JP2024060529A - 電子機器、電子機器の制御方法、及びプログラム - Google Patents

電子機器、電子機器の制御方法、及びプログラム Download PDF

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Abstract

【課題】物体を良好に検出し得る電子機器、電子機器の制御方法、及びプログラムを提供する。【解決手段】電子機器は、送信波として送信される送信信号、及び送信波が物体で反射した反射波として受信される受信信号に基づいて物体を検出する制御部を備える。制御部は、第１の時刻に送信された第１の送信信号と、第１の送信信号の反射波として受信される第１の受信信号に基づいて算出された、物体の電子機器からの距離に対応する第１の信号の第１信号強度と、第１の時刻よりも前の時刻である第２の時刻に送信された第２の送信信号と、第２の送信信号の前記反射波として受信される第２の受信信号に基づいて算出された、物体の前記電子機器からの距離に対応する第２の信号の第２信号強度との相関に基づいて物体を検出する。【選択図】図２

Description

本開示は、電子機器、電子機器の制御方法、及びプログラムに関する。
例えば自動車に関連する産業などの分野において、自車両と所定の物体との間の距離などを測定する技術が重要視されている。特に、近年、ミリ波のような電波を送信し、障害物などの物体に反射した反射波を受信することで、物体との間の距離などを測定するレーダ（RADAR（Radio Detecting and Ranging））の技術が、種々研究されている。このような距離などを測定する技術の重要性は、運転者の運転をアシストする技術、及び、運転の一部又は全部を自動化する自動運転に関連する技術の発展に伴い、今後ますます高まると予想される。
また、送信された電波が所定の物体に反射した反射波を受信することで、当該物体の存在などを検出する技術について、種々の提案がされている。例えば特許文献１は、過去の反射波のデータをマップとして記憶することにより、クラッタを抑制する装置を開示している。また、特許文献２は、複数の目標を移動物体と静止物体とに区別して、各物体の距離及び速度を計測するレーダ装置を開示している。
特開昭６０－０９３９７５ 特開２０００－１８０５３６号公報
上述したレーダのような技術において、送信された送信波が所定の物体に反射した反射波を受信することにより、物体を良好に検出できることが望ましい。
本開示の目的は、物体を良好に検出し得る電子機器、電子機器の制御方法、及びプログラムを提供することにある。
一実施形態に係る電子機器は、
送信波として送信される送信信号、及び前記送信波が物体で反射した反射波として受信される受信信号に基づいて、前記物体を検出する制御部を備える。
前記制御部は、第１の時刻に送信された第１の送信信号と、当該第１の送信信号の前記反射波として受信される第１の受信信号に基づいて算出された、前記物体の前記電子機器からの距離に対応する第１の信号の第１信号強度と、
前記第１の時刻よりも前の時刻である第２の時刻に送信された第２の送信信号と、当該第２の送信信号の前記反射波として受信される第２の受信信号に基づいて算出された、前記物体の前記電子機器からの距離に対応する第２の信号の第２信号強度との相関に基づいて物体を検出する。
一実施形態に係る電子機器の制御方法は、
送信波として送信される送信信号、及び前記送信波が物体で反射した反射波として受信される受信信号に基づいて、前記物体を検出する。
前記制御方法は、
第１の時刻に送信された第１の送信信号と、当該第１の送信信号の前記反射波として受信される第１の受信信号に基づいて算出された、前記物体の前記電子機器からの距離に対応する第１の信号の第１信号強度と、
前記第１の時刻よりも前の時刻である第２の時刻に送信された第２の送信信号と、当該第２の送信信号の前記反射波として受信される第２の受信信号に基づいて算出された、前記物体の前記電子機器からの距離に対応する第２の信号の第２信号強度との相関に基づいて物体を検出するステップを備える。
一実施形態に係るプログラムは、コンピュータに、
送信波として送信される送信信号、及び前記送信波が物体で反射した反射波として受信される受信信号に基づいて、前記物体を検出させる。
前記プログラムは、コンピュータに、
第１の時刻に送信された第１の送信信号と、当該第１の送信信号の前記反射波として受信される第１の受信信号に基づいて算出された、前記物体の前記電子機器からの距離に対応する第１の信号の第１信号強度と、
前記第１の時刻よりも前の時刻である第２の時刻に送信された第２の送信信号と、当該第２の送信信号の前記反射波として受信される第２の受信信号に基づいて算出された、前記物体の前記電子機器からの距離に対応する第２の信号の第２信号強度との相関に基づいて物体を検出するステップを実行させる。
一実施形態によれば、物体を良好に検出し得る電子機器、電子機器の制御方法、及びプログラムを提供することができる。
一実施形態に係る電子機器の使用態様を説明する図である。 一実施形態に係る電子機器の構成を概略的に示す機能ブロック図である。 一実施形態に係る電子機器の構成の一部を示す機能ブロック図である。 一実施形態に係る送信信号の構成を説明する図である。 一実施形態に係る電子機器の動作を説明するフローチャートである。 一実施形態に係る制御部における処理の例を示す図である。 一実施形態に係る制御部における処理の例を示す図である。 一実施形態に係る制御部における処理の例を示す図である。 一実施形態に係る制御部における処理の例を示す図である。
以下、一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
一実施形態に係る電子機器は、例えば静止している構造物（静止物）に取り付けられることで、当該静止物の周囲に存在する所定の物体を検出することができる。ここで、静止物とは、例えば交差点に設置された信号機又は路側機などの任意の機器としてもよいし、例えば屋内の床、壁、又は天井などの任意の箇所としてもよい。このために、一実施形態に係る電子機器は、静止物に設置した送信アンテナから、静止物の周囲に送信波を送信することができる。また、一実施形態に係る電子機器は、静止物に設置した受信アンテナから、送信波が反射された反射波を受信することができる。送信アンテナ及び受信アンテナの少なくとも一方は、例えば静止物に設置されたレーダセンサ等に備えられてもよい。
以下、典型的な例として、一実施形態に係る電子機器が、静止している構造物に取り付けられる構成について説明する。ここで、一実施形態に係る電子機器が検出するのは、例えば、静止物に取り付けられた電子機器の周囲に存在する自動車などとしてよい。一実施形態に係る電子機器が検出するのは、自動車に限定されない。一実施形態に係る電子機器が検出するのは、自動運転自動車、バス、トラック、オートバイ、自転車、船舶、航空機、トラクターなどの農作業装置、除雪車、清掃車、パトカー、救急車、消防車、ヘリコプター、及びドローンなど、種々の物体としてよい。一実施形態に係る電子機器は、静止物に取り付けられた電子機器の周囲の物体が移動し得るような状況において、電子機器と当該物体との間の距離などを測定することができる。また、一実施形態に係る電子機器は、電子機器及び物体の双方が静止していても、電子機器と物体との間の距離などを測定することができる。
一般的に、レーダのような技術によれば、自機と対象物（物体）との相対速度を求めることができる。特に、ミリ波レーダのような技術を採用したセンサは、速度分解性能を有する。このようなセンサによれば、自機に対して動いている対象物を、良好な精度で検出することができる。しかしながら、自機に対して静止している対象物は、もともと背景として存在していた物体と区別することが困難なことも想定される。このような場合、前述のようなセンサによって、自機に対して静止している対象物を適切に検出できないことも想定される。
例えば、道路上において信号機又は路側機などにミリ波レーダのセンサが設置される場合、当該センサは地上に対して固定された（静止した）状態で動作する。この場合、当該センサは、道路上を移動する自動車又は歩行者などを検出することはできる。しかしながら、例えば道路上に倒木が存在したり、例えば走行中のトラックなどから落下した物が道路上に存在したりするような場合、これらの静止物を、もともと背景として存在していた静止物体と区別して検出することは困難なこともある。この場合、当該センサは、道路上の潜在的な危険を検出しにくくなることが想定される。このため、普段は存在しないような（すなわち一時的に存在するような）静止物体を、もともと存在していた静止物体と区別して検出できれば望ましい。
したがって、以下説明する一実施形態に係る電子機器は、普段は存在しないような（すなわち一時的に存在するような）静止物体を、もともと存在していた静止物体と区別して検出可能にする。一実施形態に係る電子機器によれば、例えば道路上の倒木又は走行中のトラックなどからの落下物のような静止物体を、もともと背景として存在していた静止物体と区別して検出し得る。
まず、一実施形態に係る電子機器による物体の検出の例を説明する。
図１は、一実施形態に係る電子機器の使用態様を説明する図である。図１は、一実施形態に係る送信アンテナ及び受信アンテナを備えるセンサの機能を備える電子機器を、静止物に設置した例を示している。
図１に示す静止物１００には、一実施形態に係る送信アンテナ及び受信アンテナを備えるセンサとしての機能を備える電子機器１が設置されている。また、図１に示す静止物１００は、一実施形態に係る電子機器１を例えば内蔵していてもよい。電子機器１の具体的な構成については後述する。電子機器１は、例えば送信アンテナ及び受信アンテナの少なくとも一方を備えるものとしてよい。また、電子機器１は、電子機器１に含まれる制御部１０（図２）の少なくとも一部など、他の機能部の少なくともいずれかを、適宜含んでもよい。また、電子機器１は、電子機器１に含まれる制御部１０（図２）の少なくとも一部など、他の機能部の少なくともいずれかを、電子機器１の外部に設置してもよい。図１に示す静止物１００は、例えば交差点に設置された信号機又は路側機のような構造物としてよいが、任意のタイプの構造物としてよい。図１において、静止物１００は、移動せずに静止していてよい。
図１に示すように、静止物１００には、送信アンテナを備える電子機器１が設置されている。図１に示す例において、送信アンテナ及び受信アンテナを備える電子機器１は、静止物１００のＹ軸正方向に向けて１つだけ設置されている。ここで、電子機器１が静止物１００に設置される位置は、図１に示す位置に限定されるものではなく、適宜、他の位置としてもよい。また、このような電子機器１の個数は、静止物１００における測定の範囲及び／又は精度など各種の条件（又は要求）に応じて、１つ以上の任意の数としてよい。
電子機器１は、後述のように、送信アンテナから送信波として電磁波を送信する。例えば静止物１００の周囲に所定の物体（例えば図１に示す物体２００）が存在する場合、電子機器１から送信された送信波の少なくとも一部は、当該物体によって反射されて反射波となる。そして、このような反射波を例えば電子機器１の受信アンテナによって受信することにより、静止物１００に取り付けられた電子機器１は、当該物体をターゲットとして検出することができる。
送信アンテナを備える電子機器１は、典型的には、電波を送受信するレーダ（RADAR（Radio Detecting and Ranging））センサとしてよい。しかしながら、電子機器１は、レーダセンサに限定されない。一実施形態に係る電子機器１は、例えば光波によるLIDAR（Light Detection and Ranging、Laser Imaging Detection and Ranging）の技術に基づくセンサとしてもよい。これらのようなセンサは、例えばパッチアンテナなどを含んで構成することができる。RADAR及びLIDARのような技術は既に知られているため、詳細な説明は、適宜、簡略化又は省略することがある。
図１に示す静止物１００に取り付けられた電子機器１は、送信アンテナから送信された送信波の反射波を受信アンテナから受信する。このようにして、電子機器１は、静止物１００から所定の距離内に存在する所定の物体２００をターゲットとして検出することができる。例えば、図１に示すように、電子機器１は、静止物１００と所定の物体２００との間の距離Ｌを測定することができる。また、電子機器１は、静止物１００と所定の物体２００との相対速度も測定することができる。さらに、電子機器１は、所定の物体２００からの反射波が、静止物１００に到来する方向（到来角θ）も測定することができる。
ここで、物体２００とは、例えば静止物１００の周囲を走行する自動車などとしてよい。また、物体２００とは、オートバイ、自転車、ベビーカー、歩行者などの人間、動物、昆虫その他の生命体、ガードレール、中央分離帯、道路標識、歩道の段差、壁、マンホール、家、ビル、橋などの建造物、又は障害物など、静止物１００の周囲に存在する任意の物体としてよい。さらに、物体２００は、移動していてもよいし、停止又は静止していてもよい。例えば、物体２００は、静止物１００の周囲に駐車又は停車している自動車などとしてもよい。また、物体２００は、車道にあるものだけではなく、歩道、農場、農地、駐車場、空き地、道路上の空間、店舗内、横断歩道、水上、空中、側溝、川、他の移動体の中、建物、その他の構造物の内部若しくは外部など、適宜な場所にあるものとしてよい。本開示において、電子機器１が検出する物体は、無生物の他に、人、犬、猫、及び馬、その他の動物などの生物も含む。本開示の電子機器１が検出する物体は、レーダ技術により検知される、人、物、及び動物などを含む物標を含む。
図１において、電子機器１の大きさと、静止物１００の大きさとの比率は、必ずしも実際の比率を示すものではない。また、図１において、電子機器１は、静止物１００の外部に設置した状態を示してある。しかしながら、一実施形態において、電子機器１は、静止物１００の各種の位置に設置してよい。例えば、一実施形態において、電子機器１は、静止物１００の内部に設置して、静止物１００の外観に現れないようにしてもよい。
以下、典型的な例として、電子機器１の送信アンテナは、ミリ波（３０ＧＨｚ以上）又は準ミリ波（例えば２０ＧＨｚ～３０ＧＨｚ付近）などのような周波数帯の電波を送信するものとして説明する。例えば、電子機器１の送信アンテナは、７７ＧＨｚ～８１ＧＨｚのように、４ＧＨｚの周波数帯域幅を有する電波を送信してもよい。
図２は、一実施形態に係る電子機器１の構成例を概略的に示す機能ブロック図である。また、図３は、図２に示す電子機器１の制御部１０をより詳細に示す機能ブロック図である。以下、一実施形態に係る電子機器１の構成の一例について説明する。
ミリ波方式のレーダによって距離などを測定する際、周波数変調連続波レーダ（以下、ＦＭＣＷレーダ（Frequency Modulated Continuous Wave radar）と記す）が用いられることが多い。ＦＭＣＷレーダは、送信する電波の周波数を掃引して送信信号が生成される。したがって、例えば７９ＧＨｚの周波数帯の電波を用いるミリ波方式のＦＭＣＷレーダにおいて、使用する電波の周波数は、例えば７７ＧＨｚ～８１ＧＨｚのように、４ＧＨｚの周波数帯域幅を持つものとなる。７９ＧＨｚの周波数帯のレーダは、例えば２４ＧＨｚ、６０ＧＨｚ、７６ＧＨｚの周波数帯などの他のミリ波／準ミリ波レーダよりも、使用可能な周波数帯域幅が広いという特徴がある。以下、例として、このような実施形態について説明する。本開示で利用されるＦＭＣＷレーダレーダ方式は、通常より短い周期でチャープ信号を送信するＦＣＭ方式（Fast-Chirp Modulation）を含むとしてもよい。信号生成部２１が生成する信号はＦＭ－ＣＷ方式の信号に限定されない。信号生成部２１が生成する信号はＦＭ－ＣＷ方式以外の各種の方式の信号としてもよい。任意の記憶部に記憶される送信信号列は、これら各種の方式によって異なるものとしてよい。例えば、上述のＦＭ－ＣＷ方式のレーダ信号の場合、時間サンプルごとに周波数が増加する信号及び減少する信号を使用してよい。上述の各種の方式は、公知の技術を適宜適用することができるため、より詳細な説明は省略する。
図２に示すように、一実施形態に係る電子機器１は、制御部１０を備えている。また、一実施形態に係る電子機器１は、送信部２０、及び受信部３０Ａ～３０Ｄなどの少なくともいずれかのような、他の機能部を適宜含んでもよい。図２に示すように、電子機器１は、受信部３０Ａ～３０Ｄのように、複数の受信部を備えてよい。以下、受信部３０Ａと、受信部３０Ｂと、受信部３０Ｃと、受信部３０Ｄとを区別しない場合、単に「受信部３０」と記す。
制御部１０は、図３に示すように、距離ＦＦＴ処理部１１、速度ＦＦＴ処理部１２、相関算出部１３、記憶部１４、更新処理部１５、判定部１６、到来角推定部１７、及び物体検出部１８を備えてよい。制御部１０に含まれるこれらの機能部については、さらに後述する。
送信部２０は、図２に示すように、信号生成部２１、シンセサイザ２２、位相制御部２３Ａ及び２３Ｂ、増幅器２４Ａ及び２４Ｂ、並びに、送信アンテナ２５Ａ及び２５Ｂを備えてよい。以下、位相制御部２３Ａと、位相制御部２３Ｂとを区別しない場合、単に「位相制御部２３」と記す。また、以下、増幅器２４Ａと、増幅器２４Ｂとを区別しない場合、単に「増幅器２４」と記す。また、以下、送信アンテナ２５Ａと、送信アンテナ２５Ｂとを区別しない場合、単に「送信アンテナ２５」と記す。
受信部３０は、図２に示すように、それぞれ対応する受信アンテナ３１Ａ～３１Ｄを備えてよい。以下、受信アンテナ３１Ａと、受信アンテナ３１Ｂと、受信アンテナ３１Ｃと、受信アンテナ３１Ｄとを区別しない場合、単に「受信アンテナ３１」と記す。また、複数の受信部３０は、それぞれ、図２に示すように、ＬＮＡ３２、ミキサ３３、ＩＦ部３４、及びＡＤ変換部３５を備えてよい。受信部３０Ａ～３０Ｄは、それぞれ同様の構成としてよい。図２においては、代表例として、受信部３０Ａのみの構成を概略的に示してある。
上述の電子機器１は、例えば送信アンテナ２５及び受信アンテナ３１を備えるものとしてよい。また、電子機器１は、制御部１０などの他の機能部の少なくともいずれかを適宜含んでもよい。
一実施形態に係る電子機器１が備える制御部１０は、電子機器１を構成する各機能部の制御をはじめとして、電子機器１全体の動作の制御を行うことができる。一実施形態において、制御部１０は、反射波として受信部３０が受信した受信信号に各種の信号処理を実行する機能を備えてよい。制御部１０は、種々の機能を実行するための制御及び処理能力を提供するために、例えばＣＰＵ(Central Processing Unit)又はＤＳＰ（Digital Signal Processor）のような、少なくとも１つのプロセッサを含んでよい。制御部１０は、まとめて１つのプロセッサで実現してもよいし、いくつかのプロセッサで実現してもよいし、それぞれ個別のプロセッサで実現してもよい。プロセッサは、単一の集積回路として実現されてよい。集積回路は、ＩＣ（Integrated Circuit）ともいう。プロセッサは、複数の通信可能に接続された集積回路及びディスクリート回路として実現されてよい。プロセッサは、他の種々の既知の技術に基づいて実現されてよい。一実施形態において、制御部１０は、例えばＣＰＵ及び当該ＣＰＵで実行されるプログラムとして構成してよい。制御部１０は、制御部１０の動作に必要なメモリ（任意の記憶部）を適宜含んでもよい。
ここで、任意の記憶部（制御部１０の動作に必要なメモリ）は、制御部１０において実行されるプログラム、及び、制御部１０において実行された処理の結果などを記憶してよい。また、任意の記憶部は、制御部１０のワークメモリとして機能してよい。任意の記憶部は、例えば半導体メモリ又は磁気ディスク等により構成することができるが、これらに限定されず、任意の記憶装置とすることができる。また、例えば、任意の記憶部は、本実施形態に係る電子機器１に挿入されたメモリカードのような記憶媒体としてもよい。また、任意の記憶部は、上述のように、制御部１０として用いられるＣＰＵの内部メモリであってもよい。
一実施形態において、任意の記憶部は、送信アンテナ２５から送信する送信波Ｔ及び受信アンテナ３１から受信する反射波Ｒによって物体を検出する範囲を設定するための各種パラメータを記憶してよい。
一実施形態に係る電子機器１において、制御部１０は、送信部２０及び受信部３０の少なくとも一方を制御することができる。この場合、制御部１０は、任意の記憶部に記憶された各種情報に基づいて、送信部２０及び受信部３０の少なくとも一方を制御してよい。また、一実施形態に係る電子機器１において、制御部１０は、信号生成部２１に信号の生成を指示したり、信号生成部２１が信号を生成するように制御したりしてもよい。
信号生成部２１は、制御部１０の制御により、送信アンテナ２５から送信波Ｔとして送信される信号（送信信号）を生成する。信号生成部２１は、送信信号を生成する際に、例えば制御部１０による制御に基づいて、送信信号の周波数を割り当ててよい。具体的には、信号生成部２１は、例えば制御部１０によって設定されたパラメータにしたがって、送信信号の周波数を割り当ててよい。例えば、信号生成部２１は、制御部１０又は任意の記憶部から周波数情報を受け取ることにより、例えば７７～８１ＧＨｚのような周波数帯域の所定の周波数の信号を生成する。信号生成部２１は、例えば電圧制御発振器（ＶＣＯ）のような機能部を含んで構成してよい。
信号生成部２１は、当該機能を有するハードウェアとして構成してもよいし、例えばマイコンなどで構成してもよいし、例えばＣＰＵのようなプロセッサ及び当該プロセッサで実行されるプログラムなどとして構成してもよい。以下説明する各機能部も、当該機能を有するハードウェアとして構成してもよいし、可能な場合には、例えばマイコンなどで構成してもよいし、例えばＣＰＵのようなプロセッサ及び当該プロセッサで実行されるプログラムなどとして構成してもよい。
一実施形態に係る電子機器１において、信号生成部２１は、例えばチャープ信号のような送信信号（送信チャープ信号）を生成してよい。特に、信号生成部２１は、周波数が周期的に線形に変化する信号（線形チャープ信号）を生成してもよい。例えば、信号生成部２１は、周波数が時間の経過に伴って７７ＧＨｚから８１ＧＨｚまで周期的に線形に増大するチャープ信号としてもよい。また、例えば、信号生成部２１は、周波数が時間の経過に伴って７７ＧＨｚから８１ＧＨｚまで線形の増大（アップチャープ）及び減少（ダウンチャープ）を周期的に繰り返す信号を生成してもよい。信号生成部２１が生成する信号は、例えば制御部１０において予め設定されていてもよい。また、信号生成部２１が生成する信号は、例えば任意の記憶部などに予め記憶されていてもよい。レーダのような技術分野で用いられるチャープ信号は既知であるため、より詳細な説明は、適宜、簡略化又は省略する。信号生成部２１によって生成された信号は、シンセサイザ２２に供給される。
図４は、信号生成部２１が生成するチャープ信号の例を説明する図である。
図４において、横軸は経過する時間を表し、縦軸は周波数を表す。図４に示す例において、信号生成部２１は、周波数が周期的に線形に変化する線形チャープ信号を生成する。図４においては、各チャープ信号を、ｃ１，ｃ２，…，ｃ８のように示してある。図４に示すように、それぞれのチャープ信号において、時間の経過に伴って周波数が線形に増大する。
図４に示す例において、ｃ１，ｃ２，…，ｃ８のように８つのチャープ信号を含めて、１つのサブフレームとしている。すなわち、図４に示すサブフレーム１及びサブフレーム２などは、それぞれｃ１，ｃ２，…，ｃ８のように８つのチャープ信号を含んで構成されている。また、図４に示す例において、サブフレーム１～サブフレーム１６のように１６のサブフレームを含めて、１つのフレームとしている。すなわち、図４に示すフレーム１及びフレーム２などは、それぞれ１６のサブフレームを含んで構成されている。また、図４に示すように、フレーム同士の間には、所定の長さのフレームインターバルを含めてもよい。図４に示す１つのフレームは、例えば３０ミリ秒から５０ミリ秒程度の長さとしてよい。
図４において、フレーム２以降も同様の構成としてよい。また、図４において、フレーム３以降も同様の構成としてよい。一実施形態に係る電子機器１において、信号生成部２１は、任意の数のフレームとして送信信号を生成してよい。また、図４においては、一部のチャープ信号は省略して示している。このように、信号生成部２１が生成する送信信号の時間と周波数との関係は、例えば任意の記憶部などに記憶しておいてよい。
このように、一実施形態に係る電子機器１は、複数のチャープ信号を含むサブフレームから構成される送信信号を送信してよい。また、一実施形態に係る電子機器１は、サブフレームを所定数含むフレームから構成される送信信号を送信してよい。
以下、電子機器１は、図４に示すようなフレーム構造の送信信号を送信するものとして説明する。しかしながら、図４に示すようなフレーム構造は一例であり、例えば１つのサブフレームに含まれるチャープ信号は８つに限定されない。一実施形態において、信号生成部２１は、任意の数（例えば任意の複数）のチャープ信号を含むサブフレームを生成してよい。また、図４に示すようなサブフレーム構造も一例であり、例えば１つのフレームに含まれるサブフレームは１６に限定されない。一実施形態において、信号生成部２１は、任意の数（例えば任意の複数）のサブフレームを含むフレームを生成してよい。信号生成部２１は、異なる周波数の信号を生成してよい。信号生成部２１は、周波数ｆがそれぞれ異なる帯域幅の複数の離散的な信号を生成してもよい。
図２に戻り、シンセサイザ２２は、信号生成部２１が生成した信号の周波数を、所定の周波数帯の周波数まで上昇させる。シンセサイザ２２は、送信アンテナ２５から送信する送信波Ｔの周波数として選択された周波数まで、信号生成部２１が生成した信号の周波数を上昇させてよい。送信アンテナ２５から送信する送信波Ｔの周波数として選択される周波数は、例えば制御部１０によって設定されてもよい。また、送信アンテナ２５から送信する送信波Ｔの周波数として選択される周波数は、例えば任意の記憶部に記憶されていてもよい。シンセサイザ２２によって周波数が上昇された信号は、位相制御部２３及びミキサ３３に供給される。位相制御部２３が複数の場合、シンセサイザ２２によって周波数が上昇された信号は、複数の位相制御部２３のそれぞれに供給されてよい。また、受信部３０が複数の場合、シンセサイザ２２によって周波数が上昇された信号は、複数の受信部３０におけるそれぞれのミキサ３３に供給されてよい。
位相制御部２３は、シンセサイザ２２から供給された送信信号の位相を制御する。具体的には、位相制御部２３は、例えば制御部１０による制御に基づいて、シンセサイザ２２から供給された信号の位相を適宜早めたり遅らせたりすることにより、送信信号の位相を調整してよい。この場合、位相制御部２３は、複数の送信アンテナ２５から送信されるそれぞれの送信波Ｔの経路差に基づいて、それぞれの送信信号の位相を調整してもよい。位相制御部２３がそれぞれの送信信号の位相を適宜調整することにより、複数の送信アンテナ２５から送信される送信波Ｔは、所定の方向において強め合ってビームを形成する（ビームフォーミング）。この場合、ビームフォーミングの方向と、複数の送信アンテナ２５がそれぞれ送信する送信信号の制御すべき位相量との相関関係は、例えば任意の記憶部に記憶しておいてよい。位相制御部２３によって位相制御された送信信号は、増幅器２４に供給される。
増幅器２４は、位相制御部２３から供給された送信信号のパワー（電力）を、例えば制御部１０による制御に基づいて増幅させる。電子機器１が複数の送信アンテナ２５を備える場合、複数の増幅器２４は、複数の位相制御部２３のうちそれぞれ対応するものから供給された送信信号のパワー（電力）を、例えば制御部１０による制御に基づいてそれぞれ増幅させてよい。送信信号のパワーを増幅させる技術自体は既に知られているため、より詳細な説明は省略する。増幅器２４は、送信アンテナ２５に接続される。
送信アンテナ２５は、増幅器２４によって増幅された送信信号を、送信波Ｔとして出力（送信）する。電子機器１が複数の送信アンテナ２５を備える場合、複数の送信アンテナ２５は、複数の増幅器２４のうちそれぞれ対応するものによって増幅された送信信号を、それぞれ送信波Ｔとして出力（送信）してよい。送信アンテナ２５は、既知のレーダ技術に用いられる送信アンテナと同様に構成することができるため、より詳細な説明は省略する。
このようにして、一実施形態に係る電子機器１は、送信アンテナ２５を備え、送信アンテナ２５から送信波Ｔとして送信信号（例えば送信チャープ信号）を送信することができる。ここで、電子機器１を構成する各機能部のうちの少なくとも１つは、１つの筐体に収められてもよい。また、この場合、当該１つの筐体は、容易に開けることができない構造としてもよい。例えば送信アンテナ２５、受信アンテナ３１、増幅器２４が１つの筐体に収められ、かつ、この筐体が容易に開けられない構造となっているとよい。さらに、ここで、電子機器１が静止物１００に設置される場合、送信アンテナ２５は、例えばレーダカバーのようなカバー部材を介して、静止物１００の外部に送信波Ｔを送信してもよい。この場合、レーダカバーは、例えば合成樹脂又はゴムのような、電磁波を通過させる物質で構成してよい。このレーダカバーは、例えば電子機器１のハウジングとしてもよい。レーダカバーのような部材で送信アンテナ２５を覆うことにより、送信アンテナ２５が外部との接触により破損したり不具合が発生したりするリスクを低減することができる。また、上記レーダカバー及びハウジングは、レドームとも呼ばれることがある。
図２に示す電子機器１は、送信アンテナ２５を２つ備える例を示している。しかしながら、一実施形態において、電子機器１は、任意の数の送信アンテナ２５を備えてもよい。一方、一実施形態において、電子機器１は、送信アンテナ２５から送信される送信波Ｔが所定方向にビームを形成するようにする場合、複数の送信アンテナ２５を備えてよい。一実施形態において、電子機器１は、任意の複数の送信アンテナ２５を備えてもよい。この場合、電子機器１は、複数の送信アンテナ２５に対応させて、位相制御部２３及び増幅器２４もそれぞれ複数備えてよい。そして、複数の位相制御部２３は、シンセサイザ２２から供給されて複数の送信アンテナ２５から送信される複数の送信波の位相を、それぞれ制御してよい。また、複数の増幅器２４は、複数の送信アンテナ２５から送信される複数の送信信号のパワーを、それぞれ増幅してよい。また、この場合、電子機器１は、複数の送信アンテナを含んで構成してよい。このように、図２に示す電子機器１は、複数の送信アンテナ２５を備える場合、当該複数の送信アンテナ２５から送信波Ｔを送信するのに必要な機能部も、それぞれ複数含んで構成してよい。
受信アンテナ３１は、反射波Ｒを受信する。反射波Ｒは、送信波Ｔが所定の物体２００に反射したものとしてよい。受信アンテナ３１は、例えば受信アンテナ３１Ａ～受信アンテナ３１Ｄのように、複数のアンテナを含んで構成してよい。受信アンテナ３１は、既知のレーダ技術に用いられる受信アンテナと同様に構成することができるため、より詳細な説明は省略する。受信アンテナ３１は、ＬＮＡ３２に接続される。受信アンテナ３１によって受信された反射波Ｒに基づく受信信号は、ＬＮＡ３２に供給される。
一実施形態に係る電子機器１は、複数の受信アンテナ３１から、例えばチャープ信号のような送信信号（送信チャープ信号）として送信された送信波Ｔが所定の物体２００によって反射された反射波Ｒを受信することができる。このように、送信波Ｔとして送信チャープ信号を送信する場合、受信した反射波Ｒに基づく受信信号は、受信チャープ信号と記す。すなわち、電子機器１は、受信アンテナ３１から反射波Ｒとして受信信号（例えば受信チャープ信号）を受信する。ここで、電子機器１が静止物１００に設置される場合、受信アンテナ３１は、例えばレーダカバーのようなカバー部材を介して、静止物１００の外部から反射波Ｒを受信してもよい。この場合、レーダカバーは、例えば合成樹脂又はゴムのような、電磁波を通過させる物質で構成してよい。このレーダカバーは、例えば電子機器１のハウジングとしてもよい。レーダカバーのような部材で受信アンテナ３１を覆うことにより、受信アンテナ３１が外部との接触により破損又は不具合が発生するリスクを低減することができる。また、上記レーダカバー及びハウジングは、レドームとも呼ばれることがある。
また、受信アンテナ３１が送信アンテナ２５の近くに設置される場合、これらをまとめて１つの電子機器１に含めて構成してもよい。すなわち、１つの電子機器１には、例えば少なくとも１つの送信アンテナ２５及び少なくとも１つの受信アンテナ３１を含めてもよい。例えば、１つの電子機器１は、複数の送信アンテナ２５及び複数の受信アンテナ３１を含んでもよい。このような場合、例えば１つのレーダカバーのようなカバー部材で、１つのレーダセンサを覆うようにしてもよい。
ＬＮＡ３２は、受信アンテナ３１によって受信された反射波Ｒに基づく受信信号を低ノイズで増幅する。ＬＮＡ３２は、低雑音増幅器（Low Noise Amplifier）としてよく、受信アンテナ３１から供給された受信信号を低雑音で増幅する。ＬＮＡ３２によって増幅された受信信号は、ミキサ３３に供給される。
ミキサ３３は、ＬＮＡ３２から供給されるＲＦ周波数の受信信号を、シンセサイザ２２から供給される送信信号に混合する（掛け合わせる）ことにより、ビート信号を生成する。ミキサ３３によって混合されたビート信号は、ＩＦ部３４に供給される。
ＩＦ部３４は、ミキサ３３から供給されるビート信号に周波数変換を行うことにより、ビート信号の周波数を中間周波数（ＩＦ（Intermediate Frequency）周波数）まで低下させる。ＩＦ部３４によって周波数を低下させたビート信号は、ＡＤ変換部３５に供給される。
ＡＤ変換部３５は、ＩＦ部３４から供給されたアナログのビート信号をデジタル化する。ＡＤ変換部３５は、任意のアナログ－デジタル変換回路（Analog to Digital Converter（ＡＤＣ））で構成してよい。ＡＤ変換部３５によってデジタル化されたビート信号は、制御部１０の距離ＦＦＴ処理部１１に供給される。受信部３０が複数の場合、複数のＡＤ変換部３５によってデジタル化されたそれぞれのビート信号は、距離ＦＦＴ処理部１１に供給されてよい。
図３に示す制御部１０の距離ＦＦＴ処理部１１は、受信部３０のＡＤ変換部３５から供給されたビート信号に基づいて、電子機器１を搭載した静止物１００と、物体２００との間の距離を推定するための処理を行う。距離ＦＦＴ処理部１１は、例えば高速フーリエ変換を行う処理部を含んでよい。この場合、距離ＦＦＴ処理部１１は、高速フーリエ変換（Fast Fourier Transform（ＦＦＴ））処理を行う任意の回路又はチップなどで構成してよい。また、距離ＦＦＴ処理部１１は、高速フーリエ変換以外のフーリエ変換を行うとしてもよい。
距離ＦＦＴ処理部１１は、ＡＤ変換部３５によってデジタル化されたビート信号に対してＦＦＴ処理を行う（以下、適宜「距離ＦＦＴ処理」と記す）。例えば、距離ＦＦＴ処理部１１は、ＡＤ変換部３５から供給された複素信号にＦＦＴ処理を行ってよい。ＡＤ変換部３５によってデジタル化されたビート信号は、信号強度（電力）の時間変化として表すことができる。距離ＦＦＴ処理部１１は、このようなビート信号にＦＦＴ処理を行うことにより、各周波数に対応する信号強度（電力）として表すことができる。距離ＦＦＴ処理部１１において距離ＦＦＴ処理を行うことにより、ＡＤ変換部３５によってデジタル化されたビート信号に基づいて、距離に対応する複素信号を得ることができる。
距離ＦＦＴ処理部１１は、距離ＦＦＴ処理によって得られた結果においてピークが所定の閾値以上である場合、そのピークに対応する距離に、所定の物体２００があると判定してもよい。例えば、一定誤警報確率（ＣＦＡＲ（Constant False Alarm Rate））による検出処理のように、外乱信号の平均電力又は振幅から閾値以上のピーク値が検出された場合、送信波を反射する物体（反射物体）が存在するものと判定する方法が知られている。
このように、一実施形態に係る電子機器１は、送信波Ｔとして送信される送信信号、及び、反射波Ｒとして受信される受信信号に基づいて、送信波Ｔを反射する物体２００をターゲットとして検出することができる。一実施形態において、上述のような動作は、電子機器１の制御部１０が行うものとしてよい。
距離ＦＦＴ処理部１１は、１つのチャープ信号（例えば図３に示すｃ１）に基づいて、所定の物体との間の距離を推定することができる。すなわち、電子機器１は、距離ＦＦＴ処理を行うことにより、図１に示した距離Ｌを測定（推定）することができる。ビート信号にＦＦＴ処理を行うことにより、所定の物体との間の距離を測定（推定）する技術自体は公知のため、より詳細な説明は、適宜、簡略化又は省略する。距離ＦＦＴ処理部１１によって距離ＦＦＴ処理が行われた結果（例えば距離の情報）は、速度ＦＦＴ処理部１２に供給されてよい。また、距離ＦＦＴ処理部１１によって距離ＦＦＴ処理が行われた結果は、後段の判定部１６、到来角推定部１７、及び／又は物体検出部１８などにも供給されてもよい。
速度ＦＦＴ処理部１２は、距離ＦＦＴ処理部１１によって距離ＦＦＴ処理が行われたビート信号に基づいて、電子機器１を搭載した静止物１００と、物体２００との相対速度を推定するための処理を行う。速度ＦＦＴ処理部１２は、例えば高速フーリエ変換を行う処理部を含んでよい。この場合、速度ＦＦＴ処理部１２は、高速フーリエ変換（Fast Fourier Transform（ＦＦＴ））処理を行う任意の回路又はチップなどで構成してよい。速度ＦＦＴ処理部１２は、高速フーリエ変換以外のフーリエ変換を行うとしてもよい。
速度ＦＦＴ処理部１２は、距離ＦＦＴ処理部１１によって距離ＦＦＴ処理が行われたビート信号に対してさらにＦＦＴ処理を行う（以下、適宜「速度ＦＦＴ処理」と記す）。例えば、速度ＦＦＴ処理部１２は、距離ＦＦＴ処理部１１から供給された複素信号にＦＦＴ処理を行ってよい。速度ＦＦＴ処理部１２は、チャープ信号のサブフレーム（例えば図３に示すサブフレーム１）に基づいて、所定の物体との相対速度を推定することができる。速度ＦＦＴ処理部１２において複数のチャープ信号について速度ＦＦＴ処理を行うことにより、距離ＦＦＴ処理部１１によって得られる距離に対応する複素信号に基づいて、相対速度に対応する複素信号が得られる。
上述のようにビート信号に距離ＦＦＴ処理を行うと、複数のベクトルを生成することができる。これら複数のベクトルに対して速度ＦＦＴ処理を行った結果におけるピークの位相を求めることにより、所定の物体との相対速度を推定することができる。すなわち、電子機器１は、速度ＦＦＴ処理を行うことにより、図１に示した静止物１００と所定の物体２００との相対速度を測定（推定）することができる。距離ＦＦＴ処理を行った結果に対して速度ＦＦＴ処理を行うことにより、所定の物体との相対速度を測定（推定）する技術自体は公知のため、より詳細な説明は、適宜、簡略化又は省略する。速度ＦＦＴ処理部１２によって速度ＦＦＴ処理が行われた結果（例えば速度の情報）は、到来角推定部１７に供給されてよい。また、速度ＦＦＴ処理部１２によって速度ＦＦＴ処理が行われた結果は、後段の判定部１６、及び／又は物体検出部１８などにも供給されてもよい。
また、速度ＦＦＴ処理部１２が速度ＦＦＴ処理を行う場合、不連続点が発生しないようにするために、ウインドウ制御をかける場合がある。その場合、速度ＦＦＴ処理部１２は、静止物の相対速度に隣接する相対速度を出力しなくてもよい。
相関算出部１３は、送信波を反射した物体の電子機器１からの距離に対応する複素信号の強度を、記憶部１４に記憶する。特に、相関算出部１３は、電子機器１との相対速度がゼロの領域（すなわち静止物体の領域）の距離に対応する信号強度を、記憶部１４に記憶してよい。ここで、信号強度は、受信信号の電力又は振幅を示すものとしてよい。相関算出部１３は、後述のように信号強度の相関（例えば相関係数）を算出する場合に、静止物体の領域の距離に対応する信号強度の分布を、記憶部１４に記憶してよい。
記憶部１４は、制御部１０又は制御部１０の各機能部において実行されるプログラム、及び、制御部１０において実行された処理の結果などを記憶してよい。また、記憶部１４は、制御部１０のワークメモリとして機能してよい。記憶部１４は、例えば半導体メモリ又は磁気ディスク等により構成することができるが、これらに限定されず、任意の記憶装置とすることができる。また、例えば、記憶部１４は、本実施形態に係る電子機器１に挿入されたメモリカードのような記憶媒体としてもよい。また、記憶部１４は、上述のように、制御部１０として用いられるＣＰＵの内部メモリであってもよい。記憶部１４は、上述した任意の記憶部を兼ねてもよい。
相関算出部１３は、記憶部１４に記憶した静止物体の領域の距離に対応する信号強度（電力又は振幅）を、異なる複数の時間で平均化してもよい。
上述のように、距離ＦＦＴ処理部１１及び速度ＦＦＴ処理部１２は、送信波のフレームにおいて受信したビート信号について、上述のように距離ＦＦＴ処理及び速度ＦＦＴ処理をする。そして、相関算出部１３は、静止物体の距離に対応する信号強度（電力又は振幅）の分布と、記憶部１４に記憶された静止物体の相対速度の距離に対応する信号強度の分布との相関を算出する。ここで、静止物体の距離に対応する信号強度とは、送信波を反射する物体の電子機器からの距離に対応する複素信号の強度であって、例えば直近に受信した反射波に基づく複素信号の強度としてよい。また、記憶部１４に記憶された静止物体の相対速度の距離に対応する信号強度とは、以前の時刻に検出された複素信号の強度であって、記憶部１４に記憶された複素信号の強度としてよい。すなわち、相関算出部１３は、電子機器１から物体まで距離に対応する複素信号の強度と、当該複素信号よりも前の時刻に検出された複素信号の強度との相関を算出してよい。また、電子機器１から物体まで距離に対応する複素信号とは、直近に受信した反射波に基づく信号（受信信号）としてよい。また、相関算出部１３は、これらの複素信号の強度を、それぞれ対数値に変換してから、対数値に変換されたもの同士の相関を算出してもよい。例えば、相関算出部１３は、前述の複素信号の強度をそれぞれデシベル（ｄＢ）で示す値の相関を算出してもよい。
相関算出部１３は、上述の相関を算出する際に、例えば相関係数を算出してよい。２つの変数ｘとｙの相関係数とは、複数（例えばｎ個）のデータ（ｘ１，ｙ１），（ｘ２，ｙ２），・・・，（ｘｎ，ｙｎ）について、ｘとｙの共分散を、ｘの標準偏差とｙの標準偏差の積で割った値としてよい。ここでは、ｘは、例えば、静止物体の距離に対応する信号強度（電力又は振幅）を示す値としてよい。また、ｙは、例えば、記憶部１４に記憶された静止物体の相対速度の距離に対応する信号強度を示す値としてよい。以下、「相関係数を算出」することを、単に「相関を算出」と記すことがある。また、相関算出部１３は、相関係数以外の概念に基づく相関を算出してもよい。
一方、相関算出部１３は、電子機器１との相対速度がゼロでない領域（すなわち静止物体ではない領域）の距離に対応する信号強度の相関を算出しないものとしてよい。相関を算出する際の距離に対応する複素信号の信号強度は、異なる複数の時間の移動平均、例えば送信波のフレーム間の移動平均などを用いるなどして、平滑化してもよい。相関算出部１３は、第１の信号強度の規定フレーム（時間）分の平均データ計算を行うとしてもよい。相関算出部１３は、当該計算を開始して、規定フレーム（時間）分の平均データ計算を完了するまでの間も当該平均データ計算を行うとしてもよい。相関算出部１３は、平均データ計算を行う途中の減数データで受信信号と差分を取ることにより、一定誤警報確率で物体を検出するとしてもよい。相関算出部１３は、受信信号との差分を、受信信号と背景信号のそれぞれの複素信号強度をデシベル（ｄＢ）変換して算出するとしてもよい。相関算出部１３は、距離毎で複数のグループに分けて同距離に該当する受信信号と背景信号のグループの相関をとることにより物体を検出するとしてもよい。ここで、背景信号とは、背景として存在していた物体によって送信波が反射された反射波に基づく信号としてよい。
更新処理部１５は、相関算出部１３が使用する相関のデータを必要に応じて更新する。例えば、記憶部１４に記憶した相関のデータにおいて異なる２つ以上の時刻で取得した相関のデータの相関値（例えば相関係数）が閾値以上である場合、更新処理部１５は、静止物の環境変化がないと判定して、相関データの更新を行ってもよい。また、更新処理部１５は、相関のデータの更新を行う際に、何度か時刻を変えてデータを取得して、変化がないものを採用してもよい。
判定部１６は、距離ＦＦＴ処理部１１によって距離ＦＦＴ処理が行われた結果、及び／又は、速度ＦＦＴ処理部１２によって速度ＦＦＴ処理が行われた結果に基づいて、距離及び／又は相対速度についての判定処理を行う。判定部１６は、所定の距離及び／又は所定の相対速度において、物体を検出したか否かを判定する。以下、判定部１６による判定について、さらに説明する。
一般的なＦＭ－ＣＷレーダの技術においては、受信信号からビート周波数を抽出したものに高速フーリエ変換処理を行うなどした結果に基づいて、ターゲットが存在するか否かを判定することができる。ここで、受信信号からビート周波数を抽出して高速フーリエ変換処理を行うなどした結果には、クラッタ（不要反射成分）などによる雑音（ノイズ）の成分も含まれる。したがって、受信信号を処理した結果から雑音成分を取り除き、ターゲットの信号のみを抽出するための処理を実行してもよい。
ターゲットが存在するか否かを判定する手法として、受信信号の出力に閾値を設定し、反射信号の強度が当該閾値を超える場合にターゲットが存在するとみなす方式がある（threshold detection方式）。この方式を採用すると、クラッタの信号強度が当該閾値を超える場合もターゲットと判定することになり、いわゆる「誤警報」を発することになる。このクラッタの信号強度が閾値を超えるか否かは確率統計的なものである。このクラッタの信号強度が閾値を超える確率は、「誤警報確率」と呼ばれる。この誤警報確率を低く一定に抑制するための手法として、一定誤警報確率（Constant False Alarm Rate）を用いることができる。
以下、一定誤警報確率（Constant False Alarm Rate）を、単にＣＦＡＲとも記す。ＣＦＡＲにおいて、雑音の信号強度（振幅）はレイリー（Rayleigh）分布に従うという仮定が用いられる。この仮定に基づくと、ターゲットを検出したか否かを判定するのに用いる閾値を算出するための重みを固定すれば、雑音の振幅にかかわらず、ターゲット検出の誤り率が理論的に一定になる。
一般的なレーダの技術におけるＣＦＡＲとして、Cell Averaging ＣＦＡＲ（以下、ＣＡ－ＣＦＡＲとも記す）という方式が知られている。ＣＡ－ＣＦＡＲにおいては、所定の処理を施した受信信号の信号強度の値（例えば振幅値）が、一定のサンプリング周期ごとに、順次、シフトレジスタに入力されてよい。このシフトレジスタは、中央に検査セル（cell under test）を有し、当該検査セルの両側にそれぞれ複数個の参照セル（reference cell）を有する。信号強度の値がシフトレジスタに入力されるたびに、以前に入力された信号強度の値は、シフトレジスタの一端側（例えば左端側）から他端側（例えば右端側）のセルに、１つずつ移動される。また、入力のタイミングと同期して、参照セルの各値は平均化される。このようにして得られた平均値は、規定の重みを乗じられ、閾値として算出される。このようにして算出された閾値よりも検査セルの値が大きい場合、検査セルの値がそのまま出力される。一方、算出された閾値よりも検査セルの値が大きくない場合、０（ゼロ）値が出力される。このように、ＣＡ－ＣＦＡＲにおいては、参照セルの平均値から閾値を算出して、ターゲットが存在するか否かを判定することにより、検出結果を得ることができる。
ＣＡ－ＣＦＡＲにおいては、例えば複数のターゲットが近接して存在している場合、アルゴリズムの性質上、ターゲットの近傍において算出される閾値が大きくなる。このため、十分な信号強度を有しているにも関わらず、検出されないターゲットもあり得る。同様に、クラッタの段差がある場合、そのクラッタの段差の近傍においても算出される閾値が大きくなる。この場合も、クラッタの段差の近傍にある小さなターゲットが検出されないこともあり得る。
上述のＣＡ－ＣＦＡＲに対し、参照セルにおける値のメディアン（中央値）、又は、参照セルにおける値を小さい順に並べ替えたときの規定番目の値から閾値を得る手法として、Order Statistic ＣＦＡＲ（以下、ＯＳ－ＣＦＡＲとも記す）という手法がある。ＯＳ－ＣＦＥＲは、順序統計（ordered statistics）に基づいて閾値を設定し、その閾値を超える場合にターゲットが存在すると判定する手法である。このＯＳ－ＣＦＡＲによれば、上述のようなＣＡ－ＣＦＡＲにおける問題点に対処し得る。ＯＳ－ＣＦＡＲは、ＣＡ－ＣＦＡＲとは部分的に異なる処理を行うことにより、実現することができる。以下、一実施形態に係る電子機器１においてＯＳ－ＣＦＡＲ処理を実行するものとして説明する。
判定部１６は、ＯＳ－ＣＦＡＲにより物体検出の判定を行ってよい。この場合、判定部１６は、静止物体の領域と静止物体でない領域とにおいて、異なる閾値を用いて判定を行ってもよい。また、上述したウインドウ制御を行っている場合、判定部１６は、静止物体と隣接する相対速度の領域を検出しないようにしてもよい。判定部１６は、ＯＳ－ＣＦＡＲで使用する雑音の領域として、同一の相対速度において距離の異なる領域を使用してもよい。
到来角推定部１７は、判定部１６による判定の結果に基づいて、所定の物体２００から反射波Ｒが到来する方向（到来角）を推定する。到来角推定部１７は、判定部１６によって閾値を満たしたと判定された点について、到来角の推定を行ってよい。電子機器１は、複数の受信アンテナ３１から反射波Ｒを受信することで、反射波Ｒが到来する方向を推定することができる。例えば、複数の受信アンテナ３１は、所定の間隔で配置されているものとする。この場合、送信アンテナ２５から送信された送信波Ｔが所定の物体２００に反射されて反射波Ｒとなり、所定の間隔で配置された複数の受信アンテナ３１はそれぞれ反射波Ｒを受信する。そして、到来角推定部１７は、複数の受信アンテナ３１がそれぞれ受信した反射波Ｒの位相、及びそれぞれの反射波Ｒの経路差に基づいて、反射波Ｒが受信アンテナ３１に到来する方向を推定することができる。すなわち、電子機器１は、速度ＦＦＴ処理が行われた結果に基づいて、図１に示した到来角θを測定（推定）することができる。
速度ＦＦＴ処理が行われた結果に基づいて、反射波Ｒが到来する方向を推定する技術は各種提案されている。例えば、既知の到来方向推定のアルゴリズムとしては、ＭＵＳＩＣ（MUltiple SIgnal Classification）、及びＥＳＰＲＩＴ（Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Technique）などが知られている。したがって、公知の技術についてのより詳細な説明は、適宜、簡略化又は省略する。到来角推定部１７によって推定された到来角θの情報（角度情報）は、物体検出部１８に供給されてよい。
物体検出部１８は、距離ＦＦＴ処理部１１、速度ＦＦＴ処理部１２、及び到来角推定部１７の少なくともいずれかから供給される情報に基づいて、送信波Ｔが送信された範囲に存在する物体を検出する。物体検出部１８は、供給された距離の情報、速度の情報、及び角度情報に基づいて例えばクラスタリング処理を行うことにより、物体検出を行ってもよい。データをクラスタリングする際に用いるアルゴリズムとして、例えばＤＢＳＣＡＮ（Density-based spatial clustering of applications with noise）などが知られている。クラスタリング処理においては、例えば検出される物体を構成するポイントの平均電力を算出してもよい。物体検出部１８において検出された物体の距離の情報、速度の情報、角度情報、及び電力の情報は、例えば他の機器などに供給されてもよい。物体検出部１８は、物体を構成する点群の平均電力を算出してもよい。
図２に示す電子機器１は、２つの送信アンテナ２５及び４つの受信アンテナ３１を備えている。しかしながら、一実施形態に係る電子機器１は、任意の数の送信アンテナ２５及び任意の数の受信アンテナ３１を備えてもよい。例えば、２つの送信アンテナ２５及び４つの受信アンテナ３１を備えることにより、電子機器１は、仮想的に８本のアンテナにより構成される仮想アンテナアレイを備えるものと考えることができる。このように、電子機器１は、例えば仮想８本のアンテナを用いることにより、図４に示す１６のサブフレームの反射波Ｒを受信してもよい。
次に、一実施形態に係る電子機器１の動作について説明する。
図５は、電子機器１が行う動作を説明するフローチャートである。以下、電子機器１が行う動作の流れを概略的に説明する。図５に示す動作は、例えば静止物１００に取り付けられた電子機器１によって、静止物１００の周囲に存在する物体を検出する際に開始してよい。
図５に示す処理が開始すると、制御部１０は、電子機器１の送信アンテナ２５から送信波を送信するように制御する（ステップＳ１１）。
ステップＳ１１において送信波が送信されると、制御部１０は、当該送信波が物体に反射した反射波を、電子機器１の受信アンテナ３１から受信するように制御する（ステップＳ１２）。
ステップＳ１２において反射波が受信されると、制御部１０は、送信波及び反射波に基づくビート信号に、距離ＦＦＴ処理及び速度ＦＦＴ処理を行う（ステップＳ１３）。ステップＳ１３において、距離ＦＦＴ処理部１１が距離ＦＦＴ処理を行い、速度ＦＦＴ処理部１２が速度ＦＦＴ処理を行ってよい。
ステップＳ３において距離ＦＦＴ処理及び速度ＦＦＴ処理が行われたら、相関算出部１３は、電子機器１と物体の相対速度がゼロであるか否か判定する（ステップＳ１４）。ステップＳ１４において相対速度がゼロでない場合、図５に示す処理を終了してよい。また、ステップＳ１４において相対速度がゼロでない場合、上述のように、静止物体の場合とは異なる閾値により物体検出の判定を行ってもよい。
ステップＳ１４において相対速度がゼロである場合、相関算出部１３は、距離に対応する複素信号の信号強度（電力又は振幅）を記憶部１４に記憶する（ステップＳ１５）。
ステップＳ１５において距離に対応する複素信号の信号強度が記憶されたら、相関算出部１３は、ステップＳ１６の処理を行う。ステップＳ１６において、相関算出部１３は、相対速度がゼロすなわち静止物体の距離に対応する信号強度と、記憶部１４に記憶された信号強度との相関（例えば相関係数）を算出する。ここで、記憶部１４に記憶された信号強度とは、以前の時刻に検出された複素信号の信号強度としてよい。また、以前の時刻に検出された複素信号とは、直近に反射波を受信した時刻以前の任意の時刻に検出された複素信号としてよい。例えば、以前の時刻に検出された複素信号とは、現在から数秒前、数分前、数時間前、数日前、又は数週間前などの時刻に検出された複素信号としてもよい。
ステップＳ１６において相関が算出されたら、判定部１６は、当該相関（例えば相関係数）が所定の閾値未満であるか否か判定する（ステップＳ１７）。ステップ１７において相関が閾値未満でない場合、制御部１０は、図５に示す動作を終了してよい。この場合、閾値未満でない相関については、ＯＳ－ＣＦＡＲによる物体検出を行わなくてもよい。
ステップ１７において相関が閾値未満である場合、到来角推定部１７は、物体から反射波が到来する方向を推定してよい。また、ステップ１７において相関が閾値未満である場合、物体検出部１８は、ＯＳ－ＣＦＡＲによる物体検出を行ってよい（ステップＳ１８）。図５に示す動作は、例えば所定タイミングで又は不定期に、繰り返し実行してよい。
このように、制御部１０は、送信波を反射する物体の電子機器１からの距離に対応する複素信号の強度と、以前の時刻に検出された複素信号の強度との相関（相関係数）を算出してよい。制御部１０は、前述のように算出された相関に基づいて、一定誤警報確率で物体を検出してよい。以下、送信波を反射する物体の電子機器からの距離に対応する複素信号の強度を、便宜的に、第１信号強度と記す。第１信号強度は、例えば直近に受信した反射波に基づく複素信号の強度としてよい。また、第１信号強度よりも前の時刻に検出された複素信号の強度を、便宜的に、第２信号強度と記す。第２信号強度は、例えば記憶部１４に記憶された複素信号の強度としてよい。すなわち、制御部１０は、第１信号強度と、第２信号強度との相関に基づいて、一定誤警報確率で物体を検出してよい。また、制御部１０は、送信波を反射する物体の電子機器１との相対速度がゼロの場合に、第１信号強度と、第２信号強度との相関に基づいて、一定誤警報確率で物体を検出してもよい。さらに、制御部１０は、送信波を反射する物体の電子機器１との相対速度がゼロの場合に、第１信号強度の対数値と、第２信号強度の対数値との相関に基づいて、一定誤警報確率で物体を検出してもよい。一実施形態において、制御部１０は、第１信号強度をデシベル（ｄＢ）で示す値と、第２信号強度をデシベル（ｄＢ）で示す値との相関に基づいて、一定誤警報確率で物体を検出してもよい。
また、制御部１０は、第１信号強度よりも前の時刻に検出された複素信号の強度を、第２信号強度として記憶部１４に記憶してもよい。この場合、制御部１０は、第１信号強度と、第２信号強度として記憶部１４に記憶された複素信号の強度との相関に基づいて、一定誤警報確率で物体を検出してもよい。また、制御部１０は、第１信号強度と、第２信号強度とに基づいて算出された相関係数が所定の閾値未満である場合に、一定誤警報確率で物体を検出してもよい。さらに、制御部１０は、電子機器１との相対速度がゼロの物体と、電子機器１との相対速度がゼロでない物体とについて、所定の閾値として異なる閾値を基準として、一定誤警報確率で物体を検出してもよい。
一実施形態に係る電子機器１によれば、第１信号強度と、第１信号強度が検出された時刻よりも前の時刻に検出された第２信号強度との相関が算出される。そして、一実施形態に係る電子機器１によれば、前述の相関に基づいて、一定誤警報確率で物体が検出される。したがって、一定誤警報確率で物体を検出するための閾値（ＣＦＡＲ閾値）を適切に設定することで、一実施形態に係る電子機器１は、物体を良好に検出することができる。例えば、一実施形態に係る電子機器１は、第１信号強度と、第２信号強度との相関が比較的小さい場合には、一定誤警報確率により物体を検出するように閾値を設定してよい。一方、一実施形態に係る電子機器１は、第１信号強度と、第２信号強度との相関が比較的大きい場合には、警報確率により物体を検出しないように閾値を設定してよい。
このようにして、一実施形態に係る電子機器１によれば、第１信号強度の発生源である物体が、第２信号強度の取得時には存在していなかった場合、当該物体はもともと存在していなかった物体であると判定し得る。また、一実施形態に係る電子機器１によれば、第１信号強度の発生源である物体が、第２信号強度の取得時にも存在していた場合、当該物体はもともと存在していた物体であると判定し得る。したがって、一実施形態に係る電子機器１によれば、普段は存在しないような（すなわち一時的に存在するような）静止物体を、もともと存在していた静止物体と区別して検出し得る。このため、一実施形態に係る電子機器１によれば、物体を良好に検出し得る。
以下、一実施形態に係る電子機器１の動作について、さらに具体的に説明する。
図６乃至図９は、一実施形態に係る電子機器１による処理をより具体的に説明する図である。
図６は、一実施形態に係る電子機器１によって検出される第１信号強度の例を示す図である。すなわち、図６は、送信波を反射する物体の電子機器１からの距離に対応する複素信号の強度の例を示す図である。図６は、電子機器１が例えば直近の所定の時間（例えば１０秒間）に受信した反射波に基いて検出される距離に対応する複素信号の強度の時間変化を示すものとしてよい。図６は、送信波を反射する物体の電子機器１からの距離に対応する複素信号の強度をデシベル値に変換した例を示す図である。図６は、電子機器１が例えば直近の所定の時間（例えば１０秒間）に受信した反射波に基いて検出される距離に対応する複素信号の強度の時間変化をデシベル値に変換した結果を示すものとしてよい。
図６に示すグラフにおいて、左下から右上に向かう方向の軸は、時間を表す。ここで、時間の単位は、電子機器１による送信波のフレームを単位とするものとしてよい。例えば、図６に示す奥行き方向の軸は、例えば電子機器１が秒間２０フレームの送信波を送信する場合に、０秒から１０秒までの時間を表すものとしてよい。また、図６に示すグラフにおいて、右下から左上に向かう方向の軸は、距離（レンジ）を表す。ここで、距離（レンジ）の単位は、電子機器１におけるｂｉｎを単位とするものとしてよい。例えば、図６に示す右下から左上に向かう方向のｂｉｎは、電子機器１における１ｂｉｎの分解能が０．６ｍに対応するものとしてよい。すなわち、図６に示す横方向のｂｉｎは、例えば０ｍから５ｍの距離において、１ｂｉｎの分解能が０．６ｍの場合、０．６ｍ、１．２ｍ、１．８ｍ、２．４ｍ、３．０ｍ、３．６ｍ、４．２ｍ、及び４．８ｍの８つのサンプルが存在するものとしてよい。さらに、図６に示すグラフにおいて、縦方向の軸は、信号強度として計測された値（デシベル値）としてよい。
図７は、記憶部１４に記憶された第２信号強度の例を示す図である。すなわち、図７は、第１信号強度よりも前の時刻に検出された複素信号の強度の例を示す図である。ここで、上述のように、電子機器１は静止しているものとする。すなわち、図６に示した信号強度、及び図７に示した信号強度は、どちらも同じ位置（場所）において、互いに異なる時刻に検出された信号強度の例を示すものとしてよい。図７は、電子機器１が第１信号強度よりも前の所定の時間（例えば１０秒間）に受信した反射波に基いて検出される距離に対応する複素信号の強度の時間変化を示すものとしてよい。図７は、第１信号強度よりも前の時刻に検出された複素信号の強度をデシベル値に変換した例を示す図である。図７は、電子機器１が第１信号強度よりも前の所定の時間（例えば１０秒間）に受信した反射波に基いて検出される距離に対応する複素信号の強度の時間変化をデシベル値に変換した結果を示すものとしてよい。図７に示すグラフの各軸が表す物理量は、図６と同様としてよい。図６及び図７に示すグラフの縦軸は、どちらも、計測（検出）された信号強度をデシベル値で示している。
図８は、図６に示す信号強度と、図７に示す信号強度との相関を算出した結果を示す図である。すなわち、図８は、図６に示す信号強度（第１信号強度）と図７に示す信号強度（第２信号強度）の相関係数を示す図である。すなわち、図８は、図６に示した信号強度と、図７に示した信号強度とに基づいて、これらの相関係数を算出した結果の例を示す図である。この相関の算出は、図５のステップＳ１６に示した処理に対応するものである。図８に示したグラフにおいて、縦方向の軸は、図６及び図７に示した信号強度の相関の度合いを示すものである。図８に示すグラフにおいて相関係数が１に近づくほど、図６及び図７に示した信号強度の相関の度合いが強い（高い）ことを示す。一方、図８に示すグラフにおいて相関係数が１から小さくなるほど、図６及び図７に示した信号強度の相関の度合いが弱い（低い）ことを示す。
図８に示すグラフは、例として、距離ＦＦＴ処理部１１及び速度ＦＦＴ処理部１２によってＦＦＴ処理された信号強度のデシベル値を、８ｂｉｎの距離（レンジ）ごとに相関係数を算出した結果を示している。このように、一実施形態に係る電子機器１の相関算出部１３は、例えば５ｍ刻みのような距離の単位において、第１信号強度と第２信号強度の相関係数を算出してよい。
図９は、図８に示したグラフにおいて信号強度の相関係数が０．７未満の箇所に対して、ＣＦＡＲを行った結果の例を示す図である。一実施形態に係る電子機器１において、所望の物体が良好に精度よく検出されるように、ＣＦＡＲを実行する基準となる相関係数の閾値を設定してよい。図９に示す例においては、図８に示した信号強度の相関係数が０．７未満の箇所に対してＣＦＡＲを行い、相関係数が０．７以上の箇所については、物体を未検出としてもよい。また、図９に示すグラフにおいて、ＣＦＡＲの結果（縦方向の軸の値）が１の箇所に物体が検出されたものとみなしてよい。
図８及び図９に示すように、相関係数が所定未満となる（相関が比較的低い）箇所においてＣＦＡＲを実行した結果、距離方向において実際に物体が存在する位置に顕著なピークが立つことがわかる。このように、一実施形態に係る電子機器１は、第１信号強度と第２信号強度について、それぞれ距離方向に数サンプルずつ区分した単位ごとに相関係数を算出して、相関係数が閾値未満なら相関がないと判定してＣＦＡＲを実行してよい。一方、一実施形態に係る電子機器１は、第１信号強度と第２信号強度の相関係数を算出し、相関係数が閾値以上なら相関があると判定してＣＦＡＲを実行しなくてもよい。このようにして、一実施形態に係る電子機器１は、一定誤警報率で物体の検出を行うことにより、検出すべき物体を良好に検出することができる。
このように、制御部１０は、第１信号強度と、第１信号強度よりも前の時刻に検出された第２信号強度との相関に基づいて、一定誤警報確率で物体を検出してもよい。ここで、第１信号強度とは、例えば、送信波を反射する物体の電子機器１からの距離に対応する所定の区間の複素信号の強度としてもよい。また、第２信号強度とは、例えば、第１信号強度よりも前の時刻に検出された、送信波を反射する物体の電子機器１からの距離に対応する所定の区間の複素信号の強度としてもよい。
また、一実施形態において、電子機器１は、複素信号の信号処理を行う過程で、適宜、信号強度を時間的に平滑化してもよい。例えば、一実施形態に係る電子機器１において、制御部１０は、図８に示したような信号強度の相関について、適当な時間における平滑化を行ってもよい。例えば、制御部１０は、図８に示したような信号強度の相関のデータについて、数フレーム分の時間の平均を算出してもよい。
また、一実施形態において、電子機器１は、例えば図６に示した第１信号強度（デシベル値）及び図７に示した第２信号強度（デシベル値）を、それぞれ適当な時間における平滑化を行ってもよい。すなわち、一実施形態において、制御部１０は、第１信号強度の対数値を時間的に平滑化した結果と、第２信号強度の対数値を時間的に平滑化した結果との相関に基づいて、一定誤警報確率で物体を検出してもよい。
本開示を諸図面及び実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形又は修正を行うことが容易であることに注意されたい。したがって、これらの変形又は修正は本開示の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各機能部に含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能である。複数の機能部等は、１つに組み合わせられたり、分割されたりしてよい。上述した本開示に係る各実施形態は、それぞれ説明した各実施形態に忠実に実施することに限定されるものではなく、適宜、各特徴を組み合わせたり、一部を省略したりして実施され得る。つまり、本開示の内容は、当業者であれば本開示に基づき種々の変形および修正を行うことができる。したがって、これらの変形および修正は本開示の範囲に含まれる。例えば、各実施形態において、各機能部、各手段、各ステップなどは論理的に矛盾しないように他の実施形態に追加し、若しくは、他の実施形態の各機能部、各手段、各ステップなどと置き換えることが可能である。また、各実施形態において、複数の各機能部、各手段、各ステップなどを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。また、上述した本開示の各実施形態は、それぞれ説明した各実施形態に忠実に実施することに限定されるものではなく、適宜、各特徴を組み合わせたり、一部を省略したりして実施することもできる。
上述した実施形態は、電子機器１としての実施のみに限定されるものではない。例えば、上述した実施形態は、電子機器１のような機器の制御方法として実施してもよい。さらに、例えば、上述した実施形態は、電子機器１のような機器又はコンピュータが実行するプログラムとして実施してもよく、そのようなプログラムを記録した記憶媒体若しくは記録媒体として実施してもよい。
また、上述した実施形態は、例えば信号処理装置のような電子機器として実施してもよい。この場合、電子機器は、送信アンテナから送信波として送信される送信信号、及び前記送信波が反射された反射波として受信アンテナから受信される受信信号に基づいて、前記送信波を反射する物体を検出する。また、前記電子機器は、前記送信波を反射する物体の前記電子機器からの距離に対応する複素信号の強度である第１信号強度と、前記第１信号強度よりも前の時刻に検出された複素信号の強度である第２信号強度との相関に基づいて、一定誤警報確率で物体を検出する。
１ 電子機器
１０ 制御部
１１ 距離ＦＦＴ処理部
１２ 速度ＦＦＴ処理部
１３ 相関算出部
１４ 記憶部
１５ 更新処理部
１６ 判定部
１７ 到来角推定部
１８ 物体検出部
２０ 送信部
２１ 信号生成部
２２ シンセサイザ
２３ 位相制御部
２４ 増幅器
２５ 送信アンテナ
３０ 受信部
３１ 受信アンテナ
３２ ＬＮＡ
３３ ミキサ
３４ ＩＦ部
３５ ＡＤ変換部

Claims (10)

  1. 送信波として送信される送信信号、及び前記送信波が物体で反射した反射波として受信される受信信号に基づいて、前記物体を検出する制御部を備える電子機器であって、
    前記制御部は、第１の時刻に送信された第１の送信信号と、当該第１の送信信号の前記反射波として受信される第１の受信信号に基づいて算出された、前記物体の前記電子機器からの距離に対応する第１の信号の第１信号強度と、
    前記第１の時刻よりも前の時刻である第２の時刻に送信された第２の送信信号と、当該第２の送信信号の前記反射波として受信される第２の受信信号に基づいて算出された、前記物体の前記電子機器からの距離に対応する第２の信号の第２信号強度との相関に基づいて物体を検出する、電子機器。
  2. 前記制御部は、前記物体の前記電子機器からの距離に対応する信号の強度である第１信号強度と、前記第１信号強度よりも前の時刻に検出された信号の強度である第２信号強度との相関に基づいて、一定誤警報確率で物体を検出する、請求項１記載の電子機器。
  3. 前記制御部は、前記物体の前記電子機器からの距離に対応する所定の区間の複素信号の強度である第１信号強度と、前記第１信号強度よりも前の時刻に検出された前記物体の前記電子機器からの距離に対応する前記所定の区間の複素信号の強度である第２信号強度との相関に基づいて、一定誤警報確率で物体を検出する、請求項１記載の電子機器。
  4. 前記制御部は、前記物体の前記電子機器との相対速度がゼロの場合に、前記第１信号強度と、前記第２信号強度との相関に基づいて、一定誤警報確率で物体を検出する、請求項１に記載の電子機器。
  5. 前記制御部は、前記第１信号強度よりも前の時刻に検出された複素信号の強度を、前記第２信号強度として記憶部に記憶する、請求項１に記載の電子機器。
  6. 前記制御部は、前記第１信号強度と、前記第２信号強度として前記記憶部に記憶された複素信号の強度との相関に基づいて、一定誤警報確率で物体を検出する、請求項５に記載の電子機器。
  7. 前記制御部は、前記第１信号強度と、前記第２信号強度とに基づいて算出された相関係数が所定の閾値未満である場合に、一定誤警報確率で物体を検出する、請求項１に記載の電子機器。
  8. 前記制御部は、前記電子機器との相対速度がゼロの物体と、前記電子機器との相対速度がゼロでない物体とについて、前記所定の閾値として異なる閾値を基準として、一定誤警報確率で物体を検出する、請求項７に記載の電子機器。
  9. 送信波として送信される送信信号、及び前記送信波が物体で反射した反射波として受信される受信信号に基づいて、前記物体を検出する電子機器の制御方法であって、
    第１の時刻に送信された第１の送信信号と、当該第１の送信信号の前記反射波として受信される第１の受信信号に基づいて算出された、前記物体の前記電子機器からの距離に対応する第１の信号の第１信号強度と、
    前記第１の時刻よりも前の時刻である第２の時刻に送信された第２の送信信号と、当該第２の送信信号の前記反射波として受信される第２の受信信号に基づいて算出された、前記物体の前記電子機器からの距離に対応する第２の信号の第２信号強度との相関に基づいて物体を検出するステップを備える、電子機器の制御方法。
  10. コンピュータに、
    送信波として送信される送信信号、及び前記送信波が物体で反射した反射波として受信される受信信号に基づいて、前記物体を検出させるプログラムであって、
    第１の時刻に送信された第１の送信信号と、当該第１の送信信号の前記反射波として受信される第１の受信信号に基づいて算出された、前記物体の前記電子機器からの距離に対応する第１の信号の第１信号強度と、
    前記第１の時刻よりも前の時刻である第２の時刻に送信された第２の送信信号と、当該第２の送信信号の前記反射波として受信される第２の受信信号に基づいて算出された、前記物体の前記電子機器からの距離に対応する第２の信号の第２信号強度との相関に基づいて物体を検出するステップを実行させる、プログラム。
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