JP7145694B2 - レーダ装置およびレーダ装置の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、レーダ装置およびレーダ装置の制御方法に関するものである。

特許文献１には、路側の２地点に超音波センサをそれぞれ配置し、超音波センサの受信信号のレベル変化から、対象となる車両の２地点の通過タイミングのずれおよび通過時間を検出し、通過タイミングのずれおよび２地点の通過時間の検出結果と、２地点の超音波センサの設置間隔とに基づく車長検出により、対象となる車両の大型／小型の車種を識別する技術が開示されている。

特開２００３－２１７０７７号公報

しかしながら、特許文献１に示す技術では、超音波を使用する。超音センサは、近距離しか検出できないため、車両に近い位置に設置する必要がある。このため、超音波センサのごく近傍を通過する車両の接触等によって、超音波センサの取り付け角度等が変化し、車種判別性能が低下するという問題点がある。

本発明は、車種判別性能が高いレーダ装置およびレーダ装置の制御方法を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明は、電波により車両を検出するレーダ装置において、電波を送信する送信アンテナと、前記車両によって散乱された電波を受信する受信アンテナと、前記受信アンテナから出力される電気信号に基づいて、前記車両を検出する検出手段と、前記検出手段によって検出された前記車両の速度を計測する計測手段と、前記検出手段による前記車両の検出開始から終了までの検出継続時間を計時する計時手段と、前記計測手段によって計測された前記車両の速度と、前記計時手段によって計時された前記車両の検出継続時間とに対して所定の閾値を適用することで、前記車両のサイズを判定する判定手段と、を有することを特徴とする。
このような構成によれば、車種判別性能が高いレーダ装置を提供することができる。

また、本発明は、前記判定手段は、前記車両の速度に応じた前記閾値を有し、前記検出継続時間が前記閾値を超える場合には大型車両と判定し、前記閾値以下の場合には小型車両と判定することを特徴とする。
このような構成によれば、速度に応じた閾値を用いることで簡単な構成で車両のサイズを効率よく判定することができる。

また、本発明は、前記閾値は、速度が大きくなるにつれて値が小さくなることを特徴とする。
このような構成によれば、大型車両と小型車両を効率よく判定することができる。

また、本発明は、前記閾値は、速度が大きくなるにつれて値が小さくなる負の傾きを有する直線であることを特徴とする。
このような構成によれば、直線の閾値を用いることで、大型車両と小型車両を簡易かつ効率よく判定することができる。

また、本発明は、前記閾値は、速度が大きくなるにつれて値が小さくなる負の傾きを有する直線と、一定の速度以上は値が一定となる直線とを有することを特徴とする。
このような構成によれば、２種類の閾値を用いることで、大型車両と小型車両を簡易かつ効率よく判定することができる。

また、本発明は、前記判定手段は、前記車両の速度および前記検出継続時間を説明変数とし、前記車両のサイズを目的変数とし、ロジスティック回帰分析または判別分析によって判定することを特徴とする。
このような構成によれば、既存の情報から閾値を効率よく生成することができる。

また、本発明は、前記判定手段は、複数の車線のそれぞれに対応する前記閾値を有していることを特徴とする。
このような構成によれば、複数の車線が存在する場合でも、車両のサイズを効率よく判定することができる。

また、本発明は、電波により車両を検出するレーダ装置の制御方法において、電波を送信アンテナから送信するステップと、前記車両によって散乱された電波を受信アンテナによって受信するステップと、前記受信アンテナから出力される電気信号に基づいて、前記車両を検出する検出ステップと、前記検出ステップにおいて検出された前記車両の速度を計測する計測ステップと、前記検出ステップにおける前記車両の検出開始から終了までの検出継続時間を計時する計時ステップと、前記計測ステップにおいて計測された前記車両の速度と、前記計時ステップにおいて計時された前記車両の検出継続時間とに対して所定の判別閾値を適用することで、前記車両のサイズを判定する判定ステップと、を有することを特徴とする。
このような方法によれば、車種判別性能が高いレーダ装置を提供することができる。

本発明によれば、車種判別性能が高いレーダ装置およびレーダ装置の制御方法を提供することが可能となる。

本発明の実施形態に係るレーダシステムの構成例を示す図である。 図２に示すレーダシステムの詳細な構成例を示す図である。 図２に示すレーダ装置の詳細な構成例を示すブロック図である。 図３に示す制御・処理部の詳細な構成例を示すブロック図である。 実施形態の動作を説明するための図である。 実施形態の動作を説明するための図である。 実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。 実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。 変形実施形態の構成例を示す図である。

次に、本発明の実施形態について説明する。

（Ａ）実施形態の構成の説明
図１は、本発明の実施形態に係るレーダシステムの構成例を示す図である。この図に示すように、本発明の実施形態に係るレーダシステム１は、例えば、高速道路または一般道等の道路Ｒの路側に配置され、道路Ｒを走行する車両Ｃを検出し、そのサイズ（大型車両または小型車両）する。なお、路側ではなく、道路Ｒに架橋された構造物の上に設置するようにしてもよい。

図２は、レーダシステム１の詳細な構成例を示す図である。この図２に示すように、レーダシステム１は、台座部３０、ポール３１、固定部材３２、および、レーダ装置３３を有している。

台座部３０は、例えば、コンクリートまたは金属等によって構成され、台座部３０の下側の一部が路側内に埋設されて構成され、ポール３１を固定する機能を有する。ポール３１は、例えば、金属部材によって構成され、下方の一部が台座部３０内に導入されて固定される。固定部材３２は、レーダ装置３３をポール３１に所定の俯角を有するように固定する。レーダ装置３３は、道路Ｒに向けて電波を照射し、車両Ｃによって散乱された散乱波を受信して解析することで、車両Ｃを検出する。

図３は、図２に示すレーダ装置３３の詳細な構成例を示す図である。図３に示すように、レーダシステム１は、局部発振部１０、送信部１１、制御・処理部１４、受信部１５、および、Ａ／Ｄ（Analog to Digital）変換部１９を主要な構成要素としている。

ここで、局部発振部１０は、所定の周波数のＣＷ（Continuous Wave）信号を生成して、送信部１１と受信部１５に供給する。

送信部１１は、変調部１２、および、送信アンテナ１３を有し、局部発振部１０から供給されるＣＷ信号を、変調部１２によってパルス変調し、送信アンテナ１３を介して物標に向けて送信する。

送信部１１の変調部１２は、制御・処理部１４によって制御され、局部発振部１０から供給されるＣＷ信号をパルス変調して出力する。送信アンテナ１３は、変調部１２から供給されるパルス信号を、物標に向けて送信する。

制御・処理部１４は、変調部１２、および、利得可変増幅部１７を制御するとともに、Ａ／Ｄ変換部１９から供給されるデジタル信号に対して演算処理を実行することで、物標を検出する。

図４は、図２に示す制御・処理部１４の詳細な構成例を示すブロック図である。図４に示すように、制御・処理部１４は、制御部１４ａ、処理部１４ｃ、検出部１４ｂ、および、通信部１４ｄを有している。ここで、制御部１４ａは、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等によって構成され、ＲＯＭおよびＲＡＭに記憶されているデータに基づいて装置の各部を制御する。検出部１４ｂは、例えば、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等によって構成され、Ａ／Ｄ変換部１９から供給されるデジタル信号に対する処理を実行し、物標を検出する。処理部１４ｃは、例えば、ＤＳＰ等によって構成され、検出部によって検出された物標に対してクラスタリング処理、トラッキング処理、および、車両のサイズ判別処理等を実行し、処理結果を出力する。通信部１４ｄは、処理部１４ｃによる処理結果を、外部の装置に対して通知する。

図３に戻る。受信部１５は、受信アンテナ１６、利得可変増幅部１７、および、復調部１８を有し、送信アンテナ１３から送信され、物標によって散乱された散乱波を受信して復調処理を施した後、Ａ／Ｄ変換部１９に出力する。

受信部１５の受信アンテナ１６は、送信アンテナ１３から送信され、物標によって散乱された散乱波を受信し、利得可変増幅部１７に供給する。

利得可変増幅部１７は、制御・処理部１４の制御部１４ａによって利得が制御され、受信アンテナ１６から供給される受信信号を所定の利得で増幅して復調部１８に出力する。復調部１８は、利得可変増幅部１７から供給される受信信号を、局部発振部１０から供給されるＣＷ信号を用いて復調して出力する。

Ａ／Ｄ変換部１９は、復調部１８から供給される受信信号を所定の周期でサンプリングし、デジタル信号に変換して制御・処理部１４に供給する。

（Ｂ）第１実施形態の動作の説明
つぎに、本発明の実施形態の動作を説明する。以下では、本発明の実施形態の動作原理について説明した後、実施形態の動作の詳細について説明する。

図５は、本発明の実施形態の動作を説明するための図である。図５に示すように、２台の車両（大型車両Ｃ１および小型車両Ｃ２）のそれぞれがレーダ装置３３の検出領域外から検出領域内に入る場合を想定する。この場合、大型車両Ｃ１は電波の散乱面積が大きいことから、小型車両Ｃ２よりも先に検出される。すなわち、大型車両Ｃ１は散乱面積が大きいことから、レーダ装置３３に届く散乱波の強度が、小型車両Ｃ２よりも相対的に大きい。このため、大型車両Ｃ１からの散乱波がレーダ装置３３の検出限界（下限）を先に上回ることから、先に検出される。なお、検出領域は、例えば、レーダ装置３３を中心として水平方向に広がる扇形の形状を有する領域である。

一方、図５において、大型車両Ｃ１および小型車両Ｃ２がレーダ装置３３に接近し、その後、検出されなくなるのは、これらがレーダ装置３３の検出領域外に出るときである。検出領域外に出るタイミングは、速度が同じであれば、略同じタイミングとなる。

ここで、レーダ装置３３が検出領域内に入った対象物を検出し、検出領域外に出ることで検出できなくなるまでの時間を検出継続時間とする。大型車両Ｃ１と小型車両Ｃ２が同じコースを同じ速度で走行する場合、検出継続時間をそれぞれＴ１，Ｔ２とすると、Ｔ１＞Ｔ２となる。

なお、車両の速度が異なる場合には、速度に応じて検出継続時間が変化する。このため、本実施形態では、速度毎に閾値を定め、検出継続時間が閾値を以上の場合には大型車両であると判定し、閾値未満である場合には小型車両であると判定する。

図６は、実測結果に基づく閾値の一例を示す図である。図６において、横軸は車両の速度（ｋｍ／ｈ）を示し、縦軸は検出継続時間（ｓ）を示す。図中において、黒丸は大型車両を示し、白丸は小型車両を示す。また、一点鎖線は閾値を示している。なお、図６では、閾値は、３１．２ｋｍ／ｈ未満では傾きが負の直線であり、３１．２ｋｍ／ｈ以上では傾きが０の直線である。なお、所定の速度（図６の例では、３１．２ｋｍ／ｈ）以上において閾値の傾きを０としているのは、所定の速度以上で走行する大型車両の台数が少ないことから、誤判別を低減するために傾き０の直線としている。

なお、図６の例では、１７２台の車両の測定結果であり、図６に示す一点鎖線の閾値を用いた場合、これら１７２台の車両の弁別精度は９３．６％となる。図６に示すような閾値を求める方法としては、レーダ装置３３を設置場所に設置した後に、所定の台数の車両のデータを取得し、これら取得したデータに基づいて手動または自動（例えば、学習処理）によって閾値を求めることができる。

つぎに、本発明の実施形態の詳細な動作について説明する。

制御・処理部１４の制御部１４ａは、変調部１２を制御し、局部発振部１０から出力されるＣＷ信号をパルス変調し、送信アンテナ１３に供給する。

送信アンテナ１３は、変調部１２から供給されるパルス信号を物標に対して送信する。物標（本実施形態では車両）によって散乱された散乱波は、受信アンテナ１６によって受信される。

利得可変増幅部１７は、例えば、出力レベルが一定になるように制御・処理部１４によって制御され、受信アンテナ１６から供給される信号を増幅して出力する。

復調部１８は、利得可変増幅部１７から供給される信号を局部発振部１０から出力されるＣＷ信号によって復調し、Ａ／Ｄ変換部１９に供給する。

Ａ／Ｄ変換部１９は、復調部１８から供給された信号（アナログ信号）をデジタル信号に変換して制御・処理部１４に供給する。

制御・処理部１４では、検出部１４ｂがＡ／Ｄ変換部１９から供給されるデジタル信号に対して、例えば、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）処理等を施し、物標を検出する。

処理部１４ｃは、検出部１４ｂによって検出された物標に対して、クラスタリング処理およびトラッキング処理を実行する。ここで、クラスタリング処理とは、同一物標上の反射点をクラスタとしてまとめる処理である。また、トラッキング処理とは、クラスタリング処理で生成されたクラスタと、前回生成されたクラスタとの対応付けを行う処理である。

処理部１４ｃは、レーダ装置３３の検出領域（レーダ装置３３を中心とした扇形の領域）内において物標としての車両を検出部１４ｂが検出した場合には、クラスタリング処理およびトラッキング処理によって車両を特定するとともに、車両の速度Ｖおよび検出継続時間Ｔを検出する。

ここで、車両の速度Ｖとは、例えば、レーダ装置３３の検出領域内における車両の検出開始から終了までの間における車両の平均速度である。また、検出継続時間Ｔとは、レーダ装置３３の検出領域内における車両の検出開始から終了までの間の時間（検出が継続する時間）である。処理部１４ｃは、車両毎に速度Ｖと検出継続時間Ｔを測定し、例えば、図示しないＲＡＭ等のメモリに格納する。

処理部１４ｃは、速度Ｖと検出継続時間Ｔの測定が完了すると、図６に一点鎖線で示す閾値と比較し、車両のサイズ（大型車両または小型車両）を特定する。

例えば、対象となる車両の速度Ｖ＝１６．９ｋｍ／ｈであり、検出継続時間Ｔ＝８．５４ｓである場合には、当該車両は図６のＣ１１の位置にプロットされる。Ｃ１１は、一点鎖線で示す閾値よりも上側に存在することから、処理部１４ｃは、大型車両であると判定する。また、対象となる車両の速度Ｖ＝２４．０ｋｍ／ｈであり、検出継続時間Ｔ＝１．８１ｓである場合には、当該車両は図６のＣ２１の位置にプロットされる。Ｃ２１は、一点鎖線で示す閾値よりも下側に存在することから、処理部１４ｃは、小型車両であると判定する。また、対象となる車両の速度Ｖ＝２７．１ｋｍ／ｈであり、検出継続時間Ｔ＝４．４３ｓである場合には、当該車両は図６のＣ１２の位置にプロットされる。Ｃ１２は、一点鎖線で示す閾値よりも上側に存在することから、処理部１４ｃは、大型車両であると判定する。さらに、対象となる車両の速度Ｖ＝２２．０ｋｍ／ｈであり、検出継続時間Ｔ＝４．１３ｓである場合には、当該車両は図６のＣ２２の位置にプロットされる。Ｃ２２は、一点鎖線で示す閾値よりも下側に存在することから、処理部１４ｃは、小型車両であると判定する。

処理部１４ｃは、例えば、所定の時間内に通過した車両の台数と、車両のサイズとを情報としてまとめ、通信部１４ｄを介して、例えば、ネットワーク上に存在する中央処理装置に対して送信する。中央処理装置では、それぞれのレーダ装置３３から送信されるこれらの情報に基づいて、それぞれの道路を走行する車両の台数およびサイズを知ることができる。このような情報を得ることで、中央処理装置は、交通情報として運転者に通知したり、渋滞が発生した場合には最適な経路を運転者に通知したりすることができる。

つぎに、図６および図７を参照して、本発明の実施形態において実行される処理の一例について説明する。

図７は、物標を検出する処理の流れを説明するフローチャートである。図７に示すフローチャートが開始されると、以下のステップが実行される。

ステップＳ１０では、制御部１４ａは、送信アンテナ１３により電波を送信させる。より詳細には、制御部１４ａは、変調部１２を制御し、局部発振部１０から供給されるＣＷ信号をパルス変調して送信アンテナ１３から送信させる。この結果、送信アンテナ１３から物標に向けてパルス信号が送信される。

ステップＳ１１では、制御部１４ａは、受信アンテナ１６により散乱波を受信させる。より詳細には、制御部１４ａは、利得可変増幅部１７を制御し、受信アンテナ１６によって受信された散乱波の信号レベルが一定になるように増幅させる。利得可変増幅部１７によって増幅された信号は、復調部１８によって復調され、Ａ／Ｄ変換部１９でデジタル信号に変換された後、制御・処理部１４に供給される。

ステップＳ１２では、制御部１４ａは、処理を繰り返すか否かを判定し、処理を繰り返すと判定した場合（ステップＳ１２：Ｙ）にはステップＳ１０に戻って同様の処理を繰り返し、それ以外の場合（ステップＳ１２：Ｎ）にはステップＳ１３に進む。例えば、等価時間サンプリング等を実行する場合には、必要な回数の繰り返し処理を実行する。

ステップＳ１３では、検出部１４ｂは、物標を検出する処理を実行する。より詳細には、検出部１４ｂは、Ａ／Ｄ変換部１９から供給されるデジタル信号に対して、プリサム処理、ＦＦＴ処理等を施すことにより、物標を検出する処理を実行する。

ステップＳ１４では、処理部１４ｃは、クラスタリング処理を実行する。より詳細には、処理部１４ｃは、同一物標上の反射点をクラスタとしてまとめる処理を実行する。

ステップＳ１５では、処理部１４ｃは、トラッキング処理を実行する。より詳細には、処理部１４ｃは、ステップＳ１４によるクラスタリング処理で生成されたクラスタと、前回生成されたクラスタとの対応付けを行う処理を実行する。

ステップＳ１６では、処理部１４ｃは、検出結果を後段の処理に対して出力する処理を実行する。なお、ステップＳ１６において出力された検出結果は、図８に示すフローチャートによって処理される。

ステップＳ１７では、制御部１４ａは、処理を継続するか否かを判定し、処理を継続すると判定した場合（ステップＳ１７：Ｙ）にはステップＳ１０に戻って同様の処理を繰り返し、それ以外の場合（ステップＳ１７：Ｎ）には処理を終了する。例えば、レーダ装置３３の電源がオフにされた場合には、Ｙと判定して処理を終了する。

つぎに、図８を参照して、図７に示すフローチャートの後段で実行される処理について説明する。図８に示すフローチャートが開始されると、以下のステップが実行される。

ステップＳ３０では、処理部１４ｃは、図８に示すフローチャートによって得られた処理結果を入力する。例えば、図８に示すクラスタリング処理およびトラッキング処理によって得られた車両に関する情報を入力する。

ステップＳ３１では、処理部１４ｃは、検出領域内において新たな物標を検出したか否かを判定し、新たな物標を検出したと判定した場合（ステップＳ３１：Ｙ）にはステップＳ３２に進み、それ以外の場合（ステップＳ３１：Ｎ）にはステップＳ３４に進む。例えば、レーダ装置３３を中心とする扇形の検出領域内に、新たな車両が進入した場合にはＹと判定してステップＳ３２に進む。

ステップＳ３２では、処理部１４ｃは、物標の速度Ｖの検出を開始する。これにより、ステップＳ３１で検出した新たな物標の平均速度Ｖの測定が開始される。

ステップＳ３３では、処理部１４ｃは、物標の検出継続時間Ｔの検出を開始する。これにより、ステップＳ３１で検出した新たな物標の検出継続時間Ｔの測定が開始される。

ステップＳ３４では、処理部１４ｃは、検出領域から物標が消失したか否かを判定し、消失したと判定した場合（ステップＳ３４：Ｙ）にはステップＳ３５に進み、それ以外の場合（ステップＳ３４：Ｎ）にはステップＳ３９に進む。例えば、ステップＳ３１で検出された新たな物標である車両が、移動によって検出領域外に出ることによって消失した場合にはＹと判定してステップＳ３５に進む。

ステップＳ３５では、処理部１４ｃは、ステップＳ３４で消失したと判定された物標の速度Ｖを取得する。

ステップＳ３６では、処理部１４ｃは、ステップＳ３４で消失したと判定された物標の検出継続時間Ｔを取得する。

ステップＳ３７では、処理部１４ｃは、ステップＳ３５で取得した速度Ｖと、ステップＳ３６で取得した検出継続時間Ｔとを図６に示す閾値と比較し、検出継続時間Ｔが速度Ｖに対応する閾値以上の場合には大型車両と判定する。また、ステップＳ３５で取得した速度Ｖと、ステップＳ３６で取得した検出継続時間Ｔとを図６に示す閾値と比較し、検出継続時間Ｔが速度Ｖに対応する閾値未満である場合には小型車両と判定する。

ステップＳ３８では、処理部１４ｃは、通信部１５ｄを介して、判定結果を出力する。これにより、例えば、図示しないネットワークに接続された中央処理装置に対して判定結果が送信される。

ステップＳ３９では、制御部１４ａは、処理を継続するか否かを判定し、処理を継続すると判定した場合（ステップＳ３９：Ｙ）にはステップＳ３０に戻って前述の場合と同様の処理を繰り返す。

以上の処理によれば、前述した本実施形態の動作を実現することができる。

（Ｃ）変形実施形態の説明
以上の実施形態は一例であって、本発明が上述したような場合のみに限定されるものでないことはいうまでもない。例えば、前述した実施形態では、図１に示すように、路側帯にレーダ装置３３を配置するようにしたが、例えば、道路に架橋される構造物の上に配置するようにしてもよい。あるいは、レーダ装置３３を単体で配置するのではなく、交通標識等と併せて配置するようにしてもよい。

また、以上の実施形態では、単一の車線を走行する車両を検出対象としたが、複数の車線を走行する車両を検出するようにしてもよい。

図９は、複数の車線を走行する車両を検出することが可能な構成例を示している。なお、図９において、図３と対応する部分には同一の符号を付しているのでその説明は省略する。図９では、図３と比較すると、アンテナ切換部５１，５２が追加され、送信アンテナ１３が２つの第１送信アンテナ１３－１～第２送信アンテナ１３－２に置換され、受信アンテナ１６が４つの第１受信アンテナ１６－１～第４受信アンテナ１６－４に置換されている。

ここで、アンテナ切換部５１は、制御・処理部１４によって制御され、変調部１２から出力されるパルス信号を第１送信アンテナ１３－１～第２送信アンテナ１３－２のいずれかに供給する。第１送信アンテナ１３－１～第２送信アンテナ１３－２は、水平方向に並べて配置され、アンテナ切換部５１から供給されるパルス信号を物標に向けて送信する。

第１受信アンテナ１６－１～第４受信アンテナ１６－４は、水平方向に並べて配置され、物標によって散乱された散乱波を受信してアンテナ切換部５２に供給する。アンテナ切換部５２は、制御・処理部１４によって制御され、第１受信アンテナ１６－１～第４受信アンテナ１６－４のいずれかを選択して信号を利得可変増幅部１７に供給する。

図９に示す実施形態では、例えば、アンテナ切換部５１によって第１送信アンテナ１３－１を選択してパルス信号を送信して第１受信アンテナ１６－１によって受信し、第１送信アンテナ１３－１を選択してパルス信号を送信して第２受信アンテナ１６－２によって受信し、第１送信アンテナ１３－１を選択してパルス信号を送信して第３受信アンテナ１６－３によって受信し、第１送信アンテナ１３－１を選択してパルス信号を送信して第４受信アンテナ１６－４によって受信する。つぎに、第２送信アンテナ１３－２を選択してパルス信号を送信して第１受信アンテナ１６－１によって受信し、第２送信アンテナ１３－２を選択してパルス信号を送信して第２受信アンテナ１６－２によって受信し、第２送信アンテナ１３－２を選択してパルス信号を送信して第３受信アンテナ１６－３によって受信し、第２送信アンテナ１３－２を選択してパルス信号を送信して第４受信アンテナ１６－４によって受信する。このような動作を繰り返すとともに、送信アンテナと受信アンテナの組み合わせによる受信系列における散乱波の位相差に基づいて、物標とレーダ装置３３の間の水平方向の角度を検出することができる。

そして、このようにして検出した角度に基づいて、例えば、複数の車線を走行する車両を角度に基づいて峻別することができる。例えば、走行車線と追い越し車線が存在する場合には、水平方向の角度に基づいて、車両がどの車線を走行しているかを判定することができる。なお、車両のサイズを判定する際には、図６に示すような閾値を、車線毎に準備し、車線毎の閾値に基づいて車両のサイズを判定するようにしてもよい。例えば、走行車線用の閾値と、追い越し車線用の閾値を準備し、水平方向の角度に基づいて、走行車線を走行している車両については走行車線用の閾値を用いてサイズを判定し、追い越し車線を走行している車両については追い越し車線用の閾値を用いてサイズを判定することができる。

図９に示す実施形態によれば、複数の車線が存在する場合でもそれぞれの車線を走行する車両のサイズを正確に判定することができる。

以上の実施形態では、図９に示す２つの直線による閾値を用いるようにしたが、これ以外の閾値を用いるようにしてもよい。例えば、１つの直線による閾値を用いたり、３つ以上の直線による閾値を用いたりするようにしてもよい。

閾値は、直線に限定されるのではなく、曲線の閾値を用いたり、直線と曲線の組み合わせの閾値を用いたりするようにしてもよい。

閾値を求める方法としては、例えば、判別分析を用いることができる。判別分析とは、既存のデータが異なるグループに分類される場合に、新しいデータが得られた際に、どちらのグループに属するかを判別するための基準を得るための正規分布を前提とした分類の手法をいう。

判別分析を用いることで、例えば、図６に示す閾値として、３１．２ｋｍ／ｈ未満では、例えば、以下の式（１）で表され、３１．２ｋｍ／ｈ以上では、例えば、以下の式（２）で表される閾値を得ることができる。

Ｔ＝－０．１４７Ｖ＋７．８８ ・・・（１）

Ｔ＝３．２２ ・・・（２）

ロジスティック回帰分析を用いて閾値を求めるようにしてもよい。例えば、図６に示す例の場合では、以下の式（３）に示す閾値を得ることができる。

ｙ＝１／（１＋ｅｘｐ（－０．４４４Ｖ－４．８７Ｔ＋３．１６）） ・・・（３）

ここで、ｙは、車両のサイズを示す目的変数であり、大型車両＝１、小型車両＝０となる変数である。

このような閾値に対して、図６に示すＣ１１の（１６．９，８．５４）を代入すると、ｙ＝０．９９９を得る。このため、Ｃ１１については大型車両と判定される。同様に、図６に示すＣ２１の（２４．０，１．８１）を代入すると、ｙ＝５．４０×１０^－６を得る。このため、Ｃ２１については小型車両と判定される。同様に、図６に示すＣ１２の（２７．１，４．４３）を代入すると、ｙ＝０．８８１を得る。このため、Ｃ１２については大型車両と判定される。同様に、図６に示すＣ２２の（２２．０，４．１３）を代入すると、ｙ＝０．１５２を得る。このため、Ｃ２２については小型車両と判定される。

以上に説明したように、ロジスティック回帰分析を用いても車両の判別を行うことができる。なお、以上の説明では、車両の速度によらず式（３）を用いて判断するようにしたが、図６と同様に、速度に応じた複数の判別式を用いて判別するようにしてもよい。例えば、図６の例では、３１．２ｋｍ／ｈ未満に対応する１つの判別式を用いるとともに、３１．２ｋｍ／ｈ以上に対応する他の１つの判別式を用いるようにしてもよい。

また、図３に示す構成では、送信アンテナ１３からはパルス信号を送信するようにしたが、ＦＭＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）を用いるようにしてもよい。

また、図９に示す実施形態では、アンテナ切換部５２によって第１受信アンテナ１６－１～第４受信アンテナ１６－４からの出力を択一的に選択するようにしたが、第１受信アンテナ１６－１～第４受信アンテナ１６－４のそれぞれに対して利得可変増幅部１７、復調部１８、および、Ａ／Ｄ変換部１９を設け、Ａ／Ｄ変換部１９の出力を選択部によって選択して制御・処理部１４に供給するようにしてもよい。もちろん、利得可変増幅部１７または復調部１８の後段に選択部を設け、選択部によって利得可変増幅部１７または復調部１８の出力を選択するようにしてもよい。

また、以上の実施形態では、大型車両と小型車両の２種類の判別を行うようにしたが、３種類以上の判別を行うようにしてもよい。例えば、閾値を２種類用いることで、大型車両と小型車両の他に、自動二輪車や自転車等を検出するようにしてもよい。

また、図７および図８に示すフローチャートの処理は一例であって、本発明がこれらフローチャートの処理に限定されるものではないことはいうまでもない。

１ レーダシステム
１０ 局部発振部
１１ 送信部
１２ 変調部
１３ 送信アンテナ
１３－１～１３－２ 第１送信アンテナ～第２送信アンテナ
１４ 制御・処理部
１４ａ 制御部
１４ｂ 検出部
１４ｃ 処理部
１４ｄ 通信部
１５ 受信部
１６ 受信アンテナ
１６－１～１６－４ 第１受信アンテナ～第４受信アンテナ
１７ 利得可変増幅部
１８ 復調部
１９ Ａ／Ｄ変換部
３０ 台座部
３１ ポール
３２ 固定部材
３３ レーダ装置
５１ アンテナ切換部
５２ アンテナ切換部

Claims (8)

1. 電波により車両を検出するレーダ装置において、
   電波を送信する送信アンテナと、
   前記車両によって散乱された電波を受信する受信アンテナと、
   前記受信アンテナから出力される電気信号に基づいて、前記車両を検出する検出手段と、
   前記検出手段によって検出された前記車両の速度を計測する計測手段と、
   前記検出手段による前記車両の検出開始から終了までの検出継続時間を計時する計時手段と、
   前記計測手段によって計測された前記車両の速度及び前記計時手段によって計時された前記車両の検出継続時間と、前記車両の速度に応じて設定される前記車両の検出継続時間に対する所定の閾値とを比較することで、前記車両のサイズを判定する判定手段と、を有し、
   前記送信アンテナから送信される電波は、前記送信アンテナに接近する前記車両の前面に向けて照射されることを特徴とするレーダ装置。
2. 前記判定手段は、前記車両の速度に応じた前記閾値を有し、前記検出継続時間が前記閾値を超える場合には大型車両と判定し、前記閾値以下の場合には小型車両と判定することを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
3. 前記閾値は、速度が大きくなるにつれて値が小さくなることを特徴とする請求項２に記載のレーダ装置。
4. 前記閾値は、速度が大きくなるにつれて値が小さくなる負の傾きを有する直線であることを特徴とする請求項３に記載のレーダ装置。
5. 前記閾値は、速度が大きくなるにつれて値が小さくなる負の傾きを有する直線と、一定の速度以上は値が一定となる直線とを有することを特徴とする請求項３に記載のレーダ装置。
6. 前記判定手段は、前記車両の速度および前記検出継続時間を説明変数とし、前記車両のサイズを目的変数とし、ロジスティック回帰分析または判別分析によって判定することを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
7. 前記判定手段は、複数の車線のそれぞれに対応する前記閾値を有していることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のレーダ装置。
8. 電波により車両を検出するレーダ装置の制御方法において、
   電波を送信アンテナから送信するステップと、
   前記車両によって散乱された電波を受信アンテナによって受信するステップと、
   前記受信アンテナから出力される電気信号に基づいて、前記車両を検出する検出ステップと、
   前記検出ステップにおいて検出された前記車両の速度を計測する計測ステップと、
   前記検出ステップにおける前記車両の検出開始から終了までの検出継続時間を計時する計時ステップと、
   前記計測ステップにおいて計測された前記車両の速度及び前記計時ステップにおいて計時された前記車両の検出継続時間と、前記車両の速度に応じて設定される前記車両の検出継続時間に対する所定の閾値とを比較することで、前記車両のサイズを判定する判定ステップと、
   を有し、
   前記送信アンテナから送信される電波は、前記送信アンテナに接近する前記車両の前面に向けて照射されることを特徴とするレーダ装置の制御方法。

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