JP5779965B2 - Object detection apparatus and object detection method - Google Patents
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本発明は、計測対象物から放射される電磁波の水平偏波及び垂直偏波を受信して計測対象物の物体を検出する物体検出装置及びその方法に関する。 The present invention relates to an object detection apparatus and method for detecting an object of a measurement object by receiving horizontal polarization and vertical polarization of electromagnetic waves radiated from the measurement object.
あらゆる物体は電磁波を自然に輻射及び反射する性質を有することが知られている。そこで、計測対象物から放射される電磁波を利用してイメージを生成する技術が開発されており、その一例として特許文献１が開示されている。
Every object is known to have the property of naturally radiating and reflecting electromagnetic waves. Therefore, a technique for generating an image using electromagnetic waves radiated from a measurement object has been developed, and
この特許文献１では、対象物から輻射されるミリ波を検出してイメージを生成するミリ波画像システムを開示しており、Ｓ／Ｎ向上によるミリ波画像情報を高精細化するために時分割でノイズを補正する構成となっていた。
This
しかしながら、上述した特許文献１に開示された従来の技術では、高いＳ／Ｎで検知するためにリアルタイムで計測することができないという問題点があり、そのために車両等に搭載することができなかった。
However, the conventional technique disclosed in
現在では車両に搭載するための技術として、地平面上に存在する物体から放射される電磁波を受信して立体物や路面を検出する技術が要求されているが、上述した特許文献１で開示された技術では実現することはできなかった。 Currently, as a technique for mounting on a vehicle, a technique for detecting a three-dimensional object or a road surface by receiving an electromagnetic wave radiated from an object existing on the ground plane is required. This technology could not be realized.
そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、計測対象物から放射される電磁波を利用して地平面上に存在する立体物や路面を検出することのできる物体検出装置及びその方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been proposed in view of the above-described situation, and an object detection device capable of detecting a three-dimensional object or road surface existing on the ground plane using electromagnetic waves radiated from a measurement object. And an object thereof.
本発明に係る物体検出装置は、計測対象物から放射される電磁波の水平偏波及び垂直偏波を検知するアンテナと、水平偏波及び垂直偏波の受信電磁波量に基づいて計測対象物の黒体温度を算出して計測対象物を検出する物体検知部と、水平偏波及び垂直偏波の波長と入射角とに基づいて計測対象物が平滑であるか否かを判定し、物体検知部で検出された計測対象物の中から平滑な計測対象物を検出する平滑度計測部と、垂直偏波の受信電磁波量に対する水平偏波の受信電磁波量の比を示す受信偏波比に基づいて、平滑度計測部で検出された計測対象物とアンテナ観測面との間の相対角度を計測する相対角度計測部とを備えていることにより、上述した課題を解決する。 An object detection apparatus according to the present invention includes an antenna that detects horizontal and vertical polarization of electromagnetic waves radiated from a measurement object, and a blackness of the measurement object based on the received electromagnetic wave amounts of horizontal and vertical polarizations. An object detection unit that calculates a body temperature and detects a measurement object, and determines whether or not the measurement object is smooth based on the wavelength and incident angle of horizontal polarization and vertical polarization, and the object detection unit Based on the smoothness measurement unit that detects a smooth measurement object from among the measurement objects detected in, and the received polarization ratio that indicates the ratio of the received electromagnetic wave quantity of horizontal polarization to the received electromagnetic wave quantity of vertical polarization The above-described problem is solved by providing a relative angle measurement unit that measures a relative angle between the measurement object detected by the smoothness measurement unit and the antenna observation surface.
本発明に係る物体検出装置及びその方法によれば、垂直偏波の受信電磁波量と水平偏波の受信電磁波量との間の差異に基づいて計測対象物とアンテナ観測面との間の相対角度を計測するので、計測した相対角度から立体物や路面をリアルタイムで検出することができる。 According to the object detection apparatus and the method thereof according to the present invention, the relative angle between the object to be measured and the antenna observation plane based on the difference between the received electromagnetic wave amount of the vertically polarized wave and the received electromagnetic wave amount of the horizontally polarized wave. Therefore, it is possible to detect a three-dimensional object and a road surface in real time from the measured relative angle.
以下、本発明を適用した第１〜第６実施形態について図面を参照して説明する。 Hereinafter, first to sixth embodiments to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings.
［第１実施形態］
［物体検出装置の構成］
図１は本実施形態に係る物体検出装置の構成を示すブロック図である。
[First Embodiment]
[Configuration of Object Detection Device]
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the object detection apparatus according to the present embodiment.
図１に示すように、本実施形態に係る物体検出装置１は、計測対象物から放射される電磁波の水平偏波及び垂直偏波を検知するアンテナ２と、アンテナ２で受信した水平偏波及び垂直偏波の受信電磁波量に基づいて計測対象物の黒体温度を算出して計測対象物を検出する物体検知部３と、アンテナ２で受信した水平偏波及び垂直偏波の波長と入射角とに基づいて計測対象物の平滑度を計測し、物体検知部３で検出された計測対象物の中から平滑な計測対象物を検出する平滑度計測部４と、垂直偏波の受信電磁波量と水平偏波の受信電磁波量との間の差異に基づいて、平滑度計測部４で検出された計測対象物とアンテナ観測面との間の相対角度を計測する相対角度計測部５とを備えている。
As shown in FIG. 1, the
ここで、本実施形態に係る物体検出装置１は、計測対象物から放射される電磁波の水平偏波と垂直偏波を受信し、その受信電磁波量に基づいて輝度温度を算出してまず物体の有無を検出している。そして、次に平滑度を計測することによって検出した物体の中で平滑な物体を検出し、最終的に平滑な物体の相対角度を計測する。このとき相対角度の計測結果は０°または９０°になるので、０°であれば地平面と判定し、９０°であれば立体物と判定することによって、物体を検出している。
Here, the
アンテナ２は、水平偏波と垂直偏波、円偏波の少なくとも２種類以上の電磁波を受信することのできるアンテナであり、例えば水平偏波と垂直偏波とを選んだ場合、２つのテーパースロットアンテナを備えて１００ＧＨｚ±１５ＧＨｚ帯で受信する。このとき、アンテナ２は、直立する計測対象物に対してアンテナ観測面が垂直に交わるように設置されて電磁波を受信する。
The
ここで、図２を参照して、アンテナ２と入射する電磁波との間の角度について説明する。図２に示すように、地平面に入射する電磁波Ｘが地平面の垂線との間になす角度が入射角φとなる。そして、地平面で反射した電磁波Ｘがアンテナ２で受信されると、電磁波Ｘとアンテナ観測面との間の角度が検知角βとなる。また、電磁波Ｘと地平面の垂線との間の角度が観測角θとなる。
Here, the angle between the
物体検知部３は、アンテナ２で受信した水平偏波及び垂直偏波の受信電磁波量に基づいて輝度温度を算出し、輝度温度が所定値以上の場合に観測領域に計測対象物となる物体が存在していると判定する。ここでは、例えば輝度温度が１５０Ｋ以上の場合に物体を検知したものと判定し、１５０Ｋ未満の場合には物体が存在していないものと判定する。
The
平滑度計測部４は、計測対象物が平坦であるか、それとも凹凸のあるものであるかを判定するために計測対象物の平滑度を計測している。後述する相対角度計測部５では水平偏波と垂直偏波の特性の差を利用して相対角度を計測するが、このような特性を利用できるのは物体が平滑な場合だけである。そこで、平滑度計測部４では平滑度を計測して、予め平滑な計測対象物のみを検出しておき、次の相対角度計測部５で相対角度が計測できるようにしている。
The
相対角度計測部５は、垂直偏波の受信電磁波量に対する水平偏波の受信電磁波量の比を示す受信偏波比に基づいて、平滑度計測部４で検出された平滑な計測対象物の相対角度を計測している。相対角度は計測対象物とアンテナ観測面との間の角度であり、０°または９０°の相対角度が計測結果として検出され、０°であれば地平面と判定し、９０°であれば立体物と判定する。
The relative
［物体検出処理の手順］
次に、本実施形態に係る物体検出装置１による物体検出処理の手順を図３のフローチャートを参照して説明する。
[Object detection process]
Next, the procedure of object detection processing by the
図３に示すように、ステップＳ１０１において、まず計測対象物からの水平偏波と垂直偏波を受信できるようにアンテナ２を制御し、ステップＳ１０２では制御されたアンテナ２で計測対象物から放射される電磁波を受信する。
As shown in FIG. 3, in step S101, the
次に、ステップＳ１０３において、物体検知部３は、アンテナ２で受信した水平偏波及び垂直偏波の受信電磁波量に基づいて輝度温度を算出し、観測領域にある計測対象物を検出する。例えば、地平面や建物のような物体では輝度温度が１８０Ｋ〜３２０Ｋとなり、天空のように物体が存在しない場合では輝度温度が１５０Ｋ以下となる。そこで、物体検知部３ではアンテナ２で受信した受信電磁波量から算出した黒体温度が、例えば１５０Ｋ以上の場合には物体を検知したものと判定し、１５０Ｋ未満の場合には物体が存在していないものと判定する。
Next, in step S <b> 103, the
次に、ステップＳ１０４において、平滑度計測部４は、アンテナ２で受信した水平偏波及び垂直偏波の波長と入射角とに基づいて平滑度を計測し、物体検知部３で検出した計測対象物の中から平滑な計測対象物を検出する。
Next, in step S <b> 104, the
ここで、平滑度の計算方法を説明する。まず、レイリーの粗さの基準Ｃは、
Ｃ＝４π・σ・ｓｉｎφ／λ （１）
と定義される。ここで、σは凹凸高標準偏差であり、φは電磁波の地平面からの入出射角、λは電磁波の波長である。
Here, a method of calculating the smoothness will be described. First, Rayleigh roughness criterion C is:
C = 4π · σ · sinφ / λ (1)
Is defined. Here, σ is the uneven standard deviation, φ is the incident / exit angle of the electromagnetic wave from the ground plane, and λ is the wavelength of the electromagnetic wave.
レイリーの粗さの基準Ｃは、０．１以下であれば凹凸なく平滑と判定され、１０以上の場合には粗いと判定されるものである。ただし、本物体検出装置１で要求される凹凸高の小ささ、すなわち平滑さは地面や路面、建物を想定しているため、実用として基準Ｃが０．３未満であり、基準Ｃが０．３未満のときに平滑であると判定し、０．３以上のときに平滑でないと判定するように設定する。この際、Ｃ＞０．３の場合においては水平偏波の受信電磁波量Ｐｈｐ及び垂直偏波の受信電磁波量Ｐｖｐにおいて散乱の影響で、２つの受信電磁波量の差がレイリーの粗さの基準及びフレネルの式の条件より、ほぼ無くなる性質を有する。しかるに
Γｐ＝Ｐｈｐ／Ｐｖｐ
と定義したとき、
０．９＜Γｐ＜１．１
の検知に基づき、計測対象はＣ＞０．３以上の凹凸を有する物体と判定する。また、このときの凹凸高標準偏差σが平滑度Ｓｂに相当し、波長λと電磁波の地平面からの入出射角φ、Ｃ＝０．３を代入して式（１）を変形すると、
０．３＞４π・Ｓｂ・ｓｉｎφ／λ
Ｓｂ＜０．３・λ／（４π・ｓｉｎφ） （２）
となる。波長λは受信する電磁波の周波数から求めることができるので、平滑度Ｓｂは入射角φによって決まることになる。
The Rayleigh roughness reference C is determined to be smooth without unevenness if it is 0.1 or less, and is determined to be rough if it is 10 or more. However, since the height of the unevenness required by the
When defined as
0.9 <Γp <1.1
Based on this detection, the measurement target is determined to be an object having an unevenness of C> 0.3 or more. Further, the uneven standard height σ at this time corresponds to the smoothness Sb, and the equation (1) is modified by substituting the wavelength λ and the incident / exit angle φ from the ground plane of the electromagnetic wave, C = 0.3,
0.3> 4π · Sb · sinφ / λ
Sb <0.3 · λ / (4π · sinφ) (2)
It becomes. Since the wavelength λ can be obtained from the frequency of the received electromagnetic wave, the smoothness Sb is determined by the incident angle φ.
ここで、平滑度Ｓｂの計測結果の一例を、図４を参照して説明する。受信する垂直偏波及び水平偏波の周波数が１００ＧＨｚの場合、平滑度Ｓｂは入射角φが変化するにつれて変化し、図４では入射角φが２〜１５°の範囲で平滑度Ｓｂは約１４０ｍｍ〜約５ｍｍの範囲を変化している。図４では記載していないが、入射角φを３０°まで変化させても平滑度Ｓｂは約５ｍｍとなる。なお、本実施形態では１００ＧＨｚの場合を示したが、計測したい平滑度に合わせた波長を選択してもよく、道路や建物の場合は３０ＧＨｚ〜１０ＴＨｚまでの帯域を必要精度に応じて選択してもよい。 Here, an example of the measurement result of the smoothness Sb will be described with reference to FIG. When the received vertical polarization and horizontal polarization frequencies are 100 GHz, the smoothness Sb changes as the incident angle φ changes. In FIG. 4, the smoothness Sb is about 140 mm when the incident angle φ is in the range of 2 to 15 °. The range of about 5 mm is changed. Although not shown in FIG. 4, even if the incident angle φ is changed to 30 °, the smoothness Sb is about 5 mm. In this embodiment, the case of 100 GHz is shown. However, the wavelength may be selected according to the smoothness to be measured. In the case of a road or a building, a band from 30 GHz to 10 THz is selected according to the required accuracy. Also good.
ここで、式（２）を満たす平滑度Ｓｂの範囲は図４で示す曲線Ｙより下の部分となる。すなわち、図４の曲線Ｙより下の領域の計測結果となった場合には計測対象物を平滑であると判定し、逆に図４の曲線Ｙより上の領域の計測結果となった場合には計測対象物を平滑ではないと判定する。例えば、地面のうち地平面（例えば道路）のように平滑な計測対象物の平滑度Ｓｂを計測すると、入射角φに応じて平滑度Ｓｂの値は変化するが、常に曲線Ｙよりも下の領域の計測結果が得られることになる。逆に、地面のうち畑のような平滑ではない計測対象物の平滑度Ｓｂを計測すると、平滑度Ｓｂの値は常に曲線Ｙよりも上の領域の計測結果となる。 Here, the range of the smoothness Sb satisfying the expression (2) is a portion below the curve Y shown in FIG. That is, when the measurement result in the area below the curve Y in FIG. 4 is determined, the measurement object is determined to be smooth, and conversely, the measurement result in the area above the curve Y in FIG. Determines that the measurement object is not smooth. For example, when the smoothness Sb of a smooth measurement object such as a ground plane (for example, a road) in the ground is measured, the value of the smoothness Sb changes according to the incident angle φ, but is always below the curve Y. An area measurement result is obtained. Conversely, when the smoothness Sb of a measurement object that is not smooth such as a field in the ground is measured, the value of the smoothness Sb is always a measurement result in an area above the curve Y.
このような平滑度Ｓｂの計測結果に基づいて、平滑度計測部４では物体検知部３で検出された計測対象物の中から平滑な計測対象物を検出する。
Based on the measurement result of the smoothness Sb, the
こうして平滑な計測対象物が検出されると、次にステップＳ１０５において垂直偏波の受信電磁波量と水平偏波の受信電磁波量との間の差異に基づいて、平滑度計測部４で検出された計測対象物とアンテナ観測面との間の相対角度を計測する。
When a smooth measurement object is detected in this way, in step S105, the
まず、相対角度について図５を参照して説明すると、図５に示すように相対角度は計測対象物とアンテナ観測面との間の角度であり、計測対象物が地平面の場合にはアンテナ観測面と計測対象物との間の角度は０°となるので相対角度は０°となる。一方、計測対象物が立体物の場合には相対角度は９０°となる。 First, the relative angle will be described with reference to FIG. 5. As shown in FIG. 5, the relative angle is an angle between the measurement object and the antenna observation surface. When the measurement object is a ground plane, the antenna observation is performed. Since the angle between the surface and the measurement object is 0 °, the relative angle is 0 °. On the other hand, when the measurement object is a three-dimensional object, the relative angle is 90 °.
次に、このような相対角度の計測方法を説明する。 Next, a method for measuring such a relative angle will be described.
前述と同様に、垂直偏波の受信電磁波量に対する水平偏波の受信電磁波量の比を示す受信偏波比Γｐについて式（３）を用いる。 Similar to the above, Equation (3) is used for the reception polarization ratio Γp indicating the ratio of the reception electromagnetic wave amount of horizontal polarization to the reception electromagnetic wave amount of vertical polarization.
Γｐ＝Ｐｈｐ／Ｐｖｐ （３）
ただし、Ｐｈｐは水平偏波の受信電磁波量であり、Ｐｖｐは垂直偏波の受信電磁波量である。そして、受信偏波比Γｐが
Γｐ＞１．１ （４）
の条件を満たすときに、計測対象物はアンテナ観測面に対して垂直な物体であると判定して相対角度が９０°であると判定する。
Γp = Php / Pvp (3)
Here, Php is the amount of received electromagnetic waves with horizontal polarization, and Pvp is the amount of received electromagnetic waves with vertical polarization. The received polarization ratio Γp is Γp> 1.1 (4)
When the above condition is satisfied, it is determined that the measurement target is an object perpendicular to the antenna observation plane, and the relative angle is determined to be 90 °.
一方、受信偏波比Γｐが
Γｐ＜０．９ （５）
の条件を満たすときには、計測対象物はアンテナ観測面に対して平行な物体であると判定して相対角度が０°であると判定する。
On the other hand, the reception polarization ratio Γp is Γp <0.9 (5)
When the above condition is satisfied, it is determined that the measurement object is an object parallel to the antenna observation surface, and the relative angle is determined to be 0 °.
次に、上述した判定方法によって相対角度が判定できる理由を説明する。 Next, the reason why the relative angle can be determined by the above-described determination method will be described.
まず、アンテナ観測面を地平面と平行になるように設けたうえで、計測対象物が地平面の場合、垂直偏波は反射による影響を受けにくく水平偏波は反射による影響を受けやすい。これは図６に示す振幅反射率の変化を示すグラフから分かるように、垂直偏波の振幅反射率は検知角０°から急激に下がってブリュースター角となる約３０°で振幅反射率は０となる。これに対して水平偏波の振幅反射率のほうは検知角０°から徐々に低下していくので、垂直偏波の振幅反射率よりも常に高くなっている。 First, when the antenna observation surface is provided so as to be parallel to the ground plane and the measurement object is the ground plane, the vertical polarization is not easily affected by the reflection, and the horizontal polarization is easily affected by the reflection. As can be seen from the graph showing the change in the amplitude reflectivity shown in FIG. 6, the amplitude reflectivity of the vertically polarized wave is about 30 ° which suddenly decreases from the detection angle of 0 ° to the Brewster angle, and the amplitude reflectivity is 0. It becomes. On the other hand, the amplitude reflectance of the horizontally polarized wave gradually decreases from the detection angle of 0 °, and is always higher than the amplitude reflectance of the vertically polarized wave.
したがって、垂直偏波よりも水平偏波のほうが反射による影響を受けやすい性質を有する。すなわち、図７に示すようにアンテナ２の観測領域が地平面の場合、垂直偏波は反射による影響が少ないので地平面からの輻射が受信電磁波量の大部分を占め、特にブリュースター角では地平面からの輻射のみが受信電磁波量となる。したがって、例えば輝度温度にすると地平面の黒体温度である３００Ｋ程度の受信電磁波量となる。
Therefore, horizontal polarization is more susceptible to reflection than vertical polarization. That is, as shown in FIG. 7, when the observation region of the
これに対して、水平偏波は反射による影響を受けやすいので、図７に示すように地平面が観測領域の場合、地平面の先にある第２観測領域の物体による影響を受けることになる。したがって、第２観測領域が天空の場合には水平偏波の受信電磁波量は空の黒体温度である１５０Ｋ以下となる。また、第２観測領域が建物である場合でも、観測領域である地平面で反射する際の反射率が９０％以下なので、建物の輝度温度に換算して３００Ｋであってもアンテナ２で受信する水平偏波の受信電磁波量は２７０Ｋ以下となる。 On the other hand, since the horizontal polarization is easily affected by reflection, when the ground plane is an observation region as shown in FIG. 7, it is affected by an object in the second observation region ahead of the ground plane. . Therefore, when the second observation area is the sky, the amount of received electromagnetic waves with horizontally polarized waves is 150 K or less, which is the sky black body temperature. Even when the second observation area is a building, the reflectance when reflected on the ground plane, which is the observation area, is 90% or less. The amount of electromagnetic waves received with horizontal polarization is 270K or less.
したがって、上述したことを考慮すると、計測対象物が地平面の場合（アンテナ２の観測領域が地平面の場合）、すなわち相対角度が０°の場合には垂直偏波の受信電磁波量は水平偏波の受信電磁波量よりも少なくとも１０％以上は大きくなる。したがって、受信偏波比Γｐは
Γｐ＜０．９ （５）
となる。
Therefore, in consideration of the above, when the measurement object is the ground plane (when the observation area of the
It becomes.
一方、計測対象物が垂直な立体物の場合（アンテナ２の観測領域に立体物がある場合）、すなわち相対角度が９０°の場合には垂直偏波と水平偏波の関係が逆になるため、水平偏波の受信電磁波量は垂直偏波の受信電磁波量よりも少なくとも１０％以上は大きくなるので、受信偏波比Γｐは
Γｐ＞１．１ （４）
となる。
On the other hand, when the measurement object is a vertical three-dimensional object (when there is a three-dimensional object in the observation region of the antenna 2), that is, when the relative angle is 90 °, the relationship between the vertical polarization and the horizontal polarization is reversed. Since the amount of electromagnetic waves received by horizontal polarization is at least 10% larger than the amount of electromagnetic waves received by vertical polarization, the received polarization ratio Γp is Γp> 1.1 (4)
It becomes.
したがって、上述した理由により受信偏波比Γｐの値に基づいて相対角度を計測することができる。なお、円偏波は水平偏波と垂直偏波の両方の性質を併せ持つので、水平、垂直いずれかの偏波を代用できるため、アンテナの１つは円偏波を利用してもよい。 Therefore, the relative angle can be measured based on the value of the reception polarization ratio Γp for the reason described above. Note that since circularly polarized waves have both the properties of both horizontally polarized waves and vertically polarized waves, either horizontal or vertical polarized waves can be used instead, and one of the antennas may use circularly polarized waves.
このようにして計測対象物の相対角度が計測されると、ステップＳ１０６において計測した相対角度から地平面や立体物などの物体を検出して本実施形態に係る物体検出装置１による物体検出処理は終了する。
When the relative angle of the measurement object is measured in this way, an object detection process by the
［第１実施形態の効果］
以上詳細に説明したように、本発明を適用した第１実施形態に係る物体検出装置によれば、垂直偏波の受信電磁波量と水平偏波の受信電磁波量との間の差異に基づいて計測対象物とアンテナ観測面との間の相対角度を計測するので、計測した相対角度から立体物や地平面（路面）をリアルタイムで検出することができる。また、計測対象物から放射された電磁波を受信して物体を検出するので、光源が必要になることもなく非接触で物体を検出することができる。
[Effect of the first embodiment]
As described above in detail, according to the object detection device according to the first embodiment to which the present invention is applied, measurement is performed based on the difference between the amount of received electromagnetic waves of vertically polarized waves and the amount of received electromagnetic waves of horizontally polarized waves. Since the relative angle between the object and the antenna observation surface is measured, a three-dimensional object or a ground plane (road surface) can be detected in real time from the measured relative angle. Further, since the object is detected by receiving the electromagnetic wave radiated from the measurement object, the object can be detected in a non-contact manner without requiring a light source.
また、本物体検出装置によれば、垂直偏波の受信電磁波量に対する水平偏波の受信電磁波量の比を示す受信偏波比に基づいて相対角度を計測するので、広い視野角で物体を検出することができる。この点について説明すると、本物体検出装置では水平偏波と垂直偏波の特性の違いに着目して受信偏波比を定義して相対角度を求めている。したがって、水平偏波と垂直偏波の特性が相違していなければ相対角度を求めることはできないが、図６に示すように検知角が０°〜８０°の範囲で水平偏波と垂直偏波の振幅反射率が相違している。これにより、検知角が０°〜８０°の範囲で相対角度を求めて物体を検出することが可能である。このとき検知角は図２に示すようにアンテナ観測面からの角度なので、０°〜８０°の範囲で物体を検出できれば、アンテナ観測面から下方向に向かってほとんどの範囲で物体を検出できることになり、視野角が非常に広くなることが分かる。 In addition, according to this object detection device, the relative angle is measured based on the reception polarization ratio indicating the ratio of the reception electromagnetic wave amount of the horizontal polarization to the reception electromagnetic wave amount of the vertical polarization, so the object can be detected with a wide viewing angle. can do. Explaining this point, the object detection apparatus determines the relative angle by defining the reception polarization ratio by paying attention to the difference between the characteristics of horizontal polarization and vertical polarization. Therefore, the relative angle cannot be obtained unless the characteristics of the horizontal polarization and the vertical polarization are different. However, as shown in FIG. 6, the horizontal polarization and the vertical polarization are detected within a detection angle range of 0 ° to 80 °. Are different in amplitude reflectance. Thereby, it is possible to detect the object by obtaining the relative angle in the range of the detection angle of 0 ° to 80 °. At this time, since the detection angle is an angle from the antenna observation plane as shown in FIG. 2, if the object can be detected in the range of 0 ° to 80 °, the object can be detected in almost the range downward from the antenna observation plane. It can be seen that the viewing angle becomes very wide.
さらに、本物体検出装置によれば、受信偏波比が１．１より大きいときに相対角度が９０°であると判定するので、確実に垂直な立体物を検出することができる。 Furthermore, according to the present object detection device, it is determined that the relative angle is 90 ° when the reception polarization ratio is greater than 1.1, so that a vertical three-dimensional object can be reliably detected.
また、本物体検出装置によれば、受信偏波比が０．９未満のときに相対角度が０°であると判定するので、確実に地平面を検出することができる。 Moreover, according to this object detection apparatus, since the relative angle is determined to be 0 ° when the reception polarization ratio is less than 0.9, the ground plane can be reliably detected.
［第２実施形態］
次に、本発明を適用した第２実施形態について図面を参照して説明する。尚、上述した第１実施形態と同様の部分については同一の番号を付して詳細な説明は省略する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings. In addition, the same number is attached | subjected about the part similar to 1st Embodiment mentioned above, and detailed description is abbreviate | omitted.
［物体検出装置の構成］
図８は本実施形態に係る物体検出装置の構成を示すブロック図である。図８に示すように、本実施形態に係る物体検出装置８１は、アンテナ２の観測領域へ進入する物体を検出する進入物体検出部８２をさらに備えている。
[Configuration of Object Detection Device]
FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the object detection apparatus according to this embodiment. As shown in FIG. 8, the object detection device 81 according to the present embodiment further includes an approaching
進入物体検出部８２は、受信偏波比Γｐが１未満から１以上へ変化したときにアンテナ２の観測領域へ物体が進入したと判定する。
The approaching
［物体検出処理の手順］
次に、本実施形態に係る物体検出装置８１による物体検出処理の手順を図９のフローチャートを参照して説明する。ただし、図９に示すステップＳ２０１〜Ｓ２０６までの処理は、図３に示すステップＳ１０１〜Ｓ１０６までの処理と同様なので、説明は省略する。
[Object detection process]
Next, the procedure of object detection processing by the object detection apparatus 81 according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. However, the processing from step S201 to S206 shown in FIG. 9 is the same as the processing from step S101 to S106 shown in FIG.
図９に示すように、ステップＳ２０６において相対角度から物体を検出すると、ステップＳ２０７では受信偏波比Γｐを計測してアンテナ２の観測領域へ侵入する物体を検出する。
As shown in FIG. 9, when an object is detected from a relative angle in step S206, the received polarization ratio Γp is measured in step S207 to detect an object that enters the observation region of the
図１０（ａ）に示すように、定常状態ではアンテナ２は地平面を観測領域として常時地平面及び立体物を検出している。このとき進入物体検出部８２は受信偏波比Γｐを常に計測して監視している。そして、図１０（ｂ）に示すように進入してくる物体が、アンテナ２の観測領域から反射した領域である第２観測領域に存在すると、受信偏波比Γｐは図１１に示すように変化する。
As shown in FIG. 10A, in a steady state, the
図１１では、物体が進入する前は地平面のみを検出しているので、受信偏波比Γｐは１未満の値で一定に推移し、立体物が第２観測領域に入ってくると、水平偏波の受信電磁波量が変化するので、受信偏波比Γｐは上昇する。このとき立体物が移動している間は、水平偏波の受信電磁波量が変化するので、受信偏波比Γｐは変動し、立体物の移動が止まって静止すると、受信偏波比Γｐも一定となる。 In FIG. 11, since only the ground plane is detected before the object enters, the reception polarization ratio Γp remains constant at a value less than 1, and when a three-dimensional object enters the second observation area, Since the amount of received electromagnetic wave of polarization changes, the reception polarization ratio Γp increases. While the three-dimensional object is moving at this time, the received electromagnetic wave amount of the horizontally polarized wave changes, so that the reception polarization ratio Γp changes, and when the three-dimensional object stops moving and stops, the reception polarization ratio Γp is also constant. It becomes.
次に、図１０（ｃ）に示すように進入物体がアンテナ２の観測領域へ進入してくると、受信偏波比Γｐは図１２に示すように変化する。
Next, when the approaching object enters the observation region of the
図１２では、物体が観測領域に進入する前は受信偏波比Γｐが１未満の値で推移しているが、立体物が観測領域に入ると、相対角度が０°から９０°へ変化するので、受信偏波比Γｐは１以上へ大きく上昇する。このとき観測領域内で立体物が移動している間は、受信偏波比Γｐは変動しているが、立体物の移動が止まって静止すると、受信偏波比Γｐは一定となる。 In FIG. 12, the reception polarization ratio Γp changes with a value less than 1 before the object enters the observation region, but when the three-dimensional object enters the observation region, the relative angle changes from 0 ° to 90 °. Therefore, the reception polarization ratio Γp greatly increases to 1 or more. At this time, the reception polarization ratio Γp changes while the three-dimensional object is moving in the observation region, but when the three-dimensional object stops moving and stops, the reception polarization ratio Γp becomes constant.
したがって、上述したように受信偏波比Γｐの推移を監視することによって、物体の観測領域への進入を検出することができる。このようにして物体の進入が検出されると、本実施形態に係る物体検出装置８１による物体検出処理は終了する。 Therefore, by monitoring the transition of the reception polarization ratio Γp as described above, it is possible to detect the entry of the object into the observation region. When the entry of the object is detected in this way, the object detection process by the object detection device 81 according to the present embodiment is finished.
［第２実施形態の効果］
以上詳細に説明したように、本発明を適用した第２実施形態に係る物体検出装置によれば、受信偏波比が１未満から１以上へ変化したときにアンテナの観測領域へ物体が進入したと判定するので、進入物体を速やかに検出することができる。
[Effects of Second Embodiment]
As described above in detail, according to the object detection device according to the second embodiment to which the present invention is applied, an object enters the observation region of the antenna when the reception polarization ratio changes from less than 1 to 1 or more. Therefore, the approaching object can be detected quickly.
［第３実施形態］
次に、本発明を適用した第３実施形態について図面を参照して説明する。尚、上述した第１及び第２実施形態と同様の部分については同一の番号を付して詳細な説明は省略する。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings. In addition, the same number is attached | subjected about the part similar to 1st and 2nd embodiment mentioned above, and detailed description is abbreviate | omitted.
［物体検出装置の構成］
図１３は本実施形態に係る物体検出装置の構成を示すブロック図である。図１３に示すように、本実施形態に係る物体検出装置１３１は、複数のアンテナを配列したアレイアンテナ１３２と、０°〜９０°の間の相対角度を連続的に計測する第２相対角度計測部１３３とをさらに備えている。
[Configuration of Object Detection Device]
FIG. 13 is a block diagram showing the configuration of the object detection apparatus according to this embodiment. As shown in FIG. 13, the object detection device 131 according to this embodiment includes an array antenna 132 in which a plurality of antennas are arranged, and a second relative angle measurement that continuously measures a relative angle between 0 ° and 90 °. And a
アレイアンテナ１３２は、複数のアンテナをアレイ化したものであり、水平偏波及び垂直偏波を同軸で受信可能なアンテナアレイを構成している。例えば１列×２０行の素子数を備えている。 The array antenna 132 is an array of a plurality of antennas, and constitutes an antenna array that can receive horizontal polarization and vertical polarization coaxially. For example, the number of elements is 1 column × 20 rows.
第２相対角度計測部１３３は、受信偏波比Γｐが０．９より大きく１．１未満のときに、垂直偏波または水平偏波の振幅反射率に基づいて０°〜９０°の間の相対角度を計測する。第１実施形態で説明した相対角度計測部５では０°または９０°の相対角度しか計測できなかったが、第２相対角度計測部１３３では０°〜９０°までの相対角度を連続して計測することができる。
When the received polarization ratio Γp is greater than 0.9 and less than 1.1, the second relative
［物体検出処理の手順］
次に、本実施形態に係る物体検出装置１３１による物体検出処理の手順を図１４のフローチャートを参照して説明する。ただし、図１４に示すステップＳ３０１〜Ｓ３０７までの処理は、図９に示すステップＳ２０１〜Ｓ２０７までの処理と同様なので、説明は省略する。
[Object detection process]
Next, the procedure of object detection processing by the object detection device 131 according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. However, the processing from step S301 to S307 shown in FIG. 14 is the same as the processing from step S201 to S207 shown in FIG.
図１４に示すように、ステップＳ３０８において、受信偏波比Γｐが
０．９＜Γｐ＜１．１
の条件を満たす場合に、第２相対角度計測部１３３は垂直偏波または水平偏波の振幅反射率に基づいて０°〜９０°の間の相対角度αを計測する。例えば、図１５に示すように相対角度αが０°〜９０°までの間で連続的に変化するような地平面の場合に、その相対角度αを計測する。
As shown in FIG. 14, in step S308, the reception polarization ratio Γp is 0.9 <Γp <1.1.
When the above condition is satisfied, the second relative
ここで、相対角度αの計測方法を説明する。 Here, a method for measuring the relative angle α will be described.
まずは、スネルの法則により
ｓｉｎφ／ｓｉｎψ＝ｎ２／ｎ１ （６）
となる。ただし、φは図２に示す電磁波の地平面への入射角であり、ψは屈折角、ｎ１は入射元の物質の絶対屈折率、ｎ２は入射先の物質の絶対屈折率である。
First, sinφ / sinψ = n 2 / n 1 (6) according to Snell's law
It becomes. Here, φ is the incident angle of the electromagnetic wave to the ground plane shown in FIG. 2, ψ is the refraction angle, n 1 is the absolute refractive index of the incident source material, and n 2 is the absolute refractive index of the incident destination material.
また、フレネルの式により、垂直偏波の振幅反射率ｒｐは
ｒｐ＝｜ｔａｎ（φ−ε）／ｔａｎ（φ＋ψ）｜ （７）
である。
Further, according to the Fresnel equation, the amplitude reflectance rp of the vertically polarized wave is rp = | tan (φ−ε) / tan (φ + ψ) | (7)
It is.
ここで入射角φは、路面が相対角度αだけ傾いていることを考慮して観測角θによって
φ＝θ＋α
と表されるが、ここでは相対角度αによる傾きは無視してよいので、
φ＝θ （８）
となる。一方、屈折角ψはスネルの法則の式（６）に、乾燥した大地の屈折率ｎ２＝２、空気の屈折率ｎ１＝１を代入し、路面が相対角度αだけ傾いていることを考慮して、
ψ＝ｓｉｎ−１（１／２ｓｉｎθ）＋α （９）
となる。
Here, the incident angle φ is determined by the observation angle θ taking into account that the road surface is inclined by the relative angle α φ = θ + α
However, since the inclination by the relative angle α can be ignored here,
φ = θ (8)
It becomes. On the other hand, the refractive angle ψ is obtained by substituting the refractive index n 2 = 2 of dry ground and the refractive index n 1 = 1 of air into Snell's law equation (6), and the road surface is inclined by the relative angle α. In consideration of,
ψ = sin −1 (1/2 sin θ) + α (9)
It becomes.
そこで、式（７）に式（８）、（９）を代入すると、
ｒｐ＝｜ｔａｎ｛θ−ｓｉｎ−１（１／２ｓｉｎθ）＋α｝／
ｔａｎ｛θ＋ｓｉｎ−１（１／２ｓｉｎθ）＋α｝｜ （１０）
となる。この式を展開すると、
α＝ｔａｎ−１［ｒｐ・ｔａｎ｛θ＋ｓｉｎ−１（１／２ｓｉｎθ）＋α｝］
−（θ−ｓｉｎ−１（１／２ｓｉｎθ）
となり、この式を近似して簡略化すると
α＝ｔａｎ−１［ｒｐ・ｔａｎ｛θ＋ｓｉｎ−１（１／２ｓｉｎθ）｝ （１１）
となる。
Therefore, substituting Equations (8) and (9) into Equation (7),
rp = | tan {θ−sin −1 (1/2 sin θ) + α} /
tan {θ + sin −1 (1/2 sin θ) + α} | (10)
It becomes. If this expression is expanded,
α = tan −1 [rp · tan {θ + sin −1 (1/2 sin θ) + α}]
− (Θ−sin −1 (1/2 sin θ)
When this equation is approximated and simplified, α = tan −1 [rp · tan {θ + sin −1 (1/2 sin θ)} (11)
It becomes.
ここで、入射角φと振幅反射率ｒｐとの間の関係は図１６に示すような関係となる。そこで、屈折率がｎ２＝２、ｎ１＝１となる場合において、入射角φと振幅反射率ｒｐについてテーブルを作成して近似式を求める。ただし、式（１０）でｒｐ＝０となるθ（ブリュースター角）で符号が変化するので、入射角０°からブリュースター角までの近似式と、ブリュースター角から入射角９０°までの近似式の２つの近似式を求める。すると、入射角０°からブリュースター角までの近似式は
φ＝２５．８８１｛ｒｐ｝２−５２．５２８｛ｒｐ｝＋１５２．３８２ （１２）
となり、ブリュースター角から入射角９０°までの近似式は
φ＝８６３．８１｛ｒｐ｝２−１６５．２４｛ｒｐ｝＋５９．１９５ （１３）
となる。ここで、入射角φ＝観測角θなので、式（１２）、（１３）はそれぞれ
θ＝２５．８８１｛ｒｐ｝２−５２．５２８｛ｒｐ｝＋１５２．３８２ （１４）
θ＝８６３．８１｛ｒｐ｝２−１６５．２４｛ｒｐ｝＋５９．１９５ （１５）
となる。
Here, the relationship between the incident angle φ and the amplitude reflectance rp is as shown in FIG. Therefore, when the refractive index is n 2 = 2 and n 1 = 1, an approximate expression is obtained by creating a table for the incident angle φ and the amplitude reflectance rp. However, since the sign changes at θ (Brewster angle) where rp = 0 in Equation (10), an approximate expression from the
The approximate expression from the Brewster angle to the incident angle of 90 ° is φ = 863.81 {rp} 2 −165.24 {rp} +59.195 (13)
It becomes. Here, since the incident angle φ = the observation angle θ, the equations (12) and (13) are respectively θ = 25.881 {rp} 2 −52.528 {rp} +152.382 (14)
θ = 863.81 {rp} 2 −165.24 {rp} +59.195 (15)
It becomes.
したがって、近似式（１４）、（１５）を用いて式（１１）から相対角度αを計測することができる。 Therefore, the relative angle α can be measured from the equation (11) using the approximate equations (14) and (15).
このようにして０°〜９０°の間の相対角度が計測されると、本実施形態に係る物体検出装置１３１による物体検出処理は終了する。 When the relative angle between 0 ° and 90 ° is measured in this way, the object detection process by the object detection device 131 according to the present embodiment ends.
尚、上述した説明では地平面に対する算出方法を説明したが、水平偏波と垂直偏波を読み替えることによって、垂直な立体物に対しても０°〜９０°の間の相対角度を計測することができる。 In the above description, the calculation method for the horizontal plane has been described. However, by measuring the horizontal polarization and the vertical polarization, the relative angle between 0 ° and 90 ° can be measured even for a vertical solid object. Can do.
［第３実施形態の効果］
以上詳細に説明したように、本発明を適用した第３実施形態に係る物体検出装置によれば、受信偏波比が０．９より大きく１．１未満のときに、垂直偏波または水平偏波の振幅反射率に基づいて０°〜９０°の間の相対角度を計測するので、地面（路面など）が０°〜９０°まで連続的に変化するような場合でも相対角度を計測することができる。
[Effect of the third embodiment]
As described above in detail, according to the object detection device according to the third embodiment to which the present invention is applied, when the reception polarization ratio is greater than 0.9 and less than 1.1, the vertical polarization or horizontal polarization is Since the relative angle between 0 ° and 90 ° is measured based on the amplitude reflectance of the wave, the relative angle should be measured even when the ground (road surface, etc.) continuously changes from 0 ° to 90 °. Can do.
［第４実施形態］
次に、本発明を適用した第４実施形態について図面を参照して説明する。尚、上述した第１〜第３実施形態と同様の部分については同一の番号を付して詳細な説明は省略する。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings. In addition, about the part similar to the 1st-3rd embodiment mentioned above, the same number is attached | subjected and detailed description is abbreviate | omitted.
［物体検出装置の構成］
図１７は本実施形態に係る物体検出装置の構成を示すブロック図である。図１７に示すように、本実施形態に係る物体検出装置１７１は、アンテナを２次元に配列した２次元アレイアンテナ１７２と、水平偏波及び垂直偏波の受信振幅と検知角との間の関係から立体物と地平面との境界を検出する境界検出部１７３とをさらに備えている。
[Configuration of Object Detection Device]
FIG. 17 is a block diagram showing the configuration of the object detection apparatus according to this embodiment. As shown in FIG. 17, the object detection apparatus 171 according to this embodiment includes a two-dimensional array antenna 172 in which antennas are two-dimensionally arranged, and the relationship between the reception amplitude and detection angle of horizontal polarization and vertical polarization. And a
２次元アレイアンテナ１７２は、アンテナの配列を２次元にしたものであり、例えば４０×４０画素の配列として画像を取得することができる。 The two-dimensional array antenna 172 has a two-dimensional antenna arrangement, and can acquire an image as an array of 40 × 40 pixels, for example.
境界検出部１７３は、水平偏波及び垂直偏波の受信振幅を検出して受信振幅とアンテナの検知角との間の関係を求め、受信振幅が予め設定された変動量を超える点を変極点として検出し、この変極点における検知角を立体物と地平面との境界として検出する。
The
［物体検出処理の手順］
次に、本実施形態に係る物体検出装置１７１による物体検出処理の手順を図１８のフローチャートを参照して説明する。ただし、図１８に示すステップＳ４０１〜Ｓ４０８までの処理は、図１４に示すステップＳ３０１〜Ｓ３０８までの処理と同様なので、説明は省略する。
[Object detection process]
Next, the procedure of object detection processing by the object detection device 171 according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. However, the processing from step S401 to S408 shown in FIG. 18 is the same as the processing from step S301 to S308 shown in FIG.
図１８に示すように、ステップＳ４０９において、境界検出部１７３は、２次元アレイアンテナ１７２で受信した水平偏波及び垂直偏波の受信振幅を検出して受信振幅と検知角βとの間の関係を求める。
As shown in FIG. 18, in step S409, the
ここで、受信振幅と検知角βとの間の関係を、図１９を参照して具体的に説明する。図１９では、受信振幅と検知角βとの間の関係に水平偏波及び垂直偏波の画像を対応させて示しており、右端に立体物が存在している画像を一例として示している。 Here, the relationship between the reception amplitude and the detection angle β will be specifically described with reference to FIG. In FIG. 19, horizontal polarization and vertical polarization images are associated with the relationship between the reception amplitude and the detection angle β, and an image in which a three-dimensional object is present at the right end is illustrated as an example.
図１９（ａ）に示すように、水平偏波の画像では立体物近傍の地平面に立体物による反射があるため（斜線部分）、立体物と地平面との間の境界が明確になっていない。しかしながら、水平偏波の受信振幅Ｐｈと検知角βとの間の関係を参照すると、予め設定した変動量、例えば５％を超えて受信振幅Ｐｈが変動する点を変極点とした場合に、立体物と地平面との境界で変極点ｈ１が存在していることが分かる。さらに、立体物による反射がなくなるところで変極点ｈ２が存在している。 As shown in FIG. 19A, in the horizontally polarized image, the ground plane in the vicinity of the three-dimensional object is reflected by the three-dimensional object (shaded portion), so the boundary between the three-dimensional object and the ground plane is clear. Absent. However, referring to the relationship between the reception amplitude Ph of the horizontally polarized wave and the detection angle β, if the point where the reception amplitude Ph fluctuates in excess of a preset fluctuation amount, for example, 5% is used as the inflection point, the three-dimensional It can be seen that the inflection point h1 exists at the boundary between the object and the ground plane. Furthermore, an inflection point h2 exists where there is no reflection by the three-dimensional object.
一方、図１９（ｂ）に示すように、垂直偏波の画像では立体物による反射がないため、立体物と地平面との境界は明確になっており、垂直偏波の受信振幅Ｐｖと検知角βとの間の関係を参照すると、立体物と地平面との境界で変極点ｖ１、ｖ２が存在している。 On the other hand, as shown in FIG. 19B, since there is no reflection by the three-dimensional object in the vertically polarized image, the boundary between the three-dimensional object and the ground plane is clear, and the reception amplitude Pv of the vertically polarized wave and the detection are detected. Referring to the relationship between the angle β, inflection points v1 and v2 exist at the boundary between the three-dimensional object and the ground plane.
したがって、受信振幅Ｐｈ、Ｐｖと検知角βとの間の関係から変極点の位置を求めると、計測対象物における立体物と地平面との境界を検出することができる。 Therefore, when the position of the inflection point is obtained from the relationship between the reception amplitudes Ph and Pv and the detection angle β, the boundary between the three-dimensional object and the ground plane in the measurement object can be detected.
また、水平偏波における変極点ｈ２の検知角β２と垂直偏波における変極点ｖ２の検知角β１との間の範囲は、立体物による反射が影響している部分なので、地平面であると判定することができる。したがって、検知角β１と検知角β２の範囲を相対角度が０°であると判定するようにしてもよい。 Further, since the range between the detection angle β2 of the inflection point h2 in the horizontal polarization and the detection angle β1 of the inflection point v2 in the vertical polarization is a portion affected by the reflection by the three-dimensional object, it is determined to be the ground plane. can do. Therefore, the range of the detection angle β1 and the detection angle β2 may be determined as a relative angle of 0 °.
このようにして立体物と地平面との境界が検出されると、本実施形態に係る物体検出装置１７１による物体検出処理は終了する。 When the boundary between the three-dimensional object and the ground plane is detected in this way, the object detection process by the object detection device 171 according to the present embodiment is finished.
尚、本実施形態では地平面を基準として説明したが、壁面等の垂直な面を基準としても水平偏波と垂直偏波を逆にして考えれば、同様の結果を得ることができる。また、本実施形態では２次元アレイアンテナを使用する場合について説明したが、１素子のアンテナあるいはアレイアンテナを空間的に走査することによって代用することも可能である。 Although the present embodiment has been described with reference to the ground plane, the same result can be obtained if the horizontal polarization and the vertical polarization are reversed with reference to a vertical surface such as a wall surface. In the present embodiment, the case where a two-dimensional array antenna is used has been described. However, it is also possible to substitute a single element antenna or array antenna by spatially scanning.
［第４実施形態の効果］
以上詳細に説明したように、本発明を適用した第４実施形態に係る物体検出装置によれば、水平偏波及び垂直偏波の受信振幅と検知角との間の関係を求め、変極点における検知角を立体物と地平面との境界として検出するので、より高精度に立体物と地平面との境界を検出することができる。
[Effect of Fourth Embodiment]
As described above in detail, according to the object detection device according to the fourth embodiment to which the present invention is applied, the relationship between the reception amplitude and the detection angle of the horizontal polarization and the vertical polarization is obtained, and the inflection point is obtained. Since the detection angle is detected as the boundary between the three-dimensional object and the ground plane, the boundary between the three-dimensional object and the ground plane can be detected with higher accuracy.
［第５実施形態］
次に、本発明を適用した第５実施形態について図面を参照して説明する。尚、上述した第１〜第４実施形態と同様の部分については同一の番号を付して詳細な説明は省略する。
[Fifth Embodiment]
Next, a fifth embodiment to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings. In addition, about the part similar to the 1st-4th embodiment mentioned above, the same number is attached | subjected and detailed description is abbreviate | omitted.
［物体検出装置の構成］
図２０は本実施形態に係る物体検出装置の構成を示すブロック図である。図２０に示すように、本実施形態に係る物体検出装置２０１は車両に搭載されており、車両の傾きに応じて地平線の位置を補正する地平線補正部２０２と、車両の走行路面を検出する走行路面検出部２０３とをさらに備えている。
[Configuration of Object Detection Device]
FIG. 20 is a block diagram showing the configuration of the object detection apparatus according to this embodiment. As shown in FIG. 20, an
地平線補正部２０２は、自車両の加減速信号に基づいて車両の傾きを検出し、車両の傾きに基づいて地平線の位置を補正する。
The
走行路面検出部２０３は、相対角度計測部５で計測された相対角度が０°で、尚且つ平滑度計測部４で平滑であると判定された計測対象物を車両の走行路面として検出する。
The traveling road
［物体検出処理の手順］
次に、本実施形態に係る物体検出装置２０１による物体検出処理の手順を図２１のフローチャートを参照して説明する。ただし、図２１に示すステップＳ５０２〜Ｓ５１０までの処理は、図１８に示すステップＳ４０１〜Ｓ４０９までの処理と同様なので、説明は省略する。
[Object detection process]
Next, the procedure of object detection processing by the
図２１に示すように、ステップＳ５０１において、地平線補正部２０２は、自車両の加減速信号に基づいて車両の傾きを検出し、車両の傾きに基づいて地平線の位置を補正する。本実施形態に係る物体検出装置２０１を車両に搭載すると、自車両が加速したときや減速したときに車両が前方や後方に傾いて地平線の位置に誤差が生じることが考えられる。
As shown in FIG. 21, in step S501, the
そこで、地平線補正部２０２は、車載ＬＡＮなどを介して取得した車両の加減速信号や３軸加速度センサの出力信号に基づいて、地平線、すなわち地平面と天空との境界線を補正する。
Therefore, the
具体的に補正方法を説明すると、車両の加減速信号に応じて車両がどの程度傾くかを予め測定しておき、加減速信号を受信したときに予め測定されている車両の傾きに応じてアンテナ観測面を傾けることによって地平線の位置を補正する。また、加減速信号を受信していないときの地平線の位置を予め記憶しておき、加減速信号を受信して地平線の位置が変化した場合には加減速信号を受信していないときの地平線の位置へ変更するように補正してもよい。より簡単な方法では車両の傾きを検出するセンサを設置しておき、そのセンサの検出値に応じて地平線の位置を補正するようにしてもよい。また、車両の傾きをセンサまたは地平線の位置から求めて、後述の相対角度を求めた後に補正してもよい。 The correction method will be described in detail. The degree of inclination of the vehicle is measured in advance according to the acceleration / deceleration signal of the vehicle, and the antenna is determined according to the inclination of the vehicle measured in advance when the acceleration / deceleration signal is received. The position of the horizon is corrected by tilting the observation surface. In addition, the position of the horizon when the acceleration / deceleration signal is not received is stored in advance, and when the acceleration / deceleration signal is received and the position of the horizon changes, the position of the horizon when the acceleration / deceleration signal is not received is stored. You may correct | amend so that it may change to a position. In a simpler method, a sensor that detects the inclination of the vehicle may be installed, and the position of the horizon may be corrected according to the detection value of the sensor. Further, the inclination of the vehicle may be obtained from the position of the sensor or the horizon and corrected after obtaining the relative angle described later.
こうして地平線の位置が補正されると、その補正結果が物体検知部３、平滑度計測部４、相対角度計測部５に送信されてステップＳ５０２〜Ｓ５１０までの処理が実行される。これらの処理は図１８に示すステップＳ４０１〜Ｓ４０９までの処理と同様なので、詳細な説明は省略する。
When the position of the horizon is corrected in this way, the correction result is transmitted to the
そして、ステップＳ５１１では、計測された相対角度及び平滑度から車両前方にある走行路面を検出する。具体的に説明すると、相対角度計測部５で計測された相対角度が０°で、尚且つ平滑度計測部４で平滑であると判定された計測対象物を車両の走行路面として検出する。
In step S511, the traveling road surface in front of the vehicle is detected from the measured relative angle and smoothness. More specifically, a measurement object whose relative angle measured by the relative
例えば、本実施形態に係る物体検出装置２０１を搭載した車両が、図２２に示すような状況を走行している場合について説明する。
For example, the case where the vehicle carrying the
図２２に示すように、車両２１の右前方には人２２と建物２３が存在し、左前方には雪壁２５が存在している。また左前方の路面上には積雪２６が広がっている。
As shown in FIG. 22, a
このような状況において、車両２１の前方に設置された２次元アレイアンテナで電磁波を受信して画像化すると、図２３に示すような画像を取得することができる。
In such a situation, when an electromagnetic wave is received and imaged by a two-dimensional array antenna installed in front of the
図２３（ａ）は水平偏波の受信振幅画像であり、図２３（ｂ）は垂直偏波の受信振幅画像である。このような画像に対してステップＳ５０４において物体の黒体温度を検出することによって天空と地平面を識別し、次にステップＳ５０５において平滑度を計測することによって平滑な計測対象物を検出する。 FIG. 23A is a horizontal polarization reception amplitude image, and FIG. 23B is a vertical polarization reception amplitude image. In step S504, the sky and the ground plane are identified in such an image by detecting the black body temperature of the object, and in step S505, smoothness is measured to detect a smooth measurement target.
このとき第１実施形態では入射角φに対して平滑度Ｓｂを求めたが、本物体検出装置２０１を車両に搭載した場合には車両からの距離に対して平滑度Ｓｂを求める必要がある。そこで、車両からの距離ｄに対して平滑度Ｓｂを求める。まず、２次元アレイアンテナ１７２が車両に設置された高さをｈ、車両からの距離をｄ、観測角をθとすると、
ｔａｎθ＝ｄ／ｈ （１６）
となる。ここで
ｔａｎθ＝ｓｉｎθ／ｃｏｓθ＝ｄ／ｈ
ｓｉｎθ＝ｄ・ｃｏｓθ／ｈ （１７）
となり、観測角θと入射角φは
θ＝φ
なので、式（１７）を式（２）に代入すると
Ｓｂ＜０．３・λ・ｈ／（４π・ｄ・ｃｏｓφ） （１８）
となる。この式（１８）に基づいて、ｈ＝１ｍの場合の平滑度Ｓｂを算出すると、図２４に示すようなグラフとなる。したがって、式（１８）を満たす平滑度Ｓｂの範囲は図２４に示す曲線より下の部分となるので、曲線より下の領域の計測結果となった場合には計測対象物を平滑であると判定し、曲線より上の領域の計測結果となった場合には計測対象物を平滑ではないと判定する。
At this time, in the first embodiment, the smoothness Sb is obtained with respect to the incident angle φ. However, when the
tan θ = d / h (16)
It becomes. Where tan θ = sin θ / cos θ = d / h
sin θ = d · cos θ / h (17)
And the observation angle θ and the incident angle φ are θ = φ
Therefore, when Expression (17) is substituted into Expression (2), Sb <0.3 · λ · h / (4π · d · cos φ) (18)
It becomes. When the smoothness Sb in the case of h = 1 m is calculated based on this equation (18), a graph as shown in FIG. 24 is obtained. Therefore, since the range of the smoothness Sb that satisfies the equation (18) is a portion below the curve shown in FIG. 24, it is determined that the measurement object is smooth when the measurement result of the region below the curve is obtained. When the measurement result of the area above the curve is obtained, it is determined that the measurement object is not smooth.
こうして平滑な計測対象物が検出されると、次にステップＳ５０６において平滑な計測対象物の相対角度を計測する。そして、上述した平滑度及び相対角度の計測結果に基づいて、図２３（ａ）と図２３（ｂ）の画像を合成すると、図２３（ｃ）に示すような画像となる。 When a smooth measurement object is detected in this way, the relative angle of the smooth measurement object is measured in step S506. Then, when the images of FIG. 23A and FIG. 23B are combined based on the above-described smoothness and relative angle measurement results, an image as shown in FIG. 23C is obtained.
ここで、走行路面検出部２０３は、相対角度が０°で、尚且つ平滑であると判定された計測対象物を車両の走行路面として検出する処理を行い、図２３（ｃ）では縦線で示した領域を走行路面として検出している。
Here, the traveling road
このようにして走行路面が検出されると、本実施形態に係る物体検出装置２０１による物体検出処理は終了する。
When the traveling road surface is detected in this way, the object detection process by the
［第５実施形態の効果］
以上詳細に説明したように、本発明を適用した第５実施形態に係る物体検出装置によれば、車両の加減速信号に基づいて車両の傾きを検出し、車両の傾きに基づいて地平線の位置あるいは相対角度を補正するので、本物体検出装置を車両に搭載した場合でも正確に物体または走行路面を検出することができる。
[Effect of Fifth Embodiment]
As described above in detail, according to the object detection device according to the fifth embodiment to which the present invention is applied, the inclination of the vehicle is detected based on the acceleration / deceleration signal of the vehicle, and the position of the horizon is determined based on the inclination of the vehicle. Alternatively, since the relative angle is corrected, the object or the traveling road surface can be accurately detected even when the object detection device is mounted on a vehicle.
特に、本物体検出装置によれば、相対角度が０°で、尚且つ平滑であると判定された計測対象物を車両の走行路面として検出するので、立体的な障害物はもちろん畑のような走行不可能な領域を確実に除外して安全に走行できる路面を検出することができる。 In particular, according to the present object detection device, the measurement object that is determined to be smooth with a relative angle of 0 ° is detected as the road surface of the vehicle. It is possible to detect a road surface that can be safely traveled by reliably excluding the region where travel is impossible.
［第６実施形態］
次に、本発明を適用した第６実施形態について図面を参照して説明する。尚、上述した第１〜第５実施形態と同様の部分については同一の番号を付して詳細な説明は省略する。
[Sixth Embodiment]
Next, a sixth embodiment to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings. In addition, about the part similar to 1st-5th embodiment mentioned above, the same number is attached | subjected and detailed description is abbreviate | omitted.
［物体検出装置の構成］
図２５は本実施形態に係る物体検出装置の構成を示すブロック図である。図２５に示すように、本実施形態に係る物体検出装置２５１は、立体物と地平面との間が鉛直に接続される鉛直境界を検出する鉛直境界検出部２５２と、鉛直境界より下方の相対角度を０°に補正する相対角度補正部２５３とをさらに備えている。
[Configuration of Object Detection Device]
FIG. 25 is a block diagram showing the configuration of the object detection apparatus according to this embodiment. As shown in FIG. 25, the object detection device 251 according to this embodiment includes a vertical
鉛直境界検出部２５２は、変極点を３つ以上検出した場合に境界検出部１７３で検出した境界を鉛直境界であると判定しており、特に３つ以上の変極点のうちで受信振幅が下降から上昇へ急激に変化する変極点における検知角を、鉛直境界であると判定している。また、このとき受信振幅が下降から上昇へ５％以上変動した場合に鉛直境界であると判定することが好ましい。
The vertical
相対角度補正部２５３は、受信振幅が鉛直境界を基準に対象性を有するとともに、鉛直境界より下方の計測対象物が平滑である場合に、鉛直境界より下方の相対角度を０°に補正している。また、このとき水平偏波及び垂直偏波の画像において鉛直境界を所定幅以上検出した場合に相対角度を０°に補正することが好ましい。
The relative
［物体検出処理の手順］
次に、本実施形態に係る物体検出装置２５１による物体検出処理の手順を図２６のフローチャートを参照して説明する。ただし、図２６に示すステップＳ６０１〜Ｓ６０９までの処理は、図１８に示すステップＳ４０１〜Ｓ４０９までの処理と同様なので、説明は省略する。
[Object detection process]
Next, the procedure of object detection processing by the object detection apparatus 251 according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. However, the processing from step S601 to S609 shown in FIG. 26 is the same as the processing from step S401 to S409 shown in FIG.
図２６に示すように、ステップＳ６１０では、鉛直境界検出部２５２が、２次元アレイアンテナ１７２で受信した水平偏波及び垂直偏波の受信振幅を検出し、この受信振幅と検知角βとの間の関係を求めて、この関係から立体物と地平面との間が鉛直に接続される鉛直境界を検出している。
As shown in FIG. 26, in step S610, the vertical
ここで、受信振幅と検知角βとの間の関係を図２７に示す。図２７では、受信振幅と検知角βとの間の関係に水平偏波及び垂直偏波の画像を対応させて示しており、右端に立体物が存在している画像を一例として示している。上述した第４実施形態の境界検出部１７３では、検出する受信振幅の感度が低いために図１９に示すように受信振幅の変化は穏やかなものになっているが、本実施形態の鉛直境界検出部２５２では、検出する受信振幅の感度が高いので図２７に示すように受信振幅の変化は鋭いものとなっている。これにより、境界検出部１７３では立体物と地平面との境界であれば、鉛直なものも鉛直でないものもすべて同様に検出していたが、本実施形態の鉛直境界検出部２５２では地平面と立体物が垂直に接続されている鉛直境界を特に検出することができる。
Here, the relationship between the reception amplitude and the detection angle β is shown in FIG. In FIG. 27, a horizontal polarization image and a vertical polarization image are associated with the relationship between the reception amplitude and the detection angle β, and an image in which a three-dimensional object is present at the right end is illustrated as an example. In the
そこで、本実施形態の鉛直境界検出部２５２による鉛直境界の検出方法を説明する。図２７（ａ）に示す水平偏波の画像では、立体物近傍の地平面に立体物による反射があるため（斜線部分）、立体物と地平面との間の境界が明確になっていない。しかしながら、実験による検証の結果、立体物と地平面とが鉛直に接続される鉛直境界では、変極点が３つ以上存在していることが分かった。
Therefore, a method for detecting a vertical boundary by the vertical
そこで、本実施形態の鉛直境界検出部２５２では変極点を３つ以上検出した場合に、境界検出部１７３で検出した境界を鉛直境界であると判定する。例えば、図２７（ａ）では変極点がｈ１〜ｈ３の３つ存在しているので、境界検出部１７３で検出した境界を鉛直境界であると判定することができる。
Therefore, the vertical
さらに、本実施形態の鉛直境界検出部２５２では、変極点が３つ以上あり、尚且つ３つの変極点のうちで受信振幅が急激に変化する変極点がある場合をグリントの条件と定め、このグリントの条件を満たす変極点における検知角を鉛直境界であると判定するようにしている。
Further, in the vertical
例えば、図２７（ａ）では変極点ｈ３において受信振幅が下降から上昇へ急激に変化しているので、この変極点ｈ３における検知角を鉛直境界として検出する。ただし、このとき受信振幅が下降から上昇へ５％以上変動している場合に鉛直境界として検出する。さらに分解能１°のときに変極点ｈ３の検知角から±３°以内に変極点ｈ１、ｈ２が存在している場合に鉛直境界として検出してもよい。尚、図２７（ａ）では変極点ｈ３において受信振幅が下降から上昇へ急激に変化している場合を示したが、受信振幅が上昇から下降へ急激に変化する場合も同様に鉛直境界として検出することができる。 For example, in FIG. 27 (a), the reception amplitude changes suddenly from falling to rising at the inflection point h3, and therefore the detection angle at this inflection point h3 is detected as a vertical boundary. However, at this time, when the reception amplitude fluctuates by 5% or more from descending to rising, it is detected as a vertical boundary. Further, when the inflection points h1 and h2 exist within ± 3 ° from the detection angle of the inflection point h3 when the resolution is 1 °, it may be detected as a vertical boundary. FIG. 27A shows the case where the reception amplitude changes suddenly from the decrease to the increase at the inflection point h3. Similarly, the case where the reception amplitude changes suddenly from the increase to the decrease is also detected as a vertical boundary. can do.
このようにして鉛直境界を検出することにより、鉛直境界をより正確に検出することができる。 By detecting the vertical boundary in this way, the vertical boundary can be detected more accurately.
また、同様に図２７（ｂ）に示す垂直偏波の画像についても、変極点がｖ１〜ｖ３の３つあり、３つの変極点のうちで受信振幅が下降から上昇へ急激に変化する変極点ｖ３における検知角を鉛直境界であると判定する。 Similarly, for the vertically polarized image shown in FIG. 27 (b), there are three inflection points v1 to v3, and among the three inflection points, the inflection point at which the reception amplitude rapidly changes from falling to rising. The detection angle in v3 is determined to be a vertical boundary.
このようにして本実施形態の鉛直境界検出部２５２は、立体物と地平面との間が鉛直に接続されている鉛直境界を検出することができる。
In this manner, the vertical
こうして鉛直境界が検出されると、次にステップＳ６１１において相対角度補正部２５３によって鉛直境界より下方の相対角度を０°に補正する。図２７（ａ）に示すように、水平偏波では鉛直境界よりも下方に立体物による反射が影響している部分がある。そこで、相対角度補正部２５３では、受信振幅が鉛直境界を基準に対象性を有するとともに、鉛直境界より下方の計測対象物が平滑である場合に、鉛直境界より下方の相対角度を０°に補正している。
When the vertical boundary is thus detected, the relative
例えば、図２７（ａ）に示すように立体物による反射（斜線部分）が映り込んでいる場合には、鉛直境界より下方の受信振幅は立体物による反射なので、鉛直境界の上下において受信振幅は対象な形状となる。また、立体物による反射が映り込むためには鉛直境界よりも下方が平滑でなければならない。 For example, as shown in FIG. 27 (a), when the reflection (shaded portion) by a three-dimensional object is reflected, the reception amplitude below the vertical boundary is reflection by the three-dimensional object, so the reception amplitude is above and below the vertical boundary. The target shape. Further, in order for reflection by a three-dimensional object to be reflected, the lower side than the vertical boundary must be smooth.
そこで、相対角度補正部２５３は、図２７（ａ）に示す鉛直境界を境に受信振幅を示す曲線Ｌ１とＬ２が上下でほぼ対象な形状をしており、さらに鉛直境界より下方の計測対象物である地平面が平滑度計測部４において平滑であると判定されている場合には、鉛直境界より下方の相対角度を０°に補正する。
In view of this, the relative
また、このとき水平偏波及び垂直偏波の画像において鉛直境界を所定幅以上、例えば６画素以上検出した場合に相対角度を０°に補正することが好ましい。例えば、図２７（ａ）の鉛直境界を示す線分ｓの長さが６画素以上ある場合には十分に大きな立体物が存在していることになるので、その立体物による反射が地平面に映り込んでいる可能性が高いことになる。 At this time, it is preferable to correct the relative angle to 0 ° when the vertical boundary is detected to have a predetermined width or more, for example, 6 pixels or more in the horizontally polarized wave and vertically polarized image. For example, when the length of the line segment s indicating the vertical boundary in FIG. 27A is 6 pixels or more, there is a sufficiently large three-dimensional object, so that the reflection from the three-dimensional object is reflected on the ground plane. The possibility that it is reflected is high.
したがって、水平偏波及び垂直偏波の画像において鉛直境界を所定幅以上検出した場合に相対角度を０°に補正すると、反射による誤検出を防止できる可能性を高めることができる。 Therefore, if the relative angle is corrected to 0 ° when the vertical boundary is detected to have a predetermined width or more in the horizontally polarized image and the vertically polarized image, it is possible to increase the possibility that erroneous detection due to reflection can be prevented.
このようにして相対角度補正部２５３によって相対角度が０°に補正されると、本実施形態に係る物体検出装置２５１による物体検出処理は終了する。
In this way, when the relative angle is corrected to 0 ° by the relative
尚、本実施形態では地平面を基準として説明したが、壁面等の垂直な面を基準としても水平偏波と垂直偏波を逆にして考えれば、同様の結果を得ることができる。また、本実施形態では２次元アレイアンテナを使用する場合について説明したが、１素子のアンテナあるいはアレイアンテナを空間的に走査することによって代用することも可能である。 Although the present embodiment has been described with reference to the ground plane, the same result can be obtained if the horizontal polarization and the vertical polarization are reversed with reference to a vertical surface such as a wall surface. In the present embodiment, the case where a two-dimensional array antenna is used has been described. However, it is also possible to substitute a single element antenna or array antenna by spatially scanning.
［第６実施形態の効果］
以上詳細に説明したように、本発明を適用した第６実施形態に係る物体検出装置によれば、変極点を３つ以上検出した場合に、境界検出部１７３で検出した境界を鉛直境界であると判定するので、地平面と立体物の境界の中で特に鉛直に接続される境界を検出することができ、これによってより高精度に立体物と地平面との境界を検出することができる。
[Effects of Sixth Embodiment]
As described above in detail, according to the object detection device according to the sixth embodiment to which the present invention is applied, the boundary detected by the
また、本発明を適用した第６実施形態に係る物体検出装置によれば、３つ以上の変極点のうちで受信振幅が急激に変化する変極点における検知角を、鉛直境界であると判定するので、受信振幅に基づいてより正確に鉛直境界を検出することができる。 Moreover, according to the object detection device according to the sixth embodiment to which the present invention is applied, the detection angle at the inflection point at which the reception amplitude changes abruptly among three or more inflection points is determined as the vertical boundary. Therefore, the vertical boundary can be detected more accurately based on the reception amplitude.
さらに、本発明を適用した第６実施形態に係る物体検出装置によれば、３つ以上の変極点のうちで受信振幅が下降から上昇へ急激に変化する変極点における検知角を、鉛直境界であると判定するので、受信振幅に基づいてより正確に鉛直境界を検出することができる。 Furthermore, according to the object detection apparatus according to the sixth embodiment to which the present invention is applied, the detection angle at the inflection point at which the reception amplitude rapidly changes from the decrease to the increase among the three or more inflection points is expressed by the vertical boundary. Since it is determined that there is, the vertical boundary can be detected more accurately based on the reception amplitude.
また、本発明を適用した第６実施形態に係る物体検出装置によれば、受信振幅が下降から上昇へ５％以上変動する変極点における検知角を鉛直境界であると判定するので、実際の環境において有効に適用して確実に鉛直境界を検出することができる。 Further, according to the object detection apparatus according to the sixth embodiment to which the present invention is applied, the detection angle at the inflection point where the reception amplitude fluctuates by 5% or more from the decrease to the increase is determined to be the vertical boundary. In this case, the vertical boundary can be detected reliably.
さらに、本発明を適用した第６実施形態に係る物体検出装置によれば、受信振幅が鉛直境界を基準に対象性を有するとともに、鉛直境界より下方の計測対象物が平滑である場合に、鉛直境界より下方の相対角度を０°に補正するので、立体物の反射が地平面に映り込んでいる場合でも誤検知を防止して地平面を確実に識別することができる。 Furthermore, according to the object detection apparatus according to the sixth embodiment to which the present invention is applied, when the reception amplitude has a target property with respect to the vertical boundary, and the measurement object below the vertical boundary is smooth, Since the relative angle below the boundary is corrected to 0 °, even when the reflection of the three-dimensional object is reflected on the ground plane, erroneous detection can be prevented and the ground plane can be reliably identified.
また、本発明を適用した第６実施形態に係る物体検出装置によれば、水平偏波及び垂直偏波の画像において鉛直境界を所定幅以上検出した場合に相対角度を０°に補正するので、立体物による反射が起こる可能性の高い大きな立体物が存在する場合に反射による誤検出を確実に防止することができる。 Further, according to the object detection device according to the sixth embodiment to which the present invention is applied, the relative angle is corrected to 0 ° when the vertical boundary is detected to be a predetermined width or more in the horizontally polarized wave and vertically polarized image. When there is a large three-dimensional object that is highly likely to be reflected by the three-dimensional object, erroneous detection due to reflection can be reliably prevented.
なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施の形態に限定されることはなく、この実施の形態以外の形態であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計などに応じて種々の変更が可能であることは勿論である。 The above-described embodiment is an example of the present invention. For this reason, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and even if it is a form other than this embodiment, as long as it does not depart from the technical idea according to the present invention, the design and the like Of course, various modifications are possible.
１、８１、１３１、１７１、２０１、２５１ 物体検出装置
２ アンテナ
３ 物体検知部
４ 平滑度計測部
５ 相対角度計測部
８２ 進入物体検出部
１３２ アレイアンテナ
１３３ 第２相対角度計測部
１７２ ２次元アレイアンテナ
１７３ 境界検出部
２０２ 地平線補正部
２０３ 走行路面検出部
２５２ 鉛直境界検出部
２５３ 相対角度補正部
1, 81, 131, 171, 201, 251
Claims (21)
前記アンテナで受信した水平偏波及び垂直偏波の受信電磁波量に基づいて前記計測対象物の黒体温度を算出して前記計測対象物を検出する物体検知手段と、
前記アンテナで受信した水平偏波及び垂直偏波の波長と入射角とに基づいて前記計測対象物が平滑であるか否かを判定し、前記物体検知手段で検出された前記計測対象物の中から平滑な計測対象物を検出する平滑度計測手段と、
前記垂直偏波の受信電磁波量と前記水平偏波の受信電磁波量との間の差異に基づいて、前記平滑度計測手段で検出された前記計測対象物と前記アンテナのアンテナ観測面との間の相対角度を計測する相対角度計測手段と
を備えていることを特徴とする物体検出装置。 An antenna that detects horizontal and vertical polarization of electromagnetic waves radiated from the measurement object;
Object detection means for detecting the measurement object by calculating the black body temperature of the measurement object based on the amount of received electromagnetic waves of horizontal polarization and vertical polarization received by the antenna;
It is determined whether or not the measurement object is smooth based on the wavelength and incident angle of horizontal and vertical polarization received by the antenna, and the measurement object detected by the object detection means Smoothness measuring means for detecting a smooth measurement object from
Based on the difference between the received electromagnetic wave amount of the vertically polarized wave and the received electromagnetic wave amount of the horizontally polarized wave, between the measurement object detected by the smoothness measuring means and the antenna observation surface of the antenna An object detection apparatus comprising: a relative angle measurement unit that measures a relative angle.
前記アンテナで受信した水平偏波及び垂直偏波の受信電磁波量に基づいて前記計測対象物の黒体温度を算出して前記計測対象物を検出する物体検知ステップと、
前記アンテナで受信した水平偏波及び垂直偏波の波長と入射角とに基づいて前記計測対象物が平滑であるか否かを判定し、前記物体検知ステップで検出された前記計測対象物の中から平滑な計測対象物を検出する平滑度計測ステップと、
前記垂直偏波の受信電磁波量と前記水平偏波の受信電磁波量との間の差異に基づいて、前記平滑度計測ステップで検出された前記計測対象物と前記アンテナのアンテナ観測面との間の相対角度を計測する相対角度計測ステップと
を含むことを特徴とする物体検出方法。 An object detection method for detecting the measurement object by receiving horizontal polarization and vertical polarization of electromagnetic waves radiated from the measurement object by an antenna,
An object detection step of detecting the measurement object by calculating the black body temperature of the measurement object based on the amount of received electromagnetic waves of horizontal polarization and vertical polarization received by the antenna;
It is determined whether or not the measurement object is smooth based on the wavelength and the incident angle of the horizontally and vertically polarized waves received by the antenna, and the measurement object detected in the object detection step A smoothness measuring step for detecting a smooth measurement object from:
Based on the difference between the received electromagnetic wave amount of the vertically polarized wave and the received electromagnetic wave amount of the horizontally polarized wave, between the measurement object detected in the smoothness measuring step and the antenna observation surface of the antenna. And a relative angle measuring step of measuring a relative angle.
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