JP6806250B2 - 位置測定装置、位置測定方法およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、対象物の位置を測定する位置測定装置、位置測定方法およびプログラムに関する。

特定エリアを含む範囲に向けて送信された電磁波の反射波を受信し、受信した反射波から特定エリア内に位置する対象物の位置測定を行う技術がある。例えば、電磁波を送受信するアンテナからの距離と角度によって一意に決まる区画ごとに反射波をスキャンし、当該区画のスペクトル強度を計測することによって対象物の有無を判定できる。一般に、特定エリア内の対象物の位置測定においては、特定エリア全領域を覆う全区画をスキャンする。

非特許文献１には、特定エリアの全区画をスキャンし、対象物が発見された場合には対象物を含む領域にスキャン範囲を絞って位置測定するトラッキング技術が開示されている。非特許文献１の技術では、特定エリア内の全区画を低頻度で位置測定し、あるスキャン機会において対象物が発見されると、次のスキャン機会では対象物が移動すると思われる領域を中心に高頻度の位置測定を行う。

特許文献１には、複数のアンテナから得られるビート信号を用い、複数の検出角度における対象物を検出するレーダ装置について開示されている。特許文献１の装置は、検出した対象物から演算用対象物を選択し、演算用対象物の位置情報に基づいて、次に対象物を検出する複数の検出角度のうちの一部の検出角度の間隔を他の検出角度の間隔と異なるように変更する。特許文献１の装置によれば、詳細な検知が求められる角度範囲の検査角度の間隔を密にし、その他の検査角度の間隔を疎とすることができるため、対象物の検出精度を向上できるとともに、対象物の検出時間を短縮できる。

特開２００９−１２８０１６号公報

佐藤耕平、山田寛喜、辻宏之、山口芳雄、「ＭＩＭＯドップラレーダを用いた屋内における複数人物のリアルタイム行動追跡に関する実験的検討」、電子情報通信学会総合大会講演論文集（ＣＤ−ＲＯＭ）、２０１５巻、ｐ．ＲＯＭＢＵＮＮＯ＿ＢＳ−１−５、２０１５年２月

一般的な位置測定技術には、特定エリア内の全区画においてスペクトル強度の検出を行うため、スキャン時間が長くなるという問題点があった。

それに対し、非特許文献１および特許文献１の技術によれば、特定エリア内の対象物にスキャン範囲を絞ることによってスキャン時間を短縮できる。しかし、非特許文献１および特許文献１の技術では、対象物を発見するまでは特定エリアの全区画をスキャンするため、新たに特定エリアに進入した対象物を発見するのに時間が掛かる。すなわち、非特許文献１および特許文献１の技術には、特定エリアに新たに対象物が進入した場合には、特定エリア内の対象物の位置をリアルタイムで測定できないという問題点があった。

本発明の目的は、上述した課題を解決するために、特定エリア内に進入した対象物を検出する時間を短縮し、特定エリア内に位置する対象物の位置測定をリアルタイムで行うことができる位置測定装置を提供することにある。

本発明の一態様の位置測定装置は、特定エリアの境界に沿って第１領域を設定するためのエリア情報を記憶する記憶手段と、記憶手段からエリア情報を取得し、取得したエリア情報に基づいて第１領域を設定するエリア設定手段と、エリア設定手段から第１領域を取得し、取得した第１領域を検証領域に設定し、検証領域に位置する対象物の位置測定を行い、記憶手段に記憶されるエリア情報を更新する位置測定手段とを備える。

本発明の一態様の位置測定方法においては、特定エリアの境界に沿って第１領域を設定するためのエリア情報を記憶する記憶手段から取得したエリア情報に基づいて第１領域を設定し、第１領域を検証領域に設定し、検証領域に位置する対象物の位置測定を行い、記憶手段に記憶されるエリア情報を更新する。

本発明の一態様のプログラムは、特定エリアの境界に沿って第１領域を設定するためのエリア情報を記憶する記憶手段から取得したエリア情報に基づいて第１領域を設定する処理と、第１領域を検証領域に設定する処理と、検証領域に位置する対象物の位置測定を行う処理と、記憶手段に記憶されるエリア情報を更新する処理とをコンピュータに実行させる。

本発明によれば、特定エリア内に進入した対象物を検出する時間を短縮し、特定エリア内に位置する対象物の位置測定をリアルタイムで行うことができる位置測定装置を提供することが可能になる。

本発明の第１の実施形態に係る位置測定装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る位置測定装置のエリア設定部の構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る位置測定装置の測定対象エリアについて説明するための概念図である。 本発明の第１の実施形態に係る位置測定装置の情報記憶部に格納される情報をまとめた表である。 本発明の第１の実施形態に係る位置測定装置の位置測定部が算出するレンジスペクトルの一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る位置測定装置が周波数変調連続波を用いて距離測定をする仕組みについて説明するための図である。 本発明の第１の実施形態に係る位置測定部がレンジスペクトルを用いて到来方向推定を行った結果の一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る位置測定装置によって対象物の位置を判定する仕組みについて説明するための概念図である。 本発明の第１の実施形態に係る位置測定装置が２次元極座標を用いる場合のパラメータについて説明するための図である。 本発明の第１の実施形態に係る位置測定装置が３次元極座標を用いる場合のパラメータについて説明するための図である。 本発明の第１の実施形態に係る位置測定装置の動作について説明するためのフローチャートである。 一般的な位置測定手法における位置測定方法について説明するための概念図である。 一般的な位置測定手法におけるトラッキング方法について説明するための概念図である。 本発明の第２の実施形態に係る位置測定装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態に係る位置測定装置のプレスキャン部の構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態に係る位置測定装置が距離測定を行う場合の測定対象エリアについて説明するための概念図である。 本発明の第２の実施形態に係る位置測定装置が角度測定を行う場合の測定対象エリアについて説明するための概念図である。 本発明の第２の実施形態に係る位置測定装置の動作について説明するためのフローチャートである。 本発明の第３の実施形態に係る位置測定装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第３の実施形態に係る位置測定装置のプレスキャン部の構成を示すブロック図である。 本発明の第３の実施形態に係る位置測定装置の測定対象エリアについて説明するための概念図である。 本発明の第３の実施形態に係る位置測定装置の動作について説明するためのフローチャートである。 本発明の各実施形態に係る位置測定装置の処理を実行するハードウェア構成の一例を示すブロック図である。

以下に、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。ただし、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい限定がされているが、発明の範囲を以下に限定するものではない。なお、以下の実施形態の説明に用いる全図においては、特に理由がない限り、同様箇所には同一符号を付す。また、以下の実施形態において、同様の構成・動作に関しては繰り返しの説明を省略する場合がある。

（第１の実施形態）
まず、本発明の第１実施形態に係る位置測定装置について図面を参照しながら説明する。本実施形態に係る位置測定装置は、対象物の位置測定を行う特定エリアを含む範囲に電磁波を送信し、送信した電磁波の反射波を受信して解析することによって特定エリア内の対象物の位置を測定する。

（構成）
図１は、本実施形態に係る位置測定装置１の構成を示すブロック図である。図１のように、位置測定装置１は、信号送信部１１、信号受信部１２、ビート信号生成部１３、情報記憶部１４、エリア設定部１５、位置測定部１７を備える。

信号送信部１１は、送信アンテナを介して測定対象エリアに向けて送信される送信信号を生成する。信号送信部１１は、生成した送信信号を送信アンテナおよびビート信号生成部１３に出力する。信号送信部１１によって生成される生成信号は、少なくとも一つの送信アンテナを介して測定対象エリアに向けて送信される。例えば、信号送信部１１は、パルス波や連続波、周波数変調連続波（以下、ＦＭＣＷ：Frequency Modulated Continuous Wave）を送信信号として生成する。以下においては、ＦＭＣＷを用いる例について説明する。

信号受信部１２は、少なくとも一つの受信アンテナを介して、送信信号の反射波を受信信号として受信する。信号受信部１２は、受信した受信信号をビート信号生成部１３に出力する。信号受信部１２は、受信アンテナが複数ある場合、それぞれの受信アンテナから取得する受信信号を別々にビート信号生成部１３に出力する。

ビート信号生成部１３は、信号送信部１１から送信信号を取得し、信号受信部１２から受信信号を取得する。ビート信号生成部１３は、取得した送信信号と受信信号とを合成して中間周波数信号（以下、ＩＦ信号）を生成する（ＩＦ：Intermediate Frequency）。ビート信号生成部１３は、生成したＩＦ信号を位置測定部１７に出力する。

ビート信号生成部１３は、送信アンテナまたは受信アンテナが複数ある場合、送信アンテナと受信アンテナとのペアごとに送受信信号を合成する。例えば、送信アンテナがＴｘ１とＴｘ２、受信アンテナがＲｘ１とＲｘ２で構成される場合、（Ｔｘ１、Ｒｘ１）、（Ｔｘ１、Ｒｘ２）、（Ｔｘ２、Ｒｘ１）、（Ｔｘ２、Ｒｘ２）という４つのペアができる。この場合、ビート信号生成部１３は、４つのペアのそれぞれに関してＩＦ信号を生成する。

情報記憶部１４（記憶部とも呼ぶ）には、ステップインエリア（第１領域とも呼ぶ）を算出するための情報（以下、エリア情報）が記憶される。また、情報記憶部１４には、トラッキングエリア（第２領域とも呼ぶ）を算出するための情報（以下、対象物情報）が記憶される。なお、トラッキングエリアを設定しない場合、情報記憶部１４にはエリア情報を記憶させておけばよい。

ステップインエリアは、特定エリアの境界に沿って設定される領域である。なお、本実施形態では、特定エリアの境界内部にステップインエリアを設定する例について説明するが、特定エリアの境界の外部にステップインエリアを設定してもよい。また、ステップインエリアは、固定の領域であってもよいし、位置測定を行うたびに形状や面積が動的に変化する領域であってもよい。

トラッキングエリアは、過去の位置測定結果に基づいて、今回の位置測定において対象物が位置するであろうと推定される範囲である。トラッキングエリアは、過去の対象物位置から固定距離の範囲で設定されてもよいし、対象物位置からの距離が動的に変化する範囲で設定されてもよい。

エリア設定部１５は、情報記憶部１４を参照してエリア情報を取得し、取得したエリア情報を用いて、特定エリアの境界に沿ってステップインエリアを設定する。エリア設定部１５は、設定したステップインエリアを位置測定部１７に出力する。また、エリア設定部１５は、トラッキングしている対象物の位置測定を行うためのトラッキングエリアを設定する。エリア設定部１５は、設定したトラッキングエリアを位置測定部１７に出力する。
なお、ステップインエリアに位置する対象物のみを検出対象とする場合、エリア設定部１５は、トラッキングエリアを設定しなくてもよい。

図２のように、エリア設定部１５は、ステップインエリア設定部１５１（第１領域設定部とも呼ぶ）と、トラッキングエリア設定部１５３（第２領域設定部とも呼ぶ）とを有する。ステップインエリア設定部１５１は、情報記憶部１４を参照し、特定エリアの境界から任意の幅を持つステップインエリアを設定する。トラッキングエリア設定部１５３は、情報記憶部１４を参照し、トラッキングしている対象物の位置測定を行うためのトラッキングエリアを設定する。なお、ステップインエリアに位置する対象物のみを検出対象とする場合、トラッキングエリア設定部１５３を省略してもよい。

位置測定部１７は、スキャンエリアを設定する第１の機能を有する。位置測定部１７は、ステップインエリア設定部１５１にステップインエリアを取得する指示を出し、ステップインエリア設定部１５１からステップインエリアを取得する。また、位置測定部１７は、トラッキングエリア設定部１５３にトラッキングエリアを取得する指示を出し、トラッキングエリア設定部１５３からトラッキングエリアを取得する。位置測定部１７は、トラッキングエリアとステップインエリアとを合わせた領域をスキャンエリア（検証領域とも呼ぶ）に設定する。なお、ステップインエリアに位置する対象物のみを検出対象とする場合、位置測定部１７は、トラッキングエリア設定部１５３を含まないエリア設定部１５にステップインエリアを取得する指示を出すことになる。ステップインエリアに位置する対象物のみを検出対象とする場合、位置測定部１７は、ステップインエリアをスキャンエリアに設定する。

また、位置測定部１７は、スキャンエリアにおいて位置測定を行う第２の機能を有する。位置測定部１７は、ビート信号生成部１３からＩＦ信号を取得し、取得したＩＦ信号に基づいてスキャンエリアの位置測定を行い、スキャンエリア内の区画の位置スペクトルを算出する。

さらに、位置測定部１７は、情報記憶部１４の情報を更新する第３の機能を有する。位置測定部１７は、算出した位置スペクトルに基づいて、エリア内に対象物が位置するか否かを判定し、判定結果に応じて情報記憶部１４に保持される情報を更新する。

以上が、本実施形態の位置測定装置１の構成要素の概略についての説明である。なお、図１の破線枠内の信号送信部１１、信号受信部１２およびビート信号生成部１３をまとめた構成（中間信号生成部と呼ぶ）を位置測定装置１に含めずに外部に構成してもよい。その場合、位置測定装置１は、外部に構成した中間信号生成部が生成するＩＦ信号を受信すればよい。

〔測定対象エリア〕
ここで、位置測定装置１から送信信号が送信される測定対象エリアについて説明する。
図３は、位置測定装置１の測定対象エリアＡ１１について説明するための概念図である。
測定対象エリアＡ１１の内部には、特定エリアＡ１２、ステップインエリアＡ１３、内部エリアＡ１４、トラッキングエリアＡ１５が設定される。

図３の例では、対象物１１１と対象物１１２が特定エリアＡ１２の内部に位置する。対象物１１１は、前回の位置測定において既に位置測定された対象物である。一方、対象物１１２は、前回の位置測定では特定エリアＡ１２の外に位置していたが、今回の位置測定において新たに特定エリアＡ１２に進入してきた対象物である。

測定対象エリアＡ１１（実線の扇形の内部）は、アンテナを介して受信される電磁波の反射波によって、位置測定装置１が対象物を位置測定できる領域である。

特定エリアＡ１２（破線の矩形の内部）は、位置測定装置１が対象物の位置測定を行うために測定対象エリアＡ１１の範囲内に設定される領域である。

ステップインエリアＡ１３は（破線の矩形と実線の矩形との間の領域）、特定エリアＡ１２の境界に沿って設定される領域である。図３の例では、ステップインエリアＡ１３は、特定エリアＡ１２の境界内部に設定される。なお、ステップインエリアＡ１３は、特定エリアＡ１２に進入する対象物を検出できさえすれば、特定エリアＡ１２の境界の外側を含む部分に設定されてもよい。

内部エリアＡ１４（実線の矩形の内部）は、特定エリアＡ１２のうち、ステップインエリアＡ１３の内側に設定される領域である。

トラッキングエリアＡ１５（実線の円形の内部）は、前回のスキャン結果に基づいて、今回のスキャンタイミングにおいて対象物が位置するであろうと推定される領域である。

本実施形態では、ステップインエリアＡ１３とトラッキングエリアＡ１５とを含むスキャンエリアを位置測定することによって、特定エリアＡ１２の内側に位置する全ての対象物の位置測定が可能となる。本実施形態では、スキャン対象の領域を限定しているので、特定エリアＡ１２の全領域をスキャンする手法と比較して、対象物の位置測定を短時間で行うことができる。

続いて、本実施形態の位置測定装置１の特徴的な構成要素について詳細に説明する。以下において、エリア設定部１５に関しては、ステップインエリア設定部１５１とトラッキングエリア設定部１５３とに分けて説明する。

〔情報記憶部〕
まず、情報記憶部１４について説明する。図４は、情報記憶部１４が保持する情報の一例を示す表（情報テーブル１４０）である。情報記憶部１４は、エリア情報と対象物情報とを含む情報を保持する。

エリア情報は、ステップインエリアＡ１３を設定するために用いられる情報である。図４の情報テーブル１４０には、エリア情報の一例として、特定エリア座標、ステップイン座標、ステップイン幅が含まれる。なお、特定エリアＡ１２の境界からの幅でステップインエリアＡ１３を設定する場合には、ステップイン範囲のみをエリア情報としてもよい。
また、ステップインエリアの幅が動的に変わる場合には、対象物速度や前スキャン時刻（前回の位置測定時間）をエリア情報として情報記憶部１４に保持させることが好ましい。

特定エリア座標は、特定エリアＡ１２の範囲を示す座標である。図３の例では、破線の矩形で表現される特定エリアＡ１２の４つの頂点の座標（ｘ１、ｙ１）、（ｘ２、ｙ２）、（ｘ３、ｙ３）、（ｘ４、ｙ４）が特定エリア座標として設定される。なお、特定エリアＡ１２が矩形ではない場合は、特定エリアＡ１２の形状を示す座標を特定エリア座標とすればよい。なお、特定エリアＡ１２の形状を表す情報は、座標ではなく、数式であってもよい。

ステップイン座標は、ステップインエリアＡ１３の幅が固定値である場合に、ステップインエリアＡ１３の幅を算出するための座標である。図３の例では、実線の矩形で表現される内部エリアＡ１４の４つの頂点の座標（ｘ５、ｙ５）、（ｘ６、ｙ６）、（ｘ７、ｙ７）、（ｘ８、ｙ８）がステップイン座標である。一方、ステップインエリアＡ１３の幅が動的に変わる場合には、対象物速度や前スキャン時刻を用いて幅を設定する。

対象物情報は、トラッキングエリアを算出するために用いられる情報である。図４では、対象物識別子や対象物位置が対象物情報に含まれる。

対象物識別子は、個々の対象物に一意に割り当てられる識別子である。対象物識別子は、特定エリアＡ１２の外部に退出した対象物に関する情報を削除する際に、どの対象物が退出したのかを判断するために用いられる。なお、過去に特定エリアＡ１２の内部に位置していたと判断された対象物の情報を残しておく場合には、対象物識別子を省略してもよい。これ以降においては、特定エリアＡ１２の外部に退出した対象物に関する情報は削除するものとし、対象物識別子を用いる例について説明する。

対象物位置は、対象物の位置を示す座標である。対象物位置は、個々の対象物に一意に割り当てられる対象物識別子に紐付けられる。

例えば、「１１１」という対象物識別子が付与された対象物１１１が（ｘ９、ｙ９）に位置し、「１１２」という対象物識別子が付与された対象物１１２が（ｘ１０、ｙ１０）に位置する場合、対象物位置と対象物識別子とは図４のように保持される。

トラッキングエリアＡ１５が対象物位置から固定範囲である場合、情報記憶部１４には、対象物位置と対象物識別子とに加えてトラッキング範囲が記憶される。また、トラッキングエリアＡ１５が動的に変わる場合、情報記憶部１４には、対象物速度と前スキャン時刻とが記憶される。なお、複数の対象物が特定エリアＡ１２の内部に位置し、それぞれの対象物の対象物速度が異なる場合、情報記憶部１４は、それぞれの対象物の対象物速度を保持する。

また、トラッキングエリアは、対象物の移動予測モデルに基づいて設定してもよい。その場合、情報記憶部１４には、移動予測モデル生成に関する情報が記憶される。例えば、移動予測モデル生成に関する情報には、過去の対象物の位置情報や計測時刻などが含まれる。

以上が、情報記憶部１４に関する詳細な説明である。なお、ステップイン座標やステップイン範囲、対象物速度、トラッキング範囲は、予め決められた固定値であってもよいし、図示しないＵＩ（User Interface）を介して入力される値であってもよい。

〔ステップインエリア設定部〕
次に、ステップインエリア設定部１５１について説明する。ステップインエリア設定部１５１は、情報記憶部１４からエリア情報を取得する。ステップインエリア設定部１５１は、取得したエリア情報に基づいてステップインエリアを設定し、設定したステップインエリアを位置測定部１７に出力する。

ステップインエリアが固定である場合、ステップインエリア設定部１５１は、情報記憶部１４から特定エリア座標と、ステップイン座標およびステップイン範囲の少なくともいずれかとをエリア情報として取得する。ステップインエリア設定部１５１は、取得したエリア情報に基づいてステップインエリアを設定する。

ステップイン座標を用いる場合、ステップインエリア設定部１５１は、ステップイン座標によって設定される範囲と、特定エリア座標によって設定される範囲との間の領域をステップインエリアに設定する。一方、ステップイン範囲を用いる場合、ステップインエリア設定部１５１は、特定エリア座標の境界からステップイン範囲の幅を持つ領域をステップインエリアに設定する。

ステップインエリアが動的に変化する場合、ステップインエリア設定部１５１は、特定エリア座標、対象物速度および前スキャン時刻を情報記憶部１４から取得する。この場合、ステップインエリア設定部１５１は、情報記憶部１４に保持される前スキャン時刻を現在時刻に更新する。ステップインエリア設定部１５１は、対象物速度Ｖと、前スキャン時刻からの現在時刻との差分時間Ｔ_diffとを式１に当てはめて、ステップインエリア範囲Ｒ_step-inを算出する。ただし、式１において、αは定数である。

式１のように、ステップインエリア範囲Ｒ_step-inは、対象物速度Ｖおよび差分時間Ｔ_diffに比例する値である。特定エリアＡ１２の境界からステップインエリア範囲Ｒ_step-inの部分がステップインエリアＡ_step-inである。

以上が、ステップインエリア設定部１５１についての詳細な説明である。

〔トラッキングエリア設定部〕
次に、トラッキングエリア設定部１５３について説明する。トラッキングエリア設定部１５３は、情報記憶部１４から対象物情報を取得する。トラッキングエリア設定部１５３は、情報記憶部１４から取得した対象物情報に基づいてトラッキングエリアを設定し、設定したトラッキングエリアを位置測定部１７に出力する。

トラッキングエリアが固定である場合、トラッキングエリア設定部１５３は、対象物位置とトラッキング範囲とを情報記憶部１４から取得し、トラッキングエリアを設定する。図４の対象物１１１に関しては、トラッキングエリア設定部１５３は、対象物位置（ｘ９、ｙ９）とトラッキング範囲（５ｍ）とを取得し、対象物位置（ｘ９、ｙ９）を中心とする半径５ｍの範囲をトラッキングエリアに設定する。

トラッキングエリアが動的に変化する場合、トラッキングエリア設定部１５３は、対象物位置、対象物速度Ｖおよび前スキャン時刻を対象物情報として取得する。トラッキングエリア設定部１５３は、取得した対象物情報に基づいてトラッキングエリアを設定する。図４の対象物１１１に関しては、この場合、トラッキングエリア設定部１５３は、前スキャン時刻を現在時刻に更新する。トラッキングエリア設定部１５３は、対象物速度Ｖと、現在時刻との差分時間Ｔ_diffとを式２に当てはめてトラッキング範囲Ｒ_trackingを算出する。ただし、式２において、βは定数である。

対象物１１１に設定されるトラッキングエリアは、対象物位置（ｘ９、ｙ９）を中心とする半径Ｒ_trackingの領域である。トラッキング範囲Ｒ_trackingは、対象物速度Ｖおよび差分時間Ｔ_diffに比例する値である。なお、トラッキングエリアは円形に限らない。例えば、トラッキング範囲Ｒ_trackingは、カルマンフィルタ等を用いて対象物の移動予測に基づいて設定されてもよい。カルマンフィルタを用いる場合、トラッキングエリア設定部１５３は、過去の対象物の位置情報やその位置にいた時間情報を情報記憶部１４から取得して移動予測を行い、トラッキングエリアを設定する。

例えば、トラッキング中の対象物がＮ個ある場合、トラッキングエリア設定部１５３は、各対象物に関して式２の計算を行う（Ｎは自然数）。そして、トラッキングエリア設定部１５３は、式３によって各対象物に設定されるトラッキングエリアＡ_{tracking_n}の和集合をトラッキングエリアＡ_trackingに設定する（ｎは自然数）。

以上が、トラッキングエリア設定部１５３についての詳細な説明である。

〔位置測定部〕
次に、位置測定部１７について説明する。位置測定部１７は、以下の三つの機能を備える。

位置測定部１７の一つ目の機能は、スキャンエリアを設定する機能である。位置測定部１７は、ステップインエリア設定部１５１から取得したステップインエリアと、トラッキングエリア設定部１５３から取得したトラッキングエリアとを用いてスキャンエリアを設定する。

位置測定部１７は、取得したステップインエリアＡ_step-inとトラッキングエリアＡ_trackingとを用いて、以下の式４または式５によってスキャンエリアＡ_scanを算出する。なお、式５において、Ａ_interestは特定エリアＡ１２の全域を示す。

式４は、トラッキングエリアＡ_trackingが特定エリアＡ１２の外部を含む場合、特定エリアＡ１２の外部の領域に関してもスキャンエリアＡ_scanとするという条件を加える。一方、式５は、トラッキングエリアＡ_trackingが特定エリアＡ１２の外部を含む場合、特定エリアＡ１２の外部の領域に関してはスキャンエリアＡ_scanとしないという条件を加える。

位置測定部１７の二つ目の機能は、スキャンエリアにおいて位置測定を行う機能である。位置測定部１７は、ビート信号生成部１３から取得するＩＦ信号を用いて、スキャンエリアにおいて位置測定を行う。スキャンエリアＡ_scan内の区画は、距離ｒ_scanと角度θ_scanとで表現される区画Ｕ（ｒ_scan、θ_scan）のうち、式６の集合に含まれる範囲である。

図３の例において、区画Ｕ１は、距離ｒと角度θにより示されるステップインエリアＡ１３内の区画である。

これ以降、区画Ｕ（ｒ_scan、θ_scan）のスペクトル強度を位置スペクトルとして算出する方法を示す。

まず、位置測定部１７は、区画のスペクトル強度を算出するために、位置測定装置１から対象物までの距離のスペクトル（以降、レンジスペクトル）を算出する。位置測定部１７は、ＦＭＣＷを適用する場合、ＩＦ信号ＩＦ_signalをフーリエ変換することによってレンジスペクトルＰ_rangeを算出する（式７）。図５は、式７を用いて算出される差分周波数ΔＦとスペクトル強度との関係を示すグラフの一例である。

図６は、ＦＭＣＷを適用して距離測定をする仕組みについて説明するためのグラフである。位置測定部１７は、差分周波数ΔＦと、スイープ時間Ｔ_sweepと、周波数帯域幅ＢＷと、光速ｃのパラメータを式８に当てはめて対象物までの距離ｒを算出する。

次に、位置測定部１７は、位置測定部１７から任意の距離における対象物の角度のスペクトルを算出することによって区画の位置スペクトルを算出する。位置測定部１７は、受信アンテナにおける対象物までの距離のレンジスペクトルＰ_range（ｒ）に対して到来方向推定法を実施することによって、当該距離ｒに位置する対象物の方向を検出する。また、位置測定部１７は、式８を用いて、距離ｒに紐付く差分周波数ΔＦのレンジスペクトルに対して到来方向推定法を実施してもよい。

以下においては、到来方向推定法としてビームフォーマ法を用いる例を示す。なお、到来方向推定法として、Ｃａｐｏｎや線形予測法を用いてもよい。また、到来方向推定法として、ＭＵＳＩＣ（MUltiple SIgnal Classification）を用いてもよい。また、到来方向推定法として、ＥＳＰＲＩＴ（Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques）を用いてもよい。

位置測定部１７は、アレーアンテナのメインローブを角度θに向けるために、式９で示すウェイトベクトルa（θ）を用いる。なお、式９において、Ｔは転置行列、ｊは虚数単位、λは中央周波数の波長、Ｋは受信アンテナの素子数、ｄ_iは装置の基準点から第ｉ素子の位置までの距離を示す。

位置測定部１７は、式１０を用いて、距離ｒかつ角度θにおけるスペクトル強度Ｐ_position（ｒ,θ）を位置スペクトルとして算出する。なお、位置測定部１７は、式６の条件を満たす範囲でθを計算すればよい。式１０において、Ｈは、共役転置行列を表す。また、式１０において、相関行列Ｒ_xx（ｒ）は、複数の受信アンテナにより受信される任意の差分周波数成分ΔＦのレンジスペクトルＰ_range（ｒ）から算出される。任意の差分周波数成分ΔＦは、任意の距離に相当する。

図７は、図５で閾値を超えた差分周波数成分ΔＦ₁を式８に当てはめて算出される距離ｒ₁のレンジスペクトルを用いて到来方向推定を行った結果の一例である。位置測定部１７は、式６の条件を満たす距離ｒ_scanと角度θ_scanに対して、式１０を用いて位置スペクトルＰ_position（ｒ,θ）を算出することによって対象物の位置測定を行う。以上のように、位置測定部１７は、距離と角度で表される区画Ｕ（ｒ_scan,θ_scan）におけるスペクトル強度Ｐ_position（ｒ,θ）を算出する。

トラッキングエリアとステップインエリアとの和集合であるスキャンエリアは、内部エリアを含まないため、特定エリアと比較すると面積が小さい。そのため、内部エリアを含む特定エリア全域に亘って計算するよりも、スキャンエリアの範囲内を計算する方が、式１０を用いて計算する区画数が減り、位置測定に要する時間が短縮される。

位置測定部１７の三つ目の機能は、情報記憶部１４の情報を更新する機能である。位置測定部１７は、算出したスペクトル強度を用いて対象物がエリア内に位置するか否かを判定し、判定結果に応じて情報記憶部１４の情報を更新する。例えば、位置測定部１７は、ある区画におけるスペクトル強度が、予め設定された閾値を超えた場合に、その区画に対象物が位置すると判断する。

図５においては、差分周波数ΔＦ₁にピークを有するスペクトルのスペクトル強度が閾値を超えている。また、図７においては、差分周波数ΔＦ₁を用いて算出した距離ｒ₁に関して、角度がθ₁とθ₂においてスペクトル強度が閾値を超えている。すなわち、位置測定部１７は、（ｒ₁cosθ₁、ｒ₁sinθ₁）、（ｒ₁cosθ₂、ｒ₁sinθ₂）で示される座標の位置に対象物が位置すると判断する。

位置測定部１７は、スキャンエリアにおいて対象物を検出すると、情報記憶部１４に保持される対象物の位置情報を更新または新規登録する。

位置測定部１７は、対象物の位置情報（対象物位置）を情報記憶部１４に新規登録する際には、その位置情報に識別子（対象物識別子）を紐付けて登録する。識別子の付け方はトラッキングしている対象物を識別できるものであれば何でもよい。例えば、位置測定部１７は、単調増加する数字を識別子として用いる。

一方、スキャンエリアにおいて検出されなかった対象物に関しては、位置測定部１７は、該当する対象物の情報を情報記憶部１４から削除する。本機能において、位置測定部１７は、スキャンエリアにおいて対象物が検出されなかった場合には、情報記憶部１４から全ての対象物の情報を削除する。また、位置測定部１７は、スキャンエリアにおいて少なくとも一つの対象物を検出した場合には、現在トラッキングしている対象物が特定エリア内に位置するか否かを判断した上で、情報記憶部１４に保持される情報を削除または更新する。また、位置測定部１７は、トラッキングエリアが設定された対象物がエリア外に位置すると判定した場合、該当する対象物の情報を情報記憶部１４から削除する。

ここで、図８を用いて、対象物が特定エリアＡ１２のエリア外にいると判定する方法について説明する。図８において、対象物１１３はステップインエリアＡ１３に位置しており、対象物１１３に合わせて設定されるトラッキングエリアＡ１５の一部は、特定エリアＡ１２の外部を含む。トラッキングエリアＡ１５であるとともに特定エリアＡ１２の外部のエリアは、式４および式５を用いて説明した通り、スキャンエリアに設定してもしなくてもよい領域である。

トラッキングエリアＡ１５の全域を位置測定する場合（式４）、位置測定部１７は、対象物１１３の位置が特定エリアＡ１２の外部であると、対象物１１３が特定エリアＡ１２の外部であると判断する。

一方、トラッキングエリアＡ１５かつ特定エリアＡ１２の外部の領域を位置測定しない場合（式５）、位置測定部１７は、トラッキングエリアＡ１５で対象物が検出されなかった際には、対象物の位置が特定エリアＡ１２の外部であると判断する。

以上が、本実施形態の位置測定装置１の構成要素の詳細についての説明である。なお、以上の説明においては、説明を簡略化するために２次元座標系を用いたが、本実施形態の手法は、図９に示す２次元極座標や、図１０に示す３次元座標系に置き換えてもよい。図９の例では、２次元座標系で（Ｘ、Ｙ）で示される位置は、２次元極座標系では（ｒcosθ、ｒsinθ）で示される。また、図１０の例では、３次元座標系で（Ｘ、Ｙ、−Ｚ）で示される位置は、３次元極座標系では（Ｒsinθ₁cosθ₂、Ｒsinθ₁sinθ₂、−Ｒcosθ₁）で示される。なお、図９および図１０には、各座標系の原点にアンテナが位置する例を示すが、各座標系の原点をアンテナの位置以外に設定してもよい。

（動作）
次に、本実施形態に係る位置測定装置１の動作について図面を参照しながら説明する。
図１１は、位置測定装置１の動作について説明するためのフローチャートである。なお、以下においては、位置測定装置１の構成要素を動作主体とするが、位置測定装置１自体を動作主体としてもよい。

図１１のフローチャートは、測定対象エリアに向けて送出した電磁波の反射波を受信するところから、反射波の信号を用いて対象物の位置測定を行うまでの処理を示す。図１１のフローチャートの処理は、定期的に実行されてもよいし、不定期に行われてもよい。例えば、位置測定装置１は、図１１のフローチャートの処理を１秒ごとに繰り返し実行する。

図１１において、まず、ビート信号生成部１３は、信号送信部１１が生成した送信信号と、信号受信部１２が受信した受信信号とを送受信アンテナのペアごとにミキシングしてＩＦ信号を生成する（ステップＳ１１）。ビート信号生成部１３は、生成したＩＦ信号を位置測定部１７に出力する。

次に、ステップインエリア設定部１５１は、位置測定部１７からの要求に応じて、情報記憶部１４からエリア情報を取得し、取得したエリア情報に基づいてステップインエリアを設定する（ステップＳ１２）。ステップインエリア設定部１５１は、設定したステップインエリアを位置測定部１７に出力する。

ステップインエリアが固定の場合、ステップインエリア設定部１５１は、以下のようにしてステップインエリアを設定できる。例えば、ステップインエリア設定部１５１は、図４の特定エリア座標とステップイン座標とを取得し、特定エリア座標を結んだ線とステップイン座標を結んだ線との間の領域をステップインエリアに設定する。また、例えば、ステップインエリア設定部１５１は、図４の特定エリア座標とステップイン範囲とを取得し、特定エリア座標を結んだ線からステップイン範囲以内の領域をステップインエリアに設定する。

ステップインエリアが動的に変わる場合、ステップインエリア設定部１５１は、以下のようにしてステップインエリアを設定できる。例えば、ステップインエリア設定部１５１は、図４の特定エリア座標と対象物速度と前スキャン時刻とを取得し、前スキャンからの経過時間と対象物速度とを用いて特定エリア座標を結んだ線からの幅を決定し、ステップインエリアを設定する。ステップインエリア設定部１５１は、対象物速度と、前スキャン時刻と現在時刻との差分時間とを式１に当てはめてステップインエリア範囲を算出する。
そして、ステップインエリア設定部１５１は、情報記憶部１４の全スキャン時刻を現在時刻に更新する。

次に、トラッキングエリア設定部１５３は、位置測定部１７からの要求に応じて、情報記憶部１４から対象物情報を取得し、トラッキングエリアを設定する（ステップＳ１３）。トラッキングエリア設定部１５３は、設定したトラッキングエリアを位置測定部１７に出力する。なお、対象物位置に紐付けられる対象物識別子に関しては、トラッキングエリア設定部１５３が情報記憶部１４から取得して位置測定部１７に出力してもよいし、位置測定部１７が情報記憶部１４から取得してもよい。

トラッキングエリアが固定の場合、例えば、トラッキングエリア設定部１５３は、図４の対象物位置とトラッキング範囲とを取得する。そして、トラッキングエリア設定部１５３は、対象物位置を中心とし、トラッキング範囲を半径とする円内の領域をトラッキングエリアに設定する。

トラッキングエリアが動的に変わる場合、トラッキングエリア設定部１５３は、以下のようにしてトラッキングエリアを設定できる。例えば、トラッキングエリア設定部１５３は、図４の対象物位置と対象物速度と前スキャン時刻とを取得し、前スキャンからの経過時間と対象物速度からトラッキング範囲を決定する。そして、トラッキングエリア設定部１５３は、対象物位置を中心とし、トラッキング範囲を半径とする円内領域をトラッキングエリアに設定する。

トラッキングエリア設定部１５３は、対象物速度と、前スキャン時刻と現在時刻との差分時間とを式２に当てはめてトラッキング範囲を算出する。また、例えば、トラッキングエリア設定部１５３は、過去の対象物の位置情報やその位置にいた時間情報を情報記憶部１４から取得し、移動予測モデルに基づいた移動予測を行うことでもトラッキングエリアを設定できる。トラッキングエリア設定部１５３は、トラッキング中の対象物がＮ個ある場合、各対象物に関してトラッキングエリアを設定し、各対象物に関して設定したトラッキングエリアの和集合をトラッキングエリアに設定する。

次に、位置測定部１７は、ステップインエリア設定部１５１から取得したステップインエリアと、トラッキングエリア設定部１５３から取得したトラッキングエリアとを用いてスキャン対象となるスキャンエリアを設定する（ステップＳ１４）。位置測定部１７は、ステップインエリアとトラッキングエリアとを式４または式５に当てはめてスキャンエリアを算出する。

次に、位置測定部１７は、スキャンエリアの内部の全区画について位置測定を行い、対象物が特定エリアＡ１２の内部に位置するか否かを判定する（ステップＳ１５）。位置測定部１７は、式６の条件を用いて、スキャンエリア内の全区画に対して、式１０を用いて位置スペクトルを算出する。位置測定部１７は、位置スペクトルの強度が閾値を超える区画に対象物が位置すると判断する。

対象物が特定エリアＡ１２の内部に位置すると判定した場合（ステップＳ１５でＹｅｓ）、位置測定部１７は、当該対象物の位置情報（対象物位置）を情報記憶部１４に登録する（ステップＳ１６）。なお、位置測定部１７は、新規で検出された対象物に関しては、当該対象物の識別子（対象物識別子）を位置情報に紐付けて情報記憶部１４に登録する。

一方、対象物が特定エリアＡ１２の外部に位置すると判定した場合（ステップＳ１５でＮｏ）、位置測定部１７は、当該対象物の情報を情報記憶部１４から削除する（ステップＳ１７）。具体的には、位置測定部１７は、特定エリアＡ１２の外部に位置すると判定した対象物の識別子（対象物識別子）と一致する対象物の位置情報を識別子とともに情報記憶部１４から削除する。

以上が、本実施形態の位置測定装置１の動作についての説明である。

（効果）
以上のように、本実施形態の位置測定装置は、前回の位置測定において既に検出されている対象物のトラッキングエリアとステップインエリアとを含むスキャンエリアに関して位置測定を実行する。そのため、本実施形態の位置測定装置によれば、特定エリア内に位置する対象物をトラッキングしながら、特定エリアに進入してきた対象物をステップインエリアにおいて漏れなく検出できる。

一般的な手法では、特定エリアの全区画を位置測定する。一方、本実施形態の手法では、トラッキングエリアとステップインエリアとに絞って位置測定することによってスキャンする領域を減らすため、スキャンの所要時間を短縮できる。

すなわち、本実施形態によれば、スキャン時間を短縮できるという第１の効果が得られる。その理由は、特定エリアの境界の内周に沿って設定されるステップインエリアにおいて位置測定を実施するため、特定エリアの全区画を位置測定する場合と比較して短時間で処理が完了するからである。

また、本実施形態によれば、特定エリア内に入った対象物をリアルタイムで検出できるという第２の効果が得られる。その理由は、特定エリア内に進入する対象物をステップインエリアで漏れなく検出できるためである。

（関連技術）
ここで、本実施形態の手法の関連技術について図面を参照しながら説明する。

図１２は、送受信アンテナ１０から送信した電磁波の反射波を受信し、特定エリアＡ１２の全区画をスキャンする例である。図１２の手法では、送受信アンテナ１０からの距離Ｒと角度θによって一意に決まる区画Ｕごとにスキャンし、当該区画Ｕのスペクトル強度を計測することによって対象物１１１の有無を判断できる。図１２の例では、特定エリアＡ１２の全区画をスキャンするのに時間を有する。例えば、特定エリアＡ１２に含まれる区画数をＮ_sectionとし、１区画の位置測定に要する走査時間をＴ_scanとすると、全スキャン時間Ｔ_totalは式１１で算出される。

このように、図１２の手法では、特定エリアＡ１２の全区画をスキャンするため、一回の位置測定時間（全スキャン時間Ｔ_total）内に特定エリアＡ１２に進入した対象物１１２を検出するのに時間を要してしまう。

図１３は、図１２の手法で特定エリアの全区画を位置測定して対象物１１１が検出された場合、検出された対象物１１１をトラッキングする例である。図１３の例では、特定エリアＡ１２の内部の全区画を低頻度の位置測定でスキャンする。そして、特定エリア内に対象物１１１を検出すると、次回の位置測定においては対象物１１１が移動すると想定される範囲（トラッキングエリアＡ１５）を高頻度の位置測定でトラッキングする。

図１３の手法によれば、対象物１１１に集中してトラッキングすることによってスキャン時間を短縮できる。しかし、図１３の手法では、対象物１１１に集中してトラッキングしている期間に特定エリアＡ１２に進入した対象物の位置をリアルタイムで測定できない。

また、図１３の手法では、特定エリアＡ１２の内部の全区画を低頻度の位置測定でスキャンするため、位置測定の待機時間を長くしすぎると、待機時間中に特定エリアＡ１２に進入した対象物の検出が遅れてしまう。

また、図１２および図１３の手法では、距離測定と角度測定の間隔を細かくすることによって、位置測定の測定精度を上げることができる。しかし、細かくスキャンしすぎると、スキャンする区画数が増え、スキャンの所要時間が長くなってしまう。

本実施形態の手法によれば、特定エリアの境界に合わせてステップインエリアを設定し、当該ステップインエリアにおいて対象物の位置測定を行う。対象物が特定エリア内に入ってくる際には必ずステップインエリアを通るため、特定エリアに進入する対象物を漏れなく検出できる。また、本実施形態によれば、スキャン時間間隔に対象物が移動する距離に合わせてステップインエリアを設けることで対象物を確実にステップインエリアで検出できる。また、本実施形態の手法によれば、ステップインエリア内の区画を集中的にスキャンすることによって、位置測定の所要時間を短縮できる。すなわち、本実施形態によれば、検出した対象物をトラッキングしながら、限定されたスキャンエリアの位置測定を行うことによってスキャン時間を短縮できる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る位置測定装置について図面を参照しながら説明する。本実施形態は、対象物の距離および方向の少なくともいずれかを測定するプレスキャン機能を備える点において、第１の実施形態とは異なる。

（構成）
図１４は、本実施形態に係る位置測定装置２の構成を示すブロック図である。図１４のように、位置測定装置２は、信号送信部２１、信号受信部２２、ビート信号生成部２３、情報記憶部２４、エリア設定部２５、プレスキャン部２６、位置測定部２７を備える。

信号送信部２１、信号受信部２２、情報記憶部２４およびエリア設定部２５は、第１の実施形態の位置測定装置１の対応する構成と同様であるので説明は省略する。

ビート信号生成部２３は、位置測定装置１の構成と同様であるが、生成したＩＦ信号をプレスキャン部２６に出力する点が位置測定装置１とは異なる。

プレスキャン部２６は、位置測定部２７による位置測定の前に、距離測定および方向測定の少なくともいずれかを行い、特定エリアに対象物が位置するか否かを判定する。

プレスキャン部２６は、特定エリアにおいて対象物を検出すると、レンジスペクトルまたはＩＦ信号を位置測定部２７に出力する。なお、プレスキャン部２６は、特定エリアにおいて対象物を検出した際に、レンジスペクトルまたはＩＦ信号に加えて、対象物の距離情報や方向情報を位置測定部２７に出力してもよい。

一方、特定エリアにおいて対象物を検出しなかった場合、プレスキャン部２６は、情報記憶部２４に保持された対象物情報を削除する。

図１５のように、プレスキャン部２６は、対象物までの距離を測定する距離測定部２６１と、対象物の方向を測定する方向測定部２６３とを有する。

距離測定部２６１は、対象物までの距離を測定し、特定エリア内に対象物が位置するか否かを判断する。

距離測定部２６１は、特定エリア内に対象物を検出すると、ＩＦ信号またはレンジスペクトルを位置測定部２７に出力する。その際、距離測定部２６１は、得られた対象物の距離情報を位置測定部２７に出力してもよい。なお、対象物の距離情報は、複数の候補があってもよい。一方、特定エリア内に対象物を検出しなかった場合、距離測定部２６１は、情報記憶部２４に保持された対象物の情報を削除する。

例えば、距離測定部２６１は、式７を用いてレンジスペクトルを算出する。距離測定部２６１は、得られたスペクトルにおいて、設定した閾値を超えるかピークがあるか否かを判断することによって対象物の有無を判定する。距離測定部２６１は、スペクトル強度が閾値を超える差分周波数ΔＦについて、式８を用いて算出される距離ｒが特定エリアＡ_interest内を示す値である場合、そのレンジスペクトルＰ_range（ｒ）を位置測定部２７に出力する。なお、距離測定部２６１は、式１２の集合に含まれるか否かによって、距離ｒが特定エリア内であるか否かを判断する。

これ以降、閾値を超えるレンジスペクトルの差分周波数ΔＦ₁〜ΔＦ_Mに対応する距離ｒは、式１３で表す集合であるものとする（Ｍは自然数）。

距離測定部２６１は、式１３の集合とレンジスペクトルＰ_range（ｒ）とを位置測定部２７に出力する。

方向測定部２６３は、ＩＦ信号に対して到来方向推定を行い、得られた角度スペクトルから対象物の方向を測定し、特定エリア内に対象物が位置するか否かを判断する。

対象物が特定エリア内に対象物を検出した場合、方向測定部２６３は、ＩＦ信号を位置測定部２７に出力する。一方、特定エリア内に対象物を検出しなかった場合、方向測定部２６３は、距離測定部２６１と同様に、情報記憶部２４に保持される対象物情報を削除する。その際、方向測定部２６３は、得られた対象物の方向情報を位置測定部２７に出力してもよい。なお、対象物の方向情報は、複数の候補があってもいい。

第１の実施形態では、任意の距離ｒのレンジスペクトルＰ_range（ｒ）を用いて相関行列Ｒ_xx（ｒ）を求めていた。それに対し、本実施形態では、ＩＦ信号を用いて相関行列Ｒ_xxを算出する。具体的には、方向測定部２６３は、到来方向推定法のビームフォーマ法を用いて、式１４に相関行列Ｒ_xxを当てはめて角度スペクトルＰ_angle（θ）を算出する。
なお、方向測定部２６３は、第１の実施形態と同様に、ビームフォーマ法以外の到来方向推定法を用いてもよい。なお、θは、式１２の条件を満たす範囲であればよい。

方向測定部２６３は、式１４によって得られるスペクトルが閾値を超えるか否かを判断することによって、特定エリア内における対象物の有無を判断する。

これ以降、閾値を超える角度スペクトルの角度θは、式１５で表す集合に含まれるものとする（Ｎは自然数）。

方向測定部２６３は、式１５の集合とＩＦ信号とを位置測定部２７に出力する。

次に、位置測定部２７について説明する。位置測定部２７は、三つの機能を備える。なお、位置測定部２７の一つ目の機能と三つ目の機能は、第１の実施形態と同様であるために説明を省略する。

位置測定部２７の二つ目の機能は、プレスキャン部２６からＩＦ信号またはレンジスペクトルを入力とし、入力したＩＦ信号またはレンジスペクトルを用いてスキャンエリアの位置測定を行う機能である。なお、位置測定部２７の二つ目の機能は、ＩＦ信号を入力とする場合は、第１実施形態の位置測定部２７の二つ目の機能と同じである。

位置測定部２７は、プレスキャン部２６から対象物の距離情報または方向情報を取得した場合、式１０を用いて位置スペクトルを算出する際に、式１３の集合に含まれる距離または式１５に含まれる方向についての位置スペクトルのみを算出してもよい。

一例として、距離測定部２６１が、位置測定装置２から距離ｒの領域に対象物を検出する場合について説明する。このとき、位置測定部２７は、距離ｒのレンジスペクトルＰ_range（ｒ）を距離測定部２６１から取得する。位置測定部２７は、当該Ｐ_range（ｒ）を用いて相関行列Ｒ_xx（ｒ）を算出し、式１０を用いて位置スペクトルＰ_position（ｒ、θ）を算出する。一方で、位置測定部２７は、スキャンエリアのうち距離ｒ以外の領域に関しては位置スペクトルを算出しない。

〔測定対象エリア〕
ここで、位置測定装置２から送信信号が送信される測定対象エリアについて説明する。
図１６はプレスキャンとして距離測定を行う例であり、図１７は、プレスキャンとして方向測定を行う例である。

図１６は、プレスキャンとして距離測定を行う場合における位置測定装置２の測定対象エリアＡ２１について説明するための概念図である。測定対象エリアＡ２１の内部には、特定エリアＡ２２、ステップインエリアＡ２３、内部エリアＡ２４、トラッキングエリアＡ２５、プレスキャンエリアＡ２６、位置測定エリアＡ２７が設定される。なお、特定エリアＡ２２、ステップインエリアＡ２３、内部エリアＡ２４、トラッキングエリアＡ２５は、第１の実施形態と同様であるので説明は省略する。

図１６の例では、対象物２１１と対象物２１２が特定エリアＡ２２の内部に位置する。
対象物２１１は、前回の位置測定において既に位置が測定されていた対象物である。一方、対象物２１２は、前回の位置測定では特定エリアＡ２２の外に位置していたが、今回の位置測定において新たに特定エリアＡ２２に進入してきた対象物である。

図１６においては、測定対象エリアＡ２１のうち特定エリアＡ２２を含む距離のレンジの領域をプレスキャンエリアＡ２６とする。距離測定部２６１は、プレスキャンエリアＡ２６に位置する対象物を検出し、当該対象物と位置測定装置２との距離を算出する。

また、図１６において、対象物２１２は、位置測定装置２から距離ｒ₁の箇所に位置する。位置測定部２７は、ステップインエリアＡ２３とトラッキングエリアＡ２５とを合わせたスキャンエリアのうち、位置測定装置２から距離ｒ₁の領域（位置測定エリアＡ２７）について位置測定を行う。

図１７は、プレスキャンとして方向測定を行う場合における位置測定装置２の測定対象エリアＡ２１について説明するための概念図である。測定対象エリアＡ２１の内部には、特定エリアＡ２２、ステップインエリアＡ２３、内部エリアＡ２４、トラッキングエリアＡ２５、プレスキャンエリアＡ２８、プレスキャンエリアＡ２９が設定される。なお、特定エリアＡ２２、ステップインエリアＡ２３、内部エリアＡ２４、トラッキングエリアＡ２５は、図１６の例と同様であるので説明は省略する。また、図１７の例では、図１６の例と同様に、対象物２１１と対象物２１２が特定エリアＡ２２の内部に位置する。

図１７においては、測定対象エリアＡ２１のうち特定エリアＡ２２を含む距離のレンジの領域（測定対象エリアＡ２１と同じ）に位置する対象物を検出し、当該対象物の位置測定装置２からの方向を検出できる。図１７において、対象物２１２は、位置測定装置２から角度θ₁の方向に位置する。位置測定部２７は、ステップインエリアＡ２３とトラッキングエリアＡ２５とを合わせたスキャンエリアのうち、角度θ₁の方向領域（プレスキャンエリアＡ２８とプレスキャンエリアＡ２９）について位置測定を行うため、位置測定の所要時間が短縮される。

（動作）
次に、本実施形態に係る位置測定装置２の動作について図面を参照しながら説明する。
図１８は、位置測定装置２の動作について説明するためのフローチャートである。なお、以下においては、位置測定装置２の構成要素を動作主体とするが、位置測定装置２自体を動作主体としてもよい。

図１８のフローチャートは、第１の実施形態と同様に、測定対象エリアに向けて送出した電磁波の反射波を受信するところから、反射波の信号を用いて対象物の位置測定を行うまでの処理を示す。図１８のフローチャートの処理は適宜繰り返される。

図１８において、まず、ビート信号生成部２３は、信号送信部２１が生成した送信信号と、信号受信部２２が受信した受信信号とを送受信アンテナのペアごとにミキシングしてＩＦ信号を生成する（ステップＳ２１）。ビート信号生成部２３は、生成したＩＦ信号をプレスキャン部２６に出力する。

次に、プレスキャン部２６は、特定エリアの内部に対象物が位置するか否かを判断する（ステップＳ２２）。特定エリアの内部に対象物が検出された場合（ステップＳ２２でＹｅｓ）、ステップＳ２３に進む。一方、特定エリアの内部に対象物が検出されなかった場合（ステップＳ２２でＮｏ）、ステップＳ２８に進み、情報記憶部２４から対象物情報を削除する（ステップＳ２８）。

ステップＳ２２においてプレスキャンとして距離測定をする場合、プレスキャン部２６は、式７を用いてレンジスペクトルを算出する。プレスキャン部２６は、算出したスペクトルのピークが閾値を超えるか否かによって、特定エリアの内部における対象物の有無を確認する。

プレスキャン部２６は、以下の二つの条件が満たされた場合（ステップＳ２２でＹｅｓに相当）、ＩＦ信号またはレンジスペクトルＰ_range（ｒ）を位置測定部２７に出力する。一つ目の条件は、レンジスペクトルの差分周波数ΔＦにおいて、スペクトル強度が閾値を超えるという条件である。二つ目の条件は、式８によって得られるΔＦに対応する距離ｒが特定エリアＡ_interest内を示す値であるという条件である。このとき、プレスキャン部２６は、対象物の距離情報を位置測定部２７に出力してもよい。

また、ステップＳ２２においてプレスキャンとして方向測定をする場合、プレスキャン部２６は、ＩＦ信号に対して到来方向推定を行い、得られた角度スペクトルから対象物までの方向を測定する。プレスキャン部２６は、ＩＦ信号を用いて相関行列Ｒ_xxを算出し、算出した相関行列Ｒ_xxを式１４に当てはめて角度スペクトルＰ_angle（θ）を算出する。
プレスキャン部２６は、算出したスペクトルのピークが閾値を超えるか否かによって、特定エリアＡ２２の内部における対象物の有無を確認する。

プレスキャン部２６は、方向測定によって特定エリアＡ２２の内部に対象物がいると判断した場合（ステップＳ２２でＹｅｓに相当）、ＩＦ信号を位置測定部２７に出力する。
このとき、プレスキャン部２６は、対象物の方向情報を位置測定部２７に出力してもよい。

エリア設定部２５は、第１の実施形態と同様に、位置測定部２７からの要求に応じて、情報記憶部２４からエリア情報を取得し、取得したエリア情報に基づいてステップインエリアを設定する（ステップＳ２３）。エリア設定部２５は、設定したステップインエリアを位置測定部２７に出力する。

また、エリア設定部２５は、第１の実施形態と同様に、位置測定部２７からの要求に応じて、情報記憶部２４から対象物情報を取得し、トラッキングエリアを設定する（ステップＳ２４）。エリア設定部２５は、設定したトラッキングエリアを位置測定部２７に出力する。

位置測定部２７は、第１の実施形態と同様に、エリア設定部２５からステップインエリアおよびトラッキングエリアを取得する。位置測定部２７は、第１の実施形態と同様に、取得したステップインエリアおよびトラッキングエリアを用いてスキャン対象となるスキャンエリアを設定する（ステップＳ２５）。

位置測定部２７は、プレスキャン部２６から取得したＩＦ信号またはレンジスペクトルを用いて、スキャンエリアの全区画について位置スペクトルを算出し、対象物が特定エリアＡ２２の内部に位置するか否かを判定する（ステップＳ２６）。このとき、位置測定部２７は、プレスキャン部２６からの入力である対象物の距離情報または方向情報と一致する区画に限定して位置測定を行ってもよい。

位置測定部２７は、対象物が特定エリアＡ２２の内部に位置する判定した場合（ステップＳ２６でＹｅｓ）、第１の実施形態と同様に、当該対象物の位置情報（対象物位置）を情報記憶部２４に登録する（ステップＳ２７）。

一方、対象物が特定エリアＡ２２の外部に位置すると判定した場合（ステップＳ２６でＮｏ）、位置測定部２７は、当該対象物の情報を情報記憶部２４から削除する（ステップＳ２８）。

以上が、本実施形態の位置測定装置２の動作についての説明である。

（効果）
以上のように、本実施形態においては、プレスキャンにおいて対象物が検出されなかった場合には位置測定を実施しない。すなわち、本実施形態では、特定エリアの内部に対象物が位置する場合、プレスキャンにより対象物の距離または方向を算出し、位置測定部においてスキャンエリア内の限定した距離または方向に関して位置測定を実施する。そのため、本実施形態によれば、第１の実施形態と比較して余分な位置測定を減らしてスキャン時間を短縮できる。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態に係る位置測定装置について図面を参照しながら説明する。本実施形態の位置測定装置は、ステップインエリアに位置する対象物の距離および方向のいずれかを測定するプレスキャン機能を備え、プレスキャンにおいて対象物が検出されなかった場合には位置測定自体をスキップする点において、第１の実施形態とは異なる。

（構成）
図１９は、本実施形態に係る位置測定装置３の構成を示すブロック図である。図１９のように、位置測定装置３は、信号送信部３１、信号受信部３２、ビート信号生成部３３、情報記憶部３４、エリア設定部３５、位置測定部３７に加えて、プレスキャン部３６を備える。

信号送信部３１、信号受信部３２および情報記憶部３４は、第１の実施形態の位置測定装置１の構成と同様であるので説明は省略する。

ビート信号生成部３３は、位置測定装置１の構成と同様であるが、生成したＩＦ信号をプレスキャン部３６に出力する点で位置測定装置１とは異なる。

エリア設定部３５は、位置測定装置１の構成と同様であるが、ステップインエリアをプレスキャン部３６に出力する点で位置測定装置１とは異なる。

プレスキャン部３６は、エリア設定部３５からステップインエリアを取得する。プレスキャン部３６は、取得したステップインエリアを、距離測定によってプレスキャンする距離測定エリアと、方向測定によってプレスキャンする方向測定エリアとに分ける。なお、ステップインエリアは、距離測定エリアと方向測定エリアとの和に相当する。

そして、プレスキャン部３６は、位置測定部３７による位置測定の前に、距離測定エリアに関しては距離測定を行い、方向測定エリアに関しては方向測定を行い、ステップインエリアに対象物が位置するか否かを判定する。

プレスキャン部３６は、ステップインエリアにおいて対象物を検出した場合、レンジスペクトルまたはＩＦ信号を位置測定部３７に出力する。なお、プレスキャン部３６は、ステップインエリアにおいて対象物を検出した場合、レンジスペクトルまたはＩＦ信号に加えて、対象物の距離情報または方向情報を位置測定部３７に出力してもよい。

一方、プレスキャン部３６は、ステップインエリアにおいて対象物を検出しなかった場合、情報記憶部３４に保持された対象物情報を削除する。

ここで、プレスキャン部３６の詳細構成について説明する。図２０のように、プレスキャン部３６は、距離測定部３６１と、方向測定部３６３と、エリア分担部３６５とを有する。

距離測定部３６１は、ビート信号生成部３３からＩＦ信号を取得する。距離測定部３６１は、エリア分担部３６５によって分担された距離測定エリアに関して距離測定を行い、距離測定エリア内に対象物が位置するか否かを判断する。

距離測定部３６１は、距離測定エリア内に対象物が位置するか否かに関わらず、レンジスペクトルを位置測定部３７に出力する。その際、距離測定部３６１は、対象物の距離に関する情報を位置測定部３７に出力してもよい。エリア分担部３６５によって分担される距離測定エリアをＡ_{h_step-in}とすると、距離ｒがスキャン範囲であるか否かは、式１６の集合に含まれるか否かによって判断できる。

方向測定部３６３は、ビート信号生成部３３からＩＦ信号を取得する。方向測定部３６３は、エリア分担部３６５によって分担された方向測定エリアに関して方向測定を行い、方向測定エリア内に対象物が位置するか否かを判断する。

方向測定部３６３は、方向測定エリア内に対象物が位置するか否かに関わらず、ＩＦ信号を位置測定部３７に出力する。その際、方向測定部３６３は、対象物の方向に関する情報を位置測定部３７に出力してもよい。エリア分担部３６５によって分担される方向測定エリアをＡ_{ｖ_step-in}とすると、方向θがスキャン範囲であるか否かは、式１７の集合に含まれるか否かによって判断できる。

エリア分担部３６５（分担部とも呼ぶ）は、エリア設定部３５からステップインエリアを取得し、ステップインエリアを距離測定エリアと方向測定エリアとに分ける。エリア分担部３６５は、距離測定エリアを距離測定部３６１に出力し、方向測定エリアを方向測定部３６３に出力する。

次に、位置測定部３７について説明する。位置測定部３７は、以下の三つの機能を備える。なお、位置測定部３７の一つ目の機能と三つ目の機能は、第１の実施形態と同様であるために説明を省略する。

位置測定部３７の二つ目の機能は、第２の実施形態と同様に、プレスキャン部２６からＩＦ信号またはレンジスペクトルを入力とし、入力したＩＦ信号またはレンジスペクトルを用いてスキャンエリアの位置測定を行う機能である。ただし、本実施形態においては、プレスキャン部３６によって対象物が検出されなかった場合、式１８のように、スキャンエリアＡ_scanからステップインエリアＡ_step-inを除いた新スキャンエリアＡ_{new_scan}において位置測定を行ってもよい。また、スキャンエリアＡ_scanから距離測定エリアと方向測定エリアとを除く部分を新スキャンエリアＡ_{new_scan}としてもいい。

〔測定対象エリア〕
ここで、位置測定装置３から送信信号が送信される測定対象エリアについて説明する。
図２１は、位置測定装置３が測定対象とする測定対象エリアＡ３１について説明するための概念図である。測定対象エリアＡ３１の内部には、特定エリアＡ３２、距離測定エリアＡ３３、方向測定エリアＡ３４、トラッキングエリアＡ３５、スキャン範囲Ａ３６、スキャン範囲Ａ３７が設定される。距離測定エリアＡ３３と方向測定エリアＡ３４とがステップインエリアを構成する。なお、特定エリアＡ３２、トラッキングエリアＡ３５は、第１の実施形態と同様であるので説明は省略する。

図２１の例では、対象物３１１が特定エリアＡ３２の内部に位置する。対象物３１１は、前回の位置測定において既に位置が測定されていた対象物である。

エリア分担部３６５は、ステップインエリアのうち距離測定エリアＡ３３を距離測定部３６１に出力する。距離測定部３６１は、距離測定エリアＡ３３を含むスキャン範囲を距離測定によってプレスキャンする。図２１においては、スキャン範囲Ａ３６が、距離測定エリアＡ３３をカバーするためにスキャンする範囲である。距離測定部３６１は、プレスキャンしたスキャン範囲Ａ３６のレンジスペクトルを位置測定部３７に出力する。

また、エリア分担部３６５は、ステップインエリアのうち方向測定エリアＡ３４を方向測定部３６３に出力する。方向測定部３６３は、ステップインエリアのうち方向測定エリアＡ３４を含む範囲を方向測定によってプレスキャンする。図２１においては、スキャン範囲Ａ３７が、方向測定エリアＡ３４をカバーするためにスキャンする範囲である。方向測定部３６３は、プレスキャンしたスキャン範囲Ａ３７のＩＦ信号を位置測定部３７に出力する。

なお、図２１の例では、距離測定エリアＡ３３および方向測定エリアＡ３４のいずれにも対象物が位置しないため、対象物３１１のトラッキングエリアＡ３５を位置測定すればよい。

（動作）
次に、本実施形態に係る位置測定装置３の動作について図面を参照しながら説明する。
図２２は、位置測定装置３の動作について説明するためのフローチャートである。なお、以下においては、位置測定装置３の構成要素を動作主体とするが、位置測定装置３自体を動作主体としてもよい。

図２２のフローチャートは、第１の実施形態と同様に、測定対象エリアに向けて送出した電磁波の反射波を受信するところから、反射波の信号を用いて対象物の位置測定を行うまでの処理を示す。図２２のフローチャートの処理は適宜繰り返される。

図２２において、まず、ビート信号生成部３３は、信号送信部３１が生成した送信信号と、信号受信部３２が受信した受信信号とを送受信アンテナのペアごとにミキシングしてＩＦ信号を生成する（ステップＳ３０１）。ビート信号生成部３３は、生成したＩＦ信号をプレスキャン部３６に出力する。

次に、エリア設定部３５は、プレスキャン部３６からの要求に応じて、情報記憶部３４からエリア情報を取得し、取得したエリア情報に基づいてステップインエリアを設定する（ステップＳ３０２）。エリア設定部３５は、設定したステップインエリアをプレスキャン部３６に出力する。

次に、プレスキャン部３６のエリア分担部３６５は、エリア設定部３５から取得したステップインエリアを距離測定エリアと方向測定エリアとに分ける（ステップＳ３０３）。
エリア分担部３６５は、距離測定エリアを距離測定部３６１に出力し、方向測定エリアを方向測定部３６３に出力する。

次に、プレスキャン部３６は、距離測定エリアと方向測定エリアとによって構成されるステップインエリアの内部に対象物が位置するか否かを判断する（ステップＳ３０４）。
プレスキャン部３６は、レンジスペクトルおよびＩＦ信号を位置測定部３７に出力する。

プレスキャン部３６は、ステップインエリアの内部に対象物を検出すると（ステップＳ３０４でＹｅｓ）、対象物を検出したことを位置測定部３７に通知する（ステップＳ３０７に進む）。位置測定部３７は、プレスキャン部３６から通知を受けると、エリア設定部３５にステップインエリアおよびトラッキングエリアを取得するように要求する。

一方、ステップインエリアの内部に対象物が検出されなかった場合（ステップＳ３０４でＮｏ）、情報記憶部３４から対象物情報を削除する（ステップＳ３０５）。

プレスキャン部３６は、ステップＳ３０５において情報記憶部３４から対象物情報を削除すると、情報記憶部３４の対象物情報を参照し、トラッキングしている対象物の有無を確認する（ステップＳ３０６）。プレスキャン部３６は、トラッキングしている対象物がある場合（ステップＳ３０６でＹｅｓ）、位置測定部３７にＩＦ信号を出力する（ステップＳ３０７に進む）。一方、トラッキングしている対象物がない場合（ステップＳ３０６でＮｏ）、図２２のフローチャートに沿った処理を終了する。

エリア設定部３５は、位置測定部３７からの要求に応じて、情報記憶部３４からエリア情報を取得し、取得したエリア情報に基づいてステップインエリアを設定する（ステップＳ３０７）。エリア設定部３５は、設定したステップインエリアを位置測定部３７に出力する。なお、プレスキャン部３６から位置測定部３７にステップインエリアの情報を出力する場合は、ステップＳ３０７を省略してもよい。

エリア設定部３５は、位置測定部３７からの要求に応じて、情報記憶部３４から対象物情報を取得し、トラッキングエリアを設定する（ステップＳ３０８）。エリア設定部３５は、設定したトラッキングエリアを位置測定部３７に出力する。

位置測定部３７は、エリア設定部３５からステップインエリアおよびトラッキングエリアを取得する。位置測定部３７は、取得したステップインエリアおよびトラッキングエリアを用いてスキャン対象となるスキャンエリアを設定する（ステップＳ３０９）。

位置測定部３７は、プレスキャン部３６から取得したＩＦ信号またはレンジスペクトルを用いて、スキャンエリアの全区画について位置スペクトルを算出し、対象物が特定エリアの内部に位置するか否かを判定する（ステップＳ３１０）。ただし、ステップＳ３０６でトラッキング対象物が検出されていた場合（ステップＳ３０６でＹｅｓ）、位置測定部３７は、新スキャンエリア内のみを位置測定してもよい。

位置測定部３７は、対象物が特定エリアの内部に位置すると判定した場合（ステップＳ３１０でＹｅｓ）、当該対象物の位置情報（対象物位置）を情報記憶部３４に登録する（ステップＳ３１１）。

一方、対象物が特定エリアの外部に位置すると判定した場合（ステップＳ３１０でＮｏ）、位置測定部３７は、当該対象物の情報を情報記憶部３４から削除する（ステップＳ３１２）。

以上が、本実施形態の位置測定装置３の動作についての説明である。

（効果）
以上のように、本実施形態においては、第２の実施形態とは異なり、プレスキャン部によりステップインエリア内に対象物が検出されなかった場合に位置測定を実施しない。すなわち、第２の実施形態では特定エリア内に対象物がいる場合に位置測定を実施するのに対し、本実施形態では特定エリア内に対象物がいる場合であっても距離測定部および方向測定部が対象物を検知しなければ位置測定を行わない。そのため、本実施形態によれば、第２の実施形態と比較して、さらに余分な位置測定を減らしてスキャン時間を短縮できる。

（ハードウェア）
ここで、本発明の各実施形態に係る位置測定装置の処理を実行するハードウェア構成について、図２３の情報処理装置９０を一例として挙げて説明する。なお、図２３の情報処理装置９０は、各実施形態の位置測定装置の処理を実行するための構成例であって、本発明の範囲を限定するものではない。

図２３のように、情報処理装置９０は、プロセッサ９１、主記憶装置９２、補助記憶装置９３、入出力インターフェース９５および通信インターフェース９６を備える。図２３においては、インターフェースをＩ／Ｆ（Interface）と略して表記する。プロセッサ９１、主記憶装置９２、補助記憶装置９３、入出力インターフェース９５および通信インターフェース９６は、バス９９を介して互いにデータ通信可能に接続される。また、プロセッサ９１、主記憶装置９２、補助記憶装置９３および入出力インターフェース９５は、通信インターフェース９６を介して、インターネットやイントラネットなどのネットワークに接続される。

プロセッサ９１は、補助記憶装置９３等に格納されたプログラムを主記憶装置９２に展開し、展開されたプログラムを実行する。本実施形態においては、情報処理装置９０にインストールされたソフトウェアプログラムを用いる構成とすればよい。プロセッサ９１は、本実施形態に係る位置測定装置による処理を実行する。

主記憶装置９２は、プログラムが展開される領域を有する。主記憶装置９２は、例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などの揮発性メモリとすればよい。また、ＭＲＡＭ（Magnetoresistive Random Access Memory）などの不揮発性メモリを主記憶装置９２として構成・追加してもよい。

補助記憶装置９３は、種々のデータを記憶する。補助記憶装置９３は、ハードディスクやフラッシュメモリなどのローカルディスクによって構成される。なお、種々のデータを主記憶装置９２に記憶させる構成とし、補助記憶装置９３を省略することも可能である。

入出力インターフェース９５は、情報処理装置９０と周辺機器とを接続するためのインターフェースである。通信インターフェース９６は、規格や仕様に基づいて、インターネットやイントラネットなどのネットワークを通じて、外部のシステムや装置に接続するためのインターフェースである。入出力インターフェース９５および通信インターフェース９６は、外部機器と接続するインターフェースとして共通化してもよい。

情報処理装置９０には、必要に応じて、キーボードやマウス、タッチパネルなどの入力機器を接続するように構成してもよい。それらの入力機器は、情報や設定の入力に使用される。なお、タッチパネルを入力機器として用いる場合は、表示機器の表示画面が入力機器のインターフェースを兼ねる構成とすればよい。プロセッサ９１と入力機器との間のデータ通信は、入出力インターフェース９５に仲介させればよい。

また、情報処理装置９０には、情報を表示するための表示機器を備え付けてもよい。表示機器を備え付ける場合、情報処理装置９０には、表示機器の表示を制御するための表示制御装置（図示しない）が備えられていることが好ましい。表示機器は、入出力インターフェース９５を介して情報処理装置９０に接続すればよい。

また、情報処理装置９０には、必要に応じて、ディスクドライブを備え付けてもよい。
ディスクドライブは、バス９９に接続される。ディスクドライブは、プロセッサ９１と図示しない記録媒体（プログラム記録媒体）との間で、記録媒体からのデータ・プログラムの読み出し、情報処理装置９０の処理結果の記録媒体への書き込みなどを仲介する。記録媒体は、例えば、ＣＤ（Compact Disc）やＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などの光学記録媒体で実現できる。また、記録媒体は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリやＳＤ（Secure Digital）カードなどの半導体記録媒体や、フレキシブルディスクなどの磁気記録媒体、その他の記録媒体によって実現してもよい。

以上が、本発明の各実施形態に係る位置測定装置を可能とするためのハードウェア構成の一例である。なお、図２３のハードウェア構成は、各実施形態に係る位置測定装置の演算処理を実行するためのハードウェア構成の一例であって、本発明の範囲を限定するものではない。また、各実施形態に係る位置測定装置に関する処理をコンピュータに実行させるプログラムも本発明の範囲に含まれる。さらに、各実施形態に係るプログラムを記録したプログラム記録媒体も本発明の範囲に含まれる。

各実施形態の位置測定装置の構成要素は、任意に組み合わせることができる。また、各実施形態の位置測定装置の構成要素は、ソフトウェアによって実現してもよいし、回路によって実現してもよい。

以上、実施形態を参照して本発明を説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

この出願は、２０１７年６月２０日に出願された日本出願特願２０１７−１２０１１７を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

１、２、３ 位置測定装置
１０ 送受信アンテナ
１１、２１、３１ 信号送信部
１２、２２、３２ 信号受信部
１３、２３、３３ ビート信号生成部
１４、２４、３４ 情報記憶部
１５、２５、３５ エリア設定部
１７、２７、３７ 位置測定部
２６、３６ プレスキャン部
１５１ ステップインエリア設定部
１５３ トラッキングエリア設定部
２６１、３６１ 距離測定部
２６３、３６３ 方向測定部
３６５ エリア分担部

Claims (10)

1. 特定エリアの境界に沿って第１領域を設定するためのエリア情報を記憶する記憶手段と、
   前記記憶手段から前記エリア情報を取得し、取得した前記エリア情報に基づいて前記第１領域を設定するエリア設定手段と、
   前記エリア設定手段から前記第１領域を取得し、取得した前記第１領域を検証領域に設定し、前記検証領域に位置する対象物の位置測定を行い、前記記憶手段に記憶される前記エリア情報を更新する位置測定手段とを備え、
   前記エリア設定手段は、
   前回の位置測定時刻からの経過時間と前記対象物の速度とを用いて算出される前記特定エリアの境界からの幅を前記第１領域に設定する位置測定装置。
2. 前記記憶手段には、
   前記特定エリアにおいて検出された前記対象物の位置に関する情報を含む対象物情報を記憶し、
   前記エリア設定手段は、
   前記記憶手段から前記エリア情報を取得し、前記エリア情報に基づいて前記第１領域を設定する第１領域設定手段と、
   前記記憶手段から前記対象物情報を取得し、前記対象物情報に基づいて前記対象物に追従させる第２領域を設定する第２領域設定手段とを有し、
   前記位置測定手段は、
   前記第１領域と前記第２領域とを併せて前記検証領域を設定し、前記検証領域に位置する前記対象物の位置測定を行い、前記記憶手段に記憶される前記対象物情報を更新する請求項１に記載の位置測定装置。
3. 前記位置測定手段は、
   前記第１領域において新たに検出された前記対象物に関する前記対象物情報を前記記憶手段に登録し、
   前記第１領域と前記第２領域とを含む前記検証領域において検出されなかった前記対象物に関する前記対象物情報を前記記憶手段から削除する請求項２に記載の位置測定装置。
4. 前記記憶手段には、
   前記対象物の速度と前回の測定時間とを前記対象物情報に含めて記憶し、
   前記第２領域設定手段は、
   前記記憶手段から前記対象物情報を取得し、取得した前記対象物情報を用いて前記第２領域を動的に設定する請求項２または３に記載の位置測定装置。
5. 特定エリアの境界に沿って第１領域を設定するためのエリア情報を記憶する記憶手段と、
   前記記憶手段から前記エリア情報を取得し、取得した前記エリア情報に基づいて前記第１領域を設定するエリア設定手段と、
   前記エリア設定手段から前記第１領域を取得し、取得した前記第１領域を検証領域に設定し、前記検証領域に位置する対象物の位置測定を行い、前記記憶手段に記憶される前記エリア情報を更新する位置測定手段と、
   前記特定エリアに送信された電磁波と前記電磁波の反射波とを合成した中間周波数信号を受信し、距離測定および方向測定の少なくともいずれかの検出方法を用いて前記特定エリアを含む範囲における前記対象物の有無を検証するプレスキャン手段を備え、
   前記記憶手段には、
   前記特定エリアにおいて検出された前記対象物の位置に関する情報を含む対象物情報を記憶し、
   前記プレスキャン手段は、
   前記特定エリア内に前記対象物を検出した場合、前記検出方法に応じた信号を前記位置測定手段に出力し、
   前記特定エリア内に前記対象物を検出しなかった場合、前記記憶手段に記憶された前記対象物情報を削除し、
   前記位置測定手段は、
   前記プレスキャン手段から取得した信号を用いて前記検証領域に位置する前記対象物の位置測定を行う位置測定装置。
6. 前記プレスキャン手段は、
   前記中間周波数信号を取得し、前記距離測定を用いて前記特定エリアを含む範囲における前記対象物の有無を検証する距離測定手段と、
   前記中間周波数信号を取得し、前記方向測定を用いて前記特定エリアを含む範囲における前記対象物の有無を検証する方向測定手段とを有する請求項５に記載の位置測定装置。
7. 前記プレスキャン手段は、
   前記エリア設定手段から前記第１領域を取得し、取得した前記第１領域を距離測定領域と方向測定領域とに分割し、前記距離測定領域を前記距離測定手段に割り当て、前記方向測定領域を前記方向測定手段に割り当てる分担手段を有する請求項６に記載の位置測定装置。
8. 前記特定エリアに送信された電磁波と前記電磁波の反射波とを合成して中間周波数信号を生成する中間信号生成部を備える請求項１乃至７のいずれか一項に記載の位置測定装置。
9. 特定エリアの境界に沿って第１領域を設定するためのエリア情報を記憶する記憶手段から取得した前記エリア情報に基づいて前記第１領域を設定し、
   前記第１領域を検証領域に設定し、
   前記検証領域に位置する対象物の位置測定を行い、
   前回の位置測定時刻からの経過時間と前記対象物の速度とを用いて算出される前記特定エリアの境界からの幅を前記第１領域に設定し、
   前記記憶手段に記憶される前記エリア情報を更新する位置測定方法。
10. 特定エリアの境界に沿って第１領域を設定するためのエリア情報を記憶する記憶手段から取得した前記エリア情報に基づいて前記第１領域を設定する処理と、
    前記第１領域を検証領域に設定する処理と、
    前記検証領域に位置する対象物の位置測定を行う処理と、
    前回の位置測定時刻からの経過時間と前記対象物の速度とを用いて算出される前記特定エリアの境界からの幅を前記第１領域に設定する処理と、
    前記記憶手段に記憶される前記エリア情報を更新する処理とをコンピュータに実行させるプログラム。

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