JPH09257919A

JPH09257919A - 領域監視方法及びその装置

Info

Publication number: JPH09257919A
Application number: JP8146085A
Authority: JP
Inventors: Shoichi Negami; 昭一根上; Toshitaka Hara; 敏孝原; Motoharu Tanaka; 基晴田中; Haruhiko Ishizu; 晴彦石津
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 1995-08-03
Filing date: 1996-06-07
Publication date: 1997-10-03

Abstract

(57)【要約】【課題】スペクトラム拡散方式のレーダを用いて、所
定エリア内の被監視物体を検知する。【解決手段】スペクトラム拡散方式を用いて、エリア
Ａ内に存在する被監視物体３を検出するエリア監視方法
において、２つのレーダ１，２を異なる位置に配設し、
各レーダはエリア内の分割領域Ｂ〜Ｄを監視し、自装置
の監視する分割領域に、他のレーダとは異なるＰＮ符号
によって帯域を拡散された電波を走査して送信し、電波
に対する被監視物体からの反射波を受信するとともに、
ＰＮ符号の遅延時間をレーダからエリアの距離に対応し
た時間に設定し、各レーダでの相関の有無に基づいて被
監視物体の存在する分割領域を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スペクトラム拡散
方式によるレーダ装置を用いて、所望領域内の物体を監
視する領域監視方法及びその装置に関し、特に所望領域
内の物体の存在検知、相対速度測定及び物体までの測距
を行う領域監視方法及びその装置に関する。

【０００２】

【関連する背景技術】従来、この種の領域監視装置は、
例えば図３６に示すように、踏切Ｎで使用されており、
踏切Ｎ内の物体を監視するものがあった。上記領域監視
装置では、踏切Ｎ内の所定位置に、レーザや赤外線を用
いた送信局ＴXと受信局ＲXを配設し、一対の送信局Ｔ
X、受信局ＲX間のレーザや赤外線が遮断された場合に、
警報を発して踏切Ｎ内に侵入した物体を監視していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記領域監
視装置では、踏切等の広い領域の中でレーザや赤外線の
細いビーム部分でしか、被監視物体を検知することがで
きず、未検知領域が広く、所定領域内の被監視物体を正
確に検知できないという問題点があった。また、降雨量
の増加、霧、降雪等の気象条件下では、上記ビームが雨
滴、霧、雪で散乱され、減水が激しくなって使用できな
いという問題点もあった。

【０００４】本発明は上記問題点に鑑みなされたもの
で、スペクトラム拡散方式のミリ波レーダを用いて、所
定領域内の被監視物体を正確に検知することができる領
域監視方法及びその装置を提供することを目的とする。
また、本発明の他の目的は、被監視物体が存在する領域
内の分割領域を正確に検知することにある。

【０００５】また、本発明の他の目的は、気象条件に影
響されずに、被監視物体を正確に検知することにある。
さらに、本発明の他の目的は、監視領域内における被監
視物体の挙動計測を可能にすることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、疑似雑音符号発生回路からの疑似雑音
符号によって帯域を拡散された電波を送信側から送信
し、この電波に対する被監視物体からの反射波を受信側
で受信し、この反射波に基づいて被監視物体を検知する
レーダを用いた領域監視方法において、例えば２つのレ
ーダを異なる位置に配設し、各レーダは所定領域を監視
し、この領域に、他のレーダとは異なる疑似雑音符号に
よって帯域を拡散された電波をそれぞれ送信側から送信
し、この電波に対する被監視物体からの反射波をそれぞ
れ受信側で受信するとともに、前記疑似雑音符号を順次
遅延させて該反射波との相関をとり、該相関がとれた時
の該疑似雑音符号の遅延時間に応じて各レーダから被監
視物体までの距離を測距し、この距離に基づいて、例え
ば三角法等によって被監視物体の所定領域内の位置を特
定する領域監視方法が提供される。

【０００７】請求項２，３では、例えば２つのレーダを
監視領域に対して異なる位置に配設し、該各レーダは監
視領域内の所定分割領域を監視し、自装置の監視する前
記分割領域に、他のレーダとは異なる疑似雑音符号によ
って帯域を拡散された電波を走査してそれぞれ送信し、
該電波に対する前記被監視物体からの反射波をそれぞれ
受信するとともに、疑似雑音符号の１チップ長を、前記
電波が前記領域の幅の半分の距離を進む時間幅に設定
し、前記反射波と相関をとる遅延疑似雑音符号の遅延時
間を前記領域の中央地点で最大の相関値になるように設
定し、前記各レーダでの相関の有無に基づいて前記被監
視物体の存在する前記分割領域を検出する。

【０００８】請求項４では、レーダは、前記分割領域の
うち、前記他のレーダが監視する分割領域と同一の分割
領域及び異なる分割領域を監視して、各レーダでの相関
のとれ方で被監視物体の存在する分割領域を検出するこ
とが好ましい。請求項５では、レーダは、例えばアンテ
ナの走査角度で送信する電波の走査領域を分割すること
で、自装置の監視する分割領域を特定することが好まし
い。

【０００９】請求項６では、電波の反射波の強さは、物
体の電波反射率によって変化することを考慮し、レーダ
は、前記受信された反射波の電波強度を検出し、該電波
強度に応じて領域内に存在する被監視物体を分類する。
請求項７，８では、複数のスペクトラム拡散方式のミリ
波レーダを、監視領域に対して互いが前記監視領域全体
を補足する異なる位置に個別に配設し、該各レーダは前
記監視領域のうちの所定領域を監視し、該所定領域に、
疑似雑音符号によって帯域を拡散された電波をそれぞれ
送信し、該電波に対する前記被監視物体からの反射波を
それぞれ受信するとともに、前記疑似雑音符号を遅延さ
せて該反射波との相関をとり、該相関がとれた時の該疑
似雑音符号の遅延時間に応じて該各レーダから前記被監
視物体までの距離を測距し、該距離に基づいて、前記被
監視物体の所定領域内の位置を特定し、又は前記相関が
とれた反射波に基づいて前記被監視物体の存在する領域
を特定する。

【００１０】請求項９では、レーダは、少なくとも隣接
する前記所定領域を監視する他のレーダとは異なる疑似
雑音符号によって帯域を拡散された電波を送信する。請
求項１０では、レーダは、送信する電波のビーム幅又は
受信する電波のビーム幅のいずれか一方を分割すること
で、前記監視領域のうちの自装置の監視する所定領域を
特定する。

【００１１】請求項１１では、レーダは、自装置が監視
する前記所定領域の被監視物体の検知に用いる疑似雑音
符号とは別に、少なくとも隣接する前記所定領域を監視
する他のレーダと同一の疑似雑音符号を発生させ、当該
疑似雑音符号によって帯域を拡散された電波と相関をと
ることにより、該他のレーダの送信状態を評価する。請
求項１２では、スペクトラム拡散方式を用いて、被監視
物体を検知する領域監視装置において、異なる位置に配
設される例えば２つのレーダを有し、前記各レーダは、
監視する所定領域に、他のレーダとは異なる疑似雑音符
号によって帯域を拡散された電波をそれぞれ送信する送
信手段と、該電波に対する前記被監視物体からの反射波
をそれぞれ受信する受信手段と、相関をとる際、疑似雑
音符号を順次遅延させる遅延手段と、前記遅延される疑
似雑音符号と前記反射波の相関をとる相関手段と、前記
相関がとれた時の前記疑似雑音符号の遅延時間に応じて
前記被監視物体までの距離を測距する測距手段と、前記
測距された各レーダから前記被監視物体までの距離に基
づいて該被監視物体の領域内の位置を判断する位置判断
手段とを備えた領域監視装置が提供される。

【００１２】請求項１３では、監視領域に対して異なる
位置に配設される例えば２つのレーダを有し、前記各レ
ーダは、監視する監視領域内の分割領域に、他のレーダ
とは異なる疑似雑音符号によって帯域を拡散された電波
をそれぞれ送信する送信手段と、前記レーダから領域の
距離に対応した時間だけ、予め疑似雑音符号を遅延させ
る遅延手段と、前記電波に対する前記被監視物体からの
反射波をそれぞれ受信する受信手段と、前記遅延された
疑似雑音符号と前記反射波の相関をとる相関手段と、前
記各レーダの相関の有無に基づいて前記被監視物体の存
在する前記分割領域を検出する検出手段とを備える。

【００１３】請求項１４，１５では、監視領域に対して
互いが前記監視領域全体を補足する異なる位置に個別に
配設され、該監視領域のうちの所定領域を監視する複数
のレーダを有し、前記各レーダは、該監視する所定領域
に、疑似雑音符号によって帯域を拡散された電波をそれ
ぞれ送信する送信手段と、該電波に対する前記被監視物
体からの反射波をそれぞれ受信する受信手段と、前記疑
似雑音符号を遅延させる遅延手段と、前記遅延される疑
似雑音符号と前記反射波の相関をとる相関手段と、前記
相関がとれた時の前記疑似雑音符号の遅延時間に応じて
前記各レーダから前記被監視物体までの距離を測距する
測距手段と、前記測距された距離に基づいて該被監視物
体の所定領域内の位置を判断し、又は前記相関がとれた
反射波に基づいて前記被監視物体の存在する領域を判断
する判断手段とを備え、未検知の領域が狭くなり、所定
領域内の被監視物体を検知する。

【００１４】請求項１６では、送信手段は、少なくとも
隣接する所定領域を監視する他のレーダとは異なる疑似
雑音信号によって帯域を拡散された電波を送信すること
により、被監視物体の存在する領域を検知する。請求項
１７では、レーダは、送信手段が送信する電波のビーム
幅又は受信手段が受信する電波のビーム幅のいずれか一
方を分割することで、前記監視領域のうちの自装置の監
視する所定領域を特定することにより、被監視物体の存
在する領域を特定する。

【００１５】請求項１８では、レーダは、自装置が監視
する前記所定領域の被監視物体の検知に用いる疑似雑音
符号とは別に、少なくとも隣接する前記所定領域を監視
する他のレーダと同一の疑似雑音符号を発生させる疑似
雑音符号発生回路と、当該疑似雑音符号によって帯域を
拡散された電波と相関をとることにより、該他のレーダ
の送信状態を評価する評価回路とを備えることにより、
互いのレーダが正常に作動しているか否か判断する。

【００１６】請求項１９では、位置判断手段は、各所定
領域に対応する信号処理手段からの相関信号の情報（相
関信号の強度に関する情報）を、一定時間間隔で、各レ
ーダ及び各遅延時間毎に記憶する相関信号記憶部を有
し、該相関信号記憶部に記憶された相関信号の情報に基
づいて、前記被監視物体の所定領域内の位置を判断する
ことにより、所定領域内における被監視物体の挙動を計
測することが可能となり、所定領域内の被監視物体を正
確に検知する。

【００１７】請求項２０，２１では、信号処理手段は、
予め設定された閾値以上の相関信号を対応する前記疑似
雑音信号の遅延時間とともに前記位置判断手段に出力
し、位置判断手段は、前記信号処理手段に設定される相
関信号の閾値を可変に制御することにより、被監視物体
の形態（車輌の種別）の判定、所定領域内における挙動
を計測することが可能となる。

【００１８】請求項２２，２３では、相関信号記憶部に
は、所定領域に存在する前記検知する被監視物体以外の
存在物（例えば設置物で、追加設置される設置物も含
む）に対応する前記信号処理手段からの相関信号の情報
を予め記憶させ、位置判断手段は、前記被監視物体を検
知する際に、前記記憶された存在物に対応する前記信号
処理手段からの相関信号の情報を比較情報として用い
て、前記被監視物体の所定領域内の位置を判断すること
により、被監視物体の検知においてレーダ検知される存
在物の悪影響を除去する。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明に係る領域監視方法及びそ
の装置の実施例を図１乃至図３５の図面に基づいて説明
する。なお、以下に示す実施例では、レーダが２個の場
合を説明する。図１は、本発明に係る領域監視方法の第
１実施例を説明するための概念図である。図１におい
て、２台のレーダ１，２は、所定間隔離れた位置にそれ
ぞれ配設されており、監視対象となる監視エリアＡを網
羅するように、スペクトラム拡散方式により電波を所定
角度θ走査して、エリアＡに送信し、このエリアＡ内に
存在する被監視物体ｘ1を検知している。この実施例で
は、２台のレーダ１，２は、同じ方向を向いて、電波の
送信及び受信を行っている。

【００２０】なお、これらレーダ１，２をお互いが向か
い合うように配設すると、他方のレーダの送信電波を、
一方のレーダが直接受けてしまう。このため、各レーダ
は、自装置の電波に対する反射波を受信できなくなる場
合があるので、この実施例のごとく、同じ方向に向けて
配設することが望ましい。これにより、第１実施例で
は、エリアＡを３つの分割領域Ｂ〜Ｄに分割して監視す
ることができる。すなわち、レーダ１は、分割領域Ｂ，
Ｃを監視対象とし、レーダ２は、分割領域Ｃ，Ｄを監視
対象としており、被監視物体が、分割領域Ｂに存在する
場合には、レーダ１のみがこれを検知し、分割領域Ｃに
存在する場合には、レーダ１，２がこれを検知し、また
分割領域Ｄに存在する場合には、レーダ２のみがこれを
検知している。

【００２１】この領域監視方法を実現させるスペクトラ
ム拡散方式のレーダを用いた領域監視装置は、図２のブ
ロック図のように構成される。図２において、領域監視
装置は、レーダ１，２と、レーダ１，２から出力される
相関の有無を示す信号に基づいて分割領域を判断する物
体位置判断部５とから構成されている。レーダ１，２
は、所定周波数を発生させる発振回路１１，２１と、所
定の疑似雑音符号（以下、「ＰＮ符号」という。）を発
生させる疑似雑音符号発生回路１２，２２と、ＰＮ符号
によって所定周波数を拡散させるリング型変調回路１
３，２３と、送信用アンテナ１４，２４と、疑似雑音符
号発生回路からのＰＮ符号を所定時間遅延させる遅延回
路１５，２５と、受信用アンテナ１６，２６と、被監視
物体ｘ1からの反射波を受信して逆拡散するリング型変
調回路１７，２７と、逆拡散された反射波の直流成分を
積分して相関をとる積分回路１８，２８とからそれぞれ
構成されている。なお、図中、２つの被監視物体ｘ1
は、同一物体を示す。

【００２２】疑似雑音符号発生回路１２，２２は、図３
（ａ）に示すように、ある単位のビット列（エポック）
から構成されるＰＮ符号を発生させている。なお、疑似
雑音符号発生回路１２からのＰＮ符号と、疑似雑音符号
発生回路２２からのＰＮ符号とは、異なる構成からなっ
ている。リング型変調回路１３，２３は、疑似雑音符号
発生回路１２，２２からＰＮ符号が入力すると、このＰ
Ｎ符号によって発振回路１１，２１からの所定周波数を
拡散し、図４（ａ）に示すスペクトルを出力する。な
お、図４に示されるスペクトルは、横軸を周波数、縦軸
をパワーとしたものである。

【００２３】送信用アンテナ１４，２４は、図示しない
駆動手段によって、回動しており、上記スペクトルの出
力を電波として所定角度θ走査してエリアＡに出力して
いる。なお、出力される電波は、レーダとして最適な周
波数を有するミリ波帯の高周波信号からなっている。受
信用アンテナ１６，２６は、被監視物体ｘ1からの反射
波を受信するように、送信用アンテナ１４，２４と連動
して回動している。なお、受信されたＰＮ符号は、図３
（ｂ）のタイミングで取り込まれている。

【００２４】遅延回路１５，２５は、疑似雑音符号発生
回路１２，２２からのＰＮ符号を、図３（ｃ）に示すよ
うに、物体位置判断部５の制御によって所定時間遅延さ
せてエリアＡ内での相関がとれるようにしている。リン
グ型変調回路１７，２７は、被監視物体ｘ1からの反射
波を受信して、遅延回路１５，２５で上述のごとく遅延
されたＰＮ符号によって逆拡散（集中）させている。す
なわち、受信されたＰＮ符号と遅延されたＰＮ符号との
相関がとれた場合には、図４（ｂ）に示すように、鋭い
ピークの立ったスペクトルがリング型変調回路１７，２
７から出力され、上記相関がとれない場合には、上記ピ
ークのないスペクトルがリング型変調回路１７，２７か
ら出力されることになる。

【００２５】積分回路１８，２８は、逆拡散された出力
スペクトルの直流成分を積分して、その積分値を相関値
の値として相関を判断している。すなわち、積分回路１
８，２８の相関値のレベルは、相関がとれている場合に
は、レベルが高くなり、相関がとれていない場合には、
レベルが低くなるので、相関値に対してあるレベルの閾
値を設定すれば、相関の有無を判断することができる。

【００２６】なお、本発明では、上記積分回路の代わり
に、ピークをもつスペクトルを検出可能な周波数にまで
ダウンコンバートして検出するスペクトル監視装置１
９，２９を用いることも可能である。このスペクトル監
視装置１９，２９は、同一構成なので、ここでは説明の
都合上、スペクトル監視装置１９の構成について説明す
る。スペクトル監視装置１９は、図５に示すように、発
振回路１１からの周波数とダウンコンバートして出力す
る周波数の差の周波数を発振出力する発振回路１９ａ
と、図４（ｂ）に示すようなスペクトルの出力と発振回
路１９ａからの発振出力をミキシングして所定周波数に
ダウンコンバートするリング型変調回路１９ｂと、リン
グ型変調回路１９ｂからの出力と予め設定した閾値との
比較を行い、その比較結果を相関有無の判断値として出
力する比較器１９ｃとから構成されている。

【００２７】物体位置判断部５は、積分回路１８，２８
（又はスペクトル監視装置１９，２９）から入力する相
関の有無を示す信号に基づいて分割領域を判断する。す
なわち、物体位置判断部５は、積分回路１８（又はスペ
クトル監視装置１９）からのみ相関の有を示す信号が入
力した時には、被監視物体ｘ1がエリアＡの分割領域Ｂ
に存在すると判断し、各積分回路１８，２８（又は各ス
ペクトル監視装置１９，２９）から相関の有を示す信号
が入力した時には、被監視物体ｘ1が分割領域Ｃに存在
すると判断し、また積分回路２８（又はスペクトル監視
装置２９）からのみ相関の有を示す信号が入力した時に
は、被監視物体ｘ1が分割領域Ｄに存在すると判断す
る。

【００２８】従って、本実施例では、各レーダは異なる
ＰＮ符号によるスペクトラム拡散方式を用いて電波を所
定領域に送信し、一方のレーダの電波に対する反射波が
他方のレーダに到達しても、検知しないようにすること
で、複数のレーダで監視できる領域を限定するので、被
監視物体の存在する分割領域を正確に特定することがで
きる。

【００２９】また本実施例では、高い精度及び分解能で
位置検出を行う場合、ＰＮ符号のチップの速度を速めれ
ば良い。すなわち、上述したスペクトラム拡散方式で
は、送信ＰＮ符号（遅延されたＰＮ符号）と受信ＰＮ符
号の符号及びビット列が一致した時（相関がとれた時）
にのみ、スペクトルが集中する性質があり、受信したＰ
Ｎ符号と送信ＰＮ符号を遅延させたＰＮ符号が１ビット
以上ずれた場合には、相関がとれない性質があるからで
ある。従って、ＰＮ符号のチップ速度を速めれば、相関
がとれる時間幅が短くなり（相関のとれる距離幅が短く
なる）、これによって高い精度及び分解能で位置検出を
行うことができる。

【００３０】また、本発明に係る領域監視方法では、領
域を更に細かく分割して監視することも可能である。例
えば、図６の第２実施例に示すように、各レーダ１，２
の電波の走査角度θを、走査角度θ1，θ2に分けて、各
レーダ１，２の電波を走査するように構成する。そし
て、走査角度θ1で送信される電波をビーム１とし、走
査角度θ2で送信される電波をビーム２とする。ただ
し、ビーム１及びビーム２は、各レーダ毎に同じＰＮ符
号で帯域拡散された電波であり、レーダが異なれば異な
るＰＮ符号を使用する。

【００３１】本実施例では、エリアＡ（第１実施例と同
じ）をさらに細かい領域Ｅ〜Ｋに分割して、被監視物体
が領域Ｅ〜Ｋのいずれに存在するかを判定することがで
きる。すなわち、レーダ１が、ビーム１によって監視で
きる領域は領域Ｅ，Ｆで、ビーム２によって監視できる
領域は領域Ｇ〜Ｉであり、レーダ２が、ビーム１によっ
て監視できる領域は領域Ｆ，Ｈ，Ｊで、ビーム２によっ
て監視できる領域は領域Ｉ，Ｋである。

【００３２】第２実施例を実現する領域監視装置として
は、図２と同様であるが、物体位置判断部５が、送信用
アンテナ１４，２４の図示しない駆動手段からビームの
走査角度又は走査時間の情報を取り込み、その情報から
いずれのビームか判断して、被監視物体の存在する分割
領域を判断している。従って、本実施例では、分割領域
判断部１０は、ビーム１の走査中に積分回路１８からの
み相関の有を示す信号が入力した時には、被監視物体が
エリアＡの分割領域Ｅに存在すると判断し、ビーム１の
走査中に各積分回路１８，２８から相関の有を示す信号
が入力した時には、被監視物体が分割領域Ｆに存在する
と判断する。また、分割領域判断部１０は、ビーム２の
走査中に積分回路１８からのみ相関の有を示す信号が入
力した時には、被監視物体が領域Ｇに存在すると判断
し、ビーム２の走査中に積分回路１８から及びビーム１
の捜査中に積分回路２８から相関の有を示す信号が入力
した時には、被監視物体が領域Ｈに存在すると判断し、
またビーム２の走査中に各積分回路１８，２８から相関
の有を示す信号が入力した時には、被監視物体が分割領
域Ｉに存在すると判断する。また、分割領域判断部１０
は、ビーム１の走査中に積分回路２８からのみ相関の有
を示す信号が入力した時には、被監視物体が分割領域Ｊ
に存在すると判断し、ビーム２の走査中に積分回路２８
からのみ相関の有を示す信号が入力した時には、被監視
物体が分割領域Ｋに存在すると判断する。

【００３３】従って、本実施例では、レーダからの電波
の走査角度を分割することによって、さらに領域を細か
く分割監視することができる。また、本発明では、使用
するレーダの数を３台以上に増やすことによっても、領
域を細かく分割監視することができる。また、本発明に
係る領域監視方法では、領域内に存在する被監視物体の
位置を正確に求めることも可能である。例えば、図７の
第３実施例に示すように、レーダ１，２で走査されて送
信される電波は、第１実施例と同様に、ともにエリアＡ
をカバーしている。従って、エリアＡ内に存在する被監
視物体ｘ1は、図２の構成の領域監視装置によってレー
ダ１，２から検知することができ、かつレーダ１から物
体３までの距離Ｍ1と、レーダ２から物体３までの距離
Ｍ2が正確に検知できれば、被監視物体ｘ1までの位置を
正確に求めることができる。

【００３４】そこで、第３実施例では、物体位置判断部
５は、送信ＰＮ符号を遅延回路１５，２５で遅延させ
て、受信したＰＮ符号との相関をとり、相関がとれた時
の送信ＰＮ符号の遅延時間及び電波の伝搬速度に応じ
て、各レーダ１，２から被監視物体ｘ1までの距離Ｍ1，
Ｍ2を測距し、この距離Ｍ1，Ｍ2に基づいて、例えば三
角法で被監視物体ｘ1のエリアＡ内の位置を特定する。

【００３５】従って、本実施例では、各レーダは異なる
ＰＮ符号によるスペクトラム拡散方式を用いて電波を所
定領域に送信し、複数のレーダで監視できる領域を限定
するとともに、送信ＰＮ符号と受信ＰＮ符号との相関が
とれた時の遅延時間から被監視物体までの距離Ｍ1，Ｍ2
を測距して位置を求めるので、領域内に存在する被監視
物体の位置を特定することができる。

【００３６】次に、監視する領域の周辺に障害物が存在
していても、上記領域内の被監視物体を確実に検知する
方法について説明する。基本的なレーダの特性として
は、距離分解能があれば、監視領域の周辺に障害物が存
在していても、領域内の物体を検知することができる。
しかし、そのためにＰＮ符号のチップ速度を速めること
は、ハードウェアの極端な高速化を招き、現実困難にな
る可能性が高い。例えば、１ｍの距離分解能を得ようと
した場合、ＰＮ符号のチップ速度は、１５０ＭＨz必要
となる。従って、チップ速度を速めることなく、領域周
辺に障害物が存在しても、領域内の物体を検知する方法
が必要となる。

【００３７】以下に示す実施例では、ビームのスキャン
数を増やし、又はビームによってＰＮ符号のチップ長と
遅延時間を変化させ、ＰＮ符号のチップ速度を速めるこ
となく、ある特定領域のみを監視する領域監視方法につ
いて説明する。図８，９は、ビームスキャンの数を増や
すことにより、監視したい領域以外の面積を小さくする
領域監視方法について説明するための概念図である。図
８は、各レーダが１ビームを出力する場合、図９は、各
レーダが３ビームを出力する場合を示している。なお、
図８，９では、レーダ１，２ともに同じ構成なので、代
表して、監視したいエリアＡをカバーするためのレーダ
１のみの扇形のビームを図示している。

【００３８】監視したいエリアＡをカバーするために
は、図８では、扇形の半径Ｌ2から半径Ｌ1までの間に存
在する物体を検知すればよく、図９では、ビーム１に対
しては扇形の半径Ｌ2Lから半径Ｌ1L、ビーム２に対して
は扇形の半径Ｌ2Mから半径Ｌ1M、ビーム３に対しては扇
形の半径Ｌ2Rから半径Ｌ1Rまでの間に存在する物体を検
知すればよい。なお、ここでは、半径Ｌ2＝Ｌ2Rで、半
径Ｌ1＝Ｌ1Lである。

【００３９】ここで、図８と図９を比較すると、図８の
エリアＡ以外の監視面積（斜線部）は、図９のエリアＡ
以外の監視面積（斜線部）に比べてかなり大きくなるこ
とがわかる。従って、第４実施例では、図９に示した方
法を用いて領域監視装置を構成すれば（構成は図２と同
じ）、監視を必要とする領域以外の監視領域をできるだ
け小さくし、領域の周辺に存在する物体の影響を極力小
さくすることができ、領域内の被監視物体を確実に検知
することができる。

【００４０】なお、本実施例では、３ビームのビームス
キャンの場合について説明したが、本発明はこれに限ら
ず、例えば領域の周辺の障害物が少なければ、各レーダ
のビーム数は２でもよく、周辺の障害物が多ければ、そ
れに合わせてビーム数を４以上に増やすことも可能であ
る。次に、ＰＮ符号のチップ速度を速めることなく、所
定領域のみを監視する方法について説明する。なお、こ
の場合も装置構成は、図２と同じである。

【００４１】すなわち、第５実施例では、図８に示すよ
うに、レーダ１，２が監視するエリアＡは、レーダ１，
２からそれぞれ距離Ｌ1と距離Ｌ2の間にあるとすると、
送信用アンテナ１４，２４から送信されたＰＮ符号（図
１０（ａ）参照）に対して、距離Ｌ1から反射してリン
グ型変調回路１７，２７で受信されるＰＮ符号は、図１
０（ｂ）のようになり、距離Ｌ2から反射してリング型
変調回路１７，２７で受信されるＰＮ符号は、図１０
（ｃ）のようになる。

【００４２】このスペクトラム拡散方式の特徴として、
受信したＰＮ符号と遅延されたＰＮ符号とは一致しない
と、リング型変調回路１７，２７の出力信号の積分値で
ある相関値の値（積分回路１８，２８の出力）が小さく
なるという性質がある。そこで、この実施例では、図１
１に示すように、監視するエリアＡの幅［（距離Ｌ2か
らＰＮ符号が戻ってくる時間）−（距離Ｌ1からＰＮ符
号が戻ってくる時間）］の半分の周期の符号を（図１１
（ａ），（ｂ）参照）、送信用アンテナ１４，２４から
の送信ＰＮ符号とする。さらに、遅延回路１５，２５で
遅延されるＰＮ符号時間を（図１１（ｃ）参照）、監視
するエリアＡの中間点からＰＮ符号が戻ってくる時間
［（距離Ｌ2からＰＮ符号が戻ってくる時間）＋（距離
Ｌ1からＰＮ符号が戻ってくる時間）の平均値］とする
ことで、エリアＡ内に被監視物体ｘ1が存在している間
だけ相関がとれるようにする（図１１（ｄ）参照）。

【００４３】なお、本実施例では、積分回路１８，２８
で相関をとる他に、スペクトル監視回路１９，２９にお
いて、スペクトルパワーを比較器１９ｃ，２９ｃで判断
して、相関をとることも可能である。従って、本実施例
では、ビームによってＰＮ符号のチップ長と遅延時間を
変化させるので、ＰＮ符号のチップ速度を速めることな
く、ある特定領域のみを監視して、領域内の被監視物体
を確実に検知することができる。

【００４４】なお、本実施例では、距離Ｌ2から戻って
くるＰＮ符号と距離Ｌ1から戻ってくるＰＮ符号を、遅
延されたＰＮ符号とオーバーラップさせない場合につい
て説明したが、本発明はこれに限らず、例えば図１２に
示すように、距離Ｌ2から戻ってくるＰＮ符号と距離Ｌ1
から戻ってくるＰＮ符号を（図１２（ａ），（ｂ）参
照）、遅延されたＰＮ符号と少しオーバーラップさせる
ことも可能である（図１２（ｃ）参照）。この第６実施
例では、あるレベルの相関値を閾値として判断すれば
（図１２（ｄ）参照）、距離Ｌ2からＬ1までの間の領域
のみが検知できるので、領域内の被監視物体を確実に検
知するとともに、ノイズ等の外乱の影響を低減すること
ができる。

【００４５】次に、領域内の被監視物体を分類する方法
について説明する。一般に電波の反射波の強さ（パワ
ー）は、物体の電波反射率（散乱断面積：物体の面積、
物質等によって異なる）によって変化し、図２に示した
リング型変調回路１７，２７からの出力パワーに現れ
る。例えば、物体が人間である場合、スペクトルパワー
は低い値となり、物体が車の場合、スペクトルパワーは
高い値となる。

【００４６】そこで、第７実施例では、スペクトル監視
回路１９，２９の比較器の閾値をその境目のレベルに設
定して、入力するスペクトルパワーを比較し、監視エリ
アＡ内に被監視物体が存在していると判断された場合
に、その物体が人間か車か判断するように構成する。な
お、たとえ車であっても監視領域の端に存在する場合に
は、スペクトルパワーが小さくなり、人間が領域の中央
付近に存在する場合には、判断が難しくなる時がある
が、このような場合には、第４実施例のように、予めレ
ーダのビーム数を増やし、複数のビームによって検知さ
れる大きい物体か否かで、人間か車かを判断することが
できる。

【００４７】従って、本実施例では、反射波のスペクト
ルパワーの大小を判断することで、領域内に存在する物
体の分類を行うことができる。また、図１３は、本発明
に係る領域監視方法の第８実施例を説明するための概念
図である。図１３において、３台のレーダ１，２，３
は、所定間隔離れた位置にそれぞれ配設されており、監
視対象となる監視エリアＡを網羅するように配設されて
いる。この実施例では、２台のレーダ１，３は、同じ方
向を向いて配設されて、電波の送信及び受信を行い、レ
ーダ２は、エリアＡを介在してこれらレーダ１，３と向
かい合うように配設されて、電波の送信及び受信を行っ
ている。

【００４８】これにより、第８実施例では、エリアＡを
３つの分割領域Ｂ〜Ｄに分割して監視することができ
る。すなわち、レーダ１は、分割領域Ｂを監視し、レー
ダ２は、分割領域Ｃを監視し、レーダ３は、分割領域Ｄ
を監視している。また、レーダ２では、受信部の構成に
３台の受信アンテナとこれらアンテナを切り換える切換
スイッチＳを含ませることにより、各分割領域ＣをＣ
1，Ｃ2，Ｃ3の３つに細分割化して監視することが可能
になっている。

【００４９】ただし、エリアＡのうち、分割領域Ｂ，Ｃ
間及び分割領域Ｃ，Ｄ間には、各レーダが検知できない
スペースを設けてある。このスペースは、本実施例のご
とく、レーダが対向して配設された場合、一方のレーダ
（例えばレーダ２）が、対向する他のレーダ（例えばレ
ーダ１，３）からの送信電波を直接受信することによる
反射波受信不能状態を避けるために設けられている。な
お、このスペースの大きさ（幅）は、想定される一番小
さい被監視物体が検知できるように設定することが望ま
しい。

【００５０】この領域監視方法を実現させるスペクトラ
ム拡散方式のレーダを用いた領域監視装置は、図１４の
ブロック図のように構成される。なお、図において、図
２と同様の構成部分については、説明の都合上、同一符
号とする。図１４において、領域監視装置は、レーダ
１，２，３と、レーダ１，２，３から出力される相関の
有無を示す信号に基づいて分割領域を判断する物体位置
判断部５とから構成されている。

【００５１】レーダ１，２，３は、所定周波数を発生さ
せる発振回路１１，２１，３１と、所定のＰＮ符号を発
生させる疑似雑音符号発生回路１２，２２，３２と、Ｐ
Ｎ符号によって発振回路からの所定周波数を拡散させる
リング型変調回路１３，２３，３３と、送信用アンテナ
１４，２４，３４と、疑似雑音符号発生回路からのＰＮ
符号を所定時間遅延させる遅延回路１５，２５，３５
と、受信用アンテナ１６，２６，３６と、受信用アンテ
ナで受信した受信信号を逆拡散させるリング型変調回路
１７，２７，３７と、相関処理を行うために遅延回路の
遅延時間及び疑似雑音符号発生回路を制御し、遅延時間
に応じた相関情報を物体位置判断部５に出力する信号処
理回路１０，２０，３０とからそれぞれ構成されてい
る。

【００５２】疑似雑音符号発生回路１２，２２，３２
は、信号処理回路１０，２０，３０の制御によって、図
３（ａ）に示すように、ある単位のビット列（エポッ
ク）から構成されるＰＮ符号を発生させている。なお、
レーダ２は、レーダ１，３と対向して配設されているの
で、干渉防止のためレーダ２で使用するＰＮ符号は、レ
ーダ１，３で使用するＰＮ符号とは異なる符号構成にす
る。また、レーダ１，３で使用するＰＮ符号は、同一で
も異なる符号構成でも良い。

【００５３】リング型変調回路１３，２３，３３は、疑
似雑音符号発生回路１２，２２，３２からＰＮ符号が入
力すると、このＰＮ符号によって発振回路１１，２１，
３１からの所定周波数を拡散し、図４（ａ）に示すスペ
クトルを出力する。送信用アンテナ１４，２４，３４
は、エリアＡ全体を構成する各分割領域Ｂ，Ｃ，Ｄを網
羅可能なビーム幅（例えば送信用アンテナ１４，３４は
角度α、送信用アンテナ２４は角度β）で電波を送信す
る。

【００５４】受信用アンテナ１６，２６，３６は、各分
割領域の図示しない被監視物体からの反射波を受信す
る。なお、レーダ２では、割り当てられている分割領域
Ｃを、３つに細分割化して監視することが可能となるよ
うに、受信部の構成に３台の受信アンテナ２６ａ，２６
ｂ，２６ｃとこれらアンテナを切り換える切換スイッチ
Ｓを含ませる。信号処理回路２０は、各受信アンテナ２
６ａ，２６ｂ，２６ｃが細分割化された分割領域Ｃ1，
Ｃ2，Ｃ3を網羅可能なビーム幅（例えば角度β／３）で
電波を受信するように、切換スイッチＳを所定のタイミ
ングで切り換え制御している。

【００５５】遅延回路１５，２５，３５は、疑似雑音符
号発生回路１２，２２，３２からのＰＮ符号を、図３
（ｃ）に示すように、信号処理回路１０，２０，３０の
制御によって所定時間遅延させる。リング型変調回路１
７，２７，３７は、受信用アンテナ１６，２６，３６で
受信した図示しない被監視物体からの反射波成分を、遅
延回路１５，２５，３５で遅延されたＰＮ符号によって
逆拡散させている。すなわち、受信されたＰＮ符号と遅
延されたＰＮ符号で相関がとれた場合には、図４（ｂ）
に示すように、鋭いピークの立ったスペクトル成分が、
完全に相関がとれない場合には、上記ピークのないスペ
クトル成分が、それぞれリング型変調回路１７，２７，
３７から出力される。

【００５６】信号処理回路１０，２０，３０は、相関処
理を行うために遅延回路１５，２５，３５の遅延時間及
び疑似雑音符号発生回路１２，２２，３２を制御し、遅
延時間に応じた相関情報を物体位置判断部５に送る。物
体位置判断部５は、各信号処理回路１０，２０，３０か
ら送られてくる遅延時間に応じた相関情報（被監視物体
の存在する領域、各レーダから被監視物体までの距離）
に基づき、被監視物体の所定領域内の位置を特定する。

【００５７】次に、第８実施例に示した装置の動作を図
１５乃至図１７の概念図に基づいて説明する。図１５
は、各レーダ１，２，３により分割された監視エリアＡ
内の各分割領域Ｂ，Ｃ，Ｄに被監視物体が存在する場合
を示している。この場合には、レーダ１で監視する分割
領域Ｂに存在する被監視物体ｘ1を検知し、レーダ２で
監視する分割領域Ｃに存在する被監視物体ｘ2を検知
し、レーダ３で監視する分割領域Ｄに存在する被監視物
体ｘ3を検知する。そして、各信号処理回路１０，２
０，３０は、それぞれの相関がとれたときの遅延回路１
５，２５，３５での遅延時間によって、レーダ１から被
監視物体ｘ1までの距離、レーダ２から被監視物体ｘ2ま
での距離、レーダ３から被監視物体ｘ3までの距離を、
それぞれ測距し、上記距離を含んだ相関情報を、物体位
置判断部５にそれぞれ出力する。物体位置判断部５は、
これらの相関情報に基づいて、被監視物体の所定領域内
の位置を特定する。

【００５８】なお、レーダ２の受信部は、図１４に示し
たように、３台の受信用アンテナ２６ａ，２６ｂ，２６
ｃと、切換スイッチＳを含む構成なので、信号処理回路
２０は、分割領域Ｃを領域Ｃ1，Ｃ2，Ｃ3の３つに細分
割化し監視する。このため、本実施例では、被監視物体
ｘ2が分割領域Ｃの中の領域Ｃ1に存在することが検知で
き、詳細な位置検知が可能となる。

【００５９】図１６は、各レーダ１，２，３により分割
された分割領域にまたがって被監視物体ｘ4、ｘ5が存在
する場合を示している。この場合には、被監視物体ｘ4
は、分割領域Ｂ，Ｃにまたがっているので、レーダ１及
びレーダ２で検知される。なお、例えばレーダ２の受信
部が細分割化されていない場合には、被監視物体ｘ4が
分割領域Ｂから分割領域Ｃに、どの程度またがった物体
なのか特定することができないが、本実施例では、レー
ダ２の受信部を、分割領域Ｃを３つの領域Ｃ1，Ｃ2，Ｃ
3に細分割化可能な構成にするので、上記被監視物体ｘ4
が領域Ｂから領域Ｃ1までまたがって存在していること
を特定することができる。

【００６０】また同様に、本実施例では、レーダ２によ
って、被監視物体ｘ5が分割領域Ｃの中の領域Ｃ2から領
域Ｃ3までまたがって存在していることを特定すること
ができる。なお、本実施例では、３つのレーダを使用
し、そのうちの１つのレーダの受信部を３分割した構成
を示したが、このような領域の分割方式は、監視エリア
の広さ、監視対象、監視目的により異なるので、実施例
に限らず、その状況に応じたレーダ数及びレーダの受信
部の分割化が必要である。

【００６１】また、本実施例では、レーダの受信部を分
割した場合について説明したが、本発明はこれに限ら
ず、レーダの送信部を分割化構成にすることも可能であ
る。この場合には、送信用アンテナを複数配設し、受信
部と同様に、切換スイッチを所定のタイミングで切り換
え制御して、上記各送信用アンテナから電波を順次送信
するように構成させることによって、監視領域の細分割
化を可能にする。

【００６２】図１７は、第８実施例の領域監視方法を踏
切の障害物検知に用いた場合を示している。この踏切障
害物検知の目的は、列車の往来を妨害する障害物（例え
ば踏切内に停止してしまった車等）の踏切内での存在を
検知し、この情報をもとに踏切付近に設置された特殊発
光機等を点灯させて、列車運転手に列車の停止を促すこ
とにある。

【００６３】しかしながら、現状の踏切の多くは、１線
路だけでなく複数の線路を含んでおり、可能であるなら
ば、障害物により往来が不可能な線路のみを特定し、こ
の線路を運行している列車のみを停止させ、往来可能な
他の線路を運行している列車は停止させない方式が踏切
監視においては望まれている。図１７は、２線路を含む
踏切に第８実施例のレーダの配置を適用したものであ
る。この場合、レーダ１は、線路１が存在する分割領域
Ｂを監視している。レーダ２は、上記３分割により線路
１が存在する分割領域Ｃ1と、線路１，２間の分割領域
Ｃ2と、線路２が存在する分割領域Ｃ3とを監視してい
る。レーダ３は、線路２が存在する分割領域Ｄを監視し
ている。

【００６４】このように、本実施例のごとくレーダ２の
受信部を３分割した場合、被監視物体（障害物）ｘ4
は、領域Ｂから領域Ｃ1にまたがって存在することが検
知できるため、障害物の影響を受ける線路は線路１だけ
であることが判断でき、線路１を運行する列車のみを停
止させ、線路２を運行する列車は通常通り、若しくは安
全確保のため徐行して運行が可能になる。また同様に、
障害物ｘ5は、領域Ｃ2から領域Ｃ3にまたがって存在す
ることが検知できるため、障害物の影響を受ける線路は
線路２だけであることが判断でき、線路２を運行する列
車のみを停止させることが可能となる。

【００６５】なお、上述した実施例の図１３，１５〜図
１７に示すように、監視エリアに対して複数のレーダを
対向するように配設した場合、例えば図１８の第９実施
例に示すように、レーダ２に自装置が監視する分割領域
Ｃの被監視物体の検知に用いるＰＮ符号（ＰＮ1）とは
別に、隣接する分割領域Ｂ，Ｄを監視する他のレーダ
１，３が用いるＰＮ符号（ＰＮ2）と同一のＰＮ符号を
発生可能な疑似雑音符号発生回路２２を設けることも可
能である。

【００６６】すなわち、第９実施例では、信号処理回路
の制御によって、疑似雑音符号発生回路２２から発生す
るＰＮ符号を切り換えて、隣接する領域を監視する他の
レーダ１，３が用いるＰＮ符号と同一のＰＮ符号を疑似
雑音符号発生回路２２から発生させ、遅延回路２５で所
定時間遅延させる。そして、この遅延されたＰＮ符号
（ＰＮ2）と、受信用アンテナ２６からの帯域を拡散さ
れた電波との相関をとることにより、上記他のレーダ
１，３から直接送信された電波を検知する。

【００６７】このように、本実施例では、隣接する領域
を監視する他のレーダから送信された電波を検知するこ
とによって、他のレーダが正常に動作しているか否かを
判断することが可能になる。このようなレーダのチェッ
クは、電源投入時、システム起動時等の領域監視に支障
が生じない時に行うことが望ましい。なお、この場合、
他のレーダから直接送信される送信波の信号強度の必要
以上の増加は、受信系のノイズレベルの増加に伴う反射
波受信不能状態を招く。このために、本実施例では、各
レーダからの送信波の適切なレベル設定、監視エリアの
広さに応じたレーダの配設が必要になる。

【００６８】図１９は、本実施例のレーダの配設例を示
す概念図である。図において、本実施例では、３つのレ
ーダを用いてエリアを監視している。ここでは、各レー
ダは、対向するレーダからの直接波の入射がない場合、
例えば散乱断面積δ（単位はｍ²）の被監視物体につい
て距離ＲL（単位はｍ）までの検知が可能なものとす
る。レーダ１が監視している分割領域において、もっと
も遠い位置に被監視物体が配設されているものとする
と、そのレーダと被監視物体間の距離をＲmax（単位は
ｍ）とする。また、レーダ１とレーダ２間の距離をＲ12
（単位はｍ）とする。

【００６９】一般的に、電波がレーダから送信され、被
監視物体で反射され上記レーダに戻ってくる上記電波の
パワー、すなわち空中線受信パワーＰsr（単位はｄＢ
ｍ）は、Ｐsr（Ｒ）＝Ｐｔ＋Ｇｔ＋Ｇｒ＋１０log（δ）−２×１０log（４πＲ²）＋１０log（λ²／４π）−２Ｌａ（Ｒ）−２Ｌｒ（Ｒ）＝Ｐｔ＋Ｇｔ＋Ｇｒ＋１０log［δ×λ²／｛（４π）³Ｒ⁴｝］ −２Ｌａ（Ｒ）−２Ｌｒ（Ｒ） …（１）なお、Ｐｔ：送信パワー（単位はｄＢｍ）Ｇｔ：送信アンテナゲイン（単位はｄＢ）Ｇｒ：受信アンテナゲイン（単位はｄＢ） δ：被監視物体の散乱断面積（単位はｍ²）１０log（δ）：被監視物体の反射利得（単位はｄＢ）１０log（４πＲ²）：伝搬損失（単位はｄＢ）１０log（λ²／４π）：アンテナの実効開口に関する項
（単位はｄＢ）Ｌａ（Ｒ）：大気の影響による伝搬損（単位はｄＢ）Ｌｒ（Ｒ）：雨の影響による伝搬損（単位はｄＢ）Ｒ：距離（レーダと被監視物体間の距離、単位はｍ）となる。

【００７０】また、レーダ１、レーダ２で使用するＰＮ
符号が異なる時、レーダ１で受信されるレーダ２からの
直接波（レーダ１の受信系ではノイズと見なされる干渉
波）のレーダ１の主受信周波数における送信レベルＰｎ
ｉ（単位はｄＢｍ）は、Ｐｎｉ＝Ｐｔ−１０log（ｎ）−Ｌ（θ）＋Ｇｔ＋Ｇｒ−１０log（４π× （Ｒ12）²）＋１０log（λ²／４π）−Ｌａ（Ｒ12）−Ｌｒ（Ｒ12）＝Ｐｔ＋Ｇｔ＋Ｇｒ−Ｌ（θ）−Ｌａ（Ｒ12）−Ｌｒ（Ｒ12）＋１０log［λ²／｛ｎ×（４πＲ12）²｝］ …（２）なお、ｎ：ＰＮ符号のチップ数１０log（ｎ）：スペクトル拡散に伴う主送信信号強度
の低下レベルＬ（θ）：レーダ１に入射されるレーダ２の直接波（レ
ーダ１から見れば干渉波）の尖頭値に対するレベル差Ｒ：距離（レーダ１とレーダ２間の距離、単位はｍ）となる。

【００７１】また、レーダの受信系の雑音は、熱雑音Ｐ
ｎ（単位はｄＢｍ）と受信雑音レベルＮＦ（単位はｄ
Ｂ）とで規定されており、熱雑音Ｐｎは、Ｐｎ＝１０log（ＢRF×１０⁶×Ｔ×ｋ／１０^-3）＝１０log（ＢRF×Ｔ×ｋ×１０⁹） …（３）なお、ＢRF：ＲＦ部における帯域幅（単位はＭＨz）Ｔ：温度（単位Ｋ）ｋ：ボルツマン定数で、１．３８×１０^-23（Ｊ／Ｋ）となる。

【００７２】レーダ１には、レーダ２からの直接波（レ
ーダ１の受信系ではノイズと見なされる干渉波）が入射
されるため（レーダ１、レーダ２で使用するＰＮ符号は
異なる）、レーダ１の主受信周波数における熱雑音と直
接波の２つの雑音成分の和（単位はｄＢｍ）は、（２）
式と（３）式から、

【００７３】

【数１】

【００７４】となる。次に、このレーダ系のＳ／Ｎを定
義する。なお、ここでは、各レーダの最大検知距離をＲ
L（図１９参照）、各レーダが対応している分割領域に
おけるレーダと被監視物体間の距離をＲmax、レーダ１
とレーダ２間の距離をＲ12とする。レーダ１が分割領域
内の被監視物体（レーダからの距離Ｒmax）を検知する
系において、逆拡散前のＳ／ＮであるＳＮRFiは、ＳＮRFi（Ｒmax）＝Ｐsr（Ｒmax）−｛Ｐｎｉ（Ｒ12）＋Ｐｎ｝−ＮＦ …（５）なお、ＮＦ：受信雑音レベル（単位はｄＢ）となり、
（５）式に（１）式〜（３）式を代入すると、

【００７５】

【数２】

【００７６】となる。また、逆拡散後のＳ／ＮであるＳ
ＮIFiは、ＳＮIFi（Ｒmax）＝ＳＮRFi（Ｒmax）＋１０log（ＢRF／ＢIF×１０³） …（７）なお、ＢIF：ＩＦ部における帯域幅（単位はｋＨz）と
なり、（７）式に（６）式を代入すると、

【００７７】

【数３】

【００７８】となる。なお、この時には、レーダ１とレ
ーダ２は、異なるＰＮ符号を使用するものとする。ま
た、レーダ１がレーダ２からの直接波をノイズではなく
信号として受信する系（この時レーダ１、レーダ２で共
通のＰＮ符号を使用する）において、レーダ２から送信
し、レーダ１で受信する空中線受信パワーＰsr12は、以
下の式で示され、Ｐsr12（Ｒ12）＝Ｐｔ＋Ｇｔ＋Ｇｒ−Ｌ（θ）−Ｌａ（Ｒ12）−Ｌｒ（Ｒ12） −１０log（４πＲ12）²＋１０log（λ²／４π）＝Ｐｔ＋Ｇｔ＋Ｇｒ−Ｌ（θ）−Ｌａ（Ｒ12）−Ｌｒ（Ｒ12）＋１０log｛λ²／（４πＲ12）²｝ …（９）逆拡散前のＳ／ＮであるＳＮRF12は、ＳＮRF12（Ｒ12）＝Ｐsr12（Ｒ12）−Ｐｎ−ＮＦ …（１０）となり、（１０）式に（３）式と（９）式を代入する
と、ＳＮRF12（Ｒ12）＝Ｐｔ＋Ｇｔ＋Ｇｒ−Ｌ（θ）−Ｌａ（Ｒ12）−Ｌｒ（Ｒ12）＋１０log｛λ²／（４πＲ12）²｝−１０log（ＢRF×Ｔ×ｋ×１０⁹） −ＮＦ＝Ｐｔ＋Ｇｔ＋Ｇｒ−Ｌ（θ）−Ｌａ（Ｒ12）−Ｌｒ（Ｒ12）＋１０log［λ²／｛（４πＲ12）²×ＢRF×Ｔ×ｋ×１０⁹｝］−ＮＦ …（１１）となる。また、逆拡散後のＳ／ＮであるＳＮIF12は、ＳＮIF12（Ｒ12）＝ＳＮRF12（Ｒ12）＋１０log（ＢRF／ＢIF×１０³） …（１２）となり、（１２）式に（１１）式を代入すると、ＳＮIF12（Ｒ12）＝Ｐｔ＋Ｇｔ＋Ｇｒ−Ｌ（θ）−Ｌａ（Ｒ12）−Ｌｒ（Ｒ12）＋１０log［λ²×ＢRF×１０³／｛（４πＲ12）²×ＢRF×ＢIF×Ｔ×ｋ× １０⁹］−ＮＦ＝Ｐｔ＋Ｇｔ＋Ｇｒ−Ｌ（θ）−Ｌａ（Ｒ12）−Ｌｒ（Ｒ12）＋１０log［λ²／｛（４πＲ12）²×ＢIF×Ｔ×ｋ×１０⁶｝］−ＮＦ …（１３）となる。

【００７９】さらに、各レーダの最大検知距離ＲL（図
１９参照）にある散乱断面積δ（ｍ²）の被監視物体を
受信する系（ただし、対向するレーダからの直接波の入
射はないものと規定する）において、逆拡散前のＳ／Ｎ
であるＳＮRF（ＲL）は、ＳＮRF（ＲL）＝Ｐsr（ＲL）−Ｐｎ−ＮＦ …（１４）となり、（１４）式に（１）式と（３）式を代入する
と、ＳＮRF（ＲL）＝Ｐｔ＋Ｇｔ＋Ｇｒ＋１０log［δ×λ²／｛（４π）³（ＲL）⁴×ＢRF×Ｔ ×ｋ×１０⁹｝］−２Ｌａ（ＲL）−２Ｌｒ（ＲL）−ＮＦ …（１５）となる。また、逆拡散後のＳ／ＮであるＳＮIF（ＲL）
は、ＳＮIF（ＲL）＝ＳＮRF（ＲL）＋１０log（ＢRF／ＢIF×１０³） …（１６）となり、（１６）式に（１５）式を代入すると、ＳＮIF（ＲL）＝Ｐｔ＋Ｇｔ＋Ｇｒ＋１０log［δ×λ²×ＢRF×１０³／｛（４π）³× （ＲL）⁴×ＢRF×ＢIF×Ｔ×ｋ×１０⁹｝］−２Ｌａ（ＲL） −２Ｌｒ（ＲL）−ＮＦ＝Ｐｔ＋Ｇｔ＋Ｇｒ＋１０log［δ×λ²／｛（４π）³（ＲL）⁴×ＢIF×Ｔ ×ｋ×１０⁶｝］−２Ｌａ（ＲL）−２Ｌｒ（ＲL）−ＮＦ …（１７）となる。

【００８０】そして、通常の測定モードの時に、対向す
るレーダの直接波（干渉波）の影響を受けることなく、
領域内に存在する被監視物体の検知ができ、かつ使用す
るＰＮ符号を対向するレーダと同一符号にすることによ
り、他のレーダが正常に動作しているか否かを判断でき
るＳ／Ｎの条件は、（８）式と（１７）式から、ＳＮIF
i（Ｒmax）≧ＳＮIF（ＲL）となり、これは、

【００８１】

【数４】

【００８２】となり、さらにこれを展開すると、

【００８３】

【数５】

【００８４】となり、さらに

【００８５】

【数６】

【００８６】となる。また、他のレーダ監視のＳ／Ｎの
条件は、（１３）式と（１７）式から、ＳＮIF12（Ｒ12）≧ＳＮIF（ＲL）となり、これは、Ｐｔ＋Ｇｔ＋Ｇｒ−Ｌ（θ）−Ｌａ（Ｒ12）−Ｌｒ（Ｒ12）＋１０log［λ²／｛（４πＲ12）²×ＢIF×Ｔ×ｋ×１０⁶｝］−ＮＦ ≧Ｐｔ＋Ｇｔ＋Ｇｒ＋１０log［δ×λ²／｛（４π）³（ＲL）⁴×ＢIF×Ｔ× ｋ×１０⁶｝］−２Ｌａ（ＲL）−２Ｌｒ（ＲL）−ＮＦとなり、これを展開すると、 −Ｌ（θ）−Ｌａ（Ｒ12）−Ｌｒ（Ｒ12）＋１０log｛１／（Ｒ12）²｝ ≧１０log［δ／｛４π×（ＲL）⁴｝］−２Ｌａ（ＲL）−２Ｌｒ（ＲL）となり、さらにＬ（θ）＋Ｌａ（Ｒ12）＋Ｌｒ（Ｒ12）＋１０log（Ｒ12）² ≦１０log｛４π×（ＲL）⁴／δ｝＋２Ｌａ（ＲL）＋２Ｌｒ（ＲL）…（１９）となる。従って、本実施例では、（１８）式と（１９）
式のＳ／Ｎの条件を満たすように、Ｌ（θ），Ｒ12，ｎ
を設定する必要がある。

【００８７】次に、レーダのビーム幅について説明す
る。図１９の監視エリアに対するレーダの配設例では、
線分ＧＣ，ＣＥでレーダ１のビーム幅を、線分ＣＥ，Ｅ
Ｈでレーダ２のビーム幅を、線分ＥＨ，ＨＩでレーダ３
のビーム幅をそれぞれ示している。また、点線でビーム
の中心を示し、この中心の方向に送信される電波の強
度、中心の方向から送信されてくる電波の強度が最も強
く、中心からずれた方向になるにしたがって基本的に強
度は低下する。この特性は、使用するアンテナの特性に
依存する。

【００８８】レーダのビーム幅は、中心方向の最も強い
電波の強度に対してレベルの低下が３ｄＢ以内の方向
（角度）で規定する。なお、このレベル差は、図１９中
の円弧ＡＯＢのごとく、レーダ１から等距離の動径方向
で比較する。図１９の例では、レーダ１及びレーダ３の
ビーム幅（角度）は、８°で、レーダ２のビーム幅は、
１６°とする。また、図２０にレーダ１で使用したアン
テナの特性を示す。図において縦軸は、位置Ｏにおける
送信電波の強度に対する相対速度を示し、横軸は、点線
ＯＣ（０°）からのなす角を示している。そして、±４
°にあたる点Ａ，Ｂの位置で３ｄＢダウンとなるため、
ビーム幅は、８°となる。

【００８９】具体例を図１９を用いて説明する。なお、
被監視物体は、レーダ１が担う分割領域で、レーダ１に
最も遠い位置にあたる点Ｄに存在すると仮定する。使用
パラメータの値は、表１のごとく設定するものとする。

【００９０】

【表１】

【００９１】なお、各レーダの性能は、同一であり、上
述したごとく、最大検知可能距離ＲLは、６０ｍ、この
監視エリアにおける最大検知距離Ｒmaxは、線分ＣＤの
長さ（被監視物体とレーダ２の距離）にあたり、３７．
３６ｍ（＝３７／ｃｏｓ８°）となる。Ｌ（θ）は、各
レーダが担う分割領域が隣接しているため、ビーム幅の
条件である３ｄＢとなる。レーダ１とレーダ２間の距離
Ｒ12（線分ＣＥの長さ）は、６４．６３ｍ（＝６４／ｃ
ｏｓ８°）となる。

【００９２】次に、レーダ１が、この被監視物体をレー
ダ２からの直接波の影響に関係なく検知できることを検
証する。レーダ１が、被監視物体をレーダ２からの直接
波の影響に関係なく検知できることの判定は、上述した
条件式（１８），（１９）に、表１のパラメータを代入
し、条件を満たすことを確認することにより行う。この
計算結果を、表２に示す。

【００９３】

【表２】条件式（１８），（１９）は、共に右辺≧左辺となって
いるので、右辺−左辺≧０を共に満たすことを確認すれ
ば良い。

【００９４】従って、本実施例では、表２に示すよう
に、表１のパラメータにおいては、条件式（１８），
（１９）を共に満たしており、通常の測定モードの時
に、対向するレーダの直接波（干渉波）の影響を受ける
ことなく、監視エリア内に存在する被監視物体の検知が
でき、かつ使用するＰＮ符号を対向するレーダと同一符
号にすることにより、他のレーダが正常に動作している
か否かを判断することができる。

【００９５】また、図２１は、本発明に係る領域監視方
法の第１０実施例を説明するための概念図である。図２
１において、３台のレーダ１，２，３は、所定間隔離れ
た位置にそれぞれ配設されており、監視対象となる監視
エリアＡを網羅するように配設されている。この実施例
では、レーダ１は、監視エリアＡ内の分割領域Ｂを監視
し、レーダ２は、監視エリアＡ内の分割領域Ｃを監視
し、レーダ３は、監視エリアＡ内の分割領域Ｄを監視し
ている。また、レーダ２では、受信部の構成に３台の受
信アンテナとこれらアンテナを切り換える切換スイッチ
Ｓを含ませることにより、各分割領域ＣをＣ1，Ｃ2，Ｃ
3の３つに細分割化して監視することが可能になってい
る。

【００９６】この領域監視方法を実現させるスペクトラ
ム拡散方式のレーダを用いた領域監視装置は、図２２に
示すブロック図のように構成される。なお、図におい
て、図１４と同様の構成部分については、説明の都合
上、同一符号とする。図２２において、領域監視装置
は、レーダ１，２，３と、レーダ１，２，３から出力さ
れる相関の有無を示す信号に基づいて分割領域を判断す
る物体位置判断部５とから構成されている。

【００９７】レーダ１，２，３は、所定周波数を発生さ
せる発振回路１１，２１，３１と、所定のＰＮ符号を発
生させる疑似雑音符号発生回路１２，２２，３２と、Ｐ
Ｎ符号によって発振回路１１，２１，３１からの所定周
波数を拡散させるリング型変調回路１３，２３，３３
と、送信用アンテナ１４，２４，３４と、疑似雑音符号
発生回路からのＰＮ符号を所定時間遅延させる遅延回路
１５，２５，３５と、受信用アンテナ１６，２６，３６
と、受信用アンテナ１６，２６，３６で受信した受信信
号を逆拡散させるリング型変調回路１７，２７，３７
と、相関処理を行うために遅延回路１５，２５，３５の
遅延時間を制御し、遅延時間に応じた相関情報を物体位
置判断部５に出力する信号処理回路１０，２０，３０と
からそれぞれ構成されている。

【００９８】疑似雑音符号発生回路１２，２２，３２
は、信号処理回路１０，２０，３０の制御によって、上
述した図３（ａ）に示すように、ある単位のビット列
（エポック）から構成されるＰＮ符号を発生させてい
る。なお、レーダ２は、レーダ１，３と対向して配設さ
れているので、干渉防止のためレーダ２で使用するＰＮ
符号は、レーダ１，３で使用するＰＮ符号とは異なる符
号構成にする。

【００９９】リング型変調回路１３，２３，３３は、疑
似雑音符号発生回路１２，２２，３２からＰＮ符号が入
力すると、このＰＮ符号によって発振回路１１，２１，
３１からの所定周波数を拡散し、上述した図４（ａ）に
示すスペクトルを出力する。送信用アンテナ１４，２
４，３４は、各分割領域Ｂ，Ｃ，Ｄを網羅可能なビーム
幅で電波を送信する。

【０１００】受信用アンテナ１６，２６，３６は、各分
割領域の図示しない被監視物体からの反射波を受信す
る。なお、レーダ２では、割り当てられている分割領域
Ｃを、３つに細分割化して監視することが可能となるよ
うに、受信部を３台の受信アンテナ２６ａ，２６ｂ，２
６ｃと切換スイッチＳで構成している。切換スイッチＳ
は、信号処理回路２０で制御されている。

【０１０１】遅延回路１５，２５，３５は、疑似雑音符
号発生回路１２，２２，３２からのＰＮ符号を、上述し
た図３（ｃ）に示すように、信号処理回路１０，２０，
３０の制御によって所定時間遅延させる。リング型変調
回路１７，２７，３７は、受信用アンテナ１６，２６，
３６で受信した図示しない被監視物体からの反射波成分
を、遅延回路１５，２５，３５で遅延されたＰＮ符号に
よって逆拡散させている。すなわち、受信されたＰＮ符
号と遅延されたＰＮ符号で相関がとれた場合には、上述
した図４（ｂ）に示すように、鋭いピークの立ったスペ
クトル成分が、完全に相関がとれない場合には、上記ピ
ークのないスペクトル成分が、それぞれリング型変調回
路１７，２７，３７から出力される。

【０１０２】信号処理回路１０，２０，３０は、相関処
理を行うために遅延回路１５，２５，３５の遅延時間及
び疑似雑音符号発生回路１２，２２，３２を制御し、遅
延時間に応じた相関情報を物体位置判断部５に送る。物
体位置判断部５は、相関信号記憶部５１を内部に有し、
各信号処理回路１０，２０，３０から送られてくる遅延
時間に応じた相関情報（被監視物体の存在する領域、各
レーダから被監視物体までの距離）を相関信号記憶部５
１に記憶する。物体位置判断部５は、この相関情報に基
づき、被監視物体の所定領域内の位置を特定する。

【０１０３】次に、第１０実施例に示した装置の動作を
図２３乃至図２５の概念図に基づいて説明する。図２３
から図２５は、被監視領域を被監視物体である例えば自
動車等の障害物ｘ6が、図中矢印で示した進行方向（分
割領域Ｄから分割領域Ａに向かう方向）に移動していく
様子を示したものである。このような状況は、例えば踏
切道において頻繁に生じるものである。

【０１０４】本実施例では、障害物ｘ6が分割領域Ｄ側
から侵入した場合の侵入時間を基準として、各信号処理
回路１０〜３０に送られる相関信号の強度と、各信号処
理回路１０〜３０から出力される出力信号の経過時間依
存性を図２６乃至図３０に示す。各相関信号の強度は、
その障害物ｘ6の各レーダ（アンテナ）からの距離、各
レーダが監視している分割領域の範囲に入り込んだ障害
物のレーダ出射方向に対する断面積に依存する。本実施
例では、図２３〜図２５に示すように、障害物が監視エ
リアＡ内を移動する場合、時々刻々この断面積が変動す
るため、相関信号の強度もその状況に応じて変動する。

【０１０５】また、本実施例では、各信号処理回路から
の出力信号は、相関信号の強度が設定された閾値レベル
を越えた時に、一定出力を位相判断部５に送出するよう
に設定されている。なお、この相関信号の強度が閾値レ
ベルを越えているかどうかの比較判定処理は、一定時間
間隔、例えば１０ｍｓ程度で行っている。本実施例で
は、例えば図２６〜図３０の横軸に使用した経過時間の
１目盛りを、この比較判定処理を行う間隔に相当させる
ことも可能である。

【０１０６】分割領域Ｄ側から侵入した障害物ｘ6に対
応する各レーダ３〜１の信号処理回路３０〜１０からの
出力は、時間をおいて分割領域Ｄ，Ｃ3，Ｃ2，Ｃ1，Ｂ
の順で出力される。この経時的な信号処理回路３０〜１
０からの出力（図２６〜図３０参照）は、上記比較判定
処理を行う一定時間間隔で、各レーダ、各遅延時間毎
に、位置判断部５の相関信号記憶部５１に記憶させる。
そして、本実施例では、この相関信号記憶部５１に記憶
された情報を基に、各レーダ間の出力信号の出力差、こ
の出力差の時間変化に基づいて、障害物ｘ6の挙動監視
を行うことができる。

【０１０７】すなわち、本実施例では、位置判断部５に
おいて異なるレーダ間の情報を比較することによって、
障害物の存在確度を高めることができる。本実施例で
は、例えば分割領域Ｄを監視しているレーダ３で障害物
を検知した場合、障害物が移動物体であるならば、移動
速度に基づいて一定時間後に分割領域Ｂ3に達し、レー
ダ２において上記障害物が検知されることが推定でき
る。また、上記場合に、レーダ２において上記障害物が
検知できない時には、この障害物が分割領域Ｄにおいて
停止していることが推定できる。

【０１０８】従って、本実施例では、相関信号の強度に
関する情報を、一定時間間隔で、各レーダ及び各遅延時
間毎に記憶し、上記情報に基づいて被監視物体の分割領
域内の位置を判断するので、分割領域間における被監視
物体の挙動を計測することが可能となり、監視領域内の
被監視物体を正確に検知できる。また、図３１、図３２
は、本発明に係る領域監視方法の第１１実施例を説明す
るための概念図である。なお、各レーダの配設位置及び
装置構成は、図２１及び図２２と同様である。図３１
は、２台の乗用車等の障害物ｘ7，ｘ8が一定間隔を保ち
ながら一定速度で監視領域Ａを通過する場合を示し、図
３２は、上記乗用車２台分相当の車輌長を有するトラッ
ク等の障害物ｘ9が一定速度で監視領域Ａを通過する場
合を示す。

【０１０９】また、本実施例では、障害物ｘ7，ｘ8及び
ｘ9が分割領域Ｄ側から侵入した場合の侵入時間を基準
として、信号処理回路３０に送られる相関信号の強度
と、信号処理回路３０から出力される出力信号の経過時
間依存性を図３３及び図３４に示す。本実施例において
も、第１０実施例と同様に、相関信号の強度に対する閾
値が設定されているが、図３３、図３４の左図の信号処
理回路３０における上記閾値では、信号処理回路３０か
らの出力信号は、図３３、図３４のいずれの場合も一定
時間継続的に出力されてしまい、両者の差異がなくなっ
てしまう。

【０１１０】そこで、本実施例では、図３３、図３４の
右図に図示するように、相関信号の強度の閾値を高く厳
しいものに設定する。これにより、図３３に示す２台の
障害物ｘ7，ｘ8が侵入した場合には、障害物間に距離が
あるため、信号処理回路３０からの出力信号は、間隔を
あけて出力されることとなる。また、図３４に示す２台
分相当の車輌長を有する障害物ｘ9が侵入した場合に
は、信号処理回路３０からの出力信号は、出力時間が短
くなるが、一定時間継続的に出力されることとなる。従
って、両者に差異が生じることとなり、さらに正確な障
害物の監視が可能となる。

【０１１１】このように、本実施例では、位置判断部に
送出する相関信号の判断基準である閾値を、２レベル又
はそれ以上の複数レベルの可変に設定し、この閾値に対
応する出力信号を信号処理回路から位置判断部に送出し
て相関信号記憶部に記憶し、その後位置判断部において
判断処理することにより、障害物の形態、例えば車輌の
種別等を区別することが可能となる。

【０１１２】また、本実施例では、相関信号の強度は、
上述のようにその障害物の各レーダからの距離、各レー
ダが監視している分割領域の範囲に入り込んだ障害物の
レーダ出射方向に対する散乱断面積に依存している。こ
れにより、障害物が監視領域内を移動する場合、時々刻
々この散乱断面積が変動するため、相関信号の強度もそ
の状況に応じて変動する。例えば障害物を乗用車と想定
した場合、その断面の形状は一定でなく、散乱断面積も
変動している。このため、乗用車が移動している場合、
信号処理回路に送信される相関信号の強度が、継続的に
一定になることはなく、閾値を複数レベルに変動させる
ことにより、この強度の変動を位置判断部に送出するこ
とができる。

【０１１３】一方、乗用車が停止している場合、乗用車
の停止位置とこの乗用車を監視すべきレーダの位置関係
により、信号処理回路に送信される相関信号の強度が変
わることはあっても、停止している間は、継続的に一定
値を位置判別部に送出する。従って、本実施例では、こ
の違いによって監視すべき障害物の挙動（移動中なの
か、停止しているのか）を検知することが可能となる。

【０１１４】また、レーダから送信する電波は、水平、
垂直方向にビーム幅を持つため、例えば地面からのレー
ダ方向への反射が生じ、常に特定分割領域の一部に障害
物があるがごとき挙動を示す場合がある。しかし、この
反射レベルは、車輌からの反射レベルと比較して弱いた
め、閾値レベルを高く厳しく設定することにより、この
地面からの反射波に基づく相関信号を位置判断部に送出
させないようにし、その影響を除くことができる。

【０１１５】また、図３５は、本発明に係る領域監視方
法の第１２実施例を説明するための概念図である。図３
５は、監視すべき分割領域Ｃ1及び分割領域Ｂの近傍に
設置物ｙ1，ｙ2が置かれていることを示している。この
ように監視すべき分割領域Ｃ1に設置物ｙ1がある場合に
は、位置判断部５（図２２参照）は、監視領域に常に障
害物がいると判断する。このため、この設置物ｙ1の散
乱断面積が、障害物ｘ10（車輌等）の散乱断面積より小
さいのであれば、上記閾値を厳しくすることにより、そ
の影響を除くことができる。しかし、この設置物ｙ1の
散乱断面積が、障害物ｘ10の散乱断面積と同等以上の場
合には、上記閾値の可変制御だけではその影響を除くこ
とができない。

【０１１６】また、監視すべき分割領域Ｂの近傍に設置
物ｙ2がある場合には、レーダの距離分解能に依存する
が、この設置物ｙ2がこの分割領域Ｂ内に存在している
と誤認識する可能性がある。そこで、本実施例では、レ
ーダ設置時に監視領域内に障害物が存在しない状況下
で、監視領域を可変可能な閾値レベル毎に検知し、設置
物ｙ1，ｙ2に対応する相関信号の情報を参照情報として
位置判断部の相関信号記憶部に予め記憶させる。そし
て、実際の障害物の監視時に、上記閾値レベル毎に障害
物に対応する相関信号の情報を検知し、この実際の監視
で得られた情報を上記参照情報と比較して、上記閾値レ
ベルに応じて得られた実際の情報から設置物ｙ1，ｙ2の
影響を除去する。

【０１１７】また、監視領域内に設置物が新たに追加さ
れた場合も、上記と同様に、監視領域内に障害物が存在
しない状況下で、監視領域を可変可能な閾値レベル毎に
検知し、上記設置物に対応する相関信号の情報を参照情
報として位置判断部の相関信号記憶部に記憶させてか
ら、実際の障害物の監視を行う。従って、本実施例で
は、実際の監視で得られた情報から設置物の影響を除去
でき、これにより誤検知を防ぎ、障害物を正確に検知す
ることが可能となる。

【０１１８】なお、第１１及び第１２実施例における相
関信号の各閾値レベルの設定は、装置の設置場所や設置
条件等に応じて、そのレベルを任意に設定することが可
能である。

【０１１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、疑似
雑音符号によって帯域を拡散された電波を送信し、該電
波に対する被監視物体からの反射波を受信し、該反射波
に基づいて前記被監視物体を検知するレーダを用いた領
域監視方法において、複数の前記レーダを異なる位置に
配設し、該各レーダは所定領域を監視し、該領域に、他
のレーダとは異なる疑似雑音符号によって帯域を拡散さ
れた電波をそれぞれ送信し、該電波に対する前記被監視
物体からの反射波をそれぞれ受信するとともに、前記疑
似雑音符号を遅延させて該反射波との相関をとり、該相
関がとれた時の該疑似雑音符号の遅延時間に応じて該各
レーダから前記被監視物体までの距離を測距し、該距離
に基づいて、前記被監視物体の所定領域内の位置を特定
するので、スペクトラム拡散方式のレーダを用いて、被
監視物体の位置を正確に検知することができる。

【０１２０】請求項２，３では、複数のレーダを、監視
領域に対して異なる位置に配設し、該各レーダは監視領
域のうちの所定分割領域を監視し、自装置の監視する前
記分割領域に、他のレーダとは異なる疑似雑音符号によ
って帯域を拡散された電波を走査してそれぞれ送信し、
該電波に対する前記被監視物体からの反射波をそれぞれ
受信するとともに、疑似雑音符号の１チップ長を、前記
電波が前記領域の幅の半分の距離を進む時間幅に設定
し、前記反射波と相関をとる遅延疑似雑音符号の遅延時
間を前記領域の中央地点で最大の相関値になるように設
定し、前記各レーダでの相関の有無に基づいて前記被監
視物体の存在する前記分割領域を検知するので、スペク
トラム拡散方式のレーダを用いて、所定領域内の被監視
物体を正確に検知することができる。

【０１２１】請求項４では、レーダは、前記分割領域の
うち、前記他のレーダが監視する分割領域と同一の分割
領域及び異なる分割領域を監視するので、被監視物体の
存在する分割領域を正確に検知することができる。請求
項５では、レーダは、送信する電波の走査領域を分割す
ることで、自装置の監視する分割領域を特定するので、
分割領域を細分化して領域内の被監視物体の位置を検出
することができる。

【０１２２】請求項６では、レーダは、前記受信された
反射波の電波強度を検出し、該電波強度に応じて領域内
に存在する被監視物体を分類するので、被監視物体が人
間か車か識別が可能となる。請求項７，８では、複数の
スペクトラム拡散方式のミリ波レーダを、監視領域に対
して互いが前記監視領域全体を補足する異なる位置に個
別に配設し、該各レーダは前記監視領域のうちの所定領
域を監視し、該所定領域に、疑似雑音符号によって帯域
を拡散された電波をそれぞれ送信し、該電波に対する前
記被監視物体からの反射波をそれぞれ受信するととも
に、前記疑似雑音符号を遅延させて該反射波との相関を
とり、該相関がとれた時の該疑似雑音符号の遅延時間に
応じて該各レーダから前記被監視物体までの距離を測距
し、該距離に基づいて、前記被監視物体の所定領域内の
位置を特定し、又は前記相関がとれた反射波に基づいて
前記被監視物体の存在する領域を特定するので、未検知
領域が狭くなり、所定領域内の被監視物体を正確に検知
できる。

【０１２３】請求項９では、レーダは、少なくとも隣接
する前記所定領域を監視する他のレーダとは異なる疑似
雑音符号によって帯域を拡散された電波を送信するの
で、被監視物体の存在する領域を正確に検知することが
可能になる。。請求項１０では、レーダは、送信する電
波のビーム幅又は受信する電波のビーム幅のいずれか一
方を分割することで、前記監視領域のうちの自装置の監
視する所定領域を特定するので、被監視物体の存在する
領域を精度よく特定することが可能になる。

【０１２４】請求項１１では、レーダは、自装置が監視
する前記所定領域の被監視物体の検知に用いる疑似雑音
符号とは別に、少なくとも隣接する前記所定領域を監視
する他のレーダと同一の疑似雑音符号を発生させ、当該
疑似雑音符号によって帯域を拡散された電波と相関をと
ることにより、該他のレーダの送信状態を評価するの
で、互いのレーダが正常に動作しているか判断すること
が可能となる。

【０１２５】請求項１２では、スペクトラム拡散方式を
用いて、被監視物体を検知する領域監視装置において、
異なる位置に配設される複数のレーダを有し、前記各レ
ーダは、監視する所定領域に、他のレーダとは異なる疑
似雑音符号によって帯域を拡散された電波をそれぞれ送
信する送信手段と、該電波に対する前記被監視物体から
の反射波をそれぞれ受信する受信手段と、相関をとる
際、疑似雑音符号を遅延させる遅延手段と、前記遅延さ
れる疑似雑音符号と前記反射波の相関をとる相関手段
と、前記相関がとれた時の前記疑似雑音符号の遅延時間
に応じて前記被監視物体までの距離を測距する測距手段
と、前記測距された各レーダから前記被監視物体までの
距離に基づいて該被監視物体の領域内の位置を判断する
位置判断手段とを備えたので、被監視物体の位置を正確
に検出することができる。

【０１２６】請求項１３では、異なる位置に配設される
複数のレーダを有し、前記各レーダは、監視する所定領
域内の分割領域に、他のレーダとは異なる疑似雑音符号
によって帯域を拡散された電波をそれぞれ送信する送信
手段と、前記レーダから領域の距離に対応した時間だ
け、予め疑似雑音符号を遅延させる遅延手段と、前記電
波に対する前記被監視物体からの反射波をそれぞれ受信
する受信手段と、前記遅延された疑似雑音符号と前記反
射波の相関をとる相関手段と、前記相関のとられた反射
波に基づいて前記被監視物体の存在する前記分割領域を
検出する検出手段とを備えたので、被監視物体が存在す
る所定領域の分割領域を正確に検知することができる。

【０１２７】請求項１４，１５では、監視領域に対して
互いが前記監視領域全体を補足する異なる位置に個別に
配設され、該監視領域のうちの所定領域を監視する複数
のレーダを有し、前記各レーダは、該監視する所定領域
に、疑似雑音符号によって帯域を拡散された電波をそれ
ぞれ送信する送信手段と、該電波に対する前記被監視物
体からの反射波をそれぞれ受信する受信手段と、前記疑
似雑音符号を遅延させる遅延手段と、前記遅延される疑
似雑音符号と前記反射波の相関をとる相関手段と、前記
相関がとれた時の前記疑似雑音符号の遅延時間に応じて
前記各レーダから前記被監視物体までの距離を測距する
測距手段と、前記測距された距離に基づいて該被監視物
体の所定領域内の位置を判断し、又は前記相関がとれた
反射波に基づいて前記被監視物体の存在する領域を判断
する判断手段とを備えたので、未検知の領域が狭くな
り、所定領域内の被監視物体を検知できる。

【０１２８】請求項１６では、送信手段は、少なくとも
隣接する所定領域を監視する他のレーダとは異なる疑似
雑音信号によって帯域を拡散された電波を送信するの
で、被監視物体の存在する領域を正確に検知できる。請
求項１７では、レーダは、送信手段が送信する電波のビ
ーム幅又は受信手段が受信する電波のビーム幅のいずれ
か一方を分割することで、前記監視領域のうちの自装置
の監視する所定領域を特定するので、被監視物体の存在
する領域を精度よく特定できる。

【０１２９】請求項１８では、レーダは、自装置が監視
する前記所定領域の被監視物体の検知に用いる疑似雑音
符号とは別に、少なくとも隣接する前記所定領域を監視
する他のレーダと同一の疑似雑音符号を発生させる疑似
雑音符号発生回路と、当該疑似雑音符号によって帯域を
拡散された電波と相関をとることにより、該他のレーダ
の送信状態を評価する評価回路とを備えたので、互いの
レーダが正常に作動しているか否か判断できる。

【０１３０】請求項１９では、位置判断手段は、各所定
領域に対応する信号処理手段からの相関信号の情報を、
一定時間間隔で、各レーダ及び各遅延時間毎に記憶する
相関信号記憶部を有し、該相関信号記憶部に記憶された
相関信号の情報に基づいて、前記被監視物体の所定領域
内の位置を判断するので、所定領域内における被監視物
体の挙動を計測することが可能となる。

【０１３１】請求項２０，２１では、信号処理手段は、
予め設定された閾値以上の相関信号を対応する前記疑似
雑音信号の遅延時間とともに前記位置判断手段に出力
し、位置判断手段は、前記信号処理手段に設定される相
関信号の閾値を制御するので、被監視物体の形態の判
定、所定領域内における挙動を計測することが可能とな
る。

【０１３２】請求項２２，２３では、相関信号記憶部に
は、所定領域に存在する前記検知する被監視物体以外の
存在物に対応する前記信号処理手段からの相関信号の情
報を予め記憶させ、位置判断手段は、前記被監視物体を
検知する際に、前記記憶された存在物に対応する前記信
号処理手段からの相関信号の情報を比較情報として用い
て、前記被監視物体の所定領域内の位置を判断するの
で、被監視物体の検知においてレーダ検知される存在物
の悪影響を除去できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る領域監視方法の第１実施例を説明
するための概念図である。

【図２】本発明に係る領域監視方法を実現させるスペク
トラム拡散方式のレーダを用いた領域監視装置の構成を
示すブロック図である。

【図３】図２におけるＰＮ符号のタイミングチャートを
示す図である。

【図４】図２における送信電波と反射波のスペクトル波
形を示す波形図である。

【図５】図２に示したスペクトル監視装置の構成を示す
回路図である。

【図６】本発明に係る領域監視方法の第２実施例を説明
するための概念図である。

【図７】本発明に係る領域監視方法の第３実施例を説明
するための概念図である。

【図８】本発明に係る領域監視方法の第４実施例を説明
するための概念図である。

【図９】同じく第４実施例を説明するための概念図であ
る。

【図１０】図２におけるＰＮ符号のタイミングチャート
を示す図である。

【図１１】本発明に係る領域監視方法の第５実施例を説
明するためのＰＮ符号のタイミングチャートを示す図で
ある。

【図１２】本発明に係る領域監視方法の第６実施例を説
明するためのＰＮ符号のタイミングチャートを示す図で
ある。

【図１３】本発明に係る領域監視方法の第８実施例を説
明するための概念図である。

【図１４】図１３に示した領域監視方法を実現させるス
ペクトラム拡散方式のレーダを用いた領域監視装置の構
成を示すブロック図である。

【図１５】各レーダにより分割された各分割領域に被監
視物体が存在する場合を示す図１３の概念図である。

【図１６】各レーダにより分割された分割領域にまたが
って被監視物体が存在する場合を示す図１３の概念図で
ある。

【図１７】踏切の障害物検知に用いた場合を示す図１３
の概念図である。

【図１８】本発明に係る第９実施例の領域監視装置の構
成を示すブロック図である。

【図１９】第９実施例のレーダの配設例を示す概念図で
ある。

【図２０】本発明のレーダに使用するアンテナの送信強
度、受信強度の特性の一例を示す特性図である。

【図２１】本発明に係る領域監視方法の第１０実施例を
説明するための概念図である。

【図２２】本発明に係る第１０実施例の領域監視方法を
実現させるスペクトラム拡散方式のレーダを用いた領域
監視装置の構成を示すブロック図である。

【図２３】同じく第１０実施例を説明するための概念図
である。

【図２４】同じく第１０実施例を説明するための概念図
である。

【図２５】同じく第１０実施例を説明するための概念図
である。

【図２６】図２２に示した信号処理回路に送られる相関
信号の強度と、位置判断部で得られる出力信号の時間変
化を示す信号図である。

【図２７】同じく信号処理回路に送られる相関信号の強
度と、位置判断部で得られる出力信号の時間変化を示す
信号図である。

【図２８】同じく信号処理回路に送られる相関信号の強
度と、位置判断部で得られる出力信号の時間変化を示す
信号図である。

【図２９】同じく信号処理回路に送られる相関信号の強
度と、位置判断部で得られる出力信号の時間変化を示す
信号図である。

【図３０】同じく信号処理回路に送られる相関信号の強
度と、位置判断部で得られる出力信号の時間変化を示す
信号図である。

【図３１】本発明に係る領域監視方法の第１１実施例を
説明するための概念図である。

【図３２】同じく第１１実施例を説明するための概念図
である。

【図３３】第１１実施例において信号処理回路に送られ
る相関信号の強度と、位置判断部で得られる出力信号の
時間変化を示す信号図である。

【図３４】同じく第１１実施例において信号処理回路に
送られる相関信号の強度と、位置判断部で得られる出力
信号の時間変化を示す信号図である。

【図３５】本発明に係る領域監視方法の第１２実施例を
説明するための概念図である。

【図３６】従来の領域監視装置の構成を示す概略図であ
る。

【符号の説明】

１，２，３レーダ５物体位置判断部１０，２０，３０信号処理回路１１，２１，３１発振回路１２，２２，３２疑似雑音符号発生回路１３，１７，２３，２７，３３，３７リング型変調回
路１４，２４，３４送信用アンテナ１５，２５，３５遅延回路１６，２６，３６受信用アンテナ１８，２８積分回路１９，２９スペクトル監視装置５１相関信号記憶部ｘ1〜ｘ10 被監視物体（障害物）ｙ1，ｙ2 設置物

フロントページの続き (72)発明者石津晴彦東京都千代田区丸の内２丁目６番１号古河電気工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】疑似雑音符号によって帯域を拡散された
電波を送信し、該電波に対する被監視物体からの反射波
を受信し、該反射波に基づいて前記被監視物体を検知す
るレーダを用いた領域監視方法において、複数の前記レーダを異なる位置に配設し、該各レーダは
所定領域を監視し、該所定領域に、他のレーダとは異な
る疑似雑音符号によって帯域を拡散された電波をそれぞ
れ送信し、該電波に対する前記被監視物体からの反射波
をそれぞれ受信するとともに、前記疑似雑音符号を遅延
させて該反射波との相関をとり、該相関がとれた時の該
疑似雑音符号の遅延時間に応じて該各レーダから前記被
監視物体までの距離を測距し、該距離に基づいて、前記
被監視物体の所定領域内の位置を特定することを特徴と
する領域監視方法。
【請求項２】疑似雑音符号によって帯域を拡散された
電波を送信し、該電波に対する被監視物体からの反射波
を受信し、該反射波に基づいて前記被監視物体を検知す
るレーダを用いた領域監視方法において、複数の前記レーダを、監視領域に対して異なる位置に配
設し、該各レーダは当該監視領域のうちの所定分割領域
を監視し、自装置の監視する前記分割領域に、他のレー
ダとは異なる疑似雑音符号によって帯域を拡散された電
波を走査してそれぞれ送信し、該電波に対する前記被監
視物体からの反射波をそれぞれ受信するとともに、前記
遅延疑似雑音符号の遅延時間を前記レーダから前記領域
の距離に対応した時間に設定し、前記各レーダでの相関
の有無に基づいて前記被監視物体の存在する前記分割領
域を検出することを特徴とする領域監視方法。
【請求項３】前記レーダは、前記疑似雑音符号の１チ
ップ長を、前記電波が前記領域の幅の半分の距離を進む
時間幅に設定し、前記反射波と相関をとる遅延疑似雑音
符号の遅延時間を前記領域の中央地点で最大の相関値に
なるように設定することを特徴とする請求項２に記載の
領域監視方法。
【請求項４】前記レーダは、前記分割領域のうち、前
記他のレーダが監視する分割領域と同一の分割領域及び
異なる分割領域を監視することを特徴とする請求項２に
記載の領域監視方法。
【請求項５】前記レーダは、送信する電波の走査領域
を分割することで、自装置の監視する分割領域を特定す
ることを特徴とする請求項２又は４に記載の領域監視方
法。
【請求項６】前記レーダは、前記受信された反射波の
電波強度を検出し、該電波強度に応じて領域内に存在す
る被監視物体を分類することを特徴とする請求項１又は
２に記載の領域監視方法。
【請求項７】疑似雑音符号によって帯域を拡散された
電波を送信し、該電波に対する被監視物体からの反射波
を受信し、該反射波に基づいて前記被監視物体を検知す
るレーダを用いた領域監視方法において、複数の前記レーダを、監視領域に対して異なる位置に配
設し、該各レーダは当該監視領域のうちの所定領域を監
視し、該所定領域に、疑似雑音符号によって帯域を拡散
された電波をそれぞれ送信し、該電波に対する前記被監
視物体からの反射波をそれぞれ受信するとともに、前記
疑似雑音符号を遅延させて該反射波との相関をとり、該
相関がとれた時の該疑似雑音符号の遅延時間に応じて該
各レーダから前記被監視物体までの距離を測距し、該距
離に基づいて、前記被監視物体の所定領域内の位置を特
定し、又は前記相関がとれた反射波に基づいて前記被監
視物体の存在する領域を特定することを特徴とする領域
監視方法。
【請求項８】前記各レーダは、互いが前記監視領域全
体を補足する位置に配設されることを特徴とする請求項
７に記載の領域監視方法。
【請求項９】前記レーダは、少なくとも隣接する前記
所定領域を監視する他のレーダとは異なる疑似雑音符号
によって帯域を拡散された電波を送信することを特徴と
する請求項７又は８に記載の領域監視方法。
【請求項１０】前記レーダは、送信する電波のビーム
幅又は受信する電波のビーム幅のいずれか一方を分割す
ることで、前記監視領域のうちの自装置の監視する所定
領域を特定することを特徴とする請求項７から９のいず
れかに記載の領域監視方法。
【請求項１１】前記レーダは、自装置が監視する前記
所定領域の被監視物体の検知に用いる疑似雑音符号とは
別に、少なくとも隣接する前記所定領域を監視する他の
レーダと同一の疑似雑音符号を発生させ、当該疑似雑音
符号によって帯域を拡散された電波と相関をとることに
より、該他のレーダの送信状態を評価することを特徴と
する請求項７から１０のいずれかに記載の領域監視方
法。
【請求項１２】スペクトラム拡散方式を用いて、被監
視物体を検知する領域監視装置において、前記被監視物体を監視する所定領域に、他のレーダとは
異なる疑似雑音符号によって帯域を拡散された電波をそ
れぞれ送信する送信手段と、該電波に対する前記被監視
物体からの反射波をそれぞれ受信する受信手段と、相関
をとる際、疑似雑音符号を遅延させる遅延手段と、前記
遅延される疑似雑音符号と前記反射波の相関をとる相関
手段と、前記相関がとれた時の前記疑似雑音符号の遅延
時間に応じて前記被監視物体までの距離を測距する測距
手段とを有し、異なる位置に配設される複数のレーダ
と、前記測距された各レーダから前記被監視物体までの距離
に基づいて該被監視物体の所定領域内の位置を判断する
位置判断手段とを備えたことを特徴とする領域監視装
置。
【請求項１３】スペクトラム拡散方式を用いて、被監
視物体を検知する領域監視装置において、監視する監視領域内の分割領域に、他のレーダとは異な
る疑似雑音符号によって帯域を拡散された電波をそれぞ
れ送信する送信手段と、前記レーダから領域の距離に対
応した時間だけ、予め疑似雑音符号を遅延させる遅延手
段と、前記電波に対する前記被監視物体からの反射波を
それぞれ受信する受信手段と、前記遅延された疑似雑音
符号と前記反射波の相関をとる相関手段とを有して、前
記監視領域に対して異なる位置に配設される複数のレー
ダと、前記相関のとられた反射波に基づいて前記被監視物体の
存在する前記分割領域を検出する検出手段とを備えたこ
とを特徴とする領域監視装置。
【請求項１４】スペクトラム拡散方式を用いて、被監
視物体を検知する領域監視装置において、監視する監視領域のうちの所定領域に、疑似雑音符号に
よって帯域を拡散された電波をそれぞれ送信する送信手
段と、該電波に対する前記被監視物体からの反射波をそ
れぞれ受信する受信手段と、前記疑似雑音符号を遅延さ
せる遅延手段と、前記遅延される疑似雑音符号と前記反
射波の相関をとる相関手段と、前記相関がとれた時の前
記疑似雑音符号の遅延時間に応じて前記各レーダから前
記被監視物体までの距離を測距する測距手段とを有し
て、前記監視領域に対して異なる位置に配設され、該監
視領域のうちの各所定領域を監視する複数のレーダと、前記測距された距離に基づいて該被監視物体の所定領域
内の位置を判断し、又は前記相関がとれた反射波に基づ
いて前記被監視物体の存在する所定領域を判断する位置
判断手段とを備えたことを特徴とする領域監視装置。
【請求項１５】前記各レーダは、互いが前記監視領域
全体を補足する位置に配設されることを特徴とする請求
項１４に記載の領域監視装置。
【請求項１６】前記レーダでは、前記送信手段は、少
なくとも隣接する所定領域を監視する他のレーダとは異
なる疑似雑音信号によって帯域を拡散された電波を送信
することを特徴とする請求項１４又は１５に記載の領域
監視装置。
【請求項１７】前記レーダは、前記送信手段が送信す
る電波のビーム幅又は前記受信手段が受信する電波のビ
ーム幅のいずれか一方を分割することで、前記監視領域
のうちの自装置の監視する所定領域を特定することを特
徴とする請求項１４から１６のいずれかに記載の領域監
視装置。
【請求項１８】前記レーダは、自装置が監視する前記
所定領域の被監視物体の検知に用いる疑似雑音符号とは
別に、少なくとも隣接する前記所定領域を監視する他の
レーダと同一の疑似雑音符号を発生させる疑似雑音符号
発生回路と、当該疑似雑音符号によって帯域を拡散された電波と相関
をとることにより、該他のレーダの送信状態を評価する
評価回路とを備えたことを特徴とする請求項１４から１
７のいずれかに記載の領域監視装置。
【請求項１９】監視する監視領域のうちの各所定領域
に、疑似雑音符号によって帯域を拡散された電波をそれ
ぞれ送信する送信手段と、該電波に対する前記被監視物
体からの反射波をそれぞれ受信する受信手段と、前記疑
似雑音符号を遅延させる遅延手段と、前記遅延される疑
似雑音符号と前記反射波の相関をとる相関手段と、前記
遅延手段の遅延時間を制御するとともに、前記相関をと
る相関手段からの相関信号を受信し、該相関信号を対応
する前記疑似雑音信号の遅延時間とともに出力する信号
処理手段と、前記相関がとれた時の前記疑似雑音符号の
遅延時間に応じて前記各レーダから前記被監視物体まで
の距離を測距する測距手段とを有して、前記監視領域に
対して異なる位置に配設され、該監視領域のうちの各所
定領域を監視する複数のレーダと、前記測距された距離
に基づいて該被監視物体の所定領域内の位置を判断し、
又は前記相関がとれた反射波に基づいて前記被監視物体
の存在する所定領域を判断する位置判断手段とを備え
て、前記監視領域内の被監視物体を検知する領域監視装
置において、前記位置判断手段は、前記各所定領域に対応する前記信
号処理手段からの相関信号の情報を、一定時間間隔で、
各レーダ、各遅延時間毎に記憶する相関信号記憶部を有
し、該相関信号記憶部に記憶された相関信号の情報に基
づいて、前記被監視物体の所定領域内の位置を判断する
ことを特徴とする領域監視装置。
【請求項２０】前記信号処理手段は、予め設定された
閾値以上の相関信号を対応する前記疑似雑音信号の遅延
時間とともに前記位置判断手段に出力することを特徴と
する請求項１９に記載の領域監視装置。
【請求項２１】前記位置判断手段は、前記信号処理手
段に設定される相関信号の閾値を制御することを特徴と
する請求項１９又は２０に記載の領域監視装置。
【請求項２２】前記相関信号記憶部には、前記所定領
域に存在する前記検知する被監視物体以外の存在物に対
応する前記信号処理手段からの相関信号の情報を予め記
憶させ、前記位置判断手段は、前記被監視物体を検知す
る際に、前記記憶された存在物に対応する前記信号処理
手段からの相関信号の情報を比較情報として用いて、前
記被監視物体の所定領域内の位置を判断することを特徴
とする請求項１９又は２１に記載の領域監視装置。
【請求項２３】前記相関信号記憶部には、前記所定領
域に存在する前記検知する被監視物体以外の存在物が追
加設置される毎に、前記存在物に対応する前記信号処理
手段からの相関信号の情報を予め更新して記憶させ、前
記位置判断手段は、前記被監視物体を検知する際に、前
記記憶された存在物に対応する前記信号処理手段からの
相関信号の情報を比較情報として用いて、前記被監視物
体の所定領域内の位置を判断することを特徴とする請求
項１９，２１又は２２に記載の領域監視装置。