JP6403145B2 - 電波センサおよび検知方法 - Google Patents

Description

本発明は、電波センサおよび検知方法に関し、特に、電波を用いて対象エリアにおける検知対象を検知する電波センサおよび検知方法に関する。

”車載用ミリ波レーダ”（非特許文献１）および”拡大するミリ波技術の応用”（非特許文献２）には、電波センサの変復調方式として、たとえば２周波ＣＷ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ−Ｗａｖｅ）方式およびＦＭＣＷ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｍｏｄｕｌａｔｅｄ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ−Ｗａｖｅ）方式が開示されている。２周波ＣＷ方式を用いる電波センサは、たとえば、周波数ｆ１の電波と周波数ｆ１とわずかに異なる周波数ｆ２の電波とを所定間隔で時分割に切替えて目標へ送信する。また、ＦＭＣＷ方式を用いる電波センサは、たとえば、周波数が線形に増加するように周波数変調した電波と、周波数が線形に減少するように周波数変調した電波とを交互に目標へ送信する。

稲葉 敬之、桐本 哲郎、"車載用ミリ波レーダ"、自動車技術、２０１０年２月、第６４巻、第２号、Ｐ．７４−７９ 四分一 浩二、外２名、"拡大するミリ波技術の応用"、［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成２６年２月１２日検索］、インターネット〈ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｐｃ．ｃｏ．ｊｐ／ｓｐｃ／ｐｄｆ／ｇｉｈｏ２１＿０９．ｐｄｆ〉 神保 郁充、外２名、"２周波ＩＣＷ方式レーダの安全運転支援システムへの適用検討"、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ２０１３ ＩＥＩＣＥ Ｇｅｎｅｒａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ２０１３年総合大会講演論文集、２０１３年３月、講演番号：Ｂ−２−２３、Ｐ２６５

たとえば、２周波ＣＷ方式を用いる電波センサは、２周波ＣＷ方式を用いる他の電波センサ、およびＦＭＣＷ方式を用いる電波センサが送信する電波による干渉を受ける場合が多い。また、たとえば、自動車に取り付けられる電波センサは、ＦＭＣＷ方式が用いられることが多い。

たとえば、２周波ＣＷ方式を用いる電波センサを交差点の近傍に設置する場合、当該電波センサは、交差点の近傍を移動する自動車に取り付けられた電波センサから干渉を受ける場合がある。また、２周波ＣＷ方式を用いる電波センサを交差点の近傍に複数設置する場合、これらの電波センサ同士で干渉してしまう場合がある。そして、２周波ＣＷ方式を用いる電波センサは、このような干渉を受けることにより検知対象を誤って検知してしまうことがある。

この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、誤検知を抑制し、検知精度を向上させることが可能な電波センサおよび検知方法を提供することである。

（１）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる電波センサは、パルス状の電波であるパルス電波を対象エリアへ送信し、ｎ（ｎは１以上の整数）種類の周波数の上記パルス電波を所定の順番で送信する送信部と、上記対象エリアからの電波を受信する受信部と、上記受信部が受信した電波、および受信したタイミングに基づいて、上記対象エリアにおける検知対象を検知する検知部とを備え、上記送信部は、上記パルス電波の送信間隔を変更可能である。

（７）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる検知方法は、電波センサにおける検知方法であって、パルス状の電波であるパルス電波を対象エリアへ送信するステップを含み、上記パルス電波を送信するステップにおいては、ｎ（ｎは１以上の整数）種類の周波数の上記パルス電波を所定の順番で送信し、上記検知方法は、さらに、上記対象エリアからの電波を受信するステップと、受信した電波、および受信したタイミングに基づいて、上記対象エリアにおける検知対象を検知するステップと、上記パルス電波の送信間隔を変更するステップと、変更後の上記送信間隔で上記ｎ種類の周波数の上記パルス電波を上記所定の順番で送信するステップとを含む。

本発明は、このような特徴的な処理部を備える電波センサとして実現することができるだけでなく、かかる特徴的な処理のステップをコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現することができる。また、電波センサの一部または全部を実現する半導体集積回路として実現したり、電波センサを備えるシステムとして実現したりすることができる。

本発明によれば、誤検知を抑制し、検知精度を向上させることができる。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る信号制御システムの構成を示す図である。 図２は、比較例としてのＦＭＣＷ方式を用いる電波センサおよび２周波ＣＷ方式を用いる電波センサから送信される電波の周波数の時間変化の一例を示す図である。 図３は、本発明の第１の実施の形態に係る信号制御システムにおける電波センサの構成を示す図である。 図４は、本発明の第１の実施の形態に係る送信部が送信する電波の送信シーケンスの一例を示す図である。 図５は、本発明の第１の実施の形態に係る電波センサが用いる距離ゲート幅に基づいて設定される検知エリア、および対象エリアの一例を示す図である。 図６は、本発明の第１の実施の形態に係る送信アンテナ、受信アンテナおよび検知対象の配置の一例を示す図である。 図７は、本発明の第１の実施の形態に係る電波センサが距離ゲート幅に基づいて、受信する電波をサンプリングするタイミングの一例を示す図である。 図８は、本発明の第１の実施の形態に係る電波センサにおける信号処理部の構成を示す図である。 図９は、本発明の第１の実施の形態に係る信号処理部において処理されるデジタル信号の一例を示す図である。 図１０は、本発明の第１の実施の形態に係る電波センサにおける検知部の構成を示す図である。 図１１は、本発明の第１の実施の形態に係る検知部における対象波形取得部が取得する対象波形の一例を模式的に示す図である。 図１２は、本発明の第１の実施の形態に係る検知部における距離取得部の構成を示す図である。 図１３は、本発明の第１の実施の形態に係る検知エリア設定部により作成される検知エリア対応表の一例を示す図である。 図１４は、本発明の第１の実施の形態に係る検知結果出力部により作成される検知結果テーブルの一例を示す図である。 図１５は、本発明の第１の実施の形態に係る電波センサが対象エリアにおける検知対象を検知する際の動作手順を定めたフローチャートである。 図１６は、本発明の第２の実施の形態に係る電波センサの構成を示す図である。 図１７は、本発明の第２の実施の形態に係る送信部が送信する電波の送信シーケンスの一例を示す図である。 図１８は、本発明の第２の実施の形態に係る電波センサにおける信号処理部の構成を示す図である。 図１９は、本発明の第２の実施の形態に係る送信部が送信する電波の送信シーケンスの一例を示す図である。 図２０は、本発明の第２の実施の形態に係る電波センサの変形例の構成を示す図である。 図２１は、本発明の第２の実施の形態に係る送信部が送信する電波の送信シーケンスの一例を示す図である。 図２２は、本発明の第２の実施の形態に係る送信部が送信する電波の送信シーケンスの一例を示す図である。 図２３は、本発明の第２の実施の形態に係る電波センサにおける送信部がパルス電波を対象エリアへ送信する際の動作手順を定めたフローチャートである。

最初に、本発明の実施形態の内容を列記して説明する。

（１）本発明の実施の形態に係る電波センサは、パルス状の電波であるパルス電波を対象エリアへ送信し、ｎ（ｎは１以上の整数）種類の周波数の上記パルス電波を所定の順番で送信する送信部と、上記対象エリアからの電波を受信する受信部と、上記受信部が受信した電波、および受信したタイミングに基づいて、上記対象エリアにおける検知対象を検知する検知部とを備え、上記送信部は、上記パルス電波の送信間隔を変更可能である。

このような構成により、電波センサがパルス電波を送信する送信タイミングと干渉波となる他の電波センサまたは電波センサ以外の装置により送信される電波を受信するタイミングとの関係が固定化される状況を回避し、干渉波を受信するタイミングを送信タイミングに対して分散させることができる。これにより、いずれの受信タイミングにおいても干渉の影響が緩和されるので、誤検知を抑制し、検知精度を向上させることができる。

また、たとえば、２周波ＣＷ方式またはＦＭＣＷ方式を用いる他の電波センサに与える干渉の影響を低減することができる。

（２）好ましくは、上記送信部は、上記ｎ種類の周波数の上記パルス電波の送信を周期的に行い、上記パルス電波の送信周期ごとに上記送信間隔を変更する。

このような構成により、たとえば、複数の電波センサが同じ送信間隔でパルス電波を継続して送信してしまうことを回避することができるので、送信タイミングと干渉波を受信するタイミングとの関係が固定化される状況をより確実に回避することができる。

また、送信周期におけるｎ種類の周波数のパルス電波の送信間隔を同じにすることができるので、受信した電波に基づく信号処理の負担を軽減することができる。

（３）好ましくは、上記送信部は、上記受信部が受信した電波に関する所定条件が満たされた場合に上記送信間隔を変更する。

このような構成により、電波センサの受信状況に応じて送信間隔を変更することができるので、干渉波を受信した場合等において送信間隔を柔軟に変更することができる。また、所定条件が満たされるまで同じ送信間隔を継続して用いることができるので、送信間隔の変更に伴う処理負荷を軽減することができる。

（４）好ましくは、上記検知部は、上記送信部による上記パルス電波の送信終了から次の上記パルス電波の送信開始までの受信期間において等間隔に設定された複数の設定タイミングについて、上記受信期間のいずれの上記設定タイミングにおいて電波を受信したか、および受信した上記電波に基づいて、上記対象エリアにおける検知対象を検知し、上記検知部は、２つ以上の上記設定タイミングごとに、かつ、上記受信期間における上記設定タイミングの数が偶数の場合には奇数個の上記設定タイミングごとに、上記受信期間における上記設定タイミングの数が奇数の場合には、上記受信期間における上記設定タイミングの数と異なる奇数個の上記設定タイミングごとに、上記受信部が受信した電波に基づいて上記検知対象の検知を行う。

このように、受信する電波をサンプリングする間隔を広くし、かつ受信期間において設定された複数の設定タイミングを万遍なくサンプリングする構成により、受信する電波を低いサンプリング周波数で正しくサンプリングすることができるので、電波センサのＡ／Ｄコンバータ等のコストを下げることができる。

（５）好ましくは、上記ｎは２以上の整数であり、上記送信部は、同じ周波数の上記パルス電波を繰り返し送信し、上記パルス電波の送信終了から次の上記パルス電波の送信開始までの受信期間において等間隔に設定された複数の設定タイミングについて、上記受信期間におけるすべての順番の上記設定タイミングにおいて受信された電波に基づいて上記検知対象の検知がそれぞれ行われると、上記パルス電波の周波数を変更する。

このような構成により、周波数ごとに検知処理を完結することができるので、検知処理が複雑化することを回避することができる。たとえば、受信する電波を低いサンプリング周波数でサンプリングする場合、すべての順番の設定タイミングにおいて受信する電波のサンプリングを周波数ごとに行うことができるので、サンプリングしたデータの並べ替え処理を軽減することができる。

（６）好ましくは、上記ｎは２以上の整数である。

このように、波長が異なる複数種類のパルス電波を用いる構成により、波長が異なる電波間の位相差の情報を取得することができるので、たとえば、取得した位相差の情報に基づいて電波センサから検知対象までの距離を算出することができる。

（７）本発明の実施の形態に係る検知方法は、電波センサにおける検知方法であって、パルス状の電波であるパルス電波を対象エリアへ送信するステップを含み、上記パルス電波を送信するステップにおいては、ｎ（ｎは１以上の整数）種類の周波数の上記パルス電波を所定の順番で送信し、上記検知方法は、さらに、上記対象エリアからの電波を受信するステップと、受信した電波、および受信したタイミングに基づいて、上記対象エリアにおける検知対象を検知するステップと、上記パルス電波の送信間隔を変更するステップと、変更後の上記送信間隔で上記ｎ種類の周波数の上記パルス電波を上記所定の順番で送信するステップとを含む。

このような構成により、電波センサがパルス電波を送信する送信タイミングと干渉波となる他の電波センサまたは電波センサ以外の装置により送信される電波を受信するタイミングとの関係が固定化される状況を回避し、干渉波を受信するタイミングを送信タイミングに対して分散させることができる。これにより、いずれの受信タイミングにおいても干渉の影響が緩和されるので、誤検知を抑制し、検知精度を向上させることができる。

また、たとえば、２周波ＣＷ方式またはＦＭＣＷ方式を用いる他の電波センサに与える干渉の影響を低減することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。また、以下に記載する実施の形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。

＜第１の実施の形態＞
［構成および基本動作］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る信号制御システムの構成を示す図である。

図１を参照して、信号制御システム２０１は、電波センサ１０１と、信号制御装置１５１と、歩行者用信号灯器１６１とを備える。信号制御システム２０１における信号制御装置１５１および歩行者用信号灯器１６１は、交通信号機を構成し、たとえば交差点ＣＳ１の近傍に設置される。

電波センサ１０１は、対象エリアＡ１において移動する検知対象Ｔｇｔを検知する動体検知センサとして機能する。ここで、対象エリアＡ１は、たとえば、電波センサ１０１の設置者であるセンサ設置者が設定するエリアである。

具体的には、図１に示すように、センサ設置者は、たとえば、道路Ｒｄ１を隔てて設置された歩道Ｐｖ１，Ｐｖ２の間に位置する横断歩道ＰＣ１を移動する歩行者Ｔｇｔ２および自動車Ｔｇｔ１を検知対象Ｔｇｔとする場合、横断歩道ＰＣ１の全部を含むエリアを対象エリアＡ１として設定する。なお、センサ設置者は、たとえば、電波センサ１０１が自動車に取り付けられる場合において、当該自動車の前方に位置する歩行者Ｔｇｔ２および自動車Ｔｇｔ１を検知対象Ｔｇｔとするとき、当該自動車の前方の所定範囲を対象エリアＡ１として設定する。

電波センサ１０１は、たとえば交差点ＣＳ１へ延びる道路Ｒｄ１付近に設置されている。具体的には、電波センサ１０１は、たとえば道路Ｒｄ１付近に設置された支柱Ｐ１に固定されている。

歩行者用信号灯器１６１および信号制御装置１５１は、たとえば支柱Ｐ１に固定されている。電波センサ１０１および信号制御装置１５１は、たとえば図示しない信号線で接続されている。信号制御装置１５１および歩行者用信号灯器１６１は、たとえば図示しない信号線で接続されている。なお、電波センサ１０１は、道路Ｒｄ１上に設置されてもよいし、自動車に搭載されてもよい。

電波センサ１０１は、たとえば検知対象Ｔｇｔにより反射された電波に基づいて対象エリアＡ１における検知対象Ｔｇｔを検出する。より詳細には、電波センサ１０１は、たとえば信号制御装置１５１の制御に従って、横断歩道ＰＣ１を含む対象エリアＡ１へ電波を送信する。検知対象Ｔｇｔは、具体的には、自動車Ｔｇｔ１および歩行者Ｔｇｔ２等である。検知対象Ｔｇｔは、たとえば対象エリアＡ１内において移動しており、電波センサ１０１から送信される電波を反射する。

電波センサ１０１は、たとえば、対象エリアＡ１からの電波を受信し、受信した電波に基づいて対象エリアＡ１における検知対象Ｔｇｔを検出する。具体的には、電波センサ１０１は、受信した電波に基づいて、検知対象Ｔｇｔの検出対象速度ｖｄ、自己から検知対象Ｔｇｔまでの対象距離Ｌおよび反射強度Ｉｒ等の測定結果を算出し、算出した測定結果を信号制御装置１５１へ送信する。ここで、検出対象速度ｖｄは、検知対象Ｔｇｔの電波センサ１０１に対する相対速度の成分のうち、電波センサ１０１に対して近づくかまたは遠ざかる方向に沿った成分である。検出対象速度ｖｄの詳細については後述する。

歩行者用信号灯器１６１は、信号制御装置１５１の制御に従って、たとえば横断歩道ＰＣ１を横断する歩行者Ｔｇｔ２に対して「すすめ」または「とまれ」を点灯して表示する。

信号制御装置１５１は、電波センサ１０１から測定結果を受信すると、受信した測定結果に基づいて歩行者用信号灯器１６１を制御する。

たとえば、信号制御装置１５１は、歩行者用信号灯器１６１において「すすめ」を点灯する残り時間が少ない場合、検知対象Ｔｇｔの種類に応じた処理を行う。具体的には、信号制御装置１５１は、たとえば、電波センサ１０１から受信した測定結果が検知対象Ｔｇｔの種類が人間であることを示すとき、残り時間の延長を行う。なお、信号制御装置１５１は、たとえば、「すすめ」を点灯する残り時間が少ない旨を歩行者Ｔｇｔ２に音声で通知してもよい。また、信号制御装置１５１は、たとえば、測定結果が検知対象Ｔｇｔの種類が車両であることを示すとき、残り時間の延長を行わない。

また、信号制御装置１５１は、たとえば、歩行者用信号灯器１６１において「とまれ」を点灯している場合において、測定結果が検知対象Ｔｇｔの種類が人間であることを示すとき、危険である旨を歩行者Ｔｇｔ２に音声で警告する。

なお、信号制御装置１５１は、電波センサ１０１から受信する測定結果に基づいて自動車Ｔｇｔ１に対してサービスを提供してもよい。具体的には、信号制御装置１５１は、測定結果が検知対象Ｔｇｔの種類が人間であることを示すとき、たとえば、横断歩道ＰＣ１における歩行者Ｔｇｔ２に注意すべき旨の警告を自動車Ｔｇｔ１に与える。

［課題］
図２は、比較例としてのＦＭＣＷ方式を用いる電波センサおよび２周波ＣＷ方式を用いる電波センサから送信される電波の周波数の時間変化の一例を示す図である。

図２を参照して、ｆｆｍｃｗ（ｔ）は、たとえば、ＦＭＣＷ方式を用いる電波センサ９０１から送信される電波の周波数の時間変化を示す。また、ｆ２ｃｗ（ｔ）は、たとえば、２周波ＣＷ方式を用いる電波センサ９０２から送信される電波の周波数の時間変化を示す。

一般に、ｆｆｍｃｗ（ｔ）の周波数のレンジすなわちｆｆｍｃｗ（ｔ）の上限の周波数ｆＵと下限の周波数ｆＬとの差は、２００メガヘルツ以上に設定される。一方、ｆ２ｃｗ（ｔ）の周波数ｆ２と周波数ｆ１との差は、数百キロヘルツ程度に設定される。

ｆｆｍｃｗ（ｔ）の周波数のレンジは大きいので、たとえば図２に示すように、ｆ２ｃｗ（ｔ）の周波数ｆ２および周波数ｆ１が当該レンジ内に含まれる場合が多い。

このような場合、たとえば、電波センサ９０１から送信される電波の周波数と電波センサ９０２から送信される電波の周波数とが頻繁に一致してしまう。具体的には、タイミングｔｉ１〜ｔｉ６において、電波センサ９０１から送信される電波の周波数と電波センサ９０２から送信される電波の周波数とが一致する。

たとえば、電波センサ９０２は、タイミングｔｉ１の前後において、周波数ｆ２周辺の周波数の電波を電波センサ９０１から受信してしまう。たとえば、電波センサ９０２が、測定期間Ｔｍ１において継続して、受信した電波のサンプリングを行う場合、サンプリング結果には電波センサ９０１から送信された電波による干渉の影響が含まれる。このため、電波センサ９０２において、検知対象を正しく検知することができなくなることがある。測定期間Ｔｍ２，Ｔｍ４〜Ｔｍ７においても同様に、電波センサ９０２において、検知対象を正しく検知することができなくなることがある。

そこで、本発明の第１の実施の形態に係る電波センサでは、以下のような構成および動作により、このような課題を解決する。

［電波センサの構成］
図３は、本発明の第１の実施の形態に係る信号制御システムにおける電波センサの構成を示す図である。

図３を参照して、電波センサ１０１は、送信部１と、受信部２と、信号処理部３と、検知部４と、初期値設定部５とを備える。送信部１は、電波出力制御部１１と、サンプリング制御部１２と、パルス電波生成部１３と、パワーアンプ１５と、送信アンテナ１６とを含む。パルス電波生成部１３は、電圧発生部１８と、電圧制御発振器１９と、ミキサ２０と、パルス発生部２１とを含む。受信部２は、受信アンテナ２２と、ローノイズアンプ２３と、ミキサ２４と、ＩＦ（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）アンプ２５と、ローパスフィルタ２６と、Ａ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）２７とを含む。

電波センサ１０１は、たとえば２周波スタガＩＣＷ（Ｓｔａｇｇｅｒ Ｉｎｔｅｒｒｕｐｔｅｄ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ−Ｗａｖｅ）方式を用いる電波センサである。電波センサ１０１における初期値設定部５は、たとえば、自己の電波センサ１０１が対象エリアＡ１において移動する検知対象Ｔｇｔを検知する際に用いる測定パラメータを設定する。

測定パラメータは、たとえば、センサ設置者により設定される。測定パラメータには、たとえば、周波数ｆ１，ｆ２、最小送信間隔Ｔｌｐｒｉ（ｌｅａｓｔ ｐｕｌｓｅ ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ ｉｎｔｅｒｖａｌ）、パルス幅Ｔｐ、観測時間Ｔｃｐｉおよび距離ゲート幅Ｔｇ等が含まれる。測定パラメータの詳細については後述する。

（送信間隔の変更）
図４は、本発明の第１の実施の形態に係る送信部が送信する電波の送信シーケンスの一例を示す図である。

図３および図４を参照して、送信部１は、たとえば、パルス状の電波であるパルス電波であって、２種類の周波数のパルス電波を生成し、生成したパルス電波を所定の順番で対象エリアＡ１へ送信する。ここで、所定の順番とは、２種類の周波数のパルス電波を並行して送信しないことを意味する。また、送信部１は、パルス電波の送信間隔を変更可能である。

具体的には、送信部１における電波出力制御部１１は、たとえば、２種類の周波数のパルス電波が周期的に生成されるようにパルス電波生成部１３を制御する。また、電波出力制御部１１は、たとえば、パルス電波の送信周期ごとに送信間隔を変更する。

より詳細には、電波出力制御部１１は、たとえば、初期値設定部５において設定された測定パラメータに基づいて、高速フーリエ変換処理の対象とする時間スペクトルを取得すべき観測時間Ｔｃｐｉにおいて、以下の処理を行う。すなわち、電波出力制御部１１は、たとえば、パルス電波生成部１３を制御することによりパルス電波生成部１３に周波数ｆ１またはｆ２、およびパルス幅Ｔｐを有するパルス電波をそれぞれＭ回生成させる。

具体的な送信シーケンスとして、電波出力制御部１１は、たとえば、送信周期Ｔｔ［ｍ］における送信間隔Ｔｉｎｔ［ｍ］を以下のように決定する。ここで、ｍはゼロからＭ−１までの整数である。

すなわち、電波出力制御部１１は、たとえば、最小送信間隔Ｔｌｐｒｉにランダムな時間ΔＴｒｄｍ［０］を加えた時間を、ゼロ番目の送信周期Ｔｔ［０］における送信間隔Ｔｉｎｔ［０］として決定する。

ここで、最小送信間隔Ｔｌｐｒｉは、たとえば、電波センサ１０１がパルス電波を送信する間隔であって、電波センサ１０１がパルス電波を送信してから対象エリアＡ１内を移動する検知対象Ｔｇｔにより反射された反射波を受信するまでの時間差ΔＴより長くなるように設定される。

図５は、本発明の第１の実施の形態に係る電波センサが用いる距離ゲート幅に基づいて設定される検知エリア、および対象エリアの一例を示す図である。

図５を参照して、たとえば、半径がｃ×Ｔｌｐｒｉ／２の電波センサ１０１を中心とする円の中に対象エリアＡ１が含まれるように最小送信間隔Ｔｌｐｒｉを設定すれば、時間差ΔＴを最小送信間隔Ｔｌｐｒｉより短くすることができる。これにより、電波センサ１０１がパルス電波を送信してから反射波を受信するまでの時間を時間差ΔＴとして一義的に求めることができる。したがって、電波センサ１０１は、曖昧性を生ずることなく時間差ΔＴを求めることができる。

再び図３および図４を参照して、電波出力制御部１１は、たとえば、最小送信間隔Ｔｌｐｒｉにランダムな時間ΔＴｒｄｍ［１］を加えた時間を１番目の送信周期Ｔｔ［１］における送信間隔Ｔｉｎｔ［１］として決定する。電波出力制御部１１は、２番目から（Ｍ−１）番目の送信周期Ｔｔ［２］〜送信周期Ｔｔ［Ｍ−１］のそれぞれの送信間隔Ｔｉｎｔ［２］〜Ｔｉｎｔ［Ｍ−１］についても同様に決定する。

なお、電波出力制御部１１は、観測時間Ｔｃｐｉが開始される前に各送信周期における送信間隔を決定してもよいし、観測時間Ｔｃｐｉ中に各送信周期における送信間隔を順次決定してもよい。

（送信シーケンス）
電波出力制御部１１は、たとえば、観測時間Ｔｃｐｉの開始タイミング、すなわち観測時間Ｔｃｐｉにおける最初の送信周期である送信周期Ｔｔ［０］の開始タイミングｔ１（ｍ＝０）において、以下の処理を行う。すなわち、電波出力制御部１１は、たとえば、観測開始信号を信号処理部３へ出力するとともに、ｆ１パルス生成命令を信号処理部３、サンプリング制御部１２およびパルス電波生成部１３へ出力する。

タイミングｔ１（ｍ＝０）からパルス幅Ｔｐ経過するまで周波数ｆ１のパルス電波が電波センサ１０１から送信される。そして、電波出力制御部１１は、たとえば、ｆ１パルス生成命令を出力してから送信間隔Ｔｉｎｔ［０］が経過したタイミングｔ２（ｍ＝０）において、ｆ２パルス生成命令を信号処理部３、サンプリング制御部１２およびパルス電波生成部１３へ出力する。

タイミングｔ２（ｍ＝０）からパルス幅Ｔｐ経過するまで周波数ｆ２のパルス電波が電波センサ１０１から送信される。そして、電波出力制御部１１は、たとえば、ｆ２パルス生成命令を出力してから送信間隔Ｔｉｎｔ［０］経過したタイミングｔ１（ｍ＝１）において、ｆ１パルス生成命令を信号処理部３、サンプリング制御部１２およびパルス電波生成部１３へ出力する。

以下、ｍ番目の送信周期Ｔｔ［ｍ］において、周波数ｆ１のパルス電波の送信終了から次のパルス電波である周波数ｆ２のパルス電波の送信開始までの期間を受信期間Ｔｆ１［ｍ］とも称する。言い換えると、ｍ番目の送信周期Ｔｔ［ｍ］において、ｆ１パルス生成命令の出力タイミング後、パルス幅Ｔｐに相当する時間が経過してからｆ２パルス生成命令の出力タイミングまでの期間が受信期間Ｔｆ１［ｍ］である。

また、ｍ番目の送信周期Ｔｔ［ｍ］において、周波数ｆ２のパルス電波の送信終了から次のパルス電波である周波数ｆ１のパルス電波の送信開始までの期間を受信期間Ｔｆ２［ｍ］とも称する。言い換えると、ｍ番目の送信周期Ｔｔ［ｍ］におけるｆ２パルス生成命令の出力タイミング後、パルス幅Ｔｐに相当する時間が経過してから次の送信周期Ｔｔ［ｍ+１］におけるｆ１パルス生成命令の出力タイミングまでの期間が受信期間Ｔｆ２［ｍ］である。

電波センサ１０１では、受信期間Ｔｆ１［０］，Ｔｆ２［０］において、受信した電波のサンプリングがたとえば等間隔で行われる。電波出力制御部１１は、送信周期Ｔｔ［０］が満了すると、送信間隔をＴｉｎｔ［０］からＴｉｎｔ［１］に変更する。

電波出力制御部１１は、送信周期Ｔｔ［１］〜Ｔｔ［Ｍ−１］においても送信間隔Ｔｉｎｔ［１］〜Ｔｉｎｔ［Ｍ−１］にそれぞれ基づいてｆ１パルス生成命令およびｆ２パルス生成命令を信号処理部３、サンプリング制御部１２およびパルス電波生成部１３へ同様に出力する。

電波出力制御部１１は、たとえば、観測時間Ｔｃｐｉの終了タイミングｔｅｎｄにおいて、観測終了信号を信号処理部３へ出力する。

（送信パルス電波の送信）
パルス電波生成部１３は、電波出力制御部１１から受けるｆ１パルス生成命令およびｆ２パルス生成命令に基づいて送信パルス電波を生成し、生成した送信パルス電波をパワーアンプ１５および送信アンテナ１６経由で対象エリアＡ１へ送信する。

具体的には、パルス電波生成部１３は、電波出力制御部１１から受けるｆ１パルス生成命令およびｆ２パルス生成命令に従って、観測時間Ｔｃｐｉにおいてたとえば２４ＧＨｚ帯の周波数ｆ１またはｆ２、およびパルス幅Ｔｐを有する送信パルス電波すなわちミリ波の送信パルス電波をそれぞれＭ回生成する。

なお、パルス電波生成部１３は、たとえば６０ＧＨｚ帯、７６ＧＨｚ帯または７９ＧＨｚ帯の周波数を有する送信パルス電波を生成してもよい。また、パルス電波生成部１３は、たとえばミリ波帯より周波数の低いマイクロ波帯の周波数を有する送信パルス電波を生成してもよいし、また、ミリ波帯より周波数の高いテラヘルツ帯の周波数を有する送信パルス電波を生成してもよい。

より詳細には、パルス電波生成部１３における電圧発生部１８は、たとえば、初期値設定部５により設定された周波数ｆ１，ｆ２の電波を電圧制御発振器１９に発生させるための制御電圧Ｖｆ１，Ｖｆ２をそれぞれ設定する。

電圧発生部１８は、たとえば、電波出力制御部１１からｆ１パルス生成命令を受けると、制御電圧Ｖｆ１を生成し、生成した制御電圧Ｖｆ１を電圧制御発振器１９へ継続して出力する。また、電圧発生部１８は、たとえば、電波出力制御部１１からｆ２パルス生成命令を受けると、制御電圧Ｖｆ２を生成し、生成した制御電圧Ｖｆ２を電圧制御発振器１９へ継続して出力する。

電圧制御発振器１９は、具体的にはＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ−ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）であり、電圧発生部１８から受ける制御電圧Ｖｆ１，Ｖｆ２に応じた周波数を有するミリ波帯の送信波を生成する。

より詳細には、電圧制御発振器１９は、たとえば、送信周期Ｔｔ［ｍ］においてｆ１パルス生成命令に基づく制御電圧Ｖｆ１を電圧発生部１８から受けている間、以下の式（１）に示す周波数ｆ１を有する送信波Ｔ１ｃｍ（ｔ）を生成する。

ここで、φ１ｍは初期位相である。式（１）および以下の式中におけるｔは時刻を表す。また、電圧制御発振器１９は、たとえば、送信周期Ｔｔ［ｍ］においてｆ２パルス生成命令に基づく制御電圧Ｖｆ２を電圧発生部１８から受けている間、以下の式（２）に示す周波数ｆ２を有する送信波Ｔ２ｃｍ（ｔ）を生成する。

ここで、φ２ｍは初期位相である。なお、送信波Ｔ１ｃｍ（ｔ）の振幅および送信波Ｔ２ｃｍ（ｔ）の振幅はたとえば共にＡである。電圧制御発振器１９は、生成した送信波Ｔ１ｃｍ（ｔ），Ｔ２ｃｍ（ｔ）をミキサ２０および受信部２へ出力する。

パルス発生部２１は、電波出力制御部１１から受けるｆ１パルス生成命令およびｆ２パルス生成命令に従って、初期値設定部５により設定されたパルス幅Ｔｐを有するパルス信号を生成し、生成したパルス信号をミキサ２０へ出力する。なお、パルス幅Ｔｐは、たとえば対象距離Ｌの測定精度に応じて適宜設定される。

ミキサ２０は、電圧制御発振器１９から受ける送信波Ｔ１ｃｍ（ｔ）またはＴ２ｃｍ（ｔ）とパルス発生部２１から受けるパルス信号とを乗算することにより送信パルス電波を生成し、生成した送信パルス電波をパワーアンプ１５へ出力する。

より詳細には、ミキサ２０は、たとえば、送信周期Ｔｔ［ｍ］においてｆ１パルス生成命令に基づくパルス信号を受けている間、送信波Ｔ１ｃｍ（ｔ）と当該パルス信号とを乗算することにより周波数ｆ１の送信パルス電波Ｔ１ｐｍ（ｔ）を生成する。

ミキサ２０は、たとえば、ｆ１パルス生成命令に基づくパルス信号を受けている間、生成した送信パルス電波Ｔ１ｐｍ（ｔ）をパワーアンプ１５へ出力する。ミキサ２０は、たとえば、ｆ１パルス生成命令に基づくパルス信号を受け終わってから、ｆ２パルス生成命令に基づくパルス信号を受けるまで電波を出力しない。

ミキサ２０は、たとえば、送信周期Ｔｔ［ｍ］においてｆ２パルス生成命令に基づくパルス信号を受けている間、送信波Ｔ２ｃｍ（ｔ）と当該パルス信号とを乗算することにより周波数ｆ２の送信パルス電波Ｔ２ｐｍ（ｔ）を生成する。

ミキサ２０は、たとえば、ｆ２パルス生成命令に基づくパルス信号を受けている間、生成した送信パルス電波Ｔ２ｐｍ（ｔ）をパワーアンプ１５へ出力する。ミキサ２０は、たとえば、ｆ２パルス生成命令に基づくパルス信号を受け終わってから、次の送信周期Ｔｔ［ｍ＋１］においてｆ１パルス生成命令に基づくパルス信号を受けるまで電波を出力しない。

パワーアンプ１５は、ミキサ２０から受ける送信パルス電波Ｔ１ｐｍ（ｔ），Ｔ２ｐｍ（ｔ）を増幅し、送信アンテナ１６へ出力する。

送信アンテナ１６は、パワーアンプ１５から受ける送信パルス電波Ｔ１ｐｍ（ｔ），Ｔ２ｐｍ（ｔ）を対象エリアＡ１へ送信する。送信アンテナ１６は、図１に示すように、たとえば送信波の指向性の方向Ｄｉｒが横断歩道ＰＣ１の横断方向に沿うように設置される。ここで、送信波の指向性の方向Ｄｉｒは、たとえば電波センサ１０１から対象エリアＡ１の中心Ｃｔｒへの方向である。

好ましくは、送信アンテナ１６は、たとえば、横断歩道ＰＣ１面に対して送信波の指向性の方向Ｄｉｒを当該面の法線方向に射影した方向と、歩行者Ｔｇｔ２が対象エリアＡ１における横断歩道ＰＣ１を移動する方向ｖｍすなわち方向ｖｍ２とが平行または反平行になるように設置される。

（送信パルス電波の反射波の受信）
図６は、本発明の第１の実施の形態に係る送信アンテナ、受信アンテナおよび検知対象の配置の一例を示す図である。

図６を参照して、受信部２は、対象エリアＡ１からの電波を受信する。具体的には、受信部２における受信アンテナ２２は、対象エリアＡ１からのミリ波すなわち反射波を受信する。ここで、受信アンテナ２２は、たとえば、対象エリアＡ１における検知対象Ｔｇｔが送信パルス電波Ｔ１ｐｍ（ｔ）またはＴ２ｐｍ（ｔ）を反射することによりそれぞれ生成される反射波である反射パルス電波を受信可能な構成であればよい。

具体的には、受信アンテナ２２は、送信アンテナ１６と同じアンテナであってもよいし、異なるアンテナであってもよい。なお、送信アンテナ１６および受信アンテナ２２が別々のアンテナである場合、受信アンテナ２２は、送信アンテナ１６から離れた位置に配置されてもよいが、電波センサ１０１の構成を簡易にするために送信アンテナ１６の近傍に配置されることが好ましい。

受信アンテナ２２が受信する反射パルス電波には、たとえば、対象エリアＡ１内を移動する検知対象Ｔｇｔの表面が送信アンテナ１６により送信された送信パルス電波Ｔ１ｐｍ（ｔ）またはＴ２ｐｍ（ｔ）を反射することによって発生するドップラー反射波が含まれる。

ここで、受信アンテナ２２に対する検知対象Ｔｇｔの速度を相対速度ｖｔと定義する。また、相対速度ｖｔの成分のうち、電波センサ１０１に対して近づくかまたは遠ざかる方向に沿った成分を検出対象速度ｖｄと定義する。言い換えると、検出対象速度ｖｄは、検知対象Ｔｇｔから受信アンテナ２２への方向の単位ベクトルｎｄと相対速度ｖｔとの内積に相当する。

なお、電波センサ１０１は、たとえば支柱Ｐ１等の地面に対して動かないものに固定されていてもよいし、地面に対して動くものに固定されていてもよい。たとえば電波センサ１０１が支柱Ｐ１に固定されている場合、受信アンテナ２２および対象エリアＡ１は地面に対して固定されるので、相対速度ｖｔは、検知対象Ｔｇｔの地面に対する相対速度でもある。

受信アンテナ２２が受信する検知対象Ｔｇｔにおける表面からのドップラー反射波の周波数ｆ１ｒは、たとえば、送信パルス電波Ｔ１ｐｍ（ｔ）の周波数ｆ１に対して、検知対象Ｔｇｔの検出対象速度ｖｄに応じてシフトする。また、ドップラー反射波の振幅は、検知対象Ｔｇｔの反射断面積に応じた振幅となる。

より詳細には、送信波Ｔ１ｃｍ（ｔ）が式（１）により表される場合において、たとえば受信アンテナ２２が送信アンテナ１６の近傍に配置されているとき、検知対象Ｔｇｔの表面が送信波Ｔ１ｃｍ（ｔ）に基づく送信パルス電波Ｔ１ｐｍ（ｔ）を反射することによって発生するドップラー反射波は、稲葉 敬之、桐本 哲郎、”車載用ミリ波レーダ”、自動車技術、２０１０年２月、第６４巻、第２号、Ｐ．７４−７９（非特許文献１）または四分一 浩二、外２名、”拡大するミリ波技術の応用”、［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成２６年２月１２日検索］、インターネット〈ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｐｃ．ｃｏ．ｊｐ／ｓｐｃ／ｐｄｆ／ｇｉｈｏ２１＿０９．ｐｄｆ〉（非特許文献２）に示すように以下の式（３）により表される。

ここで、Ｌは対象距離である。ｃは光速である。ａはたとえば振幅Ａ、送信アンテナ１６および受信アンテナ２２のアンテナゲイン、送信パルス電波の波長、対象距離Ｌならびに反射断面積等により定まる値である。

ドップラー反射波Ｒ１ｄｐｍ（ｔ）の周波数ｆ１ｒは、式（３）に示すように、送信パルス電波Ｔ１ｐｍ（ｔ）の周波数ｆ１に対して、ｆ１×（２×ｖｄ／ｃ）を加えた周波数となる。具体的には、検知対象Ｔｇｔが受信アンテナ２２へ近づく方向へ移動するとき、ｖｄが正となるので周波数ｆ１ｒは周波数ｆ１より高くなり、また、検知対象Ｔｇｔが受信アンテナ２２から遠ざかる方向へ移動するとき、ｖｄが負となるので周波数ｆ１ｒは周波数ｆ１より低くなる。

受信アンテナ２２が受信する反射パルス電波Ｒ１ｐｍ（ｔ）には、一般に、ドップラー反射波Ｒ１ｄｐｍ（ｔ）、および検知対象Ｔｇｔ以外の部分からの非ドップラー反射波Ｒ１ｎｄｐｍ（ｔ）が含まれる。したがって、反射パルス電波Ｒ１ｐｍ（ｔ）は、ドップラー反射波Ｒ１ｄｐｍ（ｔ）および非ドップラー反射波Ｒ１ｎｄｐｍ（ｔ）の重ね合わせとなり、以下の式（４）により表される。

ここで、検知対象Ｔｇｔ以外のものの検出対象速度がゼロである状況、すなわち非ドップラー反射波Ｒ１ｎｄｐｍ（ｔ）の周波数がＴ１ｐｍ（ｔ）の周波数ｆ１と同じである状況を想定する。

同様に、受信部２は、送信アンテナ１６から送信される送信波Ｔ２ｃｍ（ｔ）に基づく送信パルス電波Ｔ２ｐｍ（ｔ）から生成される反射パルス電波として、式（３）および式（４）と同様に導出される、以下の式（５）に示す反射パルス電波Ｒ２ｐｍ（ｔ）を受信する。

再び図３を参照して、ローノイズアンプ２３は、受信アンテナ２２が受信した反射パルス電波Ｒ１ｐｍ（ｔ），Ｒ２ｐｍ（ｔ）を増幅し、ミキサ２４へ出力する。

ミキサ２４は、パルス電波生成部１３から受ける送信波Ｔ１ｃｍ（ｔ），Ｔ２ｃｍ（ｔ）と、ローノイズアンプ２３から受ける反射パルス電波Ｒ１ｐｍ（ｔ），Ｒ２ｐｍ（ｔ）とをそれぞれ乗算することにより、以下の信号を生成する。

すなわち、ミキサ２４は、受信期間Ｔｆ１［ｍ］において、送信波Ｔ１ｃｍ（ｔ）と反射パルス電波Ｒ１ｐｍ（ｔ）とを乗算することにより、送信波Ｔ１ｃｍ（ｔ）の周波数成分と反射パルス電波Ｒ１ｐｍ（ｔ）の周波数成分との差の周波数成分を有する差分信号および両周波数成分の和の周波数成分を有する和周波信号を生成する。

より詳細には、ミキサ２４が受信期間Ｔｆ１［ｍ］において送信波Ｔ１ｃｍ（ｔ）および反射パルス電波Ｒ１ｐｍ（ｔ）から生成する差分信号Ｂ１ｐｍ（ｔ）は、以下の式（６）により表される。

ここで、Ｂ１ｄｐｍ（ｔ）は、送信波Ｔ１ｃｍ（ｔ）とドップラー反射波Ｒ１ｄｐｍ（ｔ）とから生成される差分信号である。Ｋは差分信号Ｂ１ｄｐｍ（ｔ）の振幅である。−４π×ｆ１×Ｌ／ｃが遅延位相θ１である。２×ｆ１×ｖｄ／ｃがドップラー周波数ｆ１ｄである。また、Ｄ１は、送信波Ｔ１ｃｍ（ｔ）と非ドップラー反射波Ｒ１ｎｄｐｍ（ｔ）とから生成される差分信号であり、非ドップラー反射波Ｒ１ｎｄｐｍ（ｔ）の周波数が送信波Ｔ１ｃｍ（ｔ）の周波数ｆ１と同じであるため、直流成分となる。

また、ミキサ２４は、受信期間Ｔｆ２［ｍ］において、送信波Ｔ２ｃｍ（ｔ）と反射パルス電波Ｒ２ｐｍ（ｔ）とを乗算することにより、送信波Ｔ２ｃｍ（ｔ）の周波数成分と反射パルス電波Ｒ２ｐｍ（ｔ）の周波数成分との差の周波数成分を有する差分信号および両周波数成分の和の周波数成分を有する和周波信号を生成する。

より詳細には、ミキサ２４が受信期間Ｔｆ２［ｍ］において送信波Ｔ２ｃｍ（ｔ）と反射パルス電波Ｒ２ｐｍ（ｔ）とから生成する差分信号Ｂ２ｐｍ（ｔ）は、以下の式（７）により表される。

ここで、Ｂ２ｄｐｍ（ｔ）は、送信波Ｔ２ｃｍ（ｔ）とドップラー反射波Ｒ２ｄｐｍ（ｔ）とから生成される差分信号である。Ｋは差分信号Ｂ２ｄｐｍ（ｔ）の振幅である。−４π×ｆ２×Ｌ／ｃが遅延位相θ２である。２×ｆ２×ｖｄ／ｃがドップラー周波数ｆ２ｄである。また、Ｄ２は、送信波Ｔ２ｃｍ（ｔ）と非ドップラー反射波Ｒ２ｎｄｐｍ（ｔ）とから生成される差分信号であり、非ドップラー反射波Ｒ２ｎｄｐｍ（ｔ）の周波数が送信波Ｔ２ｃｍ（ｔ）の周波数ｆ２と同じであるため、直流成分となる。

ミキサ２４は、生成した差分信号Ｂ１ｐｍ（ｔ），Ｂ２ｐｍ（ｔ）および和周波信号をＩＦアンプ２５へ出力する。

ＩＦアンプ２５は、たとえば低周波数帯から中間周波数帯にかけて大きな増幅率を有するアンプであり、ミキサ２４において生成された差分信号Ｂ１ｐｍ（ｔ），Ｂ２ｐｍ（ｔ）および和周波信号のうち差分信号Ｂ１ｐｍ（ｔ），Ｂ２ｐｍ（ｔ）を大きな増幅率で増幅し、増幅した差分信号Ｂ１ｐｍ（ｔ），Ｂ２ｐｍ（ｔ）をローパスフィルタ２６へ出力する。

ローパスフィルタ２６は、ＩＦアンプ２５において増幅された差分信号Ｂ１ｐｍ（ｔ），Ｂ２ｐｍ（ｔ）の周波数成分のうち、所定の周波数以上の成分、たとえば１ｋＨｚ以上の成分を減衰させる。

（サンプリングタイミング）
図７は、本発明の第１の実施の形態に係る電波センサが距離ゲート幅に基づいて、受信する電波をサンプリングするタイミングの一例を示す図である。

図７には、図４に示す観測時間Ｔｃｐｉにおける各送信周期のうちのたとえばｍ番目の送信周期Ｔｔ［ｍ］における、それぞれ周波数ｆ１，ｆ２を有する送信パルス電波Ｔ１ｐｍ（ｔ），Ｔ２ｐｍ（ｔ）が送信される期間、受信期間Ｔｆ１［ｍ］，Ｔｆ２［ｍ］およびサンプリングタイミングｔ１（ｍ），ｔ１０〜ｔ１６，ｔ２（ｍ），ｔ２０〜ｔ２６，ｔ１（ｍ＋１）が示される。

送信部１におけるサンプリング制御部１２は、受信期間Ｔｆ１［ｍ＝０〜（Ｍ−１）］，Ｔｆ２［ｍ＝０〜（Ｍ−１）］において等間隔の複数の設定タイミングを設定する。以下、「ｍ＝０〜（Ｍ−１）」を「ｍａｌｌ」とも称する。

具体的には、サンプリング制御部１２は、たとえば、初期値設定部５により設定された距離ゲート幅Ｔｇごとに設定タイミングを設定し、設定した設定タイミングにおいて、サンプリングタイミングを示すタイミング信号を生成する。

距離ゲート幅Ｔｇは、たとえばパルス幅Ｔｐと同じ幅を有する。なお、距離ゲート幅Ｔｇは、たとえば、パルス幅Ｔｐより広い幅を有してもよいし、また、パルス幅Ｔｐより狭い幅を有してもよい。

たとえば、距離ゲート幅Ｔｇをパルス幅Ｔｐより大きく設定すると、信号処理の負荷が軽くなる一方、受信期間Ｔｆ１［ｍ］，Ｔｆ２［ｍ］に含まれるサンプリングタイミングの数が減少するため対象距離Ｌの算出精度が劣化する。また、たとえば、距離ゲート幅Ｔｇをパルス幅Ｔｐより狭くしても、対象距離Ｌの算出精度は向上しない上に、信号処理の負荷が増大してしまう。このため、たとえば距離ゲート幅Ｔｇをパルス幅Ｔｐと同じ幅に設定することにより、信号処理の負荷を無意味に増やすことなく対象距離Ｌの算出精度を向上させることができる。

サンプリング制御部１２は、たとえば、タイミングｔ１（ｍ）において電波出力制御部１１からｆ１パルス生成命令を受けると、タイミングｔ１（ｍ）から距離ゲート幅Ｔｇごとに設定タイミングを設定する。

サンプリング制御部１２は、たとえば、タイミングｔ１（ｍ）においてタイミング信号を受信部２におけるＡ／Ｄコンバータ２７へ出力する。

そして、サンプリング制御部１２は、たとえば、タイミングｔ１（ｍ）からパルス幅Ｔｐすなわち距離ゲート幅Ｔｇに相当する時間が経過したタイミングｔ１０において、Ａ／Ｄコンバータ２７へタイミング信号を出力するとともに、送信周期Ｔｔ［ｍ］における受信期間Ｔｆ１［ｍ］の開始を認識する。

この後、サンプリング制御部１２は、たとえば、距離ゲート幅Ｔｇに相当する時間が経過するごとに、具体的にはタイミングｔ１１〜ｔ１６において、タイミング信号をＡ／Ｄコンバータ２７へ出力する。

サンプリング制御部１２は、たとえば、タイミングｔ２（ｍ）において電波出力制御部１１からｆ２パルス生成命令を受けると、Ａ／Ｄコンバータ２７へタイミング信号を出力するともに、受信期間Ｔｆ１［ｍ］の終了を認識する。

そして、サンプリング制御部１２は、たとえば、タイミングｔ２（ｍ）から距離ゲート幅Ｔｇに相当する時間が経過したタイミングｔ２０において、Ａ／Ｄコンバータ２７へタイミング信号を出力するとともに、受信期間Ｔｆ２［ｍ］の開始を認識する。

この後、サンプリング制御部１２は、たとえば、距離ゲート幅Ｔｇに相当する時間が経過するごとに、具体的にはタイミングｔ２１〜ｔ２６において、タイミング信号をＡ／Ｄコンバータ２７へ出力する。

サンプリング制御部１２は、たとえば、タイミングｔ１（ｍ＋１）において電波出力制御部１１からｆ１パルス生成命令を受けると、Ａ／Ｄコンバータ２７へタイミング信号を出力するともに、受信期間Ｔｆ２［ｍ］の終了を認識する。

Ａ／Ｄコンバータ２７は、たとえばサンプリング制御部１２の制御に従って、ローパスフィルタ２６を通過した差分信号Ｂ１ｐｍ（ｔ），Ｂ２ｐｍ（ｔ）のサンプリング処理を行う。具体的には、Ａ／Ｄコンバータ２７は、たとえばサンプリング制御部１２からタイミング信号を受けると、差分信号Ｂ１ｐｍ（ｔ），Ｂ２ｐｍ（ｔ）をデジタル信号に変換し、変換したデジタル信号を信号処理部３へ出力する。

以下、上記のように、送信パルス電波が送信されるタイミングに基づくサンプリングタイミングを距離ゲートとも称する。具体的には、たとえば、受信期間Ｔｆ１［ｍ］における８つのサンプリングタイミングｔ１０〜ｔ１６，ｔ２（ｍ）が距離ゲートＧ１（ｍ，０）〜Ｇ１（ｍ，７）にそれぞれ相当する。また、たとえば、受信期間Ｔｆ２［ｍ］における８つのサンプリングタイミングｔ２０〜ｔ２６，ｔ１（ｍ＋１）が距離ゲートＧ２（ｍ，０）〜Ｇ２（ｍ，７）にそれぞれ相当する。

（ＦＦＴ処理）
図８は、本発明の第１の実施の形態に係る電波センサにおける信号処理部の構成を示す図である。図９は、本発明の第１の実施の形態に係る信号処理部において処理されるデジタル信号の一例を示す図である。

図８および図９を参照して、信号処理部３は、第１バッファ３１と、第２バッファ３２と、バッファ制御部３３と、ＦＦＴ処理部３４とを含む。

信号処理部３は、たとえば、Ａ／Ｄコンバータ２７から受けるデジタル信号のうち、差分信号の種類ごとにデジタル信号を時系列順に並べながら観測時間Ｔｃｐｉ蓄積し、蓄積したデジタル信号を高速フーリエ変換処理した後、検知部４へ出力する。

具体的には、信号処理部３におけるバッファ制御部３３は、電波出力制御部１１から受ける観測開始信号、観測終了信号、ｆ１パルス生成命令およびｆ２パルス生成命令に基づいて、Ａ／Ｄコンバータ２７から受ける最小送信間隔Ｔｌｐｒｉ分のデジタル信号を第１バッファ３１および第２バッファ３２に選択的に蓄積する。

より詳細には、バッファ制御部３３は、たとえば、Ａ／Ｄコンバータ２７から受けるデジタル信号のうち、観測時間Ｔｃｐｉの開始タイミングから終了タイミングまでの差分信号Ｂ１ｐｍ（ｔ）に基づくデジタル信号を時系列順に第１バッファ３１に蓄積する。また、バッファ制御部３３は、たとえば、Ａ／Ｄコンバータ２７から受けるデジタル信号のうち、観測時間Ｔｃｐｉの開始タイミングから終了タイミングまでの差分信号Ｂ２ｐｍ（ｔ）に基づくデジタル信号を時系列順に第２バッファ３２に蓄積する。

たとえば、バッファ制御部３３は、観測開始信号およびｆ１パルス生成命令を受けた後、初期値設定部５において設定されたパルス幅Ｔｐに相当する時間が経過してからｆ２パルス生成命令を受けるまでの間、すなわち送信周期Ｔｔ［０］の受信期間Ｔｆ１［０］においてＡ／Ｄコンバータ２７から順次受ける最小送信間隔Ｔｌｐｒｉ分のデジタル信号を第１バッファ３１に選択的に蓄積する。

具体的には、バッファ制御部３３は、たとえば、図９に示すように、受信期間Ｔｆ１［０］においてＡ／Ｄコンバータ２７から順次受けるデジタル信号のうちの最初のｋｍａｘ個のデジタル信号を、１次元の配列すなわち列ベクトルである差分デジタル信号Ｂｄ１［ｋ］［ｍ＝０］として第１バッファ３１に蓄積する。ここで、ｋは、ゼロ〜（ｋｍａｘ−１）の整数であって、デジタル信号を受ける順にインクリメントする。また、ｋｍａｘは、たとえば最小送信間隔Ｔｌｐｒｉを距離ゲート幅Ｔｇで除した値に設定される。以下、「ｋ＝０〜（ｋｍａｘ−１）」を「ｋａｌｌ」とも称する。

言い換えると、第１バッファ３１には、たとえば図７に示す距離ゲートＧ１（ｍ＝０，ｋ＝０）〜Ｇ１（ｍ＝０，ｋ＝ｋｍａｘ−１）においてサンプリングされたデジタル信号が差分デジタル信号Ｂｄ１［ｋａｌｌ］［ｍ＝０］として蓄積される。

また、バッファ制御部３３は、たとえば、ｆ２パルス生成命令を受けた後、パルス幅Ｔｐに相当する時間経過してからｆ１パルス生成命令を受けるまでの間、すなわち送信周期Ｔｔ［０］の受信期間Ｔｆ２［０］においてＡ／Ｄコンバータ２７から順次受ける最小送信間隔Ｔｌｐｒｉ分のデジタル信号を第２バッファ３２に選択的に蓄積する。

具体的には、バッファ制御部３３は、たとえば、図示しないが、最小送信間隔Ｔｌｐｒｉ分のデジタル信号を１次元の配列すなわち列ベクトルである差分デジタル信号Ｂｄ２［ｋ］［ｍ＝０］として第２バッファ３２に蓄積する。ここで、ｋは、ゼロ〜（ｋｍａｘ−１）の整数であって、デジタル信号を受ける順にインクリメントする。

言い換えると、第２バッファ３２には、たとえば図７に示す距離ゲートＧ２（ｍ＝０，ｋ＝０）〜Ｇ２（ｍ＝０，ｋ＝ｋｍａｘ−１）においてサンプリングされたデジタル信号が差分デジタル信号Ｂｄ２［ｋａｌｌ］［ｍ＝０］として蓄積される。

バッファ制御部３３は、たとえば、送信周期Ｔｔ［１］の受信期間Ｔｆ１［１］においてＡ／Ｄコンバータ２７から順次受ける最小送信間隔Ｔｌｐｒｉ分のデジタル信号を、図９に示すように、差分デジタル信号Ｂｄ１［ｋａｌｌ］［ｍ＝１］として第１バッファ３１に蓄積する。

言い換えると、第１バッファ３１には、たとえば図７に示す距離ゲートＧ１（ｍ＝１，ｋ＝０）〜Ｇ１（ｍ＝１，ｋ＝ｋｍａｘ−１）においてサンプリングされたデジタル信号が差分デジタル信号Ｂｄ１［ｋａｌｌ］［ｍ＝１］としてさらに蓄積される。

また、バッファ制御部３３は、たとえば、受信期間Ｔｆ２［１］においてＡ／Ｄコンバータ２７から順次受ける最小送信間隔Ｔｌｐｒｉ分のデジタル信号を、図示しないが、差分デジタル信号Ｂｄ２［ｋａｌｌ］［ｍ＝１］として第２バッファ３２に蓄積する。

言い換えると、第２バッファ３２には、たとえば図７に示す距離ゲートＧ２（ｍ＝１，ｋ＝０）〜Ｇ２（ｍ＝１，ｋ＝ｋｍａｘ−１）においてサンプリングされたデジタル信号が差分デジタル信号Ｂｄ２［ｋａｌｌ］［ｍ＝１］としてさらに蓄積される。

以降、バッファ制御部３３は、送信周期Ｔｔ［ｍ］においてＡ／Ｄコンバータ２７から順次受ける最小送信間隔Ｔｌｐｒｉ分のデジタル信号を差分デジタル信号Ｂｄ１［ｋａｌｌ］［ｍ］またはＢｄ２［ｋａｌｌ］［ｍ］として第１バッファ３１または第２バッファ３２にそれぞれ蓄積する。

バッファ制御部３３は、たとえば、送信周期Ｔｔ［Ｍ−１］において、ｆ１パルス生成命令を受けた後、パルス幅Ｔｐに相当する時間が経過してからｆ２パルス生成命令を受けるまでの間、すなわち受信期間Ｔｆ１［Ｍ−１］にＡ／Ｄコンバータ２７から順次受ける最小送信間隔Ｔｌｐｒｉ分のデジタル信号を、図９に示すように、差分デジタル信号Ｂｄ１［ｋａｌｌ］［ｍ＝Ｍ−１］として第１バッファ３１に蓄積する。

また、バッファ制御部３３は、たとえば、ｆ２パルス生成命令を受けた後、パルス幅Ｔｐに相当する時間経過してから観測終了信号およびｆ１パルス生成命令を受けるまでの間、すなわち送信周期Ｔｔ［Ｍ−１］の受信期間Ｔｆ２［Ｍ−１］においてＡ／Ｄコンバータ２７から順次受ける最小送信間隔Ｔｌｐｒｉ分のデジタル信号を、図示しないが、差分デジタル信号Ｂｄ２［ｋａｌｌ］［ｍ＝Ｍ−１］として第２バッファ３２に蓄積する。

したがって、観測時間Ｔｃｐｉが終了するタイミングにおいて、第１バッファ３１および第２バッファ３２には、それぞれ２次元の配列すなわち行列である差分デジタル信号Ｂｄ１［ｋａｌｌ］［ｍａｌｌ］およびＢｄ２［ｋａｌｌ］［ｍａｌｌ］が蓄積される。

たとえば、差分デジタル信号Ｂｄ１［ｋ１］［ｍａｌｌ］には、ｋ１番目の距離ゲートにおいてサンプリングされた、観測時間ｃｐｉにわたる差分信号Ｂ１ｐｍ（ｔ）の時間分布を示す１次元の配列すなわち行ベクトルである時間スペクトルＴＳ１［ｋ１］が含まれる。時間スペクトルＴＳ１［ｋ１］には、たとえば、ＴＳ１［ｋ１］［ｍ＝０］〜ＴＳ１［ｋ１］［ｍ＝Ｍ−１］のＭ個のデジタル信号が含まれる。

ｋ１は、たとえばゼロ〜（ｋｍａｘ−１）までの整数の値をとることが可能であるので、差分デジタル信号Ｂｄ１［ｋａｌｌ］［ｍａｌｌ］には、各距離ゲートにおいてサンプリングされたｋｍａｘ個の時間スペクトルＴＳ１［ｋａｌｌ］が含まれる。

したがって、観測時間Ｔｃｐｉが終了するタイミングにおいて、第１バッファ３１および第２バッファ３２には、ｋｍａｘ個の時間スペクトルＴＳ１［ｋａｌｌ］およびｋｍａｘ個の時間スペクトルＴＳ２［ｋａｌｌ］がそれぞれ蓄積される。

バッファ制御部３３は、たとえば、観測時間Ｔｃｐｉが満了すると、時間スペクトルＴＳ１［ｋａｌｌ］および時間スペクトルＴＳ２［ｋａｌｌ］をＦＦＴ処理部３４へ出力する。

ＦＦＴ処理部３４は、第１バッファ３１から受ける時間スペクトルＴＳ１［ｋａｌｌ］を距離ゲートごとすなわちｋごとに高速フーリエ変換する。具体的には、ＦＦＴ処理部３４は、たとえばｋ１番目の時間スペクトルであるＴＳ１［ｋ１］を高速フーリエ変換することにより、１次元の配列すなわち行ベクトルである、ドップラースペクトルＤＳ１［ｋ１］および位相スペクトルＰＳ１［ｋ１］を周波数分布情報として作成する。

ＦＦＴ処理部３４が高速フーリエ変換処理の対象とする時間スペクトルＴＳ１［ｋ１］はたとえば離散的なデータであるので、ドップラースペクトルＤＳ１［ｋ１］および位相スペクトルＰＳ１［ｋ１］は、離散的なデータにより構成される。なお、ＦＦＴ処理部３４は、たとえば、連続的な時間スペクトルを高速フーリエ変換処理の対象としてもよい。

したがって、ＦＦＴ処理部３４は、時間スペクトルＴＳ１［ｋａｌｌ］を高速フーリエ変換することにより、ドップラースペクトルＤＳ１［ｋａｌｌ］および位相スペクトルＰＳ１［ｋａｌｌ］を作成する。

たとえば、ｋ１番目のドップラースペクトルであるＤＳ１［ｋ１］は、観測時間Ｔｃｐｉにおけるｋ１番目の距離ゲートの時間スペクトルＴＳ１［ｋ１］に含まれる各周波数成分の振幅を示す。

ドップラースペクトルＤＳ１［ｋ１］には、たとえば、ＤＳ１［ｋ１］［ｂ＝０〜（Ｍ−１）］のＭ個のデジタル信号が含まれる。以下、「ｂ＝０〜（Ｍ−１）」を「ｂａｌｌ」とも称する。

ドップラースペクトルＤＳ１［ｋ１］［ｂａｌｌ］のデータ間隔ｄｆすなわちドップラースペクトルの分解能は、たとえば観測時間Ｔｃｐｉの逆数程度である。また、たとえば，インデックスｂ＝ｂ１に対応する周波数すなわちドップラー周波数ｆ１ｄは、ｄｆ×ｂ１である。したがって、ドップラースペクトルＤＳ１［ｋ１］［ｂ１］の値は、ｋ１番目の距離ゲートのドップラースペクトルにおける周波数（ｄｆ・ｂ１）を有する成分の振幅である。

また、たとえば、ｋ１番目の位相スペクトルであるＰＳ１［ｋ１］は、観測時間Ｔｃｐｉにおけるｋ１番目の距離ゲートの時間スペクトルＴＳ１［ｋ１］に含まれる各周波数成分の位相を示す。

位相スペクトルＰＳ１［ｋ１］には、たとえば、ＰＳ１［ｋ１］［ｂａｌｌ］のＭ個のデジタル信号が含まれる。したがって、位相スペクトルＰＳ１［ｋ１］［ｂ１］の値は、ｋ１番目の距離ゲートの位相スペクトルにおける周波数（ｄｆ・ｂ１）を有する成分の位相である。

ＦＦＴ処理部３４は、作成したドップラースペクトルＤＳ１［ｋａｌｌ］，ＤＳ２［ｋａｌｌ］および位相スペクトルＰＳ１［ｋａｌｌ］，ＰＳ２［ｋａｌｌ］を検知部４へ出力する。

図１０は、本発明の第１の実施の形態に係る電波センサにおける検知部の構成を示す図である。

図１０を参照して、検知部４は、対象波形取得部３５と、暫定位相差取得部３６と、速度取得部３７と、距離取得部３８と、検知結果出力部３９とを含む。

検知部４は、受信部２が受信した電波、および受信したタイミングに基づいて、対象エリアＡ１における検知対象Ｔｇｔを検知する。

言い換えると、検知部４は、受信部２が受信した電波の強度および周波数分布、ならびに受信期間のいずれのタイミングで電波を受信したかに基づいて、対象エリアＡ１における検知対象Ｔｇｔを検知する。

より詳細には、検知部４は、たとえば、ｍ１番目の受信期間Ｔｆ１［ｍ１］または受信期間Ｔｆ２［ｍ１］において等間隔に設定された複数の設定タイミングについて、それぞれ受信期間Ｔｆ１［ｍ１］または受信期間Ｔｆ２［ｍ１］のいずれの設定タイミングにおいて電波を受信したか、および受信した電波に基づいて、対象エリアＡ１における検知対象Ｔｇｔを検知する。言い換えると、検知部４は、たとえば、受信期間Ｔｆ１［ｍ１］または受信期間Ｔｆ２［ｍ１］を分割した複数の距離ゲートの各々において、受信部２が受信した電波ごとに、対象エリアＡ１における検知対象Ｔｇｔを検知する。

具体的には、検知部４は、受信期間Ｔｆ１［ｍ１］または受信期間Ｔｆ２［ｍ１］のいずれの距離ゲートにおいて電波を受信したか、ならびに受信した電波の強度、周波数および位相に基づいて、対象エリアＡ１における検知対象Ｔｇｔを検知するとともに、対象距離Ｌおよび検出対象速度ｖｄを算出する。

より詳細には、検知部４は、たとえば、信号処理部３から受けるドップラースペクトルＤＳ１［ｋａｌｌ］，ＤＳ２［ｋａｌｌ］および位相スペクトルＰＳ１［ｋａｌｌ］，ＰＳ２［ｋａｌｌ］に基づいて、対象エリアＡ１における検知対象Ｔｇｔを検知するとともに、対象距離Ｌおよび検出対象速度ｖｄを算出する。

図１１は、本発明の第１の実施の形態に係る検知部における対象波形取得部が取得する対象波形の一例を模式的に示す図である。

図１０および図１１を参照して、検知部４における対象波形取得部３５は、たとえば、ｋ１番目のドップラースペクトルＤＳ１［ｋ１］における各周波数成分の振幅すなわち反射強度Ｉｒと所定のしきい値Ｔｈａとの大小関係に基づいて、ドップラースペクトルＤＳ１［ｋ１］の一部または全部である対象波形Ｗ［ｋ１］を取得する。

具体的には、対象波形取得部３５は、信号処理部３から受けるドップラースペクトルＤＳ１［ｋ１］に含まれるＭ個のデジタル信号であるＤＳ１［ｋ１］［ｂａｌｌ］において、しきい値Ｔｈａ以上の反射強度Ｉｒを有し、かつ連続するデジタル信号を対象波形Ｗ［ｋ１］として取得する。なお、対象波形取得部３５は、たとえば、１つの対象波形を取得してもよいし、複数の対象波形を取得してもよい。

たとえば、図１１に示す対象波形Ｗ［ｋ１］には２つのピークが含まれる。なお、対象波形Ｗ［ｋ１］には、１つのピークが含まれてもよいし、３つ以上のピークが含まれてもよい。

たとえば、ｋ１番目のドップラースペクトルＤＳ１［ｋ１］における対象波形Ｗ［ｋ１］に含まれるピークのうち、反射強度Ｉｒが最大のピークをメインピークＭｐ［ｋ１］と定義する。また、対象波形［ｋ１］のメインピークＭｐ［ｋ１］のドップラー周波数ｆ１ｄをメインピーク周波数ｆＭｐ［ｋ１］と定義する。また、メインピークＭｐ［ｋ１］の反射強度Ｉｒを対象波形強度Ｉｒｔ［ｋ１］と定義する。

具体的には、たとえば、対象波形Ｗ［ｋ１］に含まれるデジタル信号のうち、最も反射強度Ｉｒが大きいデジタル信号がＤＳ１［ｋ１］［ｂ１］である場合、メインピーク周波数ｆＭｐ［ｋ１］は、たとえばインデックスｂ１にｄｆを乗じたものに相当する。また、対象波形強度Ｉｒｔ［ｋ１］は、たとえばＤＳ１［ｋ１］［ｂ１］の値に相当する。

対象波形取得部３５は、ｋ１としてゼロ〜（ｋｍａｘ−１）までのドップラースペクトルＤＳ１［ｋ１］について対象波形Ｗ［ｋ１］をそれぞれ取得する、すなわち対象波形Ｗ［ｋａｌｌ］を取得する。

対象波形取得部３５は、対象波形Ｗ［ｋａｌｌ］を取得すると、取得した対象波形Ｗ［ｋａｌｌ］に基づいて対象波形強度Ｉｒｔ［ｋａｌｌ］およびメインピーク周波数ｆＭｐ［ｋａｌｌ］をそれぞれ算出する。

対象波形取得部３５は、算出した対象波形強度Ｉｒｔ［ｋａｌｌ］を検知結果出力部３９へ出力する。また、対象波形取得部３５は、算出したメインピーク周波数ｆＭｐ［ｋａｌｌ］を暫定位相差取得部３６および速度取得部３７へ出力する。

なお、対象波形取得部３５は、たとえば、ｋ１番目のドップラースペクトルであるＤＳ１［ｋ１］から対象波形Ｗ［ｋ１］を取得できない場合、対象波形強度Ｉｒｔ［ｋ１］およびメインピーク周波数ｆＭｐ［ｋ１］としてヌルをそれぞれ出力する。また、対象波形取得部３５は、ドップラースペクトルＤＳ１［ｋａｌｌ］から対象波形Ｗ［ｋａｌｌ］をそれぞれ取得する代わりに、たとえばドップラースペクトルＤＳ２［ｋａｌｌ］から対象波形Ｗ［ｋａｌｌ］をそれぞれ取得してもよい。

速度取得部３７は、対象波形取得部３５から受けるメインピーク周波数ｆＭｐ［ｋａｌｌ］に基づいて、検知対象Ｔｇｔの移動速度すなわち検出対象速度を距離ゲートごとに取得する。

具体的には、速度取得部３７は、たとえば、式（６）に基づく以下に示す式（８）を用いて、ｋ１番目のメインピーク周波数であるｆＭｐ［ｋ１］から検出対象速度ｖｄ［ｋ１］を算出する。

速度取得部３７は、ｋ１としてゼロ〜（ｋｍａｘ−１）までのメインピーク周波数ｆＭｐ［ｋ１］から検出対象速度ｖｄ［ｋ１］をそれぞれ算出する、すなわちｖｄ［ｋａｌｌ］を算出する。速度取得部３７は、算出した検出対象速度ｖｄ［ｋａｌｌ］を検知結果出力部３９へ出力する。

暫定位相差取得部３６は、対象波形取得部３５からメインピーク周波数ｆＭｐ［ｋａｌｌ］を受けると、受けたメインピーク周波数ｆＭｐ［ｋａｌｌ］、および位相スペクトルＰＳ１［ｋａｌｌ］，ＰＳ２［ｋａｌｌ］に基づいて暫定位相差を取得する。

具体的には、暫定位相差取得部３６は、たとえば、ｋ１番目の位相スペクトルＰＳ１［ｋ１］に含まれるＭ個のデジタル信号であるＰＳ１［ｋ１］［ｂａｌｌ］において、ＰＳ１［ｋ１］［ｆＭｐ［ｋ１］／ｄｆ］をメインピーク周波数ｆＭｐ［ｋ１］の周波数成分の位相を示すθ１［ｋ１］として取得する。

また、暫定位相差取得部３６は、たとえば、ｋ１番目の位相スペクトルＰＳ２［ｋ１］に含まれるＭ個のデジタル信号であるＰＳ２［ｋ１］［ｂａｌｌ］において、ＰＳ２［ｋ１］［ｆＭｐ［ｋ１］／ｄｆ］をメインピーク周波数ｆＭｐ［ｋ１］の周波数成分の位相を示すθ２［ｋ１］として取得する。

暫定位相差取得部３６は、取得した位相の差である（θ１［ｋ１］−θ２［ｋ１］）を暫定的にα［ｋ１］（０≦α＜２π）とすることによりα［ｋ１］＋２ｑπを暫定位相差Δθ［ｋ１］として算出する。ここで、ｑは次数であり、ゼロ以上の整数である。

暫定位相差取得部３６は、ｋ１としてゼロ〜（ｋｍａｘ−１）までのメインピーク周波数ｆＭｐ［ｋ１］から暫定位相差Δθ［ｋ１］、すなわちΔθ［ｋａｌｌ］を取得し、取得した暫定位相差Δθ［ｋａｌｌ］、およびメインピーク周波数ｆＭｐ［ｋａｌｌ］を距離取得部３８へ出力する。

図１２は、本発明の第１の実施の形態に係る検知部における距離取得部の構成を示す図である。

図１２を参照して、距離取得部３８は、検知エリア設定部５１と、暫定距離演算部５３と、距離適性判定部５４とを含む。

距離取得部３８は、たとえば、暫定位相差取得部３６から受ける暫定位相差Δθ［ｋａｌｌ］のそれぞれに含まれる次数ｑを、距離ゲートに基づいて決定し、位相差を確定する。そして、距離取得部３８は、確定した位相差を用いて対象距離Ｌを算出する。

［検知エリア］
再び図５を参照して、図５には、最小送信間隔Ｔｌｐｒｉを距離ゲート幅Ｔｇで除した値すなわちｋｍａｘが６の場合における検知エリアＤＡ０〜ＤＡ５が示される。

図１２および図５を参照して、検知エリア設定部５１は、たとえば、暫定位相差Δθ［ｋａｌｌ］に含まれるデータ数、および初期値設定部５により設定された距離ゲート幅Ｔｇに基づいて、検知エリアを設定する。

より詳細には、検知エリア設定部５１は、暫定位相差Δθ［ｋａｌｌ］すなわちΔθ［ｋ＝０〜（ｋｍａｘ−１）］にはｋｍａｘ個の暫定位相差Δθが含まれていることを認識し、対象エリアＡ１においてｋｍａｘ個の検知エリアを設定する。

具体的には、検知エリア設定部５１は、対象エリアＡ１内であって、かつ電波センサ１０１からの距離が（ｃ×Ｔｇ／２）以下のエリアを、ｋ＝０に対応する検知エリアＤＡ０として設定する。

より詳細には、たとえば、ｍ番目の送信周期Ｔｔ［ｍ］において検知対象Ｔｇｔが対象エリアＡ１内を移動する際、検知対象Ｔｇｔは、送信パルス電波Ｔ１ｐｍ（ｔ）の一部または全部を反射することによりドップラー反射波Ｒ１ｄｐｍ（ｔ）を生成する。

図７に示すように、距離ゲートＧ１（ｍ，ｋ＝０）と同じタイミングで電波センサ１０１により受信されるドップラー反射波Ｒ１ｄｐｍ（ｔ）は、検知エリアＤＡ０内を移動する検知対象Ｔｇｔからのドップラー反射波Ｒ１ｄｐｍ（ｔ）に制限される。

しがたって、距離ゲートＧ１（ｍ，ｋ＝０）においてサンプリングされる差分デジタル信号Ｂｄ１［ｋ＝０］［ｍ］は、検知エリアＤＡ０内を移動する検知対象Ｔｇｔからのドップラー反射波Ｒ１ｄｐｍ（ｔ）に基づいて生成される。

同様に、ｍ番目の送信周期Ｔｔ［ｍ］において検知対象Ｔｇｔが対象エリアＡ１内を移動する際、検知対象Ｔｇｔは、送信パルス電波Ｔ２ｐｍ（ｔ）の一部または全部を反射することによりドップラー反射波Ｒ２ｄｐｍ（ｔ）を生成する。

距離ゲートＧ２（ｍ，ｋ＝０）と同じタイミングで電波センサ１０１により受信されるドップラー反射波Ｒ２ｄｐｍ（ｔ）は、検知エリアＤＡ０内を移動する検知対象Ｔｇｔからのドップラー反射波Ｒ２ｄｐｍ（ｔ）に制限される。

しがたって、距離ゲートＧ２（ｍ，ｋ＝０）においてサンプリングされる差分デジタル信号Ｂｄ２［ｋ＝０］［ｍ］は、検知エリアＤＡ０内を移動する検知対象Ｔｇｔからのドップラー反射波Ｒ２ｄｐｍ（ｔ）に基づいて生成される。

ｍの値がゼロ〜（Ｍ−１）のいずれの値である場合においても、差分デジタル信号Ｂｄ１［ｋ＝０］［ｍ］，Ｂｄ２［ｋ＝０］［ｍ］は、検知エリアＤＡ０内を移動する検知対象Ｔｇｔからのドップラー反射波Ｒ１ｄｐｍ（ｔ），Ｒ２ｄｐｍ（ｔ）に基づいてそれぞれ生成される。

また、たとえば、暫定位相差［ｋ＝０］は、差分デジタル信号Ｂｄ１［ｋ＝０］［ｍａｌｌ］に基づいて算出されたθ１［ｋ＝０］と、差分デジタル信号Ｂｄ２［ｋ＝０］［ｍａｌｌ］に基づいて算出されたθ２［ｋ＝０］との差である。

したがって、暫定位相差［ｋ＝０］は、検知エリアＤＡ０内を移動する検知対象Ｔｇｔからのドップラー反射波に基づいて生成される。

また、検知エリア設定部５１は、対象エリアＡ１内であって、かつ電波センサ１０１からの距離が（ｃ×Ｔｇ／２）より大きく、かつ（ｃ×Ｔｇ）以下のエリアを、ｋ＝１に対応する検知エリアＤＡ１として設定する。したがって、検知エリアＤＡ０および検知エリアＤＡ１は、たとえば電波センサ１０１から（ｃ×Ｔｇ／２）離れた境界線Ｂ０１を介して隣接する。

暫定位相差［ｋ＝１］は、ｋ＝０の場合と同様に、検知エリアＤＡ１内を移動する検知対象Ｔｇｔからのドップラー反射波に基づいて生成される。

また、検知エリア設定部５１は、ｋ＝２〜５の場合も同様に、対象エリアＡ１内であって、かつ電波センサ１０１からの距離が（ｋ×ｃ×Ｔｇ／２）より大きく、かつ（（ｋ＋１）×ｃ×Ｔｇ／２）以下のエリアを、インデックスｋに対応する検知エリアＤＡｋとして設定する。

したがって、検知エリアＤＡ１および検知エリアＤＡ２は、たとえば電波センサ１０１から（ｃ×Ｔｇ）離れた境界線Ｂ１２を介して隣接する。検知エリアＤＡ２および検知エリアＤＡ３は、たとえば電波センサ１０１から（３×ｃ×Ｔｇ／２）離れた境界線Ｂ２３を介して隣接する。検知エリアＤＡ３および検知エリアＤＡ４は、たとえば電波センサ１０１から（２×ｃ×Ｔｇ）離れた境界線Ｂ３４を介して隣接する。検知エリアＤＡ４および検知エリアＤＡ５は、たとえば電波センサ１０１から（５×ｃ×Ｔｇ／２）離れた境界線Ｂ４５を介して隣接する。

暫定位相差［ｋ＝２〜５］は、ｋ＝０，１の場合と同様に、検知エリアＤＡ２〜ＤＡ５内をそれぞれ移動する検知対象Ｔｇｔからのドップラー反射波に基づいて生成される。

図１３は、本発明の第１の実施の形態に係る検知エリア設定部により作成される検知エリア対応表の一例を示す図である。

検知エリア設定部５１は、たとえば、検知エリアＤＡ０〜ＤＡ５を設定すると、インデックスｋと検知エリアの電波センサ１０１からの距離範囲との対応関係を示す検知エリア対応表Ｔｂ１を作成し、作成した検知エリア対応表Ｔｂ１を距離適性判定部５４へ出力する。

暫定距離演算部５３は、暫定位相差取得部３６から暫定位相差Δθ［ｋａｌｌ］を受けると、式（６）および式（７）に基づく以下の式（９）を用いて、受けた暫定位相差Δθ［ｋａｌｌ］から暫定距離を算出する。

具体的には、暫定距離演算部５３は、たとえば、ｋ１番目の暫定位相差Δθ［ｋ１］としてα［ｋ１］＋２ｑπを式（９）に代入することにより、以下の式（１０）に示す対象距離Ｌ［ｋ１］の暫定値を算出する。

ここで、Ｌｄｍａｘは最大検知距離である。たとえば、最大検知距離以上の距離では、位相差の測定結果に曖昧性が含まれるため、対象距離を一義的に決定することができなくなる場合がある。具体的には、たとえば位相差の測定結果がα［ｋ１］＋２ｑπ（０≦［ｋ１］＜２πかつｑはゼロ以上の整数）となる場合、ｑの値が確定しないため位相差の測定結果が曖昧となってしまい、電波センサ１０１は、対象距離Ｌ［ｋ１］を確定することができなくなる。

暫定距離演算部５３は、ｋ１としてゼロ〜（ｋｍａｘ−１）についての対象距離Ｌ［ｋ１］の暫定値、すなわち対象距離Ｌ［ｋａｌｌ］の暫定値を算出し、算出した対象距離Ｌ［ｋａｌｌ］の暫定値を距離適性判定部５４へ出力する。

距離適性判定部５４は、検知エリア設定部５１から受ける検知エリア対応表Ｔｂ１を参照することにより、暫定距離演算部５３から受ける対象距離Ｌ［ｋａｌｌ］の暫定値の適性を判定する。

具体的には、距離適性判定部５４は、たとえば、インデックスｋがゼロの場合において、対象距離Ｌ［ｋ＝０］の暫定値として（Ｌｄｍａｘ×α［ｋ＝０］／２π＋Ｌｄｍａｘ×ｑ）を算出する。

そして、距離適性判定部５４は、たとえば、次数ｑを変化させたときの対象距離Ｌ［ｋ＝０］の暫定値のいずれかが、検知エリア対応表Ｔｂ１におけるｋがゼロのときの距離範囲すなわち０〜ｃ×Ｔｇ／２に含まれるか否かを判定する。

距離適性判定部５４は、たとえば、次数ｑがｑ１の場合において、対象距離Ｌ［ｋ＝０］の暫定値である（Ｌｄｍａｘ×α［ｋ＝０］／２π＋Ｌｄｍａｘ×ｑ１）が０〜ｃ×Ｔｇ／２に含まれるとき、以下の処理を行う。すなわち、距離適性判定部５４は、対象距離Ｌ［ｋ＝０］を（Ｌｄｍａｘ×α［ｋ＝０］／２π＋Ｌｄｍａｘ×ｑ１）に確定する。

一方、距離適性判定部５４は、たとえば、次数ｑをいずれの値に変化させても、対象距離Ｌ［ｋ＝０］の暫定値が０〜ｃ×Ｔｇ／２に含まれないとき、対象距離Ｌ［ｋ＝０］としてヌルを算出する。

距離適性判定部５４は、インデックスｋが１〜（ｋｍａｘ−１）の場合についても、ｋ＝０のときと同様の処理を行う。距離適性判定部５４は、対象距離Ｌ［ｋａｌｌ］を検知結果出力部３９へ出力する。

図１４は、本発明の第１の実施の形態に係る検知結果出力部により作成される検知結果テーブルの一例を示す図である。

検知結果出力部３９は、たとえば、対象波形取得部３５から受ける対象波形強度Ｉｒｔ［ｋａｌｌ］、速度取得部３７から受ける検出対象速度ｖｄ［ｋａｌｌ］、および距離取得部３８から受ける対象距離Ｌ［ｋａｌｌ］に基づいて、対象エリアＡ１における検知エリアごとの検知対象Ｔｇｔの検知結果を信号制御装置１５１へ送信する。

具体的には、検知結果出力部３９は、たとえば、検知結果を示す検知結果テーブルＴｂ２を作成する。

より詳細には、検知結果出力部３９は、たとえば、対象波形強度Ｉｒｔ［ｋ＝０］，Ｉｒｔ［ｋ＝２］，Ｉｒｔ［ｋ＝３］においてヌルが含まれている場合、検知エリアＤＡ０，ＤＡ２，ＤＡ３を移動する検知対象Ｔｇｔが存在しないことを示す「不検出」を検知結果テーブルＴｂ２における「ｋ」が０，２，３に対応する「対象波形強度」の項目に書き込む。この際、検知結果出力部３９は、たとえば、検知結果テーブルＴｂ２における「ｋ」が０，２，３に対応する「検出対象速度」および「対象距離」の項目にも「不検出」を書き込む。

検知結果出力部３９は、たとえば、検知エリアＤＡ１を移動する歩行者Ｔｇｔ２が存在することにより対象波形強度Ｉｒｔ［ｋ＝１］の値が−６８ｄＢｍとなった場合、検知結果テーブルＴｂ２における「ｋ」が１に対応する「対象波形強度」の項目に「−６８ｄＢｍ」を書き込む。この際、検知結果出力部３９は、たとえば、検出対象速度ｖｄ［ｋ＝１］および対象距離Ｌ［ｋ＝１］の値を、「ｋ」が１に対応する「検出対象速度」および「対象距離」の項目にそれぞれ書き込む。

また、検知結果出力部３９は、たとえば、検知エリアＤＡ４を移動する自動車Ｔｇｔ１が存在することにより対象波形強度Ｉｒｔ［ｋ＝４］の値が−４０ｄＢｍとなった場合、検知結果テーブルＴｂ２における「ｋ」が４に対応する「対象波形強度」の項目に「−４０ｄＢｍ」を書き込む。この際、検知結果出力部３９は、たとえば、検出対象速度ｖｄ［ｋ＝４］および対象距離Ｌ［ｋ＝４］の値を、「ｋ」が４に対応する「検出対象速度」および「対象距離」の項目にそれぞれ書き込む。

また、検知結果出力部３９は、たとえば、検知エリアＤＡ５において移動する歩行者Ｔｇｔ２が存在することにより対象波形強度Ｉｒｔ［ｋ＝５］の値が−８０ｄＢｍとなった場合、検知結果テーブルＴｂ２における「ｋ」が５に対応する「対象波形強度」の項目に「−８０ｄＢｍ」を書き込む。この際、検知結果出力部３９は、たとえば、検出対象速度ｖｄ［ｋ＝５］の値を、「ｋ」が５に対応する「対象距離」の項目に書き込む。また、検知結果出力部３９は、たとえば、対象距離Ｌ［ｋ＝５］においてヌルが含まれている場合、干渉により対象距離Ｌを適切に算出できなかったことを示す「不適正」を検知結果テーブルＴｂ２における「ｋ」が５に対応する「対象距離」の項目に書き込む。

検知結果出力部３９は、たとえば、作成した検知結果テーブルＴｂ２を信号制御装置１５１へ送信する。

［動作］
図１５は、本発明の第１の実施の形態に係る電波センサが対象エリアにおける検知対象を検知する際の動作手順を定めたフローチャートである。信号制御システム２０１における電波センサ１０１は、コンピュータを備え、当該コンピュータにおけるＣＰＵ等の演算処理部は、以下のフローチャートの各ステップの一部または全部を含むプログラムを図示しないメモリから読み出して実行する。この装置のプログラムは、外部からインストールすることができる。この装置のプログラムは、記録媒体に格納された状態で流通する。

図１５を参照して、電波センサ１０１は、たとえば、Ｍ個の送信周期Ｔｔ［ｍａｌｌ］を含む観測時間Ｔｃｐｉを１つの単位として対象エリアＡ１における検知対象Ｔｇｔを検知する処理を行う。

まず、電波センサ１０１における送信部１は、インデックスｍをゼロに初期化する（ステップＳ１０２）。

次に、送信部１は、送信周期Ｔｔ［ｍ］における送信間隔Ｔｉｎｔ［ｍ］をランダムに設定する（ステップＳ１０４）。

次に、送信部１は、送信周期Ｔｔ［ｍ］の開始タイミングｔ１（ｍ）において、送信パルス電波Ｔ１ｐｍ（ｔ）を対象エリアＡ１へ送信する（ステップＳ１０６）。

次に、送信部１は、インデックスｋをゼロに初期化する（ステップＳ１０８）。

次に、送信部１は、タイミングｔ１（ｍ）から距離ゲート幅Ｔｇごとの距離ゲートＧ１（ｍ，ｋ）においてタイミング信号を受信部２へ出力する。受信部２は、送信部１からタイミング信号を受けると、差分信号Ｂ１ｐｍ（ｔ）をサンプリングする（ステップＳ１１０）。

次に、送信部１は、インデックスｋが（ｋｍａｘ−１）より小さい場合（ステップＳ１１２でＹＥＳ）、インデックスｋをインクリメントする（ステップＳ１１４）。

次に、送信部１は、距離ゲートＧ１（ｍ，ｋ）においてタイミング信号を受信部２へ出力する。受信部２は、送信部１からタイミング信号を受けると、差分信号Ｂ１ｐｍ（ｔ）をサンプリングする（ステップＳ１１０）。

一方、送信部１は、インデックスｋが（ｋｍａｘ−１）以上である場合（ステップＳ１１２でＮＯ）、タイミングｔ１（ｍ）から送信間隔Ｔｉｎｔ［ｍ］が経過したタイミングにおいて、送信パルス電波Ｔ２ｐｍ（ｔ）を対象エリアＡ１へ送信する（ステップＳ１１６）。

次に、送信部１は、インデックスｋをゼロに初期化する（ステップＳ１１８）。

次に、送信部１は、送信パルス電波Ｔ２ｐｍ（ｔ）の送信が開始されてから距離ゲート幅Ｔｇごとの距離ゲートＧ２（ｍ，ｋ）においてタイミング信号を受信部２へ出力する。受信部２は、送信部１からタイミング信号を受けると、差分信号Ｂ２ｐｍ（ｔ）をサンプリングする（ステップＳ１２０）。

次に、送信部１は、インデックスｋが（ｋｍａｘ−１）より小さい場合（ステップＳ１２２でＹＥＳ）、インデックスｋをインクリメントする（ステップＳ１２４）。

次に、送信部１は、距離ゲートＧ２（ｍ，ｋ）においてタイミング信号を受信部２へ出力する。受信部２は、送信部１からタイミング信号を受けると、差分信号Ｂ２ｐｍ（ｔ）をサンプリングする（ステップＳ１２０）。

一方、送信部１は、インデックスｋが（ｋｍａｘ−１）以上であり、かつインデックスｍが（Ｍ−１）より小さい場合（ステップＳ１２２でＮＯおよびステップＳ１２６でＹＥＳ）、ｍをインクリメントする（ステップＳ１３０）。

次に、送信部１は、送信周期Ｔｔ［ｍ］における送信間隔Ｔｉｎｔ［ｍ］をランダムに設定する（ステップＳ１０４）。

一方、検知部４は、インデックスｋがｋｍａｘ以上であり、かつインデックスｍが（Ｍ−１）以上である場合（ステップＳ１２２でＮＯおよびステップＳ１２６でＮＯ）、Ｍ個の送信周期Ｔｔ［ｍａｌｌ］においてサンプリングされた差分信号Ｂ１ｐｍ（ｔ），Ｂ２ｐｍ（ｔ）に基づいて、対象エリアＡ１における検知対象Ｔｇｔの検出処理を行う（ステップＳ１２８）。

なお、本発明の第１の実施の形態に係る電波センサでは、２種類の周波数のパルス電波を生成し、生成したパルス電波を対象エリアＡ１へ送信する構成であるとしたが、これに限定するものではない。電波センサ１０１は、たとえば、１種類または３種類以上の周波数のパルス電波を生成し、生成したパルス電波を対象エリアＡ１へ送信する構成であってもよい。

また、本発明の第１の実施の形態に係る電波センサは、ある送信周期において周波数ｆ１のパルス電波を送信してから周波数ｆ２のパルス電波を送信するまでの送信間隔と周波数ｆ２のパルス電波を送信してから次の送信周期において周波数ｆ１のパルス電波を送信するまでの送信間隔とを同じ長さに設定する構成であるとしたが、これに限定するものではない。電波センサは、たとえば、上記２つの送信間隔を異なる長さに設定する構成であってもよい。

また、本発明の第１の実施の形態に係る電波センサは、周波数ｆ１のパルス電波および周波数ｆ２のパルス電波を交互に送信する構成であるとしたが、これに限定するものではない。電波センサは、たとえば、周波数ｆ１のパルス電波を連続して送信した後、周波数ｆ２のパルス電波を連続して送信する構成であってもよい。

また、本発明の第１の実施の形態に係る電波センサでは、２つの観測時間Ｔｃｐｉが連続する構成であってもよいし、２つの観測時間Ｔｃｐｉの間でにインターバルがある構成であってもよい。

また、本発明の第１の実施の形態に係る電波センサは、周波数ｆ１のパルス電波および周波数ｆ２のパルス電波を交互に送信する構成であるとしたが、これに限定するものではない。電波センサは、たとえば、周波数ｆ１のパルス電波を所定回数連続して送信した後、周波数ｆ２のパルス電波を所定回数連続して送信する構成であってもよい。

ところで、たとえば、２周波ＣＷ方式を用いる電波センサは、２周波ＣＷ方式を用いる他の電波センサ、およびＦＭＣＷ方式を用いる電波センサが送信する電波による干渉を受ける場合が多い。また、たとえば、自動車に取り付けられる電波センサは、ＦＭＣＷ方式が用いられることが多い。

たとえば、２周波ＣＷ方式を用いる電波センサを交差点の近傍に設置する場合、当該電波センサは、交差点の近傍を移動する自動車に取り付けられた電波センサから干渉を受ける場合がある。また、２周波ＣＷ方式を用いる電波センサを交差点の近傍に複数設置する場合、これらの電波センサ同士で干渉してしまう場合がある。そして、２周波ＣＷ方式を用いる電波センサは、このような干渉を受けることにより検知対象を誤って検知してしまうことがある。

これに対して、本発明の第１の実施の形態に係る電波センサでは、送信部１は、パルス状の電波であるパルス電波を対象エリアＡ１へ送信し、ｎ（ｎは１以上の整数）種類の周波数のパルス電波を所定の順番で送信する。受信部２は、対象エリアＡ１からの電波を受信する。検知部４は、受信部２が受信した電波、および受信したタイミングに基づいて、対象エリアＡ１における検知対象Ｔｇｔを検知する。そして、送信部１は、パルス電波の送信間隔を変更可能である。

このような構成により、電波センサ１０１がパルス電波を送信する送信タイミングと干渉波となる他の電波センサ１０１または電波センサ１０１以外の装置により送信される電波を受信するタイミングとの関係が固定化される状況を回避し、干渉波を受信するタイミングを送信タイミングに対して分散させることができる。これにより、いずれの受信タイミングにおいても干渉の影響が緩和されるので、誤検知を抑制し、検知精度を向上させることができる。

また、たとえば、２周波ＣＷ方式またはＦＭＣＷ方式を用いる他の電波センサに与える干渉の影響を低減することができる。

また、本発明の第１の実施の形態に係る電波センサでは、送信部１は、ｎ種類の周波数のパルス電波の送信を周期的に行い、パルス電波の送信周期Ｔｔ［ｍ］（ｍはゼロ〜（Ｍ−１）までの整数）ごとに送信間隔Ｔｉｎｔ［ｍ］を変更する。

このような構成により、たとえば、複数の電波センサ１０１が同じ送信間隔でパルス電波を継続して送信してしまうことを回避することができるので、送信タイミングと干渉波を受信するタイミングとの関係が固定化される状況をより確実に回避することができる。

また、送信周期Ｔｔ［ｍ］におけるｎ種類の周波数のパルス電波の送信間隔Ｔｉｎｔ［ｍ］を同じにすることができるので、受信した電波に基づく信号処理の負担を軽減することができる。

また、本発明の第１の実施の形態に係る電波センサでは、ｎは２以上の整数である。

このように、波長が異なる複数種類のパルス電波を用いる構成により、波長が異なる電波間の位相差の情報を取得することができるので、たとえば、取得した位相差の情報に基づいて電波センサ１０１から検知対象Ｔｇｔまでの対象距離Ｌを算出することができる。

次に、本発明の他の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

＜第２の実施の形態＞
本実施の形態は、第１の実施の形態に係る電波センサと比べて、低いサンプリング周波数で電波のサンプリングを行う電波センサに関する。以下で説明する内容以外は第１の実施の形態に係る電波センサと同様である。

［電波センサの構成］
図１６は、本発明の第２の実施の形態に係る電波センサの構成を示す図である。

図１６を参照して、電波センサ１０２は、本発明の第１の実施の形態に係る電波センサ１０１と比べて、送信部１、受信部２および信号処理部３の代わりに、送信部６、受信部７および信号処理部８を備え、さらに、受信レベル取得部９および干渉判断部１０を備える。送信部６は、送信部１と比べて、電波出力制御部１１およびサンプリング制御部１２の代わりに、電波出力制御部６１およびサンプリング制御部６２を含み、さらに、電波断続部１４を含む。受信部７は、受信部２と比べて、Ａ／Ｄコンバータ２７の代わりに、Ａ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）４７を含む。

（送信間隔の変更）
図１７は、本発明の第２の実施の形態に係る送信部が送信する電波の送信シーケンスの一例を示す図である。

図１７には、たとえば、観測時間Ｔｃｐｉのうちのゼロ〜６番目の送信周期Ｔｔ［ｍ＝０〜６］における、それぞれ周波数ｆ１，ｆ２を有する送信パルス電波Ｔ１ｐｍ（ｔ），Ｔ２ｐｍ（ｔ）が送信される期間、送信間隔Ｔｉｎｔ［ｍ＝０〜６］、受信期間Ｔｆ１［ｍ＝０〜６］，Ｔｆ２［ｍ＝０〜６］および距離ゲートＧ２（０，０），Ｇ１（１，１），Ｇ２（１，２），Ｇ１（２，３），Ｇ１（３，０），Ｇ２（３，１），Ｇ１（４，２），Ｇ２（４，３），Ｇ２（５，０），Ｇ１（６，１），Ｇ２（６，２）が示される。

図１６および図１７を参照して、送信部６における電波出力制御部６１は、たとえば、２種類の周波数のパルス電波が周期的に生成されるようにパルス電波生成部１３を制御する。また、電波出力制御部６１は、たとえば、受信部７が受信した電波に関する所定条件が満たされた場合にパルス電波の送信間隔を変更する。

より詳細には、電波出力制御部６１は、たとえば、観測時間Ｔｃｐｉにおいて、初期値設定部５において設定された測定パラメータに基づいて以下の処理を行う。すなわち、電波出力制御部６１は、たとえば、パルス電波生成部１３を制御することによりパルス電波生成部１３に周波数ｆ１またはｆ２、およびパルス幅Ｔｐを有するパルス電波をそれぞれＭ回生成させ、パワーアンプ１５および送信アンテナ１６経由で対象エリアＡ１へ送信させる。

具体的な送信シーケンスとして、電波出力制御部６１は、たとえば、送信周期Ｔｔ［ｍ］における送信間隔Ｔｉｎｔ［ｍ］を最小送信間隔Ｔｌｐｒｉに決定する。ここで、ｍはゼロからＭ−１までの整数である。図１７には、送信間隔Ｔｉｎｔ［ｍ］が４×Ｔｐかつ４×Ｔｇである場合の送信シーケンスが示される。この場合、最小送信間隔Ｔｌｐｒｉを距離ゲート幅Ｔｇで除した値であるｋｍａｘが４となる。

また、電波出力制御部６１は、たとえば、観測時間Ｔｃｐｉの間に、パルス電波の送信が行われない送信中断期間を設ける。具体的には、電波出力制御部６１は、たとえば、観測時間Ｔｃｐｉの測定が所定回数行われるごとに送信中断期間を設ける。

なお、電波出力制御部６１は、たとえば、自己の電波センサ１０１に接続される信号制御装置１５１が制御する歩行者用信号灯器１６１の灯色の変化に合わせて送信中断期間を設けてもよい。より詳細には、電波出力制御部６１は、たとえば、歩行者用信号灯器１６１の灯色が赤色の場合、言い換えると対象エリアＡ１に含まれる横断歩道ＰＣ１の自動車Ｔｇｔ１および歩行者Ｔｇｔ２を検知する必要がない場合に送信中断期間を設けてもよい。

電波出力制御部６１は、たとえば、送信中断期間において送信中断信号を受信レベル取得部９および電波断続部１４へ継続して出力する。

電波断続部１４は、パワーアンプ１５と送信アンテナ１６との間に設けられ、たとえば電波出力制御部６１から送信中断信号を受けていない間、パワーアンプ１５から受けるパルス電波を送信アンテナ１６へ出力する。一方、電波断続部１４は、たとえば電波出力制御部６１から送信中断信号を受けている間、パワーアンプ１５から受けるパルス電波を送信アンテナ１６へ出力しない。

受信レベル取得部９は、たとえば、電波出力制御部６１から送信中断信号を受けている間、受信部７におけるＡ／Ｄコンバータ４７から出力されるデジタル信号の値であるレベルＮｌｖを取得し、取得したレベルＮｌｖを干渉判断部１０へ出力する。

干渉判断部１０は、受信レベル取得部９から受けるレベルＮｌｖに基づいて自己の電波センサ１０１が他の装置から送信される電波による干渉を受けているか否かを判断する。また、干渉判断部１０は、たとえば検知部４が信号制御装置１５１へ送信する検知結果テーブルＴｂ２を取得し、取得した検知結果テーブルＴｂ２に基づいて、自己の電波センサ１０１が干渉を受けているか否かを判断する。

具体的には、たとえば、送信中断期間において電波センサ１０１からパルス電波が送信されないので、受信部７が他の装置から送信される電波を受信していない場合、レベルＮｌｖは低い。一方、送信中断期間において受信部７が他の装置から送信される電波を受信している場合、レベルＮｌｖは高い。したがって、干渉判断部１０は、たとえば、レベルＮｌｖが所定のしきい値以上である場合、自己の電波センサ１０１が他の装置から送信される電波による干渉を受けていると判断し、干渉検出通知を電波出力制御部６１へ出力する。

また、たとえば、干渉判断部１０は、図１４に示す検知結果テーブルＴｂ２を参照し、「対象距離」の項目に「不適正」が含まれている場合、自己の電波センサ１０１が他の装置から送信される電波による干渉を受けていると判断し、干渉検出通知を電波出力制御部６１へ出力する。

より詳細には、検知対象Ｔｇｔからのドップラー反射波Ｒ１ｄｐｍ（ｔ）またはＲ２ｄｐｍ（ｔ）の周波数と他の装置から送信される電波の周波数とが同じ場合、ドップラー反射波および当該電波が干渉し、ドップラー反射波の位相が変化してしまう。ドップラー反射波の位相が変化してしまうと差分信号の位相も変化するため、式（９）に基づく対象距離Ｌの算出処理において誤った対象距離Ｌが算出されてしまう。したがって、検知結果テーブルＴｂ２における「対象距離」の項目に「不適正」が含まれている場合、電波センサ１０１が他の装置から送信される電波による干渉を受けている可能性が高い。

電波出力制御部６１は、たとえば、干渉判断部１０から干渉検出通知を受けると、送信周期Ｔｔ［ｍ］における送信間隔Ｔｉｎｔ［ｍ］を変更する。たとえば、電波出力制御部６１は、ｍ１番目の送信周期Ｔｔ［ｍ１］において干渉検出通知を受けると、送信周期Ｔｔ［ｍ１＋１］以降の送信間隔を変更してもよいし、送信周期Ｔｔ［ｍ＝Ｍ−１］が満了した後、すなわち観測時間Ｔｃｐｉが満了した後に次の観測時間Ｔｃｐｉにおける送信間隔Ｔｉｎｔ［ｍ］を変更してもよい。

［シフトサンプリング］
サンプリング制御部６２は、受信期間Ｔｆ１［ｍａｌｌ］，Ｔｆ２［ｍａｌｌ］において距離ゲート幅Ｔｇごとの複数の設定タイミングを設定する。そして、サンプリング制御部６２は、たとえば、受信期間Ｔｆ１［ｍａｌｌ］またはＴｆ２［ｍａｌｌ］における設定タイミングの数が偶数の場合には、奇数個の設定タイミングごとに、かつ、２つ以上の設定タイミングごとに距離ゲートを示すタイミング信号を生成する。また、サンプリング制御部６２は、たとえば、受信期間Ｔｆ１［ｍａｌｌ］またはＴｆ２［ｍａｌｌ］における設定タイミングの数が奇数の場合には、受信期間Ｔｆ１［ｍａｌｌ］またはＴｆ２［ｍａｌｌ］における設定タイミングの数と異なる奇数個の設定タイミングごとに、かつ、２つ以上の設定タイミングごとに距離ゲートを示すタイミング信号を生成する。

（受信期間における設定タイミングの数が偶数の場合）
具体的には、サンプリング制御部６２は、図１７に示すようにｋｍａｘが４である場合、すなわち、受信期間における設定タイミングの数が偶数の場合、たとえば５個の設定タイミングごとにタイミング信号を生成する。

より詳細には、サンプリング制御部６２は、たとえば、受信周期Ｔｔ［ｍ＝０］の開始タイミングであるｔ１（ｍ＝０）から５個の設定タイミングごとのタイミング信号、すなわち距離ゲートＧ２（０，０），Ｇ１（１，１），Ｇ２（１，２），Ｇ１（２，３），Ｇ１（３，０），Ｇ２（３，１），Ｇ１（４，２），Ｇ２（４，３），Ｇ２（５，０），Ｇ１（６，１），Ｇ２（６，２）を示すタイミング信号を生成し、生成したタイミング信号を受信部７におけるＡ／Ｄコンバータ４７へ出力する。

この際、サンプリング制御部６２は、たとえば、各距離ゲートの時系列順を特定するためのゲート順番情報を信号処理部８へ出力する。具体的には、サンプリング制御部６２は、たとえば、距離ゲートＧ２（０，０）を示すタイミング信号をＡ／Ｄコンバータ４７へ出力する際、「ｆ２，ｍ＝０，ｋ＝０」をゲート順番情報として信号処理部８へ出力する。また、サンプリング制御部６２は、たとえば、距離ゲートＧ１（１，１）を示すタイミング信号をＡ／Ｄコンバータ４７へ出力する際、「ｆ１，ｍ＝１，ｋ＝１」をゲート順番情報として信号処理部８へ出力する。

Ａ／Ｄコンバータ４７は、たとえばサンプリング制御部６２からタイミング信号を受けると、差分信号Ｂ１ｐｍ（ｔ），Ｂ２ｐｍ（ｔ）をデジタル信号に変換し、変換したデジタル信号を信号処理部８へ出力する。

Ａ／Ｄコンバータ４７がタイミング信号を受ける間隔は、たとえば距離ゲート幅Ｔｇの５倍であるので、Ａ／Ｄコンバータ４７のサンプリング周波数を低くすることができ、Ａ／Ｄコンバータ４７のコストを低下させることができる。

図１８は、本発明の第２の実施の形態に係る電波センサにおける信号処理部の構成を示す図である。

信号処理部８は、本発明の第１の実施の形態に係る電波センサ１０１における信号処理部３と比べて、バッファ制御部３３の代わりに、バッファ制御部６３を含む。

信号処理部８におけるバッファ制御部６３は、電波出力制御部６１から受ける観測開始信号、観測終了信号、ｆ１パルス生成命令およびｆ２パルス生成命令、ならびにサンプリング制御部６２から受けるゲート順番情報に基づいて、Ａ／Ｄコンバータ４７から受ける距離ゲートごとのデジタル信号を並べ替えながら第１バッファ３１および第２バッファ３２に蓄積する。

具体的には、バッファ制御部６３は、たとえば、送信周期Ｔｔ［ｍ＝５×ｊ］〜Ｔｔ［５×ｊ＋４］において、Ａ／Ｄコンバータ４７から８個のデジタル信号を順次受けるとともに、サンプリング制御部６２から以下のゲート順番情報を受ける。ここで、ｊはゼロ以上の整数である。

すなわち、バッファ制御部６３は、たとえば、「ｆ２，ｍ＝５×ｊ，ｋ＝０」、「ｆ１，ｍ＝５×ｊ＋１，ｋ＝１」、「ｆ２，ｍ＝５×ｊ＋１，ｋ＝２」、「ｆ１，ｍ＝５×ｊ＋２，ｋ＝３」、「ｆ１，ｍ＝５×ｊ＋３，ｋ＝０」、「ｆ２，ｍ＝５×ｊ＋３，ｋ＝１」、「ｆ１，ｍ＝５×ｊ＋４，ｋ＝２」および「ｆ２，ｍ＝５×ｊ＋４，ｋ＝３」の順にゲート順番情報を受ける。

したがって、バッファ制御部６３は、受信期間Ｔｆ１［ｍａｌｌ］においてサンプリングされたデジタル信号を、インデックスｋが１，３，０，２の順で繰り返し受けるので、受けたデジタル信号をインデックスｋの昇順で並べ替えながら第１バッファ３１に蓄積する。

また、バッファ制御部６３は、受信期間Ｔｆ２［ｍａｌｌ］においてサンプリングされたデジタル信号を、インデックスｋが０，２，１，３の順で繰り返し受けるので、受けたデジタル信号をインデックスｋの昇順で並べ替えながら第２バッファ３２に蓄積する。

（受信期間における設定タイミングの数が奇数の場合）
図１９は、本発明の第２の実施の形態に係る送信部が送信する電波の送信シーケンスの一例を示す図である。

図１９には、送信間隔Ｔｉｎｔ［ｍ］が５×Ｔｐかつ５×Ｔｇである場合の送信シーケンスが示される。この場合、ｋｍａｘが５となる。より詳細には、図１９には、観測時間Ｔｃｐｉのうちのゼロ〜７番目の送信周期Ｔｔ［ｍ＝０〜７］における、それぞれ周波数ｆ１，ｆ２を有する送信パルス電波Ｔ１ｐｍ（ｔ），Ｔ２ｐｍ（ｔ）が送信される期間、送信間隔Ｔｉｎｔ［ｍ＝０〜７］、受信期間Ｔｆ１［ｍ＝０〜７］，Ｔｆ２［ｍ＝０〜７］および距離ゲートＧ２（０，１），Ｇ１（１，３），Ｇ１（２，０），Ｇ２（２，２），Ｇ１（３，４），Ｇ１（４，１），Ｇ２（４，３），Ｇ２（５，０），Ｇ１（６，２），Ｇ２（６，４），Ｇ２（７，１）が示される。

サンプリング制御部６２は、図１９に示すようにｋｍａｘが５である場合、すなわち、受信期間における設定タイミングの数が奇数の場合、たとえば７個の設定タイミングごとにタイミング信号を生成する。

より詳細には、サンプリング制御部６２は、たとえば、受信周期Ｔｔ［ｍ＝０］の開始タイミングであるｔ１（ｍ＝０）から７個の設定タイミングごとのタイミング信号、すなわち距離ゲートＧ２（０，１），Ｇ１（１，３），Ｇ１（２，０），Ｇ２（２，２），Ｇ１（３，４），Ｇ１（４，１），Ｇ２（４，３），Ｇ２（５，０），Ｇ１（６，２），Ｇ２（６，４），Ｇ２（７，１）を示すタイミング信号を生成し、生成したタイミング信号を受信部７におけるＡ／Ｄコンバータ４７へ出力する。

この際、サンプリング制御部６２は、たとえば、各距離ゲートの時系列順を特定するためのゲート順番情報を信号処理部８へ出力する。具体的には、サンプリング制御部６２は、たとえば、距離ゲートＧ２（０，１）を示すタイミング信号をＡ／Ｄコンバータ４７へ出力する際、「ｆ２，ｍ＝０，ｋ＝１」をゲート順番情報として信号処理部８へ出力する。また、サンプリング制御部６２は、たとえば、距離ゲートＧ１（１，３）を示すタイミング信号をＡ／Ｄコンバータ４７へ出力する際、「ｆ１，ｍ＝１，ｋ＝３」をゲート順番情報として信号処理部８へ出力する。

Ａ／Ｄコンバータ４７は、たとえばサンプリング制御部６２からタイミング信号を受けると、差分信号Ｂ１ｐｍ（ｔ），Ｂ２ｐｍ（ｔ）をデジタル信号に変換し、変換したデジタル信号を信号処理部８へ出力する。

信号処理部８におけるバッファ制御部６３は、たとえば、送信周期Ｔｔ［ｍ＝７×ｊ］〜Ｔｔ［７×ｊ＋６］において、Ａ／Ｄコンバータ４７から１０個のデジタル信号を順次受けるとともに、サンプリング制御部６２から以下のゲート順番情報を受ける。ここで、ｊはゼロ以上の整数である。

すなわち、バッファ制御部６３は、たとえば、「ｆ２，ｍ＝７×ｊ，ｋ＝１」、「ｆ１，ｍ＝７×ｊ＋１，ｋ＝３」、「ｆ１，ｍ＝７×ｊ＋２，ｋ＝０」、「ｆ２，ｍ＝７×ｊ＋２，ｋ＝２」、「ｆ１，ｍ＝７×ｊ＋３，ｋ＝４」、「ｆ１，ｍ＝７×ｊ＋４，ｋ＝１」、「ｆ２，ｍ＝７×ｊ＋４，ｋ＝３」、「ｆ２，ｍ＝７×ｊ＋５，ｋ＝０」、「ｆ１，ｍ＝７×ｊ＋６，ｋ＝２」および「ｆ２，ｍ＝７×ｊ＋６，ｋ＝４」の順にゲート順番情報を受ける。

したがって、バッファ制御部６３は、受信期間Ｔｆ１［ｍａｌｌ］においてサンプリングされたデジタル信号を、インデックスｋが３，０，４，１，２の順で繰り返し受けるので、受けたデジタル信号をインデックスｋの昇順で並べ替えながら第１バッファ３１に蓄積する。

また、バッファ制御部６３は、受信期間Ｔｆ２［ｍａｌｌ］においてサンプリングされたデジタル信号を、インデックスｋが１，２，３，０，４の順で繰り返し受けるので、受けたデジタル信号をインデックスｋの昇順で並べ替えながら第２バッファ３２に蓄積する。

ＦＦＴ処理部３４は、第１バッファ３１および第２バッファ３２に蓄積されたデジタル信号を高速フーリエ変換処理し、ドップラースペクトルおよび位相スペクトルを生成する。ＦＦＴ処理部３４は、生成したドップラースペクトルおよび位相スペクトルを検知部４へ出力する。

検知部４は、たとえば、２つ以上の設定タイミングごとに、かつ、受信期間における設定タイミングの数が偶数の場合には奇数個の設定タイミングごとに、受信期間における設定タイミングの数が奇数の場合には、受信期間における設定タイミングの数と異なる奇数個の設定タイミングごとに、受信部７が受信した電波に基づいて検知対象Ｔｇｔの検知を行う。

具体的には、検知部４は、信号処理部８におけるＦＦＴ処理部３４から受けるドップラースペクトルおよび位相スペクトルに基づいて検知対象Ｔｇｔの検知を行う。

［シフトサンプリングの変形例］
図２０は、本発明の第２の実施の形態に係る電波センサの変形例の構成を示す図である。

図２０を参照して、電波センサ１０２の変形例である電波センサ１０３は、図１６に示す電波センサ１０２と比べて、送信部６の代わりに、送信部７６を備える。送信部７６は、送信部６と比べて、電波出力制御部６１およびサンプリング制御部６２の代わりに、電波出力制御部７１およびサンプリング制御部７２を含む。

送信部７６は、たとえば、同じ周波数のパルス電波を繰り返し送信し、受信期間におけるすべての順番の設定タイミングにおいて受信された電波に基づいて検知対象Ｔｇｔの検知がそれぞれ行われると、パルス電波の周波数を変更する。ここで、「すべての順番の設定タイミングにおいて受信された電波に基づいて」とは、時間的に連続する複数の距離ゲートにわたって各順番の距離ゲートの受信電波が用いられることを意味する。

図２１は、本発明の第２の実施の形態に係る送信部が送信する電波の送信シーケンスの一例を示す図である。

図２１には、たとえば、観測時間Ｔｃｐｉのうちのゼロ〜１番目の送信周期Ｔｔ［ｍ＝０〜１］における、それぞれ周波数ｆ１，ｆ２を有する送信パルス電波Ｔ１ｐｍ（ｔ），Ｔ２ｐｍ（ｔ）が送信される期間、送信間隔Ｔｉｎｔ［ｍ＝０〜１］、受信期間Ｔｆ１［ｒ＝０〜８］，Ｔｆ２［ｒ＝０〜４］および距離ゲートＧ１（０，０），Ｇ１（０，１），Ｇ１（０，２），Ｇ１（０，３），Ｇ２（０，０），Ｇ２（０，１），Ｇ２（０，２），Ｇ２（０，３），Ｇ１（１，０），Ｇ１（１，１），Ｇ１（１，２）が示される。

図２０および図２１を参照して、具体的な送信シーケンスとして、送信部７６における電波出力制御部７１は、たとえば、送信周期Ｔｔ［ｍ］における送信間隔Ｔｉｎｔ［ｍ］を最小送信間隔Ｔｌｐｒｉに決定する。ここで、ｍはゼロからＭ−１までの整数である。図２１には、送信間隔Ｔｉｎｔ［ｍ］が４×Ｔｐかつ４×Ｔｇである場合の送信シーケンスが示される。この場合、ｋｍａｘが４となる。

電波出力制御部７１は、たとえば、観測時間Ｔｃｐｉの開始タイミングｔ１（ｍ＝０）において、観測開始信号を信号処理部８へ出力するとともに、ｆ１パルス生成命令を信号処理部８、サンプリング制御部７２およびパルス電波生成部１３へ出力する。

そして、電波出力制御部７１は、たとえば、サンプリング制御部７２から第１サンプリング完了通知を受けるまで、送信間隔Ｔｉｎｔ［０］ごとにｆ１パルス生成命令を信号処理部８、サンプリング制御部７２およびパルス電波生成部１３へ出力する。

電波出力制御部７１は、たとえば、タイミングｔ１（ｍ＝０）から５×Ｔｉｎｔ［０］に相当する時間が経過したタイミングｔ２（ｍ＝０）においてサンプリング制御部７２から第１サンプリング完了通知を受けると、ｆ２パルス生成命令を信号処理部８、サンプリング制御部７２およびパルス電波生成部１３へ出力する。

そして、電波出力制御部７１は、たとえば、サンプリング制御部７２から第２サンプリング完了通知を受けるまで、送信間隔Ｔｉｎｔ［０］ごとにｆ２パルス生成命令を信号処理部８、サンプリング制御部７２およびパルス電波生成部１３へ出力する。

電波出力制御部７１は、たとえば、タイミングｔ２（ｍ＝０）から５×Ｔｉｎｔ［０］に相当する時間が経過したタイミングｔ１（ｍ＝１）においてサンプリング制御部７２から第２サンプリング完了通知を受けると、ｆ１パルス生成命令を信号処理部８、サンプリング制御部７２およびパルス電波生成部１３へ出力する。

また、たとえば、タイミングｔ１（ｍ＝０）において送信開始されるパルス電波がゼロ番目の周波数ｆ１のパルス電波であるとする場合において、ｒ番目の周波数ｆ１のパルス電波の送信終了から当該パルス電波の次のパルス電波の送信開始までの期間が受信期間Ｔｆ１［ｒ］に相当する。図２１には、受信期間Ｔｆ１［ｒ］のｒがゼロ〜８の場合が示される。

また、たとえば、タイミングｔ２（ｍ＝０）において送信開始されるパルス電波がゼロ番目の周波数ｆ２のパルス電波であるとする場合において、ｒ番目の周波数ｆ２のパルス電波の送信終了から当該パルス電波の次のパルス電波の送信開始までの期間が受信期間Ｔｆ２［ｒ］に相当する。図２１には、受信期間Ｔｆ２［ｒ］のｒがゼロ〜４の場合が示される。

また、電波出力制御部７１は、たとえば、観測時間Ｔｃｐｉの間に送信中断期間を設け、設けた送信中断期間において送信中断信号を受信レベル取得部９および電波断続部１４へ継続して出力する。また、電波出力制御部７１は、たとえば、干渉判断部１０から干渉検出通知を受けると、送信周期Ｔｔ［ｍ］における送信間隔Ｔｉｎｔ［ｍ］を変更する。

（受信期間における設定タイミングの数が偶数の場合）
サンプリング制御部７２は、たとえばｒ番目の受信期間Ｔｆ１［ｒ］，Ｔｆ２［ｒ］において距離ゲート幅Ｔｇごとの複数の設定タイミングを設定する。ここで、ｒはたとえばゼロ以上の整数である。そして、サンプリング制御部７２は、たとえば、図２１に示すようにｋｍａｘが４である場合、すなわち、受信期間Ｔｆ１［ｒ］またはＴｆ２［ｒ］における設定タイミングの数が偶数の４個の場合、４個より１個多い奇数の５個の設定タイミングごとにタイミング信号を生成する。

より詳細には、サンプリング制御部７２は、たとえば、受信周期Ｔｔ［ｍ＝０］の開始タイミングであるｔ１（ｍ＝０）から５個の設定タイミングごとのタイミング信号、すなわち距離ゲートＧ１（０，０），Ｇ１（０，１），Ｇ１（０，２），Ｇ１（０，３）を示すタイミング信号を生成し、生成したタイミング信号を受信部７におけるＡ／Ｄコンバータ４７へ出力する。

距離ゲートＧ１（０，３）を示すタイミング信号が出力されるタイミングｔ２（ｍ＝０）において、受信期間Ｔｆ１［ｒ＝０〜４］におけるすべての順番の設定タイミングについてのサンプリングが完了するので、サンプリング制御部７２は、たとえば、第１サンプリング完了通知を電波出力制御部７１へ出力する。

サンプリング制御部７２は、たとえば、タイミングｔ２（ｍ＝０）から５個の設定タイミングごとのタイミング信号、すなわち距離ゲートＧ２（０，０），Ｇ２（０，１），Ｇ２（０，２），Ｇ２（０，３）を示すタイミング信号を生成し、生成したタイミング信号を受信部７におけるＡ／Ｄコンバータ４７へ出力する。

距離ゲートＧ２（０，３）を示すタイミング信号が出力されるタイミングｔ１（ｍ＝１）において、受信期間Ｔｆ２［ｒ＝０〜４］におけるすべての順番の設定タイミングについてのサンプリングが完了するので、サンプリング制御部７２は、たとえば、第２サンプリング完了通知を電波出力制御部７１へ出力する。

タイミングｔ１（ｍ＝１）以降の送信周期Ｔｔ［ｍ＝１〜（Ｍ−１）］においても、サンプリング制御部７２は、送信周期Ｔｔ［ｍ＝０］における処理と同様の処理を行う。

受信部７におけるＡ／Ｄコンバータ４７は、サンプリング制御部７２からタイミング信号を受けると、差分信号Ｂ１ｐｍ（ｔ），Ｂ２ｐｍ（ｔ）をデジタル信号に変換し、変換したデジタル信号を信号処理部８へ出力する。

信号処理部８におけるバッファ制御部６３は、たとえば、受信期間Ｔｆ１［ｒ＝０〜４］においてサンプリングされたデジタル信号を、インデックスｋが０，１，２，３の昇順で受けることができるので、受けたデジタル信号を並べ替えることなく第１バッファ３１に蓄積することができる。

同様に、バッファ制御部６３は、たとえば、受信期間Ｔｆ２［ｒ＝０〜４］においてサンプリングされたデジタル信号を、インデックスｋが０，１，２，３の昇順で受けることができるので、受けたデジタル信号を並べ替えることなく第２バッファ３２に蓄積することができる。

すなわち、バッファ制御部６３は、デジタル信号を受ける際、インデックスｋが０，１，２，３の昇順で受けることができるので、受けたデジタル信号を並べ替えることなく第１バッファ３１または第２バッファ３２に蓄積することができる。

（受信期間における設定タイミングの数が奇数の場合）
図２２は、本発明の第２の実施の形態に係る送信部が送信する電波の送信シーケンスの一例を示す図である。

図２２には、たとえば、観測時間Ｔｃｐｉのうちのゼロ〜１番目の送信周期Ｔｔ［ｍ＝０〜１］における、それぞれ周波数ｆ１，ｆ２を有する送信パルス電波Ｔ１ｐｍ（ｔ），Ｔ２ｐｍ（ｔ）が送信される期間、送信間隔Ｔｉｎｔ［ｍ＝０〜１］、受信期間Ｔｆ１［ｒ＝０〜９］，Ｔｆ２［ｒ＝０〜５］および距離ゲートＧ１（０，０），Ｇ１（０，１），Ｇ１（０，２），Ｇ１（０，３），Ｇ１（０，４），Ｇ２（０，０），Ｇ２（０，１），Ｇ２（０，２），Ｇ２（０，３），Ｇ２（０，４），Ｇ１（１，０），Ｇ１（１，１），Ｇ１（１，２）が示される。

図２０および図２２を参照して、具体的な送信シーケンスとして、電波出力制御部７１は、たとえば、送信周期Ｔｔ［ｍ］における送信間隔Ｔｉｎｔ［ｍ］を最小送信間隔Ｔｌｐｒｉに決定する。図２２には、送信間隔Ｔｉｎｔ［ｍ］が５×Ｔｐかつ５×Ｔｇである場合の送信シーケンスが示される。この場合、ｋｍａｘが５となる。

サンプリング制御部７２は、たとえばｒ番目の受信期間Ｔｆ１［ｒ］，Ｔｆ２［ｒ］において距離ゲート幅Ｔｇごとの複数の設定タイミングを設定する。ここで、ｒはたとえばゼロ以上の整数である。サンプリング制御部７２は、たとえば、図２２に示すようにｋｍａｘが５である場合、すなわち、受信期間Ｔｆ１［ｒ］またはＴｆ２［ｒ］における設定タイミングの数が奇数の５個の場合、５個より１個多い偶数の６個の設定タイミングごとにタイミング信号を生成する。

より詳細には、サンプリング制御部７２は、たとえば、受信周期Ｔｔ［ｍ＝０］の開始タイミングであるｔ１（ｍ＝０）から６個の設定タイミングごとのタイミング信号、すなわち距離ゲートＧ１（０，０），Ｇ１（０，１），Ｇ１（０，２），Ｇ１（０，３），Ｇ１（０，４）を示すタイミング信号を生成し、生成したタイミング信号を受信部７におけるＡ／Ｄコンバータ４７へ出力する。

距離ゲートＧ１（０，４）を示すタイミング信号が出力されるタイミングｔ２（ｍ＝０）において、受信期間Ｔｆ１［ｒ＝０〜５］におけるすべての順番の設定タイミングについてのサンプリングが完了するので、サンプリング制御部７２は、たとえば、第１サンプリング完了通知を電波出力制御部７１へ出力する。

サンプリング制御部７２は、たとえば、タイミングｔ２（ｍ＝０）から６個の設定タイミングごとのタイミング信号、すなわち距離ゲートＧ２（０，０），Ｇ２（０，１），Ｇ２（０，２），Ｇ２（０，３），Ｇ２（０，４）を示すタイミング信号を生成し、生成したタイミング信号を受信部７におけるＡ／Ｄコンバータ４７へ出力する。

距離ゲートＧ２（０，４）を示すタイミング信号が出力されるタイミングｔ１（ｍ＝１）において、受信期間Ｔｆ２［ｒ＝０〜５］におけるすべての順番の設定タイミングについてのサンプリングが完了するので、サンプリング制御部７２は、たとえば、第２サンプリング完了通知を電波出力制御部７１へ出力する。

タイミングｔ１（ｍ＝１）以降の送信周期Ｔｔ［ｍ＝１〜（Ｍ−１）］においても、サンプリング制御部７２は、送信周期Ｔｔ［ｍ＝０］における処理と同様の処理を行う。

受信部７におけるＡ／Ｄコンバータ４７は、サンプリング制御部７２からタイミング信号を受けると、差分信号Ｂ１ｐｍ（ｔ），Ｂ２ｐｍ（ｔ）をデジタル信号に変換し、変換したデジタル信号を信号処理部８へ出力する。

信号処理部８におけるバッファ制御部６３は、たとえば、受信期間Ｔｆ１［ｒ＝０〜５］およびＴｆ２［ｒ＝０〜５］においてそれぞれサンプリングされたデジタル信号を、インデックスｋが０，１，２，３，４の昇順で受けることができるので、受けたデジタル信号を並べ替えることなく第１バッファ３１および第２バッファ３２にそれぞれ蓄積することができる。

すなわち、バッファ制御部６３は、デジタル信号を受ける際、インデックスｋが０，１，２，３，４の昇順で受けることができるので、受けたデジタル信号を並べ替えることなく第１バッファ３１または第２バッファ３２に蓄積することができる。

［動作］
図２３は、本発明の第２の実施の形態に係る電波センサにおける送信部がパルス電波を対象エリアへ送信する際の動作手順を定めたフローチャートである。

図２３を参照して、電波センサ１０２は、たとえば図１７および図１９に示す送信シーケンスで、Ｍ個の送信周期Ｔｔ［ｍａｌｌ］を含む観測時間Ｔｃｐｉを１つの単位としてパルス電波を対象エリアＡ１へ送信する処理を行う。

より詳細には、まず、電波センサ１０２における送信部６は、インデックスｍをゼロに初期化する（ステップＳ２０２）。

次に、送信部６は、送信間隔Ｔｉｎｔ［ｍ］を最小送信間隔Ｔｌｐｒｉに設定する（ステップＳ２０４）。

次に、送信部６は、送信周期Ｔｔ［ｍ］の開始タイミングｔ１（ｍ）において、送信パルス電波Ｔ１ｐｍ（ｔ）を対象エリアＡ１へ送信する（ステップＳ２０６）。

次に、送信部６は、タイミングｔ１（ｍ）から送信間隔Ｔｉｎｔ［ｍ］が経過したタイミングｔ２（ｍ）において、送信パルス電波Ｔ２ｐｍ（ｔ）を対象エリアＡ１へ送信する（ステップＳ２０８）。

次に、送信部６は、インデックスｍが（Ｍ−１）より小さい場合（ステップＳ２１０でＹＥＳ）、ｍをインクリメントする（ステップＳ２１２）。

次に、送信部６は、干渉判断部１０から干渉検出通知を受けない場合（ステップＳ２１４でＮＯ）、送信周期Ｔｔ［ｍ］の開始タイミングｔ１（ｍ）において、送信パルス電波Ｔ１ｐｍ（ｔ）を対象エリアＡ１へ送信する（ステップＳ２０６）。

一方、送信部６は、干渉判断部１０から干渉検出通知を受けた場合（ステップＳ２１４でＹＥＳ）、送信間隔Ｔｉｎｔ［ｍ］を変更し（ステップＳ２１６）、送信周期Ｔｔ［ｍ］の開始タイミングｔ１（ｍ）において、送信パルス電波Ｔ１ｐｍ（ｔ）を対象エリアＡ１へ送信する（ステップＳ２０６）。

また、送信部６は、インデックスｍが（Ｍ−１）以上である場合（ステップＳ２１０でＮＯ）、観測時間Ｔｃｐｉにおけるパルス電波の送信処理を終了する。

その他の構成および動作は第１の実施の形態に係る電波センサと同様であるため、ここでは詳細な説明を繰り返さない。

以上のように、本発明の第２の実施の形態に係る電波センサでは、送信部６，７６は、受信部７が受信した電波に関する所定条件が満たされた場合に送信間隔Ｔｉｎｔ［ｍ］を変更する。

このような構成により、電波センサ１０１の受信状況に応じて送信間隔Ｔｉｎｔ［ｍ］を変更することができるので、干渉波を受信した場合等において送信間隔Ｔｉｎｔ［ｍ］を柔軟に変更することができる。また、所定条件が満たされるまで同じ送信間隔Ｔｉｎｔ［ｍ］を継続して用いることができるので、送信間隔Ｔｉｎｔ［ｍ］の変更に伴う処理負荷を軽減することができる。

また、本発明の第２の実施の形態に係る電波センサでは、検知部４は、送信部６によるパルス電波の送信終了から次のパルス電波の送信開始までのたとえば受信期間Ｔｆ１［ｍ］において等間隔に設定された複数の設定タイミングについて、受信期間Ｔｆ１［ｍ］のいずれの設定タイミングにおいて電波を受信したか、および受信した電波に基づいて、対象エリアＡ１における検知対象Ｔｇｔを検知する。そして、検知部４は、２つ以上の設定タイミングごとに、かつ、受信期間Ｔｆ１［ｍ］における設定タイミングの数が偶数の場合には奇数個の設定タイミングごとに、受信期間Ｔｆ１［ｍ］における設定タイミングの数が奇数の場合には、受信期間Ｔｆ１［ｍ］における設定タイミングの数と異なる奇数個の設定タイミングごとに、受信部７が受信した電波に基づいて検知対象Ｔｇｔの検知を行う。

このように、受信する電波をサンプリングする間隔を広くし、かつ受信期間Ｔｆ１［ｍ］において設定された複数の設定タイミングを万遍なくサンプリングする構成により、受信する電波を低いサンプリング周波数で正しくサンプリングすることができるので、電波センサ１０２，１０３のＡ／Ｄコンバータ４７等のコストを下げることができる。

また、本発明の第２の実施の形態に係る電波センサでは、ｎは２以上の整数である。送信部７６は、同じ周波数のパルス電波を繰り返し送信し、パルス電波の送信終了から次のパルス電波の送信開始までの受信期間において等間隔に設定された複数の設定タイミングについて、たとえば受信期間Ｔｆ１［ｍ］におけるすべての順番の設定タイミングにおいて受信された電波に基づいて検知対象Ｔｇｔの検知がそれぞれ行われると、パルス電波の周波数を変更する。

このような構成により、周波数ごとに検知処理を完結することができるので、検知処理が複雑化することを回避することができる。たとえば、図２１および図２２に示すように、受信する電波を低いサンプリング周波数でサンプリングする場合、すべての順番の設定タイミングにおいて受信する電波のサンプリングを周波数ごとに行うことができるので、サンプリングしたデータの並べ替え処理を軽減することができる。

上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

以上の説明は、以下に付記する特徴を含む。

［付記１］
パルス状の電波であるパルス電波を対象エリアへ送信し、ｎ（ｎは１以上の整数）種類の周波数の前記パルス電波を所定の順番で送信する送信部と、
前記対象エリアからの電波を受信する受信部と、
前記受信部が受信した電波、および受信したタイミングに基づいて、前記対象エリアにおける検知対象を検知する検知部とを備え、
前記送信部は、前記パルス電波の送信間隔を変更可能であり、
前記送信部は、２種類の周波数の前記パルス電波を所定の順番で送信し、
前記パルス電波の送信開始から送信終了までの間隔、および受信部が電波を受信するタイミングの間隔が同じであり、
前記検知部は、前記受信部が受信した電波の強度、周波数および位相、ならびに受信したタイミングに基づいて、前記対象エリアにおける検知対象を検知する、電波センサ。

１，６，７６ 送信部
２，７ 受信部
３，８ 信号処理部
４ 検知部
５ 初期値設定部
９ 受信レベル取得部
１０ 干渉判断部
１１ 電波出力制御部
１２ サンプリング制御部
１３ パルス電波生成部
１４ 電波断続部
１５ パワーアンプ
１６ 送信アンテナ
１８ 電圧発生部
１９ 電圧制御発振器
２０ ミキサ
２１ パルス発生部
２２ 受信アンテナ
２３ ローノイズアンプ
２４ ミキサ
２５ ＩＦアンプ
２６ ローパスフィルタ
２７，４７ Ａ／Ｄコンバータ
３１ 第１バッファ
３２ 第２バッファ
３３，６３ バッファ制御部
３４ ＦＦＴ処理部
３５ 対象波形取得部
３６ 暫定位相差取得部
３７ 速度取得部
３８ 距離取得部
３９ 検知結果出力部
５１ 検知エリア設定部
５３ 暫定距離演算部
５４ 距離適性判定部
６１，７１ 電波出力制御部
６２，７２ サンプリング制御部
１０１，１０２，１０３ 電波センサ
１５１ 信号制御装置
１６１ 歩行者用信号灯器
２０１ 信号制御システム

Claims (7)

1. パルス状の電波であるパルス電波を対象エリアへ送信し、ｎ（ｎは１以上の整数）種類の周波数の前記パルス電波を所定の順番で送信する送信部と、
   前記対象エリアからの電波を受信する受信部と、
   前記受信部が受信した電波、および受信したタイミングに基づいて、前記対象エリアにおける検知対象を検知する検知部とを備え、
   前記送信部は、前記パルス電波の送信間隔を変更可能であり、
   前記検知部は、前記送信部による前記パルス電波の送信終了から次の前記パルス電波の送信開始までの受信期間において等間隔に設定された複数の設定タイミングについて、前記受信期間のいずれの前記設定タイミングにおいて電波を受信したか、および受信した前記電波に基づいて、前記対象エリアにおける検知対象を検知し、
   前記検知部は、２つ以上の前記設定タイミングごとに、かつ、前記受信期間における前記設定タイミングの数が偶数の場合には奇数個の前記設定タイミングごとに、前記受信期間における前記設定タイミングの数が奇数の場合には、前記受信期間における前記設定タイミングの数と異なる奇数個の前記設定タイミングごとに、前記受信部が受信した電波に基づいて前記検知対象の検知を行う、電波センサ。
2. パルス状の電波であるパルス電波を対象エリアへ送信し、ｎ（ｎは２以上の整数）種類の周波数の前記パルス電波を所定の順番で送信する送信部と、
   前記対象エリアからの電波を受信する受信部と、
   前記受信部が受信した電波、および受信したタイミングに基づいて、前記対象エリアにおける検知対象を検知する検知部とを備え、
   前記送信部は、前記パルス電波の送信間隔を変更可能であり、
   前記送信部は、同じ周波数の前記パルス電波を繰り返し送信し、前記パルス電波の送信終了から次の前記パルス電波の送信開始までの受信期間において等間隔に設定された複数の設定タイミングについて、前記受信期間におけるすべての順番の前記設定タイミングにおいて受信された電波に基づいて前記検知対象の検知がそれぞれ行われると、前記パルス電波の周波数を変更する、電波センサ。
3. 前記送信部は、前記ｎ種類の周波数の前記パルス電波の送信を周期的に行い、前記パルス電波の送信周期ごとに前記送信間隔を変更する、請求項１または請求項２に記載の電波センサ。
4. 前記送信部は、前記受信部が受信した電波に関する所定条件が満たされた場合に前記送信間隔を変更する、請求項１または請求項２に記載の電波センサ。
5. 前記ｎは２以上の整数である、請求項１、請求項３および請求項４のいずれか１項に記載の電波センサ。
6. 電波センサにおける検知方法であって、
   パルス状の電波であるパルス電波を対象エリアへ送信するステップを含み、
   前記パルス電波を送信するステップにおいては、ｎ（ｎは１以上の整数）種類の周波数の前記パルス電波を所定の順番で送信し、
   前記検知方法は、さらに、
   前記対象エリアからの電波を受信するステップと、
   受信した電波、および受信したタイミングに基づいて、前記対象エリアにおける検知対象を検知するステップと、
   前記パルス電波の送信間隔を変更するステップと、
   変更後の前記送信間隔で前記ｎ種類の周波数の前記パルス電波を前記所定の順番で送信するステップとを含み、
   前記検知対象を検知するステップにおいては、前記パルス電波の送信終了から次の前記パルス電波の送信開始までの受信期間において等間隔に設定された複数の設定タイミングについて、前記受信期間のいずれの前記設定タイミングにおいて電波を受信したか、および受信した前記電波に基づいて、前記対象エリアにおける検知対象を検知し、
   前記検知対象を検知するステップにおいては、２つ以上の前記設定タイミングごとに、かつ、前記受信期間における前記設定タイミングの数が偶数の場合には奇数個の前記設定タイミングごとに、前記受信期間における前記設定タイミングの数が奇数の場合には、前記受信期間における前記設定タイミングの数と異なる奇数個の前記設定タイミングごとに、受信した電波に基づいて前記検知対象の検知を行う、検知方法。
7. 電波センサにおける検知方法であって、
   パルス状の電波であるパルス電波を対象エリアへ送信するステップを含み、
   前記パルス電波を送信するステップにおいては、ｎ（ｎは２以上の整数）種類の周波数の前記パルス電波を所定の順番で送信し、
   前記検知方法は、さらに、
   前記対象エリアからの電波を受信するステップと、
   受信した電波、および受信したタイミングに基づいて、前記対象エリアにおける検知対象を検知するステップと、
   前記パルス電波の送信間隔を変更するステップと、
   変更後の前記送信間隔で前記ｎ種類の周波数の前記パルス電波を前記所定の順番で送信するステップとを含み、
   前記パルス電波を送信するステップにおいては、同じ周波数の前記パルス電波を繰り返し送信し、前記パルス電波の送信終了から次の前記パルス電波の送信開始までの受信期間において等間隔に設定された複数の設定タイミングについて、前記受信期間におけるすべての順番の前記設定タイミングにおいて受信された電波に基づいて前記検知対象の検知がそれぞれ行われると、前記パルス電波の周波数を変更する、検知方法。

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