JP2017049210A - レーダ信号処理装置およびレーダ信号処理プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】信号対雑音比が劣化するのを抑制しつつ、処理負荷を低減することができるレーダ信号処理装置およびレーダ信号処理プログラムを提供することである。【解決手段】実施形態のレーダ信号処理装置は、選択部と、導出部とをもつ。選択部は、複数のレーダ検知エリアに対応付けられた電波強度を含む入力データから一部のデータを順に選択する。導出部は、選択部により順に選択された一部のデータのそれぞれにおける分散を導出し、導出した分散を配列にしたデータを、間引きデータとして生成する。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、レーダ信号処理装置およびレーダ信号処理プログラムに関する。

レーダ装置の内部において処理される信号は、例えば、対距離、対方位、対仰角に関するデータの集合である。例えば、この信号において、データ配列は、距離の長短、方位や仰角の大小を表すものである。この信号に対して種々の信号処理を行う際に、データを間引くことによって、処理負荷を低減させる技術が知られている。しかしながら、従来の技術では、データを間引くことによって、信号対雑音比が劣化する場合があった。

特開２００５−３３７８８３号公報

本発明が解決しようとする課題は、信号対雑音比が劣化するのを抑制しつつ、処理負荷を低減することができるレーダ信号処理装置およびレーダ信号処理プログラムを提供することである。

実施形態のレーダ信号処理装置は、選択部と、導出部とをもつ。選択部は、複数のレーダ検知エリアに対応付けられた電波強度を含む入力データから一部のデータを順に選択する。導出部は、選択部により順に選択された一部のデータのそれぞれにおける分散を導出し、導出した分散を配列にしたデータを、間引きデータとして生成する。

第１の実施形態におけるレーダ信号処理装置１００を含むレーダ装置１の構成の一例を示す概略図。 パルス圧縮部１１２によって生成される距離方向のデータ集合Ａのデータ構造の一例を示す図。 第１の実施形態における制御部１１０により実行される処理の流れの一例を示すフローチャート。 第１の実施形態における制御部１１０の分散処理を説明するための図。 所定数αでデータ数を間引く前のデータ集合Ａの一例を表した図。 データ集合Ａに対して最大値選択間引きを行った際の導出結果を表す図。 データ集合Ａに対して平均値間引きを行った際の導出結果を表す図。 データ集合Ａに対して２回の分散演算処理を行った際の導出結果の一例を示す図。 第２の実施形態におけるレーダ信号処理装置１００Ａを含むレーダ装置１の構成の一例を示す概略図。 第２の実施形態における制御部１１０Ａにより実行される処理の流れの一例を示すフローチャート。 第２実施形態における選択部１１４および第３導出部１２２の処理を説明するための図。 データ集合Ｃに対して平均演算処理を行った際の導出結果の一例を示す図。 他の実施形態における制御部１１０の分散処理を説明するための図。

以下、実施形態のレーダ信号処理装置およびレーダ信号処理プログラムを、図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態におけるレーダ信号処理装置１００を含むレーダ装置１の構成の一例を示す概略図である。レーダ装置１は、アンテナ１０と、受信部２０と、レーダ信号処理装置１００とを備える。

アンテナ１０は、例えば、パラボラアンテナである。アンテナ１０は、図示しない送信部によって送信され、物体によって反射された電波（反射波）を受信する。また、アンテナ１０は、フェーズドアレイアンテナ、パッチアンテナ、ポールアンテナ、シャントフィードアンテナ、スロットアンテナなどであってもよい。

アンテナ１０は、指向方向を機械的に変えながら電波を受信し、受信した電波を電気信号に変換して受信部２０に出力する。アンテナ１０によって出力される出力信号には、電波を反射する物体によって反射された反射波の他に、例えば、ホワイトノイズやクラッタといったノイズ等が含まれている場合がある。

受信部２０は、アンテナ１０によって出力される信号に対して、復調、増幅、またはノイズ除去等の処理を行って、信号を復調する。例えば、受信部２０は、増幅器、局部発振器、混合器、復調器等を備える。増幅器は、信号に含まれる高周波成分を増幅する。局部発振器は、所定の周波数成分を有する信号を発振する。混合器は、増幅器によって増幅された信号と、局部発振器によって発信された信号と混合する。この結果、信号の周波数は、増幅器によって増幅された信号の周波数と局部発振器によって発信された信号の周波数との差（或いは和）に変換される。復調器は、送信部による電波の変調信号方式に従って、信号を復調する。復調部は、復調した信号をレーダ信号処理装置１００に出力する。以下、受信部２０が出力する信号を、出力信号と称する。

レーダ信号処理装置１００は、受信部２０によって出力される出力信号に対して、以下に説明するような信号処理（間引き処理）を行う。レーダ信号処理装置１００は、例えば、制御部１１０と、記憶部１３０と、表示部１５０とを備える。制御部１１０は、パルス圧縮部１１２と、選択部１１４と、第１導出部１１６と、第２導出部１１８と、変換部１２０とを備える。第１導出部１０６および第２導出部１０８は、導出部の一例である。上述した制御部１１０の機能部のうち一部または全部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサが記憶部１３０に記憶されたプログラムを実行することにより機能するソフトウェア機能部である。プログラムは、例えば、ＬＡＮ（Local Area Network）やＷＡＮ（Wide Area Network）等のネットワークを介してアプリケーションサーバからダウンロードされてもよいし、ＳＤカードなどの可搬型記憶媒体に格納されたものがレーダ信号処理装置１００にインストールされてもよい。また、制御部１１０の機能部のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等のハードウェア機能部であってもよい。

記憶部１３０は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＳＤカード等の不揮発性の記憶媒体と、ＲＡＭ（Random Access Memory）、レジスタ等の揮発性の記憶媒体とによって実現される。記憶部１３０は、プロセッサが実行するプログラムを格納する他、プロセッサが処理した結果を一時的に格納する。

表示部１５０は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）や有機ＥＬ（Electroluminescence）ディスプレイなどの表示装置を含む。表示部１５０は、制御部１１０によって出力される情報に基づいて、画像を表示する。

パルス圧縮部１１２は、受信部２０によって出力された出力信号に対してパルス圧縮処理を行う。パルス圧縮部１１２は、例えば、遅延量の異なる複数の遅延フィルタに出力信号を透過させて、時間軸方向に関して遅延（或いは時間が早まる方向にシフト）させる。パルス圧縮部１１２は、複数の遅延フィルタを透過した出力信号を加算する。これによって、パルス圧縮部１１２は、信号レベルを向上させ、処理しやすいものとする。パルス圧縮部１１２により処理された結果のデータ集合は、距離、方位、仰角のうち一部または全部により規定される検知エリアに対応付けられた電波強度を含むデータ集合である。本実施形態では、説明を簡略するために、“距離”方向の検知エリアに対応付けられた電波強度を含むデータ集合について説明する。

図２は、パルス圧縮部１１２によって生成される距離方向のデータ集合Ａのデータ構造の一例を示す図である。データ集合Ａは、所定のサンプル数ｎでサンプリングされた離散的データ｛ａ_１、ａ_２、…ａ_ｎ｝の集合である。図２に示すように、例えば、データ集合Ａは、ｎ個の距離方向のデータを有する。距離方向のデータのそれぞれには、パルス圧縮処理が施された出力信号の電波強度を表す振幅値が対応付けられている。

図２に示すように、例えば、５番目の距離方向のデータには、サンプリング対象の距離範囲をｎ分割した領域のうち、アンテナ１０に最も近い領域から５番目の領域に関する振幅値ａ_５が対応付けられている。また、距離方向のデータは、実際の電波の検知距離に対応しており、例えば、２０番目の距離方向のデータは、１０番目の距離方向のデータに対して２倍離れた距離（地点）における計測値を表している。

また、方位方向の検知エリアまたは仰角方向の検知エリアに対応付けられた電波強度を含むデータ集合は、図２に示すようなデータ集合Ａと同様なデータ構造を有してもよい。例えば、方位方向の検知エリアに対応付けられた電波強度を含むデータ集合は、水平面上において、ある角度幅ごとにサンプリングされたデータ（距離方向のデータに相当するデータ）を有し、このサンプリングされたデータごとに電波強度を表す振幅値が対応付けられている。また、仰角方向の検知エリアに対応付けられた電波強度を含むデータ集合は、水平面に垂直な平面上において、ある角度幅ごとにサンプリングされたデータ（距離方向のデータに相当するデータ）を有し、このサンプリングされたデータごとに出力信号の電波強度を表す振幅値が対応付けられている。

選択部１１４は、パルス圧縮部１１２によって圧縮されたデータの集合から、所定数のデータを順に選択する。また、選択部１１４は、第１導出部１１６によって導出された分散値の集合から、所定数の分散値を選択する。

第１導出部１１６は、選択部１１４によって選択された所定数のデータに対して、分散を導出する。

第２導出部１１８は、選択部１１４によって選択された所定数の分散値に対して、分散を導出する。

変換部１２０は、第２導出部１１８によって導出された分散値を輝度値などの画素情報に変換する。変換部１２０は、画素情報に基づく画像を表示部１５０に出力する。これより、表示部１５０は、変換部１２０によって出力された画素情報に基づく画像を表示する。なお、変換部１２０は、レーダ信号処理装置１００が備える表示部１５０の他に、他の表示装置等に画素情報に基づく画像を出力してもよい。

以下、フローチャートを用いて、第１の実施形態における制御部１１０の処理の流れについて説明する。図３は、第１の実施形態における制御部１１０により実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。本実施形態における制御部１１０は、例えば、所定周期で本フローチャートの処理を行う。

まず、パルス圧縮部１１２は、受信部２０から出力信号を取得し（ステップＳ１００）、取得した出力信号に対してパルス圧縮処理を行って、距離方向のデータ集合Ａを生成する（ステップＳ１０２）。次に、選択部１１４は、パルス圧縮部１１２によって生成されたデータ集合Ａから、所定数α個の距離方向データを選択する（ステップＳ１０４）。

次に、第１導出部１１６は、選択部１１４によって選択されたα個の距離方向データについて分散を導出する（ステップＳ１０６）。例えば、第１導出部１１６は、数式（１）に示す分散の導出式に基づき、α個の距離方向データを用いた分散値ｂ_ｋを導出する。

次に、第１導出部１１６は、分散演算したことにより得た分散値ｂ_ｋを配列にして記憶部１３０に記憶させる（ステップＳ１０８）。

次に、制御部１１０は、所定回数ｘ分の分散演算処理を行ったか否かを判定する（ステップＳ１１０）。所定回数ｘは、例えば、データ集合Ａに含まれる距離方向データの全個数ｎを所定数αで除算した値（ｘ＝ｎ／α）に設定される。なお、所定回数ｘは、上記除算値ｎ／αよりも大きい値（ｘ≧ｎ／α）に設定されてもよい。

所定回数ｘ分の分散演算処理が行われていない場合、制御部１１０は、上述したステップＳ１０４の処理に戻る。この場合、選択部１１４は、前回選択したα個の距離方向データを除くデータ集合Ａから、新たに所定数α個の距離方向データを選択する。これによって、第１導出部１１６は、選択部１１４によって新たに選択されたα個の距離方向データについて分散を導出し、前回導出した分散値ｂ_ｋと異なる分散値ｂ_ｋ＋１を、前回導出した分散値ｂ_ｋの隣に格納する。すなわち、制御部１１０は、分散演算処理を所定回数ｘ繰り返し行い、分散値ｂ_１からｂ_ｘを導出し、導出した順番（分散値ｂ_１、ｂ_２、ｂ_３、…ｂ_ｘの順）で配列して記憶部１３０に記憶させる。以下、配列状の分散値ｂ_ｋを、データ集合Ｂと称して説明する。

一方、所定回数ｘ分の分散演算処理が行われた場合、選択部１１４は、記憶部１３０に記憶されているｘ個の分散値ｂ_ｋの配列集合であるデータ集合Ｂから、所定数β個の分散値ｂ_ｋを選択する（ステップＳ１１２）。ここで、所定数βは、上述した所定数αとの乗算値が一定となるように定められる。例えば、α×βの値が３０である場合、αは１０、βは３に設定される。ここでαを、βに比して大きい値に設定すると、導出処理を実施する回数が少なくなり、制御部１１０は、処理負荷を低減することができる。以下、α×βを間引き係数と称して説明する。

次に、第２導出部１１８は、選択部１１４によって選択されたβ個の分散値ｂ_ｋについて分散を導出する（ステップＳ１１４）。例えば、第２導出部１１８は、数式（２）に示す分散の導出式に基づき、β個の分散値ｂ_ｋを用いて分散値ｃ_ｍを導出する。

次に、第２導出部１１８は、分散演算したことにより得た分散値ｃ_ｍを配列にして記憶部１３０に記憶させる（ステップＳ１１６）。

次に、制御部１１０は、所定回数ｙ分の分散演算処理を行ったか否かを判定する（ステップＳ１１８）。所定回数ｙは、例えば、データ集合Ｂに含まれる分散値ｂ_ｋの全個数ｘを所定数βで除算した値（ｙ＝ｘ／β）に設定される。なお、所定回数ｙは、上記除算値ｘ／βよりも大きい値（ｙ≧ｘ／β）に設定されてもよい。

所定回数ｙ分の分散演算処理が行われていない場合、制御部１１０は、上述したステップＳ１１２の処理に戻る。制御部１１０は、分散演算処理を所定回数ｘ繰り返し行ったときと同様に、ステップＳ１１２からステップＳ１１６の処理を所定回数ｙ繰り返し行う。これにより、制御部１１０は、分散値ｃ_１からｃ_ｙを導出し、導出した順番（分散値ｃ_１、ｃ_２、ｃ_３、…ｃ_ｙの順）で配列して記憶部１３０に記憶させる。以下、配列状の分散値ｃ_ｍを、データ集合Ｃと称して説明する。

一方、所定回数ｙ分の分散演算処理が行われた場合、変換部１２０は、記憶部１３０に記憶されているデータ集合Ｃに含まれるｙ個の分散値ｃ_ｍのそれぞれを輝度値に変換し、画素情報を生成する（ステップＳ１２０）。ここで、輝度値とは、色空間における色を表現する３つの成分に関する情報である。例えば、変換部１２０は、ＹＵＶやＹＣｂＣｒ等の所定の色フォーマットに準じて分散値ｃ_ｍを輝度値に変換する。これにより、変換部１２０は、データ集合Ｃを構成する各分散値ｃ_ｍを輝度値に変換した画素情報を生成する。

変換部１２０は、生成した画素情報に基づく画像を、例えば、表示部１５０に出力する（ステップＳ１２２）。表示部１５０は、変換部１２０によって出力された画素情報に基づく画像を表示する。これによって、本フローチャートの処理は終了する。

図４は、第１の実施形態における制御部１１０の分散処理を説明するための図である。図４に示すように、例えば、所定数αが１０である場合、選択部１１４は、１番目から１０番目の距離方向データを、データ集合Ａから選択する。第１導出部１１６は、選択部１１４によって選択された１番目から１０番目の距離方向データについて分散演算を行い、分散値ｂ_１を導出する。選択部１１４は、１番目から１０番目の距離方向データを除くデータ集合Ａから、１１番目から２０番目の距離方向データを選択する。第１導出部１１６は、選択部１１４によって選択された１１番目から２０番目の距離方向データについて分散演算を行い、分散値ｂ_２を導出する。制御部１１０（選択部１１４および第１導出部１１６）は、上述した処理を所定回数ｘ分繰り返し行って、ｘ個の分散値ｂ_ｋを導出し、データ集合Ａの間引きデータとしてデータ集合Ｂを生成する。

例えば、所定数βが３である場合、選択部１１４は、１番目から３番目の距離方向データを、データ集合Ｂから選択する。第２導出部１１８は、選択部１１４によって選択された１番目から３番目の距離方向データについて分散演算を行い、分散値ｃ_１を導出する。選択部１１４は、１番目から３番目の距離方向データを除くデータ集合Ｂから、４番目から６番目の距離方向データを選択する。第２導出部１１８は、選択部１１４によって選択された４番目から６番目の距離方向データについて分散演算を行い、分散値ｃ_２を導出する。制御部１１０（選択部１１４および第２導出部１１８）は、上述した処理を所定回数ｙ分繰り返し行って、ｙ個の分散値ｃ_ｍを導出し、データ集合Ｂの間引きデータとしてデータ集合Ｃを生成する。

図５は、所定数αでデータ数を間引く前のデータ集合Ａの一例を表した図である。図５の例において、横軸は距離（例えば単位は［ｋｍ］）を表し、縦軸は、パルス圧縮された出力信号（データ集合Ａ）の電波強度の振幅（例えば単位は［ｄＢ］）を表している。例えば、電波強度の振幅値が５から１５程度の範囲に存在する成分はノイズであり、このノイズの振幅値に比して突出している振幅値がデータ集合Ａ内に存在する場合、突出している振幅値に対応した距離方向のデータが表す距離（地点）には、電波を反射する目標物が存在していると判別することができる。従って、パルス圧縮結果の電波強度に対するノイズの比、すなわちＳＮ比（Signal-to-Noise ratio）が高ければ、目標物の位置（距離）の推定精度を、より向上させることができる。

以下、従来技術によるデータ数の間引き手法と、本実施形態によるデータ数の間引き手法とを比較して、本実施形態の有用性を説明する。まず、従来技術について説明する。図６は、データ集合Ａに対して最大値選択間引きを行った際の導出結果を表す図である。最大値選択間引きとは、例えば、図５の例において、最大値側の振幅の包絡線を形成する曲線群の接点として振る舞うデータを、データ集合Ａから選択することである。図６に示すような例の場合、ＳＮ比は、およそ１．７（２２／１３）程度である。

従来技術の他の例として平均値間引きについて説明する。図７は、データ集合Ａに対して平均値間引きを行った際の導出結果を表す図である。平均値間引きとは、一定範囲内のデータの平均を求め、平均を代表値として間引く手法である。図７に示すように、目標物からの反射信号を表す振幅値が、ノイズの振幅値と平均化されてしまっている。この結果、ＳＮ比は、およそ１.０程度となり、目標物の位置（距離）推定が困難となる。

これに対して、本実施形態のレーダ信号処理装置１００を用いた場合のＳＮ比について説明する。図８は、データ集合Ａに対して２回の分散演算処理を行った際の導出結果の一例を示す図である。図８に示す横軸は、距離を表し、縦軸は分散値Ｃ_ｍの振幅値（例えば単位は［ｄＢ］）を表している。図８の例は、間引き係数α×βが３０のときの導出結果を表している。このような場合、ＳＮ比は、およそ１５．７（４７／３）程度であり、本実施形態における制御部１１０は、上述した従来技術に比して格段にＳＮ比を向上させることができる。

以上説明した第１の実施形態におけるレーダ信号処理装置１００によれば、複数のレーダ検知エリアに対応付けられた電波強度を含むデータ集合Ａから一部のデータを順に選択する選択部１１４と、選択部１１４により順に選択された一部のデータのそれぞれにおける分散を導出し、導出した分散を配列にしたデータを、間引きデータとして生成する第１導出部１１６（第２導出部１１８）と、を備えることにより、信号対雑音比（ＳＮ比）が劣化するのを抑制しつつ、処理負荷を低減することができる。

また、上述した第１の実施形態におけるレーダ信号処理装置１００によれば、制御部１１０は、選択した所定数α個の距離方向のデータを除いたデータ集合Ａから、さらに所定数α個の距離方向のデータを選択し、選択した所定数α個の距離方向のデータに対して、分散値を導出することを所定回数ｘ分繰り返して、ｘ個の分散値ｂ_ｋの集合であるデータ集合Ｂを生成し、データ集合Ｂから所定数βの分散値ｂ_ｋを選択し、選択した所定数βの分散値ｂ_ｋに対して分散演算を行って、分散値Ｃ_ｍを導出する。制御部１１０は、データ集合Ｂに対する分散演算処理を所定回数ｙ分繰り返し行って、ｙ個の分散値ｃ_ｍの集合であるデータ集合Ｃを生成する。これにより、制御部１１０は、信号対雑音比（ＳＮ比）が劣化するのを抑制しつつ、処理負荷を、より低減することができる。

また、上述した第１の実施形態におけるレーダ信号処理装置１００によれば、所定数αを、所定数βに比して大きい値に設定することにより、導出処理を実施する回数をより少なくすることができる。この結果、レーダ信号処理装置１００は、処理負荷をより低減することができる。

（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態におけるレーダ信号処理装置１００Ａについて説明する。第２の実施形態におけるレーダ信号処理装置１００Ａでは、分散演算処理を行った後に、平均化処理を行う点で、第１の実施形態におけるレーダ信号処理装置１００と相違する。従って、係る相違点を中心に説明し、共通する部分についての説明は省略する。

図９は、第２の実施形態におけるレーダ信号処理装置１００Ａを含むレーダ装置１の構成の一例を示す概略図である。第２の実施形態におけるレーダ信号処理装置１００Ａは、制御部１１０Ａと、記憶部１３０とを備える。

制御部１１０Ａは、上述した第１の実施形態における制御部１１０の構成に加え、さらに第３導出部１２２を備える。

選択部１１４は、第２導出部１１８によって生成されたデータ集合Ｃから間引き係数（α×β）に相当する個数の分散値ｃ_ｍを選択する。

第３導出部１２２は、選択部１１４によって選択されたα×β個の分散値ｃ_ｍについて平均を導出する。例えば、第３導出部１２２は、数式（３）に示す平均の導出式に基づき、α×β個の分散値ｃ_ｍを用いて平均値ｄ_ｌを導出する。なお、第１導出部１１６、第２導出部１１８、および第３導出部１２２を合わせたものは、導出部の一例である。

以下、フローチャートを用いて、第２の実施形態における制御部１１０Ａの処理の流れについて説明する。図１０は、第２の実施形態における制御部１１０Ａにより実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。本実施形態における制御部１１０Ａは、例えば、所定周期で本フローチャートの処理を行う。

まず、パルス圧縮部１１２は、受信部２０から出力信号を取得し（ステップＳ２００）、取得した出力信号に対してパルス圧縮処理を行って、距離方向のデータ集合Ａを生成する（ステップＳ２０２）。次に、選択部１１４は、パルス圧縮部１１２によって生成されたデータ集合Ａから、所定数α個の距離方向データを選択する（ステップＳ２０４）。

次に、第１導出部１１６は、選択部１１４によって選択されたα個の距離方向データについて分散を導出する（ステップＳ２０６）。次に、第１導出部１１６は、分散演算したことにより得た分散値ｂ_ｋを配列にして記憶部１３０に記憶させる（ステップＳ２０８）。

次に、制御部１１０は、所定回数ｘ分の分散演算処理を行ったか否かを判定する（ステップＳ２１０）。所定回数ｘ分の分散演算処理が行われていない場合、制御部１１０は、上述したステップＳ２０４の処理に戻る。

一方、所定回数ｘ分の分散演算処理が行われた場合、選択部１１４は、記憶部１３０に記憶されているｘ個の分散値ｂ_ｋの配列集合であるデータ集合Ｂから、所定数β個の分散値ｂ_ｋを選択する（ステップＳ２１２）。

次に、第２導出部１１８は、選択部１１４によって選択されたβ個の分散値ｂ_ｋについて分散を導出する（ステップＳ２１４）。次に、第２導出部１１８は、分散演算したことにより得た分散値ｃ_ｍを配列にして記憶部１３０に記憶させる（ステップＳ２１６）。

次に、制御部１１０は、所定回数ｙ分の分散演算処理を行ったか否かを判定する（ステップＳ２１８）。所定回数ｙ分の分散演算処理が行われていない場合、制御部１１０は、上述したステップＳ２１２の処理に戻る。

一方、所定回数ｙ分の分散演算処理が行われた場合、選択部１１４は、記憶部１３０に記憶されているｙ個の分散値ｃ_ｍの配列集合であるデータ集合Ｃから、α×β個の分散値ｃ_ｍを選択する（ステップＳ２２０）。

次に、第３導出部１２２は、選択部１１４によって選択されたα×β個の分散値ｃ_ｍについて平均を導出する（ステップＳ２２２）。次に、第３導出部１２２は、平均演算したことにより得た平均値ｄ_ｌを配列にして記憶部１３０に記憶させる（ステップＳ２２４）。

次に、制御部１１０Ａは、所定回数ｚ分の平均演算処理を行ったか否かを判定する（ステップＳ２２６）。所定回数ｚは、例えば、データ集合Ｃに含まれる分散値ｃ_ｍの全個数ｙから（α×β＋１）を減算した値に設定される。

所定回数ｚ分の平均演算処理が行われていない場合、制御部１１０Ａは、上述したステップＳ２２０の処理に戻る。この場合、選択部１１４は、前回選択したα×β個の分散値ｃ_ｍの一部を除くデータ集合Ｃから、新たにα×β個の分散値ｃ_ｍを選択する。これによって、第３導出部１２２は、選択部１１４によって新たに選択されたα×β個の分散値ｃ_ｍについて平均を導出し、前回導出した平均値ｄ_ｌと異なる分散値ｄ_ｌ＋１を、前回導出した分散値ｄ_ｌの隣に格納する。すなわち、制御部１１０は、平均演算処理を所定回数ｚ繰り返し行い、平均値ｄ_１からｄ_ｚを導出し、導出した順番（平均値ｄ_１、ｄ_２、ｄ_３、…ｄ_ｚの順）で配列して記憶部１３０に記憶させる。以下、配列状の分散値ｄ_ｌを、データ集合Ｄと称して説明する。

図１１は、第２実施形態における選択部１１４および第３導出部１２２の処理を説明するための図である。例えば、選択部１１４は、データ集合Ｃから、１番目から３０番目の距離方向データを選択する。第３導出部１２２は、選択部１１４によって選択された１番目から１０番目の距離方向データについて平均演算を行い、平均値ｄ_１を導出する。選択部１１４は、１番目から３０番目の距離方向データのうち、例えば、１番目の距離方向データを除くデータ集合Ｃから、２番目から３１番目の距離方向データを選択する。第３導出部１２２は、選択部１１４によって選択された２番目から３１番目の距離方向データについて平均演算を行い、平均値ｄ_２を導出する。制御部１１０Ａは、上述した処理を所定回数ｚ分繰り返し行って、ｚ個の平均値ｄ_ｌを導出し、データ集合Ｃの間引きデータとしてデータ集合Ｄを生成する。すなわち、データ集合Ｄは、データ集合Ｃの移動平均を表している。

一方、所定回数ｚ分の平均演算処理が行われた場合、すなわちデータ集合Ｄが生成された場合、変換部１２０は、記憶部１３０に記憶されているｚ個の平均値ｄ_ｌのデータ集合Ｄを輝度値に変換し、画素情報を生成する（ステップＳ２２８）。

変換部１２０は、生成した画素情報に基づく画像を、例えば、表示部１５０に出力する（ステップＳ２３０）。表示部１５０は、変換部１２０によって出力された画素情報に基づく画像を表示する。これによって、本フローチャートの処理は終了する。

図１２は、データ集合Ｃに対して平均演算処理を行った際の導出結果の一例を示す図である。図１２に示す横軸は、距離を表し、縦軸は平均値ｄ_ｌの振幅値（例えば単位は［ｄＢ］）を表している。図示の例では、ＳＮ比は、およそ１５．０（４.５／０.３）程度であり、本実施形態における制御部１１０Ａは、上述した第１の実施形態と同様に、格段にＳＮ比を向上させることができる。

以上説明した第２の実施形態におけるレーダ信号処理装置１００Ａによれば、第３導出部１２２は、分散値ｃ_ｙの導出処理が所定回数ｙにわたり繰り返し行われた後に、選択部１１４によって選択されたα×β個の分散値ｃ_ｍについて平均を導出する。この結果、レーダ信号処理装置１００Ａは、第１の実施形態と同様に、信号対雑音比（ＳＮ比）が劣化するのを抑制しつつ、処理負荷を低減することができる。

以下、その他の実施形態（変形例）について説明する。
上述した実施形態では、選択部１１４は、重複しないようにデータを選択するものとして説明したがこれに限られない。例えば、選択部１１４は、データ集合Ｃの移動平均が導出されるときに行ったデータの選択方法と同様に、データ集合（データ集合Ａまたはデータ集合Ｂ）から、前回選択したデータの一部と重複したデータを含んだ所定数のデータを選択する。

図１３は、他の実施形態における制御部１１０の分散処理を説明するための図である。図１３に示すように、例えば、所定数αが１０である場合、選択部１１４は、１番目から１０番目の距離方向データを、データ集合Ａから選択する。第１導出部１１６は、選択部１１４によって選択された１番目から１０番目の距離方向データについて分散演算を行い、分散値ｂ_１を導出する。選択部１１４は、前回選択した１番目の距離方向データを除くデータ集合Ａから、２番目から１１番目の距離方向データを選択する。第１導出部１１６は、選択部１１４によって選択された２番目から１１番目の距離方向データについて分散演算を行い、分散値ｂ_２を導出する。制御部１１０（選択部１１４および第１導出部１１６）は、上述した処理を所定回数ｘ分繰り返し行って、ｘ個の分散値ｂ_ｋを導出し、データ集合Ａの間引きデータとしてデータ集合Ｂを生成する。

例えば、所定数βが３である場合、選択部１１４は、１番目から３番目の距離方向データを、データ集合Ｂから選択する。第２導出部１１８は、選択部１１４によって選択された１番目から３番目の距離方向データについて分散演算を行い、分散値ｃ_１を導出する。選択部１１４は、前回選択した１番目の距離方向データを除くデータ集合Ｂから、２番目から４番目の距離方向データを選択する。第２導出部１１８は、選択部１１４によって選択された２番目から４番目の距離方向データについて分散演算を行い、分散値ｃ_２を導出する。制御部１１０（選択部１１４および第２導出部１１８）は、上述した処理を所定回数ｙ分繰り返し行って、ｙ個の分散値ｃ_ｍを導出し、データ集合Ｂの間引きデータとしてデータ集合Ｃを生成する。

これによって、レーダ信号処理装置１００、１００Ａは、上述した第１および第２の実施形態と同様に、信号対雑音比（ＳＮ比）が劣化するのを抑制しつつ、処理負荷を低減することができる。

また、上述した第１および第２の実施形態では、分散の導出処理を２回行うものとして説明したが、これに限られない。例えば、レーダ信号処理装置１００、１００Ａは、分散の導出処理を、１回行ってもよいし、３回以上行ってもよい。また、レーダ信号処理装置１００Ａは、分散の導出処理と同様に、平均の導出処理を２回以上行ってもよい。

また、レーダ信号処理装置１００、１００Ａは、処理結果として、データを間引いたデータ集合Ａの振幅値を輝度値に変換して画素情報を表示部１５０に出力するものとして説明したが、これに限られない。例えば、レーダ信号処理装置１００、１００Ａは、輝度値に変換する前のデータ集合Ｂ、データ集合Ｃ、あるいはデータ集合Ｄをそのまま外部装置に出力してもよい。

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、複数のレーダ検知エリアに対応付けられた電波強度を含むデータ集合Ａから一部のデータを順に選択する選択部１１４と、選択部１１４により順に選択された一部のデータのそれぞれにおける分散を導出し、導出した分散を配列にしたデータを、間引きデータとして生成する第１導出部１１６（第２導出部１１８）と、を備えることにより、信号対雑音比（ＳＮ比）が劣化するのを抑制しつつ、処理負荷を低減することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１…レーダ装置、１０…アンテナ、２０…受信部、１００、１００Ａ…レーダ信号処理装置、１１０、１１０Ａ…制御部、１１２…パルス圧縮部、１１４…選択部、１１６…第１導出部、１１８…第２導出部、１２０…変換部、１２２…第３導出部、１３０…記憶部、１５０…表示部

Claims (6)

1. 複数のレーダ検知エリアに対応付けられた電波強度を含む入力データから一部のデータを順に選択する選択部と、
   前記選択部により順に選択された一部のデータのそれぞれにおける分散を導出し、導出した分散を配列にしたデータを、間引きデータとして生成する導出部と、
   を備えるレーダ信号処理装置。
2. 前記選択部が、前記導出部により導出された間引きデータを入力データとして、入力データから一部のデータを順に選択し、
   前記導出部が、前記導出部により導出された間引きデータを入力データとして前記選択部により順に選択された一部のデータのそれぞれにおける分散を導出し、導出した分散を配列にしたデータを、間引きデータとして生成することを、１回以上実行する、
   請求項１記載のレーダ信号処理装置。
3. 前記導出部は、前記導出部により導出された間引きデータを入力データとして前記選択部により順に選択されたデータのそれぞれの平均を導出し、導出した平均を配列にしたデータを、間引きデータとして生成する、
   請求項２記載のレーダ信号処理装置。
4. 前記選択部は、前記導出部により導出された間引きデータを入力データとして一部のデータを順に選択する回数が増えるのに応じて、前記選択する一部のデータの数を減少させる、
   請求項２または３記載のレーダ信号処理装置。
5. 前記導出部による導出結果を、色空間を表す輝度値に変換する変換部と、
   前記変換部によって変換された輝度値に基づいて、画像を表示する表示部と、をさらに備える、
   請求項１から４のうちいずれか１項に記載のレーダ信号処理装置。
6. コンピュータに、
   複数のレーダ検知エリアに対応付けられた電波強度を含むデータから一部のデータを順に選択させ、
   前記順に選択させた一部のデータのそれぞれにおける分散を導出させ、
   前記導出させた分散を配列にしたデータを、間引きデータとして生成させる、
   レーダ信号処理プログラム。

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