JPWO2015136823A1 - 目標抽出システム、目標抽出方法、情報処理装置およびその制御方法と制御プログラム - Google Patents
目標抽出システム、目標抽出方法、情報処理装置およびその制御方法と制御プログラム Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2015136823A1 JPWO2015136823A1 JP2016507281A JP2016507281A JPWO2015136823A1 JP WO2015136823 A1 JPWO2015136823 A1 JP WO2015136823A1 JP 2016507281 A JP2016507281 A JP 2016507281A JP 2016507281 A JP2016507281 A JP 2016507281A JP WO2015136823 A1 JPWO2015136823 A1 JP WO2015136823A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wave
- frequency
- chirp
- signal
- chirp wave
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
- G01S13/06—Systems determining position data of a target
- G01S13/08—Systems for measuring distance only
- G01S13/32—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
- G01S13/34—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated using transmission of continuous, frequency-modulated waves while heterodyning the received signal, or a signal derived therefrom, with a locally-generated signal related to the contemporaneously transmitted signal
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
- G01S7/35—Details of non-pulse systems
- G01S7/352—Receivers
- G01S7/354—Extracting wanted echo-signals
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
- G01S13/06—Systems determining position data of a target
- G01S13/08—Systems for measuring distance only
- G01S13/32—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
- G01S13/34—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated using transmission of continuous, frequency-modulated waves while heterodyning the received signal, or a signal derived therefrom, with a locally-generated signal related to the contemporaneously transmitted signal
- G01S13/343—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated using transmission of continuous, frequency-modulated waves while heterodyning the received signal, or a signal derived therefrom, with a locally-generated signal related to the contemporaneously transmitted signal using sawtooth modulation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
- G01S13/50—Systems of measurement based on relative movement of target
- G01S13/58—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems
- G01S13/583—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems using transmission of continuous unmodulated waves, amplitude-, frequency-, or phase-modulated waves and based upon the Doppler effect resulting from movement of targets
- G01S13/584—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems using transmission of continuous unmodulated waves, amplitude-, frequency-, or phase-modulated waves and based upon the Doppler effect resulting from movement of targets adapted for simultaneous range and velocity measurements
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/02—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
- G01S15/06—Systems determining the position data of a target
- G01S15/08—Systems for measuring distance only
- G01S15/32—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
- G01S15/34—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated using transmission of continuous, frequency-modulated waves while heterodyning the received signal, or a signal derived therefrom, with a locally-generated signal related to the contemporaneously transmitted signal
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/02—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
- G01S15/50—Systems of measurement, based on relative movement of the target
- G01S15/58—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems
- G01S15/586—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems using transmission of continuous unmodulated waves, amplitude-, frequency-, or phase-modulated waves and based upon the Doppler effect resulting from movement of targets
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
- G01S7/534—Details of non-pulse systems
- G01S7/536—Extracting wanted echo signals
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
- G01S13/881—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for robotics
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
- G01S13/886—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for alarm systems
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
- G01S13/93—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
- G01S13/931—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
- G01S15/93—Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
- G01S15/931—Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
ヘテロダイン処理結果において、目標抽出、目標速度推定、ドップラーの影響検出に必要なビート周波数と不必要な周波数とが重ならないようにすることにより、必要なビート周波数を取得するため、目標から反射した、チャープ波の反射波を受波して、受波信号を出力する受波部と、チャープ波と周波数が重ならない、チャープ波のデュアルスイープ信号を生成するデュアルスイープ信号生成部と、受波信号に対して、デュアルスイープ信号をヘテロダイン用信号として乗算して、ビート周波数を生成するヘテロダイン処理部と、を備える。
Description
本発明は、送波したチャープ波の反射波に基づいて目標を抽出するための、目標抽出システム、目標抽出方法、情報処理装置およびその制御方法と制御プログラムに関する。
上記技術分野において、特許文献１および特許文献２には、送信したチャープ波と目標から反射したチャープ波との周波数の差から目標までの距離を求める技術が開示されている。また、特許文献３、非特許文献１および非特許文献２には、送信したチャープ波の２周期で倍の周波数帯をスイープするディアルスープ信号をヘテロダイン用信号として用いる。そして、目標から反射したチャープ波の受波信号に乗算することより、チャープ波の受波信号の遅延によらず、１回のヘテロダイン処理でヘテロダイン用信号と受波信号との周波数差分であるビート周波数を生成する技術が開示されている。
M.A. Do, "New dual-sweep receiver for CTFM sonar," Ultrasonics 1986 Vol. 24 July
Yang Wang and Jun Yang, "Continuous Transmission Frequency Modulation Detection under Variable Sonar-Target Speed Conditions," Sensors 2013, March 13, 3549-3567
しかしながら、上記文献に記載の技術では、ヘテロダイン処理結果において、目標抽出、目標速度推定、ドップラーの影響検出に必要なビート周波数と不必要な周波数とが重なり、目標抽出精度が十分ではない場合があった。
本発明の目的は、上述の課題を解決する技術を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明に係る情報処理装置は、
目標から反射した、チャープ波の反射波を受波して、受波信号を出力する受波手段と、
前記チャープ波の周波数帯域と重ならない周波数を備え、前記チャープ波のデュアルスイープ信号を生成するデュアルスイープ信号生成手段と、
前記受波信号に対して、前記デュアルスイープ信号をヘテロダイン用信号として乗算して、ビート周波数を生成するヘテロダイン処理手段と、
を備える。
目標から反射した、チャープ波の反射波を受波して、受波信号を出力する受波手段と、
前記チャープ波の周波数帯域と重ならない周波数を備え、前記チャープ波のデュアルスイープ信号を生成するデュアルスイープ信号生成手段と、
前記受波信号に対して、前記デュアルスイープ信号をヘテロダイン用信号として乗算して、ビート周波数を生成するヘテロダイン処理手段と、
を備える。
上記目的を達成するため、本発明に係る情報処理装置の制御方法は、
目標から反射した、チャープ波の反射波を受波して、受波信号を出力する受波ステップと、
前記受波信号に対して、前記チャープ波と周波数が重ならない、前記チャープ波のデュアルスイープ信号をヘテロダイン用信号として乗算して、ビート周波数を生成するヘテロダイン処理ステップと、
を含む。
目標から反射した、チャープ波の反射波を受波して、受波信号を出力する受波ステップと、
前記受波信号に対して、前記チャープ波と周波数が重ならない、前記チャープ波のデュアルスイープ信号をヘテロダイン用信号として乗算して、ビート周波数を生成するヘテロダイン処理ステップと、
を含む。
上記目的を達成するため、本発明に係る情報処理装置の制御プログラムは、
目標から反射した、チャープ波の反射波を受波して、受波信号を出力する受波ステップと、
前記受波信号に対して、前記チャープ波と周波数が重ならない、前記チャープ波のデュアルスイープ信号をヘテロダイン用信号として乗算して、ビート周波数を生成するヘテロダイン処理ステップと、
をコンピュータに実行させる。
目標から反射した、チャープ波の反射波を受波して、受波信号を出力する受波ステップと、
前記受波信号に対して、前記チャープ波と周波数が重ならない、前記チャープ波のデュアルスイープ信号をヘテロダイン用信号として乗算して、ビート周波数を生成するヘテロダイン処理ステップと、
をコンピュータに実行させる。
上記目的を達成するため、本発明に係る目標抽出システムは、
チャープ波を送波する送波装置と、
目標から反射した、前記チャープ波の反射波を受波して、目標を抽出する受波装置と、
を備え、
前記受波装置は、
前記反射波を受波して、受波信号を出力する受波手段と、
前記受波信号に対して、前記チャープ波と周波数が重ならない、前記チャープ波のデュアルスイープ信号をヘテロダイン用信号として乗算して、ビート周波数を生成するヘテロダイン処理手段と、
を有する。
チャープ波を送波する送波装置と、
目標から反射した、前記チャープ波の反射波を受波して、目標を抽出する受波装置と、
を備え、
前記受波装置は、
前記反射波を受波して、受波信号を出力する受波手段と、
前記受波信号に対して、前記チャープ波と周波数が重ならない、前記チャープ波のデュアルスイープ信号をヘテロダイン用信号として乗算して、ビート周波数を生成するヘテロダイン処理手段と、
を有する。
上記目的を達成するため、本発明に係る目標抽出方法は、
チャープ波を送波する送波ステップと、
目標から反射した、前記チャープ波の反射波を受波した受波信号に対して、前記チャープ波と周波数が重ならない、前記チャープ波のデュアルスイープ信号をヘテロダイン用信号として乗算して、ビート周波数を生成し、前記ビート周波数の周波数スペクトルに基づいて、目標を抽出する目標抽出ステップと、
を含む。
チャープ波を送波する送波ステップと、
目標から反射した、前記チャープ波の反射波を受波した受波信号に対して、前記チャープ波と周波数が重ならない、前記チャープ波のデュアルスイープ信号をヘテロダイン用信号として乗算して、ビート周波数を生成し、前記ビート周波数の周波数スペクトルに基づいて、目標を抽出する目標抽出ステップと、
を含む。
本発明によれば、目標抽出精度を向上させることができる。
以下に、図面を参照して、本発明の実施の形態について例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施の形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、本発明の技術範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。なお、本明細書で使用される「チャープ波」は、周波数が線形的に変化する波である。ここでは、線形に周波数が上昇する波を「ＵＰチャープ波」、線形に周波数が下降する波を「ＤＯＷＮチャープ波」と称す。ＵＰチャープ波やＤＯＷＮチャープ波のみを繰り返す波と区別して、ＵＰチャープ波とＤＯＷＮチャープ波とを繰り返す波を「鋸状のチャープ波」と称す。「ディアルスイープ信号」は、チャープ波の周波数変化の倍の周波数帯を２倍の周期で線形的に変化する信号である。
ここでは、線形に周波数が上昇する信号を「ＵＰデュアルスイープ信号」、線形に周波数が下降する波を「ＤＯＷＮデュアルスイープ信号」と称す。また、「ビート周波数」は、
周波数が僅かに異なる２つの波が干渉して、振幅がゆっくり周期的に変わる合成波の周波数である。本例では、受波したチャープ波に対応する受波信号と送波したチャープ波に対応するヘテロダイン用信号を積算するヘテロダイン処理をし、その演算結果の周波数差分に相当する「うなりの周波数」を意味する。ここで、「ヘテロダイン用信号」には、「ディアルスープ信号」が含まれる。
ここでは、線形に周波数が上昇する信号を「ＵＰデュアルスイープ信号」、線形に周波数が下降する波を「ＤＯＷＮデュアルスイープ信号」と称す。また、「ビート周波数」は、
周波数が僅かに異なる２つの波が干渉して、振幅がゆっくり周期的に変わる合成波の周波数である。本例では、受波したチャープ波に対応する受波信号と送波したチャープ波に対応するヘテロダイン用信号を積算するヘテロダイン処理をし、その演算結果の周波数差分に相当する「うなりの周波数」を意味する。ここで、「ヘテロダイン用信号」には、「ディアルスープ信号」が含まれる。
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態としての情報処理装置１００について、図１を用いて説明する。
情報処理装置１００は、送波したチャープ波の反射波に基づいて目標を抽出するための装置である。
本発明の第１実施形態としての情報処理装置１００について、図１を用いて説明する。
情報処理装置１００は、送波したチャープ波の反射波に基づいて目標を抽出するための装置である。
図１に示すように、情報処理装置１００は、受波部１１０と、デュアルスイープ信号生成部１２０と、ヘテロダイン処理部１３０と、を含む。受波部１１０は、目標１５０から反射した、チャープ波１１１の反射波１１２を受波して、受波信号を出力する。デュアルスイープ信号生成部１２０は、チャープ波１１１と周波数が重ならない、チャープ波１１１のデュアルスイープ信号を生成する。ヘテロダイン処理部１３０は、受波信号に対して、デュアルスイープ信号をヘテロダイン用信号として乗算して、ビート周波数を生成する。
本実施形態によれば、ヘテロダイン処理結果において、目標抽出、目標速度推定、ドップラーの影響検出に必要なビート周波数と不必要な周波数とが重ならないようにすることにより、目標抽出精度を向上させることができる。
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る情報処理装置について説明する。本実施形態に係る情報処理装置においては、送波部が送波するチャープ波と重ならない周波数帯のデュアルスイープ信号をヘテロダイン用信号として使用して、ビート周波数の生成および表示、目標の抽出、移動目標の速度、ドップラー影響の補正などを実行する。
次に、本発明の第２実施形態に係る情報処理装置について説明する。本実施形態に係る情報処理装置においては、送波部が送波するチャープ波と重ならない周波数帯のデュアルスイープ信号をヘテロダイン用信号として使用して、ビート周波数の生成および表示、目標の抽出、移動目標の速度、ドップラー影響の補正などを実行する。
《本実施形態の処理の概要》
（ヘテロダイン用信号）
図２Ａは、本実施形態に係る情報処理装置による目標抽出方法の特徴を示す図である。
なお、図２Ａは、相違点を明瞭とするために、送信波やヘテロダイン用信号の周波数変化を図示したものである。以下の各信号を示す図においても、信号は周波数変化として図示される。また、本実施形態では、中心周波数４０ｋHz、サンプリング周波数１６０ｋHzの場合における場合を説明するが、これに限定されるものではない。
（ヘテロダイン用信号）
図２Ａは、本実施形態に係る情報処理装置による目標抽出方法の特徴を示す図である。
なお、図２Ａは、相違点を明瞭とするために、送信波やヘテロダイン用信号の周波数変化を図示したものである。以下の各信号を示す図においても、信号は周波数変化として図示される。また、本実施形態では、中心周波数４０ｋHz、サンプリング周波数１６０ｋHzの場合における場合を説明するが、これに限定されるものではない。
図２Ａにおいて、基本方式のヘテロダイン用信号２１０はチャープ波の周波数変化と同じであり、特許文献１および特許文献２において使用するヘテロダイン用信号である。また、デュアルスイープ方式のヘテロダイン用信号であるデュアルスイープ信号２２０は、
チャープ波を２つ繋いだ２倍周期で倍の周波数帯の周波数変化であり、特許文献３、非特許文献１および非特許文献２において使用するチャープ波と周波数帯が重なった信号である。
チャープ波を２つ繋いだ２倍周期で倍の周波数帯の周波数変化であり、特許文献３、非特許文献１および非特許文献２において使用するチャープ波と周波数帯が重なった信号である。
図２Ａの新ヘテロダイン用信号のデュアルスイープ信号２３０は、本実施形態で使用する、デュアルスイープ信号であるが、チャープ波と周波数帯が重ならない信号である。すなわち、本実施形態では、ヘテロダイン用のデュアルスイープ信号２３１ｂは、送波するチャープ波２３１ａと周波数帯が異なり、重ならないという最低条件を満足するように生成される。
（送波信号および受波信号）
図２Ｂは、本実施形態に係る情報処理装置を含む目標抽出システムにおける送波信号２４０および受波信号２５０の周波数変化を示す図である。図２Ｂには、チャープ波の基となった送波信号２４０と受波したチャープ波に対応する受波信号２５０とが示されている。ここで、受波信号２５０において、実線が静物体の受波信号であり送波信号２４０との遅延時間が一定である。一方、受波信号２５０において、破線が動物体の受波信号であり送波信号２４０との遅延時間が変化している。図２Ｂでは、動物体までの距離が開いている場合を示している。
図２Ｂは、本実施形態に係る情報処理装置を含む目標抽出システムにおける送波信号２４０および受波信号２５０の周波数変化を示す図である。図２Ｂには、チャープ波の基となった送波信号２４０と受波したチャープ波に対応する受波信号２５０とが示されている。ここで、受波信号２５０において、実線が静物体の受波信号であり送波信号２４０との遅延時間が一定である。一方、受波信号２５０において、破線が動物体の受波信号であり送波信号２４０との遅延時間が変化している。図２Ｂでは、動物体までの距離が開いている場合を示している。
以下、各図の受波信号およびヘテロダイン結果において、実線が静物体とし破線が動物体とする。
（前提技術におけるヘテロダイン処理結果）
図２Ｃは、前提技術における受波信号２５０とデュアルスイープ信号２２０とのヘテロダイン処理結果２７０を示す図である。ここで、受波信号２５０は図２Ｂと同様の周波数帯である。
図２Ｃは、前提技術における受波信号２５０とデュアルスイープ信号２２０とのヘテロダイン処理結果２７０を示す図である。ここで、受波信号２５０は図２Ｂと同様の周波数帯である。
図２Ｃにおいては、デュアルスイープ信号２２０として、送波信号２４０と同じ信号２２０ａと、信号２２０ａに連続する周波数帯の信号２２０ｂと、によりデュアルスイープ信号が生成されて、受波信号２５０に乗算するヘテロダイン処理が実行される。
ヘテロダイン処理結果２７０において、静物体および動物体を示すビート周波数２７１と不要な周波数２７２とが、時間帯２７３では重なっている。このため、目視による場合には識別が難しく、フィルタで分離する場合には分離ができなくなる。したがって、この時間帯２７３、すなわち、目標までの距離が所定範囲の場合に、目標抽出、距離推定およびドップラー補正が困難となる。
（本実施形態の受波信号とデュアルスイープ信号）
図２Ｄは、本実施形態に係る受波信号２５０とデュアルスイープ信号２３０との周波数変化を示す図である。ここで、受波信号２５０は図２Ｂおよび図２Ｃと同様の周波数帯である。
図２Ｄは、本実施形態に係る受波信号２５０とデュアルスイープ信号２３０との周波数変化を示す図である。ここで、受波信号２５０は図２Ｂおよび図２Ｃと同様の周波数帯である。
図２Ｄにおいては、デュアルスイープ信号２３０として、送波信号２４０と周波数帯が重ならない、信号２３０ａおよび信号２３０ａに連続する周波数帯の信号２３０ｂによりデュアルスイープ信号が生成されて、受波信号２５０に乗算するヘテロダイン処理が実行される。
（本実施形態におけるヘテロダイン処理結果）
図２Ｅは、本発実施形態に係る情報処理装置におけるヘテロダイン処理結果のビート周波数変化を示す図である。
図２Ｅは、本発実施形態に係る情報処理装置におけるヘテロダイン処理結果のビート周波数変化を示す図である。
図２Ｄにおけるデュアルスイープ信号２３０によるヘテロダイン処理結果２８０の内、
信号２３０ａによるヘテロダイン処理結果が、目標のビート周波数２８０ａである。また、信号２３０ｂによるヘテロダイン処理結果が、目標のビート周波数２８０ｂである。ビート周波数２８０ａとビート周波数２８０ｂとが繋がり、目標のヘテロダイン処理結果２９０となる。
信号２３０ａによるヘテロダイン処理結果が、目標のビート周波数２８０ａである。また、信号２３０ｂによるヘテロダイン処理結果が、目標のビート周波数２８０ｂである。ビート周波数２８０ａとビート周波数２８０ｂとが繋がり、目標のヘテロダイン処理結果２９０となる。
この目標のヘテロダイン処理結果２９０は、不要な周波数２９２と周波数帯が重ならないため、目視による場合には識別が容易であり、フィルタで分離する場合には簡単に分離ができる。したがって、目標までの距離に関わらず、目標抽出、距離推定およびドップラー補正ができる。
《情報処理装置を含む目標抽出システムの機能構成》
図３は、本実施形態に係る情報処理装置３００を含む目標抽出システムの機能構成を示すブロック図である。
図３は、本実施形態に係る情報処理装置３００を含む目標抽出システムの機能構成を示すブロック図である。
送波発生部３５０は、所定の周波数帯および所定周期のチャープ波を発生して送波する。送波発生部３５０から送波されたチャープ波は、伝搬路３６０を伝搬して目標から反射して情報処理装置３００の受波部３１０によって検出される。ここで、伝搬路３６０は、
海中あるいは身体などの水中であるが、これに限定されない。なお、図３において、伝搬路３６０が遅延、ドップラー効果、ノイズ発生などでモデル化されているが、これは一例であって限定されるものではない。
海中あるいは身体などの水中であるが、これに限定されない。なお、図３において、伝搬路３６０が遅延、ドップラー効果、ノイズ発生などでモデル化されているが、これは一例であって限定されるものではない。
情報処理装置３００は、受波部３１０と、デュアルスイープ信号生成部３２０と、ヘテロダイン処理部３３０と、スペクトログラム部３４０とを備える。受波部３１０は、伝搬路３６０を伝搬して受波部３１０に到達した、送波発生部３５０からのチャープ波を含む音波を受波する。
デュアルスイープ信号生成部３２０は、送波発生部３５０が送波するチャープ波に周波数帯が重ならない、送波信号の倍のデュアルスイープ信号をヘテロダイン用信号として生成する。なお、図３においては、デュアルスイープ信号生成部３２０が送波発生部３５０から送波したチャープ波の周波数帯や周期を取得する例を示している。しかし、送波発生部３５０から送波するチャープ波の周波数帯や周期が既知であれば、デュアルスイープ信号をチャープ波の周波数帯や周期を取得することなく生成できる。
ヘテロダイン処理部３３０は、受波部３１０が出力する受波信号と、受波信号と周波数帯が重ならないデュアルスイープ信号とを乗算処理して、受波信号とデュアルスイープ信号との周波数差分であるビート周波数を生成する。スペクトログラム部３４０は、ヘテロダイン処理部３３０の処理結果として、縦軸の周波数がビート周波数に置き換わった周波数変化からスペクトログラム（以下、ビート周波数のスペクトログラム）を生成することにより、受波信号内の目標からの反射音の識別を容易にする。
なお、スペクトログラム部３４０からの出力は、出力部３０１からスペクトログラム表示されたり、演算部３０２においてさらに目標までの距離算出、目標速度の推定、ドップラー影響の補正などが行なわれる。これら、出力部３０１や演算部３０２は、情報処理装置３００に含まれてもよい。
（送波発生部の機能構成）
図４Ａは、本実施形態に係る送波発生部３５０の機能構成を示すブロック図である。図４Ａの送波発生部３５０の機能構成は一例であって、本実施形態におけるチャープ波を出力するものであればこれに限定されない。
図４Ａは、本実施形態に係る送波発生部３５０の機能構成を示すブロック図である。図４Ａの送波発生部３５０の機能構成は一例であって、本実施形態におけるチャープ波を出力するものであればこれに限定されない。
送波発生部３５０は、信号発生器４１０と、デジタル／アナログ変換器（図ではＤＡＣ）４２０と、送波処理器４３０と、送波器４４０と、を含む。信号発生器４１０は、チャープ波を発生するための信号を生成する信号生成部４１１と、信号生成部４１１で生成するチャープ波の周波数帯および周期を記憶するチャープ波テーブル４１２と、信号生成部４１１からの信号に基づいてチャープ波を生成する発振器４１３とを有する。
デジタル／アナログ変換器４２０は、信号発生器４１０が発生したチャープ波をアナログ信号に変換する。送波処理器４３０は、チャープ波のアナログ信号に対して増幅などの処理を行なう。送波器４４０は、送波処理器４３０の信号に従うチャープ波を伝搬路３６０に送波する。
なお、図４Ａにおいては、送波するチャープ波の周波数帯や周期を自由に設定可能な構成として示したが、チャープ波が固定である場合には、チャープ波テーブル４１２は無くてもよい。
図４Ｂは、本実施形態に係るチャープ波テーブル４１２の構成を示す図である。チャープ波テーブル４１２は、信号生成部４１１が生成するチャープ波の周波数帯および周期を設定するために使用される。
チャープ波テーブル４１２は、使用するチャープ波を示す使用波フラグ４２１に対応して、波の種類４２２と、その周波数帯４２３および周期４２４とを記憶する。図中、使用波フラグ４２１において、○が使用波であり、×は不使用波である。波の種類４２２には、周波数が線形に上昇するＵＰチャープ波、周波数が線形に下降するＤＯＷＮチャープ波、ＵＰチャープ波とＤＯＷＮチャープ波とを交互に繰り返す鋸状のチャープ波、が含まれる。
図４Ｂにおいては、図２Ａ乃至図２Ｅに図示したような、ＤＯＷＮチャープ波が使用波として選択されている。
（デュアルスイープ信号生成部の機能構成）
図５Ａは、本実施形態に係るデュアルスイープ信号生成部３２０の機能構成を示すブロック図である。図５Ａのデュアルスイープ信号生成部３２０の機能構成は一例であって、
本実施形態におけるチャープ波と周波数帯が重ならないデュアルスイープ信号を出力するものであればこれに限定されない。
図５Ａは、本実施形態に係るデュアルスイープ信号生成部３２０の機能構成を示すブロック図である。図５Ａのデュアルスイープ信号生成部３２０の機能構成は一例であって、
本実施形態におけるチャープ波と周波数帯が重ならないデュアルスイープ信号を出力するものであればこれに限定されない。
デュアルスイープ信号生成部３２０は、送波したチャープ波情報取得部５１０と、デュアルスイープ信号周波数生成部５２０と、デュアルスイープ信号の低周波側の発振器５３０と、デュアルスイープ信号の高周波側の発振器５４０と、信号合成器５５０と、を含む。送波したチャープ波情報取得部５１０は、送波するチャープ波が変化する場合にはその情報（ＵＰかＤＯＷＮか、周波数帯、周期）を、デュアルスイープ信号を生成するために取得する。なお、送波するチャープ波が既知の固定であれば、送波したチャープ波情報取得部５１０は無くてよい。
デュアルスイープ信号周波数生成部５２０は、デュアルスイープ信号テーブル５２１を有し、送波されたチャープ波に基づいて、チャープ波と周波数帯が重ならないデュアルスイープ信号の周波数データを生成する。発振器５３０と発振器５４０とは、デュアルスイープ信号周波数生成部５２０からの出力に従って、それぞれ送波されたチャープ波とは周波数帯が重ならないが周波数変化が継続する、チャープ波と周波数変化の度合いが同様の信号を生成する。信号合成器５５０は、発振器５３０と発振器５４０との出力を合成して、送波されたチャープ波と周波数帯が重ならないデュアルスイープ信号を出力する。
なお、図５Ａにおいては、送波するチャープ波の周波数帯や周期を自由に設定可能な場合の構成として示したが、チャープ波が既知でかつ固定である場合には、デュアルスイープ信号テーブル５２１は無くてもよい。また、送波したチャープ波情報取得部５１０から信号合成器５５０への破線は、送波したチャープ波に対応する信号を取得してそのまま使用する場合を示している。
図５Ｂは、本実施形態に係るデュアルスイープ信号テーブル５２１の構成を示す図である。デュアルスイープ信号テーブル５２１は、送波されるチャープ波に対応するデュアルスイープ信号を生成するために使用される。
デュアルスイープ信号テーブル５２１は、信号の種類５０１と送信される使用チャープ波５０２とに基づいて設定される、周波数帯５０３と周期５０４とを記憶する。信号の種類５０１は、１つのデュアルスイープ信号に対して低周波数側と高周波数側とを有する。
使用チャープ波５０２には、送波したチャープ波情報取得部５１０が取得したチャープ波の情報を記憶する。
使用チャープ波５０２には、送波したチャープ波情報取得部５１０が取得したチャープ波の情報を記憶する。
周波数帯５０３には、送波したチャープ波の情報に基づいて、チャープ波と周波数帯が重ならない、かつ、チャープ波と近い周波数帯が設定される。ここで、低周波数側と高周波数側との周波数帯５０３は連続している。また、周期５０４には、チャープ波と同じ周期が設定される。
（ヘテロダイン処理部の機能構成）
図６Ａは、本実施形態に係るヘテロダイン処理部３３０の機能構成を示すブロック図である。図６Ａのヘテロダイン処理部３３０の機能構成は一例であって、本実施形態における受波信号とデュアルスイープ信号とを乗算処理するものであればこれに限定されない。
図６Ａは、本実施形態に係るヘテロダイン処理部３３０の機能構成を示すブロック図である。図６Ａのヘテロダイン処理部３３０の機能構成は一例であって、本実施形態における受波信号とデュアルスイープ信号とを乗算処理するものであればこれに限定されない。
ヘテロダイン処理部３３０は、受波信号取得部６１０と、デュアルスイープ信号取得部６２０と、乗算部６３０と、オプションとして不要信号除去フィルタ６４０と、を含む。
受波信号取得部６１０は、受波部３１０から受波信号を取得する。デュアルスイープ信号取得部６２０は、デュアルスイープ信号生成部３２０からデュアルスイープ信号を取得する。乗算部６３０は、受波信号とデュアルスイープ信号とを乗算して差分周波数であるビート周波数を生成する。
受波信号取得部６１０は、受波部３１０から受波信号を取得する。デュアルスイープ信号取得部６２０は、デュアルスイープ信号生成部３２０からデュアルスイープ信号を取得する。乗算部６３０は、受波信号とデュアルスイープ信号とを乗算して差分周波数であるビート周波数を生成する。
不要信号除去フィルタ６４０は、チャープ波とデュアルスイープ信号とに基づいて予測されるフィルタパラメータテーブル６４１に基づいて、乗算部６３０の出力に含まれる目標抽出に必要としない周波数成分を除去する。なお、チャープ波およびデュアルスイープ信号が既知で固定である場合は、フィルタパラメータテーブル６４１は無くてもよい。
図６Ｂは、本実施形態に係るフィルタパラメータテーブル６４１の構成を示す図である。フィルタパラメータテーブル６４１は、チャープ波とデュアルスイープ信号とに基づいて予測されるフィルタパラメータを記憶する。
フィルタパラメータテーブル６４１は、各フィルタ種類６０１の、使用チャープ波６０２および使用デュアルスイープ信号６０３に基づいて推定される、フィルタ周波数帯６０４を記憶する。なお、フィルタ周波数帯６０４は、不要な周波数を含む複数の周波数帯であってもよい。
（スペクトログラム部の機能構成）
図７は、本実施形態に係るスペクトログラム部３４０の機能構成を示すブロック図である。図７のスペクトログラム部３４０の機能構成は一例であって、本実施形態におけるヘテロダイン処理後のビート周波数のスペクトログラムを生成するものであればこれに限定されない。
図７は、本実施形態に係るスペクトログラム部３４０の機能構成を示すブロック図である。図７のスペクトログラム部３４０の機能構成は一例であって、本実施形態におけるヘテロダイン処理後のビート周波数のスペクトログラムを生成するものであればこれに限定されない。
スペクトログラム部３４０は、高速フーリエ変換部（図ではＦＦＴ：Fast Fourier Transform）７１０と、スペクトログラム生成部７２０とを含む。高速フーリエ変換部７１０は、ヘテロダイン処理後のビート周波数の周波数特性を生成する。スペクトログラム生成部７２０は、ビート周波数の周波数特性から、例えば、周波数対レベルのスペクトログラム図を生成する（不図示）。
《情報処理装置のハードウェア構成》
図８は、本実施形態に係る情報処理装置３００のハードウェア構成を示すブロック図である。
図８は、本実施形態に係る情報処理装置３００のハードウェア構成を示すブロック図である。
図８で、ＣＰＵ８１０は演算制御用のプロセッサであり、ＣＰＵ８１０がＲＡＭ８４０を使用しながらストレージ８５０に格納されたプログラムおよびモジュールを実行することで、図３に示された情報処理装置３００の各機能構成部の機能が実現される。ＲＯＭ８２０は、初期データおよびプログラムなどの固定データおよびプログラムを記憶する。なお、ＣＰＵ８１０は１つに限定されず、複数のＣＰＵであっても、あるいは画像処理用のＧＰＵを含んでもよい。
ＲＡＭ８４０は、ＣＰＵ８１０が一時記憶のワークエリアとして使用するランダムアクセスメモリである。ＲＡＭ８４０には、本実施形態の実現に必要なデータを記憶する領域が確保されている。送波したチャープ波のデータ８４１は、送波発生部３５０が送波したチャープ波のＵＰかＤＯＷＮか、周波数帯、周期のデータである。受波信号データ８４２は、受波部３１０が受波した信号のデータである。ヘテロダイン信号データ８４３は、送波したチャープ波に基づいて生成されたヘテロダイン処理に使用されるデュアルスイープ信号のデータである。ヘテロダイン処理データ（ビート周波数）８４４は、ヘテロダイン処理結果のビート周波数を表わすデータである。スペクトログラムデータ８４５は、ビート周波数のスペクトログラム処理結果のデータである。目標距離データ８４６は、スペクトログラムデータ８４５に基づいて算出された目標までの距離データである。目標速度データ８４７は、スペクトログラムデータ８４５に基づいて算出された目標の移動速度のデータである。
ストレージ８５０には、データベースや各種のパラメータ、あるいは本実施形態の実現に必要な以下のデータまたはプログラムが記憶されている。デュアルスイープ信号テーブル５２１は、図５Ｂに示した、デュアルスイープ信号の周波数変化のデータを格納する。
フィルタパラメータテーブル６４１は、図６Ｂに示した、不要信号除去フィルタのパラメータを格納する。演算用パラメータ／アルゴリズム８５１は、オプションである目標距離や目標速度などの演算に使用するパラメータ、アルゴリズムを記憶する。
フィルタパラメータテーブル６４１は、図６Ｂに示した、不要信号除去フィルタのパラメータを格納する。演算用パラメータ／アルゴリズム８５１は、オプションである目標距離や目標速度などの演算に使用するパラメータ、アルゴリズムを記憶する。
ストレージ８５０には、以下のプログラムが格納される。情報処理装置制御プログラム８５２は、本情報処理装置３００の全体を制御する制御プログラムである。ヘテロダイン信号生成モジュール８５３は、送波したチャープ波に対応する周波数帯が重ならないデュアルスイープ信号を生成するモジュールである。ヘテロダイン処理モジュール８５４は、
受波信号とデュアルスイープ信号とによりヘテロダイン処理を行なうモジュールである。
スペクトログラムモジュール８５５は、ヘテロダイン処理結果のビート周波数のスペクトログラムを生成するモジュールである。目標距離演算モジュール８５６は、ビート周波数のスペクトログラムから目標までの距離を演算するモジュールである。目標速度演算モジュール８５７は、ビート周波数のスペクトログラムから目標の移動速度を演算するモジュールである。
受波信号とデュアルスイープ信号とによりヘテロダイン処理を行なうモジュールである。
スペクトログラムモジュール８５５は、ヘテロダイン処理結果のビート周波数のスペクトログラムを生成するモジュールである。目標距離演算モジュール８５６は、ビート周波数のスペクトログラムから目標までの距離を演算するモジュールである。目標速度演算モジュール８５７は、ビート周波数のスペクトログラムから目標の移動速度を演算するモジュールである。
入出力インタフェース８６０は、入出力機器との入出力データをインタフェースする。
入出力インタフェース８６０には、受波部３１０、表示部８６１、キーボード、タッチパネル、ポインティンデバイスなどの操作部８６２、ＧＰＳ位置反転部８６３などが接続される。
入出力インタフェース８６０には、受波部３１０、表示部８６１、キーボード、タッチパネル、ポインティンデバイスなどの操作部８６２、ＧＰＳ位置反転部８６３などが接続される。
なお、図８のＲＡＭ８４０やストレージ８５０には、情報処理装置３００が有する汎用の機能や他の実現可能な機能に関連するプログラムやデータは図示されていない。また、
図８の目標距離や目標速度の演算は、オプションである。
図８の目標距離や目標速度の演算は、オプションである。
《情報処理装置の処理手順》
図９は、本実施形態に係る情報処理装置３００の処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートは、図８のＣＰＵ８１０がＲＡＭ８４０を使用しながら実行して、
図３の機能構成部を実現する。
図９は、本実施形態に係る情報処理装置３００の処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートは、図８のＣＰＵ８１０がＲＡＭ８４０を使用しながら実行して、
図３の機能構成部を実現する。
情報処理装置３００は、ステップＳ９０１において、送波されたチャープ波あるいはそのパラメータを取得する。なお、送波されるチャープ波が既知で固定であれば、ステップＳ９０１は省略できる。情報処理装置３００は、ステップＳ９０３において、チャープ波に周波数帯が重ならないデュアルスイープ信号を生成する。情報処理装置３００は、ステップＳ９０５において、送波されて目標で反射されたチャープ波を受波する。次に、情報処理装置３００は、ステップＳ９０７において、受波したチャープ波とデュアルスイープ信号とによりヘテロダイン処理を実行する。そして、情報処理装置３００は、ステップＳ９０９において、ヘテロダイン処理結果のビート周波数のスペクトログラムを生成して出力する。なお、情報処理装置３００は、オプションとして、ステップＳ９１１において、
ビート周波数のスペクトログラムに基づき目標距離や目標速度を演算する。
ビート周波数のスペクトログラムに基づき目標距離や目標速度を演算する。
（デュアルスイープ信号生成処理）
図１０Ａは、本実施形態に係るデュアルスイープ信号生成処理（Ｓ９０３）の手順を示すフローチャートである。
図１０Ａは、本実施形態に係るデュアルスイープ信号生成処理（Ｓ９０３）の手順を示すフローチャートである。
情報処理装置３００は、ステップＳ１０１１において、送波されたチャープ波と周波数帯が重ならない第１コピー信号を生成する。なお、ここでコピー信号とは、図２Ａ乃至図２Ｅのように、その周波数変化の度合いが同様であることを示すものであり、同じ周波数を意味しない。また、第１コピー信号の周波数帯はチャープ波の周波数帯に近いものとする。次に、情報処理装置３００は、ステップＳ１０１３において、送波されたチャープ波と周波数帯が重ならない、かつ、第１コピー信号と周波数帯が連続する第２コピー信号を生成する。そして、情報処理装置３００は、ステップＳ１０１５において、第１コピー信号と第２コピー信号とを加えて、送波したチャープ波と周波数帯が重ならないデュアルスイープ信号を生成する。情報処理装置３００は、ステップＳ１０１７において、生成したデュアルスイープ信号をヘテロダイン処理部３３０に出力する。
（ヘテロダイン処理およびスペクトログラム処理）
図１０Ｂは、本実施形態に係るヘテロダイン処理（Ｓ９０７）およびスペクトログラム処理（Ｓ９０９）の手順を示すフローチャートである。
図１０Ｂは、本実施形態に係るヘテロダイン処理（Ｓ９０７）およびスペクトログラム処理（Ｓ９０９）の手順を示すフローチャートである。
情報処理装置３００は、ステップＳ１０２１において、受波信号を取得する。また、情報処理装置３００は、ステップＳ１０２３において、デュアルスイープ信号を取得する。
そして、情報処理装置３００は、ステップＳ１０２５において、受波信号とデュアルスイープ信号とを乗算処理してビート周波数を生成する。なお、オプションとして、情報処理装置３００は、ステップＳ１０２７において、不要周波数をフィルタで除去する。
そして、情報処理装置３００は、ステップＳ１０２５において、受波信号とデュアルスイープ信号とを乗算処理してビート周波数を生成する。なお、オプションとして、情報処理装置３００は、ステップＳ１０２７において、不要周波数をフィルタで除去する。
次に、情報処理装置３００は、ステップＳ１０２９において、ビート周波数に対して高速フーリエ変換処理を行ない、周波数スペクトルを生成する。情報処理装置３００は、ステップＳ１０３１において、周波数スペクトルに基づいてスペクトログラムを生成する。
そして、情報処理装置３００は、ステップＳ１０３３において、生成したスペクトログラムを出力する。
そして、情報処理装置３００は、ステップＳ１０３３において、生成したスペクトログラムを出力する。
本実施形態によれば、ヘテロダイン結果から目標抽出に必要な信号と不必要な信号とを分離することができるので、効果的に目標抽出ができる。
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態に係る情報処理装置につい説明する。本実施形態に係る情報処理装置は、上記第２実施形態と比べると、送波するチャープ波が複数である点で異なる。その他の構成および動作は、第２実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。
次に、本発明の第３実施形態に係る情報処理装置につい説明する。本実施形態に係る情報処理装置は、上記第２実施形態と比べると、送波するチャープ波が複数である点で異なる。その他の構成および動作は、第２実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。
《本実施形態の処理の概要》
（送波信号および受波信号）
図１１Ａは、本実施形態に係る情報処理装置を含む目標抽出システムにおける送波信号１１１０および受波信号１１２０の周波数変化を示す図である。
（送波信号および受波信号）
図１１Ａは、本実施形態に係る情報処理装置を含む目標抽出システムにおける送波信号１１１０および受波信号１１２０の周波数変化を示す図である。
図１１Ａには、"ハ"形に周波数変化をする複数のチャープ波からなる送波信号１１１０とその受波信号１１２０とが示されている。ここで、受波信号１１２０において、実線が静物体の受波信号であり、破線が動物体の受波信号である。図１１Ａでは、動物体までの距離が時間経過に従って開いている場合を示している。なお、本実施形態においては、
"ハ"形に周波数変化をする複数のチャープ波からなる送波信号１１１０を例に説明するが、複数のチャープ波からなる送波信号であれば、ＵＰチャープ波同士やＤＯＷＮチャープ波同士であっても、鋸状のチャープ波との組み合わせであってもよい。
"ハ"形に周波数変化をする複数のチャープ波からなる送波信号１１１０を例に説明するが、複数のチャープ波からなる送波信号であれば、ＵＰチャープ波同士やＤＯＷＮチャープ波同士であっても、鋸状のチャープ波との組み合わせであってもよい。
本実施形態においては、ヘテロダイン用のデュアルスイープ信号が、送信される複数のチャープ波と周波数帯が重ならないようにすることで、ヘテロダイン結果から目標抽出に必要な信号と不必要な信号とを分離することができる。
（受波信号およびＵＰヘテロダイン用信号）
図１１Ｂは、本実施形態に係る受波信号１１２０およびＵＰヘテロダイン用信号１１３０の周波数変化を示す図である。なお、ＵＰヘテロダイン用信号１１３０は、受波信号１１２０に周波数帯が重ならない、高周波数帯に設定されているが、低周波数帯に設定されてもよい。かかる周波数帯は、周波数の使用帯域ができるだけ広がらないように選択される。
図１１Ｂは、本実施形態に係る受波信号１１２０およびＵＰヘテロダイン用信号１１３０の周波数変化を示す図である。なお、ＵＰヘテロダイン用信号１１３０は、受波信号１１２０に周波数帯が重ならない、高周波数帯に設定されているが、低周波数帯に設定されてもよい。かかる周波数帯は、周波数の使用帯域ができるだけ広がらないように選択される。
図１１Ｃは、本実施形態に係るＵＰヘテロダイン処理結果１１４０のビート周波数変化を示す図である。図１１Ｃに図示するように、２つの受波信号に対応する２組の静物体・動物体のビート周波数１１４１および１１４２が、不要な周波数１１４３と分離して生成される。この２組のビート周波数１１４１および１１４２における、静物体と動物体とのビート周波数のずれは、ドップラー効果の影響により異なるので、この出力データからドップラーの影響を補正した移動目標の正確な位置と速度との演算ができる。
（受波信号およびＤＯＷＮヘテロダイン用信号）
図１１Ｄは、本実施形態に係る受波信号１１２０およびＤＯＷＮヘテロダイン用信号１１５０の周波数変化を示す図である。なお、ＤＯＷＮヘテロダイン用信号１１５０は、受波信号１１２０に周波数帯が重ならない低高周波数帯に設定されているが、高周波数帯に設定されてもよい。かかる周波数帯は、周波数の使用帯域ができるだけ広がらないように選択される。
図１１Ｄは、本実施形態に係る受波信号１１２０およびＤＯＷＮヘテロダイン用信号１１５０の周波数変化を示す図である。なお、ＤＯＷＮヘテロダイン用信号１１５０は、受波信号１１２０に周波数帯が重ならない低高周波数帯に設定されているが、高周波数帯に設定されてもよい。かかる周波数帯は、周波数の使用帯域ができるだけ広がらないように選択される。
図１１Ｅは、本実施形態に係るＤＯＷＮヘテロダイン処理結果１１６０のビート周波数変化を示す図である。図１１Ｅに図示するように、２つの受波信号に対応する２組の静物体・動物体のビート周波数１１６１および１１６２が、不要な周波数１１６３と分離して生成される。この２組のビート周波数１１６１および１１６２における、静物体と動物体とのビート周波数のずれは、ドップラー効果の影響により異なるので、この出力データからドップラーの影響を補正した移動目標の正確な位置と速度との演算ができる。
なお、図１１Ｃと図１１Ｅとのヘテロダイン処理結果から、ヘテロダイン用のデュアルスイープ信号はできるだけ低周波数帯に設定する方が、周波数帯域が狭くなり望ましいことが分かる。
《情報処理装置を含む目標抽出システムの機能構成》
図１２は、本実施形態に係る情報処理装置１２００を含む目標抽出システムの機能構成を示すブロック図である。なお、図１２において、図３と同様の機能構成部には同じ参照番号を付して、説明を省略する。
図１２は、本実施形態に係る情報処理装置１２００を含む目標抽出システムの機能構成を示すブロック図である。なお、図１２において、図３と同様の機能構成部には同じ参照番号を付して、説明を省略する。
送波発生部１２５０は、所定の周波数帯および所定周期の複数のチャープ波を発生して送波する。本例では、"ハ"形に周波数変化する２つのチャープ波を送波する例を説明するがこれに限定されない。
情報処理装置１２００は、受波部３１０と、デュアルスイープ信号生成部１２２０と、
ヘテロダイン処理部１２３０と、スペクトログラム部３４０とを備える。デュアルスイープ信号生成部１２２０は、送波発生部１２５０が送波する複数のチャープ波に周波数帯が重ならない、各送波信号の倍のデュアルスイープ信号をヘテロダイン用信号として生成する。なお、図１２においては、デュアルスイープ信号生成部１２２０が送波発生部１２５０から送波したチャープ波の周波数帯や周期を取得する例を示している。しかし、送波発生部１２５０から送波する複数のチャープ波の周波数帯や周期が既知であれば、デュアルスイープ信号をチャープ波の周波数帯や周期を取得することなく生成できる。
ヘテロダイン処理部１２３０と、スペクトログラム部３４０とを備える。デュアルスイープ信号生成部１２２０は、送波発生部１２５０が送波する複数のチャープ波に周波数帯が重ならない、各送波信号の倍のデュアルスイープ信号をヘテロダイン用信号として生成する。なお、図１２においては、デュアルスイープ信号生成部１２２０が送波発生部１２５０から送波したチャープ波の周波数帯や周期を取得する例を示している。しかし、送波発生部１２５０から送波する複数のチャープ波の周波数帯や周期が既知であれば、デュアルスイープ信号をチャープ波の周波数帯や周期を取得することなく生成できる。
ヘテロダイン処理部１２３０は、受波部３１０が出力する複数の受波信号と、複数の受波信号と周波数帯が重ならないデュアルスイープ信号とを乗算処理して、その周波数差分であるビート周波数を生成する。
（送波発生部の機能構成）
図１３Ａは、本実施形態に係る送波発生部１２５０の機能構成を示すブロック図である。なお、図１３Ａにおいて、図４Ａと同様の機能構成部には同じ参照番号を付して、説明は省略する。また、図１３Ａの送波発生部１２５０の機能構成は一例であって、本実施形態における複数のチャープ波を出力するものであればこれに限定されない。
図１３Ａは、本実施形態に係る送波発生部１２５０の機能構成を示すブロック図である。なお、図１３Ａにおいて、図４Ａと同様の機能構成部には同じ参照番号を付して、説明は省略する。また、図１３Ａの送波発生部１２５０の機能構成は一例であって、本実施形態における複数のチャープ波を出力するものであればこれに限定されない。
送波発生部１２５０は、信号発生器１３１０と、デジタル／アナログ変換器（図ではＤＡＣ）４２０と、送波処理器４３０と、送波器４４０と、を含む。信号発生器１３１０は、チャープ波を発生するための信号を生成する信号生成部１３１１と、信号生成部１３１１で生成するチャープ波の周波数帯および周期を記憶するチャープ波テーブル１３１２と、を有する。また、信号発生器１３１０は、信号生成部１３１１からの信号に基づいて複数のチャープ波を生成する発振器１３１３および１３１４と、複数のチャープ波を合成する合成部１３１５とを有する。
なお、図１３Ａにおいては、送波するチャープ波の周波数帯や周期を自由に設定可能な構成として示したが、複数のチャープ波が固定である場合には、チャープ波テーブル１３１２は無くてもよい。
図１３Ｂは、本実施形態に係るチャープ波テーブル１３１２の構成を示す図である。チャープ波テーブル１３１２は、信号生成部１３１１が生成する複数のチャープ波の周波数帯および周期を設定するために使用される。
チャープ波テーブル１３１２は、使用するチャープ波を示す使用波フラグ１３２１に対応して、波の種類１３２２と、その周波数帯１３２３および周期１３２４とを記憶する。
使用波フラグ１３２１において、○が使用波であり、×は不使用波である。波の種類１３２２には、周波数が線形に上昇するＵＰチャープ波、周波数が線形に下降するＤＯＷＮチャープ波、ＵＰチャープ波とＤＯＷＮチャープ波とを交互に繰り返す鋸状のチャープ波、
が含まれる。本例では、使用波フラグ１３２１の各々に対応して使用する複数のチャープ波を記憶している。
使用波フラグ１３２１において、○が使用波であり、×は不使用波である。波の種類１３２２には、周波数が線形に上昇するＵＰチャープ波、周波数が線形に下降するＤＯＷＮチャープ波、ＵＰチャープ波とＤＯＷＮチャープ波とを交互に繰り返す鋸状のチャープ波、
が含まれる。本例では、使用波フラグ１３２１の各々に対応して使用する複数のチャープ波を記憶している。
図１３Ｂにおいては、図１１Ａに図示したような、"ハ"形となるＵＰチャープ波とＤＯＷＮチャープ波とが使用波として選択されている。
（デュアルスイープ信号生成部の機能構成）
図１４Ａは、本実施形態に係るデュアルスイープ信号生成部１２２０の機能構成を示すブロック図である。なお、図１４Ａのデュアルスイープ信号生成部１２２０の機能構成は一例であって、本実施形態における複数のチャープ波と周波数帯が重ならないデュアルスイープ信号を出力するものであればこれに限定されない。また、図１４Ａのデュアルスイープ信号生成部１２２０においては、ＵＰデュアルスイープ信号とＤＯＷＮデュアルスイープ信号との両方を生成する構成を示したが、図１１Ｂや図１１Ｄに示したように、いずれか一方であってもよい。また、２つの一方を選択する構成であってもよい。
図１４Ａは、本実施形態に係るデュアルスイープ信号生成部１２２０の機能構成を示すブロック図である。なお、図１４Ａのデュアルスイープ信号生成部１２２０の機能構成は一例であって、本実施形態における複数のチャープ波と周波数帯が重ならないデュアルスイープ信号を出力するものであればこれに限定されない。また、図１４Ａのデュアルスイープ信号生成部１２２０においては、ＵＰデュアルスイープ信号とＤＯＷＮデュアルスイープ信号との両方を生成する構成を示したが、図１１Ｂや図１１Ｄに示したように、いずれか一方であってもよい。また、２つの一方を選択する構成であってもよい。
デュアルスイープ信号生成部１２２０は、送波したＵＰチャープ波情報取得部１４１０と、デュアルスイープ信号周波数生成部１４２０と、デュアルスイープ信号の低周波側の発振器１４３０と、デュアルスイープ信号の高周波側の発振器１４４０と、信号合成器１４５０と、を含む。また、デュアルスイープ信号生成部１２２０は、送波したＤＯＷＮチャープ波情報取得部１４６０と、デュアルスイープ信号の低周波側の発振器１４７０と、
デュアルスイープ信号の高周波側の発振器１４８０と、信号合成器１４９０と、を含む。
なお、送波したＵＰチャープ波情報取得部１４１０と、送波したＤＯＷＮチャープ波情報取得部１４６０とは、１つのチャープ波情報取得部であってもよい。また、送波するチャープ波が既知で固定であれば、チャープ波情報取得部は無くてよい。
デュアルスイープ信号の高周波側の発振器１４８０と、信号合成器１４９０と、を含む。
なお、送波したＵＰチャープ波情報取得部１４１０と、送波したＤＯＷＮチャープ波情報取得部１４６０とは、１つのチャープ波情報取得部であってもよい。また、送波するチャープ波が既知で固定であれば、チャープ波情報取得部は無くてよい。
デュアルスイープ信号周波数生成部１４２０は、デュアルスイープ信号テーブル１４２１を有し、送波された複数のチャープ波に基づいて、複数のチャープ波と周波数帯が重ならないデュアルスイープ信号の周波数データを生成する。発振器１４３０と発振器１４４０は、デュアルスイープ信号周波数生成部１４２０からの出力に従って、それぞれ送波された複数のチャープ波とは重ならないが周波数変化が継続する、ＵＰチャープ波と周波数変化の度合いが同様の信号を生成する。信号合成器１４５０は、発振器１４３０と発振器１４４０との出力を合成して、送波された複数のチャープ波と周波数帯が重ならないＵＰデュアルスイープ信号を出力する。一方、発振器１４７０と発振器１４８０は、デュアルスイープ信号周波数生成部１４２０からの出力に従って、それぞれ送波された複数のチャープ波とは重ならないが周波数変化が継続する、ＤＯＷＮチャープ波と数は数変化の度合いが同様の信号を生成する。信号合成器１４９０は、発振器１４７０と発振器１４８０との出力を合成して、送波された複数のチャープ波と周波数帯が重ならないＤＯＷＮデュアルスイープ信号を出力する。
なお、図１４Ａにおいては、送波する複数のチャープ波の周波数帯や周期を自由に設定可能な場合の構成として示したが、複数のチャープ波が既知でかつ固定である場合には、
デュアルスイープ信号テーブル１４２１は無くてもよい。
デュアルスイープ信号テーブル１４２１は無くてもよい。
図１４Ｂは、本実施形態に係るデュアルスイープ信号テーブル１４２１の構成を示す図である。デュアルスイープ信号テーブル１４２１は、送波される複数のチャープ波に対応するデュアルスイープ信号を生成するために使用される。
デュアルスイープ信号テーブル１４２１は、信号の種類１４０１と、送信される使用チャープ波１４０２と、他のチャープ波１４０３に基づいて設定される、周波数帯１４０４と周期１４０５とを記憶する。なお、他のチャープ波１４０３は１つに限らない。信号の種類１４０１は、１つのデュアルスイープ信号に対して低周波数側と高周波数側を有する。使用チャープ波１４０２および他のチャープ波１４０３には、送波したＵＰチャープ波情報取得部１４１０およびＤＯＷＮチャープ波情報取得部１４６０が取得したチャープ波の情報を記憶する。
周波数帯１４０４には、送波した使用チャープ波１４０２の情報に基づいて、複数のチャープ波と周波数帯が重ならない、かつ、複数のチャープ波と近い周波数帯が設定される。ここで、低周波数側と高周波数側との周波数帯１４４３は連続している。また、周期１４０５には、使用チャープ波と同じ周期が設定される。
（ヘテロダイン処理部の機能構成）
図１５Ａは、本実施形態に係るヘテロダイン処理部１２３０の機能構成を示すブロック図である。なお、図１５Ａのヘテロダイン処理部１２３０の機能構成は一例であって、本実施形態における受波信号とデュアルスイープ信号とを乗算処理するものであればこれに限定されない。また、図１５Ａのヘテロダイン処理部１２３０においては、ＵＰデュアルスイープ信号によるヘテロダイン処理とＤＯＷＮデュアルスイープ信号によるヘテロダイン処理との両方を実行する構成を示したが、図１１Ｂや図１１Ｄに示したように、いずれか一方であってもよい。また、２つの一方を選択する構成であってもよい。
図１５Ａは、本実施形態に係るヘテロダイン処理部１２３０の機能構成を示すブロック図である。なお、図１５Ａのヘテロダイン処理部１２３０の機能構成は一例であって、本実施形態における受波信号とデュアルスイープ信号とを乗算処理するものであればこれに限定されない。また、図１５Ａのヘテロダイン処理部１２３０においては、ＵＰデュアルスイープ信号によるヘテロダイン処理とＤＯＷＮデュアルスイープ信号によるヘテロダイン処理との両方を実行する構成を示したが、図１１Ｂや図１１Ｄに示したように、いずれか一方であってもよい。また、２つの一方を選択する構成であってもよい。
ヘテロダイン処理部１２３０は、受波信号取得部１５１０と、ＵＰデュアルスイープ信号取得部１５２０と、乗算部１５３０と、オプションとして不要信号除去フィルタ１５４０と、を含む。また、ヘテロダイン処理部１２３０は、ＤＯＷＮデュアルスイープ信号取得部１５５０と、乗算部１５６０と、オプションとして不要信号除去フィルタ１５７０と、を含む。
受波信号取得部１５１０は、受波部３１０から複数のチャープ波を含む受波信号を取得する。ＵＰデュアルスイープ信号取得部１５２０は、デュアルスイープ信号生成部１２２０からＵＰデュアルスイープ信号を取得する。一方、ＤＯＷＮデュアルスイープ信号取得部１５５０は、デュアルスイープ信号生成部１２２０からＤＯＷＮデュアルスイープ信号を取得する。乗算部１５３０は、受波信号とＵＰデュアルスイープ信号とを乗算して差分周波数であるビート周波数を生成する。一方、乗算部１５６０は、受波信号とＤＯＷＮデュアルスイープ信号とを乗算して差分周波数であるビート周波数を生成する。
不要信号除去フィルタ１５４０は、複数のチャープ波とＵＰデュアルスイープ信号とに基づいて予測されるフィルタパラメータテーブル１５４１に基づいて、乗算部１５３０の出力に含まれる目標抽出に必要としない周波数成分を除去する。一方、不要信号除去フィルタ１５７０は、複数のチャープ波とＤＯＷＮデュアルスイープ信号とに基づいて予測されるフィルタパラメータテーブル１５７１に基づいて、乗算部１５６０の出力に含まれる目標抽出に必要としない周波数成分を除去する。なお、フィルタパラメータテーブル１５４１と１５７１とは、各パラメータが識別可能な１つのテーブルであってもよい。複数のチャープ波およびデュアルスイープ信号が既知で固定である場合は、フィルタパラメータテーブル１５４１や１５７１は無くてもよい。
図１５Ｂは、本実施形態に係るフィルタパラメータテーブル１５４１、１５７１の構成を示す図である。フィルタパラメータテーブル１５４１、１５７１は、複数のチャープ波とＵＰデュアルスイープ信号またはＤＯＷＮデュアルスイープ信号とに基づいて予測されるフィルタパラメータを記憶する。
フィルタパラメータテーブル１５４１、１５７１は、各フィルタ種類１５０１の、使用チャープ波１５０２および使用デュアルスイープ信号１５０３に基づいて推定される、フィルタ周波数帯１５０４を記憶する。なお、フィルタ周波数帯１５０４は、不要な周波数を含む複数の周波数帯であってもよい。
《送波発生部の処理手順》
図１６Ａは、本実施形態に係る送波発生部１２５０の処理手順を示すフローチャートである。
図１６Ａは、本実施形態に係る送波発生部１２５０の処理手順を示すフローチャートである。
送波発生部１２５０は、ステップＳ１６０１において、チャープ波テーブル１３１２から第１チャープ波のパラメータ（ＵＰかＤＯＷＮか、周波数帯、周期）を取得する。そして、送波発生部１２５０は、ステップＳ１６０３において、第１チャープ波を生成する。
次に、送波発生部１２５０は、ステップＳ１６０５において、本例では、チャープ波テーブル１３１２から第１チャープ波と周波数帯が異なり、ＵＰ／ＤＯＷＮが逆の第２チャープ波のパラメータ（ＵＰかＤＯＷＮか、周波数帯、周期）を取得する。そして、送波発生部１２５０は、ステップＳ１６０７において、第２チャープ波を生成する。
次に、送波発生部１２５０は、ステップＳ１６０５において、本例では、チャープ波テーブル１３１２から第１チャープ波と周波数帯が異なり、ＵＰ／ＤＯＷＮが逆の第２チャープ波のパラメータ（ＵＰかＤＯＷＮか、周波数帯、周期）を取得する。そして、送波発生部１２５０は、ステップＳ１６０７において、第２チャープ波を生成する。
送波発生部１２５０は、ステップＳ１６０９において、第１チャープ波と第２チャープ波とを送波する。なお、上記２つのチャープ波の組み合わせ、あるいはチャープ波の数は本例に限定されない。
（デュアルスイープ信号生成処理）
図１６Ｂは、本実施形態に係るデュアルスイープ信号生成処理の手順を示すフローチャートである。このフローチャートは、図８のＣＰＵ８１０がＲＡＭ８４０を使用して実行し、図１２のデュアルスイープ信号生成部１２２０を実現する。
図１６Ｂは、本実施形態に係るデュアルスイープ信号生成処理の手順を示すフローチャートである。このフローチャートは、図８のＣＰＵ８１０がＲＡＭ８４０を使用して実行し、図１２のデュアルスイープ信号生成部１２２０を実現する。
情報処理装置１２００は、ステップＳ１６１１において、送波した第１チャープ波および第２チャープ波、あるいはそのパラメータを取得する。情報処理装置１２００は、ステップＳ１６１３において、第１チャープ波および第２チャープ波と周波数帯が重ならない第１チャープ波の第１コピー信号と、第２チャープ波の第２コピー信号とを生成する。なお、ここでコピー信号とは、図１１Ａ、図１１Ｂおよび図１１Ｄのように、その周波数変化の度合いが同様であることを示すものであり、同じ周波数を意味しない。また、第１コピー信号あるいは第２コピー信号の周波数帯は複数のチャープ波の周波数帯に近いものとする。
次に、情報処理装置１２００は、ステップＳ１６１５において、送波された複数のチャープ波と周波数帯が重ならない、かつ、第１コピー信号または第２コピー信号と周波数帯が連続する第３コピー信号と第４コピー信号とを生成する。そして、情報処理装置１２００は、ステップＳ１６１７において、第１コピー信号と第３コピー信号とを加えて、送波した複数のチャープ波と周波数帯が重ならない第１デュアルスイープ信号を生成する。また、情報処理装置１２００は、ステップＳ１６１８において、第２コピー信号と第４コピー信号とを加えて、送波した複数のチャープ波と周波数帯が重ならない第２デュアルスイープ信号を生成する。情報処理装置１２００は、ステップＳ１６１９において、生成した第１および第２デュアルスイープ信号をヘテロダイン処理部１２３０に出力する。
《送波発生の条件》
図１７は、本実施形態に係る送波発生の条件を説明する図である。図１７には、本例の"ハ"形に周波数変化するチャープ波を使用する場合の、ビート周波数の周波数スペクトルの無駄を減らす条件を示す。しかしながら、この条件は他の複数のチャープ波を使用する場合にも敷衍することができる。
図１７は、本実施形態に係る送波発生の条件を説明する図である。図１７には、本例の"ハ"形に周波数変化するチャープ波を使用する場合の、ビート周波数の周波数スペクトルの無駄を減らす条件を示す。しかしながら、この条件は他の複数のチャープ波を使用する場合にも敷衍することができる。
まず、第１の条件は、ヘテロダイン用信号の周波数変化を並行移動させた領域に、チャープ波が入らないことである（周波数変化１７１０を参照）。逆に言えば、チャープ波の周波数変化を並行移動させた領域にヘテロダイン用信号が入らないことである。
第２の条件は、２つのチャープ波を互いに周期の半分ずらして組むことにより、周期の揃った"ハ"形と比較すると無駄な使用帯域が半分に減ることになる（周波数変化１７２０、１７３０を参照）。
そして、送波前に複数のチャープ波を帯域フィルタにより所定周波数間隔となるように分離するようにすれば、簡単な構成でビート周波数の周波数スペクトルの無駄を減らした複数のチャープ波を生成できる（周波数変化１７４０を参照）。
《目標物体の速度推測およびドップラー影響の補正》
図１８は、本実施形態に係る目標物体の速度推測およびドップラー影響の補正を説明する図である。
図１８は、本実施形態に係る目標物体の速度推測およびドップラー影響の補正を説明する図である。
図１８の周波数変化１８１０は、"ハ"形のＵＰチャープ波とＤＯＷＮチャープ波とを使用した場合の、目標の速度推定を説明する図である。周波数ＦcをＵＰチャープ波とＤＯＷＮチャープ波との中心周波数とする場合である。
この場合に、送信したＵＰチャープ波の周波数をＦsu、送信したＤＯＷＮチャープ波の周波数をＦsd、受信したＵＰチャープ波の周波数をＦru、受信したＤＯＷＮチャープ波の周波数をＦrd、ドップラー偏移比をＤ、とする。これらの全ての情報が、例えば、図１１Ｄあるいは図１１Ｅから取得できる。
したがって、複数のチャープ波を送波することによって、１回の処理で目標の速度演算（推定）ができることになる。
図１８の周波数変化１８２０は、"ハ"形のＵＰチャープ波とＤＯＷＮチャープ波とを使用した場合の、ドップラー影響の補正を説明する図である。
ドップラー偏移比Ｄは、
Ｄ＝（Ｆru＋Ｆrd）／（Ｆsu＋Ｆsd）＝（Ｆru＋Ｆrd）／２Ｆcにより算出できるので、複数のチャープ波を送波することによって、１回の処理でドップラー効果の影響の補正ができることになる。
Ｄ＝（Ｆru＋Ｆrd）／（Ｆsu＋Ｆsd）＝（Ｆru＋Ｆrd）／２Ｆcにより算出できるので、複数のチャープ波を送波することによって、１回の処理でドップラー効果の影響の補正ができることになる。
なお、上記説明ではチャープ波が２つである場合について説明するが、２つでなく３つ以上でもよいことは明らかである。複数のヘテロダイン結果が得られることにより、平均などの統計処理も可能になり、さらに測定精度を上げることができる。
本実施形態によれば、ヘテロダイン結果から目標抽出に必要な信号と不必要な信号とを分離することができ、一度に異なるドップラー影響の結果を得られるので、効果的に目標抽出、目標速度の推測、ドップラー影響の補正ができる。
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態に係る情報処理装置について説明する。本実施形態に係る情報処理装置は、上記第３実施形態と比べると、複数のチャープ波の受波信号を分離してヘテロダイン処理する点で異なる。すなわち、本実施形態においては、受信波を帯域分離フィルタで分け、それぞれのチャープごとに別のヘテロダイン処理を行う。ヘテロダイン処理で出てきたビート周波数などが重ならないようにさらに帯域フィルタなどを用いて合成する。それぞれのヘテロダイン結果に対してビート周波数変化の画像を得て、この２つのビート周波数変化の画像を合成する。その他の構成および動作は、第２実施形態および第３実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。
次に、本発明の第４実施形態に係る情報処理装置について説明する。本実施形態に係る情報処理装置は、上記第３実施形態と比べると、複数のチャープ波の受波信号を分離してヘテロダイン処理する点で異なる。すなわち、本実施形態においては、受信波を帯域分離フィルタで分け、それぞれのチャープごとに別のヘテロダイン処理を行う。ヘテロダイン処理で出てきたビート周波数などが重ならないようにさらに帯域フィルタなどを用いて合成する。それぞれのヘテロダイン結果に対してビート周波数変化の画像を得て、この２つのビート周波数変化の画像を合成する。その他の構成および動作は、第２実施形態および第３実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。
《本実施形態の処理の概要》
（受波信号の分離）
図１９Ａは、本実施形態に係る情報処理装置による目標抽出方法の特徴を示す図である。
（受波信号の分離）
図１９Ａは、本実施形態に係る情報処理装置による目標抽出方法の特徴を示す図である。
図１９Ａは、受波信号を帯域分離フィルタで分離する例を示した受波信号の周波数変化である。周波数変化１９００は、"ハ"のチャープ波の受波信号を帯域分離フィルタでＵＰ受波信号とＤＯＷＮ受波信号とに分離したものを示している。本実施形態においては、
分離されたＵＰ受波信号とＤＯＷＮ受波信号とをそれぞれ別個に周波数帯の重ならないデュアルスイープ信号でヘテロダイン処理をして、後で合成する。
分離されたＵＰ受波信号とＤＯＷＮ受波信号とをそれぞれ別個に周波数帯の重ならないデュアルスイープ信号でヘテロダイン処理をして、後で合成する。
また、周波数変化１９１０は、さらに、３つのチャープ波の場合に帯域分離フィルタで３つの受波信号に分離して、それぞれ別個に周波数帯の重ならないデュアルスイープ信号でヘテロダイン処理をして、後で合成する。
本実施形態によれば、それぞれの受波信号と周波数帯が重ならないデュアルスイープ信号を生成できるので、周波数帯の有効な利用ができる。
（分離されたＵＰ受波信号およびＵＰヘテロダイン用信号とＤＯＷＮ受波信号およびＤＯＷＮヘテロダイン用信号）
図１９Ｂは、本実施形態に係る分離されたＵＰ受波信号１９２１およびＵＰヘテロダイン用信号１１３０とＤＯＷＮ受波信号１９２２およびＤＯＷＮヘテロダイン用信号１１５０との周波数変化を示す図である。
図１９Ｂは、本実施形態に係る分離されたＵＰ受波信号１９２１およびＵＰヘテロダイン用信号１１３０とＤＯＷＮ受波信号１９２２およびＤＯＷＮヘテロダイン用信号１１５０との周波数変化を示す図である。
図１９Ｂにおいて、ＵＰ受波信号１９２１とＤＯＷＮ受波信号１９２２とは、それぞれ帯域分離フィルタで受波部３１０が受波した信号をチャープ波に対応して分離した信号である。なお、図１１Ａおよび図１１Ｂに示した受波信号１１２０は、ＵＰ受波信号１９２１とＤＯＷＮ受波信号１９２２とに分離してヘテロダイン処理をする。したがって、ＵＰヘテロダイン用信号１１３０がＵＰ受波信号１９２１の下方周波数帯であっても、ＤＯＷＮヘテロダイン用信号１１５０がＤＯＷＮ受波信号１９２２の上方周波数帯であっても、
受波信号とヘテロダイン用のデュアルスイープ信号とが重ならない。そのため、デュアルスイープ信号の周波数帯の選択に余裕ができ、使用する周波数域を狭くすることができる。
受波信号とヘテロダイン用のデュアルスイープ信号とが重ならない。そのため、デュアルスイープ信号の周波数帯の選択に余裕ができ、使用する周波数域を狭くすることができる。
（本実施形態におけるヘテロダイン処理結果）
図１９Ｃは、本実施形態に係る情報処理装置におけるヘテロダイン処理結果のビート周波数変化を示す図である。
図１９Ｃは、本実施形態に係る情報処理装置におけるヘテロダイン処理結果のビート周波数変化を示す図である。
図１９Ｃには、ＵＰ受波信号１９２１とＵＰヘテロダイン用信号１１３０とのヘテロダイン処理により生成したビート周波数１９４０と、ＤＯＷＮ受波信号１９２２とＤＯＷＮヘテロダイン用信号１１５０とのヘテロダイン処理により生成したビート周波数１９６０と、が合成されて出力されている。
《情報処理装置を含む目標抽出システムの機能構成》
図２０は、本実施形態に係る情報処理装置２０００を含む目標抽出システムの機能構成を示すブロック図である。なお、図２０において、図３および図１２と同様の機能構成部には同じ参照番号を付して、説明を省略する。また、図２０では、"ハ"形のチャープ波に従う構成が示されているが、複数のチャープ波は"ハ"形に限定されない。
図２０は、本実施形態に係る情報処理装置２０００を含む目標抽出システムの機能構成を示すブロック図である。なお、図２０において、図３および図１２と同様の機能構成部には同じ参照番号を付して、説明を省略する。また、図２０では、"ハ"形のチャープ波に従う構成が示されているが、複数のチャープ波は"ハ"形に限定されない。
情報処理装置２０００は、帯域分離フィルタ２０７０と、帯域分離フィルタ２０７０用のフィルタパラメータテーブル２０１１と、ＵＰチャート波用デュアルスイープ信号発生部２０２１と、ＤＯＷＮチャート波用デュアルスイープ信号発生部２０２２と、を含む。
さらに、情報処理装置２０００は、ＵＰ用乗算器２０３１と、ＤＯＷＮ用乗算器２０３２と、ＵＰチャート用帯域通過フィルタ２０８１と、ＤＯＷＮチャート用帯域通過フィルタ２０８２と、帯域通過フィルタ用のフィルタパラメータテーブル２０１２と、ヘテロダイン処理結果合成部２０９０と、を含む。
さらに、情報処理装置２０００は、ＵＰ用乗算器２０３１と、ＤＯＷＮ用乗算器２０３２と、ＵＰチャート用帯域通過フィルタ２０８１と、ＤＯＷＮチャート用帯域通過フィルタ２０８２と、帯域通過フィルタ用のフィルタパラメータテーブル２０１２と、ヘテロダイン処理結果合成部２０９０と、を含む。
帯域分離フィルタ２０７０は、フィルタパラメータテーブル２０１１に従って受波信号をＵＡ受波信号とＤＯＷＮ受波信号とに分離する。ＵＰチャート波用デュアルスイープ信号発生部２０２１は、送波されたＵＰチャート波に対応して周波数帯の重ならないＵＰデュアルスイープ信号を生成する。一方、ＤＯＷＮチャート波用デュアルスイープ信号発生部２０２２は、送波されたＤＯＷＮチャート波に対応して周波数帯の重ならないＤＯＷＮデュアルスイープ信号を生成する。ＵＰ用乗算器２０３１は、ＵＡ受波信号とＵＰデュアルスイープ信号とを乗算して、ビート周波数を生成する。一方、ＤＯＷＮ用乗算器２０３２は、ＤＯＷＮ受波信号とＤＯＷＮデュアルスイープ信号とを乗算して、ビート周波数を生成する。
ＵＰチャート用帯域通過フィルタ２０８１は、フィルタパラメータテーブル２０１２に従って、ＵＰ用乗算器２０３１の出力から不要な周波数を除去する。一方、ＤＯＷＮチャート用帯域通過フィルタ２０８２は、フィルタパラメータテーブル２０１２に従って、ＤＯＷＮ用乗算器２０３２の出力から不要な周波数を除去する。そして、ヘテロダイン処理結果合成部２０９０は、互いに不要周波数が除去されたビート周波数を合成する（図１９Ｃ参照）。
なお、フィルタパラメータテーブル２０１１および２０１２は、それぞれ帯域分離フィルタ２０７０に含まれても、帯域通過フィルタ２０８１、２０８２に含まれてもよい。あるいは、フィルタパラメータテーブルを１つにまとめてもよい。また、複数のチャープ波や複数のデュアルスイープ信号がいずれも既知で固定であれば、フィルタパラメータテーブルは無くてもよい。
（帯域分離フィルタの機能構成）
図２１Ａは、本実施形態に係る帯域分離フィルタ２０７０の機能構成を示すブロック図である。なお、帯域分離フィルタ２０７０の機能構成は、図２１Ａに限定されない。受波信号から、送波された複数のチャープ波に対応する受波信号を取り出せる構成であればよい。
図２１Ａは、本実施形態に係る帯域分離フィルタ２０７０の機能構成を示すブロック図である。なお、帯域分離フィルタ２０７０の機能構成は、図２１Ａに限定されない。受波信号から、送波された複数のチャープ波に対応する受波信号を取り出せる構成であればよい。
帯域分離フィルタ２０７０は、ＵＰチャート波用帯域通過フィルタ２１７１と、ＤＯＷＮチャート波用帯域通過フィルタ２１７２とを含む。そして、フィルタパラメータテーブル２０１１に従って、受波信号を複数の送波された複数のチャープ波に対応する受波信号に分離する。
図２１Ｂは、本実施形態に係る帯域分離フィルタ用のフィルタパラメータテーブル２０１１の構成を示す図である。フィルタパラメータテーブル２０１１は、使用チャープ波に対応して帯域分離フィルタ２０７０の周波数帯を設定するために使用される。
フィルタパラメータテーブル２０１１は、フィルタ種類２１０１と使用チャープ波２１０２とに対応して、分離周波数帯２１０３を記憶する。
（帯域通過フィルタ用のフィルタパラメータ）
図２２は、本実施形態に係る帯域通過フィルタ用のフィルタパラメータテーブル２０１２の構成を示す図である。フィルタパラメータテーブル２０１２は、ヘテロダイン処理後の帯域通過フィルタの周波数帯を設定するために使用される。
図２２は、本実施形態に係る帯域通過フィルタ用のフィルタパラメータテーブル２０１２の構成を示す図である。フィルタパラメータテーブル２０１２は、ヘテロダイン処理後の帯域通過フィルタの周波数帯を設定するために使用される。
フィルタパラメータテーブル２０１２は、不要信号除去用フィルタの種類２２０１と、使用チャープ波２２０２および使用デュアルスイープ信号２２０３とに対応して、不要信号の周波数帯２２０４を記憶する。なお、周波数帯２２０４は、使用チャープ波２２０２および使用デュアルスイープ信号２２０３により複数設定される場合もある。
《情報処理装置の処理手順》
図２３は、本実施形態に係る情報処理装置２０００の処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートは、図８のＣＰＵ８１０がＲＡＭ８４０を使用して実行し、図２０の機能構成部を実現する。なお、図２３において、図９と同様のステップには同じステップ番号を付して、説明を省略する。
図２３は、本実施形態に係る情報処理装置２０００の処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートは、図８のＣＰＵ８１０がＲＡＭ８４０を使用して実行し、図２０の機能構成部を実現する。なお、図２３において、図９と同様のステップには同じステップ番号を付して、説明を省略する。
情報処理装置２０００は、ステップＳ２３０１において、ＵＰチャープ波およびＤＯＷＮチャープ波、またはそのパラメータを取得する。なお、３つ以上のチャープ波を使用する場合には、それぞれのデータを取得する。情報処理装置２０００は、ステップＳ２３０３において、送波したＵＰチャープ波に対応するＵＰデュアルスイープ信号を生成する。
また、情報処理装置２０００は、ステップＳ２３０４において、送波したＤＯＷＮチャープ波に対応するＤＯＷＮデュアルスイープ信号を生成する。なお、ステップＳ２３０３およびＳ２３０４の処理は、第２実施形態の図１０Ａの処理と同様であるので、詳細な説明を省略する。
また、情報処理装置２０００は、ステップＳ２３０４において、送波したＤＯＷＮチャープ波に対応するＤＯＷＮデュアルスイープ信号を生成する。なお、ステップＳ２３０３およびＳ２３０４の処理は、第２実施形態の図１０Ａの処理と同様であるので、詳細な説明を省略する。
情報処理装置２０００は、ステップＳ２３０６において、受波信号をＵＰ受波信号とＤＯＷＮ受波信号とに帯域分離する。そして、情報処理装置２０００は、ステップＳ２３０７において、ＵＰ受波信号とＵＰデュアルスイープ信号とを乗算するＵＰヘテロダイン処理を実行する。また、情報処理装置２０００は、ステップＳ２３０８において、ＤＯＷＮ受波信号とＤＯＷＮデュアルスイープ信号とを乗算するＤＯＷＮヘテロダイン処理を実行する。なお、ステップＳ２３０７およびＳ２３０８の処理は、第２実施形態の図１０ＢのステップＳ１０２１〜Ｓ１０２７と同様であるので、詳細な説明を省略する。そして、情報処理装置２０００は、ステップＳ２３０９において、ヘテロダイン結果を構成する。
本実施形態によれば、複数のチャープ波の受波を分離してヘテロダイン処理するので、
チャープ波やヘテロダイン用信号を狭い周波数帯に設定できるので、効果的に目標抽出、
目標速度の推測、ドップラー影響の補正ができる。
チャープ波やヘテロダイン用信号を狭い周波数帯に設定できるので、効果的に目標抽出、
目標速度の推測、ドップラー影響の補正ができる。
［第５実施形態］
次に、本発明の第５実施形態に係る情報処理装置について説明する。本実施形態に係る情報処理装置は、上記第２実施形態乃至第４実施形態と比べると、送波するチャープ波をデュアルスイープとする点で異なる。その他の構成および動作は、第２実施形態乃至第４実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。
次に、本発明の第５実施形態に係る情報処理装置について説明する。本実施形態に係る情報処理装置は、上記第２実施形態乃至第４実施形態と比べると、送波するチャープ波をデュアルスイープとする点で異なる。その他の構成および動作は、第２実施形態乃至第４実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。
《本実施形態の処理の概要》
（送波信号および受波信号）
図２４Ａは、本実施形態に係る情報処理装置を含む目標抽出システムにおける送波信号２４１０および受波信号２４２０の周波数を示す図である。
（送波信号および受波信号）
図２４Ａは、本実施形態に係る情報処理装置を含む目標抽出システムにおける送波信号２４１０および受波信号２４２０の周波数を示す図である。
図２４Ａにおいては、送波信号２４１０および受波信号２４２０が、デュアルスイープ信号である。本実施形態においては、より簡単な構成で擬似的な複数のチャープ波が生成され、複数組みのビート信号を一度に生成できる。
（受波信号とデュアルスイープ信号）
図２４Ｂは、本実施形態に係る受波信号２４２０とデュアルスイープ信号２４３０との周波数変化を示す図である。なお、図２４Ｂにおいては、デュアルスイープ信号２４３０を受波信号２４２０に重ならない低周波数側に設定したが、高周波数側に設定してもよい。デュアルスイープ信号２４３０の設定は、使用周波数域を狭くするため低周波数側が望ましい。
図２４Ｂは、本実施形態に係る受波信号２４２０とデュアルスイープ信号２４３０との周波数変化を示す図である。なお、図２４Ｂにおいては、デュアルスイープ信号２４３０を受波信号２４２０に重ならない低周波数側に設定したが、高周波数側に設定してもよい。デュアルスイープ信号２４３０の設定は、使用周波数域を狭くするため低周波数側が望ましい。
（情報処理装置におけるヘテロダイン処理結果）
図２４Ｃは、本実施形態に係る情報処理装置におけるヘテロダイン処理結果２４５０のビート周波数変化を示す図である。
図２４Ｃは、本実施形態に係る情報処理装置におけるヘテロダイン処理結果２４５０のビート周波数変化を示す図である。
図２４Ｃに図示するように、ヘテロダイン処理結果２４５０は他の不要な周波数帯と分離して、互いに接近した周波数帯に複数組みが出力される。
《送波発生部の機能構成》
図２５Ａは、本実施形態に係る送波発生部２５５０の機能構成を示すブロック図である。なお、図２５Ａにおいて、図４Ａおよび図１３Ａと同様の機能構成部には同じ参照番号を付して、説明は省略する。また、図２５Ａの送波発生部２５５０の機能構成は一例であって、本実施形態におけるデュアルスイープのチャープ波を出力するものであればこれに限定されない。
図２５Ａは、本実施形態に係る送波発生部２５５０の機能構成を示すブロック図である。なお、図２５Ａにおいて、図４Ａおよび図１３Ａと同様の機能構成部には同じ参照番号を付して、説明は省略する。また、図２５Ａの送波発生部２５５０の機能構成は一例であって、本実施形態におけるデュアルスイープのチャープ波を出力するものであればこれに限定されない。
送波発生部２５５０は、信号発生器２５１０と、デジタル／アナログ変換器（図ではＤＡＣ）４２０と、送波処理器４３０と、送波器４４０と、を含む。信号発生器２５１０は、チャープ波形の信号を生成する信号生成部２５１１と、信号生成部２５１１で生成するチャープ波形の周波数帯および周期を記憶するチャープ波テーブル２５１２と、を有する。
なお、図２５Ａにおいては、送波するデュアルスイープのチャープ波の周波数帯や周期を自由に設定可能な構成として示したが、デュアルスイープのチャープ波が固定である場合には、チャープ波形テーブル２５１２は無くてもよい。
図２５Ｂは、本実施形態に係るチャープ波テーブル２５１２の構成を示す図である。チャープ波テーブル２５１２は、信号生成部２５１１が生成するデュアルスイープのチャープ波の周波数帯および周期を設定するために使用される。
チャープ波テーブル２５１２は、使用するチャープ波を示す使用波フラグ２５２１に対応して、波の種類２５２２と、その周波数帯２５２３および周期２５２４とを記憶する。
図中、使用波フラグ２５２１において、○が使用波であり、×は不使用波である。波の種類２５２２には、デュアルスイープのＵＰチャープ波、デュアルスイープのＤＯＷＮチャープ波、デュアルスイープのＵＰチャープ波とＤＯＷＮチャープ波とを交互に繰り返す鋸状のチャープ波、が含まれる。本例では、使用波フラグ２５２１の各々に対応して使用する周波数帯が連続する複数のチャープ波を記憶している。
図中、使用波フラグ２５２１において、○が使用波であり、×は不使用波である。波の種類２５２２には、デュアルスイープのＵＰチャープ波、デュアルスイープのＤＯＷＮチャープ波、デュアルスイープのＵＰチャープ波とＤＯＷＮチャープ波とを交互に繰り返す鋸状のチャープ波、が含まれる。本例では、使用波フラグ２５２１の各々に対応して使用する周波数帯が連続する複数のチャープ波を記憶している。
（デュアルスイープ信号テーブル）
図２６は、本実施形態に係るデュアルスイープ信号テーブル２６２１の構成を示す図である。デュアルスイープ信号テーブル２６２１は、デュアルスイープのチャープ波に対応するヘテロダイン処理用のデュアルスイープ信号を生成するために使用される。なお、デュアルスイープのチャープ波が既知で固定である場合は、デュアルスイープ信号テーブル２６２１が無くてもよい。
図２６は、本実施形態に係るデュアルスイープ信号テーブル２６２１の構成を示す図である。デュアルスイープ信号テーブル２６２１は、デュアルスイープのチャープ波に対応するヘテロダイン処理用のデュアルスイープ信号を生成するために使用される。なお、デュアルスイープのチャープ波が既知で固定である場合は、デュアルスイープ信号テーブル２６２１が無くてもよい。
デュアルスイープ信号テーブル２６２１は、デュアルスイープ信号の種類２６０１と、
使用するデュアルスイープのチャープ波の低周波数側２６０２および高周波数側２６０３とに対応して、デュアルスイープのチャープ波に重ならない周波数帯２６０４と、周期２６０５とを記憶する。
使用するデュアルスイープのチャープ波の低周波数側２６０２および高周波数側２６０３とに対応して、デュアルスイープのチャープ波に重ならない周波数帯２６０４と、周期２６０５とを記憶する。
《送波発生部の処理手順》
図２７は、本実施形態に係る送波発生部２５５０の処理手順を示すフローチャートである。なお、図２７において、図１６と同様のステップには同じステップ番号を付して、説明を省略する。
図２７は、本実施形態に係る送波発生部２５５０の処理手順を示すフローチャートである。なお、図２７において、図１６と同様のステップには同じステップ番号を付して、説明を省略する。
送波発生部２５５０は、ステップＳ２７０５において、ステップＳ１６０３で生成した第１チャープ波と周波数帯が連続し、ＵＰ／ＤＯＷＮが同じ第２チャープ波のパラメータを生成する。そして、送波発生部２５５０は、ステップＳ１６０７において、第２チャープ波を生成する。
本実施形態によれば、１回のヘテロダイン処理およびスペクトグラム処理により複数の処理結果が出力されるので、簡単な構成で効果的に目標抽出、目標速度の推測、ドップラー影響の補正ができる。
［第６実施形態］
次に、本発明の第６実施形態に係る情報処理装置について説明する。本実施形態に係る情報処理装置は、上記第２実施形態乃至第５実施形態と比べると、情報処理装置が送波部を含む点で異なる。その他の構成および動作は、第２実施形態乃）至第５実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。
次に、本発明の第６実施形態に係る情報処理装置について説明する。本実施形態に係る情報処理装置は、上記第２実施形態乃至第５実施形態と比べると、情報処理装置が送波部を含む点で異なる。その他の構成および動作は、第２実施形態乃）至第５実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。
《情報処理装置の機能構成》
図２８は、本実施形態に係る情報処理装置２８００の機能構成を示すブロック図である。なお、図２８において、図３と同じ機能構成部には同じ参照番号を付して、説明を省略する。
図２８は、本実施形態に係る情報処理装置２８００の機能構成を示すブロック図である。なお、図２８において、図３と同じ機能構成部には同じ参照番号を付して、説明を省略する。
図２８においては、送波発生部２８５０が、情報処理装置２８００に含まれている。なお、送波発生部２８５０の機能構成は、図４Ａ、図１３Ａまたは図２５Ａと同様である。
さらに、送波発生部２８５０とデュアルスイープ信号生成部３２０とを信号発生部２８１０として一体とすることで、構成を簡単にすることができる。また、出力部３０１や演算部３０２の全構成要素を情報処理装置２８００に含むこともできる。
さらに、送波発生部２８５０とデュアルスイープ信号生成部３２０とを信号発生部２８１０として一体とすることで、構成を簡単にすることができる。また、出力部３０１や演算部３０２の全構成要素を情報処理装置２８００に含むこともできる。
本実施形態によれば、送波するチャープ波と、ヘテロダイン処理するデュアルスイープ信号とを正確に調整できるので、より精度の高い目標抽出、目標速度の推測、ドップラー影響の補正ができる。
［他の実施形態］
なお、以上に説明した音波または超音波による目標抽出方法は、ロボット同士がぶつからずにすれ違うための技術や、車両の衝突回避技術に利用することができる。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、オフィスなどでの侵入者の監視や、体育館での人の動きの検出や、水中での障害物の監視などにも用いることが可能である。港湾など水中の監視では、超音波はすぐに減衰してしまうため使用できない場合が多いが、アクティブソーナー（Active Sonar）と呼ばれる音波を利用した対象物体検出方法、距離測定方式、
速度測定方式の原理に本発明を適用できる。したがって水中に適したキャリア周波数（中心周波数）、波形長、変調波周波数などを適切に設定すれば、本発明の効果は同様に得られる。さらに、本発明における送信波形は、電波によるレーダーにも用いることができる。
なお、以上に説明した音波または超音波による目標抽出方法は、ロボット同士がぶつからずにすれ違うための技術や、車両の衝突回避技術に利用することができる。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、オフィスなどでの侵入者の監視や、体育館での人の動きの検出や、水中での障害物の監視などにも用いることが可能である。港湾など水中の監視では、超音波はすぐに減衰してしまうため使用できない場合が多いが、アクティブソーナー（Active Sonar）と呼ばれる音波を利用した対象物体検出方法、距離測定方式、
速度測定方式の原理に本発明を適用できる。したがって水中に適したキャリア周波数（中心周波数）、波形長、変調波周波数などを適切に設定すれば、本発明の効果は同様に得られる。さらに、本発明における送信波形は、電波によるレーダーにも用いることができる。
また、実施形態を参照して本発明を説明したが、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。また、それぞれの実施形態に含まれる別々の特徴を如何様に組み合わせたシステムまたは装置も、本発明の範疇に含まれる。
また、本発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用されてもよいし、単体の装置に適用されてもよい。さらに、本発明は、実施形態の機能を実現する情報処理プログラムが、システムあるいは装置に直接あるいは遠隔から供給される場合にも適用可能である。したがって、本発明の機能をコンピュータで実現するために、コンピュータにインストールされるプログラム、あるいはそのプログラムを格納した媒体、そのプログラムをダウンロードさせるＷＷＷ(World Wide Web)サーバも、本発明の範疇に含まれる。特に、少なくとも、上述した実施形態に含まれる処理ステップをコンピュータに実行させるプログラムを格納した非一時的コンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）は本発明の範疇に含まれる。
この出願は、２０１４年３月１１日に出願された日本出願特願２０１４−０４８１４４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。
Claims (17)
- 目標から反射した、チャープ波の反射波を受波して、受波信号を出力する受波手段と、
前記チャープ波の周波数帯域と重ならない周波数を備え、前記チャープ波のデュアルスイープ信号を生成するデュアルスイープ信号生成手段と、
前記受波信号に対して、前記デュアルスイープ信号をヘテロダイン用信号として乗算して、ビート周波数を生成するヘテロダイン処理手段と、
を備える情報処理装置。 - 前記デュアルスイープ信号は、前記チャープ波と周波数帯が重ならない、かつ、互いに周波数帯が連続する、前記チャープ波と周波数変化が等しい２つの信号により生成される請求項１に記載の情報処理装置。
- 前記チャープ波が、周波数が線形に上昇するＵＰチャープ波の場合、前記デュアルスイープ信号の周波数は、前記ＵＰチャープ波の周波数帯に重ならない高い周波数帯に設定され、前記チャープ波が、周波数が線形の下降するＤＯＷＮチャープ波の場合、前記デュアルスイープ信号の周波数は、前記ＤＯＷＮチャープ波の周波数帯に重ならない低い周波数帯に設定される請求項１または２に記載の情報処理装置。
- 前記チャープ波は、周波数が線形に上昇するＵＰチャープ波と周波数が線形に下降するＤＯＷＮチャープ波とを繰り返す鋸状のチャープ波、または、送波された複数のチャープ波を含む請求項１乃至３のいずれか１項に記載の情報処理装置。
- 前記チャープ波は、周波数帯が連続する複数のＵＰチャープ波からなるデュアルスイープのＵＰチャープ波、または、周波数帯が連続する複数のＤＯＷＮチャープ波からなるデュアルスイープのＤＯＷＮチャープ波である請求項４に記載の情報処理装置。
- 前記ビート周波数の周波数スペクトルを生成するスペクトログラム生成手段を、さらに備える請求項１乃至５のいずれか１項に記載の情報処理装置。
- 前記周波数スペクトルを表示するスペクトログラム表示手段を、さらに備える請求項６に記載の情報処理装置。
- 前記周波数スペクトルに基づいて、目標までの距離を演算する目標距離演算手段を、さらに備える請求項６または７に記載の情報処理装置。
- 前記周波数スペクトルに基づいて、目標の移動速度を演算する目標速度演算手段を、さらに備える請求項６乃至８のいずれか１項に記載の情報処理装置。
- チャープ波を送波する送波手段を、さらに備える請求項１乃至９のいずれか１項に記載の情報処理装置。
- 前記送波手段は、周波数が線形に上昇するＵＰチャープ波、周波数が線形の下降するＤＯＷＮチャープ波、または、前記ＵＰチャープ波と前記ＤＯＷＮチャープ波とを繰り返すチャープ波、を送波する請求項１０に記載の情報処理装置。
- 前記送波手段は、異なる周波数帯の複数のチャープ波を送波する請求項１０に記載の情報処理装置。
- 前記チャープ波は、周波数帯が連続する複数のＵＰチャープ波からなるデュアルスイープのＵＰチャープ波、または、周波数帯が連続する複数のＤＯＷＮチャープ波からなるデュアルスイープのＤＯＷＮチャープ波である請求項１１または１２に記載の情報処理装置。
- 目標から反射した、チャープ波の反射波を受波して、受波信号を出力する受波ステップと、
前記受波信号に対して、前記チャープ波と周波数が重ならない、前記チャープ波のデュアルスイープ信号をヘテロダイン用信号として乗算して、ビート周波数を生成するヘテロダイン処理ステップと、
を含む情報処理装置の制御方法。 - 目標から反射した、チャープ波の反射波を受波して、受波信号を出力する受波ステップと、
前記受波信号に対して、前記チャープ波と周波数が重ならない、前記チャープ波のデュアルスイープ信号をヘテロダイン用信号として乗算して、ビート周波数を生成するヘテロダイン処理ステップと、
をコンピュータに実行させる情報処理装置の制御プログラム。 - チャープ波を送波する送波装置と、
目標から反射した、前記チャープ波の反射波を受波して、目標を抽出する受波装置と、
を備え、
前記受波装置は、
前記反射波を受波して、受波信号を出力する受波手段と、
前記受波信号に対して、前記チャープ波と周波数が重ならない、前記チャープ波のデュアルスイープ信号をヘテロダイン用信号として乗算して、ビート周波数を生成するヘテロダイン処理手段と、
を有する目標抽出システム。 - チャープ波を送波する送波ステップと、
目標から反射した、前記チャープ波の反射波を受波した受波信号に対して、前記チャープ波と周波数が重ならない、前記チャープ波のデュアルスイープ信号をヘテロダイン用信号として乗算して、ビート周波数を生成し、前記ビート周波数の周波数スペクトルに基づいて、目標を抽出する目標抽出ステップと、
を含む目標抽出方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014048144 | 2014-03-11 | ||
| JP2014048144 | 2014-03-11 | ||
| PCT/JP2014/084613 WO2015136823A1 (ja) | 2014-03-11 | 2014-12-26 | 目標抽出システム、目標抽出方法、情報処理装置およびその制御方法と制御プログラム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPWO2015136823A1 true JPWO2015136823A1 (ja) | 2017-04-06 |
| JP6536910B2 JP6536910B2 (ja) | 2019-07-03 |
Family
ID=54071286
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2016507281A Active JP6536910B2 (ja) | 2014-03-11 | 2014-12-26 | 目標抽出システム、目標抽出方法、情報処理装置およびその制御方法と制御プログラム |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10746863B2 (ja) |
| JP (1) | JP6536910B2 (ja) |
| WO (1) | WO2015136823A1 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU2018361801B2 (en) | 2017-10-31 | 2023-07-06 | Bae Systems Plc | Improvements in and relating to sonar |
| EP3477336A1 (en) * | 2017-10-31 | 2019-05-01 | BAE SYSTEMS plc | Improvements in and relating to sonar |
| CN110531358B (zh) * | 2018-05-25 | 2023-07-18 | 华为技术有限公司 | 信息测量方法及信息测量装置 |
| US11467250B2 (en) * | 2020-01-30 | 2022-10-11 | Aptiv Technologies Limited | Scalable cascading radar system |
| WO2021181598A1 (ja) * | 2020-03-12 | 2021-09-16 | 三菱電機株式会社 | レーダ装置 |
| US11047963B1 (en) | 2020-08-21 | 2021-06-29 | Aeva, Inc. | Selective sub-band processing for angular resolution and detection sensitivity in a LIDAR system |
| US11327158B1 (en) | 2020-10-19 | 2022-05-10 | Aeva, Inc. | Techniques to compensate for mirror Doppler spreading in coherent LiDAR systems using matched filtering |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05240945A (ja) * | 1992-02-26 | 1993-09-21 | Mitsubishi Electric Corp | 周波数変調持続波レーダ |
| US7149148B2 (en) * | 2003-06-30 | 2006-12-12 | Bbn Technologies Corp. | Localization of high speed vehicles using continuous transmit waves |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5944593B2 (ja) | 1977-10-28 | 1984-10-30 | 日本電気株式会社 | ソ−ナ− |
| JPS63208779A (ja) | 1987-02-24 | 1988-08-30 | Nec Corp | ソ−ナ−受信方式 |
| EP1777548A4 (en) * | 2004-08-02 | 2010-07-21 | Mitsubishi Electric Corp | RADAR |
-
2014
- 2014-12-26 US US15/124,200 patent/US10746863B2/en active Active
- 2014-12-26 JP JP2016507281A patent/JP6536910B2/ja active Active
- 2014-12-26 WO PCT/JP2014/084613 patent/WO2015136823A1/ja active Application Filing
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05240945A (ja) * | 1992-02-26 | 1993-09-21 | Mitsubishi Electric Corp | 周波数変調持続波レーダ |
| US7149148B2 (en) * | 2003-06-30 | 2006-12-12 | Bbn Technologies Corp. | Localization of high speed vehicles using continuous transmit waves |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| GUYONIC STEPHANE: "Traitement d'ouverture synthetique sur des donnees simulees d'un sonar a emission continue modulee", TRAITEMENT DU SIGNAL 1994, vol. Vol.11, No.4, ISSN 0765-0019, JPN6015011366, 1994, pages 315 - 324, XP055223734 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2015136823A1 (ja) | 2015-09-17 |
| JP6536910B2 (ja) | 2019-07-03 |
| US20170016983A1 (en) | 2017-01-19 |
| US10746863B2 (en) | 2020-08-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2015136823A1 (ja) | 目標抽出システム、目標抽出方法、情報処理装置およびその制御方法と制御プログラム | |
| JP6222523B2 (ja) | 移動目標抽出システム、移動目標抽出方法、情報処理装置およびその制御方法と制御プログラム | |
| EP2271951B1 (en) | Multi-range object location estimation | |
| JP5411417B2 (ja) | パルス信号の送受信装置および送受信方法 | |
| CN104434216A (zh) | 根据分析数据的剪切波估计 | |
| JP2008232861A (ja) | アクティブソーナー装置、ソーナー用受信信号処理方法、及びその信号処理プログラム | |
| RU2016142405A (ru) | Система и способ акустической визуализации с помощью когерентного объединения с использованием межреберных пространств | |
| US20150366541A1 (en) | Subject information acquisition apparatus, subject information acquisition method, and program | |
| JP2010127771A (ja) | 合成開口ソーナー、合成開口ソーナーの位相誤差補正方法及びプログラム | |
| JP6922930B2 (ja) | 信号処理装置、信号処理方法および信号処理プログラム | |
| JP2010210394A (ja) | 地中レーダ装置 | |
| JP6339446B2 (ja) | 探知装置、探知方法、およびプログラム | |
| US8045419B1 (en) | Method for mitigating spatial aliasing | |
| JP6669987B2 (ja) | ソーナー装置、聴音出力方法及びプログラム | |
| JP6654106B2 (ja) | 音波監視装置および航走体 | |
| JP6610224B2 (ja) | バイスタティックアクティブソーナー装置およびその受信器 | |
| JP2021038945A (ja) | 距離推定装置、距離推定方法、および距離推定プログラム | |
| JP2012112922A (ja) | 探知装置、水中探知装置、探知方法及びプログラム | |
| JP5553463B1 (ja) | パルス圧縮超音波探知装置 | |
| US20220260711A1 (en) | Target detection device and target detection method | |
| JP2010286337A (ja) | 相関処理器、相関処理方法、パルス圧縮装置、および物標探知装置 | |
| JP2011217898A (ja) | 超音波診断装置 | |
| JP6161028B2 (ja) | 映像装置及び映像形成方法 | |
| JPWO2016039043A1 (ja) | 物標探知装置、レーダ装置および物標探知方法 | |
| JP6550930B2 (ja) | アクティブソーナー装置及びその信号処理方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20171102 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20181009 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20181130 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190509 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190522 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6536910 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |