ信号の目標物からの反射波受信信号に対して各々異なる基底関数を使用する複数のウェーブレット変換を行なって各々ピーク値を算出する（ステップ２３Ａ，２３Ｂ）。算出されたピーク値に補正を行ない（ステップ２４）、この補正されたピーク値に基づいて距離算出を行なう。
【解決手段】広帯域パルスレーダ信号の目標物からの反射波受信信号に対して各々異なる基底関数を使用する複数のウェーブレット変換を行なって各々ピーク値を算出する（ステップ２３Ａ，２３Ｂ）。算出されたピーク値に補正を行ない（ステップ２４）、この補正されたピーク値に基づいて距離算出を行なう。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広帯域パルスレーダの距離計測方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、レーダにおける距離計測方法としては特許文献１に記載のものがあった。
これは、自動車等に搭載されるレーダ装置であって、対象物（目標物）からの反射波のレベルを予め定めた閾値と比較し、閾値以上となる反射波のみに基づいて対象物との相対距離を測定するというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１９２４２７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載のレーダ装置における距離計測方法では、高分解能化や低出力化等により送信されるパルス波形が伝搬経路内で変化して誤差の要因となり、距離計測の精度が低くなった。
【０００５】
本発明は、上記のような実情に鑑みなされたもので、精度の高い距離計測が可能な広帯域パルスレーダの距離計測方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を達成するために、請求項１に記載の発明は、広帯域パルスレーダ信号の目標物からの反射波受信信号に対して各々異なる基底関数を使用する複数のウェーブレット変換を行なって各々ピーク値を算出し、算出されたピーク値に補正を行ない、この補正されたピーク値に基づいて距離算出を行なうことを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、広帯域パルスレーダ信号の目標物からの反射波受信信号に対して各々異なる基底関数を使用する複数のウェーブレット変換を行なって各々ピーク値を算出し、各基底関数の確率密度から最大確率となるように前記ピーク値を補正し、この補正されたピーク値に基づいて距離算出を行なうことを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、複数のウェーブレット変換は２つのウェーブレット変換であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１の発明によれば、上記のように構成したので、受信信号上の誤差要因を取り除くことができ、精度の高い距離計測が可能な広帯域パルスレーダの距離計測方法を提供できる。
請求項２の発明によれば、更に精度の高い距離計測が可能な広帯域パルスレーダの距離計測方法を提供できる。
請求項３の発明によれば、請求項１又は２の広帯域パルスレーダの距離計測方法を最も簡易な構成で実現できる。
更に、レーダの検出率向上の効果もある。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明による広帯域パルスレーダの距離計測方法の一実施形態を示すフローチャートである。
【図２】図１中の要部の詳細を例示するフローチャートである。
【図３】図２に示す処理の概念図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。なお、各図間において、同一符号は同一又は相当部分を示す。
図１は、本発明による広帯域パルスレーダの距離計測方法の一実施形態を示すフローチャートである。
図示するように本実施形態は、広帯域パルスレーダ信号の目標物からの反射波受信信号（受信パルス）に対し、ステップ１で受信処理を施し、ステップ２で信号パワー算出補正を行ない、その後、ステップ３で、ステップ２において補正された信号パワーのピーク値に基づいて距離算出するという手順で広帯域パルスレーダの距離計測をする方法である。
【００１０】
具体的には、まずステップ１において、伝搬路を伝送してきた広帯域パルスレーダ信号の反射波信号を受信し、この受信信号を復調した後、ＡＤ変換する。以後の処理をデジタル処理で行なうためである。
ステップ２では、ステップ１で受信処理された信号に対して、その時間軸に対するエネルギー分布を算出し、信号パワーのピーク値を求める。本実施形態では、ステップ１で受信処理された信号に対して、基底関数の異なる２つのウェーブレット変換を行なって、確率密度から上記信号パワーのピーク値の補正（信号パワー算出補正）を行なう。詳細は後述する。
ステップ３では、ステップ２において補正された信号パワーのピーク値を示す時間（ピーク時間）の、送信パルス送信時間に対する時間差を計測し、目標物の距離を算出する。算出結果（距離情報）は、例えば記憶装置４に出力され、距離の表示等に供される。
【００１１】
次に、図２及び図３を参照して上記ステップ２における信号パワー算出補正の詳細を説明する。
図２から分かるように、図１中のステップ１で受信処理された反射波受信信号（受信パルス）に対して、まず、ステップ２１Ａ，２１Ｂにおいて各々異なる基底関数を使用する複数のウェーブレット変換を行ない、各周波数毎の時間軸−エネルギー分布（パワー軸）のデータ３１Ａ，３１Ｂ（図３参照）を作成する。ここでは２種類の基底関数１，２を使用して各別に連続ウェーブレット変換を行ない、データ３１Ａ，３１Ｂ（図３参照）を作成する。
【００１２】
次に、ステップ２１Ａ，２１Ｂにおいて作成したデータ３１Ａ，３１Ｂに対して時系列エネルギースペクトル算出を行ない、各周波数毎の時間軸−エネルギー分布のスペクトルを作成する（ステップ２２Ａ，２２Ｂ）。
【００１３】
ステップ２３Ａ，２３Ｂでは、エネルギー総和ピーク値算出を行なう。すなわち、上記ステップ２２Ａ，２２Ｂにおいて作成した各エネルギースペクトルから総和ピーク値３２Ａ，３２Ｂ（図３参照）を算出する。
【００１４】
ステップ２４では、ステップ２３Ａ，２３Ｂで算出された総和ピーク値３２Ａ，３２Ｂと予め用意しておいた基底関数１，２毎の確率密度データ２５Ａ，２５Ｂとによってピーク値の補正を行ない、距離算出に用いるピーク値、詳しくは同ピーク値を示す時間を求める。
図１中のステップ３では、このステップ２４で得られた補正されたピーク値（信号パワーのピーク値）に基づき、詳しくは同ピーク値を示す時間に基づき、目標物の距離を算出する。
【００１５】
なお、上記基底関数１，２毎の確率密度データ２５Ａ，２５Ｂとしては、例えば基底関数１，２毎に上記のステップ２１Ａ，２１Ｂ〜ステップ２３Ａ，２３Ｂまでの処理を複数回行なって得られた信号パワーのピーク値の分布から算出し記憶しておいたものが用いられる。
【００１６】
ステップ２４におけるピーク値（ピーク値を示す時間）の補正は、上述実施形態では総和ピーク値３２Ａに対して確率密度データ２５Ａによって、総和ピーク値３２Ｂに対して確率密度データ２５Ｂによって行なっているが、これのみに限られない。
例えば、総和ピーク値３２Ａ，３２Ｂの平均値（単純平均値又は加重平均値）に対して確率密度データ２５Ａ，２５Ｂの平均値（単純平均値又は加重平均値）によってステップ２４におけるピーク値の補正を行なってもよい。図３中の確率密度データ３４中の誤差補正値ｔaは、確率密度データ２５Ａ，２５Ｂのピーク平均値（ピーク平均値を示す時間）を指すが、上記の総和ピーク値３２Ａ，３２Ｂの平均値に対してこのような誤差補正値ｔaによってステップ２４におけるピーク値の補正を行なってもよい。各総和ピーク値３２Ａ，３２Ｂに対して上記のような誤差補正値ｔaによりピーク値の補正を行なってもよい。
【符号の説明】
【００１７】
１：受信処理ステップ、２：信号パワー算出補正ステップ、３：距離算出ステップ、２１Ａ，２１Ｂ：基底関数１，２によるウェーブレット変換ステップ、２２Ａ，２２Ｂ：時系列エネルギースペクトル算出ステップ、２３Ａ，２３Ｂ：エネルギー総和ピーク値算出ステップ、２４：ピーク値の補正ステップ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広帯域パルスレーダの距離計測方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、レーダにおける距離計測方法としては特許文献１に記載のものがあった。
これは、自動車等に搭載されるレーダ装置であって、対象物（目標物）からの反射波のレベルを予め定めた閾値と比較し、閾値以上となる反射波のみに基づいて対象物との相対距離を測定するというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１９２４２７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載のレーダ装置における距離計測方法では、高分解能化や低出力化等により送信されるパルス波形が伝搬経路内で変化して誤差の要因となり、距離計測の精度が低くなった。
【０００５】
本発明は、上記のような実情に鑑みなされたもので、精度の高い距離計測が可能な広帯域パルスレーダの距離計測方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を達成するために、請求項１に記載の発明は、広帯域パルスレーダ信号の目標物からの反射波受信信号に対して各々異なる基底関数を使用する複数のウェーブレット変換を行なって各々ピーク値を算出し、算出されたピーク値に補正を行ない、この補正されたピーク値に基づいて距離算出を行なうことを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、広帯域パルスレーダ信号の目標物からの反射波受信信号に対して各々異なる基底関数を使用する複数のウェーブレット変換を行なって各々ピーク値を算出し、各基底関数の確率密度から最大確率となるように前記ピーク値を補正し、この補正されたピーク値に基づいて距離算出を行なうことを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、複数のウェーブレット変換は２つのウェーブレット変換であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１の発明によれば、上記のように構成したので、受信信号上の誤差要因を取り除くことができ、精度の高い距離計測が可能な広帯域パルスレーダの距離計測方法を提供できる。
請求項２の発明によれば、更に精度の高い距離計測が可能な広帯域パルスレーダの距離計測方法を提供できる。
請求項３の発明によれば、請求項１又は２の広帯域パルスレーダの距離計測方法を最も簡易な構成で実現できる。
更に、レーダの検出率向上の効果もある。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明による広帯域パルスレーダの距離計測方法の一実施形態を示すフローチャートである。
【図２】図１中の要部の詳細を例示するフローチャートである。
【図３】図２に示す処理の概念図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。なお、各図間において、同一符号は同一又は相当部分を示す。
図１は、本発明による広帯域パルスレーダの距離計測方法の一実施形態を示すフローチャートである。
図示するように本実施形態は、広帯域パルスレーダ信号の目標物からの反射波受信信号（受信パルス）に対し、ステップ１で受信処理を施し、ステップ２で信号パワー算出補正を行ない、その後、ステップ３で、ステップ２において補正された信号パワーのピーク値に基づいて距離算出するという手順で広帯域パルスレーダの距離計測をする方法である。
【００１０】
具体的には、まずステップ１において、伝搬路を伝送してきた広帯域パルスレーダ信号の反射波信号を受信し、この受信信号を復調した後、ＡＤ変換する。以後の処理をデジタル処理で行なうためである。
ステップ２では、ステップ１で受信処理された信号に対して、その時間軸に対するエネルギー分布を算出し、信号パワーのピーク値を求める。本実施形態では、ステップ１で受信処理された信号に対して、基底関数の異なる２つのウェーブレット変換を行なって、確率密度から上記信号パワーのピーク値の補正（信号パワー算出補正）を行なう。詳細は後述する。
ステップ３では、ステップ２において補正された信号パワーのピーク値を示す時間（ピーク時間）の、送信パルス送信時間に対する時間差を計測し、目標物の距離を算出する。算出結果（距離情報）は、例えば記憶装置４に出力され、距離の表示等に供される。
【００１１】
次に、図２及び図３を参照して上記ステップ２における信号パワー算出補正の詳細を説明する。
図２から分かるように、図１中のステップ１で受信処理された反射波受信信号（受信パルス）に対して、まず、ステップ２１Ａ，２１Ｂにおいて各々異なる基底関数を使用する複数のウェーブレット変換を行ない、各周波数毎の時間軸−エネルギー分布（パワー軸）のデータ３１Ａ，３１Ｂ（図３参照）を作成する。ここでは２種類の基底関数１，２を使用して各別に連続ウェーブレット変換を行ない、データ３１Ａ，３１Ｂ（図３参照）を作成する。
【００１２】
次に、ステップ２１Ａ，２１Ｂにおいて作成したデータ３１Ａ，３１Ｂに対して時系列エネルギースペクトル算出を行ない、各周波数毎の時間軸−エネルギー分布のスペクトルを作成する（ステップ２２Ａ，２２Ｂ）。
【００１３】
ステップ２３Ａ，２３Ｂでは、エネルギー総和ピーク値算出を行なう。すなわち、上記ステップ２２Ａ，２２Ｂにおいて作成した各エネルギースペクトルから総和ピーク値３２Ａ，３２Ｂ（図３参照）を算出する。
【００１４】
ステップ２４では、ステップ２３Ａ，２３Ｂで算出された総和ピーク値３２Ａ，３２Ｂと予め用意しておいた基底関数１，２毎の確率密度データ２５Ａ，２５Ｂとによってピーク値の補正を行ない、距離算出に用いるピーク値、詳しくは同ピーク値を示す時間を求める。
図１中のステップ３では、このステップ２４で得られた補正されたピーク値（信号パワーのピーク値）に基づき、詳しくは同ピーク値を示す時間に基づき、目標物の距離を算出する。
【００１５】
なお、上記基底関数１，２毎の確率密度データ２５Ａ，２５Ｂとしては、例えば基底関数１，２毎に上記のステップ２１Ａ，２１Ｂ〜ステップ２３Ａ，２３Ｂまでの処理を複数回行なって得られた信号パワーのピーク値の分布から算出し記憶しておいたものが用いられる。
【００１６】
ステップ２４におけるピーク値（ピーク値を示す時間）の補正は、上述実施形態では総和ピーク値３２Ａに対して確率密度データ２５Ａによって、総和ピーク値３２Ｂに対して確率密度データ２５Ｂによって行なっているが、これのみに限られない。
例えば、総和ピーク値３２Ａ，３２Ｂの平均値（単純平均値又は加重平均値）に対して確率密度データ２５Ａ，２５Ｂの平均値（単純平均値又は加重平均値）によってステップ２４におけるピーク値の補正を行なってもよい。図３中の確率密度データ３４中の誤差補正値ｔaは、確率密度データ２５Ａ，２５Ｂのピーク平均値（ピーク平均値を示す時間）を指すが、上記の総和ピーク値３２Ａ，３２Ｂの平均値に対してこのような誤差補正値ｔaによってステップ２４におけるピーク値の補正を行なってもよい。各総和ピーク値３２Ａ，３２Ｂに対して上記のような誤差補正値ｔaによりピーク値の補正を行なってもよい。
【符号の説明】
【００１７】
１：受信処理ステップ、２：信号パワー算出補正ステップ、３：距離算出ステップ、２１Ａ，２１Ｂ：基底関数１，２によるウェーブレット変換ステップ、２２Ａ，２２Ｂ：時系列エネルギースペクトル算出ステップ、２３Ａ，２３Ｂ：エネルギー総和ピーク値算出ステップ、２４：ピーク値の補正ステップ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
広帯域パルスレーダ信号の目標物からの反射波受信信号に対して各々異なる基底関数を使用する複数のウェーブレット変換を行なって各々ピーク値を算出し、算出されたピーク値に補正を行ない、この補正されたピーク値に基づいて距離算出を行なうことを特徴とする広帯域パルスレーダの距離計測方法。
【請求項２】
広帯域パルスレーダ信号の目標物からの反射波受信信号に対して各々異なる基底関数を使用する複数のウェーブレット変換を行なって各々ピーク値を算出し、各基底関数の確率密度から最大確率となるように前記ピーク値を補正し、この補正されたピーク値に基づいて距離算出を行なうことを特徴とする広帯域パルスレーダの距離計測方法。
【請求項３】
複数のウェーブレット変換は２つのウェーブレット変換であることを特徴とする請求項１又は２に記載の広帯域パルスレーダの距離計測方法。
【請求項１】
広帯域パルスレーダ信号の目標物からの反射波受信信号に対して各々異なる基底関数を使用する複数のウェーブレット変換を行なって各々ピーク値を算出し、算出されたピーク値に補正を行ない、この補正されたピーク値に基づいて距離算出を行なうことを特徴とする広帯域パルスレーダの距離計測方法。
【請求項２】
広帯域パルスレーダ信号の目標物からの反射波受信信号に対して各々異なる基底関数を使用する複数のウェーブレット変換を行なって各々ピーク値を算出し、各基底関数の確率密度から最大確率となるように前記ピーク値を補正し、この補正されたピーク値に基づいて距離算出を行なうことを特徴とする広帯域パルスレーダの距離計測方法。
【請求項３】
複数のウェーブレット変換は２つのウェーブレット変換であることを特徴とする請求項１又は２に記載の広帯域パルスレーダの距離計測方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−２３２１４８（Ｐ２０１１−２３２１４８Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１０２０９９（Ｐ２０１０−１０２０９９）
【出願日】平成２２年４月２７日（２０１０．４．２７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月２７日（２０１０．４．２７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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