JP7466820B2 - レーダ装置、レーダシステム及び物体判定方法 - Google Patents

レーダ装置、レーダシステム及び物体判定方法 Download PDF

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Description

本開示は、レーダ装置及びレーダシステムに関する。
近年、衝突防止等の安全確保又は、自動運転を実現するセンサとして、雪又は霧といった悪天候の周囲環境においても、検出性能劣化が比較的少ないミリ波帯を用いたレーダ装置が注目されている。また、レーダ装置は、交差点又は道路の監視、さらには、不審者の不正侵入等を監視するインフラ設備に適用することも期待されており、全天候対応型センサとして用途が拡大しつつある。特にこれらの適用シーンでは、従来の水平方向の方位角に加え、垂直方向の仰角も同時に検出することで、粗いながらもイメージングを可能とする２次元測角レーダ（３次元レーダ）の実現が求められている。
特開２０１９－１２４６２３号公報
本開示の非限定的な実施例は、反射物における反射で生じるマルチパスに起因するゴーストと、実在する反射物とを区別して、ゴーストの誤検知を防止するシステムの提供に資する。
本開示の一実施例に係るレーダ装置は、レーダ信号を送信する送信部と、前記レーダ信号の反射波を用いて、検知エリア内の主反射物を検出する主反射物検出部と、前記検知エリア外の反射物と前記主反射物とによるゴーストが位置する検知エリア内の主エリアを判定するエリア判定部と、前記レーダ信号の反射波の受信信号を用いて、前記主エリア内にて、レーダ装置と前記主反射物とを結ぶ直線の延長線上であり、前記主反射物よりも遠方の補助反射物の位置を検出する補助反射物検出部と、を具備する。
これらの概括的かつ特定の態様は、システム、装置及び方法の任意の組み合わせにより実現してもよい。
本開示の一態様によれば、反射物における反射で生じるマルチパスに起因するゴーストと、実在する反射物とを区別して、ゴーストの誤検知を防止するシステムの提供することができる。
本開示の一態様における更なる利点及び効果は、明細書及び図面から明らかにされる。かかる利点及び／または効果は、いくつかの実施形態並びに明細書及び図面に記載された特徴によってそれぞれ提供されるが、１つまたはそれ以上の同一の特徴を得るために必ずしも全てが提供される必要はない。
マルチパスとゴーストとの関係を模式的に示す図である。 実在反射物が検知エリア外に位置する場合の、マルチパスとゴーストとの関係を模式的に示す図である。 実在反射物が検知エリアに位置する場合を模式的に示す図である。 第１の実施の形態に係る、レーダ装置と実在反射物とを結ぶ直線の延長線上に、別の実在反射物が存在する場合を模式的に示す図である。 第１の実施の形態に係る、レーダ装置と実在反射物とを結ぶ直線の延長線上に、ゴーストが発生する場合を模式的に示す図である。 第１の実施の形態に係る、レーダ装置の構成の一例を示す図である。 第１の実施の形態に係る、レーダ装置の実測定の手順の一例を示すフローチャートである。 第１の実施の形態に係る、レーダ装置設置の手順の一例を示すフローチャートである。 第１の実施の形態に係る、反射物候補の検出に用いるツールの一例を示す図である。 第１の実施の形態に係る、ゴースト発生エリアの一例を模式的に示す図である。 第１の実施の形態に係る、グリッドの一例を模式的に示す図である。 第１の実施の形態に係る、警告対象エリアの検出方法の一例を模式的に示す図である。 第１の実施の形態に係る、警告対象エリアの一例を模式的に示す図である。 第１の実施の形態に係る、グリッド方向に延びる延長線の一例を示す図である。 第２の実施の形態に係る、レーダシステムを模式的に示す図である。 第２の実施の形態に係る、レーダ装置の構成の一例を示す図である。 第２の実施の形態の変形例に係る、レーダシステムを模式的に示す図である。 第２の実施の形態の変形例に係る、レーダ装置の構成の一例を示す図である。 第３の実施の形態に係る、レーダ装置の構成の一例を示す図である。 第３の実施の形態に係る、時点ｔ０におけるレーダシステムの一例を模式的に示す図である。 第３の実施の形態に係る、時点ｔ１におけるレーダシステムの一例を模式的に示す図である。 第３の実施の形態に係る、時点ｔ０におけるレーダシステムの他の一例を模式的に示す図である。 第３の実施の形態に係る、時点ｔ１におけるレーダシステムの他の一例を模式的に示す図である。
本開示は、例えば、ミリ波帯の無線信号を用いたレーダ装置に関し、検知対象とするエリアをカバーする視野角の外側に存在する反射物が、視野角の内側に存在する反射物（例えば、鏡面的な反射物）で生じるマルチパスの影響によって、虚像として視野角の内側で誤検出されてしまう現象を防止する技術に関する。本開示のレーダ装置は、例えば、道路の路側に設置される道路灯、不正侵入等を監視するインフラ設備として、固定的に設置されることが想定される。ただし、これに限定されるものでは無く、例えば、車両といった移動物体に搭載される場合にも適用可能である。
ところで、電波の波としての振る舞いを考察してみる。反射では光の入射角と反射角が等しいという反射の法則が成り立つ。ここで、入射角と反射角は、それぞれの光の進行方向と境界面の垂線との間の角度として定義される。すなわち、反射面に対して垂直でない角度から可視光が入射される場合、光は入射した方向と異なる方向に反射されるため、光は入射した方向に戻ってこない。すなわち、反射点においてマルチパスが生じる。なお、反射面として鏡面がある。
この様な波としての性質は、光だけでなく、電波にも当てはまる。ただし、電波（ミリ波帯）は、光に比べて波長が長いため、殆ど凹凸がない形状の反射面でなくとも、電波の波長に比べて相対的に凹凸が十分無視できるほど小さい場合には鏡面的な性質が生じる。このような条件で、電波は、反射面で生じる光の現象と同様の振る舞いとなり、反射点においてマルチパスが生じる。すなわち、光学系のセンサに比べて、ミリ波帯を用いるレーダ装置はマルチパスが生じる機会が多い。
このため、従来のレーダ装置は、この反射面によるマルチパスによって、本来存在していない位置に、あたかも物体が存在する虚像（以下、ゴーストと称する。）を誤検出してしまう可能性が高まる。
ここで、このゴーストを積極的に利用し、見通しの利かない交差点にて、直接波では到達しない領域にある物体を事前に検知するレーダ装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。従来のレーダ装置は、反射面観測点を識別し、反射面に対する垂直方向を算出しておき、反射面の奥側（レーダ装置を基準として、反射面より遠方）に観測された反射点をゴーストと定め、反射点において鏡像関係になる位置を真の物体の位置であるとして定める。なお、従来のレーダ装置は、反射面の奥側で観測された反射点がゴーストであり、実在する物体ではないということを前提としている。
また、従来の１次元測角レーダ（２次元レーダ）は、垂直方向の視野角が狭いため、反射面とみなせる物体が存在する場合、送信された電波の大部分が反射面によって遮られ、さらに反射面よりも遠方の領域に存在する物体（ターゲット）からの反射波がレーダに到達しないことを前提としていた。よって、上記の様に、従来の１次元測角レーダは、反射面より遠方で検出された検出対象はゴーストであると仮定したとしても支障がなかった。また、車両に搭載した従来の１次元測角レーダは、道路において、反射面となり得るガードレールの奥側には、歩道や建物、壁等が存在するケースが多く、他の車両といった反射断面積が比較的大きな移動可能な物体の存在を仮定していなかった。
図１は、波長と比べて相対的に凹凸が十分無視できるほど小さい表面形状であり、ミリ波帯の電波（送信信号）に対して鏡面的な性質を有する物体（以下、鏡面反射物と称する）を反射点とするマルチパスとゴーストとの関係を模式的に示す図である。図１にはレーダ装置１０１と、レーダ装置１０１の検知エリア１０８内に存在する実在する物体である実在反射物１０２と、ゴーストであるゴースト反射物１０３と、レーダ装置１０１の検知エリア１０８内に存在する鏡面反射物１０４と、マルチパス反射点１０５と、直接波経路（実線）１０６と、マルチパス経路（点線）１０７ａ、１０７ｂと、検知エリア（一点鎖線）１０８と、が示されている。なお、図１では、実在反射物１０２で反射した反射波を記載しており、レーダ装置１０１が送信した送信信号の記載は省略している。
レーダ装置１０１の送信部から送信された電波は、実在反射物１０２まで直接到達し、そこで反射された反射波が直接波経路１０６を経てレーダ装置１０１に到達する。直接波経路１０６で得られる反射波の到来方向は、実在反射物１０２の方向θ１として推定される。
図１では、鏡面反射物１０４が存在するため、直接波経路１０６の他に、実在反射物１０２まで到達し、そこで反射された反射波（マルチパス経路１０７ｂ）がマルチパス反射点１０５を経てレーダ装置１０１に到達するマルチパス経路１０７ａによって反射波がレーダ装置１０１に到達する。レーダ装置１０１は、マルチパス経路１０７ａが到達した場合、レーダ装置１０１の正面のマルチパス反射点１０５の方向が反射波の到来方向θ0＝０°（図示せず）として推定する。
マルチパス経路１０７ａ、１０７ｂの経路長は、マルチパス経路１０７ａによるマルチパス反射点１０５からレーダ装置１０１の距離ｄ１に加え、マルチパス経路１０７ｂによる実在反射物１０２からマルチパス反射点１０５までの距離ｄ２も含まれる。よって、反射波の到来方向がマルチパス反射点１０５の方向であって、かつ、実在反射物１０２からマルチパス反射点１０５までの距離（ｄ２）相当分が加えられた位置、すなわち、ゴースト反射物１０３の位置（距離ｄ１＋ｄ２）にゴーストが生じる。なお、鏡面反射物１０４が存在しない場合には、レーダ装置１０１は、マルチパス経路１０７ａ、１０７ｂが存在しないので直接波経路１０６の反射波を受信する。
ここで、ゴースト反射物１０３の位置で検出される信号レベルは、実在反射物１０２の位置で検出される信号レベルよりも小さい。これは、ゴースト反射物１０３とレーダ装置１０１との間の距離（ｄ１＋ｄ２）が、実在反射物１０２とレーダ装置１０１との間の距離ｄ３よりも長いことに加え、マルチパス反射点１０５における反射によって、信号レベルが減衰することも影響する。
このため、レーダ装置１０１は、鏡面反射物１０４の位置又は角度が正確に検出可能であり、さらに、実在反射物１０２と、ゴースト反射物１０３の両方が検出される場合、それぞれの位置関係又は信号レベルの違い等から、実在する物体は実在反射物１０２の位置であり、ゴーストはゴースト反射物１０３の位置であると推定することができる。
つぎに、実在反射物がレーダ装置の検知エリア外に位置しているために、検出されないが、ゴースト反射物が検知エリア内で検出される状況について説明する。図２は、実在反射物が検知エリア外に位置する場合の、鏡面反射物を反射点とするマルチパスとゴーストとの関係を模式的に示す図である。図２には、レーダ装置１０１と、検知エリア外の実在反射物２０２と、ゴースト反射物２０３と、検知エリア内の鏡面反射物２０４と、マルチパス反射点２０５と、直接波経路２０６（実線）と、検知エリア２０７と、マルチパス経路２０８ａ、２０８ｂ（点線）とが示されている。なお、図１と同様に、レーダ装置１０１から送信された信号の記載は省略する。
レーダ装置１０１は、図示しない送信部から送信された電波のうち、直接波経路２０６については、検知エリア２０７外のため、実在反射物２０２は未検出となる。一方、レーダ装置１０１は、鏡面反射物２０４のマルチパス反射点２０５を経由して実在反射物２０２まで到達したマルチパス経路２０８ａ、２０８ｂの電波を反射波として、受信する。
レーダ装置１０１は、マルチパス経路２０８ａについて、マルチパス反射点２０５の方向φを反射波の到来方向として推定する。
なお、マルチパス経路２０８ａ、２０８ｂの経路長は、マルチパス経路２０８ａによるマルチパス反射点２０５からレーダ装置１０１の距離ｄ１に加え、マルチパス経路２０８ｂによる実在反射物２０２からマルチパス反射点２０５までの距離ｄ２も含まれる。よって、反射波の到来方向がマルチパス反射点２０５の方向φであって、かつ、実在反射物２０２からマルチパス反射点２０５までの距離相当分（ｄ２）が加えられた位置（距離ｄ１+ｄ２）に、虚像としてゴースト反射物２０３が生じる。
図３は、実在反射物が検知エリアに位置する場合を模式的に示す図である。図３には、レーダ装置１０１と、実在反射物３０３と、鏡面反射物３０４と、検知エリア３０７とが示されている。
なお、レーダ装置１０１は、高さ方向にも十分な視野角があり、鏡面反射物３０４の高さがレーダ装置１０１の高さ方向の視野角よりも低い場合、電波の回折現象によって、鏡面反射物３０４よりも遠方の実在反射物３０３も検出することができる。
レーダ装置１０１が受信した実在反射物３０３からの直接波としての反射波の信号レベルは、図２に示したゴースト反射物２０３の反射波の信号レベルよりも高くなる。図２に示したゴースト反射物２０３の反射波の信号レベルは、マルチパス反射による信号減衰が生じた検知エリア２０７外の実在反射物２０２の反射波の信号レベルだからである。
ただし、レーダ装置１０１が受信した反射波の信号レベルは、鏡面反射物３０４のレーダ反射断面積（ＲＣＳ：ｒａｄａｒ ｃｒｏｓｓ－ｓｅｃｔｉｏｎ）によっても異なる。このため、レーダ装置１０１は、実在反射物３０３であるか、ゴースト反射物２０３であるかの判断に、受信した反射波の信号レベルを用いることは実質的には困難である。また、レーダ装置１０１は、図２において、実在反射物２０２は検知エリア２０７外であるため未検出となり、直接波経路２０６の到来方向を用いた幾何学的な性質から判断することも困難である。
＜第１の実施の形態＞
レーダ装置の検知エリア外に存在する物体によって生じるゴーストを判定する方法について説明する。なお、検知エリアは、所定の視野角を持つレーダ装置が検知するエリアであり、レーダ装置の設置箇所によって変化する。
図４は、本実施の形態に係る、レーダ装置と実在反射物とを結ぶ直線の延長線上に、別の実在反射物が存在する場合を模式的に示す図である。図５は、本実施の形態に係る、レーダ装置と実在反射物とを結ぶ直線の延長線上に、ゴーストが発生する場合を模式的に示す図である。
図４に示される様に、レーダ装置１０１と実在反射物３０３とを結ぶ直線の延長線上に、別の実在する反射物であり、ゴーストの判断に用いる補助反射物４０１が存在する場合を考察する。補助反射物４０１に直接到達する電波は、実在反射物３０３によって遮られるシャドーウィングのため、電波の回折によって得られる微小なレベルにまで減衰する。
一方、図５に示される様に、図４の補助反射物４０１に相当する位置に補助反射物５０１が存在する場合、補助反射物５０１に直接到達する電波は、ゴースト反射物２０３によって遮られることが無いため、反射波が減衰することが無い。
すなわち、レーダ装置１０１は、既知の実在反射物が存在し、既知の実在反射物とレーダ装置１０１との間で検出された判定対象が、実在反射物である場合、シャドーウィングの影響が観測され、ゴーストである場合、シャドーウィングの影響が観測されない。
このため、本実施の形態は、レーダ装置１０１からの送信波及び実在する物体（ターゲット）からの反射波が、反射物（鏡面反射物２０４）において反射することで生じるゴーストであるか否かを判定するにあたり、レーダ装置１０１は、反射物（鏡面反射物２０４）の位置を特定し、レーダ装置１０１に対して反射物（鏡面反射物２０４）よりも遠方に存在する実在反射物（補助反射物５０１）を抽出し、実在反射物（補助反射物５０１）からの反射波の信号レベルの時間変位を観測し、実在反射物（補助反射物５０１）からの反射波の信号レベルにシャドーウィングによる信号レベル変動が生していたか否かを判断基準として、ゴーストの有無を判断する。
図６は本実施の形態のレーダ装置の構成の一例を示す図である。図６におけるシステムは、アンテナ６０１と、レーダ信号処理部６０２と、主反射物検出部６０３と、エリア指定部６０８と、エリア内判定部６０９と、補助反射物検出部６１０と、シャドーウィング判定部６１１と、分類処理部６１２とから構成される。
図７は、本実施の形態に係る、レーダ装置の実測定の手順の一例を示すフローチャートである。レーダ装置の実測定の手順に合わせて、図６のレーダ装置１０１の構成を説明する。
アンテナ６０１は図示しない送信部が送信した信号の反射電波を受信する。レーダ信号処理部６０２は、アンテナ６０１で受信された反射電波から、判定対象の位置、速度、強度等を検出する。
分類処理部６１２は、レーダ信号処理部６０２にて検知され出力される点群（ポイントクラウド）データに対して、検出物に個別の識別番号（ＩＤ）を付与し、シャドーウィング判定部６１１から入力されるゴースト判定信号に対応する検出物をＩＤが付与された検出物から選択する。なお、分類処理部６１２は、入力されたゴースト判定信号に応じて、図示しない警告判定部に、警告信号を出力しない、もしくは、ゴーストの可能性があることを示す警告信号を出力する。なお、分類処理部６１２は、点群データに対して、例えば、所定のアルゴリズムによってグルーピングするといったクラスタリング処理、クラスタ化された信号を時間経過に伴い追従するトラッキング処理、を行い、所定の条件（受信レベル、トラッキング継続時間等）を満たす場合に、個別のＩＤを付与してもよい。
主反射物検出部６０３は、事前測定において、レーダ信号処理部６０２が検出した反射の状況から、鏡面反射物２０４の候補を検出したか否かを判断する（ステップＳ７０１）。鏡面反射物２０４の候補を検出しない場合（ステップＳ７０１：Ｎｏ）、レーダ装置１０１は、図７に示す処理を終了してよい。鏡面反射物２０４の候補を検出した場合（ステップＳ７０１：Ｙｅｓ）、主反射物検出部６０３は、事前測定において、検出された鏡面反射物２０４毎に、面積、角度、中心位置を推定する。主反射物検出部６０３は、得られた推定結果に応じて、予め定められた鏡面反射物２０４のパターン（以下、鏡面反射物パターンと称する。）として、記憶する。なお、主反射物検出部６０３は、実測定においては、レーダ信号処理部６０２が検出した反射の状況と、記憶した鏡面反射物パターンとを比較し、最も近い鏡面反射物パターンをエリア指定部６０８に出力する（ステップＳ７０２）。
エリア指定部６０８は、主反射物検出部６０３により入力された鏡面反射物パターンによって確定する、ゴーストが検出される可能性のあるエリア（以下、ゴースト発生エリアと称する。）の範囲を出力する。さらに、エリア指定部６０８は、鏡面反射物２０４とレーダ装置１０１との位置関係からゴースト発生エリアのうち、検知エリア外の実在反射物によるゴーストが発生する警告対象エリアを抽出する（ステップＳ７０３）。
なお、エリア指定部６０８は、様々な鏡面反射物パターンの一つ一つに対してゴーストが検出される可能性の有るゴースト発生エリア、警告対象エリアの範囲を、第１の実施の形態で述べる手法によって、予め求めて、ルックアップテーブルとしてエリア指定部６０８に記憶させておいてもよい。これにより、レーダ装置１０１は、都度の演算を省略でき、高速処理が可能となる。
ここで、エリア指定部６０８は、例えば、検出対象が人間であり、判定対象の反射物の位置が、周囲の状況から人間が存在しないと考えられる高さであった場合には、その判定対象の反射物は排除することも可能である。ただし、ドローンの様に、空中を移動する物体も検出対象とする場合には、高さ方向に関して制限しないことも好適である。
エリア内判定部６０９は、レーダ信号処理部６０２が出力した出力信号の中から、エリア指定部６０８が指定した警告対象エリア内に、判定対象があるか否かを判定する（ステップＳ７０４）。補助反射物検出部６１０は、判定対象が、警告対象エリアに含まれていない場合（ステップＳ７０４：Ｎｏ）、警告対象エリア内の判定対象の判定（ステップＳ７０４）を繰り返してよい。
補助反射物検出部６１０は、判定対象が、警告対象エリアに含まれている場合（ステップＳ７０４：Ｙｅｓ）、レーダ装置１０１を端として判定対象の方向に延びる延長線上に実在反射物が有るか否かを確認する。
補助反射物検出部６１０が実在反射物を検出した場合、シャドーウィング判定部６１１は、受信した実在反射物の反射波に対して時間変位を観測し（ステップＳ７０５）、シャドーウィングが発生しているか否かを判定する（ステップＳ７０６）。
シャドーウィング判定部６１１が、信号レベルの変動の発生が所定値以下であり、シャドーウィングが発生していないと判定した場合（ステップＳ７０６：Ｎｏ）、判定対象はゴーストであると考えられるので、図示しない制御装置の警告判定部に誤検知したゴーストを警告しない様に制御してもよい。これにより、シャドーウィング判定部６１１は、分類処理部６１２に、判定対象がゴーストであることを示すゴースト判定信号を入力し、分類処理部６１２は警告判定部に判定結果を入力しなくてもよい。もしくは、シャドーウィング判定部６１１は、図示しない警告判定部に対して、ゴーストの可能性がある反射物が存在する警告信号として出力してよい。これにより、分類処理部６１２は、ゴーストである確率が高いものの、確定的でない場合には、図示しない警告判定部に対して、ゴーストの可能性がある警告信号として出力してもよい。
また、シャドーウィング判定部６１１が、シャドーウィングが発生していると判定した場合（ステップＳ７０６：Ｙｅｓ）、判定対象は実在すると考えられるので、図示しない制御装置の警告判定部が実在する反射物として警告する様に制御する。なお、シャドーウィング判定部６１１の結果が、実在する確率が高いものの、確定的でない場合には、分類処理部６１２は、図示しない警告判定部に対して、ゴーストの可能性があることを示す警告信号を出力してもよい（ステップＳ７０７）。
なお、本実施の形態では、レーダ装置１０１を固定的に設置することを前提としたが、可動式でもよい。図８は、レーダ装置の固定的設置の手順の一例を示すフローチャートである。つまり、図８は、実測定前の準備手順を示す。
まず、所定の設置場所にレーダ装置が設置された後、レーダ装置１０１はレーダ設置位置（水平及び垂直）を決定する（ステップＳ８０２）。設置位置の決定方法は、例えば、ユーザが入力しても良い。もしくは、例えば、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を用いて決定してもよい。
続いて、主反射物検出部６０３は、指定したレーダ設置位置もしくはその周辺を起点として、鏡面反射物２０４を検出する（ステップＳ８０３）。
ここで、鏡面反射物２０４の検出に用いるツールとしては、固定式のレーダ装置に含まれる主反射物検出部６０３でも良いが、例えば、図９に示す様に、主反射物検出部６０３を含むレーダ装置１０１を上下左右方向に精密に稼働する機構を有していて（左右方向９０２、上下方向９０３）、所定の量をシフトした後に測定し、データを取得することを繰り返すことが可能な装置を用いることも好適である。
なお、レーダ装置１０１を上下左右方向に稼働して取得した全てのデータを用いることで、レーダ装置１０１は、合成開口レーダを構成することができ、高分解能化が可能となる。設定するシフト量の最小値は、送受信のアンテナの組合せで得られる仮想アンテナアレイ配置における最小アレイ間隔の整数倍とすることによって、反射波の到来方向推定演算において、サイドローブ等の影響を抑えることができ、好適である。
また、鏡面反射物２０４の検出に使うツールとしては、主反射物検出部６０３を含むミリ波帯を用いたレーダ装置に限らず、例えば、３Ｄ―ＬｉＤＡＲ（３－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）を使用することも好適である。３Ｄ―ＬｉＤＡＲは、ミリ波帯よりも短い波長を媒体としており、角度分解能に優れているため、鏡面的形状の区別等が容易となる。ただし、本実施の形態で設置するレーダ装置１０１と一致した位置から計測することが難しい場合も想定される。
この場合には、３Ｄ－ＬｉＤＡＲのオフセット位置と設置角度とを推定し、調整することで、３Ｄ－ＬｉＤＡＲを用いてもよい。なお、オフセット位置と設置角度とを推定するため、レーダ装置１０１及び３Ｄ－ＬｉＤＡＲは、レーダ装置１０１及び３Ｄ－ＬｉＤＡＲの両方の検知エリアが重なる領域に、設置した少なくとも３個程度の複数の反射物の位置を求める。３Ｄ－ＬｉＤＡＲは、求めた位置がレーダ装置１０１で検出された位置と一致する様に、測定後にオフライン上で、グローバル座標におけるオフセット量や設置角度の最適な組合せを探索し、絞り込むことが好適である。なお、最適な組合せを探索する手法としては、例えば、メタヒューリスティックを用いてもよい。
なお、レーダ装置１０１及び３Ｄ―ＬｉＤＡＲの両方とも、水平方向に設置すると処理が容易になる。３Ｄ―ＬｉＤＡＲは、最適な組合せの絞り込みには、計算機等を用いて、オフセット位置（ｘ、ｙ、ｚ）及び、仰角θ、方位角φの５つのパラメータを変更し、複数の反射物に対して推定される位置の誤差の総和が最小となる様な組合せを探索してもよい。
次に、主反射物検出部６０３は、鏡面反射２０４物の探索にて、鏡面反射物２０４が検出されたか否かを判断する（ステップＳ８０４）。鏡面反射物２０４が検出されない場合（ステップＳ８０４：Ｎｏ）は、本事前測定を終了する。一方、鏡面反射物２０４が検出された場合（ステップＳ８０４：Ｙｅｓ）、エリア指定部６０８は、レーダ装置１０１の設置位置と、鏡面反射物２０４の縁を結ぶ直線群とから、ゴーストが発生する可能性があるゴースト発生エリアを抽出する（ステップＳ８０５）。
ここで、レーダ装置が１次元測角に制限される場合、ゴーストが発生する可能性があるエリアは、図１０のゴースト発生エリア１００４となる。図１０において、レーダ装置１０１、鏡面反射物１００２、検知エリア１００３が示されている。
レーダ装置１０１が２次元での測角に対応したレーダ装置１０１である場合、ゴースト発生エリアは３次元空間として規定することが出来る。この時、レーダ装置１０１は、地面の形状も把握し、地面より上のエリアに限定することで、演算対象を限定してもよい。
続いて、エリア指定部６０８は、抽出されたゴースト発生エリア１００４のうち、ゴーストを引き起す実在反射物の位置が、検知エリア外となるエリア（例えば、警告対象エリア）をさらに抽出する（ステップＳ８０６）。
具体的には、エリア指定部６０８は、抽出された３次元空間を、例えば、１０ｃｍ程度のグリッドに区切る。図１１に、レーダ装置１０１が１次元測角に制限される場合にグリッド１１０１で区切ったイメージを示している。図１２において、エリア指定部６０８は、ある一つのグリッド１２０１に着目し、このグリッド１２０１が検知エリア１００３外の実在反射物によってゴーストが引き起こされる可能性のある位置であるか否かを判別する。
エリア指定部６０８は、グリッド１２０１の中心とレーダ装置１０１とを結ぶ直線のうち、グリッド１２０１を起点として鏡面反射物１００２との交点まで伸びる直線１２０２を引く。この直線が鏡面に入射する角度が角度θ３である場合、反射角が角度θ３で、直線１２０２と同じ長さである直線１２０３が実在反射物へのマルチパス経路となる。図１２において、直線１２０３は、検知エリアの縁と点１２０４で交わっており、検知エリア１００３外に到達している。よって、エリア指定部６０８は、グリッド１２０１は、検知エリア１００３外の実在反射物によってゴーストが引き起こされる可能性があると判別する。
エリア指定部６０８は、同様の判断を全てのグリッド１１０１に対して実施することで、検知エリア１００３外の実在反射物によるゴーストが発生する警告対象エリアを定める。例えば、図１３の警告対象エリア１３０１である。
ここで、使用するレーダ装置１０１が２次元（方位角、仰角）での測角に対応している場合、エリア指定部６０８は、グリッド１２０１の中心とレーダ装置１０１とを結ぶ直線１２０２が鏡面反射物１００２で交わる点１２０５において、レーダ装置１０１から鏡面反射物１００２に波が入力された場合の反射方向ａを求める。
エリア指定部６０８は、求まった反射方向ａに直線１２０３を引き、直線１２０３が、レーダ装置１０１の視野角の仕様で定まる検知エリア１００３の外縁１００３ａと交わる点１２０４から鏡面反射物１００２の点１２０５までの距離ｄ５を求める。
エリア指定部６０８は、求めた距離ｄ５が、グリッド１２０１の中心から鏡面反射物１００２の点１２０５までの距離ｄ６よりも短い場合には、グリッド１２０１を検知エリア１００３外の実在反射物によってゴーストが引き起こされるエリアである警告対象エリア１３０１であると判断する。
エリア指定部６０８は、上記の処理をゴースト発生エリア１００４内の全てのグリッドに対して処理し、警告対象エリア１３０１を決定する。
次に、エリア指定部６０８は、ステップＳ８０６で抽出された警告対象エリア１３０１内に存在する各グリッド１１０１と、レーダ装置１０１とを結ぶ直線の延長線１４０１を導出する（ステップＳ８０７）。図１４では、レーダ装置１０１が１次元測角に制限される場合のイメージを示しており、レーダ装置１０１を端としてグリッド１２０１の方向に延びる半直線を延長線１４０１としている。
そして、補助反射物検出部６１０は、延長線１４０１上に反射物が存在するか否かを判断する（ステップＳ８０８）。反射物が存在しないと判断した場合（ステップＳ８０８：Ｎｏ）、レーダ装置１０１を操作するユーザは、延長線１４０１上に補助反射物５０１を設置することが好適である（ステップＳ８０９）。
ここで、全ての延長線上に反射物を設置することが困難な場合、エリア指定部６０８は、シャドーウィングが発生することを保証することが困難な位置であるとして、予め登録してもよい。
なお、レーダ装置１０１は、補助反射物５０１を設置していないエリアで、反射物が検出された場合には、ゴースト反射物２０３の可能性もあるものとして、検出結果を出力してもよい。
システムは、レーダ装置１０１以外に、例えば、降雪又は濃霧といった天候の影響が無く、例えば、光学カメラといった他のセンサの情報を用いることが出来る場合、他のセンサによる検出結果の信頼度を上げて判断し、他のセンサが天候の影響により、正確に検出することが困難な場合には、レーダ装置１０１の検出結果の信頼度を上げる、というように、複数の要素を総合的に判断することも可能となる。
エリア指定部６０８は、全ての延長線上に補助反射物５０１の設置確認した、もしくは、延長線１４０１上に実在反射物が存在するか否かを判断することが困難な位置として登録が完了した場合（ステップＳ８０８：Ｙｅｓ）、ステップＳ８１０へ進む。ステップＳ８１０では、エリア指定部６０８は、延長線上の補助反射物５０１の設置位置を登録し、実測定において、シャドーウィングが発生したか否かを判定する対象とする。そして、本準備手順を終了する。
以上より、鏡面反射物１００２を反射点とするマルチパスによって引き起こされるゴーストと、レーダ装置１０１からの距離が鏡面反射物１００２の反射点よりも遠方に存在する実在反射物とを効果的に区別することが出来るため、ゴーストによる誤検知を防止するレーダ装置１０１が実現される。レーダ装置１０１を例えば、道路灯に組込むことで、交通事故予防のために発せられる警告を正確に捉えることができ、また、不審者侵入検知監視システムに組込むことで、不審者の侵入を正確に捉えることが可能となる。
例えば、不審者侵入検知監視システムの場合、監視対象が多岐にわたり、ガードレール以外にも様々な鏡面反射物が存在することが想定される。そして、この鏡面反射物の反射点よりも遠方の位置で反射物が実在する可能性があるため、レーダ装置１０１は、ゴーストであるか、実在する反射物であるかの判定を行う。
＜第２の実施の形態＞
実施の形態１では、事前測定にて、検知エリアのうち、ゴーストが発生する可能性のある警告対象エリア、ゴースト発生エリアとゴーストが発生する可能性の無いその他のエリアとを、幾何学的手法を用いて測定する方法を説明したが、本実施の形態では、例えば、無人飛行機（以下、ドローンと称する。）のように、ボディ部分と異なるドップラー成分を有する物体を用いて、検知エリアのうち、ゴーストが発生する可能性のある警告対象エリア、ゴースト発生エリアとゴーストが発生する可能性の無いその他のエリアとを事前測定する方法について説明する。
図１５Ａに本実施の形態のレーダシステム２ａを示す。本実施の形態のレーダシステム２ａは、実測定する位置に設置したレーダ装置１０１ａ（検知エリア１５０１ａ）と、ドローン１５０４とを有する。レーダシステム２ａは、事前測定において、検知エリア１５０１ａ内外でドローン１５０４を飛行させることによって、検知エリア１５０１ａ内に存在する鏡面反射物１５０２との位置関係によって発生するゴーストの位置を特定する。
図１５Ｂに本実施の形態のレーダ装置１０１ａの構成図を示す。図１５Ｂにおいて、本実施の形態のレーダ装置１０１ａは、図６のレーダ装置１０１に対して、主反射物検出部６０３をゴースト検出部１６０６に変更し、エリア指定部６０８をゴースト発生位置記憶部１６０８に変更している。ゴースト検出部１６０６にはドローンの位置情報が入力される。図１５Ｂにおいて、図６と同じ符号のブロックは同じ動作をするため、ここでの説明は省略する。
レーダ装置１０１ａは、監視領域とレーダ装置１０１ａの検知エリア１５０１ａが重複する位置に設置される。レーダ装置１０１ａは、事前測定において、ドローン１５０４を検知エリア１５０１ａ内外で飛行させる。
なお、ドローンの位置情報を取得する方法としては、例えば、ドローンにＧＰＳによる位置情報取得手段等を搭載しておき、例えば、無線通信によって取得された位置情報をゴースト検出部１６０６に入力すること等が考えられる。また、ドローン操縦者が検知エリア１５０１ａの全体を目視することができる場合、検知エリア１５０１ａの内外を分けて飛行されることによって、ドローンの位置情報として、検知エリア１５０１ａの内か否かをゴースト検出部１６０６に入力してもよい。
ところで、ゴースト検出の条件は、ドローン１５０４が実在する位置と異なる場所にて、ドローン１５０４と同じ特徴を有する反射物が検出されることである。なお、ドローン１５０４は、同一場所にてホバリングしている場合にも、回転している羽によるドップラー成分が抽出され、他の静止物とは異なる動作をする。このため、ドローン１５０４は、ホバリングしているボディのドップラー成分と回転している羽のドップラー成分を有する。ドローン１５０４のドップラー成分の特徴は、ドローン１５０４によるゴーストについても、同じ特徴が検出される。
まず、ドローン１５０４を検知エリア１５０１ａ内で飛行させ、検知エリア１５０１ａ内で２つの反射物が検出された場合、ゴースト検出部１６０６は、上記のドローン１５０４のドップラー成分の特徴を確認した後、ドローンの位置情報と、レーダ装置１０１ａにより検出された反射物の推定位置とを照合する。ゴースト検出部１６０６は、両者が不一致の場合、検出された反射物はドローン１５０４によるゴーストであるため、ゴーストが発生する可能性のあるゴースト発生エリアとして、ゴースト発生位置記憶部１６０８に出力する。
また、ゴースト検出部１６０６は、検知された反射物が１つであり、ドローン１５０４のドップラー成分の特徴を有し、ドローン１５０４の位置情報とレーダ装置１０１ａにより検出された反射物の推定位置とが一致している場合には、検出された反射物はゴーストでは無く、実在の反射物（ドローン１５０４）と判断する。なお、ゴースト検出部１６０６は、検知された反射物が、ドローン１５０４のドップラー成分の特徴を有していない場合、反射物がドローン１５０４でないと判断し、事前測定の対象外としてもよい。
次に、ドローン１５０４を検知エリア１５０１ａ外で飛行させ、検知エリア１５０１ａ内で１つの反射物が検出された場合、ゴースト検出部１６０６は、反射物のドップラー成分の特徴がドローン１５０４のドップラー成分の特徴を有すると確認した後、ドローン１５０４の位置情報と、レーダ装置１０１ａにより検出された反射物の推定位置とが不一致であるか否を確認する。ドローン１５０４の位置情報と、レーダ装置１０１ａにより検出された反射物の推定位置とが不一致の場合、ゴースト検出部１６０６は、検出された反射物はゴーストであると判断し、ゴーストが発生する可能性のある警告対象エリアとして、ゴースト発生位置記憶部１６０８に出力する。
なお、ゴーストを生じさせたドローンの実在する位置が、検知エリア１５０１ａの内側である場合、レーダシステム２ａは、ゴーストと実在反射物との両方を同時にレーダ装置１０１ａで検出する。
なお、実運用中（実測定中）にも、事前測定で把握した鏡面反射物１５０２の位置を用いることによって、これらの位置の幾何学的関係から、従来技術を適用して、ゴーストであるか、実在反射物であるかの区別を容易に行うことができる。
一方、実運用中（実測定中）に、ゴーストを生じさせる反射物の実在する位置が、検知エリア１５０１ａの外側である場合、レーダシステム２ａは、鏡面反射物１５０２に起因するゴーストか、実在反射物であるかの区別が困難になるため、ゴースト発生位置記憶部１６０８に記憶した、ドローンを用いた本事前測定時に把握したゴースト発生位置を用いて、ゴーストか否かの判定を行ってもよい。
以上より、事前測定において、ドローン１５０４を利用することにより、幾何学的手法を用いて測定しなくとも、検知エリアのうち、ゴーストが発生する可能性のある警告対象エリアとゴーストが発生する可能性の無いその他のエリアとを測定することができる。
＜第２の実施の形態の変形例＞
第２の実施の形態では、ドローン１５０４の位置測定は、１つのレーダ装置１０１ａで行っていたが、ドローンの位置情報を取得するために他のレーダ装置を追加してもよい。
図１６Ａに本実施の形態の変形例のレーダシステム２ｂを示す。本実施の形態のレーダシステム２ｂは、実運用中(実測定中)にも設置されるレーダ装置の検知エリア１５０１ａとドローン１５０４の位置の測定に用いる検知エリア１５０１ｂ、１５０１ｃとを有するレーダ装置１０１ｂと、ドローン１５０４と、を有する。レーダシステム２ｂは、事前測定において、検知エリア１５０１ａ外である検知エリア１５０１ｂ、検知エリア１５０１ｃでドローン１５０４を飛行させることによって、検知エリア１５０１ａ内に存在する鏡面反射物１５０２との位置関係によって発生するゴーストの位置を判定する。
図１６Ｂに本実施の形態のレーダ装置１０１ｂの構成図を示す。図１６Ｂにおいて、本実施の形態のレーダ装置１０１ｂは、図１５Ｂのレーダ装置１０１ａに対して、アンテナ６０１ｂ、レーダ信号処理部６０２ｂ、ドローン検出部１６０９、ドローン制御部１６１０を追加している。図１６Ｂにおいて、図６、図１５Ｂと同じ符号のブロックは同じ動作をするため、ここでの説明は省略する。
アンテナ６０１ｂは、検知エリア１５０１ｂ、１５０１ｃからの反射電波を受信する。レーダ信号処理部６０２ｂは、アンテナ６０１ｂで受信された反射電波から、例えば、ドローン１５０４の位置、速度、強度を検出する。
ゴースト発生位置記憶部１６０８ｂは、アンテナ６０１とアンテナ６０１ｂとで検出された反射物の座標をグローバル座標に変換し、座標変換されたゴースト検出位置を記憶する。
なお、グローバル座標変換にあたって、例えばドローン検出に用いるアンテナ６０１ｂの設置位置又は角度等を推定するためには、第１の実施の形態で述べた手法と同様の手法を用いてもよいので、ここで説明は省略する。
ゴースト検出部１６０６は、ドローン検出部１６０９により検出された検知エリア１５０１ｂ、１５０１ｃにおけるドローンの位置情報が入力され、レーダ信号処理部６０２により検知エリア１５０１ａ内で検出された反射物の情報と比較する。ゴースト検出部１６０６は、２つの情報の検出位置が異なる場合、反射物をゴーストとして判断する。ゴースト検出部１６０６は、検知エリア１５０１ａ内で検出された反射物のドップラー成分の特徴と、ドローン検出部１６０９により検出されたドローンのドップラー成分の特徴とが一致していることも確認することによって、ゴースト判定の信頼性を向上することができる。
そして、ゴースト発生位置記憶部１６０８は、検知エリア１５０１ａ内で検出された反射物の検出位置を、ゴーストが発生する可能性のある警告対象エリアとして記憶する。
また、ゴースト検出部１６０６は、ドローン１５０４が検知エリア１５０１ａに存在するためドローン検出部１６０９からドローンの位置情報が入力されず、かつ、レーダ信号処理部６０２から２つの反射物が検出されたという情報が入力された場合、検出された２つの反射物がドローンのドップラー成分の特徴を有するか否かを判断する。
ゴースト検出部１６０６が検出された２つの反射物がドローンのドップラー成分の特徴を有すると判断した場合、ゴースト発生位置記憶部１６０８は、別途検出した鏡面反射物１５０２よりも遠方に位置する反射物をゴーストとして判断し、遠方に位置する反射物の検出位置をゴーストが発生する可能性のあるゴースト発生エリアとして記憶する。
なお、ゴーストを発生させた実在反射物がドローン１５０４であり、ドローン１５０４の位置が、検知エリア１５０１ａの内側である場合、レーダシステム２ｂは、鏡面反射物の位置を把握していれば、実測定（実運用）時に幾何学的に実在反射物とゴーストとを区別することが出来るため、ゴースト発生位置記憶部１６０８は、ゴーストが検出された位置を記憶しなくてもよい。
一方、検知エリア１５０１ａの外側である検知エリア１５０１ｂ、１５０１ｃにドローン１５０４が位置していた場合、ゴースト発生位置記憶部１６０８は、検知エリア１５０１ａで検出されたゴーストが検出された位置を記憶しておく。
なお、ドローン検出部１６０９は、予め測定したドローン１５０４が存在していない状況での受信信号との差分を求めることで、ドローン１５０４を検出してもよい。
ドローン制御部１６１０は、ドローン１５０４を制御する。ここで、ドローン制御部１６１０は、ドローン検出部１６０９から得られる位置情報をもとに、ドローン１５０４の飛行経路を制御する構成としても好適である。
以上より、実施の形態１のように主反射物に対して幾何学的な手法を用いなくても、ドローンを用いることで、ゴースト発生エリアと警告対象エリアとを導出することができる。
例えば、主反射物（鏡面反射物１５０２）の表面が単純な形状でなく、複雑な凹凸のある構造である場合、主反射物の表面の形状によっては、図１０に示したゴースト発生エリア１００４外にゴーストが発生する可能性があるため、図１２に示したゴースト発生エリアと警告対象エリアとを幾何学的な手法を用いて正確に導出することが困難なことが想定される。
これに対して、ドローン１５０４を用いた場合、ドローン１５０４によるゴーストが実際に発生したエリアを警告対象エリアとすることができるため、事前測定が容易になる。
つまり、本実施の形態では、レーダ装置１０１の設置時に、例えばドローン１５０４のように、可動式で複数のドップラー成分を検知できる物体を用いることで、警告対象エリアを正確に導出し、事前測定を容易にすることができる。
＜第３の実施の形態＞
本実施の形態では、レーダ装置が、例えば、車両に搭載され、移動する場合について説明する。なお、本実施の形態では、図６のレーダ装置１０１を用いるため、各構成要素の説明は省略する。図６のレーダ装置１０１が移動する場合、事前測定を行い、図５における、補助反射物５０１を予め設置することが困難である。
まず、補助反射物５０１を用いない方法について説明する。図１７は本実施の形態のレーダ装置の構成の一例を示す図である。
図１７におけるレーダ装置１０１ｂは、図６からエリア指定部６０８と、エリア内判定部６０９とを除いたブロックと、マップ生成部２１０１と、幾何学的ゴースト判定部２１０２とを含む構成である。なお、図６における符号と同じ符号のブロックについては説明を省略する。
マップ生成部２１０１は、レーダ装置１０１ｂが時点ｔ０～時点ｔ１の間に移動した軌跡を得るためのレーダ装置１０１ｂの位置情報と、レーダ信号処理結果とを入力として、観測されたレーダ信号処理結果を基にマップを生成する。マップ生成にあたっては、マップ生成部２１０１は、例えば、レーダ装置１０１ｂの移動軌跡に基づく移動ベクトルを差し引き、各時点において、同一の静止物からの反射点が同一座標に上書きされる様な処理を施す。すなわち、マップ生成部２１０１は、例えば、占有格子地図（ＯＧＭ：Ｏｃｃｕｐａｎｃｙ Ｇｒｉｄ Ｍａｐｐｉｎｇ）の手法を用いてマップを生成し、主反射物検出部６０３ｂ、幾何学的ゴースト判定部２１０２に出力する。
幾何学的ゴースト判定部２１０２は、マップ生成部２１０１が生成したマップ情報と、主反射物検出部６０３ｂにて検出された鏡面反射物２０４の情報（例えば、面積、角度、中心位置）と、シャドーウィング判定部６１１ｂからのシャドーウィング判定結果とを入力として、時点ｔ１におけるレーダ処理結果のうち、ゴーストの可能性が高い検出対象の位置をゴースト判定信号として、後段の分類処理部６１２に出力する。
なお、図１８は、第３の実施の形態に係る、時点ｔ０におけるレーダシステムの一例を模式的に示す図である。図１９は、第３の実施の形態に係る、時点ｔ１におけるレーダシステムの一例を模式的に示す図である。
ここで、レーダ装置１０１ｂは、移動中に、時点ｔ０で検知した実在反射物２０２を記憶し（図１８）、次に、時点ｔ１で検出された鏡面反射物２０４によって、時点ｔ１でレーダ装置１０１ｂの検知エリア２０７外に位置する実在反射物２０２が、ゴーストを発生させるか否かを判断する（図１９）。
レーダ装置１０１ｂのレーダ信号処理部６０２は、例えば、時点ｔ０で検知した実在反射物２０２、時点ｔ１で検知した鏡面反射物２０４及び、候補反射物１９０３をマップ生成部２１０１に入力する。マップ生成部２１０１は、図１９に示すようなマップを生成する。補助反射物検出部６１０ｂは、検出された主反射物（鏡面反射物２０４）と時点ｔ０で検知した実在反射物２０２とに対して、補助反射物として機能する反射物を検出する。なお、図１９においては、補助反射物は検出されない。シャドーウィング判定部６１１ｂは、マップからゴーストが存在すると予想される方向（マルチパス反射点２０５）において、異なる仰角における反射波の信号レベルの変位を比較し、ゴースト反射物がゴーストか否かを判断してもよい。
例えば、候補反射物１９０３がゴーストであり、鏡面反射物２０４の反射面が地面に対してほぼ垂直であり、地面がほぼ水平であると仮定すると、鏡面反射物２０４の高さよりも低い仰角において、検知エリア外の実在反射物２０２からの反射波が強く、鏡面反射物２０４の高さよりも高い仰角において、検知エリア外の実在反射物２０２からの反射波が弱くなるため、シャドーウィング判定部６１１ｂは、候補反射物１９０３がゴーストであると判断してもよい。
これに対して、仮に候補反射物１９０３が実在反射物である場合、鏡面反射物２０４の高さよりも低い仰角において、候補反射物１９０３からの反射波が弱く、鏡面反射物２０４の高さよりも高い仰角において、候補反射物１９０３からの反射波が強くなるため、シャドーウィング判定部６１１ｂは、候補反射物１９０３がゴーストでなく実在反射物であると判断してもよい。
図１８、図１９においては、シャドーウィング判定部６１１ｂは、補助反射物が検出されないため、不定状態の判定信号を出力する。幾何学的ゴースト判定部２１０２は、シャドーウィング判定部６１１ｂからの出力信号が、不定状態を示しているので、マップ生成部２１０１の出力信号を基に、候補反射物１９０３がゴーストであるか否かの判定を行う。
幾何学的ゴースト判定部２１０２は、主反射物検出部６０３ｂの出力信号から求めた鏡面反射物２０４に関する情報と、マップ上に表示される実在反射物２０２と候補反射物１９０３との位置関係から、候補反射物１９０３がマルチパス反射点２０５を反射点とする、実在反射物２０２のゴーストの位置に対応しているか否かを判定の基準とする。例えば、幾何学的ゴースト判定部２１０２は、候補反射物１９０３が、レーダ装置１０１ｂとマルチパス反射点２０５を結ぶ直線上に位置していて、マルチパス反射点２０５から候補反射物１９０３までの距離が、マルチパス反射点２０５から実在反射物２０２までの距離に等しいか否かを確認する。この条件にあてはまる場合、幾何学的ゴースト判定部２１０２は、候補反射物１９０３がゴーストである確率が高いと判定する。
なお、図１９においては、レーダ装置１０１ｂは、時点ｔ０から時点ｔ１まで観測した結果を用いて、一つのマップを作成することで、あたかも、検知エリア内に二つの反射物と鏡面反射物が存在している図１と同様の状況を作り出すことが出来るため、前述の通り、幾何学的判定が可能となる。また、本幾何学的ゴースト判定手段に加え、異なる仰角における反射波の信号レベルの変位を比較する手段と組み合わせることも好適である。
次に、補助反射物を用いてゴースト判定する方法について説明する。図２０は、第３の実施の形態に係る、時点ｔ０におけるレーダシステムの他の一例を模式的に示す図である。図２１は、第３の実施の形態に係る、時点ｔ１におけるレーダシステムの他の一例を模式的に示す図である。
レーダ装置１０１ｂが直進しているものと仮定し、図２０に示すように、時点ｔ０における検知エリア１７０１の中に、２つの実在反射物２０２、１９０１が直接波経路にて観測される場合、補助反射物検出部６１０ｂは、実在反射物１９０１を補助反射物として扱ってもよい。
レーダ装置１０１ｂのシャドーウィング判定部６１１ｂは、図２１に示すように、時点ｔ１において検出された鏡面反射物２０４によって、検知エリア１７０１外に位置する実在反射物２０２、１９０１によるゴーストが発生するか否かを判断する。
図２０に示すように、検知エリア１７０１外に位置する実在反射物２０２のマルチパス経路の延長線上の位置に、さらに別の実在反射物１９０１が存在する場合、実在反射物２０２によって、マルチパス経路においてシャドーウィングが発生し、実在反射物１９０１の信号レベルが変動する。そして、この信号レベルの変動はゴーストとして、ゴースト反射物２００２の位置に現れることとなる。
次に、レーダ装置１０１ｂにおいて、時点ｔ０において、補助反射物検出部６１０ｂは、実在反射物１９０１を補助反射物と判断する。シャドーウィング判定部６１１ｂは、記憶した実在反射物２０２、１９０１の位置情報、時点ｔ１におけるマルチパス反射点２０５での複数の仰角のそれぞれにおける反射波の信号レベルの比較結果に基づいて、時点ｔ１において、ゴースト反射物２００２の受信信号においてシャドーウィングが発生している否かを示す判定信号を幾何学的ゴースト判定部２１０２に出力する。
幾何学的ゴースト判定部２１０２は、図２１の時点ｔ１において、シャドーウィング判定部６１１ｂからの出力信号が、シャドーウィングがあることを示すものである場合、実施の形態１とは異なり、主反射物検出部６０３ｂ、マップ生成部２１０１の出力信号、時点ｔ１におけるマルチパス反射点２０５での複数の仰角のそれぞれにおける反射波の信号レベルの比較結果に基づいて、判定対象であるゴースト反射物２０３、２００２をゴーストであると判定する。
以上より、レーダ装置１０１ｂの自己位置を推定し、移動に伴うマップを形成することで、幾何学的に判断可能な範囲が広がる。この様に、レーダ装置１０１ｂは、範囲が広がった領域において、総合的にゴーストであるか否かを判断することも好適である。
例えば、幾何学的ゴースト判定部２１０２は、図２１に示される様なマップの場合、時点ｔ１で検出されたゴースト反射物２０３及びゴースト反射物２００２はゴーストの可能性が高いとするゴースト判定信号を出力する。これは、シャドーウィング判定部６１１にて、ゴースト反射物２００２にシャドーウィングが発生していると認められるものの、鏡面反射物２０４及び、時点ｔ０にて検出された実在反射物２０２と実在反射物１９０１との位置関係、時点ｔ１におけるマルチパス反射点２０５での複数の仰角のそれぞれにおける反射波の信号レベルの比較結果、から、ゴースト反射物２０３は実在反射物２０２のゴーストであり、ゴースト反射物２００２は実在反射物１９０１のゴーストである確率が高いと判断出来るためである。
あるいは、図１９に示される様なマップの場合、レーダ装置１０１ｂと鏡面反射物のマルチパス反射点２０５を結ぶ直線上には、ゴースト反射物２０３よりも遠方には他の検出結果が存在しないため、シャドーウィング判定部６１１は、ゴーストが発生しないと判定する。しかし、時点ｔ０にて検出された実在反射物２０２と鏡面反射物２０４との位置関係、時点ｔ１におけるマルチパス反射点２０５での複数の仰角のそれぞれにおける反射波の信号レベルの比較結果、から、ゴースト反射物２０３が実在反射物２０２のゴーストである可能性が高いため、幾何学的ゴースト判定部２１０２は、ゴースト判定信号を後段の分類処理部６１２に出力する。
従って、本実施の形態では、レーダ装置１０１ｂの移動により補助反射物を特定の位置に設置することが困難な場合に、レーダ装置１０１ｂは、レーダ装置１０１ｂの移動に伴う位置情報と、過去のレーダ検出結果とを保持したマップを形成することで、現時点において判定対象がゴーストであるか否かを判定することができる。
さらに、レーダ装置１０１ｂは、検知エリア２０７外の実在反射物２０２のマルチパス経路の延長線上に位置する別の実在反射物２９０１の信号レベルの変動から、判定対象がゴーストか否かを判定した結果を、警告判定部に入力することもできる。
以上より、レーダ装置１０１ｂは、鏡面反射物２０４を反射点とするマルチパスによって引き起こされるゴーストと、レーダ装置１０１ｂからの距離が鏡面反射物２０４の反射点よりも遠方に存在する実在反射物と、を区別することが出来るため、ゴーストによる誤検知を防止するレーダ装置が実現される。レーダ装置１０１ｂを、例えば、インフラレーダとして道路灯に組み込む、又はセンサとして不審者侵入検知監視システムとして組込むことで、交通事故予防のために警告を発すべき状況である場合や、不審者の侵入といった事態を捉えることが可能となる。
なお、不審者侵入検知監視システムは、インフラレーダと比べ、監視対象が多岐にわたり、インフラレーダにおいて主に鏡面反射物となるガードレール以外にも様々な鏡面反射物が存在することが想定される。そして、不審者侵入検知監視システムは、この鏡面反射物の反射点よりも遠方の位置で反射物が実在する可能性があるため、ゴーストであるか、実在反射物であるかの判定を行う。
ここで、不審者侵入検知監視システムは、検知エリア内に反射物を検知し、その反射物を不審者と判定した場合、通報を実行する。一方で、不審者侵入検知監視システムは、検知エリア外に位置する物のゴーストを、不審者と誤判定することを極力回避することが求められる。
そこで、本開示によるレーダ装置を不審者侵入検知監視システムに用いることで、ゴーストの誤検知を防止することができ、システムの信頼性を保つことが可能となる。
以上の説明において、各構成要素に用いる「・・・部」という表記は、「・・・回路（circuitry）」、「・・・デバイス」、「・・・ユニット」、又は、「・・・モジュール」といった他の表記に置換されてもよい。
以上、図面を参照しながら各種の実施形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。また、開示の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。
上記各実施形態では、本開示はハードウェアを用いて構成する例にとって説明したが、本開示はハードウェアとの連携においてソフトウェアでも実現することも可能である。
また、上記各実施形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には、入力端子および出力端子を有する集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサを用いて実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＬＳＩ内部の回路セルの接続又は設定を再構成可能なリコンフィギュラブル プロセッサ（Reconfigurable Processor）を利用してもよい。
＜実施の形態のまとめ＞
本開示の一実施例に係るレーダ装置は、レーダ信号を送信する送信部と、前記レーダ信号の反射波を用いて、検知エリア内の主反射物を検出する主反射物検出部と、前記検知エリア外の反射物と前記主反射物とによるゴーストが位置する検知エリア内の主エリアを判定するエリア判定部と、前記レーダ信号の反射波の受信信号を用いて、前記主エリア内にて、レーダ装置と前記主反射物とを結ぶ直線の延長線上であり、前記主反射物よりも遠方の補助反射物の位置を検出する補助反射物検出部と、を具備する。
本開示の一実施例において、前記補助反射物検出部は、前記補助反射物の検出後に追加された補助反射物の位置を検出する。
本開示の一実施例において、前記レーダ装置は、前記補助反射物の反射波を受信した信号レベルを観測し、前記信号レベルの変動の発生が所定値以下の場合、前記主エリア内で検出され、前記主反射物と前記補助反射物との間に位置する判定対象が、前記ゴーストであると判定するシャドーウィング判定部と、を含む。
本開示の一実施例において、前記レーダ装置は、前記ゴーストが発生する補助エリアを抽出し、前記補助エリアのうち、前記検知エリア外の前記反射物により前記ゴーストが発生する前記主エリアを抽出するエリア指定部と、を含む。
本開示の一実施例において、前記レーダ装置は、ドローンを検出するドローン検出部と、前記ドローンの位置が予め規定された前記主エリアの内か外かを判定するエリア内判定部と、を含み、前記エリア判定部は、前記ドローンの位置が前記主エリア外である場合、前記ドローンからの反射波を用いて、前記主エリアを判定する。
本開示の一実施例に係るレーダシステムは、レーダ信号を送信して、検知エリア外の反射物からの反射波によるゴーストを判定するレーダ装置と、前記検知エリアの内に配置された補助反射物と、を含み、前記レーダ装置は、前記レーダ信号の反射波を用いて、前記検知エリア内の主反射物を検出し、前記検知エリア外の前記反射物と前記主反射物とによる前記ゴーストが位置する検知エリア内の主エリアを判定し、前記レーダ信号の反射波の受信信号を用いて、前記主エリア内にて、前記レーダ装置と前記主反射物とを結ぶ直線の延長線上であり、前記主反射物よりも遠方の前記補助反射物の位置を検出する。
本開示の一実施例において、前記レーダ装置は、前記補助反射物の検出後に追加された補助反射物の位置を検出する。
本開示の一実施例において、前記レーダ装置は、前記補助反射物の反射波を受信した信号レベルを観測し、前記信号レベルの変動の発生が所定値以下の場合、前記主エリア内で検出され、前記主反射物と前記補助反射物との間に位置する判定対象が、前記ゴーストであると判定する。
本開示はミリ波帯などの無線信号を用いたレーダ装置に利用できる。
１０１ レーダ装置
１０２、２０２、３０３、１９０１ 実在反射物
１０３、２０３、２００２ ゴースト反射物
１０４、２０４、３０４、１００２、１５０２ 鏡面反射物
１０５、２０５ マルチパス反射点
１０６、２０６ 直接波経路
１０７ａ、１０７ｂ、２０８ マルチパス経路
１０８、２０７、３０７、１００３、１５０１ａ、１５０１ｂ、１５０１ｃ、１７０１ 検知エリア
４０１、５０１ 補助反射物
６０１ アンテナ
６０２ レーダ信号処理部
６０３ 主反射物検出部
６０８ エリア指定部
１６１１、６０９ エリア内判定部
６１０ 補助反射物検出部
６１１ シャドーウィング判定部
６１２ 分類処理部
１００４ ゴースト発生エリア
１１０１ グリッドイメージ
１２０１ グリッド
１３０１ 警告対象エリア
１５０４ ドローン
１６０６ ゴースト検出部
１６０８ ゴースト発生位置記憶部
１６０９ ドローン検出部
１６１２ ドローン制御部
１９０３ 候補反射物（ゴーストまたは実在）
２１０１ マップ生成部
２１０２ 幾何学的ゴースト判定部

Claims (13)

  1. レーダ信号を送信する送信部と、
    前記レーダ信号の反射波を用いて、検知エリア内の主反射物を検出する主反射物検出部と、
    前記検知エリア外の反射物と前記主反射物とによるゴーストが位置する検知エリア内の主エリアを判定するエリア判定部と、
    前記レーダ信号の反射波の受信信号を用いて、前記主エリア内にて、レーダ装置と前記主反射物とを結ぶ直線の延長線上であり、前記主反射物よりも遠方の補助反射物の位置を検出する補助反射物検出部と、
    前記補助反射物の反射波を受信した信号レベルを観測し、前記信号レベルの変動の発生が所定値以下の場合、前記主エリア内で検出され、前記主反射物と前記補助反射物との間に位置する判定対象が、前記ゴーストであると判定するシャドーウィング判定部と、
    を含むレーダ装置。
  2. 前記補助反射物検出部は、
    前記補助反射物の検出後に追加された補助反射物の位置を検出する、
    請求項１に記載のレーダ装置。
  3. 前記補助反射物検出部が、前記主エリアの前記延長線上に前記補助反射物を検出しない場合、前記シャドーウィング判定部は、前記判定対象が前記ゴーストでないと判定する、
    請求項１または２に記載のレーダ装置。
  4. 前記ゴーストが発生する補助エリアを抽出し、前記補助エリアのうち、前記検知エリア外の前記反射物により前記ゴーストが発生する前記主エリアを抽出するエリア指定部、を含む、
    請求項１から３のいずれか１つに記載のレーダ装置。
  5. 前記エリア判定部は、前記主エリアを、前記検知エリア外を飛行するドローンのドップラ成分に基づいて判定する、
    請求項１から４のいずれか１つに記載のレーダ装置。
  6. レーダ信号を送信して、検知エリア外の反射物からの反射波によるゴーストを判定するレーダ装置と、
    前記検知エリアの内に配置された補助反射物と、
    を含み、
    前記レーダ装置は、
    前記レーダ信号の反射波を用いて、前記検知エリア内の主反射物を検出し、
    前記検知エリア外の前記反射物と前記主反射物とによる前記ゴーストが位置する検知エリア内の主エリアを判定し、
    前記レーダ信号の反射波の受信信号を用いて、前記主エリア内にて、前記レーダ装置と前記主反射物とを結ぶ直線の延長線上であり、前記主反射物よりも遠方の前記補助反射物の位置を検出し、
    前記補助反射物の反射波を受信した信号レベルを観測し、
    前記信号レベルの変動の発生が所定値以下の場合、前記主エリア内で検出され、前記主反射物と前記補助反射物との間に位置する判定対象が、前記ゴーストであると判定する、
    レーダシステム。
  7. 前記レーダ装置は、前記補助反射物の検出後に追加された補助反射物の位置を検出する、
    請求項６に記載のレーダシステム。
  8. 前記レーダ装置は、
    前記主エリアの前記延長線上に前記補助反射物を検出しない場合、前記判定対象が前記ゴーストでないと判定する、
    請求項６または７に記載のレーダシステム。
  9. レーダ信号を送信し、
    前記レーダ信号の反射波を用いて、検知エリア内の主反射物を検出し、
    前記検知エリア外の反射物と前記主反射物とによるゴーストが位置する検知エリア内の主エリアを判定し、
    前記レーダ信号の反射波の受信信号を用いて、前記主エリア内にて、レーダ装置と前記主反射物とを結ぶ直線の延長線上であり、前記主反射物よりも遠方の補助反射物の位置を検出し、
    前記補助反射物の反射波を受信した信号レベルを観測し、前記信号レベルの変動の発生が所定値以下の場合、前記主エリア内で検出され、前記主反射物と前記補助反射物との間に位置する判定対象が、前記ゴーストであると判定する、
    物体判定方法。
  10. 前記補助反射物の検出後に追加された補助反射物の位置をさらに検出する、
    請求項９に記載の物体判定方法。
  11. 前記主エリアの前記延長線上に前記補助反射物を検出しない場合、前記判定対象は前記ゴーストでないと判定される、
    請求項９または１０に記載の物体判定方法。
  12. 前記主エリアは、
    前記ゴーストが発生する補助エリアのうち、前記検知エリア外の前記反射物により前記ゴーストが発生するエリアである、
    請求項９から１１のいずれか１つに記載の物体判定方法。
  13. 前記主エリアは、前記検知エリア外を飛行するドローンのドップラ成分に基づいて判定される、
    請求項９から１２のいずれか１つに記載の物体判定方法。
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