JP2023099239A - 電波センサ及び物体検知方法 - Google Patents

Abstract

【課題】無駄な演算処理を抑える。
【解決手段】開示の電波センサ１０は、前記電波センサによる監視領域である検知エリアＴ１に応じて設定された有効範囲を示す有効範囲データ１２３を記憶する記憶装置１２０と、物体からの反射波の受信データに基づいて、前記反射波の到来方向の推定処理Ｓ２４を実行するよう構成された処理装置１１０と、を備え、前記受信データは、前記有効範囲内及び前記有効範囲外からの反射波を前記電波センサが受信することで得られるデータであり、前記処理装置１１０は、前記有効範囲データ１２３が示す前記有効範囲に限定して、前記推定処理Ｓ２４を実行するよう構成されている。
【選択図】図１

Description

本開示は、電波センサ及び物体検知方法に関する。

特許文献１は、道路に設置された電波センサを開示している。特許文献１の電波センサは、横断歩道を含むよう設定された対象エリアに電波を放射し、物体を検知する。特許文献２は、横断歩道を含むよう設定された対象エリア内に設置された参照物体の方向を測定することで、道路に設置された電波センサの向きのずれを認識することを開示している。

特許文献３は、車両に搭載されたレーダ装置を開示している。特許文献３のレーダ装置は、車両からの距離によって目標物体の検知角度範囲を変化させることを開示している。特許文献３のレーダ装置は、近距離の場合は検知角度範囲を広くし、遠距離の場合は検知角度範囲を狭くする。

特開２０１７－９０１３８号公報 特開２０１８－１６２９７７号公報 特開２００８－２７５４６０号公報

道路等にインフラストラクチャーとして設置される電波センサの場合、電波センサによる監視領域である検知エリアが設定されることがある。なお、特許文献１及び特許文献２において、検知エリアは、対象エリアとして記載されている。

設定された検知エリアを監視する電波センサの場合、特許文献３のように、単に距離に応じて角度範囲が異なるだけでは、検知エリアの形状によっては、電波センサにおいて無駄な演算処理が発生することがある。例えば、特許文献３のレーダ装置のように、近距離の場合は角度範囲を広くし、遠距離の場合は度範囲を狭くすることでは、検知エリアの形状又は電波センサの設置場所によってはその検知エリアを適切にカバーできないこともある。検知エリアの形状又は電波センサの設置場所によっては、近距離の場合に角度範囲を狭くすべき場合もある。また、検知エリア内に物体検知が不要な場合のエリアが設定されることもあり、そのような場合も、単に距離に応じて角度範囲が異なるだけでは、無駄な演算が発生する。

このように、検知エリアの形状及び電波センサの設置場所は、様々であるため、単に距離に応じて角度範囲が異なるだけでは、電波センサによって無駄な演算処理が発生することがある。

したがって、無駄な演算処理を抑えることが望まれる。

本開示のある側面は、電波センサである。開示の電波センサは、前記電波センサによる監視領域である検知エリアに応じて設定された有効範囲を示す有効範囲データを記憶する記憶装置と、物体からの反射波の受信データに基づいて、前記反射波の到来方向の推定処理を実行するよう構成された処理装置と、を備え、前記受信データは、前記有効範囲内及び前記有効範囲外からの前記反射波を前記電波センサが受信することで得られるデータであり、前記処理装置は、前記有効範囲データが示す前記有効範囲に限定して、前記推定処理を実行するよう構成されている。

本開示の他の側面は、電波センサによる物体検知方法である。開示の方法は、前記電波センサによる監視領域である検知エリアに応じて設定された有効範囲及び前記有効範囲外からの反射波を受信することで受信データを得ること、前記受信データに基づいて、物体からの反射波の到来方向の推定処理を、処理装置が実行すること、を備え、前記推定処理は、前記有効範囲に限定して実行される。

本開示によれば、無駄な演算処理を抑えることができる。

図１は、電波センサの概略構成図である。 図２は、検知エリアの一例を示す概略図である。 図３は、有効範囲設定処理のフローチャートである。 図４は、検知エリアと有効範囲との関係を示す概略図である。 図５は、検知エリアの他の例を示す概略図である。 図６は、検知エリアの他の例を示す概略図である。 図７は、有効範囲データのデータ構造図である。 図８は、距離帯における反射強度分布である。 図９は、距離帯における反射強度分布である。 図１０は、角度帯の概略図である。 図１１は、有効範囲データのデータ構造図である。 図１２は、物体検知処理のフローチャートである。 図１３は、反射強度データのデータ構造図である。

［本開示の実施形態の説明］

（１）実施形態に係る電波センサは、前記電波センサによる監視領域である検知エリアに応じて設定された有効範囲を示す有効範囲データを記憶する記憶装置と、物体からの反射波の受信データに基づいて、前記反射波の到来方向の推定処理を実行するよう構成された処理装置と、を備える。前記受信データは、前記有効範囲内及び前記有効範囲外からの前記反射波を前記電波センサが受信することで得られるデータであるのが好ましい。前記処理装置は、前記有効範囲データが示す前記有効範囲に限定して、前記推定処理を実行するよう構成されているのが好ましい。有効範囲内に限定して推定処理が実行されるため、無駄な演算処理を抑えることができる。

（２）前記処理装置は、前記検知エリアを示す検知エリアデータに基づいて前記有効範囲データを生成する有効範囲設定処理を更に実行するよう構成されているのが好ましい。この場合、処理装置が有効範囲を設定できる。なお、電波センサは、外部で設定された有効範囲データを取得して、記憶してもよい。

（３）前記有効範囲は、角度方向を有し、前記角度方向における前記有効範囲は、基準値以上であるのが好ましい。この場合、有効範囲が小さくなりすぎるのを防止できる。

（４）前記記憶装置は、前記反射波の反射強度データを記憶するよう構成されているのが好ましい。前記反射強度データは、予め設定された最大範囲における前記反射強度データを格納可能に構成されているのが好ましい。前記有効範囲は、前記最大範囲内の一部の範囲であるのが好ましい。前記反射強度データは、前記有効範囲に対応した第１範囲と、前記有効範囲外に対応した第２範囲と、を有するのが好ましい。前記反射強度データの前記第１範囲には前記反射波の反射強度値が格納され、前記反射強度データの前記第２範囲には前記推定処理が行われていないことを示す値が格納されるのが好ましい。この場合、反射強度データにおいて、推定処理が行われてない箇所の判別が可能である。

（５）前記推定処理は、前記有効範囲内に設定された複数の角度帯毎に、前記到来方向を推定するよう構成されているのが好ましい。前記複数の角度帯は、第１角度帯と、前記第１角度帯とは角度幅が異なる第２角度帯と、を含むのが好ましい。この場合、異なる角度帯毎に到来方向を推定できる。

（６）前記有効範囲は、前記電波センサからの距離に応じた複数の距離帯を有し、前記複数の距離帯は、前記第１角度帯を有する第１距離帯と、前記第２角度帯を有する第２距離帯と、を含むのが好ましい。この場合、第１距離帯と第２距離帯とが、それぞれ、異なる角度帯を有することができる。

（７）前記有効範囲データは、前記有効範囲内に設定された前記複数の角度帯を示すよう構成されているのが好ましい。この場合、有効範囲データによって、角度帯を示すことができる。

（８）実施形態に係る電波センサによる物体検知方法は、前記電波センサによる監視領域である検知エリアに応じて設定された有効範囲及び前記有効範囲外からの反射波を受信することで受信データを得ること、前記受信データに基づいて、物体からの反射波の到来方向の推定処理を、処理装置が実行すること、を備える。前記推定処理は、前記有効範囲に限定して実行される。実施形態に係るコンピュータプログラムは、処理装置に前述の処理を実行させる。コンピュータプログラムは、コンピュータ読み取り可能な、非一時的な記憶媒体に格納される。

［本開示の実施形態の詳細］

図１は、実施形態に係る電波センサ１０を示している。実施形態に係る電波センサ１０は、例えば、道路における車両の監視、又は、歩道又は横断歩道における歩行者の監視に用いられる。電波センサ１０は、例えば、インフラストラクチャーである道路設備として設置される。実施形態に係る電波センサ１０は、インフラストラクチャー電波センサ又はインフラストラクチャーレーダとも呼ばれる。実施形態に係る電波センサ１０は、車両に搭載される電波センサとは異なり、監視領域である検知エリアの近傍に据え置き設置される。

実施形態に係る電波センサ１０は、図２に例示される検知エリアＴ１内の物体を監視するために設置される。検知エリアＴ１は、電波センサ１０による監視領域である。図２では、検知エリアＴ１は、横断歩道２００を含む範囲として設置される。この場合、電波センサ１０は、検知エリアＴ１内を移動する歩行者等の物体を検知する。

なお、検知エリアＴ１は、車両が走行する道路を含む範囲として設置されてもよい。この場合、電波センサ１０は、検知エリアＴ１内を移動する車両等の物体を検知する。

実施形態に係る電波センサ１０は、照射した電波の反射によって物体を検知する。実施形態の電波センサ１０は、ミリ波レーダセンサとして構成されている。図１に示すように、電波センサ１０、物体検知のための電波を送信する送信器１１と、送信した電波の反射波を受信する受信器１３と、を備える。受信器１３は、反射波の受信信号を出力する。電波センサは、電波センサ１０から物体まで距離と、物体の存在角度と、を求める。距離と角度から、物体の２次元位置座標が特定される。

電波センサ１０は、信号処理装置１５を備える。信号処理装置１５は、反射波の受信信号に対して信号処理を施した受信データを出力する。反射波の受信データは、電波センサ１０が備える処理装置１１０へ与えられる。処理装置１１０は、例えば、ＣＰＵである。

実施形態に係る処理装置１１０は、有効範囲設定処理１１１を実行する。また、実施形態に係る処理装置１１０は、物体検知処理１１３を実行する。有効範囲設定処理１１１及び物体検知処理１１３については後述する。

電波センサ１０は、処理装置１１０に接続された記憶装置１２０を備える。記憶装置１２０は、例えば、一次記憶装置及び二次記憶装置を有する。一次記憶装置は、例えば、ＲＡＭである。二次記憶装置は、例えば、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）又はソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）である。

記憶装置１２０は、検知エリアデータ１２１及び有効範囲データを記憶する１２３を記憶する。また、記憶装置１２０は、反射強度データを記憶する。検知エリアデータ１２１、有効範囲データ１２３、及び反射強度データ１２５については後述する。

記憶装置１２０には、コンピュータプログラム１５０が格納されている。コンピュータプログラム１５０は、処理装置１１０に有効範囲設定処理１１１を実行させる。コンピュータプログラム１５０は、処理装置１１０に有効範囲設定処理１１１を実行させるためのプログラムコードを備える。またコンピュータプログラム１５０は、処理装置１１０に物体検知処理１１３を実行させる。コンピュータプログラム１５０は、処理装置１１０に物体検知処理１１３を実行させるプログラムコードを備える。処理装置１１０は、記憶装置１２０に格納されたコンピュータプログラム１５０を読み出して実行する。

電波センサ１０は、外部装置との間で通信をするための通信インタフェース１３０を備える。通信インタフェース１３０は、無線通信又は有線通信用である。電波センサ１０は、通信インタフェース１３０を介して、外部装置との間でデータを送受信することができる。外部装置は、例えば、ネットワーク上のサーバであってもよいし、他の電波センサ又は電波センサ以外の路側センサであってもよいし、電波センサ１０に接続された機器であってもよい。

通信インタフェース１３０には、外部装置として、検知エリア設定装置２０が接続される。検知エリア設定装置２０は、検知エリアＴ１の設定のためのコンピュータプログラムが格納されたコンピュータである。検知エリアＴ１の設定作業者は、検知エリア設定装置２０を用いて、検知エリアＴ１を設定する。検知エリアＴ１は、例えば、監視領域である横断歩道２００の大きさ及び形状に応じて、横断歩道２００及びその近傍を包含する大きさ及び形状に設定される。

検知エリア設定装置２０は、設定作業者による決定エリア設定の操作に応じて、検知エリアＴ１を示す検知エリアデータ１２１を生成する。検知エリアデータ１２１は、検知エリアＴ１の形状を示す。検知エリアデータ１２１は、例えば、検知エリアＴ１近傍に設置された電波センサ１０の位置を基準位置として、検知エリアデータ１２１の形状を画定するための座標データ等を含む。監視領域となる横断歩道又は道路の大きさ及び形状は、様々であるため、検知エリアＴ１の大きさ及び形状も様々である。検知エリアＴ１の設定作業によって、様々な監視領域に応じた適切な検知エリアＴ１が設定される。

電波センサ１０の処理装置１１０は、検知エリアＴ１のどこに物体が存在しているかを示す２次元位置座標を求めることができる。これにより、検知エリアＴ１内における、歩行者等の移動軌跡等を求めることができる。

検知エリア設定装置２０は、検知エリアデータ１２１を生成すると、検知エリアデータ１２１を電波センサ１０へ出力する。電波センサ１０は、通信インタフェース１３０を介して、検知エリアデータ１２１を受信すると、検知エリアデータ１２１を記憶装置１２０に保存する。保存された検知エリアデータ１２１は、電波センサ１０の処理装置１１０による、有効範囲データ１２３の生成に用いられる。

図３は、処理装置１１０によって実行される有効範囲設定処理１１１の手順を示している。実施形態において、有効範囲は、電波センサ１０からみた角度方向と距離方向とを有する。ステップＳ１１において、処理装置１１０は、記憶装置１２０から検知エリアデータ１２１を読み出す。ステップＳ１２において、処理装置１１０は、検知エリアデータ１２１が示す検知エリアＴ１（第１検知エリア）の周囲に所定幅のマージンを確保した第２検知エリアＴ２を設定する。図４は、第１検知エリアＴ１及び第２検知エリアＴ２（マージン付き検知エリアＴ２）を示している。なお、第１検知エリアＴ１の周囲のマージンは確保されていなくてもよいが、マージンを確保すると、第１検知エリアＴ１外であるが、マージン内の物体を検知でき有利である。

ステップＳ１３において、処理装置１１０は、第２検知エリアＴ２をカバーするために必要な有効角度範囲Ｃを複数の距離帯Ｄ毎に設定する。距離帯Ｄは、電波センサ１０からの距離に応じた領域である。距離帯Ｄは、例えば、１ｍ単位で設定されるが、距離帯Ｄの単位が特に限定されない。例えば、第２検知エリアＴ２が電波センサ１０から２０ｍ先まで存在する場合、１ｍ単位の距離帯Ｄが２０個設定される。距離帯Ｄ毎に設定される有効角度範囲Ｃは、第２検知エリアＴ２をカバーするために必要最小限でよい。したがって、図４に示すように、距離帯Ｄ毎に、有効角度範囲Ｃは異なる。第２検知エリアＴ２の形状に応じて、距離帯Ｄ毎の有効角度範囲Ｃを自由に設定できるため、柔軟な有効角度範囲Ｃの設定が可能である。

図４では、電波センサ１０から遠い距離帯Ｄほど、有効角度範囲Ｃが小さくなっている。ただし、図４の有効角度範囲Ｃの設定は、一例であり、このような設定に限定されるわけではない。例えば、図５に示す電波センサ１０の配置であると、電波センサ１０に比較的近い距離帯における第１角度範囲Ｇ１よりも、やや遠い距離帯における第２角度範囲Ｇ２の方が広くなる。また、第２角度範囲Ｇ２よりも、さらに遠い距離帯における第２角度範囲Ｇ３の方が狭くなる。このように、電波センサ１０から遠くなっても、一律に角度範囲が小さくならない場合もある。しかし、本実施形態によれば、距離帯Ｄ毎に有効角度範囲Ｃを設定できるため、図５の場合であっても、必要最小限の有効角度範囲Ｃを設定できる。

また、図６に示すように、検知エリアＴ１内に電柱２２０又は木が存在する場合、検知エリアＴ１内に非検知エリア２３０を設定したい場合がある。電柱２２０等が存在する場所を、非検知エリア２３０として設定しておくことで、電柱２２０等を人などの検知対象の物体として誤検知することを防止できる。なお、検知エリアＴ１内の非検知エリア２３０は、人が入れない場所であってもよい。

例えば、ある距離帯Ｄの－１０°から＋１０°の範囲に電柱２２０が存在し、その範囲を非検知エリア２３０にしたい場合、本実施形態では、その距離帯Ｄの有効角度範囲Ｃを例えば、－４０°から－１０°及び＋１０°から＋４０に設定することができる。このように、本実施形態によれば、距離帯Ｄ毎に有効角度範囲Ｃを設定できるため、図６のように非検知エリア２３０に対応する角度を避けて、有効角度範囲Ｃを設定できる。

図７は、ステップＳ１３の設定によって、処理装置１１０によって生成される有効範囲データ１２３の例を示している。有効範囲データ１２３は、予め設定された最大範囲内における有効範囲及び無効範囲を示すよう構成されている。有効範囲は、前述した複数の有効角度範囲Ｃの集合である。有効範囲は、後述の到来方向の推定処理Ｓ２４が実行される範囲である。無効範囲は、後述の到来方向の推定処理Ｓ２４が実行されない範囲である。有効範囲は、ステップＳ１３の処理により、最大範囲内において、検知エリアＴ１に応じた範囲として設定される。無効範囲は、最大範囲内において、有効範囲以外の範囲である。

実施形態において、最大範囲は、電波センサ１０からの最大距離と最大角度範囲Ｍとによって画定される。最大距離は、例えば、電波センサ１０から１００ｍである。最大角度範囲Ｍは、例えば、図４に示すように－９０°から９０°である。

図７に示す有効範囲データ１２３は、距離帯Ｄ毎に有効範囲及び無効範囲を示す。図７では、距離帯Ｄ毎の有効範囲は、有効角度範囲Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３として示されている。図７に示す有効範囲データ１２３は、一例として、電波センサ１０から９ｍの距離帯Ｄにおける有効角度範囲Ｃ１及び無効範囲Ｆ、１０ｍの距離帯Ｄにおける有効角度範囲Ｃ２及び無効範囲Ｆ、並びに１１ｍの距離帯Ｄにおける有効角度範囲Ｃ３及び無効範囲Ｆを示している。

有効範囲データ１２３では、各距離帯Ｄにおいて、有効範囲にある角度は「１」で示され、無効範囲にある角度は「０」で示されている。「１」で示された範囲の集合が有効範囲となり、「０」で示された範囲の集合が無効範囲となる。図７では、距離帯Ｄ毎に異なる有効角度範囲Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３が設定されている。図７に示す有効範囲データ１２３では、各距離帯Ｄにおいて角度毎に有効／無効を設定可能である。したがって、任意の形状の検知エリアＴ１に対応した有効範囲を柔軟に設定できる。

図３のステップＳ１４において、処理装置１１０は、ステップＳ１３において設定された各距離帯Ｄの有効角度範囲Ｃが基準値以上であるか否かを判定する。なお、ここでの判定の対象となる距離帯Ｄは、有効角度範囲Ｃが存在する距離帯Ｄである。有効角度範囲Ｃが全く存在しない距離帯Ｄは、判定の対象にならない。

ある距離帯Ｄにおいて、有効角度範囲Ｃが基準値以上（ステップＳ１４において「ＹＥＳ」）であれば、ステップＳ１３において設定された有効角度範囲Ｃを維持する。ある距離帯Ｄにおいて、有効角度範囲Ｃが、基準値未満（ステップＳ１４において「ＮＯ」）であれば、その距離帯Ｄにおける有効角度範囲Ｃを、基準値に設定する（ステップＳ１５）。これにより、小さすぎる有効角度範囲Ｃが設定されるのを防止できる。

基準値は、電波センサ１０を基準とする角度方向における範囲を示し、物体を検知するために必要とされる大きさに設定される。電波センサ１０による物体の検知においては、図８に示すように、距離帯Ｄ毎の反射波の反射強度の分布において、極大点Ｐと極小点Ｖ１，Ｖ２との差が閾値以上であれば、その極大点Ｐが、物体に対応したピーク点であると判定される。したがって、ピーク点の存在を判定するには、極大点Ｐの近傍の極小点Ｖ１，Ｖ２が算出される必要がある。図８に示すように、有効範囲（有効角度範囲Ｃ）が十分に広ければ、有効範囲内に、極大点Ｐと極小点Ｖ１，Ｖ２とが存在するため、極大点Ｐをピーク点として求めることが可能である。ピーク点が、物体の存在角度になる。

一方、図９に示すように、有効範囲（有効角度範囲Ｃ）が狭すぎると、有効範囲内に、極小点Ｖ１，Ｖ２とが存在しなくなり、極大点Ｐをピーク点として求めることができなくなる。したがって、有効角度範囲Ｃは、ピーク点を検出できるようにある程度以上の大きさを持つのが好ましい。ステップＳ１３の設定では、検知エリアＴ２に応じた必要最小限の有効角度範囲Ｃが設定されるため、有効角度範囲Ｃが小さすぎることがあり得る。しかし、ステップＳ１５において、有効角度範囲Ｃが、予め基準値以上の広さに設定されることで、狭すぎる有効角度範囲Ｃが設定されるのを防止できる。

なお、基準値は、距離帯Ｄ毎に異なっていても良いし、距離帯Ｄにかかわらず一律の値であってもよい。また、基準値は、予め設定された値である必要はなく、反射波の強度分布に応じて適宜設定されてもよいし、電波センサ１０の運用中に変更されてもよい。

図３のステップＳ１６において、処理装置１１０は、距離帯Ｄ毎に角度帯Ａ１，Ａ２の大きさを設定する。実施形態の処理装置１１０は、反射波の到来方向の推定処理Ｓ２４を、予め規定された角度帯Ａ１，Ｓ２毎に行う。図１０に示すように、角度帯Ａ１，Ａ２は、電波センサ１０を基準とした角度方向における角度幅を示す。

図１０では、第１距離帯Ｄ１においては、第１角度帯Ａ１に設定され、第１距離帯Ｄ１よりも電波センサ１０からみて遠方にある第２距離帯Ｄ２においては、第２角度帯Ａ２に設定されている。図１０において、第１角度帯Ａ１と第２角度帯Ａ２とは、角度幅がことなり、より具体的には、第１角度帯Ａ１は第２角度帯Ａ２よりも狭い。第１角度帯Ａ１の角度幅は、例えば、１°であり、第２角度帯Ａ２の角度幅は、例えば、０．５°である。角度帯Ａ１，Ａ２の大きさは、反射強度分布の分解能を規定し、角度帯Ａ１，Ａ２が大きければ、分解能が粗くなり、角度帯Ａ１，Ａ２が小さくなれば、分解能が細かくなる。

電波センサ１０から比較的近い第１距離帯Ｄ１においては、仮に有効角度範囲Ｃが広くても、その有効角度範囲Ｃに対応した物理的な範囲は比較的狭い。したがって、第１距離帯Ｄ１においては、第１角度帯Ａ１を大きくして分解能が粗くなっても、物理的な範囲が元々狭いため、十分な分解能を確保できる。

一方、電波センサ１０から比較的遠い第２距離帯Ｄ２においては、仮に有効角度範囲Ｃが狭くても、その有効角度範囲Ｃに対応した物理的な範囲が狭いわけではない。したがって、第２距離帯Ｄ２においては、第２角度帯Ａ２を小さくして分解能を細かくすることで、十分な分解能を確保できる。

図１１は、有効範囲内に設定された複数の角度帯Ａ１，Ａ２を示す有効範囲データ１２３の例を示している。図１１の有効範囲データ１２３では、各距離帯において、有効「１」／無効「０」を設定できる角度単位が０．５°になっている。図１０に示すように、１°の角度幅を持つ第１角度帯Ａ１が設定される第１距離帯Ｄ１においては、有効を示す「１」が、１°毎に設定され、無効を示す「０」が－０．５°、０．５°、１．５°、２．５°等に設定される。つまり、第１距離帯Ｄ１では、１度単位の第１角度帯Ａ１が設定されている。したがって、第１距離帯Ｄ１では、１°毎に到来方向が推定される。

０．５°の角度幅を持つ第２角度帯Ａ２が設定される第２距離帯Ｄ２においては、有効を示す「１」が、０．５°毎に設定される。つまり、第２距離帯Ｄ２では、０．５°単位の第２角度帯Ａ２が設定されている。したがって、第２距離帯Ｄ２では、０．５°毎に到来方向が推定される。

角度帯Ａ１，Ａ２の設定は、距離帯に応じて処理装置１１０により自動的に行われてもよいし、ユーザによる操作を処理装置１１０が受け付けることで、ユーザにより手動で行われてもよい。

図２のステップＳ１７において、処理装置１１０は、以上のようにして設定された有効範囲データ１２３を、記憶装置１２０に保存する。保存された有効範囲データ１２３は、反射波の到来方向推定の際に処理装置１１０によって参照される。

図１２は、電波センサ１０によって実行される物体検知処理１１３の手順を示している。ステップＳ１１において、電波センサ１０の送信器１１は、物体検知のための送信波を放射する。ステップＳ１２において、電波センサの受信器１３は、放射された送信波から物体による反射により生じた反射波を受信する。受信器１３によって受信された反射波の受信信号は、信号処理装置１５に与えられる。信号処理装置１５は、受信データを、処理装置１１０に与える。受信データは、例えば、反射波を示すデジタルデータである。

ステップＳ２３において、処理装置１１０は、距離プロファイル計算処理を実行する。物体までの距離は、送信波のタイミングから物体からの反射波の受信タイミングまでの所要時間によって算出される。この所要時間は、電波が、電波センサ１０と物体との間を往復するのに要した時間である。したがって、この所要時間から、電波センサ１０から物体までの距離を求めることができる。距離プロファイル計算処理で、受信データに対して高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を施すことで、距離のプロファイルが計算される。

ステップＳ２４において、処理装置１１０は、反射波の受信データに基づいて、反射波の到来方向の推定処理を実行する。到来方向（到来角度）は、受信器１３が有する複数のアンテナ素子間における反射波の位相差に基づいて算出される。到来方向の推定処理は、有効範囲データ１２３が示す有効範囲内に限定して実行され、有効範囲外、すなわち無効範囲Ｆでは、実行されない。無効範囲Ｆで推定処理を実行しないことで、演算負荷を軽減できる。

有効範囲内に限定して推定処理を実行するため、処理装置１１０は、記憶装置１２０から有効範囲データ１２３を読み出し、有効範囲を把握する。処理装置１１０は、有効範囲データ１２３における各距離帯Ｄにおいて、「１」で示される角度に限定して、推定処理を実行する。処理装置１１０は、「０」で示される角度においては、推定処理を実行しない。

反射波は、有効範囲外すなわち無効範囲、からも到来するため、受信データは、有効範囲外からの反射波に関する情報も示している。つまり、受信データは、有効範囲内及び有効範囲外からの反射波を電波センサ１０が受信することで得られるデータである。実施形態に係る処理装置１１０は、有効範囲外の情報を含む受信データを用いつつも、有効範囲外についての推定処理を省略することで、演算負荷を軽減する。

ステップＳ２４の到来波の推定処理においては、有効範囲データ１２３が示す距離帯Ｄ毎に、設定された各角度帯Ａ１，Ａ２において、反射波の反射強度が算出される。つまり、処理装置１１０は、有効範囲データ１２３における各距離帯Ｄにおいて、「１」で示される角度に限定して、反射波の反射強度を算出する。処理装置１１０は、「０」で示される角度においては、反射強度を算出しない。

算出された反射強度は、反射強度データ１２５に格納される。図１３は、反射強度データ１２５の一例を示している。反射強度データ１２５は、予め設定された最大範囲内における各位置の反射強度を格納できるよう構成されている。ここでの最大範囲は、有効範囲データ１２３の最大範囲と同じである。すなわち、電波センサ１０からの最大距離と最大角度範囲Ｍとによって画定される。最大距離は、例えば、電波センサ１０から１００ｍである。最大角度範囲Ｍは、例えば、図４に示すように－９０°から９０°である。有効範囲は、最大範囲内の一部の範囲である。反射強度データ１２５は、最大範囲内における反射強度を格納できるため、様々な大きさ又は形状の有効範囲に対応できる。

図１３に示す反射強度データ１２５は、距離帯Ｄ毎に各角度における反射強度を格納可能に構成されている。図１３の反射強度データ１２５は、一例として、第１距離帯Ｄ１における各角度の反射強度ｖと、第２距離帯Ｄ２における各角度の反射強度ｖと、を示している。

反射強度データ１２５における最大範囲は、有効範囲よりも広いため、反射強度データ１２５は、有効範囲（各距離帯Ｄにおける有効角度範囲Ｃ１，Ｃ２）に対応した第１範囲Ｒと、有効範囲外（無効範囲）に対応した第２範囲Ｎと、を有する。

図１３に示すように、有効角度範囲Ｃ１，Ｃ２に対応した第１範囲Ｒには、実行された推定処理の結果である反射強度ｖが格納される。一方、有効範囲外（無効範囲Ｆ）に対応した第２範囲Ｎには、前記推定処理が実行されていないことを示す値が格納される。推定処理が実行されていないことを示す値は、例えば、反射強度ｖがとり得ない値を示す。反射強度ｖがとり得ない値は、例えば、ｎｕｌｌ値である。

反射強度データ１２５は、有効範囲外においても反射強度を格納するための領域を有している。このため、推定処理が実行されていない箇所に、反射強度がとり得る値（例えば、０）が格納されていると、処理装置１１０は、推定処理が実行されていない箇所の反射強度を誤認識するおそれがある。これに対して、有効範囲外（無効範囲Ｆ）に対応した第２範囲Ｎには、前記推定処理が実行されていないことを示す値が格納されることで、かかる誤認識が防止される。

ステップＳ２４の推定処理によって得られた反射強度データ１２５は、複数の距離帯Ｄ毎の反射強度スペクトラムを示す。ステップＳ２４で得られる反射強度スペクトラムは、図８に示す強度分布のうち、有効角度範囲Ｃ内の分布に対応する。つまり、ステップＳ２４の推定処理では、図８の無効範囲Ｆにおける強度分布は求められない。

ステップＳ２５において、処理装置１１０は、有効角度範囲Ｃ内の反射強度分布における極大点Ｐと極小点Ｖ１，Ｖ２との差が閾値以上であれば、その極大点Ｐが、物体に対応したピーク点であると判定する（図８参照）。ピーク点が、物体の存在角度になる。ステップＳ２６において、処理装置１１０は、ピーク点が存在する距離帯Ｄにおいてピーク点の存在する角度を、物体が存在する位置として検知する。処理装置１１０は、検知エリアＴ１のどこに物体が存在しているかを示す２次元位置座標を求める。これにより、検知エリアＴ１内における、歩行者等の移動軌跡等を求めることができる。

なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０ ：電波センサ
１１ ：送信器
１３ ：受信器
１５ ：信号処理装置
２０ ：検知エリア設定装置
１１０ ：処理装置
１１１ ：有効範囲設定処理
１１３ ：物体検知処理
１２０ ：記憶装置
１２１ ：検知エリアデータ
１２３ ：有効範囲データ
１２５ ：反射強度データ
１３０ ：通信インタフェース
１５０ ：コンピュータプログラム
２００ ：横断歩道
２２０ ：電柱
２３０ ：非検知エリア
Ａ１ ：第１角度帯
Ａ２ ：第２角度帯
Ｃ ：有効角度範囲
Ｃ１ ：有効角度範囲
Ｃ２ ：有効角度範囲
Ｃ３ ：有効角度範囲
Ｄ ：距離帯
Ｄ１ ：第１距離帯
Ｄ２ ：第２距離帯
Ｆ ：無効範囲
Ｇ１ ：第１角度範囲
Ｇ２ ：第２角度範囲
Ｇ３ ：第２角度範囲
Ｍ ：最大角度範囲
Ｎ ：第２範囲
Ｐ ：極大点
Ｒ ：第１範囲
Ｓ２４ ：推定処理
Ｔ１ ：第１検知エリア
Ｔ２ ：第２検知エリア
Ｖ１ ：極小点
Ｖ２ ：極小点
ｖ ：反射強度

Claims (8)

1. 電波センサであって、
   前記電波センサによる監視領域である検知エリアに応じて設定された有効範囲を示す有効範囲データを記憶する記憶装置と、
   物体からの反射波の受信データに基づいて、前記反射波の到来方向の推定処理を実行するよう構成された処理装置と、
   を備え、
   前記受信データは、前記有効範囲内及び前記有効範囲外からの前記反射波を前記電波センサが受信することで得られるデータであり、
   前記処理装置は、前記有効範囲データが示す前記有効範囲に限定して、前記推定処理を実行するよう構成されている
   電波センサ。
2. 前記処理装置は、前記検知エリアを示す検知エリアデータに基づいて前記有効範囲データを生成する有効範囲設定処理を更に実行するよう構成されている
   請求項１に記載の電波センサ。
3. 前記有効範囲は、角度方向を有し、前記角度方向における前記有効範囲は、基準値以上である
   請求項２に記載の電波センサ。
4. 前記記憶装置は、前記反射波の反射強度データを記憶するよう構成され、
   前記反射強度データは、予め設定された最大範囲における前記反射強度データを格納可能に構成され、
   前記有効範囲は、前記最大範囲内の一部の範囲であり、
   前記反射強度データは、前記有効範囲に対応した第１範囲と、前記有効範囲外に対応した第２範囲と、を有し、
   前記反射強度データの前記第１範囲には前記反射波の反射強度値が格納され、前記反射強度データの前記第２範囲には前記推定処理が行われていないことを示す値が格納される
   請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電波センサ。
5. 前記推定処理は、前記有効範囲内に設定された複数の角度帯毎に、前記到来方向を推定するよう構成され、
   前記複数の角度帯は、第１角度帯と、前記第１角度帯とは角度幅が異なる第２角度帯と、を含む
   請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電波センサ。
6. 前記有効範囲は、前記電波センサからの距離に応じた複数の距離帯を有し、
   前記複数の距離帯は、前記第１角度帯を有する第１距離帯と、前記第２角度帯を有する第２距離帯と、を含む
   請求項５に記載の電波センサ。
7. 前記有効範囲データは、前記有効範囲内に設定された前記複数の角度帯を示すよう構成されている
   請求項５又は請求項６に記載の電波センサ。
8. 電波センサによる物体検知方法であって、
   前記電波センサによる監視領域である検知エリアに応じて設定された有効範囲及び前記有効範囲外からの反射波を受信することで受信データを得ること、
   前記受信データに基づいて、物体からの反射波の到来方向の推定処理を、処理装置が実行すること、
   を備え、
   前記推定処理は、前記有効範囲に限定して実行される
   物体検知方法。
   
   

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