JP6740594B2 - 電波センサおよび検知プログラム - Google Patents

Description

本発明は、電波センサおよび検知プログラムに関し、特に、電波を用いて対象物を検知する電波センサおよび検知プログラムに関する。

特開２０１２−２４７２１５号公報（特許文献１）には、車両に搭載され、当該車両の周囲に存在する物体の種別を識別する物体識別装置が開示されている。すなわち、物体識別装置は、自車両の周囲に音波または電磁波を照射して当該音波または当該電磁波の反射波を検出することによって得られた、反射強度および自車両周囲の物体までの距離の情報を含む物体情報と、画像処理によって得られた物体の高さの情報とを取得する。物体識別装置は、物体の高さおよび物体までの距離に応じて反射強度を補正する。そして、物体識別装置は、補正後の反射強度に応じて物体の種別を識別する。

特開２０１２−２４７２１５号公報

四分一 浩二、外２名、"拡大するミリ波技術の応用"、［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成２７年９月２０日検索］、インターネット〈ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｐｃ．ｃｏ．ｊｐ／ｓｐｃ／ｐｄｆ／ｇｉｈｏ２１＿０９．ｐｄｆ〉 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

しかしながら、特許文献１に記載の物体識別装置では、音波または電磁波の照射処理および検出処理と、画像処理とを用いて物体の種別を識別するため、装置の構成が複雑になり、かつコストがかかるという問題がある。

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、簡易かつ低コストな構成で、横断歩道における対象物を精度よく検知することが可能な電波センサおよび検知プログラム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、横断歩道を含む対象エリアにおける対象物を検知可能な電波センサであって、複数種類の変調方式を用いてそれぞれ生成した複数種類の電波を前記対象エリアへ送信する送信部と、電波を受信する受信部と、前記受信部によって受信された電波に基づいて、前記変調方式を用いて前記対象エリアにおけるサブエリアごとに前記対象物を検知する検知部とを備え、前記検知部は、各前記サブエリアのうち、少なくともいずれか１つの前記サブエリアにおいて、複数種類の前記変調方式を用いて前記対象物を検知する。

（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プログラムは、電波を受信し、横断歩道を含む対象エリアにおける対象物を検知可能な電波センサにおいて用いられる検知プログラムであって、コンピュータを、複数種類の変調方式を用いてそれぞれ生成した複数種類の電波を前記対象エリアへ送信する送信部と、前記電波センサによって受信された電波に基づいて、前記変調方式を用いて前記対象エリアにおけるサブエリアごとに前記対象物を検知する検知部と、として機能させるためのプログラムであり、前記検知部は、各前記サブエリアのうち、少なくともいずれか１つの前記サブエリアにおいて、複数種類の前記変調方式を用いて前記対象物を検知する。

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をステップとする方法として実現したり、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、簡易かつ低コストな構成で、横断歩道における対象物を精度よく検知することができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る信号制御安全運転支援システムの構成を示す図である。 図２は、本発明の実施の形態に係る安全運転支援システムの交差点における設置例を斜め上方から見た状態を示す図である。 図３は、本発明の実施の形態に係る安全運転支援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、本発明の実施の形態に係る安全運転支援システムにおける電波センサが送信および受信する電波の周波数の時間変化の一例を示す図である。 図５は、本発明の実施の形態に係る送信アンテナおよび受信アンテナの、上方から見た場合における配置の一例を示す図である。 図６は、本発明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７は、本発明の実施の形態に係る電波センサが単位シーケンスにおいて対象物の検知を行う際の動作手順を定めたフローチャートである。 図８は、本発明の実施の形態に係る電波センサが対象ピーク処理を行う際の動作手順を定めたフローチャートである。 図９は、本発明の実施の形態に係る電波センサが待機エリア処理および軌跡推定処理を行う際の動作手順を定めたフローチャートである。 図１０は、本発明の実施の形態に係る電波センサが流入エリア処理および軌跡推定処理を行う際の動作手順を定めたフローチャートである。 図１１は、本発明の実施の形態に係る電波センサが流出エリア処理および歩行者推定処理を行う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、横断歩道を含む対象エリアにおける対象物を検知可能な電波センサであって、複数種類の変調方式を用いてそれぞれ生成した複数種類の電波を前記対象エリアへ送信する送信部と、電波を受信する受信部と、前記受信部によって受信された電波に基づいて、前記変調方式を用いて前記対象エリアにおけるサブエリアごとに前記対象物を検知する検知部とを備え、前記検知部は、各前記サブエリアのうち、少なくともいずれか１つの前記サブエリアにおいて、複数種類の前記変調方式を用いて前記対象物を検知する。

このような構成により、たとえば、ある変調方式では検知することが困難な状態にある対象物であっても、他の変調方式を用いて当該対象物を検知することができるので、横断歩道における対象物の検知精度を向上させることができる。また、画像処理を行うことなく対象物を検知することができるので、電波センサを低コストかつ簡易な構成にすることができる。したがって、簡易かつ低コストな構成で、横断歩道における対象物を精度よく検知することができる。

（２）好ましくは、前記検知部は、前記各サブエリアのうち、交差点へ流入する車両が通過する道路の部分と前記横断歩道との重複エリアの少なくとも一部を含む前記サブエリアである流入エリアにおいて、複数種類の前記変調方式を用いて前記対象物を検知する。

このような構成により、たとえば、車両が停止線を越えて停止している状態の発生し得る流入エリアにおいて、１つの変調方式を用いる場合、当該車両を歩行者として検知してしまうことがあるが、複数種類の変調方式を用いることで、当該車両を歩行者と区別して正しく検知することができる。

（３）より好ましくは、前記検知部は、前記流入エリアにおいて、ＦＭ−ＣＷ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ−Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）方式および２周波ＣＷ方式を用いて前記対象物を検知する。

このような構成により、停止している車両と同一距離帯に存在する歩行者を検知することが困難である一方で、停止車両および電柱といった停止している物体を検知可能なＦＭ−ＣＷ方式、ならびに停止している物体を検知することが困難である一方で、停止している車両と同一距離帯に存在する歩行者を検知することが可能な２周波ＣＷ方式を用いて流入エリアにおける対象物を検知する構成により、これらの方式の弱点を互いに補完することができるので、たとえば、車両が停止線を越えて停止している状態であっても、当該車両を歩行者と区別して正しく検知することができる。

（４）より好ましくは、前記検知部は、前記受信部によって受信された前記流入エリアからの電波の前記ＦＭ−ＣＷ方式に基づく復調後の信号の大きさが所定条件を満たす場合、前記２周波ＣＷ方式を用いて前記流入エリアにおける前記対象物を検知する。

このような構成により、流入エリアにおいて、たとえば、ＦＭ−ＣＷ方式を用いた車両または歩行者の判定が困難な状況において上記所定条件が満たされる場合、２周波ＣＷ方式を用いて車両または歩行者の判定を適切に行うことができる。

（５）好ましくは、前記検知部は、前記受信部によって受信された電波のＦＭ−ＣＷ方式に基づく復調後の信号である復調信号の大きさが、前記サブエリアにおいて前記対象物が存在しないとした状態における前記復調信号の大きさに基づくしきい値より小さい場合、前記サブエリアにおいて前記対象物が存在しないと判定する。

このような構成により、電柱または信号機等の背景に対する変化を検知することができるので、サブエリアにおいて、たとえば、歩行者が停止しているため、対象物が存在しないと誤って判定してしまうことを回避することができる。

（６）好ましくは、前記電波センサは、さらに、前記対象物の位置の時間変化を示す軌跡を推定する推定部を備え、前記検知部は、前記受信部によって受信された、交差点から流出する車両が通過する道路の部分と前記横断歩道との重複エリアの少なくとも一部を含む前記サブエリアである流出エリアからの電波の復調後の信号の大きさが所定条件を満たす場合、前記推定部によって推定された前記軌跡に基づいて、前記流出エリアにおける前記対象物を検知する。

このような構成により、電波センサが、交差点を右折または左折した車両からの反射波、および横断歩道を移動する歩行者からの反射波を同時に受信し、歩行者からの反射波に基づく信号の検出が困難な場合においても、推定した軌跡に基づいて、流出エリアにおける歩行者を正しく検知することができる。

（７）本発明の実施の形態に係る検知プログラムは、電波を受信し、横断歩道を含む対象エリアにおける対象物を検知可能な電波センサにおいて用いられる検知プログラムであって、コンピュータを、複数種類の変調方式を用いてそれぞれ生成した複数種類の電波を前記対象エリアへ送信する送信部と、前記電波センサによって受信された電波に基づいて、前記変調方式を用いて前記対象エリアにおけるサブエリアごとに前記対象物を検知する検知部と、として機能させるためのプログラムであり、前記検知部は、各前記サブエリアのうち、少なくともいずれか１つの前記サブエリアにおいて、複数種類の前記変調方式を用いて前記対象物を検知する。

このような構成により、たとえば、ある変調方式では検知することが困難な状態にある対象物であっても、他の変調方式を用いて当該対象物を検知することができるので、横断歩道における対象物の検知精度を向上させることができる。また、画像処理を行うことなく対象物を検知することができるので、電波センサを低コストかつ簡易な構成にすることができる。したがって、簡易かつ低コストな構成で、横断歩道における対象物を精度よく検知することができる。

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。

［構成および基本動作］
図１は、本発明の実施の形態に係る安全運転支援システムの構成を示す図である。図２は、本発明の実施の形態に係る安全運転支援システムの交差点における設置例を斜め上方から見た状態を示す図である。

図１および図２を参照して、安全運転支援システム３０１は、電波センサ１０１と、中継装置１４１と、信号制御装置１５１と、無線送信装置１５２と、アンテナ１５３と、歩行者用信号灯器１６１とを備える。安全運転支援システム３０１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。

［交差点付近について］
たとえば、図２に示すように、交差点ＣＳ１付近において横断歩道ＰＣ１が設けられている。ここで、横断歩道ＰＣ１が設けられている道路を対象道路Ｒｄ１と定義する。対象道路Ｒｄ１は、交差点ＣＳ１を形成する。また、交差点ＣＳ１において対象道路Ｒｄ１と交差する道路を交差道路Ｒｄ２と定義する。

すなわち、対象道路Ｒｄ１および交差道路Ｒｄ２が交差する部分が交差点ＣＳ１である。言い換えると、交差点ＣＳ１は、対象道路Ｒｄ１と重複し、かつ交差道路Ｒｄ２と重複している。なお、交差点ＣＳ１において、さらに多数の道路が交差してもよい。

対象道路Ｒｄ１は、交差点ＣＳ１から流出する図示しない自動車Ｔｇｔ１が走行する流出道路Ｒｄｅと、交差点ＣＳ１へ流入する自動車Ｔｇｔ１が走行する流入道路Ｒｄｉとを含む。流出道路Ｒｄｅおよび流入道路Ｒｄｉの間に、たとえば車線ＴＬが設けられている。

流出道路Ｒｄｅに対する流入道路Ｒｄｉの反対側の端には、たとえば対象道路Ｒｄ１に沿って延伸するように歩道Ｐｖ１が設けられている。歩道Ｐｖ１は、交差点ＣＳ１の近傍において円弧形状の隅切りＣＣｅに沿って延伸することにより対象道路Ｒｄ１に沿う方向から交差道路Ｒｄ２に沿う方向へ延伸方向を変える。

また、流入道路Ｒｄｉに対する流出道路Ｒｄｅの反対側の端には、たとえば対象道路Ｒｄ１に沿って延伸するように歩道Ｐｖ２が設けられている。歩道Ｐｖ２は、交差点ＣＳ１の近傍において円弧形状の隅切りＣＣｉに沿って延伸することにより対象道路Ｒｄ１に沿う方向から交差道路Ｒｄ２に沿う方向へ延伸方向を変える。

たとえば、電波センサ１０１の設置者であるセンサ設置者は、横断歩道ＰＣ１を用いて道路を横断する横断対象物の検知対象エリアとして、複数のサブエリアを設定する。ここで、横断対象物は、たとえば歩行者Ｔｇｔ２である。また、歩行者Ｔｇｔ２は、歩いている人間に限定されず、自転車等を含む。

具体的には、センサ設置者は、たとえば、サブエリアＳＡｅｓ、ＳＡｅｒおよびＳＡｉｒの３つのサブエリアを設定する。なお、サブエリアの個数は、３つに限らず、２つまたは５つ以上でもよい。

サブエリアＳＡｅｓは、たとえば歩道Ｐｖ１の一部であって横断歩道ＰＣ１に隣接する部分を含む。サブエリアＳＡｅｓは、たとえば歩行者Ｔｇｔ２の待機エリアである。

サブエリアＳＡｅｓは、たとえば四角形状を有している。以下、サブエリアＳＡｅｓにおける四隅のうち、対象道路Ｒｄ１の反対側における２つの隅の位置を、交差点ＣＳ１側から順に指標位置Ｃ１，Ｃ２とも称する。また、サブエリアＳＡｅｓにおける四隅のうち、対象道路Ｒｄ１側における２つの隅の位置を、交差点ＣＳ１側から順に指標位置Ｃ３，Ｃ４とも称する。

サブエリアＳＡｅｒは、たとえば、交差点ＣＳ１から流出する車両が通過する道路の部分と横断歩道ＰＣ１との重複エリアの少なくとも一部を含む。具体的には、サブエリアＳＡｅｒは、たとえば、横断歩道ＰＣ１および流出道路Ｒｄｅが重複するエリアを含む。サブエリアＳＡｅｒは、たとえば、歩行者用信号灯器１６１が「すすめ」を点灯しているときに、歩行者Ｔｇｔ２が横断歩道ＰＣ１に沿って通過するエリアであり、かつ交差道路Ｒｄ２から右折または左折した図示しない自動車Ｔｇｔ１が対象道路Ｒｄ１に沿って通過するエリアである。以下、サブエリアＳＡｅｒを、流出エリアとも称する。

サブエリアＳＡｅｒは、たとえば、四角形状を有しており、指標位置Ｃ３，Ｃ４を結ぶ線を介してサブエリアＳＡｅｓと隣接している。以下、サブエリアＳＡｅｒにおける四隅のうち、歩道Ｐｖ１の反対側における２つの隅の位置を、交差点ＣＳ１側から順に指標位置Ｃ５，Ｃ６とも称する。

サブエリアＳＡｉｒは、たとえば、交差点ＣＳ１へ流入する車両が通過する道路の部分と横断歩道ＰＣ１との重複エリアの少なくとも一部を含む。具体的には、サブエリアＳＡｉｒは、たとえば、横断歩道ＰＣ１および流入道路Ｒｄｉが重複するエリアを含む。サブエリアＳＡｉｒは、たとえば、歩行者用信号灯器１６１が「すすめ」を点灯しているときに、歩行者Ｔｇｔ２が横断歩道ＰＣ１に沿って通過するエリアである。以下、サブエリアＳＡｉｒを、流入エリアとも称する。

サブエリアＳＡｉｒは、たとえば、四角形状を有しており、指標位置Ｃ５，Ｃ６を結ぶ線を介してサブエリアＳＡｅｒと隣接している。以下、サブエリアＳＡｉｒにおける四隅のうち、歩道Ｐｖ１の反対側における２つの隅の位置を、交差点ＣＳ１側から順に指標位置Ｃ７，Ｃ８とも称する。

なお、歩道Ｐｖ２側の待機エリアとして、歩道Ｐｖ２の一部であって横断歩道ＰＣ１に隣接する部分を含むサブエリアを設けてもよい。

電波センサ１０１は、横断歩道ＰＣ１を含む対象エリアＡ１における対象物Ｔｇｔを検知することが可能である。たとえば、電波センサ１０１は、サブエリアＳＡｅｓ、ＳＡｅｒおよびＳＡｉｒを含む対象エリアＡ１における対象物Ｔｇｔを検知することが可能である。ここで、対象物Ｔｇｔには、上述の横断対象物の他に、対象道路Ｒｄ１に沿って走行して横断歩道ＰＣ１を通過する自動車Ｔｇｔ１が含まれる。

［電波センサの設置位置］
電波センサ１０１は、たとえば対象道路Ｒｄ１付近に設置されている。具体的には、電波センサ１０１は、たとえば歩道Ｐｖ１に対して対象道路Ｒｄ１の反対側に設置された支柱ＰＷに固定されている。より詳細には、電波センサ１０１は、たとえば、横断歩道ＰＣ１の歩道Ｐｖ１側への延長線上に設けられている。

中継装置１４１は、たとえば支柱ＰＷに固定されている。電波センサ１０１および中継装置１４１は、図２では図示していないがたとえば信号線で接続されている。中継装置１４１は、たとえば、電波センサ１０１から受信した情報を信号制御装置１５１へ送信する中継処理を行う。

信号制御装置１５１および無線送信装置１５２は、たとえば歩道Ｐｖ２に対して対象道路Ｒｄ１の反対側に設置された支柱ＰＶに固定されている。また、アンテナ１５３は、たとえば支柱ＰＶの頂部に固定されている。

２つの歩行者用信号灯器１６１は、支柱ＰＷおよびＰＶにそれぞれ固定されている。信号制御装置１５１と、無線送信装置１５２、中継装置１４１および２つの歩行者用信号灯器１６１とは、図２では図示していないがたとえば信号線でそれぞれ接続されている。無線送信装置１５２およびアンテナ１５３は、図２では図示していないがたとえば信号線で接続されている。

たとえば、電波センサ１０１は、対象エリアＡ１へ電波を送信する。対象エリアＡ１内に位置する対象物Ｔｇｔは、たとえば電波センサ１０１から送信される電波を反射する。電波センサ１０１は、対象物Ｔｇｔにより反射された電波を受信する。

電波センサ１０１は、受信した電波に基づいて、サブエリアごとに対象物Ｔｇｔを検知し、たとえば検知結果を中継装置１４１経由で信号制御装置１５１へ送信する。

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。

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において、サブエリアＳＡｉｒおよびＳＡｅｒの少なくともいずれか一方において歩行者Ｔｇｔ２を検知したことを検知結果が示すとき、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、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、サブエリアＳＡｉｒおよびＳＡｅｒの少なくともいずれか一方において歩行者Ｔｇｔ２を検知したことを検知結果が示すとき、危険である旨を歩行者Ｔｇｔ２に音声で警告する。

また、信号制御装置１５１は、電波センサ１０１から受信する検知結果に基づいて自動車Ｔｇｔ１に対してサービスを提供する。

具体的には、信号制御装置１５１は、たとえば、ＳＡｅｒにおいて歩行者Ｔｇｔ２を検知したことを検知結果が示すとき、またはサブエリアＳＡｉｒまたはＳＡｅｓにおける歩行者Ｔｇｔ２がサブエリアＳＡｅｒへ進入し得ることを検知結果が示すとき、横断歩道ＰＣ１における歩行者Ｔｇｔ２に注意すべき旨を示す歩行者警戒情報を作成し、作成した歩行者警戒情報を無線送信装置１５２へ送信する。

無線送信装置１５２は、たとえば、信号制御装置１５１から歩行者警戒情報を受信すると、受信した歩行者警戒情報を含む電波を生成し、生成した電波をアンテナ１５３経由で送信することにより、交差点ＣＳ１周辺に位置する自動車Ｔｇｔ１へ歩行者警戒情報を報知する。

たとえば、交差道路Ｒｄ２から右折または左折して横断歩道ＰＣ１を通過しようとする図示しない自動車Ｔｇｔ１は、無線送信装置１５２から送信された電波を受信すると、受信した電波に含まれる歩行者警戒情報を取得し、取得した歩行者警戒情報に基づいて、横断歩道ＰＣ１における横断対象物に注意すべき旨を当該自動車Ｔｇｔ１の運転者に通知する。

［電波センサの構成］
図３は、本発明の実施の形態に係る安全運転支援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、差分信号生成部３と、制御部４と、信号処理部５と、検知部（推定部）７とを備える。

送信部１は、送信アンテナ２１と、パワーアンプ２２と、方向性結合器２３と、ＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ−Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）２４と、電圧発生部２５と、スイッチ２６とを含む。

受信部２は、受信アンテナ３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄと、ローノイズアンプ３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄとを含む。以下、受信アンテナ３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄの各々を、受信アンテナ３１とも称する。ローノイズアンプ３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄの各々を、ローノイズアンプ３２とも称する。

ローノイズアンプ３２は、たとえば受信アンテナ３１に対応して設けられている。図３では、受信アンテナ３１および対応のローノイズアンプ３２の４つの組を代表的に示しているが、２つ、３つまたは５つ以上の当該組が設けられてもよい。

差分信号生成部３は、ミキサ３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ，３３Ｄと、ＩＦ（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）アンプ３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃ，３４Ｄと、ローパスフィルタ３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄと、Ａ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄとを含む。

以下、ミキサ３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ，３３Ｄの各々を、ミキサ３３とも称する。ＩＦアンプ３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃ，３４Ｄの各々を、ＩＦアンプ３４とも称する。ローパスフィルタ３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄの各々を、ローパスフィルタ３５とも称する。ＡＤコンバータ３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄの各々を、ＡＤコンバータ３６とも称する。

ミキサ３３、ＩＦアンプ３４、ローパスフィルタ３５およびＡ/Ｄコンバータ３６は、たとえば受信アンテナ３１に対応して設けられている。図３では、ミキサ３３、ＩＦアンプ３４、ローパスフィルタ３５およびＡ/Ｄコンバータ３６の４つの組を代表的に示しているが、２つ、３つまたは５つ以上の当該組が設けられてもよい。

電波センサ１０１は、たとえば、非特許文献１（四分一 浩二、外２名、”拡大するミリ波技術の応用”、［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成２７年９月２０日検索］、インターネット〈ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｐｃ．ｃｏ．ｊｐ／ｓｐｃ／ｐｄｆ／ｇｉｈｏ２１＿０９．ｐｄｆ〉）および非特許文献２（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）に記載された、ＦＭ−ＣＷ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ−Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）方式および２周波ＣＷ方式を用いて対象物Ｔｇｔを検知するレーダである。

電波センサ１０１における制御部４は、たとえば、信号制御装置１５１から中継装置１４１経由で測定開始命令を受信すると、受信した測定開始命令に従って、自己の電波センサ１０１における対象物Ｔｇｔの検知処理を開始させる。

図４は、本発明の実施の形態に係る安全運転支援システムにおける電波センサが送信および受信する電波の周波数の時間変化の一例を示す図である。

なお、図４において、横軸は時間を示し、縦軸は周波数を示す。また、送信する電波の周波数Ｆｔは実線で表され、また、受信する電波の周波数Ｆｒは破線で表されている。図４では、送信電波に対する受信電波の遅延が示されている。

図４を参照して、電波センサ１０１では、たとえば、２周波ＣＷ方式を用いて生成された電波を送信する送信期間Ｐ１、およびＦＭ−ＣＷ方式を用いて生成された電波を送信する送信期間Ｐ２が交互に繰り返される。ここで、送信期間Ｐ１およびＰ２の間には、たとえば電波センサ１０１が電波の送信を行わないガード期間Ｐｇが設けられている。また、送信期間Ｐ１では、たとえば、周波数Ｆ１の電波が時間Ｔｔｆの間送信された後、周波数Ｆ１より小さい周波数Ｆ２の電波が時間Ｔｔｆの間送信される。

図３および図４を参照して、制御部４は、たとえば、ＦＭ−ＣＷ方式において用いる周波数掃引幅Δｆおよび送信期間Ｐ２の長さである掃引時間Ｔｓを初期設定値として送信部１および検知部７へ出力する。

たとえば、制御部４は、送信期間Ｐ１、ガード期間Ｐｇ、送信期間Ｐ２およびガード期間Ｐｇをこれらの順で繰り返し設定する。ここで、時間的に連続する送信期間Ｐ１、ガード期間Ｐｇ、送信期間Ｐ２およびガード期間Ｐｇを、単位シーケンスＵＳと定義する。

より詳細には、制御部４は、たとえば、送信期間Ｐ１の開始タイミングにおいて、制御信号Ｓｓ１を生成して送信部１および信号処理部５へ出力する。

また、制御部４は、たとえば、送信期間Ｐ１の開始タイミングから時間Ｔｔｆ経過したタイミングにおいて、制御信号Ｓｔ１を生成して送信部１および信号処理部５へ出力する。

また、制御部４は、たとえば、制御信号Ｓｔ１を出力してから時間Ｔｔｆ経過したタイミングすなわち送信期間Ｐ１の終了タイミングにおいて、制御信号Ｓｅ１を生成して送信部１および信号処理部５へ出力する。

また、制御部４は、たとえば、送信期間Ｐ２の開始タイミングおよび終了タイミングにおいて、制御信号Ｓｓ２およびＳｅ２をそれぞれ生成し、生成した制御信号Ｓｓ２およびＳｅ２を送信部１および信号処理部５へ出力する。

送信部１は、複数種類の変調方式を用いてそれぞれ生成した複数種類の電波を対象エリアＡ１へ送信する。より詳細には、送信部１は、たとえば、当該複数種類の電波を時分割送信する。ここで、複数種類の変調方式は、たとえば２周波ＣＷ方式およびＦＭ−ＣＷ方式である。

なお、複数種類の変調方式は、ＦＭ−ＣＷ方式および２周波ＣＷ方式に限らず、２周波ＩＣＷ（Ｉｎｔｅｒｒｕｐｔｅｄ ＣＷ）方式またはパルス方式等の他の変調方式であってもよい。また、変調方式は、２種類に限らず、３種類以上であってもよい。

たとえば、２周波ＩＣＷ方式またはパルス方式を用いる場合、不連続波を用いるので、電波の送信が開始または停止されるタイミングに基づいて電波センサ１０１と対象物Ｔｇｔとの間の距離を算出することができ、また、マルチパスの影響を低減することができる。

また、２周波ＣＷ方式を用いる場合、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物体の移動速度が略同じ２つの物体を分離して検知することが困難である。一方、２周波ＩＣＷ方式を用いる場合、当該２つの物体間の距離が離れているとき、当該２つの物体を分離して検知することができる。

以下、送信部１が２周波ＣＷ方式を用いて生成した周波数Ｆ１およびＦ２の電波を、それぞれ送信波ＲＦｔ１ａおよびＲＦｔ１ｂとも称する。また、送信部１がＦＭ−ＣＷ方式を用いて生成した電波を、送信波ＲＦｔ２とも称する。また、送信波ＲＦｔ１ａ、ＲＦｔ１ｂおよびＲＦｔ２の各々を、送信波ＲＦｔとも称する。

たとえば、送信部１におけるＶＣＯ２４は、電圧発生部２５から受ける電圧の大きさに応じた周波数を有する送信波ＲＦｔを生成する。

たとえば、電圧発生部２５は、制御部４から制御信号Ｓｓ１を受けると、制御部４から制御信号Ｓｔ１を受けるまで大きさＶ１ａの電圧を生成してＶＣＯ２４へ出力する。ＶＣＯ２４は、たとえば、電圧発生部２５から大きさＶ１ａの電圧を受けている間、周波数Ｆ１を有する２４ＧＨｚ帯の送信波ＲＦｔ１ａを生成してスイッチ２６へ出力する。

また、たとえば、電圧発生部２５は、制御部４から制御信号Ｓｔ１を受けると、制御部４から制御信号Ｓｅ１を受けるまで大きさＶ１ｂの電圧を生成してＶＣＯ２４へ出力する。ＶＣＯ２４は、たとえば、電圧発生部２５から大きさＶ１ｂの電圧を受けている間、周波数Ｆ２を有する２４ＧＨｚ帯の送信波ＲＦｔ１ｂを生成してスイッチ２６へ出力する。

また、たとえば、電圧発生部２５は、制御部４から制御信号Ｓｓ２を受けると、初期設定値として予め制御部４から受けた周波数掃引幅Δｆおよび掃引時間Ｔｓを用いて、制御部４から制御信号Ｓｅ２を受けるまで大きさが一定の割合で増加する電圧すなわちＦＭ変調電圧を生成してＶＣＯ２４へ出力する。

ＶＣＯ２４は、たとえば、電圧発生部２５から受けるＦＭ変調電圧に応じて、周波数掃引幅Δｆが１８０ＭＨｚである２４ＧＨｚ帯の送信波ＲＦｔ２を生成してスイッチ２６へ出力する。

スイッチ２６は、ＶＣＯ２４に接続された第１端と、方向性結合器２３に接続された第２端とを有する。スイッチ２６は、たとえば、制御部４から制御信号Ｓｓ１またはＳｓ２を受けると、第１端および第２端を電気的に接続する。また、スイッチ２６は、たとえば、制御部４から制御信号Ｓｅ１またはＳｅ２を受けると、第１端および第２端を電気的に絶縁する。これにより、ＶＣＯ２４が出力する送信波ＲＦｔは、送信期間Ｐ１，Ｐ２において方向性結合器２３へ伝送され、かつガード期間Ｐｇにおいて方向性結合器２３へ伝送されない。

方向性結合器２３は、たとえば、ＶＣＯ２４から受ける送信波ＲＦｔをパワーアンプ２２および差分信号生成部３へ分配する。

パワーアンプ２２は、たとえば方向性結合器２３から受ける送信波ＲＦｔを増幅し、増幅後の送信波ＲＦｔを送信アンテナ２１経由で対象エリアＡ１へ送信する。

図５は、本発明の実施の形態に係る送信アンテナおよび受信アンテナの、上方から見た場合における配置の一例を示す図である。

図３および図５を参照して、受信アンテナ３１Ａ〜３１Ｄは、たとえば送信アンテナ２１の近傍に位置する。より詳細には、受信アンテナ３１Ａ〜３１Ｄは、たとえば、送信アンテナ２１と略同じ高さにおいて、対象道路Ｒｄ１の横断方向Ｄｃに対して直交する方向Ｄｌに沿って水平に並べて配置される。各受信アンテナ３１は、たとえば、交差点ＣＳ１側から受信アンテナ３１Ａ〜３１Ｄの順番で間隔ｄを空けて並べられている。

なお、受信アンテナ３１Ａ〜３１Ｄは、送信アンテナ２１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２１の近傍に配置されることが好ましい。

また、受信アンテナ３１Ａ〜３１Ｄは、たとえば、並べられた受信アンテナ３１Ａ〜３１Ｄの中間位置を指標位置Ｃ２，Ｃ４，Ｃ６，Ｃ８を含む直線Ｅ１が通るように配置される。

ここで、対象物Ｔｇｔからの反射波の受信アンテナ３１への入射角φを、たとえば横断方向Ｄｃが０°になり、かつ受信アンテナ３１の上方から見て時計回りに増加するように定義する。

なお、送信アンテナ２１および複数の受信アンテナ３１が別々のアンテナである構成に限らず、複数の受信アンテナ３１のうちのいずれか１つのアンテナを送信アンテナとして用いる構成であってもよい。

図３を参照して、受信部２は、対象エリアＡ１等からの電波を受信する。より詳細には、受信部２が受信する電波には、対象物Ｔｇｔによって反射された電波、および対象物Ｔｇｔ以外の物体である構造物、たとえばガードレールおよびポールによって反射された電波、ならびに電波を送信する電波送信体からの電波等が含まれる。受信部２における受信アンテナ３１Ａ〜３１Ｄは、対象エリアＡ１等からの電波をそれぞれ受信する。

ローノイズアンプ３２Ａ〜３２Ｄは、たとえば、受信アンテナ３１Ａ〜３１Ｄがそれぞれ受信した電波である受信波ＲＦｒ１〜ＲＦｒ４を増幅し、差分信号生成部３へ出力する。

差分信号生成部３は、たとえば、送信部１によって送信される電波の周波数成分と受信部２によって受信される電波の周波数成分との差の周波数成分を有する差分信号を生成する。

より詳細には、差分信号生成部３におけるミキサ３３Ａ〜ミキサ３３Ｄは、たとえば、送信部１から受ける送信波ＲＦｔとローノイズアンプ３２Ａ〜３２Ｄからそれぞれ受ける受信波ＲＦｒ１〜ＲＦｒ４との差の周波数成分を有する差分信号Ｂａ１〜Ｂａ４を生成する。ミキサ３３Ａ〜ミキサ３３Ｄは、たとえば、生成した差分信号Ｂａ１〜Ｂａ４をＩＦアンプ３４Ａ〜３４Ｄへそれぞれ出力する。

ＩＦアンプ３４Ａ〜３４Ｄは、たとえば、それぞれ、ミキサ３３Ａ〜ミキサ３３Ｄから受ける差分信号Ｂａ１〜Ｂａ４を増幅し、ローパスフィルタ３５Ａ〜３５Ｄへ出力する。

ローパスフィルタ３５Ａ〜３５Ｄは、ＩＦアンプ３４Ａ〜３４Ｄにおいてそれぞれ増幅された差分信号Ｂａ１〜Ｂａ４の周波数成分のうち、所定の周波数以上の成分を減衰させる。

Ａ／Ｄコンバータ３６Ａは、たとえば所定のサンプリング周波数ｆｓｍｐｌで差分信号Ｂａ１のサンプリング処理を行う。より詳細には、Ａ／Ｄコンバータ３６Ａは、たとえば、ローパスフィルタ３５Ａを通過したアナログ信号である差分信号Ｂａ１を、サンプリング周期である（１／ｆｓｍｐｌ）ごとにｑビット（ｑは２以上の整数）のデジタルの差分信号Ｂｄ１に変換する。

同様に、Ａ／Ｄコンバータ３６Ｂ〜３６Ｄは、たとえば、サンプリング周波数ｆｓｍｐｌでそれぞれ差分信号Ｂａ２〜Ｂａ４のサンプリング処理を行い、アナログの差分信号Ｂａ２〜Ｂａ４をデジタルの差分信号Ｂｄ２〜Ｂｄ４に変換する。

Ａ／Ｄコンバータ３６Ａ〜３６Ｄは、たとえば、変換後の差分信号Ｂｄ１〜Ｂｄ４をそれぞれ信号処理部５へ出力する。

図６は、本発明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６を参照して、信号処理部５は、メモリ４１と、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）処理部４２と、ＤＢＦ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｂｅａｍｆｏｒｍｉｎｇ）処理部４３と、合成部４４とを含む。

信号処理部５におけるメモリ４１は、たとえば、Ａ／Ｄコンバータ３６Ａ〜３６Ｄからそれぞれ受ける差分信号Ｂｄ１〜Ｂｄ４を蓄積する。

ＦＦＴ処理部４２は、たとえば、制御部４から受ける制御信号Ｓｓ１，Ｓｔ１，Ｓｅ１，Ｓｓ２，Ｓｅ２に基づいて、送信波ＲＦｔ１ａ、ＲＦｔ１ｂまたはＲＦｔ２に対応する差分信号Ｂｄ１〜Ｂｄ４のメモリ４１における蓄積状況を認識する。

ＦＦＴ処理部４２は、たとえば、送信波ＲＦｔ１ａに対応する差分信号Ｂｄ１〜Ｂｄ４のメモリ４１における蓄積が完了すると、メモリ４１に蓄積された差分信号Ｂｄ１〜Ｂｄ４を取得し、取得した差分信号Ｂｄ１〜Ｂｄ４に対してそれぞれＦＦＴ処理を行う。

より詳細には、ＦＦＴ処理部４２は、たとえば、差分信号Ｂｄ１に対してＦＦＴ処理を行うことにより、パワースペクトルＦＳ１および位相スペクトルＰＳ１を生成する。ここで、パワースペクトルＦＳ１は、たとえば、時間Ｔｔｆの間蓄積された差分信号Ｂｄ１に含まれる各周波数成分の振幅を示す。また、位相スペクトルＰＳ１は、たとえば、時間Ｔｔｆの間蓄積された差分信号Ｂｄ１に含まれる各周波数成分の位相を示す。

同様に、ＦＦＴ処理部４２は、たとえば、それぞれ、差分信号Ｂｄ２〜Ｂｄ４に対してＦＦＴ処理を行うことにより、パワースペクトルＦＳ２および位相スペクトルＰＳ２、パワースペクトルＦＳ３および位相スペクトルＰＳ３、ならびにパワースペクトルＦＳ４および位相スペクトルＰＳ４を生成する。

ＦＦＴ処理部４２は、たとえば、生成したパワースペクトルＦＳ１〜ＦＳ４および位相スペクトルＰＳ１〜ＰＳ４に、送信波ＲＦｔ１ａに対応するスペクトルであることを示す識別子ＩＤ１ａを付してＤＢＦ処理部４３へ出力する。

ＦＦＴ処理部４２は、送信波ＲＦｔ１ｂおよびＲＦｔ２に対応する差分信号Ｂｄ１〜Ｂｄ４についても同様にＦＦＴ処理を行い、送信波ＲＦｔ１ｂおよびＲＦｔ２にそれぞれ対応するスペクトルであることを示す識別子ＩＤ１ｂおよびＩＤ２を付した、パワースペクトルＦＳ１〜ＦＳ４および位相スペクトルＰＳ１〜ＰＳ４をＤＢＦ処理部４３へ出力する。

ＤＢＦ処理部４３は、たとえば、ＦＦＴ処理部４２から受ける位相スペクトルＰＳ１〜ＰＳ４に対してデジタルビームフォーミング処理を行うことにより、遅延位相スペクトルＤＰＳ１〜ＤＰＳ４をそれぞれ生成する。

より詳細には、ＤＢＦ処理部４３は、たとえば、計算対象の入射角φとして対象角度φｃを複数種類設定する。具体的には、対象角度φｃは、たとえば−９０°〜＋９０°の範囲において１５°刻みである。

ＤＢＦ処理部４３は、たとえば、設定した対象角度φｃごとに、受信アンテナ３１Ａ〜３１Ｄの遅延位相をそれぞれ算出する。ここで、遅延位相は、たとえば、ある波長を有する平面波の電波が入射角φｃで受信アンテナ３１Ａ〜３１Ｄに向かって伝搬する場合において、受信アンテナ３１Ａ〜３１Ｄが当該電波をそれぞれ受信する際の位相の遅れである。

ＤＢＦ処理部４３は、たとえば、対象角度φｃごとに、受信アンテナ３１Ａに対応する遅延位相を用いて、位相スペクトルＰＳ１から遅延位相スペクトルＤＰＳ１を生成する。同様に、ＤＢＦ処理部４３は、たとえば、対象角度φｃごとに、受信アンテナ３１Ｂ〜３１Ｃに対応する遅延位相を用いて、位相スペクトルＰＳ２〜ＰＳ４から遅延位相スペクトルＤＰＳ２〜ＤＰＳ４をそれぞれ生成する。この際、ＤＢＦ処理部４３は、たとえば、位相スペクトルＰＳ１〜ＰＳ４に付された識別子を遅延位相スペクトルＤＰＳ１〜ＤＰＳ４に付す。

ＤＢＦ処理部４３は、たとえば、対象角度φｃごとの遅延位相スペクトルＤＰＳ１〜ＤＰＳ４、およびパワースペクトルＦＳ１〜ＦＳ４を合成部４４へ出力する。

たとえば、合成部４４は、対象角度φｃごとに、当該対象角度φｃに対応する遅延位相スペクトルＤＰＳ１〜ＤＰＳ４、およびパワースペクトルＦＳ１〜ＦＳ４を合成することにより合成パワースペクトルおよび合成位相スペクトルを生成する。

より詳細には、合成部４４は、たとえば、ＤＢＦ処理部４３から識別子を付された、対象角度φｃごとの遅延位相スペクトルＤＰＳ１〜ＤＰＳ４、およびパワースペクトルＦＳ１〜ＦＳ４を受けると、以下の処理を行う。

すなわち、合成部４４は、たとえば、識別子ごとかつ対象角度φｃごとに、遅延位相スペクトルＤＰＳ１〜ＤＰＳ４の位相をパワースペクトルＦＳ１〜ＦＳ４にそれぞれ反映させ、位相が反映されたパワースペクトルＦＳ１〜ＦＳ４を合成して合成パワースペクトルおよび合成位相スペクトルを生成する。この際、合成部４４は、たとえば、合成パワースペクトルおよび合成位相スペクトルに当該識別子を付す。

以下、識別子ＩＤ１ａの付された対象角度φｃごとの合成パワースペクトルを、合成パワースペクトル［Ｆ１，φａｌｌ］とも称する。また、合成パワースペクトル［Ｆ１，φａｌｌ］のうち、対象角度φｃについての合成パワースペクトルを、合成パワースペクトル［Ｆ１，φｃ］とも称する。

また、識別子ＩＤ１ｂの付された対象角度φｃごとの合成パワースペクトルを、合成パワースペクトル［Ｆ２，φａｌｌ］とも称する。また、合成パワースペクトル［Ｆ２，φａｌｌ］のうち、対象角度φｃについての合成パワースペクトルを、合成パワースペクトル［Ｆ２，φｃ］とも称する。

また、識別子ＩＤ２の付された対象角度φｃごとの合成パワースペクトルを、合成パワースペクトル［ＦＭ，φａｌｌ］とも称する。また、合成パワースペクトル［ＦＭ，φａｌｌ］のうち、対象角度φｃについての合成スペクトルを、合成パワースペクトル［ＦＭ，φｃ］とも称する。

合成部４４は、たとえば、合成パワースペクトル［Ｆ１，φａｌｌ］、［Ｆ２，φａｌｌ］および［ＦＭ，φａｌｌ］、ならびにこれらに対応する合成位相スペクトルを検知部７へ出力する。

再び図３を参照して、検知部７は、受信部２によって受信された電波に基づいて、上記変調方式すなわち送信部１において用いられた変調方式を用いて対象エリアＡ１におけるサブエリアごとに対象物Ｔｇｔを検知する。

ここで、検知部７は、たとえば、サブエリアＳＡｅｓ、ＳＡｅｒおよびＳＡｉｒの位置を認識している。サブエリアＳＡｅｓ、ＳＡｅｒおよびＳＡｉｒの位置は、たとえば、電波センサ１０１を原点とする場合における、指標位置Ｃ１〜Ｃ８の座標である。

検知部７は、たとえば、指標位置Ｃ１〜Ｃ８の直交座標系における座標および極座標系における座標を保持している。指標位置Ｃ１〜Ｃ８の座標は、たとえばセンサ設置者が初期設定を行う際に設定される。

また、検知部７は、たとえば、サブエリアにおいて対象物Ｔｇｔが存在しないとした状態における復調信号の大きさを保持している。ここで、サブエリアにおいて対象物Ｔｇｔが存在しないとした状態における復調信号の大きさは、たとえば対象角度φｃごとの背景スペクトルである。

対象角度φｃごとの背景スペクトルは、以下のように測定される。すなわち、センサ設置者は、たとえば、サブエリアＳＡｅｓ、ＳＡｅｒおよびＳＡｉｒにおいて対象物Ｔｇｔが存在しない状態であると判断した場合において、電波センサ１０１を動作させて送信波ＲＦｔ２を対象エリアＡ１へ送信する。

そして、検知部７は、合成部４４から受ける合成パワースペクトル［ＦＭ，φａｌｌ］を対象角度φｃごとの背景スペクトルとして保持する。

以下、対象角度φｃごとの背景スペクトルを、背景スペクトル［ＢＫ，φａｌｌ］とも称する。また、背景スペクトル［ＢＫ，φａｌｌ］のうち、対象角度φｃについての背景スペクトルを、背景スペクトル［ＢＫ，φｃ］とも称する。

検知部７は、たとえば、受信部２によって受信された電波のＦＭ−ＣＷ方式に基づく復調後の信号である復調信号の大きさが、サブエリアにおいて対象物Ｔｇｔが存在しないとした状態における復調信号の大きさに基づくしきい値より小さい場合、当該サブエリアにおいて対象物Ｔｇｔが存在しないと判定する。

より詳細には、検知部７は、たとえば、対象角度φｃごとに、合成パワースペクトル［ＦＭ，φｃ］における各周波数成分が、背景スペクトル［ＢＫ，φｃ］に対して所定の演算処理を施したスペクトルにおける各周波数成分よりそれぞれ小さい場合、当該サブエリアにおいて対象物Ｔｇｔが存在しないと判定する。この例では、上記所定の演算処理として、たとえば背景スペクトル［ＢＫ，φｃ］における各周波数成分に対して所定値Ｔｈｆｍ１が加えられる。

具体的には、検知部７は、たとえば、合成パワースペクトル［Ｆ１，φａｌｌ］、［Ｆ２，φａｌｌ］および［ＦＭ，φａｌｌ］をこの順に合成部４４から受けると、単位シーケンスＵＳが完了したと認識し、以下のダーク処理を行う。

すなわち、検知部７は、たとえば、合成パワースペクトル［ＦＭ，φａｌｌ］および背景スペクトル［ＢＫ，φａｌｌ］を用いてダーク処理を行うことにより対象角度φｃごとの処理スペクトルを生成する。

以下、対象角度φｃごとの処理スペクトルを、処理スペクトル［ＰＲ，φａｌｌ］とも称する。また、処理スペクトル［ＰＲ，φａｌｌ］のうち、対象角度φｃについての処理スペクトルを、処理スペクトル［ＰＲ，φｃ］とも称する。

より詳細には、検知部７は、たとえば、対象角度φｃごとに、合成パワースペクトル［ＦＭ，φｃ］の各周波数成分から背景スペクトル［ＢＫ，φｃ］の各周波数成分を差し引くことにより、対象角度φｃごとの処理スペクトルすなわち処理スペクトル［ＰＲ，φａｌｌ］を生成する。

検知部７は、たとえば、処理スペクトル［ＰＲ，φａｌｌ］に対してＦＭピーク検出処理を行う。より詳細には、検知部７は、たとえば、処理スペクトル［ＰＲ，φａｌｌ］を解析し、しきい値Ｔｈｆｍ１以上の強度を有するピークの検出を試みる。

検知部７は、たとえば、ＦＭピーク検出処理においてピークを検出できなかった場合、サブエリアＳＡｅｓ、ＳＡｅｒおよびＳＡｉｒにおいて対象物Ｔｇｔが存在しないと判定する。

一方、検知部７は、たとえば、ＦＭピーク検出処理において１または複数のピークを検出できた場合、対象エリアＡ１において対象物Ｔｇｔが存在すると認識し、検出した１または複数のピークに対応する距離Ｌｐを算出する。

より詳細には、検知部７は、たとえば、検出した１または複数のピークに対応する周波数Ｆｂを処理スペクトル［ＰＲ，φａｌｌ］から取得し、取得した周波数Ｆｂ、ならびに制御部４から受けた周波数掃引幅Δｆおよび掃引時間Ｔｓを以下の式（１）に代入することにより距離Ｌｐを算出する。

ここで、ｃは光速である。検知部７は、たとえば、検出した１または複数のピークのうち、距離Ｌｐの値が同じ程度のピークをグループ化し、グループ化した各ピークの中で最大の強度を有するピークを対象ピークとして取得する。対象ピークの個数は、１つの場合もあるし、複数の場合もある。

検知部７は、たとえば、対象ピークを取得すると、以下の対象ピーク処理を行う。すなわち、検知部７は、たとえば、対象ピークに対応する距離Ｌｐすなわち対象距離Ｌｐｄ、および対象ピークの含まれる処理スペクトル［ＰＲ，φｃｄ］に対応する対象角度すなわちφｃｄを取得し、取得した対象距離Ｌｐｄおよび対象角度φｃｄによって定まる位置を対象物Ｔｇｔの位置（図５参照）として特定する。

検知部７は、たとえば、算出した距離Ｌｐｄおよび対象角度φｃｄを含む極座標系の座標を変換し、対象物Ｔｇｔの位置を示す直交座標系の座標（以下、対象直交座標とも称する。）を算出する。

検知部７は、たとえば、対象直交座標、および保持している指標位置Ｃ１〜Ｃ８の直交座標系における座標に基づいて、対象物ＴｇｔがサブエリアＳＡｅｓ、ＳＡｅｒおよびＳＡｉｒのいずれに位置するかを確認する。

検知部７は、たとえば、対象物ＴｇｔがサブエリアＳＡｅｓ、ＳＡｅｒおよびＳＡｉｒのいずれにも位置しない場合、サブエリアＳＡｅｓ、ＳＡｅｒおよびＳＡｉｒにおいて対象物Ｔｇｔが存在しないと判定する。

一方、検知部７は、たとえば、対象物ＴｇｔがサブエリアＳＡｅｓ、ＳＡｅｒおよびＳＡｉｒのいずれかに位置する場合、対象物Ｔｇｔが位置するサブエリアを特定する。

［待機エリア処理および軌跡推定処理］
検知部７は、たとえば、対象物Ｔｇｔが位置するサブエリアをＳＡｅｓすなわち待機エリアと特定した場合、以下の待機エリア処理を行う。すなわち、検知部７は、たとえば、待機エリアでは対象物Ｔｇｔが歩行者Ｔｇｔ２に限定されるので、待機エリアにおいて歩行者Ｔｇｔ２ありと判定する。

また、検知部７は、たとえば、推定部として、対象物Ｔｇｔの位置の時間変化を示す軌跡を推定する。具体的には、検知部７は、たとえば、ｍ秒間連続で歩行者Ｔｇｔ２が待機エリアに位置すると判断した場合、以下の軌跡推定処理を行う。すなわち、検知部７は、たとえば、当該ｍ秒間における対象直交座標の示す位置の軌跡（以下、過去軌跡とも称する。）が歩行者Ｔｇｔ２の移動の軌跡として妥当であるとき、当該ｍ秒間において測定された歩行者Ｔｇｔ２の位置の時間変化に基づいて、未来のｎ秒間の歩行者Ｔｇｔ２の軌跡（以下、未来軌跡とも称する。）を推定する。

より詳細には、過去軌跡は、たとえば、軌跡推定処理を行うタイミングを基準とした直近の過去ｍ秒間における、歩行者Ｔｇｔ２の位置と当該歩行者Ｔｇｔ２が当該位置に存在した時刻との関係を示す。また、未来軌跡は、たとえば、当該タイミングを基準とした直近の未来のｎ秒間における、歩行者Ｔｇｔ２が存在すると推定した位置と当該歩行者Ｔｇｔ２が当該位置に存在するであろう時刻との関係を示す。

ここで、検知部７は、過去軌跡が歩行者Ｔｇｔ２の移動の軌跡として妥当であるか否かの判断を、以下のように行う。すなわち、検知部７は、たとえば、ｍ秒間連続で対象物Ｔｇｔが待機エリアに位置すると判定するたびに、過去軌跡を蓄積する。そして、検知部７は、たとえば、過去軌跡が十分に蓄積されると、蓄積した過去軌跡を統計処理することにより、歩行者Ｔｇｔ２がｍ秒間に動き得る範囲を有効範囲として導出する。

検知部７は、たとえば、過去軌跡が有効範囲に含まれる場合、当該過去軌跡が歩行者Ｔｇｔ２の移動の軌跡として妥当であると判断する。

検知部７は、推定した未来軌跡を、たとえば、当該未来軌跡を推定したタイミングからｎ秒経過したタイミングで破棄する。すなわち、未来軌跡の有効期間は、当該未来軌跡が推定されたタイミングからｎ秒間である。

また、検知部７は、たとえば、待機エリアにおいて歩行者Ｔｇｔ２ありと判定し、かつ判定したタイミングにおける歩行者Ｔｇｔ２の位置が未来軌跡に含まれる場合、以下の処理を行う。すなわち、検知部７は、たとえば、当該未来軌跡を、当該タイミングまでのｍ秒間のデータに基づいて推定した未来軌跡に更新する。

［流入エリア処理および軌跡推定処理］
検知部７は、各サブエリアのうち、少なくともいずれか１つのサブエリアにおいて、複数種類の変調方式を用いて対象物Ｔｇｔを検知する。

たとえば、検知部７は、各サブエリアのうち、交差点ＣＳ１へ流入する車両が通過する道路の部分と横断歩道との重複エリアの少なくとも一部を含むサブエリアである流入エリアにおいて、複数種類の変調方式、具体的にはＦＭ−ＣＷ方式および２周波ＣＷ方式を用いて対象物Ｔｇｔを検知する。

たとえば、検知部７は、対象角度φｃごとのしきい値Ｔｈｆｍｉ［φｃ］を保持している。しきい値Ｔｈｆｍｉ［φｃ］は、たとえば、サブエリアＳＡｉｒすなわち流入エリアにおいて、自動車Ｔｇｔ１からの反射波に基づく対象ピークの強度、および歩行者Ｔｇｔ２からの反射波に基づく対象ピークの強度を区別するためのしきい値である。

検知部７は、たとえば、対象物Ｔｇｔが位置するサブエリアを流入エリアと特定した場合、流入エリアでは対象物Ｔｇｔとして自動車Ｔｇｔ１および歩行者Ｔｇｔ２が混在する可能性があるので、以下の流入エリア処理を行う。

すなわち、検知部７は、たとえば、受信部２によって受信された流入エリアからの電波のＦＭ−ＣＷ方式に基づく復調後の信号の大きさが所定条件Ｃｉ１を満たす場合、２周波ＣＷ方式を用いて流入エリアにおける対象物Ｔｇｔを検知する。

より詳細には、所定条件Ｃｉ１は、たとえば、対象ピークの強度がしきい値Ｔｈｆｍｉ［φｃｄ］より大きいことである。

この場合、検知部７は、たとえば、２周波ＣＷ方式により取得された合成パワースペクトル［Ｆ１，φｃｄ］に対して２Ｆピーク検出処理を行う。より詳細には、検知部７は、たとえば、合成パワースペクトル［Ｆ１，φｃｄ］を解析し、所定の強度しきい値Ｔｈｐ以上の強度、および所定の周波数しきい値Ｔｈｆ以上の周波数を有するピークの検出を試みる。

ここで、周波数しきい値Ｔｈｆは、たとえば対象物Ｔｇｔの検出対象速度ｖｔに基づいて定められる。検出対象速度ｖｔは、たとえば、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対象物Ｔｇｔの移動速度である。

検知部７は、たとえば、２Ｆピーク検出処理においてピークが検出できなかった場合、流入エリアにおいて移動している対象物Ｔｇｔが存在しないと判断し、流入エリアにおいて歩行者Ｔｇｔ２なしと判定する。

一方、検知部７は、たとえば、２Ｆピーク検出処理において１または複数のピークを検出できた場合、合成パワースペクトル［Ｆ１，φｃｄ］および［Ｆ２，φｃｄ］にそれぞれ対応する各合成位相スペクトルにおいて、検出した１または複数のピークに対応する位相をそれぞれ取得する。

そして、検知部７は、たとえば、非特許文献１および２に記載された方法に従って、取得した各位相に基づいて、１または複数のピークに対応する距離を算出する。検知部７は、算出した距離、および対象角度φｃｄの示す位置が流入エリアに含まれる場合、流入エリアにおいて歩行者Ｔｇｔ２ありと判定する。

また、検知部７は、たとえば、受信部２によって受信された流入エリアからの電波のＦＭ−ＣＷ方式に基づく復調後の信号の大きさが所定条件Ｃｉ１を満たさない場合、具体的には、対象ピークの強度がしきい値Ｔｈｆｍｉ［φｃｄ］以下である場合、流入エリアにおいて歩行者Ｔｇｔ２ありと判定する。

また、検知部７は、たとえば、ｍ秒間連続で歩行者Ｔｇｔ２が流入エリアに位置すると判断した場合、待機エリアに対して行う上述の軌跡推定処理を流入エリアに対して同様に行う。

［流出エリア処理および歩行者推定処理］
検知部７は、たとえば、対象角度φｃごとのしきい値Ｔｈｆｍｅ［φｃ］を保持している。しきい値Ｔｈｆｍｅ［φｃ］は、たとえば、サブエリアＳＡｅｒすなわち流出エリアにおいて、自動車Ｔｇｔ１からの反射波に基づくピーク強度、および歩行者Ｔｇｔ２からの反射波に基づくピーク強度を区別するためのしきい値である。

検知部７は、たとえば、受信部２によって受信された流出エリアからの電波の復調後の信号の大きさが所定条件を満たす場合、推定した軌跡に基づいて、流出エリアにおける対象物Ｔｇｔを検知する。

より詳細には、検知部７は、たとえば、受信部２によって受信された流出エリアからの電波のＦＭ−ＣＷ方式に基づく復調後の信号の大きさが所定条件を満たす場合、推定した軌跡に基づいて、流出エリアにおける対象物Ｔｇｔを検知する。なお、変調方式は、ＦＭ−ＣＷ方式に限定されるものではなく、たとえば前述のような他の変調方式であってもよい。

具体的には、検知部７は、たとえば、対象物Ｔｇｔが位置するサブエリアを流出エリアと特定した場合、流出エリアでは対象物Ｔｇｔとして自動車Ｔｇｔ１および歩行者Ｔｇｔ２が混在する可能性があるので、以下の流出エリア処理を行う。

すなわち、検知部７は、たとえば、対象ピークの強度がしきい値Ｔｈｆｍｅ［φｃｄ］以下である場合、流出エリアにおいて歩行者Ｔｇｔ２ありと判定する。

一方、検知部７は、たとえば、対象ピークの強度がしきい値Ｔｈｆｍｅ［φｃｄ］より大きい場合、以下の歩行者推定処理を行う。

すなわち、検知部７は、たとえば、過去に行った軌跡推定処理において推定した未来軌跡に基づいて、当該未来軌跡における歩行者Ｔｇｔ２が現在流出エリアに位置することが推定される場合、流出エリアにおいて歩行者Ｔｇｔ２ありと判定する。

一方、検知部７は、たとえば、当該未来軌跡における歩行者Ｔｇｔ２が現在流出エリアに位置しないことが推定される場合、流出エリアにおいて歩行者Ｔｇｔ２なしと判定する。

検知部７は、たとえば判定結果を検知結果として中継装置１４１経由で信号制御装置１５１へ送信する。

［動作］
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、以下に示す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７は、本発明の実施の形態に係る電波センサが単位シーケンスにおいて対象物の検知を行う際の動作手順を定めたフローチャートである。

図７を参照して、電波センサ１０１が、背景スペクトル［ＢＫ，φａｌｌ］を保持している状況を想定する。

まず、電波センサ１０１は、送信期間Ｐ１において、送信波ＲＦｔ１ａを時間Ｔｔｆの間対象エリアＡ１へ送信した後、送信波ＲＦｔ１ｂを時間Ｔｔｆの間対象エリアＡ１へ送信する（ステップＳ１０２）。

次に、電波センサ１０１は、送信期間Ｐ２において、送信波ＲＦｔ２を掃引時間Ｔｓの間対象エリアＡ１へ送信する（ステップＳ１０４）。

次に、電波センサ１０１は、受信した電波に基づいて合成パワースペクトル［ＦＭ，φａｌｌ］を作成し、作成した合成パワースペクトル［ＦＭ，φａｌｌ］、および背景スペクトル［ＢＫ，φａｌｌ］を用いてダーク処理を行うことにより処理スペクトル［ＰＲ，φａｌｌ］を生成する（ステップＳ１０６）。

次に、電波センサ１０１は、生成した処理スペクトル［ＰＲ，φａｌｌ］に対してＦＭピーク検出処理を行うことにより、しきい値Ｔｈｆｍ１以上の強度を有するピークの検出を試みる（ステップＳ１０８）。

次に、電波センサ１０１は、しきい値Ｔｈｆｍ１以上の強度を有するピークを検出できなかった場合（ステップＳ１１０でＮＯ）、サブエリアＳＡｅｓ、ＳＡｅｒおよびＳＡｉｒにおいて対象物Ｔｇｔが存在しないと判定する（ステップＳ１１６）。

一方、電波センサ１０１は、しきい値Ｔｈｆｍ１以上の強度を有する１または複数のピークを検出できた場合（ステップＳ１１０でＹＥＳ）、検出した１または複数のピークに対応する距離Ｌｐ、および当該１または複数のピークの強度に基づいて、当該１または複数のピークから対象ピークを取得する（ステップＳ１１２）。

次に、電波センサ１０１は、取得した対象ピークに対して対象ピーク処理を行う（ステップＳ１１４）。

図８は、本発明の実施の形態に係る電波センサが対象ピーク処理を行う際の動作手順を定めたフローチャートである。図８は、図７のステップＳ１１４における動作の詳細を示している。

図８を参照して、電波センサ１０１が、対象ピークを１つ取得した状況を想定する。なお、電波センサ１０１が複数の対象ピークを取得した場合、電波センサ１０１は、取得した対象ピークごとに以下の処理を繰り返し行う。

まず、電波センサ１０１は、対象ピークに対応する対象距離Ｌｐｄおよび対象角度φｃｄを取得し、取得した対象距離Ｌｐｄおよび対象角度φｃｄによって定まる位置を対象物Ｔｇｔの位置として特定する（ステップＳ２０２）。

次に、電波センサ１０１は、特定した位置を示す対象直交座標、および保持している指標位置Ｃ１〜Ｃ８の直交座標系における座標に基づいて、対象物ＴｇｔがサブエリアＳＡｅｓ、ＳＡｅｒおよびＳＡｉｒのいずれに位置するかを確認する（ステップＳ２０４）。

次に、電波センサ１０１は、対象物ＴｇｔがサブエリアＳＡｅｓ、ＳＡｅｒおよびＳＡｉｒのいずれにも位置しない場合（ステップＳ２０６でＮＯ、ステップＳ２１０でＮＯおよびステップＳ２１４でＮＯ）、サブエリアＳＡｅｓ、ＳＡｅｒおよびＳＡｉｒにおいて対象物Ｔｇｔが存在しないと判定する（ステップＳ２１８）。

一方、電波センサ１０１は、対象物Ｔｇｔが位置するサブエリアを待機エリアと特定した場合（ステップＳ２０６でＹＥＳ）、待機エリア処理および軌跡推定処理を行う（ステップＳ２０８）。

また、電波センサ１０１は、対象物Ｔｇｔが位置するサブエリアを流入エリアと特定した場合（ステップＳ２０６でＮＯおよびステップＳ２１０でＹＥＳ）、流入エリア処理および軌跡推定処理を行う（ステップＳ２１２）。

また、電波センサ１０１は、対象物Ｔｇｔが位置するサブエリアを流出エリアと特定した場合（ステップＳ２０６でＮＯ、ステップＳ２１０でＮＯおよびステップＳ２１４でＹＥＳ）、流出エリア処理および歩行者推定処理を行う（ステップＳ２１６）。

図９は、本発明の実施の形態に係る電波センサが待機エリア処理および軌跡推定処理を行う際の動作手順を定めたフローチャートである。図９は、図８のステップＳ２０８における動作の詳細を示している。

図９を参照して、まず、電波センサ１０１は、待機エリアすなわちサブエリアＳＡｅｓでは対象物Ｔｇｔが歩行者Ｔｇｔ２に限定されるので、待機エリアにおいて歩行者Ｔｇｔ２ありと判定する（ステップＳ３０２）。

次に、電波センサ１０１は、待機エリアにおいて歩行者Ｔｇｔ２ありと判定したタイミングにおける歩行者Ｔｇｔ２の位置が未来軌跡に含まれる場合（ステップＳ３０４でＹＥＳ）、当該未来軌跡を更新する（ステップＳ３１２）。

一方、電波センサ１０１は、待機エリアにおいて歩行者Ｔｇｔ２ありと判定したタイミングにおける歩行者Ｔｇｔ２の位置が未来軌跡に含まれない場合（ステップＳ３０４でＮＯ）、以下の処理を行う。

すなわち、電波センサ１０１は、ｍ秒間連続で歩行者Ｔｇｔ２が待機エリアに位置すると判断し、かつ過去軌跡が歩行者Ｔｇｔ２の移動の軌跡として妥当である場合（ステップＳ３０６でＹＥＳおよびステップＳ３０８でＹＥＳ）、当該ｍ秒間において測定された歩行者Ｔｇｔ２の位置の時間変化に基づいて未来軌跡を推定する（ステップＳ３１０）。

一方、電波センサ１０１は、ｍ秒間連続で歩行者Ｔｇｔ２が待機エリアに位置しないと判断した場合（ステップＳ３０６でＮＯ）、または過去軌跡が歩行者Ｔｇｔ２の移動の軌跡として妥当でない場合（ステップＳ３０８でＮＯ）、未来軌跡の推定を行わない。

図１０は、本発明の実施の形態に係る電波センサが流入エリア処理および軌跡推定処理を行う際の動作手順を定めたフローチャートである。図１０は、図８のステップＳ２１２における動作の詳細を示している。

図１０を参照して、まず、電波センサ１０１は、対象ピークの強度がしきい値Ｔｈｆｍｉ［φｃｄ］より大きい場合（ステップＳ４０２でＹＥＳ）、２周波ＣＷ方式により取得された合成パワースペクトル［Ｆ１，φｃｄ］に対して２Ｆピーク検出処理を行うことにより、強度しきい値Ｔｈｐ以上の強度、および周波数しきい値Ｔｈｆ以上の周波数を有するピークの検出を試みる（ステップＳ４０４）。

次に、電波センサ１０１は、ピークを検出できなかった場合（ステップＳ４０６でＮＯ）、流入エリアすなわちサブエリアＳＡｉｒにおいて歩行者Ｔｇｔ２なしと判定する（ステップＳ４１４）。

一方、電波センサ１０１は、１または複数のピークを検出できた場合（ステップＳ４０６でＹＥＳ）、検出した１または複数のピークに対応する距離を算出する（ステップＳ４０８）。

次に、電波センサ１０１は、算出した距離、および対象角度φｃｄの示す位置が流入エリアに含まれない場合（ステップＳ４１０でＮＯ）、流入エリアにおいて歩行者Ｔｇｔ２なしと判定する（ステップＳ４１４）。

一方、電波センサ１０１は、算出した距離、および対象角度φｃｄの示す位置が流入エリアに含まれる場合（ステップＳ４１０でＹＥＳ）、または対象ピークの強度がしきい値Ｔｈｆｍｉ［φｃｄ］以下である場合（ステップＳ４０２でＮＯ）、流入エリアにおいて歩行者Ｔｇｔ２ありと判定する（ステップＳ４１２）。

次に、電波センサ１０１は、流入エリアにおいて歩行者Ｔｇｔ２ありと判定したタイミングにおける歩行者Ｔｇｔ２の位置が未来軌跡に含まれる場合（ステップＳ４１６でＹＥＳ）、当該未来軌跡を更新する（ステップＳ４２４）。

一方、電波センサ１０１は、流入エリアにおいて歩行者Ｔｇｔ２ありと判定したタイミングにおける歩行者Ｔｇｔ２の位置が未来軌跡に含まれない場合（ステップＳ４１６でＮＯ）、以下の処理を行う。

すなわち、電波センサ１０１は、ｍ秒間連続で歩行者Ｔｇｔ２が流入エリアに位置すると判断し、かつ過去軌跡が歩行者Ｔｇｔ２の移動の軌跡として妥当である場合（ステップＳ４１８でＹＥＳおよびステップＳ４２０でＹＥＳ）、当該ｍ秒間において測定された歩行者Ｔｇｔ２の位置の時間変化に基づいて未来軌跡を推定する（ステップＳ４２２）。

一方、電波センサ１０１は、ｍ秒間連続で歩行者Ｔｇｔ２が流入エリアに位置しないと判断した場合（ステップＳ４１８でＮＯ）、または過去軌跡が歩行者Ｔｇｔ２の移動の軌跡として妥当でない場合（ステップＳ４２０でＮＯ）、未来軌跡の推定を行わない。

図１１は、本発明の実施の形態に係る電波センサが流出エリア処理および歩行者推定処理を行う際の動作手順を定めたフローチャートである。図１１は、図８のステップＳ２１６における動作の詳細を示している。

図１１を参照して、まず、電波センサ１０１は、対象ピークの強度がしきい値Ｔｈｆｍｅ［φｃｄ］より大きい場合（ステップＳ５０２でＹＥＳ）、過去において推定された軌跡、具体的には軌跡推定処理において推定した未来軌跡において、歩行者Ｔｇｔ２が現在流出エリアに位置することが推定されるか否かを判断する（ステップＳ５０４）。

電波センサ１０１は、歩行者Ｔｇｔ２が現在流出エリアに位置することが推定されると判断した場合（ステップＳ５０４でＹＥＳ）、流出エリアにおいて歩行者Ｔｇｔ２ありと判定する（ステップＳ５０６）。

一方、電波センサ１０１は、歩行者Ｔｇｔ２が現在流出エリアに位置することが推定されないと判断した場合（ステップＳ５０４でＮＯ）、流出エリアにおいて歩行者Ｔｇｔ２なしと判定する（ステップＳ５０８）。

また、電波センサ１０１は、対象ピークの強度がしきい値Ｔｈｆｍｅ［φｃｄ］以下である場合（ステップＳ５０２でＮＯ）、流出エリアにおいて歩行者Ｔｇｔ２ありと判定する（ステップＳ５０６）。

なお、本発明の実施の形態に係る送信部は、変調方式の異なる複数種類の電波を時分割で対象エリア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。送信部１は、当該複数種類の電波を並行して対象エリアＡ１へ送信する構成であってもよい。この場合、送信部１は、たとえば、各種類の電波の周波数帯を、フィルタ等で分離可能な周波数帯に設定する。

ところで、特許文献１に記載の物体識別装置では、音波または電磁波の照射処理および検出処理と、画像処理とを用いて物体の種別を識別するため、装置の構成が複雑になり、かつコストがかかるという問題がある。

これに対して、本発明の実施の形態に係る電波センサは、横断歩道ＰＣ１を含む対象エリアＡ１における対象物Ｔｇｔを検知可能である。送信部１は、複数種類の変調方式を用いてそれぞれ生成した複数種類の電波を対象エリアＡ１へ送信する。受信部２は、電波を受信する。検知部７は、受信部２によって受信された電波に基づいて、上記変調方式を用いて対象エリアＡ１におけるサブエリアごとに対象物Ｔｇｔを検知する。そして、検知部７は、各サブエリアのうち、少なくともいずれか１つのサブエリアにおいて、複数種類の変調方式を用いて対象物Ｔｇｔを検知する。

このような構成により、たとえば、ある変調方式では検知することが困難な状態にある対象物Ｔｇｔであっても、他の変調方式を用いて当該対象物Ｔｇｔを検知することができるので、横断歩道ＰＣ１における対象物Ｔｇｔの検知精度を向上させることができる。また、画像処理を行うことなく対象物Ｔｇｔを検知することができるので、電波センサ１０１を低コストかつ簡易な構成にすることができる。したがって、簡易かつ低コストな構成で、横断歩道における対象物を精度よく検知することができる。

また、本発明の実施の形態に係る電波センサでは、検知部７は、各サブエリアのうち、交差点ＣＳ１へ流入する車両が通過する道路の部分と横断歩道ＰＣ１との重複エリアの少なくとも一部を含むサブエリアである流入エリアにおいて、複数種類の変調方式を用いて対象物Ｔｇｔを検知する。

このような構成により、たとえば、車両が停止線を越えて停止している状態の発生し得る流入エリアにおいて、１つの変調方式を用いる場合、当該車両を歩行者Ｔｇｔ２として検知してしまうことがあるが、複数種類の変調方式を用いることで、当該車両を歩行者Ｔｇｔ２と区別して正しく検知することができる。

また、本発明の実施の形態に係る電波センサでは、検知部７は、流入エリアにおいて、ＦＭ−ＣＷ方式および２周波ＣＷ方式を用いて対象物Ｔｇｔを検知する。

このような構成により、停止している車両と同一距離帯に存在する歩行者Ｔｇｔ２を検知することが困難である一方で、停止車両および電柱といった停止している物体を検知可能なＦＭ−ＣＷ方式、ならびに停止している物体を検知することが困難である一方で、停止している車両と同一距離帯に存在する歩行者Ｔｇｔ２を検知することが可能な２周波ＣＷ方式を用いて流入エリアにおける対象物Ｔｇｔを検知する構成により、これらの方式の弱点を互いに補完することができるので、たとえば、車両が停止線を越えて停止している状態であっても、当該車両を歩行者Ｔｇｔ２と区別して正しく検知することができる。

また、本発明の実施の形態に係る電波センサでは、検知部７は、受信部２によって受信された流入エリアからの電波のＦＭ−ＣＷ方式に基づく復調後の信号の大きさが所定条件Ｃｉ１を満たす場合、２周波ＣＷ方式を用いて流入エリアにおける対象物Ｔｇｔを検知する。

このような構成により、流入エリアにおいて、たとえば、ＦＭ−ＣＷ方式を用いた車両または歩行者Ｔｇｔ２の判定が困難な状況において上記所定条件Ｃｉ１が満たされる場合、２周波ＣＷ方式を用いて車両または歩行者Ｔｇｔ２の判定を適切に行うことができる。

また、本発明の実施の形態に係る電波センサでは、検知部７は、受信部２によって受信された電波のＦＭ−ＣＷ方式に基づく復調後の信号である復調信号の大きさが、サブエリアにおいて対象物Ｔｇｔが存在しないとした状態における復調信号の大きさに基づくしきい値より小さい場合、サブエリアにおいて対象物Ｔｇｔが存在しないと判定する。

このような構成により、電柱または信号機等の背景に対する変化を検知することができるので、サブエリアにおいて、たとえば、歩行者Ｔｇｔ２が停止しているため、対象物Ｔｇｔが存在しないと誤って判定してしまうことを回避することができる。

また、本発明の実施の形態に係る電波センサでは、検知部７は、対象物Ｔｇｔの位置の時間変化を示す軌跡を推定する。そして、検知部７は、受信部２によって受信された流出エリアからの電波の復調後の信号の大きさが所定条件を満たす場合、推定した軌跡に基づいて、流出エリアにおける対象物Ｔｇｔを検知する。

このような構成により、電波センサ１０１が、交差点ＣＳ１を右折または左折した自動車Ｔｇｔ１からの反射波、および横断歩道ＰＣ１を移動する歩行者Ｔｇｔ２からの反射波を同時に受信し、歩行者Ｔｇｔ２からの反射波に基づく信号の検出が困難な場合においても、推定した軌跡に基づいて、流出エリアにおける歩行者Ｔｇｔ２を正しく検知することができる。

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］
横断歩道を含む対象エリアにおける対象物を検知可能な電波センサであって、
複数種類の変調方式を用いてそれぞれ生成した複数種類の電波を前記対象エリアへ送信する送信部と、
電波を受信する受信部と、
前記受信部によって受信された電波に基づいて、前記変調方式を用いて前記対象エリアにおけるサブエリアごとに前記対象物を検知する検知部とを備え、
前記検知部は、各前記サブエリアのうち、少なくともいずれか１つの前記サブエリアにおいて、複数種類の前記変調方式を用いて前記対象物を検知し、
前記対象物は、人間、自転車または自動車であり、
前記横断歩道は、交差点付近に設けられ、
前記横断歩道が設けられている道路は、前記交差点から流出する自動車が走行する流出道路、および前記交差点へ流入する自動車が走行する流入道路を含み、
前記流出道路に対する前記流入道路の反対側の端には、前記道路に沿って延伸するように第１歩道が設けられ、
前記サブエリアは、前記流出道路および前記横断歩道の重複エリアを含むエリア、前記流入道路および前記横断歩道の重複エリアを含むエリア、および前記横断歩道に隣接する前記第１歩道の一部を含むエリアであり、
前記送信部は、前記複数種類の電波を時分割で前記対象エリアへ送信し、
前記複数種類の変調方式は、ＦＭ−ＣＷ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ−Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）方式、および２周波ＣＷ方式を含み、
前記受信部は、４つのアンテナを含み、
前記検知部は、前記４つのアンテナによりそれぞれ受信された電波に基づいて、前記ＦＭ−ＣＷ方式を用いて前記電波センサから前記対象エリアにおける前記対象物への方向、および前記電波センサと前記対象物との間の距離を算出し、
前記検知部は、算出した前記方向および前記距離に基づいて、前記対象物が位置する前記サブエリアを特定する、電波センサ。

１ 送信部
２ 受信部
３ 差分信号生成部
４ 制御部
５ 信号処理部
７ 検知部（推定部）
２１ 送信アンテナ
２２ パワーアンプ
２３ 方向性結合器
２４ ＶＣＯ
２５ 電圧発生部
２６ スイッチ
３１ 受信アンテナ
３２ ローノイズアンプ
３３ ミキサ
３４ ＩＦアンプ
３５ ローパスフィルタ
３６ Ａ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）
４１ メモリ
４２ ＦＦＴ処理部
４３ ＤＢＦ処理部
４４ 合成部
１０１ 電波センサ
１４１ 中継装置
１５１ 信号制御装置
１５２ 無線送信装置
１５３ アンテナ
１６１ 歩行者用信号灯器
３０１ 安全運転支援システム

Claims (8)

1. 横断歩道を含む対象エリアにおける対象物を検知可能な電波センサであって、
   複数種類の変調方式を用いてそれぞれ生成した複数種類の電波を前記対象エリアへ送信する送信部と、
   電波を受信する受信部と、
   前記受信部によって受信された電波に基づいて、前記変調方式を用いて前記対象エリアにおけるサブエリアごとに前記対象物を検知する検知部とを備え、
   前記検知部は、各前記サブエリアのうち、少なくともいずれか１つの前記サブエリアにおいて、複数種類の前記変調方式を用いて前記対象物を検知し、
   前記検知部は、前記受信部によって受信された電波に基づいて、前記対象物が位置する前記サブエリアを特定し、特定した前記サブエリアの別に応じた内容で、前記対象物が歩行者であるか否かを判定する処理を行う、電波センサ。
2. 前記検知部は、前記各サブエリアのうち、交差点へ流入する車両が通過する道路の部分と前記横断歩道との重複エリアの少なくとも一部を含む前記サブエリアである流入エリアにおいて、複数種類の前記変調方式を用いて前記対象物を検知する、請求項１に記載の電波センサ。
3. 前記各サブエリアは、交差点へ流入する車両が通過する道路の部分と前記横断歩道との重複エリアの少なくとも一部を含む流入エリア、前記交差点から流出する車両が通過する道路の部分と前記横断歩道との重複エリアの少なくとも一部を含む流出エリア、および前記流出エリアに対する前記流入エリアの反対側に位置する歩道の少なくとも一部、のうちの少なくともいずれか２つを含む、請求項１または請求項２に記載の電波センサ。
4. 前記検知部は、前記流入エリアにおいて、ＦＭ−ＣＷ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ−Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）方式および２周波ＣＷ方式を用いて前記対象物を検知する、請求項２または請求項３に記載の電波センサ。
5. 前記検知部は、前記受信部によって受信された前記流入エリアからの電波の前記ＦＭ−ＣＷ方式に基づく復調後の信号の大きさが所定条件を満たす場合、前記２周波ＣＷ方式を用いて前記流入エリアにおける前記対象物を検知する、請求項４に記載の電波センサ。
6. 前記検知部は、前記受信部によって受信された電波のＦＭ−ＣＷ方式に基づく復調後の信号である復調信号の大きさが、前記サブエリアにおいて前記対象物が存在しないとした状態における前記復調信号の大きさに基づくしきい値より小さい場合、前記サブエリアにおいて前記対象物が存在しないと判定する、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電波センサ。
7. 前記電波センサは、さらに、
   前記対象物の位置の時間変化を示す軌跡を推定する推定部を備え、
   前記検知部は、前記受信部によって受信された、交差点から流出する車両が通過する道路の部分と前記横断歩道との重複エリアの少なくとも一部を含む前記サブエリアである流出エリアからの電波の復調後の信号の大きさが所定条件を満たす場合、前記推定部によって推定された前記軌跡に基づいて、前記流出エリアにおける前記対象物を検知する、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の電波センサ。
8. 電波を受信し、横断歩道を含む対象エリアにおける対象物を検知可能な電波センサにおいて用いられる検知プログラムであって、
   コンピュータを、
   複数種類の変調方式を用いてそれぞれ生成した複数種類の電波を前記対象エリアへ送信する送信部と、
   前記電波センサによって受信された電波に基づいて、前記変調方式を用いて前記対象エリアにおけるサブエリアごとに前記対象物を検知する検知部、
   として機能させるためのプログラムであり、
   前記検知部は、各前記サブエリアのうち、少なくともいずれか１つの前記サブエリアにおいて、複数種類の前記変調方式を用いて前記対象物を検知し、
   前記検知部は、前記電波センサによって受信された電波に基づいて、前記対象物が位置する前記サブエリアを特定し、特定した前記サブエリアの別に応じた内容で、前記対象物が歩行者であるか否かを判定する処理を行う、検知プログラム。

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