近傍物標検知最適化のためのMIMOレーダ

技術の概要

本解説は、A〜Cのレーダ装置と送受信方法を俯瞰し、近傍物標の検知精度を高める設計の要点を整理します。複数アンテナからの信号処理とモノ/マルチスタティック構成を組み合わせ、物標の位置推定を統合します。遠方物標と近傲物標の区別と測角の手法を整理します。

ユースケース

  • 車両の衝突防止・ADAS向け周囲物標検知
  • 自動運転車の周囲環境の高精度測角と位置推定
  • 都市部インフラの監視と歩行者・車両の追跡
  • 交通監視での近傍物標除去を含む高信頼検出
  • 屋外・屋内の安全監視システムにおける多点測位

本実施例は、レーダ装置が複数の送信アンテナと受信アンテナを組み合わせるMIMO構成と、二つの送信周波数と複数受信路を使うBMS/モノ&マルチ構成を組み合わせ、物標を効率よく検知するしくみを示します。送信アンテナの間隔と受信アンテナの間隔を半波長~1波長の範囲で設定し、近傍物標と遠方物標の特性にあわせて測角を調整します。遠方はDOD/DOAで、近傍は楕円の焦点と距離から位置を推定します。検出結果の信頼性を高めるため、近傍物標の間接波を除去する技術や、統合部での結果の整合性チェックも含みます。

本技術は、モノスタティックとマルチスタティックの組み合わせで動作するMIMOレーダを前提に、近傍物標と遠方物標の両方を高精度に測位する設計を提供します。送信側はNt(q)本のアンテナを用い、受信側はNa(q)本を用いる各レーダ部を持ち、DS量によるドップラ分割を適用します。近傍物標の測角は、DOD/DOAのみならず距離情報を楕円の幾何で表現する方法を併用し、Gのグレーティング抑制を工夫します。遠方物標には仮想受信アレーを用い、近傍物標には実在の受信路を中心に測角処理を分けて適用します。DDM間隔Δfd(q)は設定条件(1)または(2)を満たすように設計され、 δq で微調整します。CFAR処理はDC-CFARなどを用い、fbpMono/fbpMulといったピーク情報と分離インデックス情報を出力します。統合部は第1測角部と第2測角部の出力を統合し、物標の位置を2点間の楕円交点として推定します。近傍物標の間接波を除去することで、測角精度と検出信頼性を両立します。さらに、MNSとBMSの仮想受信アレー配置を最適化する配置条件A/B/Cを提示し、近傍・遠方両方での測角分解能を向上させます。これにより、車両運転支援、インフラ監視、産業用途など、広範な現場で高信頼な周囲物標検知が実現します。

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