JP2021012104A - レーダ装置、ゴースト判定方法、およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】送受信部から電磁波を対象物へ向けて発射し、その対象物による反射波を観測することにより、送受信部から対象物までの距離および方向を測定するレーダ装置において、観測された対象物候補がゴーストであるか否かを判定すること。【解決手段】この発明のレーダ装置では、ゴースト判定部は、送受信部１０に対して第１の対象物候補Ｐ１と第２の対象物候補Ｐ２とが同じ方向θにある、という第１条件が満たされているか否かを判定する。第１、第２の対象物候補Ｐ１，Ｐ２のうち、送受信部１０に対してより近くに位置する第２の対象物候補Ｐ２からの反射パワーに比して、送受信部１０に対してより遠くに位置する第１の対象物候補Ｐ１からの反射パワーが小さい、という第２条件が満たされているか否かを判定する。第１条件および第２条件が満たされているときに限り、第１の対象物候補Ｐ１がゴーストであると判定する。【選択図】図１０

Description

この発明はレーダ装置に関し、より詳しくは、電磁波を対象物へ向けて発射し、上記対象物による反射波を観測することにより、上記対象物までの距離および方向を測定する装置に関する。また、この発明は、そのようなレーダ装置によって観測された対象物（対象物候補）がゴーストであるか否かを判定するゴースト判定方法に関する。また、この発明は、そのようなゴースト判定方法をコンピュータに実行させるためのプログラムに関する。

従来、この種のレーダ装置としては、例えば特許文献１（特開２０１３−１６７５５４号公報）に開示されているように、レーダ波を発射し、該レーダ波の対象物による反射波を受信することによって該対象物の位置を特定するものが知られている。

特開２０１３−１６７５５４号公報

上記対象物からの反射波がマルチパス（反射壁などの存在によって生ずる。）を経てレーダ装置に達する場合、上記レーダ装置によって観測された対象物として、ゴーストが含まれることがある。ここで、ゴーストとは、対象物（物体）が存在しないにもかかわらず、あたかも存在しているように誤って検出してしまった結果（または、その誤検出データ）を意味する（以下では、観測された対象物がゴーストである可能性を考慮して、観測された対象物を適宜「対象物候補」と呼ぶ。）。このため、レーダ装置の検出精度を高めるために、観測された各対象物候補がゴーストであるか否かを判定できるのが望ましい。

そこで、この発明の課題は、観測された対象物候補がゴーストであるか否かを判定できるレーダ装置を提供することにある。また、この発明の課題は、そのようなレーダ装置によって観測された対象物候補がゴーストであるか否かを判定できるゴースト判定方法を提供することにある。また、この発明の課題は、そのようなゴースト判定方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを提供することにある。

上記課題を解決するため、この開示のレーダ装置は、
送受信部から電磁波を対象物へ向けて発射し、上記対象物による反射波を観測することにより、上記送受信部から上記対象物までの距離および方向を測定するレーダ装置であって、
上記反射波に基づいて、上記送受信部に対する各対象物候補の距離、方向、および反射パワー、を求める候補特定部と、
上記各対象物候補がゴーストであるか否かを判定するゴースト判定部と
を備え、
上記ゴースト判定部は、
上記送受信部に対して第１の対象物候補と第２の対象物候補とが同じ方向にある、という第１条件が満たされているか否かを判定する第１判定部と、
上記第１、第２の対象物候補のうち、上記送受信部に対してより近くに位置する上記第２の対象物候補からの反射パワーに比して、上記送受信部に対してより遠くに位置する上記第１の対象物候補からの反射パワーが小さい、という第２条件が満たされているか否かを判定する第２判定部とを含み、
上記第１条件および上記第２条件が満たされているときに限り、上記第１の対象物候補がゴーストであると判定する
ことを特徴とする。

本明細書で、「レーダ装置」とは、一般的に、電磁波を対象物へ向けて発射し、上記対象物による反射波を観測することにより、上記対象物までの距離や方向を測定する装置を意味する。本発明では、電磁波は、典型的にはミリ波ないしマイクロ波であるが、これに限られるものではなく、より長波長、または、より短波長（例えば光）であってもよい。

「ゴースト」とは、対象物（物体）が存在しないにもかかわらず、あたかも存在しているように誤って検出してしまった結果（または、その誤検出データ）を意味する。例えば、対象物からの反射波がマルチパス（反射壁などの存在によって生ずる。）を経てレーダ装置に達する場合などに、ゴーストが生ずる。

この開示のレーダ装置では、送受信部は、電磁波を対象物へ向けて発射し、上記対象物による反射波を観測する。候補特定部は、上記反射波に基づいて、上記送受信部に対する各対象物候補の距離、方向、および反射パワー、を求める。上記ゴースト判定部に含まれた第１判定部は、上記送受信部に対して第１の対象物候補と第２の対象物候補とが同じ方向にある、という第１条件が満たされているか否かを判定する。第２判定部は、上記第１、第２の対象物候補のうち、上記送受信部に対してより近くに位置する上記第２の対象物候補からの反射パワーに比して、上記送受信部に対してより遠くに位置する上記第１の対象物候補からの反射パワーが小さい、という第２条件が満たされているか否かを判定する。上記ゴースト判定部は、上記第１条件および上記第２条件が満たされているときに限り、上記第１の対象物候補がゴーストであると判定する。上記ゴースト判定部は、上記各対象物候補が、それぞれ上記第１の対象物候補としてゴーストに該当するか否かを判定する。このようにして、このレーダ装置によれば、観測された対象物候補がゴーストであるか否かを判定できる。

一実施形態のレーダ装置では、
上記ゴースト判定部は、
上記送受信部に対して上記第１、第２の対象物候補とは別の方向に第３の対象物候補が存在し、かつ、上記第２の対象物候補から上記第１の対象物候補までの距離と、上記第２の対象物候補から上記第３の対象物候補までの距離とが等しい、という第３条件が満たされているか否かを判定する第３判定部を含み、
上記第１、第２条件に加えて、上記第３条件が満たされているときに限り、上記第１の対象物候補がゴーストであると判定する
ことを特徴とする。

上記第１の対象物候補がゴーストであるとき、上記第２の対象物候補は、第３の対象物候補から入射した電磁波を上記送受信部へ向けて反射する反射壁である可能性が高い。そこで、この一実施形態のレーダ装置では、上記ゴースト判定部に含まれた第３判定部は、上記送受信部に対して上記第１、第２の対象物候補とは別の方向に第３の対象物候補が存在し、かつ、上記第２の対象物候補から上記第１の対象物候補までの距離と、上記第２の対象物候補から上記第３の対象物候補までの距離とが等しい、という第３条件が満たされているか否かを判定する。この第３条件が満たされている場合、ゴーストとしての上記第１の対象物候補は、上記第３の対象物候補の存在に由来していることが、裏付けられる。したがって、観測された対象物候補がゴーストであるか否かの判定精度が高まる。

一実施形態のレーダ装置では、上記候補特定部によって求められた対象物候補から、上記ゴースト判定部によってゴーストであると判定された対象物候補を除去する処理を行うゴースト除去部を備えたことを特徴とする。

この一実施形態のレーダ装置では、ゴースト除去部は、上記候補特定部によって求められた対象物候補から、上記ゴースト判定部によってゴーストであると判定された対象物候補を除去する処理を行う。したがって、このレーダ装置は、本来の対象物を示すデータのみを出力することができる。

一実施形態のレーダ装置では、上記候補特定部によって求められた対象物候補のうち、上記ゴースト判定部によってゴーストであると判定された対象物候補についての表示態様を、残りの対象物候補についての表示態様に対して変えて表示するための表示データを作成する表示処理部を備えたことを特徴とする。

一実施形態のレーダ装置では、ユーザは、上記表示データによる表示を見ることによって、上記候補特定部によって求められた対象物候補のうち、上記ゴースト判定部によってゴーストであると判定された対象物候補を、残りの対象物候補に対して直感的に区別して把握できる。

別の局面では、この開示のゴースト判定方法は、
送受信部から電磁波を対象物へ向けて発射し、上記対象物による反射波を観測することにより、上記送受信部から上記対象物までの距離および方向を測定するレーダ装置のためのゴースト判定方法であって、
上記レーダ装置は、上記反射波に基づいて、上記送受信部に対する各対象物候補の距離、方向、および反射パワー、を求める候補特定部を含み、
上記ゴースト判定方法は、
上記送受信部に対して第１の対象物候補と第２の対象物候補とが同じ方向にある、という第１条件が満たされているか否かを判定し、
上記第１、第２の対象物候補のうち、上記送受信部に対してより近くに位置する上記第２の対象物候補からの反射パワーに比して、上記送受信部に対してより遠くに位置する上記第１の対象物候補からの反射パワーが小さい、という第２条件が満たされているか否かを判定し、
上記第１条件および上記第２条件が満たされているときに限り、上記第１の対象物候補がゴーストであると判定する、
ことによって、上記各対象物候補が、それぞれ上記第１の対象物候補としてゴーストに該当するか否かを判定する
ことを特徴とする。

予め、上記レーダ装置の送受信部は、電磁波を対象物へ向けて発射し、上記対象物による反射波を観測する。候補特定部は、上記反射波に基づいて、上記送受信部に対する各対象物候補の距離、方向、および反射パワー、を求める。この開示のゴースト判定方法は、まず、上記送受信部に対して第１の対象物候補と第２の対象物候補とが同じ方向にある、という第１条件が満たされているか否かを判定する。次に、上記第１、第２の対象物候補のうち、上記送受信部に対してより近くに位置する上記第２の対象物候補からの反射パワーに比して、上記送受信部に対してより遠くに位置する上記第１の対象物候補からの反射パワーが小さい、という第２条件が満たされているか否かを判定する。そして、上記第１条件および上記第２条件が満たされているときに限り、上記第１の対象物候補がゴーストであると判定する。このようにして、上記各対象物候補がそれぞれ上記第１の対象物候補としてゴーストに該当するか否かを判定する。これにより、このゴースト判定方法によれば、上記レーダ装置によって観測された対象物候補がゴーストであるか否かを判定できる。

さらに別の局面では、この開示のプログラムは、上記ゴースト判定方法をコンピュータに実行させるためのプログラムである。

この開示のプログラムをコンピュータに実行させることによって、上記ゴースト判定方法を実施することができる。

以上より明らかなように、この開示のレーダ装置、ゴースト判定方法、およびプログラムによれば、観測された対象物候補がゴーストであるか否かを判定できる。

この発明の一実施形態のレーダ装置のブロック構成を示す図である。 図２（Ａ）、図２（Ｂ）は、上記レーダ装置がレーダ送受信部から対象物までの距離を測定する原理を説明する図である。図２（Ｃ）は、上記レーダ装置がレーダ送受信部に対する対象物の方向を測定する原理を説明する図である。 上記レーダ装置の候補特定部としてのレーダデータ処理部による通常の（ゴーストを含まない）観測結果を示す図である。 図３の観測結果が得られた場合の、レーダ送受信部からの距離に応じて観測された反射パワー（角度方向に合算されたパワー）を示す図である。 上記レーダ装置によって観測された対象物候補がゴーストを含むような、実験的な測定環境を示す図である。 図５の測定環境の場合の、上記レーダ装置のレーダデータ処理部による観測結果を示す図である。 図６の観測結果が得られた場合の、レーダ送受信部からの距離に応じて観測された反射パワー（角度方向に合算されたパワー）を示す図である。 図８（Ａ）は、図７の観測結果が得られた場合の、レーダ送受信部とリフレクタとを結ぶ方向に関する、レーダ送受信部からの距離に応じて観測された反射パワーを示す図である。図８（Ｂ）は、図７の観測結果が得られた場合の、レーダ送受信部と反射壁とを結ぶ方向に関する、レーダ送受信部からの距離に応じて観測された反射パワーを示す図である。 図９（Ａ）は、上記レーダ装置のゴースト処理部によって実行されるゴースト処理方法の概略フローを示す図である。図９（Ｂ）は、上記ゴースト処理方法に含まれたゴースト判定方法のフローを具体的に示す図である。 図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）は、それぞれ、ゴースト判定の仕方を模式的に例示して説明する図である。 図６においてゴーストが除去された場合の、上記レーダ装置による出力例を示す図である。

以下、この発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。

（レーダ装置の構成）
図１は、この発明の一実施形態のレーダ装置（符号１で示す。）のブロック構成を示している。このレーダ装置１は、送受信部としてのレーダ送受信部１０と、候補特定部としてのレーダデータ処理部２０と、ゴースト判定部およびゴースト除去部としてのゴースト処理部３０と、後段処理部４０と、データ出力部５０とを備えている。

レーダ送受信部１０は、チャープ信号（後述する）を生成するシンセサイザ１１と、シンセサイザ１１によって生成されたチャープ信号を電磁波ＥＭ１として対象物９０へ向けて発射（送信）する送信アンテナ１２と、対象物９０による反射波ＥＭ２を受信する受信アンテナ１３と、送信アンテナ１２によって送信された送信信号ＥＭ１（理解の容易のため、送信される電磁波と同じ符号で表す。）と受信アンテナ１３によって受信された受信信号ＥＭ２（理解の容易のため、反射波と同じ符号で表す。）とを混合して中間周波数の信号ＩＦＳを生成するミキサ１４とを含んでいる。

図２（Ａ）に示すように、この例では、送信信号（チャープ信号）ＥＭ１は、或る持続時間Ｔｃ（この例では、Ｔｃ＝４０μｓ）の間、周波数ｆが単調に増加する信号である。この例では、送信信号ＥＭ１の周波数ｆは、開始周波数７７ＧＨｚから変化レート１００ＭＨｚ／μｓで８１ＧＨｚまで増加する。受信信号ＥＭ２は、この例では、送信信号ＥＭ１の送信開始から遅延時間τだけ遅れて立ち上がっている。この遅延時間τは、レーダ送受信部１０と対象物９０との間の距離（ｄとする。）によって、τ＝２ｄ／ｃと表される。ここで、ｃは光の速さである。つまり、レーダ送受信部１０と対象物９０との間の距離ｄは、
ｄ＝τｃ／２ …（Ｅｑ．１）
として求められる。受信信号ＥＭ２の周波数ｆは、送信信号ＥＭ１の周波数ｆと同様に、開始周波数７７ＧＨｚから変化レート１００ＭＨｚ／μｓで８１ＧＨｚまで増加する。送信信号ＥＭ１と受信信号ＥＭ２との間の周波数差Ｓτは、遅延時間τに比例した値となる。

図２（Ｂ）に示すように、ミキサ１４は、送信信号ＥＭ１と受信信号ＥＭ２とを混合して、中間周波数の信号ＩＦＳを生成する。信号ＩＦＳの周波数（中間周波数）は、送信信号ＥＭ１と受信信号ＥＭ２との間の周波数差Ｓτに相当し、したがって、遅延時間τに比例した値となっている。なお、信号ＩＦＳが得られる期間は、送信信号ＥＭ１と受信信号ＥＭ２とが重畳している期間（図２（Ｂ）では、２本の垂直破線の間にある期間）である。

図１中に示す送信アンテナ１２と受信アンテナ１３は、レーダ送受信部１０に対する対象物９０の水平面内での方向を検出するために、この例では、それぞれ複数設けられている。簡単な例で説明すると、例えば図２（Ｃ）に示すように、１個の送信アンテナ１２と、２個の受信アンテナ１３（それぞれ符号１３−１、１３−２で示す。）とが、共通の基板２上に水平方向に関して互いに離間して配置されているものとする。２個の受信アンテナ１３−１、１３−２は、水平方向に関して距離Ｌだけ互いに離間している。対象物９０と受信アンテナ１３−１との距離はｄ、対象物９０と受信アンテナ１３−２との距離は（ｄ＋Δｄ）として、それぞれ表される。この距離の差Δｄによって、受信アンテナ１３−１によって得られる受信信号ＥＭ２−１と、受信アンテナ１３−２によって得られる受信信号ＥＭ２−２との間に、位相差ΔΦが生ずる。受信信号ＥＭ２として平面の波面（波長λ）を想定すると、位相差ΔΦ＝２πΔｄ／λと表される。レーダ送受信部１０に対する対象物９０の水平面内での方向（レーダ送受信部１０の正面に対する角度）をθとすると、Δｄ＝Ｌｓｉｎ（θ）であることから、方向θは、
θ＝ｓｉｎ^−１（λΔΦ／２πＬ） …（Ｅｑ．２）
として求められる。

この例では、実際には、基板２上に、水平方向に関して互いに離間して、送信アンテナ１２が３個、受信アンテナ１３が４個配置されている。これにより、レーダ送受信部１０に対する対象物９０の水平面内での方向θを、広い範囲（この例では、±９０°の視野）で精度良く求めるようになっている。

図１中に示すレーダデータ処理部２０は、ミキサ１４の出力から中間周波数の信号ＩＦＳを取り出すローパスフィルタ（図示せず）と、取り出された信号ＩＦＳをアナログ信号からデジタル信号へ変換するＡＤ（アナログ・ツー・デジタル）変換部２１と、フーリエ変換処理を行うＦＦＴ（高速フーリエ変換）処理部２２とを含んでいる。レーダデータ処理部２０は、レーダ送受信部１０に対する各対象物（対象物候補）９０の距離ｄ、方向θ、および反射パワーＰＷ、を求める。なお、観測された対象物９０がゴーストである可能性を考慮して、観測された対象物９０を適宜「対象物候補」と呼ぶ。

具体的には、ミキサ１４の出力から取り出された信号ＩＦＳは、レーダ送受信部１０の視野に複数の対象物９０が存在すれば、レーダ送受信部１０とそれらの対象物９０との間の距離ｄ毎に、互いに異なる周波数（周波数差Ｓτ。これを「トーン」と呼ぶ。）を示す。ＦＦＴ処理部２２は、それらの信号ＩＦＳをフーリエ変換して、異なるトーン毎に個別のピーク（反射パワー）をもつ周波数スペクトルを求める。各ピークは、そのピークが示す周波数に応じた距離ｄに対象物９０が存在することを示す。したがって、レーダ送受信部１０に対する対象物９０の距離ｄが求められる。

例えば、図４は、レーダ送受信部１０の前方で約４ｍの距離に対象物９０としてのリフレクタ９０Ａ（後述の図５参照）が置かれた場合の、ＦＦＴ処理部２２によって求められた周波数スペクトル、すなわち、レーダ送受信部１０からの距離ｄに応じて観測された反射パワーＰＷのデータ（相対値で単位ｄＢ）を示している。図４に現れたピークＰ１０は、レーダ送受信部１０の前方で約４ｍの距離に置かれたリフレクタ９０Ａによる反射パワーのピークを示している。リフレクタ９０Ａは、正四面体の３面をなす金属板からなり、残りの１面（レーダ送受信部１０に対向する前面）が省略されて凹状に形成された標準品である。距離ゼロに現れたピークＰ０は、送信アンテナ１２から受信アンテナ１３へ直接入射した信号成分を示している。なお、この図４では、反射パワーＰＷは、θ方向に関して最大範囲（この例では、±９０°の視野）にわたって合算されたパワーを示している。レーダ送受信部１０とリフレクタ９０Ａとを結ぶ方向θに関する、距離ｄに応じて観測された反射パワーＰＷのデータでは、この図４と同様に、レーダ送受信部１０の前方で約４ｍの距離にリフレクタ９０Ａによる反射パワーのピークＰ１０が現れる。それ以外の方向θでは、リフレクタ９０ＡによるピークＰ１０は現れず、ピークＰ０以外にはノイズのみが観測される。このように、レーダ送受信部１０に対する方向θ毎に反射パワーのピークを観測することによって、レーダ送受信部１０に対する対象物９０の方向θが求められる。

図３は、図４の計算結果が得られた場合の、レーダデータ処理部２０による観測結果を総合的に示している。この図３では、レーダ送受信部１０から見て水平面内で奥行き方向をＹ方向、左右方向をＸ方向、鉛直方向をＺ方向として、ＸＹＺ直交座標系が設定されている。レーダ送受信部１０はＸＹＺ直交座標系の原点に、＋Ｙ方向を正面として配置されている。図３において、略中央（レーダ送受信部１０の正面で約４ｍの距離）に現れたデータ点Ｐ１０（理解の容易のため、図４中のピークと同じ符号で表す。）は、対象物９０としてのリフレクタ９０Ａを示している。この図３中のデータ点は、反射パワーＰＷが予め定められた閾値（この例では、６０ｄＢ）以上であるデータ点をプロットしたものである（後述の図６，図１１において同様。）。ＸＹＺ直交座標系の原点に現れたデータ点Ｐ０は、送信アンテナ１２から受信アンテナ１３へ直接入射した信号成分を示している。

このように、レーダデータ処理部２０は、レーダ送受信部１０に対する各対象物（対象物候補）９０の距離ｄ、方向θ、および反射パワーＰＷ、を求める。

図１中に示すゴースト処理部３０は、この例では、レーダデータ処理部２０によって求められた各対象物候補９０がゴーストであるか否かを判定し（図９（Ａ）のステップＳ１）、観測された対象物候補からゴーストであると判定された対象物候補を除去する処理を行う（図９（Ａ）のステップＳ２）。このゴースト処理部３０の動作については、後に詳述する。

図１中に示す後段処理部４０は、ゴースト処理部３０による処理後のデータを、後段に必要な情報へ変換する公知の処理を行う。例えば、後段処理部４０は、検出点（互いに近接して検出された複数のデータ点）を塊（クラスタ）としてまとめるクラスタリング処理、対象物９０を追跡するトラッキング処理などを行う。

データ出力部５０は、後段処理部４０による処理後のデータを、外部の装置（例えば、表示装置、または、表示装置を含むコンピュータ装置など）へ出力する。

なお、このレーダ装置１における、ゴースト処理部３０以外の要素、すなわち、レーダ送受信部１０、レーダデータ処理部２０、後段処理部４０、およびデータ出力部５０は、例えばテキサス・インスツルメント社製のミリ波センサデバイスにおいて実現されている。そのミリ波センサデバイスの例では、レーダ送受信部１０、レーダデータ処理部２０、後段処理部４０、およびデータ出力部５０は、共通の基板２上に搭載されている。この例では、このレーダ装置１における、ゴースト処理部３０以外の要素については、上記ミリ波センサデバイスのものを用いている。ゴースト処理部３０は、この例では、ソフトウェア（コンピュータプログラム）に従って動作するマイクロプロセッサによって構成されている。

（ゴースト処理）
ゴースト処理部３０によって実行されるゴースト処理方法を説明するために、図５は、レーダ装置１によって観測された対象物候補がゴーストを含むような、実験的な測定環境を示している。

図５の例では、床面９９上で、レーダ送受信部１０を搭載した基板２が、手前に配置されている。基板２上のレーダ送受信部１０から見て水平面内で奥行き方向をＹ方向、左右方向をＸ方向、鉛直方向をＺ方向として、ＸＹＺ直交座標系が設定されている。レーダ送受信部１０はＸＹＺ直交座標系の原点に、＋Ｙ方向を正面として配置されている。また、基板２（レーダ送受信部１０）の略正面（＋Ｙ方向）で約４ｍの距離に相当する位置に、対象物９０としてのリフレクタ９０Ａが置かれている。既述のように、リフレクタ９０Ａは、正四面体の３面をなす金属板からなり、残りの１面（レーダ送受信部１０に対向する前面）が省略されて凹状に形成された標準品である。また、基板２（レーダ送受信部１０）の前方（＋Ｙ方向）へ約２ｍ、そこから左方向（−Ｘ方向）へ約１．５ｍの距離に相当する位置に、平面状のアルミニウム板からなる反射壁８０が立設されている。反射壁８０の壁面（反射面）は、概ねＹ方向と平行に向けられている。なお、この例では、簡単のため、基板２（レーダ送受信部１０）、リフレクタ９０Ａ、および、反射壁８０は、鉛直方向に関して略同一の高さレベルにあるものとする。

この図５の測定環境では、リフレクタ９０Ａは、レーダ送受信部１０から送信された電磁波ＥＭ１を反射して、レーダ送受信部１０へ向かう反射波ＥＭ２を生ずるとともに、反射壁８０へ向かう別の反射波ＥＭ２″を生ずる。反射壁８０は、それ自身が対象物９０として、レーダ送受信部１０から送信された電磁波ＥＭ１′を反射して、レーダ送受信部１０へ向かう反射波ＥＭ２′を生ずる。それとともに、反射壁８０は、リフレクタ９０Ａからの反射波ＥＭ２″を反射して、レーダ送受信部１０へ向かう別のパスによる反射波ＥＭ３″を生ずる。この反射波ＥＭ３″がゴースト８１を生じさせる。

図７は、図５の測定環境の場合に、レーダデータ処理部２０のＦＦＴ処理部２２によって求められた周波数スペクトル、すなわち、レーダ送受信部１０からの距離ｄに応じて観測された反射パワーＰＷのデータ（相対値で単位ｄＢ）を示している。図７に現れたピークＰ３は、レーダ送受信部１０の前方で約４ｍの距離に置かれたリフレクタ９０Ａによる反射パワーのピークを示している。距離ゼロに現れたピークＰ０は、送信アンテナ１２から受信アンテナ１３へ直接入射した信号成分を示している。なお、この図７では、反射パワーＰＷは、図４におけるのと同様に、θ方向に関して最大範囲（この例では、±９０°の視野）にわたって合算されたパワーを示している。このため、レーダ送受信部１０から約２．５ｍの距離に反射壁８０によるピークＰ２が現れている。また、レーダ送受信部１０から約５ｍの距離に、ゴースト８１によるピークＰ１が現れている。

レーダ送受信部１０とリフレクタ９０Ａとを結ぶ方向θに関する、距離ｄに応じて観測された反射パワーＰＷのデータでは、図８（Ａ）に示すように、ピークＰ０に加えて、レーダ送受信部１０から約４ｍの距離にリフレクタ９０ＡによるピークＰ３のみが現れる。また、レーダ送受信部１０と反射壁８０とを結ぶ方向θに関する、距離ｄに応じて観測された反射パワーＰＷのデータでは、図８（Ｂ）に示すように、ピークＰ０に加えて、レーダ送受信部１０から約２．５ｍの距離に、反射壁８０によるピークＰ２が現れ、また、レーダ送受信部１０から約５ｍの距離に、ゴースト８１によるピークＰ１が現れる。それ以外の方向θでは、ピークＰ１〜Ｐ３は現れず、ピークＰ０以外にはノイズのみが観測される。

図６は、図５の測定環境の場合の、レーダ装置１のレーダデータ処理部２０による観測結果を総合的に示している。この図６において、略中央（レーダ送受信部１０の正面で約４ｍの距離）に現れたデータ点Ｐ３（理解の容易のため、図７中のピークと同じ符号で表す。）は、対象物９０としてのリフレクタ９０Ａを示している。図６において、データ点Ｐ３よりもＸＹＺ直交座標系の原点に接近した位置に現れたデータ点Ｐ２は、反射壁８０が対象物９０として観測されたデータ点を示している。図６において、データ点Ｐ３から横方向（−Ｘ方向）に離れた位置（レーダ送受信部１０から見てデータ点Ｐ２と同じ方向にある位置）に現れたデータ点Ｐ１は、ゴースト８１によるデータ点を示している。この例では、これらのデータ点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３が、それぞれ対象物候補となる。

レーダデータ処理部２０によって図６に示すような観測結果が得られる場合、ゴースト処理部３０はゴースト判定部として働いて、各対象物候補Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３がゴースト８１であるか否かを、図９（Ｂ）に示すゴースト判定方法のフローによって判定する。

まず、図９（Ｂ）のステップＳ１１で、ゴースト処理部３０は第１判定部として働いて、レーダ送受信部１０に対して第１の対象物候補と第２の対象物候補とが同じ方向θにある、という第１条件（後掲の表１参照）が満たされているか否かを判定する。

この第１条件を設けた理由は、図１０（Ａ）に模式的に示すように、レーダ送受信部１０から見て、ゴースト８１によるデータ点Ｐ１は、必ず、反射壁８０によるデータ点Ｐ２の後方に現れるからである。つまり、レーダ送受信部１０に対して第１の対象物候補としてのデータ点Ｐ１と第２の対象物候補としてのデータ点Ｐ２とが同じ方向θに現れる。そこで、この例では、各対象物候補Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３がゴースト８１であるか否かを判定するために、まず、レーダ送受信部１０に対して第１の対象物候補と第２の対象物候補とが同じ方向θにある、という第１条件が満たされているか否かを判定する。

図１０（Ａ）の例では、対象物候補Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３のうち、レーダ送受信部１０から見て対象物候補Ｐ１，Ｐ２が同じ方向θにある。したがって、対象物候補Ｐ１，Ｐ２については、第１条件が満たされていると判定される。一方、対象物候補Ｐ３は、対象物候補Ｐ１，Ｐ２とは別の方向に単独で存在する。したがって、対象物候補Ｐ３については、第１条件が満たされていないと判定される。

上記第１条件が満たされているとき、図９（Ｂ）のステップＳ１２で、ゴースト処理部３０は第２判定部として働いて、上記第１、第２の対象物候補のうち、レーダ送受信部１０に対してより近くに位置する第２の対象物候補からの反射パワーに比して、レーダ送受信部１０に対してより遠くに位置する第１の対象物候補からの反射パワーが小さい、という第２条件（後掲の表１参照）が満たされているか否かを判定する。

この第２条件を設けた理由は、図５中に示すように、反射壁８０からの直接的な反射波ＥＭ２′の光路長に比して、リフレクタ９０Ａから反射壁８０を介した間接的な反射波ＥＭ２″〜ＥＭ３″の光路長が長いこと、および、反射壁８０からの直接的な反射波ＥＭ２′の反射回数（１回）に比して、リフレクタ９０Ａから反射壁８０を介した間接的な反射波ＥＭ２″〜ＥＭ３″の反射回数（２回）が多いことに起因して、反射壁８０からの直接的な反射波ＥＭ２′の反射パワーに比して、リフレクタ９０Ａから反射壁８０を介した間接的な反射波ＥＭ３″の反射パワーは、必ず、小さくなるからである。

図６に示す観測結果が得られた例では、図８（Ｂ）によって分かるように、第１、第２の対象物候補Ｐ１，Ｐ２のうち、レーダ送受信部１０に対してより近くに位置する第２の対象物候補Ｐ２からの反射パワーに比して、レーダ送受信部１０に対してより遠くに位置する第１の対象物候補Ｐ１からの反射パワーが小さい。したがって、図６中のデータ点Ｐ１を第１の対象物候補、データ点Ｐ２を第２の対象物候補として、第２条件が満たされていると判定される。

上記第１、第２条件が満たされているとき、図９（Ｂ）のステップＳ１３で、ゴースト処理部３０は第３判定部として働いて、レーダ送受信部１０に対して上記第１、第２の対象物候補とは別の方向に第３の対象物候補が存在し、かつ、第２の対象物候補から第１の対象物候補までの距離と、第２の対象物候補から第３の対象物候補までの距離とが等しい、という第３条件（後掲の表１参照）が満たされているか否かを判定する。

この第３条件を設けた理由は、図１０（Ａ）に模式的に示すように、リフレクタ９０Ａによる第３の対象物候補Ｐ３と、それに由来したゴースト８１による第１の対象物候補Ｐ１とは、第２の対象物候補Ｐ２をなす反射壁８０に関して、必ず面対称に現れるからである（反射壁８０の反射面は、概ねＹ方向と平行に向けられている。）。このような面対称の配置では、第２の対象物候補Ｐ２から第１の対象物候補Ｐ１までの距離ｄ２１と、第２の対象物候補Ｐ２から第３の対象物候補Ｐ３までの距離ｄ２３とが等しくなる。そこで、この例では、そのような第３の対象物候補Ｐ３が存在するか否かを判定する。これにより、ゴーストとしての第１の対象物候補Ｐ１は、第３の対象物候補Ｐ３の存在に由来していることが、裏付けられる。したがって、観測された対象物候補がゴーストであるか否かの判定精度が高まる。

図１０（Ａ）の例では、第１、第２の対象物候補Ｐ１，Ｐ２とは別の方向に第３の対象物候補Ｐ３が存在し、かつ、第２の対象物候補Ｐ２から第１の対象物候補Ｐ１までの距離ｄ２１と、第２の対象物候補Ｐ２から第３の対象物候補Ｐ３までの距離ｄ２３とが等しい。つまり、ｄ２１＝ｄ２３である。したがって、第３条件が満たされていると判定される。

（表１）判定条件テーブル

上記第１、第２、および第３条件が満たされているときに限り、図９（Ｂ）のステップＳ１４に示すように、ゴースト処理部３０はゴースト判定部として働いて、第１の対象物候補Ｐ１がゴースト８１であると判定する。一方、上記第１、第２、第３条件のいずれかが満たされていなければ、図９（Ｂ）のステップＳ１５に示すように、ゴースト処理部３０は、第１の対象物候補Ｐ１が本来の対象物である（ゴーストではない）と判定する。

また、レーダデータ処理部２０によって観測された各対象物候補Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３が群（データ点群）をなす場合には、ゴースト処理部３０は、それらがゴースト８１に該当するか否かを、次のようにして判定する。

例えば、図１０（Ｂ）に示すように、対象物候補Ｐ１から少しだけ右方向へ離間した位置に対象物候補Ｐ１′が存在し、また、対象物候補Ｐ２，Ｐ３からそれぞれ少しだけ右方向へ離間した位置に対象物候補Ｐ２′，Ｐ３′が存在するものとする。この場合、レーダ送受信部１０から見て対象物候補Ｐ１′，Ｐ２′が同じ方向θ′にある。したがって、対象物候補Ｐ１′，Ｐ２′については、第１条件が満たされていると判定される（図９（Ｂ）のステップＳ１１でＹＥＳ）。また、図示を省略しているが、第１、第２の対象物候補Ｐ１′，Ｐ２′のうち、レーダ送受信部１０に対してより近くに位置する第２の対象物候補Ｐ２′からの反射パワーに比して、レーダ送受信部１０に対してより遠くに位置する第１の対象物候補Ｐ１′からの反射パワーが小さいものとする。これにより、第２条件が満たされていると判定される（図９（Ｂ）のステップＳ１２でＹＥＳ）。また、図１０（Ｂ）に示すように、第１、第２の対象物候補Ｐ１′，Ｐ２′とは別の方向に第３の対象物候補Ｐ３′が存在し、かつ、第２の対象物候補Ｐ２′から第１の対象物候補Ｐ１′までの距離ｄ２１′と、第２の対象物候補Ｐ２′から第３の対象物候補Ｐ３′までの距離ｄ２３′とが等しい。つまり、ｄ２１′＝ｄ２３′である。したがって、第３条件が満たされていると判定される（図９（Ｂ）のステップＳ１３でＹＥＳ）。この結果、対象物候補Ｐ１′はゴースト８１に該当すると判定される（図９（Ｂ）のステップＳ１４）。

一方、図１０（Ｂ）中に示すように、対象物候補Ｐ２′と対象物候補Ｐ１′とを結ぶ線状で、対象物候補Ｐ２′と対象物候補Ｐ１′との中間に相当する位置に、別の対象物候補Ｐ４が存在するものとする。この場合、レーダ送受信部１０から見て対象物候補Ｐ４，Ｐ２′が同じ方向θ′にある。したがって、対象物候補Ｐ４，Ｐ２′については、第１条件が満たされていると判定される（図９（Ｂ）のステップＳ１１でＹＥＳ）。また、図示を省略しているが、第１、第２の対象物候補Ｐ４，Ｐ２′のうち、レーダ送受信部１０に対してより近くに位置する第２の対象物候補Ｐ２′からの反射パワーに比して、レーダ送受信部１０に対してより遠くに位置する第１の対象物候補Ｐ４からの反射パワーが小さいものとする。これにより、第２条件が満たされていると判定される（図９（Ｂ）のステップＳ１２でＹＥＳ）。しかしながら、図１０（Ｂ）の例では、第２の対象物候補Ｐ２′から第１の対象物候補Ｐ４までの距離ｄ２４′と等しい距離を与えるべき第３の対象物候補が存在しない。このため、第３条件が満たされていないと判定される（図９（Ｂ）のステップＳ１３でＮＯ）。この結果、対象物候補Ｐ４は本来の対象物である（ゴーストに該当しない）と判定される（図９（Ｂ）のステップＳ１５）。

このようにして、このレーダ装置１のゴースト処理部３０によれば、観測された各対象物候補Ｐ１，Ｐ１′，…；Ｐ２，Ｐ２′，…；Ｐ３，Ｐ３′，…がゴースト８１であるか否かを判定できる。

なお、図９（Ｂ）のフローで、第１条件が満たされているか否かの判定（ステップＳ１１）を第２条件が満たされているか否かの判定（ステップＳ１２）よりも先に行う理由は、第１条件が満たされているか否かの判定（方向θだけによるの判定）の方が第２条件が満たされているか否かの判定（距離ｄと反射パワーＰＷとによる判定）に比して演算処理量が少ないからである。つまり、先に第１条件が満たされているか否かの判定を行って処理対象を減らせば、全体としてマイクロプロセッサの処理負荷を低減できるからである。同様に、第１、第２条件が満たされているか否かの判定（ステップＳ１１，Ｓ１２）を第３条件が満たされているか否かの判定（ステップＳ１３）よりも先に行う理由は、第１、第２条件が満たされているか否かの判定の方が第３条件が満たされているか否かの判定（第２の対象物候補から第１の対象物候補までの距離の計算と、第２の対象物候補から第３の対象物候補までの距離の計算とを含む。）に比して演算処理量が少ないからである。つまり、先に第１、第２条件が満たされているか否かの判定を行って処理対象を減らせば、全体としてマイクロプロセッサの処理負荷を低減できるからである。

この例では、ゴースト処理部３０は、観測された各対象物候補（簡単のため、図６中に示したＰ１，Ｐ２，Ｐ３とする。）がゴースト８１であるか否かを判定した後、ゴースト除去部として働いて、観測された各対象物候補Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３からゴースト８１であると判定された対象物候補（上の例では、Ｐ１）を除去する処理を行う（図９（Ａ）のステップＳ２）。

具体的には、ゴースト処理部３０は、図６に対応した図１１に示すように、観測された各対象物候補Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３からゴースト８１であると判定された対象物候補Ｐ１を除去したデータＤｏｕｔを作成し、図１中に示した後段処理部４０、データ出力部５０を介して外部の表示装置（または、表示装置を有する実質的なコンピュータ装置）へ出力する。

図１１の例では、図６に比して、破線の楕円ＤＧで示す領域に現れていたゴースト８１によるデータ点Ｐ１が除去されている。したがって、このレーダ装置１は、本来の対象物９０を示すデータ（この例では、リフレクタ９０Ａによるデータ点Ｐ３、反射壁８０によるデータ点Ｐ２）のみを出力することができる。

（変形例）
上の例では、観測された各対象物候補Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３からゴースト８１であると判定された対象物候補Ｐ１を除去したが、これに限られるものではない。例えば、ゴースト処理部３０が表示処理部として働いて、本来の対象物９０を示すデータ点Ｐ２，Ｐ３を青色で表示する一方、ゴースト８１であると判定されたデータ点Ｐ１を赤色（または灰色）で表示するなど、本来の対象物９０を示すデータ点Ｐ２，Ｐ３の表示態様に対して、ゴースト８１であると判定されたデータ点Ｐ１の表示態様を変えて表示するための表示データを作成してもよい。そのようにした場合、ユーザは、上記表示データによる表示を見ることによって、観測された対象物候補Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３のうち、ゴースト８１であると判定された対象物候補Ｐ１を、残りの対象物候補Ｐ２，Ｐ３に対して直感的に区別して把握できる。

上述のゴースト処理部３０は、ソフトウェア（コンピュータプログラム）に従って動作するマイクロプロセッサによって構成された。しかしながら、これに限るものではなく、ゴースト処理部３０は、ＰＬＤ（Programmable Logic Device)、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などの、論理回路（集積回路）によって構成されてもよい。また、ゴースト処理部３０は、例えば市販のミリ波センサデバイスに組み込まれてもよい。

上述のゴースト判定方法（またはゴースト処理方法）を、ソフトウェア（コンピュータプログラム）として、ＣＤ（コンパクトディスク）、ＤＶＤ（デジタル万能ディスク）、フラッシュメモリなどの非一時的（non-transitory）にデータを記憶可能な記録媒体に記録してもよい。このような記録媒体に記録されたソフトウェアを、パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ（パーソナル・デジタル・アシスタンツ）、スマートフォンなどの実質的なコンピュータ装置にインストールすることによって、それらのコンピュータ装置に、上述のゴースト判定方法（またはゴースト処理方法）を実行させることができる。

以上の実施形態は例示であり、この発明の範囲から離れることなく様々な変形が可能である。上述した複数の実施の形態は、それぞれ単独で成立し得るものであるが、実施の形態同士の組みあわせも可能である。また、異なる実施の形態の中の種々の特徴も、それぞれ単独で成立し得るものであるが、異なる実施の形態の中の特徴同士の組みあわせも可能である。

１ レーダ装置
１０ レーダ送受信部
２０ レーダデータ処理部
３０ ゴースト処理部
４０ 後段処理部
５０ データ出力部
８０ 反射壁
８１ ゴースト
９０ 対象物
９０Ａ リフレクタ

Claims (6)

1. 送受信部から電磁波を対象物へ向けて送信し、上記対象物による反射波を観測することにより、上記送受信部から上記対象物までの距離および方向を測定するレーダ装置であって、
   上記反射波に基づいて、上記送受信部に対する各対象物候補の距離、方向、および反射パワー、を求める候補特定部と、
   上記各対象物候補がゴーストであるか否かを判定するゴースト判定部と
   を備え、
   上記ゴースト判定部は、
   上記送受信部に対して第１の対象物候補と第２の対象物候補とが同じ方向にある、という第１条件が満たされているか否かを判定する第１判定部と、
   上記第１、第２の対象物候補のうち、上記送受信部に対してより近くに位置する上記第２の対象物候補からの反射パワーに比して、上記送受信部に対してより遠くに位置する上記第１の対象物候補からの反射パワーが小さい、という第２条件が満たされているか否かを判定する第２判定部とを含み、
   上記第１条件および上記第２条件が満たされているときに限り、上記第１の対象物候補がゴーストであると判定する
   ことを特徴とするレーダ装置。
2. 請求項１に記載のレーダ装置において、
   上記ゴースト判定部は、
   上記送受信部に対して上記第１、第２の対象物候補とは別の方向に第３の対象物候補が存在し、かつ、上記第２の対象物候補から上記第１の対象物候補までの距離と、上記第２の対象物候補から上記第３の対象物候補までの距離とが等しい、という第３条件が満たされているか否かを判定する第３判定部を含み、
   上記第１、第２条件に加えて、上記第３条件が満たされているときに限り、上記第１の対象物候補がゴーストであると判定する
   ことを特徴とするレーダ装置。
3. 請求項１または２に記載のレーダ装置において、
   上記候補特定部によって求められた対象物候補から、上記ゴースト判定部によってゴーストであると判定された対象物候補を除去する処理を行うゴースト除去部
   を備えたことを特徴とするレーダ装置。
4. 請求項１または２に記載のレーダ装置において、
   上記候補特定部によって求められた対象物候補のうち、上記ゴースト判定部によってゴーストであると判定された対象物候補についての表示態様を、残りの対象物候補についての表示態様に対して変えて表示するための表示データを作成する表示処理部
   を備えたことを特徴とするレーダ装置。
5. 送受信部から電磁波を対象物へ向けて送信し、上記対象物による反射波を観測することにより、上記送受信部から上記対象物までの距離および方向を測定するレーダ装置のためのゴースト判定方法であって、
   上記レーダ装置は、上記反射波に基づいて、上記送受信部に対する各対象物候補の距離、方向、および反射パワー、を求める候補特定部を含み、
   上記ゴースト判定方法は、
   上記送受信部に対して第１の対象物候補と第２の対象物候補とが同じ方向にある、という第１条件が満たされているか否かを判定し、
   上記第１、第２の対象物候補のうち、上記送受信部に対してより近くに位置する上記第２の対象物候補からの反射パワーに比して、上記送受信部に対してより遠くに位置する上記第１の対象物候補からの反射パワーが小さい、という第２条件が満たされているか否かを判定し、
   上記第１条件および上記第２条件が満たされているときに限り、上記第１の対象物候補がゴーストであると判定する、
   ことによって、上記各対象物候補が、それぞれ上記第１の対象物候補としてゴーストに該当するか否かを判定する
   ことを特徴とするゴースト判定方法。
6. 請求項５に記載のゴースト判定方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。

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