JP2016166790A - レーダ装置およびレーダ装置の対象物検知方法 - Google Patents

Abstract

【課題】偽対象物を対象物として誤検出することを防止すること。【解決手段】所定の場所に固定されて使用されるレーダ装置において、対象物に電波を照射してその反射波に基づいて対象物を検知する検知手段（送信部１２、送信アンテナＴＸ、受信アンテナＲＸ１，ＲＸ２、受信信号切替部１０、受信部１４、Ａ／Ｄ変換部１５、演算部１６）と、検知領域内に存在する固定物に関する情報を記憶する記憶手段（記憶部１８）と、検知手段によって検知された対象物と、記憶手段に記憶されている固定物の位置関係に基づいて、偽対象物を特定する特定手段（偽対象物除去部１７）と、特定手段によって特定された偽対象物を除去する除去手段（偽対象物除去部１７）と、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、レーダ装置およびレーダ装置の対象物検知方法に関するものである。

従来、所定の場所に固定されて使用されるレーダ装置としては、例えば、特許文献１に開示されているものがある。

特許文献１に開示された技術では、パルス信号をトリガにより同期することで、干渉が生じることを防止している。

特開平０７−３３３３２８号公報

ところで、特許文献１に開示されるような従来の技術では、例えば、地表上等に固定物が存在する場合に、この固定物によって偽対象物が生じる場合があり、この偽対象物を対象物として誤検出するという問題点がある。

本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、偽対象物を対象物として誤検出することを防止できるレーダ装置およびレーダ装置の対象物検知方法を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明は、所定の場所に固定されて使用されるレーダ装置において、対象物に電波を照射してその反射波に基づいて前記対象物を検知する検知手段と、検知領域内に存在する固定物に関する情報を記憶する記憶手段と、前記検知手段によって検知された前記対象物と、前記記憶手段に記憶されている前記固定物の位置関係に基づいて、偽対象物を特定する特定手段と、前記特定手段によって特定された前記偽対象物を除去する除去手段と、を有することを特徴とする。
このような構成によれば、偽対象物を対象物として誤検出することを防止できる。

また、本発明は、前記特定手段は、前記固定物の存在によって前記対象物から生じる鏡像を前記偽対象物として特定することを特徴とする。
このような構成によれば、固定物によって生じる鏡像を除去することで、偽対象物を対象物として誤検出することを防止できる。

また、本発明は、前記特定手段は、前記記憶手段に記憶されている前記固定物に関する情報と、前記検知手段によって検知された前記対象物に関する情報とを比較し、前記固定物に対して鏡像対称位置にある１組の対象物を特定するとともに、当該１組の対象物のうち、前記固定物よりも遠い位置に存在する対象物を偽対象物として特定することを特徴とする。
このような構成によれば、固定物によって生じる鏡像を簡単な処理で確実に除去することができる。

また、本発明は、前記特定手段は、前記対象物が移動する場合に、前記固定物との位置関係に応じて新たに対象物が検知された場合には、当該対象物を偽対象物として特定することを特徴とする。
このような構成によれば、対象物の移動に基づいて、鏡像を簡単な処理で確実に除去することができる。

また、本発明は、前記特定手段は、前記対象物が移動する場合に、前記対象物が前記固定物を透過する動作が検知された場合には、当該対象物を偽対象物として特定することを特徴とする。
このような構成によれば、対象物の異常な挙動に基づいて、鏡像を簡単な処理で確実に除去することができる。

また、本発明は、前記特定手段は、前記対象物に対して生じる鏡像を予め学習し、学習結果に基づいて前記偽対象物を特定することを特徴とする。
このような構成によれば、学習処理によって、固定物の特性に応じた鏡像の現れ方を予め学習することで、鏡像を確実に除去することができる。

また、本発明は、前記特定手段は、前記検知手段によって位置が変動する対象物が検知された場合に、当該対象物が固定物と同じ位置に存在することが前記固定物に関する情報によって判明した場合には、当該対象物を偽対象物として特定することを特徴とする。
このような構成によれば、固定物が外力等によって位置が変動する場合に、当該固定物を対象物として誤検出することを防止できる。

また、本発明は、前記検知手段は、コヒーレントなパルス状の電波を送信することを特徴とする。
このような構成によれば、対象物の相対速度を精度良く検知できるので、偽対象物を対象物として誤検出することを確実に防止できる。

また、本発明は、前記検知手段は、水平方向に広がりを有し、垂直方向の広がりが水平方向に比較して狭い扇状の電波を送信することを特徴とする。
このような構成によれば、垂直方向に存在する固定物による鏡像の発生を防止することで、偽対象物を対象物として誤検出することを確実に防止できる。

また、本発明は、所定の場所に固定されて使用されるレーダ装置の対象物検知方法において、対象物に電波を照射してその反射波に基づいて前記対象物を検知する検知ステップと、検知領域内に存在する固定物に関する情報を記憶装置に記憶させる記憶ステップと、前記検知ステップにおいて検知された前記対象物と、前記記憶装置に記憶されている前記固定物の位置関係に基づいて、偽対象物を特定する特定ステップと、前記特定ステップにおいて特定された前記偽対象物を除去する除去ステップと、を有することを特徴とする。
このような方法によれば、偽対象物を対象物として誤検出することを防止できる。

本発明によれば、偽対象物を対象物として誤検出することを防止できるレーダ装置およびレーダ装置の対象物検知方法を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係るレーダ装置の構成例を示す図である。 本発明の第１実施形態の動作を説明する図である。 本発明の第１実施形態の動作を説明する図である。 本発明の第１実施形態の動作の詳細を説明するフローチャートである。 本発明の第１実施形態の動作を説明する図である。 本発明の第２実施形態の動作を説明する図である。 本発明の第２実施形態の動作を説明する図である。 本発明の第２実施形態の動作の詳細を説明するフローチャートである。 本発明の第３実施形態の動作を説明する図である。 本発明の第３実施形態の動作の詳細を説明するフローチャートである。 本発明の変形実施形態の動作の詳細を説明するフローチャートである。 本発明の変形実施形態の動作を説明する図である。

次に、本発明の実施形態について説明する。

（Ａ）本発明の第１実施形態の構成の説明
図１は、本発明の第１実施形態に係るレーダ装置の構成例を示すブロック図である。図１に示すように、本発明の第１実施形態に係るレーダ装置は、送信アンテナＴＸ、受信アンテナＲＸ１，ＲＸ２、受信信号切替部１０、制御部１１、送信部１２、発振部１３、受信部１４、Ａ／Ｄ（Analog to Digital）変換部１５、演算部１６、偽対象物除去部１７、および、記憶部１８を主要な構成要素としている。なお、第１実施形態に係るレーダ装置は、所定の場所に固定して配置され、人、動物、自転車、自動車等の対象物に対して、コヒーレントな複数のパルス信号を送信し、対象物からの反射波をフーリエ変換することで、対象物までの距離と対象物の相対速度を計測するレーダ装置である。

ここで、送信アンテナＴＸは、送信部１２から供給されるパルス信号を電波として対象物に送信するアンテナである。なお、送信アンテナＴＸから送信される電波は、例えば、ミリ波または準ミリ波帯域であり、水平方向に広がりを有し、垂直方向は水平方向よりも狭いビーム幅を有する扇形の指向性を有する。受信アンテナＲＸ１，ＲＸ２は、送信アンテナＴＸから送信され、検知領域（Ａ／Ｄ変換部１５によってサンプリング対象となる時間に対応する領域）内に存在する対象物によって反射された電波を受信し、電気信号として受信信号切替部１０に供給するアンテナである。なお、受信アンテナＲＸ１，ＲＸ２は、水平方向に所定の距離を隔てて並べて配置される。

受信信号切替部１０は、受信アンテナＲＸ１，ＲＸ２から受信信号を入力して両者を加算した和信号と、両者の差である差信号を生成するとともに、和信号と差信号のいずれかを選択して受信部１４に供給する。

制御部１１は、送信部１２を制御し、所定のタイミングでパルス信号を送出するとともに、受信信号切替部１０を制御し、和信号または差信号を受信部１４に供給する。

送信部１２は、発振部１３から供給される高周波信号を変調し、高周波パルス信号を生成して送信アンテナＴＸを介して空間に放射する。

発振部１３は、所定の周波数で発振し、得られた高周波信号（ローカル信号）を受信部１４および送信部１２に供給する。

受信部１４は、受信信号切替部１０から供給される受信信号を発振部１３から供給される高周波信号によって復調し、Ａ／Ｄ変換部１５に供給する。

Ａ／Ｄ変換部１５は、受信部１４から供給される信号を所定の周期でサンプリングするとともに、Ａ／Ｄ変換によってデジタル信号に変換し、演算部１６に供給する。

演算部１６は、方位演算部１６−１、距離演算部１６−２、および、相対速度演算部１６−３を主要な構成要素としている。ここで、方位演算部１６−１は、対象物の方位を演算する。距離演算部１６−２は、対象物までの距離を演算する。相対速度演算部１６−３は、対象物との相対的な速度を検出する。

偽対象物除去部１７は、記憶部１８に記憶されている固定物に関する情報を参照して、偽対象物を特定するとともに、特定した偽対象物を除去した後の情報を出力する。なお、本明細書中において、固定物とは、レーダ装置の検知領域内に固定的に配置される電波を反射する物体（例えば、壁、樹木、構造物等）をいう。また、偽対象物とは、固定物の影響により、真の対象物（例えば、人、動物、自転車、自動車等）から生じる鏡像等をいう。

記憶部１８は、レーダ装置の検知領域内に存在する、壁、樹木、構造物等の固定物の位置と大きさ等に関する情報を記憶している。

（Ｂ）本発明の第１実施形態の動作の説明
つぎに、本発明の第１実施形態の動作について説明する。図２は、図１に示す第１実施形態の動作を説明する図である。なお、図２においてＸ−Ｙ平面は水平面を示し、Ｚ軸方向は鉛直方向を示す。また、固定物５０は、Ｚ−Ｙ平面に平行で、ある程度の広さを有し、電波を反射する、例えば、壁等によって構成され、位置が移動しないように固定された状態で配置されている。対象物６０は、例えば、人、動物、自転車、自動車等である。

図２において、送信アンテナＴＸから送信された電波は、Ｘ軸方向に向かって伝播し、対象物６０によって反射され、Ｘ軸方向を逆方向に伝播した後、受信アンテナＲＸ１，ＲＸ２によって受信される。これにより、対象物６０が検知される。ところで、送信アンテナＴＸから送信された電波の一部は、固定物５０によって反射された後に対象物６０によって反射され、再度、固定物５０によって反射されて受信アンテナＲＸ１，ＲＸ２によって受信される。このように多重反射された反射波は、レーダ装置によって解析されると、固定物５０に対して鏡像対称な位置に存在する対象物６１として検知される。この対象物６１は、実際には存在しない偽対象物である。

第１実施形態では、このように、実際には存在しない対象物６１を演算処理によって特定して除去する。その動作原理について、図３を参照して説明する。図３（Ａ）は、レーダ装置による検知結果に関する情報を示し、図３（Ｂ）は図１に示す記憶部１８に記憶されている固定物に関する情報と、固定物に関する情報から求めた情報を示している。なお、記憶部１８には、固定物５０の位置および大きさに関する情報が記憶されている。第１実施形態に係るレーダ装置では、図３（Ａ）に示すような検知結果の情報が演算部１６の演算によって得られた場合には、偽対象物除去部１７が記憶部１８に記憶されている固定物に関する情報を参照し、固定物５０に対して鏡像対称な関係にある対象物を特定する。図３（Ａ）の例では、３つの対象物７０〜７２が検知されている。レーダ装置は、記憶部１８に記憶されている図３（Ｂ）に示すような固定物に関する情報を参照し、図３（Ａ）における対象物７１は、その位置から固定物であると判定する。また、対象物７０，７２は固定物５０である対象物７１に対して鏡像対称な位置に存在すると判定する。つぎに、偽対象物除去部１７は、鏡像対象の関係にある対象物７１，７２のうち、距離が遠い方の対象物７２は、偽対象物であると判断する。すなわち、図３（Ｂ）に示すように、固定物５０の手前に対象物６０が存在する場合には、固定物５０に対して鏡像対象な位置に検知される対象物は鏡像であるので偽対象物と判定する。そして、このような偽対象物については、除去する処理を施した後、後段の回路に出力する。なお、固定物５０についても検知結果から除去するようにしてもよい。

つぎに、図４を参照して、第１実施形態において実行される処理の詳細について説明する。図４に示すフローチャートが開始されると、以下のステップが実行される。

ステップＳ１０では、制御部１１は、送信部１２を制御し、パルス信号を送信アンテナＴＸから送信する。このようにして送信されたパルス信号は、対象物によって反射され、反射波として戻ってくる。

ステップＳ１１では、制御部１１は、パルス信号を受信する。より詳細には、制御部１１は、受信信号切替部１０を制御して、和信号または差信号を選択し、受信部１４に供給する。受信部１４は、受信信号切替部１０から供給される信号を発振部１３から供給される高周波信号によって復調して出力する。

ステップＳ１２では、演算部１６は、対象物解析処理を実行する。より詳細には、受信部１４によって受信されたパルス信号は、Ａ／Ｄ変換部１５によってＡ／Ｄ変化された後、演算部１６に供給される。演算部１６の方位演算部１６−１、距離演算部１６−２、および、相対速度演算部１６−３は、対象物に関する解析処理を実行する。このような解析処理によって得られた対象物に関する情報は、偽対象物除去部１７に供給される。

ステップＳ１３では、偽対象物除去部１７は、記憶部１８から固定物に関する情報である固定物情報を取得する。例えば、図２に示す固定物５０の位置および大きさ等に関する情報が取得される。

ステップＳ１４では、偽対象物除去部１７は、ステップＳ１２において得られた対象物に関する情報と、ステップＳ１３で取得した固定物に関する情報を参照し、例えば、レイトレーシング（Ray Tracing）法を用いて鏡像の位置関係（鏡像対称の位置関係）にある対象物を特定する。例えば、図３（Ａ）の例では、対象物７０，７２が鏡像対称の位置関係にある対象物として特定される。

ステップＳ１５では、偽対象物除去部１７は、ステップＳ１４で特定した鏡像の位置関係にある対象物のうち、固定物との位置関係から鏡像を特定する。例えば、図３（Ａ）の例では、対象物７０，７２のうち、対象物７１よりも遠くに存在する対象物７２を鏡像として特定する。

ステップＳ１６では、偽対象物除去部１７は、ステップＳ１５で特定した鏡像を、偽対象物として除去する。例えば、図３（Ａ）の例では、対象物７２が偽対象物として除去される。

ステップＳ１７では、偽対象物除去部１７は、偽対象物を除去した情報を対象物情報として出力する。なお、固定物についても除去するようにしてもよい。

ステップＳ１８では、制御部１１は、処理を繰り返すか否かを判定し、処理を繰り返す場合（ステップＳ１８：Ｙｅｓ）にはステップＳ１０に戻って前述の場合と同様の処理を繰り返し、それ以外の場合（ステップＳ１８：Ｎｏ）には処理を終了する。

以上の処理によれば、固定物によって生じる鏡像を偽対象物として特定し、除去することができる。

なお、以上の第１実施形態では、動作原理を説明するため、平面形状を有する固定物を例に挙げて説明したが、例えば、図５に示す断面がＬ字形状を有する固定物が存在する場合でも偽対象物を除去することができる。すなわち、図５の例では、断面形状がＬ字形状を有し、Ｚ方向に所定の長さを有するとともに、固定的に配置された固定物５０が示されている。このような固定物５０が存在する場合に、対象物６０が図５に示す位置に存在する場合には、解析結果には２つの鏡像６０ｇ１，６０ｇ２が含まれる。このような場合には、対象物６０と鏡像６０ｇ１は鏡像対称の位置関係を有し、また、対象物６０と鏡像６０ｇ２も鏡像対称の位置関係を有する。さらに、鏡像６０ｇ１，６０ｇ２は、対象物６０よりも距離が遠い位置に存在している。このことから、鏡像６０ｇ１，６０ｇ２を偽対象物として特定し、除去することができる。

（Ｃ）本発明の第２実施形態の説明
つぎに、本発明の第２実施形態について説明する。なお、第２実施形態の構成は、図１と同様であるが、実行される処理が異なっている。以下では、第２実施形態において実行される処理について説明する。

図６および図７は第２実施形態の動作原理を説明する図である。図６では、Ｘ−Ｚ平面に平行な平面形状を有する固定物５０が配置されている。このような固定物５０が存在する場合に、対象物６０がＸ軸方向に図の下から上の方向（矢印の方向）に移動したとする。この場合、レーダ装置では、対象物６０が固定物５０の下側の端部まで移動すると鏡像６０ｇが検知され、この鏡像６０ｇは、対象物６０の移動に追従して移動する。このように、対象物６０の移動に応じて新たに出現するとともに、対象物６０の移動に追従する対象物は鏡像であると判断できるので、このような鏡像は偽対象物として除去することができる。

一方、図７では断面が略Ｔ字形状を有する固定物５０が配置されている。なお、この固定物５０は、Ｘ−Ｚ平面に平行な部分５１と、Ｙ−Ｚ平面に平行な部分５２とを有し、断面が略Ｔ字形状を有している。このような固定物５０が存在する場合に、対象物６０がＸ軸方向に図の上から下の方向（矢印の方向）に移動したとすると、鏡像６０ｇも同じように図の上から下に移動する。このとき、鏡像６０ｇは部分５２を透過するように移動する。このため、固定物５０を透過するように移動する鏡像６０ｇは真の対象物ではなく偽対象物であると判断することができる。

以上の原理に基づいて、鏡像を特定して除去する処理について、図８を参照して説明する。なお、図８において図４と対応する部分には同一の符号を付してその説明を省略する。図８ではステップＳ１０〜ステップＳ１２は図４と同様とされている。

ステップＳ１０〜ステップＳ１２の処理が実行された後、ステップＳ３０では、演算部１６は、対象物をトラッキングする処理を実行する。なお、トラッキングとは、離散時間処理によって検知される対象物の同一性を特定するとともに、対象物の移動を追跡する処理である。

ステップＳ３１では、演算部１６は、対象物の移動に応じて新たな対象物を検知したか否かを判定し、新たな対象物を検知した場合（ステップＳ３１：Ｙｅｓ）にはステップＳ３２に進み、それ以外の場合（ステップＳ３１：Ｎｏ）にはステップＳ３６に進む。例えば、図６に示すように、対象物６０が固定物５０の方向に移動し、その結果として、鏡像６０ｇが出現し、これを検知した場合にはＹｅｓと判定してステップＳ３２に進む。

ステップＳ３２では、偽対象物除去部１７は、固定物情報を記憶部１８から取得する。より詳細には、偽対象物除去部１７は、例えば、図６または図７に示す固定物５０の位置および大きさ等を示す情報を記憶部１８から取得する。

ステップＳ３３では、偽対象物除去部１７は、新たに検知した対象物が鏡像か否かを判定する。その結果、ステップＳ３１で検知した新たな対象物が固定物との位置関係から鏡像であると判定した場合（ステップＳ３３：Ｙｅｓ）にはステップＳ３５に進み、それ以外の場合（ステップＳ３３：Ｎｏ）にはステップＳ３４に進む。例えば、図６において、対象物６０は固定物５０に対して鏡像対称の位置に存在することから鏡像であると特定した場合にはＹｅｓと判定してステップＳ３５に進む。

ステップＳ３４では、偽対象物除去部１７は、新たに検知された対象物の動きが異常であるか否かを判定し、異常であると判定した場合（ステップＳ３４：Ｙｅｓ）にはステップＳ３５に進み、それ以外の場合（ステップＳ３４：Ｎｏ）にはステップＳ３６に進む。例えば、図７において、対象物（図７では鏡像６０ｇ）が固定物５０の部分５２を透過するような動作が検知された場合には異常と判定してステップＳ３５に進む。

ステップＳ３５では、偽対象物除去部１７は、鏡像を偽対象物として除去する処理を実行する。具体的には、図６および図７に示す鏡像６０ｇが除去される。

ステップＳ３６では、偽対象物除去部１７は、偽対象物を除去した情報を対象物情報として出力する。なお、固定物についても除去するようにしてもよい。

ステップＳ３７では、制御部１１は、処理を繰り返すか否かを判定し、処理を繰り返す場合（ステップＳ３７：Ｙｅｓ）にはステップＳ１０に戻って前述の場合と同様の処理を繰り返し、それ以外の場合（ステップＳ３７：Ｎｏ）には処理を終了する。

以上の処理によれば、固定物によって生じる鏡像を偽対象物として特定し、除去することができる。なお、図８に示す処理では、ステップＳ３３において鏡像ではないと判定した場合にステップＳ３４に進んで対象物の動きが正常か否かを判定するようにしたが、これらの処理の順序を逆にしてもよい。また、これらの判断のいずれか一方のみを実行するようにしてもよい。

（Ｄ）本発明の第３実施形態の説明
つぎに、本発明の第３実施形態について説明する。なお、第３実施形態の構成は、図１と同様であるが、実行される処理が異なっている。以下では、第３実施形態において実行される処理について説明する。

図９は第３実施形態の原理を説明する図である。図７では、送信アンテナＴＸから所定の距離離れた位置に樹木８０が存在している。樹木８０は、例えば、風の影響によって、枝や幹が揺れることがある。レーダ装置は、このように風によって揺れる樹木８０を、位置が変動する対象物として誤検知することがある。第３実施形態では、位置が変動する対象物を検知した場合には、記憶部１８に記憶されている固定物情報を参照し、変動する対象物が固定物と同じ位置にある場合には、位置が変動する対象物ではなく、固定物と判定して除去する。このような処理によれば、外力等によって変動する固定物を、対象物として誤検知することを防止できる。

以上の原理に基づいて、位置が変動する固定物を偽対象物として除去する処理について、図１０を参照して説明する。なお、図１０において図４と対応する部分には同一の符号を付してその説明を省略する。図１０ではステップＳ１０〜ステップＳ１２は図４と同様とされている。

ステップＳ１０〜ステップＳ１２の処理を実行した後、ステップＳ５０では、演算部１６は、対象物をトラッキングする処理を実行する。なお、トラッキングとは、離散時間処理によって検知される対象物の同一性を特定するとともに、対象物の移動を追跡する処理である。

ステップＳ５１では、偽対象物除去部１７は、ステップＳ５０におけるトラッキング処理の結果、位置が変動する対象物が存在することが検知された場合（ステップＳ５１：Ｙｅｓ）にはステップＳ５２に進み、それ以外の場合（ステップＳ５１：Ｎｏ）にはステップＳ５５に進む。例えば、図９に示す、風によって変動する樹木８０が存在する場合にはＹｅｓと判定してステップＳ５２に進む。

ステップＳ５２では、偽対象物除去部１７は、固定物情報を記憶部１８から取得する。例えば、図９の例では、樹木８０は固定物として予め記憶されているので、偽対象物除去部１７は樹木８０に関する固定物情報を取得する。

ステップＳ５３では、偽対象物除去部１７は、ステップＳ５２で取得した固定物情報と、ステップＳ５０で検知した変動する対象物の情報とを比較し、これらの位置が略一致している場合（ステップＳ５３：Ｙｅｓ）には変動する対象物は固定物と判定しステップＳ５４に進み、それ以外の場合（ステップＳ５３：Ｎｏ）には５５に進む。例えば、図９の例では、樹木８０は固定物として記憶されており、固定物情報と実際に検知された樹木８０の位置とは略一致するのでＹｅｓと判定してステップＳ５４に進む。

ステップＳ５４では、偽対象物除去部１７は、ステップＳ５３で固定物と判定された対象物を偽対象物として除去する処理を実行する。例えば、図９の例では、樹木８０が偽対象物として除去される。

ステップＳ５５では、偽対象物除去部１７は、偽対象物を除去した情報を対象物情報として出力する。

ステップＳ５６では、制御部１１は、処理を繰り返すか否かを判定し、処理を繰り返す場合（ステップＳ５６：Ｙｅｓ）にはステップＳ１０に戻って前述の場合と同様の処理を繰り返し、それ以外の場合（ステップＳ５６：Ｎｏ）には処理を終了する。

以上の処理によれば、位置が変動する固定物を偽対象物として判定し、除去することができる。

（Ｃ）変形実施形態の説明
以上の実施形態は一例であって、本発明が上述したような場合のみに限定されるものでないことはいうまでもない。例えば、以上の各実施形態では、固定物情報を記憶部１８に記憶し、この固定物情報に基づいて対象物と偽対象物とを峻別するようにしたが、固定物情報に基づいて、鏡像が発生する様子を事前に学習し、学習結果を参照して偽対象物と対象物を峻別するようにしてもよい。このように事前学習することで、例えば、固定物が平面形状以外の形状を有する場合や、固定物による反射パターンが複雑な場合（例えば、減衰や偏波の変化が生じる場合）であっても対応することができる。図１１は、本実施形態に係るレーダ装置が新たに設置された場合に、固定物と鏡像とを学習処理する処理の一例を示す図である。なお、図１１に示す処理は、レーダ装置が設置された後に、例えば、初期設定を行うためのボタンが操作された場合に実行される。この図１１に示すフローチャートの処理が開始されると、以下のステップが実行される。

ステップＳ７０では、制御部１１は、固定物記憶処理を開始するか否かを判定し、固定物記憶処理を開始すると判定した場合（ステップＳ７０：Ｙｅｓ）にはステップＳ７１に進み、それ以外の場合（ステップＳ７０：Ｎｏ）には同じ処理を繰り返す。例えば、固定物の記憶の開始を指示する所定のボタンが操作された場合にはＹｅｓと判定してステップＳ７１に進む。

ステップＳ７１では、制御部１１は、送信部を制御して送信アンテナＴＸからパルス信号を送信する。

ステップＳ７２では、制御部１１は、受信信号切替部１０を制御して、ステップＳ７１で送信したパルス信号を受信する。

ステップＳ７３では、演算部１６は、ステップＳ７２で受信した受信信号を解析し、固定物を解析する処理を実行する。例えば、図２において、固定物学習処理を実行する際には、固定物５０だけが存在する状態に設定されるので、ステップＳ７３の処理では、固定物５０の位置や大きさが検知される。

ステップＳ７４では、偽対象物除去部１７は、ステップＳ７３において検知された固定物に関する情報を固定物情報として記憶部１８に記憶させる。例えば、図２の例では、固定物５０の位置や大きさを示す情報が固定物情報として記憶部１８に記憶される。

ステップＳ７５では、制御部１１は、鏡像学習処理を実行するか否かを判定し、実行すると判定した場合（ステップＳ７５：Ｙｅｓ）にはステップＳ７６に進み、それ以外の場合（ステップＳ７５：Ｎｏ）には同じ処理を繰り返す。例えば、鏡像学習の開始を指示する所定のボタンが操作された場合にはＹｅｓと判定してステップＳ７６に進む。なお、以下の処理では、例えば、図２において、ダミーの対象物６０が配置され、このダミーの対象物６０によって生じる対象物６１が学習処理されることになる。

ステップＳ７６では、制御部１１は、送信部を制御して送信アンテナＴＸからパルス信号を送信する。

ステップＳ７７では、制御部１１は、受信信号切替部１０を制御して、ステップＳ７６で送信したパルス信号を受信する。

ステップＳ７８では、演算部１６は、ステップＳ７７で受信した受信信号を解析し、ダミーの対象物を解析する処理を実行する。例えば、図２の例では、前述のように、ダミーの対象物６０が配置されるので、このダミーの対象物６０に応じて現れる対象物６１を解析する処理を実行する。

ステップＳ７９では、偽対象物除去部１７は、ステップＳ７８における解析の結果得られたダミーの対象物６０と鏡像としての対象物６１とを関連付けして記憶部１８に記憶する。例えば、図２の例では、対象物６０と鏡像としての対象物６１の位置関係や大きさを示す情報等が記憶部１８に記憶される。

ステップＳ８０では、制御部１１は、処理を繰り返すか否かを判定し、繰り返す場合（ステップＳ８０：Ｙｅｓ）にはステップＳ７６に戻って前述の場合と同様の処理を繰り返し、それ以外の場合（ステップＳ８０：Ｎｏ）には処理を終了する。例えば、対象物６０の位置を変えて解析処理を実行したり、あるいは、大きさや反射率が異なるダミーの対象物６０を用いて解析処理を実行したりする場合にはＹｅｓと判定してステップＳ７６に戻る。

以上の処理によれば、レーダ装置が新たに設置された場合に、周辺に存在する固定物を学習処理するとともに、ダミーの対象物を用いて鏡像の出現の傾向を学習処理することができる。このように学習処理を事前に実行することにより、固定物を確実に検出するとともに、偽対象物である鏡像を効率よく検知することが可能になる。

また、以上の各実施形態では、送信アンテナＴＸから送信される電波については、詳細には説明していないが、水平方向にビームの広がりを有し、垂直方向のビームの広がりが水平方向に比較して狭い扇形のビームを使用することが望ましい。これについて、図１２を参照して説明する。図１２では、Ｚ方向（図の上方向）が鉛直方向である。図１２に示す例では、Ｘ−Ｚ平面に平行な部分５１と、Ｘ−Ｙ平面に平行な部分５２を有し、断面がＬ字形状を有する固定物５０が示されている。このような固定物５０が存在する場合に、図１２に示す位置に対象物６０が存在する状況を想定する。このような状況下において、鉛直方向に広がりを有するビームを用いた場合には、ビームの一部は部分５２によって反射されるので、部分５２に対して鏡像対称位置に鏡像６０ｇが出現する。ところで、レーダ装置の受信アンテナＲＸ１，ＲＸ２は、Ｘ−Ｙ平面上における対象物の位置を検知するために水平方向に所定の距離を隔てて配置されているため、部分５２に対して鏡像対称位置に出現する鏡像６０ｇについては、図１２に示すように、送信アンテナＴＸ（または受信アンテナＲＸ１，ＲＸ２）から等距離に存在する鏡像６０ｇｐとして検出されてしまう。そこで、垂直方向の広がりが狭い扇形のビームを用いることで、部分５２による反射を防ぐことができるので、鏡像６０ｇｐが誤検知されることを防止できる。

また、図１に示す構成例は一例であって、本発明が図１に示す構成のみに限定されないことは言うまでも無い。

また、以上の各実施異形態では、受信処理については詳細に説明していないが、例えば、複数の受信機で電波を受信し、各受信機の位相差を検出して補正して再合成する、いわゆる、ＲＡＫＥ受信処理を実行するようにしてもよい。このようなＲＡＫＥ受信によれば、例えば、鏡像の各振幅は実像の振幅の派生反射であるから、これらを合成して実像強度を高め、誤検出を減らすことができる。

また、以上の各実施形態では、鏡像を特定する方法としては、鏡像対称となる位置を基準にして判断するようにしたが、信号の強度を基準にして判断するようにしてもよい。すなわち、多重反射によって生じる鏡像は、真の対象物に比較すると信号の強度が弱いので、位置だけでなく、信号の強度を基準として判断するようにすることもできる。

また、以上の各実施形態では、１つの固定物および対象物に対して１つの鏡像のみが生じる場合を例に挙げて説明したが、１つの固定物および対象物に対して複数の鏡像が生じる場合にも本発明を適用することができる。

ＴＸ 送信アンテナ
ＲＸ１，ＲＸ２ 受信アンテナ
１０ 受信信号切替部
１１ 制御部
１２ 送信部
１３ 発振部
１４ 受信部
１５ Ａ／Ｄ変換部
１６ 演算部
１６−１ 方位演算部
１６−２ 距離演算部
１６−３ 相対速度演算部
１７ 偽対象物除去部
１８ 記憶部

Claims (10)

1. 所定の場所に固定されて使用されるレーダ装置において、
   対象物に電波を照射してその反射波に基づいて前記対象物を検知する検知手段と、
   検知領域内に存在する固定物に関する情報を記憶する記憶手段と、
   前記検知手段によって検知された前記対象物と、前記記憶手段に記憶されている前記固定物の位置関係に基づいて、偽対象物を特定する特定手段と、
   前記特定手段によって特定された前記偽対象物を除去する除去手段と、
   を有することを特徴とするレーダ装置。
2. 前記特定手段は、前記固定物の存在によって前記対象物から生じる鏡像を前記偽対象物として特定することを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
3. 前記特定手段は、前記記憶手段に記憶されている前記固定物に関する情報と、前記検知手段によって検知された前記対象物に関する情報とを比較し、前記固定物に対して鏡像対称位置にある１組の対象物を特定するとともに、当該１組の対象物のうち、前記固定物よりも遠い位置に存在する対象物を偽対象物として特定することを特徴とする請求項２に記載のレーダ装置。
4. 前記特定手段は、前記対象物が移動する場合に、前記固定物との位置関係に応じて新たに対象物が検知された場合には、当該対象物を偽対象物として特定することを特徴とする請求項２に記載のレーダ装置。
5. 前記特定手段は、前記対象物が移動する場合に、前記対象物が前記固定物を透過する動作が検知された場合には、当該対象物を偽対象物として特定することを特徴とする請求項２に記載のレーダ装置。
6. 前記特定手段は、前記対象物に対して生じる鏡像を予め学習し、学習結果に基づいて前記偽対象物を特定することを特徴とする請求項３に記載のレーダ装置。
7. 前記特定手段は、前記検知手段によって位置が変動する対象物が検知された場合に、当該対象物が固定物と同じ位置に存在することが前記固定物に関する情報によって判明した場合には、当該対象物を偽対象物として特定することを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
8. 前記検知手段は、コヒーレントなパルス状の電波を送信することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のレーダ装置。
9. 前記検知手段は、水平方向に広がりを有し、垂直方向の広がりが水平方向に比較して狭い扇状の電波を送信することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のレーダ装置。
10. 所定の場所に固定されて使用されるレーダ装置の対象物検知方法において、
    対象物に電波を照射してその反射波に基づいて前記対象物を検知する検知ステップと、
    検知領域内に存在する固定物に関する情報を記憶装置に記憶させる記憶ステップと、
    前記検知ステップにおいて検知された前記対象物と、前記記憶装置に記憶されている前記固定物の位置関係に基づいて、偽対象物を特定する特定ステップと、
    前記特定ステップにおいて特定された前記偽対象物を除去する除去ステップと、
    を有することを特徴とするレーダ装置の対象物検知方法。

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