WO2019030893A1 - レーダ信号処理装置及びレーダ信号処理方法 - Google Patents

レーダ信号処理装置及びレーダ信号処理方法 Download PDF

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WO2019030893A1
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cell
resolution
target
signal processing
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PCT/JP2017/029084
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洋志 亀田
小幡　康
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三菱電機株式会社
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    • 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
    • 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
    • G01S13/66—Radar-tracking systems; Analogous systems
    • G—PHYSICS
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    • G01S13/87—Combinations of radar systems, e.g. primary radar and secondary radar

Definitions

  • the present invention relates to a radar signal processing apparatus and a radar signal processing method for adding a reception signal of a first radar and a reception signal of a second radar.
  • a radar signal processor has been proposed that detects a target from a signal.
  • the radar signal processing apparatus adds the amplitudes of received signals of two radars, for example, the observation areas of the two radars are not necessarily the same. Therefore, the resolution cell of one radar and the resolution of the other radar I do not know the correspondence with the cell. For this reason, the radar signal processing apparatus needs to associate the resolution cell of one radar with the resolution cell of the other radar when performing amplitude addition of signals relating to the same target.
  • Patent Document 1 discloses a radar signal processing apparatus that associates the resolution cell of one radar with the resolution cell of the other radar when performing the amplitude addition of signals relating to the same target.
  • the radar signal processing apparatus sets an arbitrary resolution cell among the plurality of resolution cells in one radar as a verification cell (processing 1).
  • this radar signal processing apparatus sets up a hypothesis of velocity related to the movement of the target, and tests among the plurality of resolution cells in the other radar using the set hypothesis and the installation position of the two radars.
  • the resolution cell corresponding to the cell is identified (process 2).
  • the radar signal processing apparatus sets a plurality of resolution cells in a certain area centered on the identified resolution cell as integration cell candidates (processing 3).
  • the radar signal processing device calculates evaluation values for the plurality of integration cell candidates set, and determines an integration cell candidate having the highest evaluation value as an integration cell among the plurality of integration cell candidates.
  • Process 4 the radar signal processing apparatus amplitude-adds the signal contained in the verification cell and the signal contained in the integration cell (processing 5).
  • This radar signal processing apparatus sets each of a plurality of resolution cells in one radar as a test cell, and adds up the amplitude of the signal contained in each test cell and the signal contained in the integration cell. And (Process 1) to (Process 5) described above are repeatedly performed.
  • the conventional radar signal processing apparatus needs to repeat (process 1) to (process 5) for the number of resolution cells in one radar. For this reason, there has been a problem that the process of correlating the plurality of resolution cells in one radar with the plurality of resolution cells in the other radar becomes enormous.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and one of a plurality of resolution cells among a plurality of resolution cells in a first radar and one of a plurality of resolution cells in a second radar. It is an object of the present invention to provide a radar signal processing apparatus and a radar signal processing method capable of adding signals relating to a target only by correlating with resolution cells of a part.
  • a radar signal processing apparatus generates a hypothesis on a three-dimensional motion of a target, and a signal processing unit that generates first and second range Doppler maps from received signals of the first and second radars, respectively.
  • a motion generation unit that predicts the position and velocity of a target at first and second reception times, which are reception times of signals by the first and second radars, using a hypothesis generation unit; Among the plurality of resolution cells in the second range Doppler map, the first and second resolution cells respectively correspond to the position and velocity at the first and second reception times predicted by the motion prediction unit.
  • each resolution cell in a first region including the first central cell, and each resolution cell in a second region including the second central cell It's likelihood
  • a signal calculation unit for calculating each of the resolution cells in the first area and each of the resolution cells in the second area based on the likelihoods calculated by the likelihood calculation section At least one combination is selected from the combinations with the resolution cell, and the signals included in the resolution cell according to the selected combination are added.
  • resolution cells corresponding to the position and velocity at the first and second reception times predicted by the motion prediction unit A center cell calculator configured to calculate each as the first and second center cells, each resolution cell in the first region including the first center cell, and a second region including the second center cell
  • a signal calculation unit for calculating the likelihood with each resolution cell of each of the first and second resolution cells and the signal addition unit is configured to calculate each likelihood in the first region based on the likelihood calculated by the likelihood calculation unit.
  • At least one combination is selected from the combination of the resolution cell of each and each resolution cell in the second region, and the signals included in the resolution cell according to the selected combination are added. I configured it, Only by correlating a part of resolution cells in a plurality of resolution cells in one radar with a part of resolution cells in a plurality of resolution cells in a second radar There is an effect that can be added.
  • FIG. 17 is a hardware configuration diagram of a computer when the radar signal processing device is realized by software or firmware. It is a flowchart which shows the radar signal processing method which is a processing procedure in case a radar signal processing apparatus is implement
  • FIG. 6 is an explanatory view showing a first area and a second area set by the likelihood calculation unit 6; It is explanatory drawing which shows the example in which three 2nd range Doppler maps are produced
  • FIG. 1 is a block diagram showing a radar signal processing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a hardware configuration diagram showing a radar signal processing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the signal processing unit 1 includes a first signal processing unit 1a and a second signal processing unit 1b, and is realized by, for example, the signal processing circuit 21 shown in FIG.
  • the first signal processing unit 1a includes an analog-to-digital converter that converts the reception signal of the first radar from an analog signal to a digital signal.
  • the reception signal of the first radar input to the first signal processing unit 1a is a digital signal
  • the first signal processing unit 1a does not have to include an analog-to-digital converter.
  • the first signal processing unit 1 a generates a first range Doppler map from the digital reception signal of the first radar, and performs a process of outputting the first range Doppler map to the likelihood calculating unit 6.
  • the second signal processing unit 1 b includes an analog-to-digital converter that converts the reception signal of the second radar from an analog signal to a digital signal.
  • the second signal processing unit 1 b does not have to include an analog-to-digital converter.
  • the second signal processing unit 1 b generates a second range Doppler map from the digital reception signal of the second radar, and outputs the second range Doppler map to the likelihood calculating unit 6.
  • Hypothesis generation unit 2 is realized by, for example, hypothesis generation circuit 22 shown in FIG.
  • the hypothesis generation unit 2 performs a process of generating a hypothesis on the three-dimensional motion of the target.
  • the three-dimensional motion of the target is the motion of the target in Cartesian coordinates, and is defined, for example, by the distance to the target, the azimuth of the target, the height of the target, the speed of the target, and the direction of travel of the target.
  • the motion prediction unit 3 is realized by, for example, the motion prediction circuit 23 shown in FIG.
  • the motion prediction unit 3 predicts the position and velocity of the target at the first reception time, which is the time when the signal is received by the first radar, using the hypothesis generated by the hypothesis generation unit 2 and performs prediction A process of outputting the target position and velocity to the central cell calculation unit 5 is performed. Also, the motion prediction unit 3 predicts the position and velocity of the target at the second reception time, which is the time when the signal is received by the second radar, using the hypothesis generated by the hypothesis generation unit 2. A process of outputting the predicted target position and velocity to the central cell calculation unit 5 is performed.
  • the database unit 4 is realized by, for example, the recording circuit 24 shown in FIG.
  • the database unit 4 stores the coordinates of the position where the first radar is present and the coordinates of the position where the second radar is present.
  • the central cell calculation unit 5 is realized, for example, by the central cell calculation circuit 25 shown in FIG.
  • the central cell calculation unit 5 uses the coordinates of the position at which the first radar is present to perform motion among the plurality of resolution cells in the first range Doppler map output from the first signal processing unit 1a.
  • a process of calculating a resolution cell corresponding to the target position and velocity at the first reception time predicted by the prediction unit 3 as the first center cell is performed.
  • the central cell calculation unit 5 uses the coordinates of the position where the second radar is present, and among the plurality of resolution cells in the second range Doppler map output from the second signal processing unit 1b.
  • a process of calculating a resolution cell corresponding to the position and velocity of the target at the second reception time predicted by the motion prediction unit 3 as the second center cell is performed.
  • the central cell calculation unit 5 performs a process of outputting the calculated first and second central cells to the likelihood calculation unit 6.
  • the likelihood calculating unit 6 is realized, for example, by the likelihood calculating circuit 26 shown in FIG.
  • the likelihood calculator 6 calculates each resolution cell in the first area including the first center cell output from the center cell calculator 5 and the second center cell output from the center cell calculator 5. A process of calculating the likelihood between each of the resolution cells in the included second region is performed.
  • the signal addition unit 7 includes a combination selection unit 8 and an amplitude addition unit 9, and is realized by, for example, the signal addition circuit 27 shown in FIG.
  • the combination selection unit 8 selects a combination of each resolution cell in the first region and each resolution cell in the second region based on the likelihoods calculated by the likelihood calculation unit 6, The process of selecting at least one or more combinations is performed.
  • the amplitude addition unit 9 performs a process of adding the signals included in the resolution cells according to at least one or more combinations selected by the combination selection unit 8.
  • each of a signal processing unit 1, a hypothesis generation unit 2, a motion prediction unit 3, a database unit 4, a central cell calculation unit 5, a likelihood calculation unit 6 and a signal addition unit 7 which are components of the radar signal processing apparatus
  • the recording circuit 24 is, for example, non-volatile such as random access memory (RAM), read only memory (ROM), flash memory, erasable programmable read only memory (EPROM), electrically erasable programmable read only memory (EEPROM), or the like.
  • a volatile semiconductor memory a magnetic disk, a flexible disk, an optical disk, a compact disk, a mini disk, or a DVD (Digital Versatile Disc) corresponds to this.
  • the signal processing circuit 21, hypothesis generation circuit 22, motion prediction circuit 23, center cell calculation circuit 25, likelihood calculation circuit 26, and signal addition circuit 27 are, for example, single circuit, composite circuit, programmed processor, parallel A programmed processor, an application specific integrated circuit (ASIC), a field-programmable gate array (FPGA), or a combination of these is applicable.
  • the components of the radar signal processing apparatus are not limited to those realized by dedicated hardware, and the radar signal processing apparatus may be realized by software, firmware, or a combination of software and firmware.
  • the software or firmware is stored as a program in the memory of the computer.
  • a computer means hardware that executes a program, and for example, a central processing unit (CPU), a central processing unit, a processing unit, an arithmetic unit, a microprocessor, a microcomputer, a processor, or a digital signal processor (DSP). Do.
  • FIG. 3 is a hardware configuration diagram of a computer when the radar signal processing apparatus is realized by software or firmware.
  • the database unit 4 is configured on the memory 41 of the computer, and the signal processing unit 1, hypothesis generation unit 2, motion prediction unit 3, center cell calculation unit 5, A program for causing the computer to execute the processing procedure of the likelihood calculation unit 6 and the signal addition unit 7 may be stored in the memory 41, and the processor 42 of the computer may execute the program stored in the memory 41.
  • FIG. 4 is a flowchart showing a radar signal processing method which is a processing procedure when the radar signal processing apparatus is realized by software or firmware.
  • FIG. 2 shows an example in which each of the components of the radar signal processing apparatus is realized by dedicated hardware
  • FIG. 3 shows an example in which the radar signal processing apparatus is realized by software or firmware.
  • some components of the radar signal processing apparatus may be realized by dedicated hardware, and the remaining components may be realized by software, firmware or the like.
  • the first signal processing unit 1a converts the reception signal of the first radar from an analog signal to a digital signal.
  • the first signal processing unit 1a performs a beam forming process, an unnecessary wave suppression process, a signal integration process, and the like as well-known signal processing on the digital reception signal of the first radar, thereby performing the first range Doppler map.
  • Are generated step ST1 in FIG. 4).
  • the first signal processing unit 1 a outputs the generated first range Doppler map to the likelihood calculation unit 6.
  • the second signal processing unit 1 b converts the reception signal of the second radar from an analog signal to a digital signal.
  • the second signal processing unit 1 b performs a beam forming process, an unnecessary wave suppression process, a signal integration process, and the like as known signal processing on the digital reception signal of the second radar, thereby performing a second range Doppler map. Are generated (step ST1 in FIG. 4).
  • the second signal processing unit 1 b outputs the generated second range Doppler map to the likelihood calculation unit 6.
  • FIG. 5 is an explanatory view showing an example of the first and second range Doppler maps generated by the first signal processing unit 1a and the second signal processing unit 1b.
  • the first and second range Doppler maps are two-dimensional maps indicating the relationship between the target Doppler velocity and the distance to the target, as shown in FIG.
  • the hypothesis generation unit 2 generates a hypothesis h i (t) regarding the three-dimensional motion of the target (step ST2 in FIG. 4).
  • the three-dimensional motion of the target is the motion of the target in Cartesian coordinates, and is defined, for example, by the distance to the target, the azimuth of the target, the height of the target, the speed of the target, and the direction of travel of the target.
  • the following equation (1) shows an example of the hypothesis h i (t) at time t generated by the hypothesis generation unit 2.
  • i is a hypothesis number identifying a hypothesis. However, in the first embodiment, it is assumed that the number of hypotheses h i (t) generated by the hypothesis generation unit 2 is one in order to simplify the explanation.
  • r i is the distance to the target in the north reference Cartesian coordinate system whose origin is a certain reference position
  • a i is the azimuth of the target
  • h i is the height of the target.
  • V i is the velocity of the target
  • ⁇ i is the traveling direction in the horizontal plane with respect to the north of the target
  • ⁇ i is a vertical component in the traveling direction of the target.
  • the motion prediction unit 3 uses the hypothesis h i (t) generated by the hypothesis generation unit 2 to determine the position of the target at the first reception time T 1 at which the signal is received by the first radar, and The velocity is predicted, and the predicted target position and velocity are output to the central cell calculation unit 5 (step ST3 in FIG. 4). Also, the motion prediction unit 3 uses the hypothesis h i (t) generated by the hypothesis generation unit 2 to set the target at the second reception time T 2 at which the signal is received by the second radar. The position and velocity are predicted, and the predicted target position and velocity are output to the central cell calculation unit 5 (step ST3 in FIG. 4).
  • the motion prediction unit 3 uses the hypothesis h i (t) generated by the hypothesis generation unit 2 to set the time t in the north reference orthogonal coordinate system as shown in the following equations (2) to (7).
  • the position vector and velocity vector of the target are calculated respectively.
  • x i (t) is a position vector in the x-axis direction of the target in the north reference orthogonal coordinate system
  • y i (t) is a position vector in the y-axis direction of the target in the north reference orthogonal coordinate system
  • z i (t) is , The position vector of the target in the z-axis direction in the north reference orthogonal coordinate system.
  • Vx i (t) is the velocity vector in the x-axis direction of the target in the north reference orthogonal coordinate system
  • Vy i (t) is the velocity vector in the y-axis direction of the target in the north reference orthogonal coordinate system
  • Vz i (t) is , Z-axis velocity vector of the target in the north reference orthogonal coordinate system.
  • x i (t + ⁇ T 1 ) is the target position vector in the x-axis direction at the first reception time T 1
  • y i (t + ⁇ T 1 ) is the position in the y-axis direction of the target at the first reception time T 1
  • the vector z i (t + ⁇ T 1 ) is a position vector in the z-axis direction of the target at the first reception time T 1 .
  • Vx i (t + ⁇ T 1 ) is the target x-axis velocity vector at the first reception time T 1
  • Vy i (t + ⁇ T 1 ) is the target y-axis velocity at the first reception time T 1
  • the vector, Vz i (t + ⁇ T 1 ), is a velocity vector in the z-axis direction of the target at the first reception time T 1 .
  • the position and velocity of the target at the second reception time T 2 are predicted by correcting the specifications of the hypothesis h i (t) according to T 2 ⁇ t).
  • x i (t + ⁇ T 2 ) is the target position vector in the x-axis direction at the second reception time T 2
  • y i (t + ⁇ T 2 ) is the position in the y-axis direction of the target at the second reception time T 2
  • the vector z i (t + ⁇ T 2 ) is a position vector in the z-axis direction of the target at the second reception time T 2 .
  • Vx i (t + ⁇ T 2 ) is the target x-axis velocity vector at the second reception time T 2
  • Vy i (t + ⁇ T 2 ) is the target y-axis velocity at the second reception time T 2
  • the vector Vz i (t + ⁇ T 2 ) is a velocity vector in the z-axis direction of the target at the second reception time T 2 .
  • the central cell calculation unit 5 acquires from the database unit 4 the position coordinates of the north reference orthogonal coordinate system where the first radar is present and the position coordinates of the north reference orthogonal coordinate system where the second radar is present. .
  • the central cell calculation unit 5 uses the coordinates of the position at which the first radar is present, to obtain equations (8) to (10).
  • a first coordinate position of the target at the reception time T 1 shown is converted into relative coordinates from the position where the first radar is present.
  • Equations (20) to (22) x 1 is the coordinate of the position in the x-axis direction at which the first radar is present, and y 1 is the position of the first radar in the y-axis direction
  • the coordinate z 1 is a coordinate of the position in the z-axis direction at which the first radar is present.
  • x i, 1 (t + ⁇ T 1 ) is the relative coordinate of the target in the x-axis direction from the position at which the first radar is present
  • y i, 1 (t + ⁇ T 1 ) is that the first radar is present
  • the relative coordinate of the target in the y-axis direction from the position, z i, 1 (t + ⁇ T 1 ), is the relative coordinate of the target in the z-axis direction from the position at which the first radar is present.
  • the central cell calculation unit 5 uses the coordinates of the position at which the second radar is present, to obtain equations (14) to (16).
  • the coordinates of the position of the target at the second reception time T2 shown are converted into relative coordinates from the position at which the second radar is present.
  • x 2 is the coordinate of the position in the x-axis direction where the second radar is present
  • y 2 is the position of the second radar in the y-axis direction
  • Coordinates z 2 are coordinates of the position in the z-axis direction where the second radar is present.
  • x i, 2 (t + ⁇ T 2 ) is the relative coordinate of the target in the x-axis direction from the position at which the second radar is present
  • y i, 2 (t + ⁇ T 2 ) is that the second radar is present
  • the relative coordinate of the target in the y-axis direction from the position, z i, 2 (t + ⁇ T 2 ), is the relative coordinate of the target in the z-axis direction from the position at which the second radar is present.
  • the central cell calculation unit 5 calculates the first reception time T predicted by the motion prediction unit 3 among the plurality of resolution cells in the first range Doppler map output from the first signal processing unit 1a.
  • the resolution cell corresponding to the target position and velocity at 1 is calculated as the first central cell c 1 (R, VR) (step ST 4 in FIG. 4).
  • the central cell calculation unit 5 uses the relative coordinates shown in equations (20) to (22) to determine the distance R i in the first central cell c 1 , 1 (t + ⁇ T 1 ).
  • the central cell calculation unit 5 sets the target velocity vector at the first reception time T 1 shown in the equations (11) to (13) and the equations (20) to The Doppler velocity VR i, 1 (t + ⁇ T 1 ) at the first central cell c 1 is calculated using the relative coordinates shown in 22).
  • PFR is the pulse repetition frequency in the first radar.
  • mod (a, b) is a function that calculates the remainder when a is divided by b.
  • the central cell calculation unit 5 outputs the calculated first central cell c 1 (R, VR) to the likelihood calculation unit 6.
  • the central cell calculation unit 5 calculates the second reception time T predicted by the motion prediction unit 3 among the plurality of resolution cells in the second range Doppler map output from the second signal processing unit 1b.
  • the resolution cell corresponding to the position and velocity of the target in 2 is calculated as a second central cell c 2 (R, VR) (step ST 4 in FIG. 4).
  • the central cell calculation unit 5 uses the relative coordinates shown in equations (23) to (25) to determine the distance R i at the second central cell c 2 , 2 (t + ⁇ T 2 ).
  • the central cell calculation unit 5 sets the target velocity vector at the second reception time T2 shown in the equations (17) to (19) and the equations (23) to (23) using the relative coordinates shown in 25), and calculates the Doppler velocity VR i, 2 (t + ⁇ T 2) in the second center cell c 2.
  • the central cell calculation unit 5 outputs the calculated second central cell c 2 (R, VR) to the likelihood calculation unit 6.
  • the likelihood calculation unit 6 sets a first region including the first central cell c 1 (R, VR) output from the central cell calculation unit 5, and outputs the second region output from the central cell calculation unit 5.
  • a second area including the central cell c 2 (R, VR) is set.
  • FIG. 6 is an explanatory view showing the first area and the second area set by the likelihood calculation unit 6.
  • the size of the first area may be smaller than the size of the first range Doppler map, and may be any size.
  • the size of the second region may be smaller than the size of the second range Doppler map, and may be any size.
  • each resolution cell included in the first area is represented by c 1, (a, b)
  • each resolution cell included in the second area is represented by c 2, (d, e) .
  • a is a variable indicating the resolution cell in the VR direction of the first region
  • b is a variable indicating the resolution cell in the R direction of the first region.
  • d is a variable indicating the resolution cell in the VR direction of the second region
  • e is a variable indicating the resolution cell in the R direction of the second region.
  • the likelihood calculation unit 6 is in the first region including the first central cell c 1 (R, VR) output from the central cell calculation unit 5.
  • ln is a natural logarithm and p (u, v) is the transition probability from u to v.
  • z 1 is an amplitude value of resolution cell c 1
  • z 2 is an amplitude value of resolution cell c 2
  • z bar is a plurality of values in the first region It is an expected value of the average amplitude value in the resolution cell c1 , (a, b) and the plurality of resolution cells c2 , (d, e) in the second region.
  • ⁇ is a parameter representing the variation of the signals contained in the resolution cell c1 , (a, b) and the resolution cell c2 , (d, e) , and is set in advance.
  • I 0 is a preset initial value.
  • c 1, (a, b) are four-dimensional coordinates represented by the distance R, the Doppler velocity VR, the azimuth angle A, and the elevation angle E in the first radar, and the coordinates of the distance R are given by It is obtained by dividing the indicated distance R i, 1 (t + ⁇ T 1 ) by the resolution of the distance.
  • the coordinates of the Doppler velocity VR can be obtained by dividing the Doppler velocity VR i, 1 (t + ⁇ T 1 ) shown in equation (27) by the resolution of the Doppler velocity.
  • the coordinates of the azimuth angle A are obtained by dividing the azimuth angle A i, 1 (t + ⁇ T 1 ) shown in the following equation (35) by the resolution of the azimuth angle, and the coordinates of the elevation angle E is the following equation (36) It is obtained by dividing the elevation angle E i, 1 (t + ⁇ T 1 ) shown in by the resolution of the elevation angle.
  • c2 , (d, e) are four-dimensional coordinates represented by the distance R, the Doppler velocity VR, the azimuth angle A, and the elevation angle E in the second radar, and the coordinates of the distance R are given by It is obtained by dividing the indicated distance R i, 2 (t + ⁇ T 2 ) by the resolution of the distance.
  • the coordinates of the Doppler velocity VR can be obtained by dividing the Doppler velocity VR i, 2 (t + ⁇ T 2 ) shown in the equation (29) by the resolution of the Doppler velocity.
  • the coordinates of the azimuth angle A are obtained by dividing the azimuth angle A i, 2 (t + ⁇ T 2 ) shown in the following equation (37) by the resolution of the azimuth angle, and the coordinates of the elevation angle E is the following equation (38) It is obtained by dividing the elevation angle E i, 2 (t + ⁇ T 2 ) shown in by the resolution of the elevation angle.
  • the combination selection unit 8 of the signal addition unit 7 compares the likelihoods I (a, b) ⁇ (d, e) calculated by the likelihood calculation unit 6 with each other.
  • the combination selection unit 8 determines, based on the comparison result of the likelihood I (a, b)-(d, e) , each resolution cell c 1, (a, b) in the first region and the second region At least one combination is selected from the combinations with the respective resolution cells c 2 and (d, e) (step ST 6 in FIG. 4). For example, the combination selection unit 8 selects a combination of each resolution cell c1 , (a, b) in the first area and each resolution cell c2 , (d, e) in the second area.
  • the combination with the largest likelihood I (a, b)-(d, e) is selected.
  • the combination selection unit 8 selects a combination of each resolution cell c 1, (a, b) in the first area and each resolution cell c 2, (d, e) in the second area. From the above, the top N combinations having high likelihood I (a, b) ⁇ (d, e) are selected. N is a value set in advance.
  • the combination selection unit 8 selects a combination of each resolution cell c 1, (a, b) in the first area and each resolution cell c 2, (d, e) in the second area. From the above, combinations in which the likelihood I (a, b) ⁇ (d, e) is greater than or equal to a preset threshold are selected.
  • the amplitude addition unit 9 of the signal addition unit 7 adds the signals included in the resolution cell according to at least one or more combinations selected by the combination selection unit 8 (step ST7 in FIG. 4).
  • the amplitude addition unit 9 outputs the added signal to the processing unit in the subsequent stage that performs target detection processing and the like. If the combination selected by the combination selection unit 8 is, for example, a combination of resolution cell c 1, (3, 2) and resolution cell c 2, (3, 2) , resolution cell c 1, (3, 2) And the signal contained in the resolution cell c2 , (3, 2) are added. At this time, in addition of the signals, only the amplitude value of the signal to be added may be added.
  • the combination selected by the combination selection unit 8 is, for example, a combination of the resolution cell c 1, (3, 2) and the resolution cell c 2, (3, 2) , and the resolution cell c 1, (4, 3) ) and resolution cell c 2, if a combination of (3,3), resolution cell c 1, a signal included in the (3,2), resolution cell c 2, included in the (3,2) , The signal contained in the resolution cell c 1, (4, 3) , and the signal contained in the resolution cell c 2, (3, 3) .
  • the first and second reception times predicted by the motion prediction unit 3 among the plurality of resolution cells in the first and second range Doppler maps A center cell calculation unit 5 which calculates resolution cells corresponding to the position and velocity at the first and second center cells, respectively, and each resolution cell in a first region including the first center cell; And a likelihood calculating unit 6 for calculating the likelihood between each resolution cell in the second region including the second central cell, and the signal adding unit 7 calculates each likelihood by the likelihood calculating unit 6 At least one or more combinations are selected from combinations of each resolution cell in the first region and each resolution cell in the second region based on the selected likelihood, and the selected combination is selected.
  • the first signal processing unit 1a acquires the reception signal of one reception beam as the reception signal of the first radar, but as the reception signal of the first radar Alternatively, reception signals of a plurality of reception beams may be acquired. Also, although an example is shown in which the second signal processing unit 1b acquires the reception signal of one reception beam as the reception signal of the second radar, a plurality of reception beams are received as the reception signal of the second radar. The received signal of may be acquired.
  • FIG. 7 is an explanatory view showing an example in which three second range Doppler maps are generated by the reception signal of three reception beams being acquired by the second signal processing unit 1b.
  • the second signal processing unit 1 b causes the second range Doppler map for the reception beam b-1, the second range Doppler map for the reception beam b, and the second for the reception beam b + 1.
  • Range Doppler map has been generated.
  • the likelihood calculation unit 6 sets a first region including the first central cell c 1 (R, VR) output from the central cell calculation unit 5.
  • FIG. 1 the first central cell c 1 (R, VR) output from the central cell calculation unit 5.
  • the likelihood calculator 6 calculates the second center cell c 2 (R, VR) output from the center cell calculator 5 in the second range Doppler map of the reception beam b-1. Set a second area including. Further, as shown in FIG. 7, the likelihood calculation unit 6 sets a second region including the second central cell c 2 (R, VR) in the second range Doppler map of the reception beam b, In the second range Doppler map of the receive beam b + 1, a second region including the second central cell c 2 (R, VR) is set.
  • the likelihood calculator 6 calculates each resolution cell c 1, (a, b) in the first region and each resolution cell c 2, (d, e ) in the second region of the reception beam b-1. ) likelihood I (a, b between) - (d, e) is calculated, respectively. Also, the likelihood calculation unit 6 determines each resolution cell c 1, (a, b) in the first region and each resolution cell c 2, (d, e ) in the second region of the reception beam b. ) likelihood I (a, b between) - (d, e) is calculated, respectively.
  • the likelihood calculation unit 6 determines each resolution cell c 1, (a, b) in the first region and each resolution cell c 2, (d, e ) in the second region of the reception beam b + 1. ) likelihood I (a, b between) - (d, e) is calculated, respectively.
  • the first region includes 15 resolution cells c 1, (a, b)
  • the combination selection unit 8 determines, based on the comparison results of the likelihoods I (a, b)-(d, e) , each resolution cell c 1, (a, b) in the first region, and three At least one or more combinations are selected from among the combinations with the respective resolution cells c 2 and (d, e) in the two regions. For example, the combination selection unit 8 may set each resolution cell c 1, (a, b) in the first area and each resolution cell c 2, (d, e) in three second areas. From among the combinations, the combination with the largest likelihood I (a, b)-(d, e) is selected.
  • the combination selection unit 8 may set each resolution cell c1 , (a, b) in the first region and each resolution cell c2 , (d, e) in the three second regions. From among the combinations, the top N combinations having high likelihood I (a, b) ⁇ (d, e) are selected. N is a value set in advance.
  • the combination selection unit 8 may set each resolution cell c1 , (a, b) in the first region and each resolution cell c2 , (d, e) in the three second regions. From among the combinations, combinations in which the likelihood I (a, b) ⁇ (d, e) is equal to or greater than a preset threshold are selected.
  • the amplitude addition unit 9 adds the signals included in the resolution cell according to at least one or more combinations selected by the combination selection unit 8.
  • the radar signal processing apparatus includes the signal processing unit 1 that generates the first and second range Doppler maps from the reception signals of the first and second radars, respectively.
  • the radar signal processing apparatus includes the signal processing unit 1 that generates the first and second range Doppler maps from the reception signals of the first and second radars, respectively.
  • a radar signal processing apparatus including a signal processing unit 1 that generates N range Doppler maps from N (N is an integer of 3 or more) radar reception signals will be described.
  • the Nth signal processing unit 1N includes an analog-to-digital converter that converts the reception signal of the Nth radar from an analog signal to a digital signal.
  • the Nth signal processing unit 1N does not have to include an analog-to-digital converter.
  • the Nth signal processing unit 1N generates the Nth range Doppler map from the digital reception signal of the Nth radar, and outputs the Nth range Doppler map to the likelihood calculating unit 6.
  • the third signal processing unit ..., the (N-1) th
  • the processing content of the third signal processing unit,..., (N ⁇ 1) th signal processing unit is the same as the processing content of the Nth signal processing unit 1N, and therefore the description thereof is omitted.
  • the Nth signal processing unit 1N converts the reception signal of the Nth radar from an analog signal to a digital signal.
  • the Nth signal processing unit 1N performs the same processing as the first signal processing unit 1a and the second signal processing unit 1b to obtain the Nth range Doppler map from the digital reception signal of the Nth radar.
  • Generate The Nth signal processing unit 1N outputs the generated Nth range Doppler map to the likelihood calculation unit 6.
  • the motion prediction unit 3 predicts the position and velocity of the target at the first reception time T1, which is the time when the signal is received by the first radar, in the same manner as in the first embodiment.
  • the position and velocity of the target at the second reception time T2, which is the time when the signal is received by the second radar, are predicted.
  • the motion prediction unit 3 predicts the position and speed of the target at the Nth reception time T N , which is the time when the signal is received by the Nth radar, in the same manner.
  • the central cell calculation unit 5 acquires, from the database unit 4, the coordinates of the positions at which the first, second, and N-th radars are present.
  • the central cell calculation unit 5 performs motion among the plurality of resolution cells in the first range Doppler map using the coordinates of the position where the first radar is present, in the same manner as in the first embodiment.
  • a resolution cell corresponding to the target position and velocity at the first reception time T1 predicted by the prediction unit 3 is calculated as a first central cell c 1 (R, VR).
  • the central cell calculation unit 5 uses the coordinates of the position where the second radar is present in the same manner as in the first embodiment, and performs motion among the plurality of resolution cells in the second range Doppler map.
  • a resolution cell corresponding to the target position and velocity at the second reception time T2 predicted by the prediction unit 3 is calculated as a second central cell c 2 (R, VR).
  • the central cell calculation unit 5 is predicted by the motion prediction unit 3 among the plurality of resolution cells in the Nth range Doppler map, using the coordinates of the position where the Nth radar is present, in the same manner.
  • a resolution cell corresponding to the target position and velocity at the Nth reception time T N is calculated as the Nth central cell c N (R, VR).
  • the central cell calculation unit 5 outputs the first central cell c 1 (R, VR) to the Nth central cell c N (R, VR) to the likelihood calculation unit 6.
  • the likelihood calculation unit 6 sets a first region including the first central cell c 1 (R, VR) output from the central cell calculation unit 5 and calculates the central cell.
  • a second region including the second central cell c 2 (R, VR) output from the unit 5 is set.
  • the likelihood calculation unit 6 sets an Nth area including the Nth central cell c N (R, VR) output from the central cell calculation unit 5.
  • each resolution cell included in the Nth region is represented by c N, (f, g) .
  • the likelihood calculation unit 6 uses the first central cell c 1 (R, VR) output from the central cell calculation unit 5 in the first region.
  • the likelihood calculation unit 6 uses the same method as described above for each resolution cell c 1, (a, b) in the first area including the first center cell c 1 (R, VR), and the center cell.
  • the combination selection unit 8 of the signal addition unit 7 compares the likelihoods I (a, b)-(d, e) and I (a, b)-(f, g) calculated by the likelihood calculation unit 6 with each other. Compare.
  • the combination selection unit 8 determines each resolution cell in the first region based on the comparison result of the likelihoods I (a, b)-(d, e) and I (a, b)-(f, g). a combination of c 1, (a, b) and each resolution cell c 2, (d, e) in the second region and each resolution cell c 1, (a, b) in the first region At least one combination is selected from the combinations with each resolution cell c N, (f, g) in the Nth region.
  • the combination selection unit 8 combines each resolution cell c1 , (a, b) in the first region with each resolution cell c2 , (d, e) in the second region, and Among the combinations of each resolution cell c 1, (a, b) in the one region and each resolution cell c N, (f, g) in the Nth region, the combination with the maximum likelihood is selected select.
  • the combination selection unit 8 may be a combination of each resolution cell c1 , (a, b) in the first region and each resolution cell c2 , (d, e) in the second region, and Among the combinations of each resolution cell c 1, (a, b) in one region and each resolution cell c N, (f, g) in the Nth region, the top N high likelihood likelihoods Choose a combination of Alternatively, the combination selection unit 8 may be a combination of each resolution cell c1 , (a, b) in the first region and each resolution cell c2 , (d, e) in the second region, and Among combinations of each resolution cell c 1, (a, b) in one region and each resolution cell c N, (f, g) in the Nth region, the likelihood is set in advance Select a combination that exceeds the threshold.
  • the amplitude addition unit 9 of the signal addition unit 7 adds the signals included in the resolution cells according to at least one or more combinations selected by the combination selection unit 8.
  • the first embodiment described above shows an example in which the hypothesis generation unit 2 generates one hypothesis.
  • the hypothesis generation unit 2 makes a plurality of hypotheses will be described.
  • FIG. 9 is a block diagram showing a radar signal processing apparatus according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a hardware configuration diagram showing a radar signal processing apparatus according to a third embodiment of the present invention.
  • Hypothesis generation unit 11 is realized by, for example, hypothesis generation circuit 31 shown in FIG. The hypothesis generation unit 11 performs a process of generating a plurality of hypotheses regarding the three-dimensional motion of the target.
  • the hypothesis generation unit 11 changes, for example, the distance to the target, the azimuth of the target, the altitude of the target, the altitude of the target, the velocity of the target, and the direction of travel of the target with random numbers. Based on the hypothesis of 3D motion of the target is generated.
  • the signal addition unit 12 includes the combination selection unit 8 and the amplitude addition unit 13 and is realized by, for example, the signal addition circuit 32 illustrated in FIG.
  • the amplitude addition unit 13 performs a process of adding the signals included in the resolution cells according to at least one or more combinations selected by the combination selection unit 8 to the hypothesis unit generated by the hypothesis generation unit 11. .
  • the amplitude addition unit 13 performs a process of comparing the signals added in the hypothesis unit with each other, and selecting one of the addition signals in the hypothesis unit based on the comparison result of the added signals.
  • each of signal processing unit 1, hypothesis generation unit 11, motion prediction unit 3, database unit 4, center cell calculation unit 5, likelihood calculation unit 6, and signal addition unit 12 which are components of the radar signal processing apparatus
  • the hardware is realized by dedicated hardware as shown in FIG. That is, what is realized by the signal processing circuit 21, the hypothesis generation circuit 31, the motion prediction circuit 23, the recording circuit 24, the central cell calculation circuit 25, the likelihood calculation circuit 26 and the signal addition circuit 32 is assumed.
  • the signal processing circuit 21, the hypothesis generation circuit 31, the motion prediction circuit 23, the central cell calculation circuit 25, the likelihood calculation circuit 26, and the signal addition circuit 32 are, for example, a single circuit, a composite circuit, a programmed processor, A parallel programmed processor, an ASIC, an FPGA, or a combination of these is the case.
  • the components of the radar signal processing apparatus are not limited to those realized by dedicated hardware, and the radar signal processing apparatus may be realized by software, firmware, or a combination of software and firmware. Good.
  • the database unit 4 is configured on the memory 41 of the computer shown in FIG. 3, and the signal processing unit 1, hypothesis generation unit 11, motion prediction unit 3, center cell A program for causing the computer to execute the processing procedure of the calculation unit 5, the likelihood calculation unit 6, and the signal addition unit 12 is stored in the memory 41, and the processor 42 of the computer executes the program stored in the memory 41. do it.
  • FIG. 11 is a flowchart showing a radar signal processing method which is a processing procedure when the radar signal processing apparatus is realized by software or firmware.
  • FIG. 10 shows an example in which each component of the radar signal processing apparatus is realized by dedicated hardware
  • FIG. 3 shows an example in which the radar signal processing apparatus is realized by software or firmware.
  • some components of the radar signal processing apparatus may be realized by dedicated hardware, and the remaining components may be realized by software, firmware or the like.
  • the first signal processing unit 1a converts the reception signal of the first radar from an analog signal to a digital signal.
  • the first signal processing unit 1a generates the first range Doppler map by performing known signal processing on the digital reception signal of the first radar, as in the first embodiment (FIG. 11). Step ST11).
  • the first signal processing unit 1 a outputs the generated first range Doppler map to the likelihood calculation unit 6.
  • the second signal processing unit 1 b converts the reception signal of the second radar from an analog signal to a digital signal. As in the first embodiment, the second signal processing unit 1b generates a second range Doppler map by performing known signal processing on the digital reception signal of the second radar (FIG. 11). Step ST11). The second signal processing unit 1 b outputs the generated second range Doppler map to the likelihood calculation unit 6.
  • the hypothesis generation unit 11 generates a hypothesis h i (t) regarding the three-dimensional motion of the target (step ST12 in FIG. 11).
  • the hypothesis generation unit 11 determines the distance r to the target, the azimuth angle A of the target, the altitude h of the target, the velocity V of the target, the traveling direction ⁇ of the target, and the traveling direction The respective mean values and upper and lower limit ranges of the vertical component ⁇ are acquired.
  • Hypothesis generation unit 11 randomizes each value of distance r, azimuth angle A, height h, velocity V, traveling direction ⁇ and vertical component ⁇ within each upper and lower limit range with each average value as a center.
  • the hypothesis h i (t) is generated. For example, a regular random number or a uniform random number can be used as the random number.
  • the motion prediction unit 3 uses the hypothesis h i (t) generated by the hypothesis generation unit 11 to perform the first reception at the time when the signal is received by the first radar. target position and velocity predicted respectively at time T 1, and outputs the position and speed of the target which is predicted center cell calculator 5 (step ST13 in FIG. 11). Also, as in the first embodiment, the motion prediction unit 3 uses the hypothesis h i (t) generated by the hypothesis generation unit 11 to generate the second time when the signal is received by the second radar. predicted position and velocity of the target in receiving time T 2 of the respective outputs the position and velocity of targets predicted in the center cell calculator 5 (step ST13 in FIG. 11).
  • the central cell calculation unit 5 sets the target at the first reception time T 1 predicted by the motion prediction unit 3 among the plurality of resolution cells in the first range Doppler map.
  • the resolution cell corresponding to the position and velocity is calculated as the first central cell c 1 (R, VR) (step ST 14 in FIG. 11).
  • the central cell calculation unit 5 determines the position of the target at the second reception time T 2 predicted by the motion prediction unit 3 among the plurality of resolution cells in the second range Doppler map.
  • the resolution cell corresponding to the velocity is calculated as the second central cell c 2 (R, VR) (step ST14 in FIG. 11).
  • the likelihood calculation unit 6 determines each resolution cell c in the first region including the first central cell c 1 (R, VR) output from the central cell calculation unit 5. 1, (a, b) and each resolution cell c 2, (d, e) in the second region including the second center cell c 2 (R, VR) output from the center cell calculation unit 5 And the likelihood I (a, b)-(d, e) between them are calculated (step ST15 in FIG. 11).
  • the combination selection unit 8 of the signal addition unit 7 compares the likelihoods I (a, b) ⁇ (d, e) calculated by the likelihood calculation unit 6 with each other as in the first embodiment.
  • Combination selection unit 8 as in the first embodiment, the likelihood I (a, b) - ( d, e) based on the comparison result of the resolution cells c 1 of each of the first region, ( At least one combination is selected from the combinations of a, b) and the respective resolution cells c 2, (d, e) in the second region (step ST 16 in FIG. 11).
  • the amplitude addition unit 9 of the signal addition unit 7 adds the signals contained in the resolution cells according to at least one or more combinations selected by the combination selection unit 8 (see FIG. 11 step ST17).
  • the hypothesis generation unit 11 again determines the three-dimensional target. Hypotheses h i (t) concerning motion are generated (step ST12 in FIG. 11). The hypothesis h i (t) is generated by re-arranging the values of the previously determined distance r, azimuth angle A, altitude h, velocity V, traveling direction ⁇ , and vertical component ⁇ with random numbers. Thereafter, the processes of steps ST13 to ST18 are performed. The processes of steps ST12 to ST18 are repeatedly performed until the number of hypotheses h i (t) already generated reaches the specified number J.
  • the amplitude addition unit 13 performs addition on a hypothesis unit basis.
  • the J addition signals which are signals are compared with each other.
  • the amplitude adder 13 selects the largest addition signal from the J addition signals based on the comparison result of the J addition signals (step ST19 in FIG. 11).
  • the amplitude addition unit 13 selects the upper N largest addition signals from the J addition signals.
  • the amplitude addition unit 13 selects, from among the J addition signals, an addition signal equal to or greater than a threshold set in advance.
  • the amplitude addition unit 13 outputs the selected at least one or more addition signals to a processing unit in the subsequent stage that performs target detection processing and the like.
  • the hypothesis generation unit 11 that generates a plurality of hypotheses
  • the signal adding unit 12 selects a combination of hypotheses units generated by the hypothesis generation unit 11. Configured to add the signals included in the resolution cell according to the first to the other, compare the signals added in the hypothesis unit, and select one of the added signals in the hypothesis unit based on the comparison result of the added signals. Therefore, as in the first embodiment, a part of resolution cells among the plurality of resolution cells in the first radar and a part of resolution cells among the plurality of resolution cells in the second radar The effect of being able to add the signals relating to the targets is achieved only by performing the association. Further, compared to the first embodiment, the probability of adding a signal other than the target can be lowered, and the detection accuracy of the target in the processing unit in the subsequent stage can be improved.
  • the combination selection unit 8 determines each resolution cell c1 , (a, b) in the first area and each resolution cell c2 , (d, e) in the second area. from the combination of the likelihood I (a, b) - ( d, e) combination of the maximum or the likelihood I (a, b) - ( d, e) high top N combinations An example of selecting is shown. However, when the signal contained in the resolution cell according to one or more combinations selected by the combination selection unit 8 by the amplitude addition unit 9 includes a signal with a small signal-to-noise power ratio There is also.
  • the amplitude addition unit 9 adds the signals contained in the resolution cells according to the combination selected by the combination selection unit 8, and adds the signal to noise power ratio of the added signal.
  • the calculated signal is made valid only when the signal to noise power ratio is equal to or higher than the threshold.
  • the block diagram of the radar signal processing device in the fourth embodiment is the same as the block diagram of FIG. 1 in the first embodiment.
  • the amplitude addition unit 9 adds the signals included in the resolution cell according to the combination selected by the combination selection unit 8 and adds the signals.
  • the signal to noise power ratio SNR is calculated.
  • v s is an addition signal obtained by adding the signals included in the resolution cell according to the combination selected by the combination selection unit 8.
  • v n is noise power, for example, an average value of amplitudes calculated from the noise region of the first range Doppler map.
  • FIG. 12 is an explanatory drawing showing the noise region of the first range Doppler map. In the example of FIG. 12, the upper left region and the upper right region in the drawing are noise regions.
  • the amplitude addition unit 9 compares the signal-to-noise power ratio SNR of the addition signal shown in equation (39) with the threshold value SNR th set in advance, and if the signal-to-noise power ratio SNR of the addition signal is less than the threshold value SNR th For example, the addition signal is invalidated and is not output to the processing unit in the subsequent stage. If the signal-to-noise power ratio SNR of the addition signal is greater than or equal to the threshold value SNR th , the amplitude addition unit 9 validates the addition signal and outputs it to the processing unit of the subsequent stage.
  • the signal addition unit 7 adds the signals contained in the resolution cells according to the selected combination, and the signal-to-noise power ratio of the added signal. Is calculated so that the added signal is invalidated if the signal-to-noise power ratio is less than the threshold value, and the added signal is valid if the signal-to-noise power ratio is equal to or greater than the threshold value.
  • the detection accuracy of the target in the processing unit subsequent to the mode 1 can be enhanced.
  • the present invention allows free combination of each embodiment, or modification of any component of each embodiment, or omission of any component in each embodiment. .
  • the present invention is suitable for a radar signal processing apparatus and a radar signal processing method for adding a reception signal of a first radar and a reception signal of a second radar.
  • Reference Signs List 1 signal processing unit 1a first signal processing unit 1b second signal processing unit 1N Nth signal processing unit 2 hypothesis generation unit 3 motion prediction unit 4 database unit 5 central cell calculation unit 6 Likelihood calculation unit, 7 signal addition unit, 8 combination selection unit, 9 amplitude addition unit, 11 hypothesis generation unit, 12 signal addition unit, 13 amplitude addition unit, 21 signal processing circuit, 22 hypothesis generation circuit, 23 motion prediction circuit, 23 motion prediction circuit, 24 recording circuits, 25 center cell calculation circuits, 26 likelihood calculation circuits, 27 signal addition circuits, 31 hypothesis generation circuits, 32 signal addition circuits, 41 memories, 42 processors.

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Abstract

第１及び第２のレンジドップラマップにおける複数の分解能セルの中で、運動予測部（３）により予測された第１及び第２の受信時刻での位置及び速度に対応する分解能セルのそれぞれを第１及び第２の中心セルとして算出する中心セル算出部（５）と、第１の中心セルを含む第１の領域内の各々の分解能セルと、第２の中心セルを含む第２の領域内の各々の分解能セルとの間の尤度をそれぞれ算出する尤度算出部（６）とを設け、信号加算部（７）が、尤度算出部（６）によりそれぞれ算出された尤度に基づいて、第１の領域内の各々の分解能セルと第２の領域内の各々の分解能セルとの組み合わせの中から、少なくとも１つ以上の組み合わせを選択し、選択した組み合わせに係る分解能セルに含まれている信号同士を加算する。

Description

レーダ信号処理装置及びレーダ信号処理方法
　この発明は、第１のレーダの受信信号と、第２のレーダの受信信号とを加算するレーダ信号処理装置及びレーダ信号処理方法に関するものである。
　レーダの受信信号の電力が低い場合、レーダの受信信号に含まれている目標信号とノイズとの区別が困難であるため、近年、複数のレーダの受信信号を振幅加算し、振幅加算後の受信信号から目標を検出するレーダ信号処理装置が提案されている。
　しかし、レーダ信号処理装置は、例えば、２つのレーダの受信信号を振幅加算する場合、２つのレーダの観測領域が同一であるとは限らないため、一方のレーダの分解能セルと他方のレーダの分解能セルとの対応関係が分からない。
　このため、レーダ信号処理装置は、同一の目標に係る信号の振幅加算を行う際、一方のレーダの分解能セルと他方のレーダの分解能セルとの対応付けを行う必要がある。
　以下の特許文献１には、同一の目標に係る信号の振幅加算を行う際、一方のレーダの分解能セルと他方のレーダの分解能セルとの対応付けを行うレーダ信号処理装置が開示されている。
　まず、このレーダ信号処理装置は、一方のレーダにおける複数の分解能セルのうち、任意の分解能セルを検定セルに設定する（処理１）。
　次に、このレーダ信号処理装置は、目標の運動に関する速度の仮説を設定し、設定した仮説と、２つのレーダの設置位置とを用いて、他方のレーダにおける複数の分解能セルの中で、検定セルに対応する分解能セルを特定する（処理２）。
　次に、このレーダ信号処理装置は、特定した分解能セルを中心とする一定領域内の複数の分解能セルを積分セル候補に設定する（処理３）。
　次に、このレーダ信号処理装置は、設定した複数の積分セル候補についての評価値をそれぞれ算出し、複数の積分セル候補の中で、評価値が最も高い積分セル候補を積分セルに決定する（処理４）。
　次に、このレーダ信号処理装置は、検定セルに含まれている信号と積分セルに含まれている信号とを振幅加算する（処理５）。
　このレーダ信号処理装置は、一方のレーダにおける複数の分解能セルのそれぞれを検定セルに設定して、各々の検定セルに含まれている信号と積分セルに含まれている信号とを振幅加算するまで、上記の（処理１）～（処理５）を繰り返し実施する。
特開２０１２－１９４０４４号公報
　従来のレーダ信号処理装置は、一方のレーダにおける複数の分解能セルの数分だけ、（処理１）～（処理５）を繰り返し実施する必要がある。このため、一方のレーダにおける複数の分解能セルと、他方のレーダにおける複数の分解能セルとの対応付けを行う処理が膨大になってしまうという課題があった。
　この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、第１のレーダにおける複数の分解能セルの中の一部の分解能セルと、第２のレーダにおける複数の分解能セルの中の一部の分解能セルとの対応付けを行うだけで、目標に係る信号同士を加算することができるレーダ信号処理装置及びレーダ信号処理方法を得ることを目的とする。
　この発明に係るレーダ信号処理装置は、第１及び第２のレーダの受信信号のそれぞれから第１及び第２のレンジドップラマップを生成する信号処理部と、目標の３次元運動に関する仮説を生成する仮説生成部と、仮説を用いて、第１及び第２のレーダによる信号の受信時刻である第１及び第２の受信時刻での目標の位置及び速度をそれぞれ予測する運動予測部と、第１及び第２のレンジドップラマップにおける複数の分解能セルの中で、運動予測部により予測された第１及び第２の受信時刻での位置及び速度に対応する分解能セルのそれぞれを第１及び第２の中心セルとして算出する中心セル算出部と、第１の中心セルを含む第１の領域内の各々の分解能セルと、第２の中心セルを含む第２の領域内の各々の分解能セルとの間の尤度をそれぞれ算出する尤度算出部とを設け、信号加算部が、尤度算出部によりそれぞれ算出された尤度に基づいて、第１の領域内の各々の分解能セルと第２の領域内の各々の分解能セルとの組み合わせの中から、少なくとも１つ以上の組み合わせを選択し、選択した組み合わせに係る分解能セルに含まれている信号同士を加算するようにしたものである。
　この発明によれば、第１及び第２のレンジドップラマップにおける複数の分解能セルの中で、運動予測部により予測された第１及び第２の受信時刻での位置及び速度に対応する分解能セルのそれぞれを第１及び第２の中心セルとして算出する中心セル算出部と、第１の中心セルを含む第１の領域内の各々の分解能セルと、第２の中心セルを含む第２の領域内の各々の分解能セルとの間の尤度をそれぞれ算出する尤度算出部とを設け、信号加算部が、尤度算出部によりそれぞれ算出された尤度に基づいて、第１の領域内の各々の分解能セルと第２の領域内の各々の分解能セルとの組み合わせの中から、少なくとも１つ以上の組み合わせを選択し、選択した組み合わせに係る分解能セルに含まれている信号同士を加算するように構成したので、第１のレーダにおける複数の分解能セルの中の一部の分解能セルと、第２のレーダにおける複数の分解能セルの中の一部の分解能セルとの対応付けを行うだけで、目標に係る信号同士を加算することができる効果がある。
この発明の実施の形態１によるレーダ信号処理装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態１によるレーダ信号処理装置を示すハードウェア構成図である。 レーダ信号処理装置がソフトウェア又はファームウェアなどで実現される場合のコンピュータのハードウェア構成図である。 レーダ信号処理装置がソフトウェア又はファームウェアなどで実現される場合の処理手順であるレーダ信号処理方法を示すフローチャートである。 第１の信号処理部１ａ及び第２の信号処理部１ｂにより生成される第１及び第２のレンジドップラマップの一例を示す説明図である。 尤度算出部６により設定される第１の領域及び第２の領域を示す説明図である。 第２の信号処理部１ｂにより３つの受信ビームの受信信号が取得されることで、３つの第２のレンジドップラマップが生成されている例を示す説明図である。 この発明の実施の形態２によるレーダ信号処理装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態３によるレーダ信号処理装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態３によるレーダ信号処理装置を示すハードウェア構成図である。 レーダ信号処理装置がソフトウェア又はファームウェアなどで実現される場合の処理手順であるレーダ信号処理方法を示すフローチャートである。 第１のレンジドップラマップの雑音領域を示す説明図である。
　以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
　図１は、この発明の実施の形態１によるレーダ信号処理装置を示す構成図である。
　図２は、この発明の実施の形態１によるレーダ信号処理装置を示すハードウェア構成図である。
　図１及び図２において、信号処理部１は、第１の信号処理部１ａ及び第２の信号処理部１ｂを備えており、例えば、図２に示す信号処理回路２１で実現される。
　第１の信号処理部１ａは、第１のレーダの受信信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するアナログデジタル変換器を備えている。第１の信号処理部１ａに入力される第１のレーダの受信信号が、デジタル信号である場合には、第１の信号処理部１ａがアナログデジタル変換器を備えている必要はない。
　第１の信号処理部１ａは、第１のレーダのデジタルの受信信号から第１のレンジドップラマップを生成し、第１のレンジドップラマップを尤度算出部６に出力する処理を実施する。
　第２の信号処理部１ｂは、第２のレーダの受信信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するアナログデジタル変換器を備えている。第２の信号処理部１ｂに入力される第２のレーダの受信信号が、デジタル信号である場合には、第２の信号処理部１ｂがアナログデジタル変換器を備えている必要はない。
　第２の信号処理部１ｂは、第２のレーダのデジタルの受信信号から第２のレンジドップラマップを生成し、第２のレンジドップラマップを尤度算出部６に出力する処理を実施する。
　仮説生成部２は、例えば、図２に示す仮説生成回路２２で実現される。
　仮説生成部２は、目標の３次元運動に関する仮説を生成する処理を実施する。
　目標の３次元運動は、直交座標での目標の運動であり、例えば、目標までの距離、目標の方位角、目標の高度、目標の速度及び目標の進行方向で定義される。
　運動予測部３は、例えば、図２に示す運動予測回路２３で実現される。
　運動予測部３は、仮説生成部２により生成された仮説を用いて、第１のレーダにより信号が受信された時刻である第１の受信時刻での目標の位置及び速度をそれぞれ予測し、予測した目標の位置及び速度を中心セル算出部５に出力する処理を実施する。
　また、運動予測部３は、仮説生成部２により生成された仮説を用いて、第２のレーダにより信号が受信された時刻である第２の受信時刻での目標の位置及び速度をそれぞれ予測し、予測した目標の位置及び速度を中心セル算出部５に出力する処理を実施する。
　データベース部４は、例えば、図２に示す記録回路２４で実現される。
　データベース部４は、第１のレーダが存在している位置の座標及び第２のレーダが存在している位置の座標をそれぞれ格納している。
　中心セル算出部５は、例えば、図２に示す中心セル算出回路２５で実現される。
　中心セル算出部５は、第１のレーダが存在している位置の座標を用いて、第１の信号処理部１ａから出力された第１のレンジドップラマップにおける複数の分解能セルの中で、運動予測部３により予測された第１の受信時刻での目標の位置及び速度に対応する分解能セルを第１の中心セルとして算出する処理を実施する。
　また、中心セル算出部５は、第２のレーダが存在している位置の座標を用いて、第２の信号処理部１ｂから出力された第２のレンジドップラマップにおける複数の分解能セルの中で、運動予測部３により予測された第２の受信時刻での目標の位置及び速度に対応する分解能セルを第２の中心セルとして算出する処理を実施する。
　中心セル算出部５は、算出した第１及び第２の中心セルを尤度算出部６に出力する処理を実施する。
　尤度算出部６は、例えば、図２に示す尤度算出回路２６で実現される。
　尤度算出部６は、中心セル算出部５から出力された第１の中心セルを含む第１の領域内の各々の分解能セルと、中心セル算出部５から出力された第２の中心セルを含む第２の領域内の各々の分解能セルとの間の尤度をそれぞれ算出する処理を実施する。
　信号加算部７は、組み合わせ選択部８及び振幅加算部９を備えており、例えば、図２に示す信号加算回路２７で実現される。
　組み合わせ選択部８は、尤度算出部６によりそれぞれ算出された尤度に基づいて、第１の領域内の各々の分解能セルと第２の領域内の各々の分解能セルとの組み合わせの中から、少なくとも１つ以上の組み合わせを選択する処理を実施する。
　振幅加算部９は、組み合わせ選択部８により選択された少なくとも１つ以上の組み合わせに係る分解能セルに含まれている信号同士を加算する処理を実施する。
　図１では、レーダ信号処理装置の構成要素である信号処理部１、仮説生成部２、運動予測部３、データベース部４、中心セル算出部５、尤度算出部６及び信号加算部７のそれぞれが、図２に示すような専用のハードウェアで実現されるものを想定している。即ち、信号処理回路２１、仮説生成回路２２、運動予測回路２３、記録回路２４、中心セル算出回路２５、尤度算出回路２６及び信号加算回路２７で実現されるものを想定している。
　ここで、記録回路２４は、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ　Ｅｒａｓａｂｌｅ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒy）などの不揮発性又は揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、あるいは、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ　Ｄｉｓｃ）が該当する。
　また、信号処理回路２１、仮説生成回路２２、運動予測回路２３、中心セル算出回路２５、尤度算出回路２６及び信号加算回路２７は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）、または、これらを組み合わせたものが該当する。
　レーダ信号処理装置の構成要素は、専用のハードウェアで実現されるものに限るものではなく、レーダ信号処理装置がソフトウェア、ファームウェア、または、ソフトウェアとファームウェアとの組み合わせで実現されるものであってもよい。
　ソフトウェア又はファームウェアはプログラムとして、コンピュータのメモリに格納される。コンピュータは、プログラムを実行するハードウェアを意味し、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、あるいは、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）が該当する。
　図３は、レーダ信号処理装置がソフトウェア又はファームウェアなどで実現される場合のコンピュータのハードウェア構成図である。
　レーダ信号処理装置がソフトウェア又はファームウェアなどで実現される場合、データベース部４をコンピュータのメモリ４１上に構成するとともに、信号処理部１、仮説生成部２、運動予測部３、中心セル算出部５、尤度算出部６及び信号加算部７の処理手順をコンピュータに実行させるためのプログラムをメモリ４１に格納し、コンピュータのプロセッサ４２がメモリ４１に格納されているプログラムを実行するようにすればよい。
　図４は、レーダ信号処理装置がソフトウェア又はファームウェアなどで実現される場合の処理手順であるレーダ信号処理方法を示すフローチャートである。
　また、図２では、レーダ信号処理装置の構成要素のそれぞれが専用のハードウェアで実現される例を示し、図３では、レーダ信号処理装置がソフトウェアやファームウェアなどで実現される例を示しているが、レーダ信号処理装置における一部の構成要素が専用のハードウェアで実現され、残りの構成要素がソフトウェアやファームウェアなどで実現されるものであってもよい。
　次に動作について説明する。
　第１の信号処理部１ａは、第１のレーダの受信信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する。
　第１の信号処理部１ａは、第１のレーダのデジタルの受信信号に対する公知の信号処理として、ビーム形成処理、不要波抑圧処理及び信号積分処理などを実施することで、第１のレンジドップラマップを生成する（図４のステップＳＴ１）。
　第１の信号処理部１ａは、生成した第１のレンジドップラマップを尤度算出部６に出力する。
　第２の信号処理部１ｂは、第２のレーダの受信信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する。
　第２の信号処理部１ｂは、第２のレーダのデジタルの受信信号に対する公知の信号処理として、ビーム形成処理、不要波抑圧処理及び信号積分処理などを実施することで、第２のレンジドップラマップを生成する（図４のステップＳＴ１）。
　第２の信号処理部１ｂは、生成した第２のレンジドップラマップを尤度算出部６に出力する。
　図５は、第１の信号処理部１ａ及び第２の信号処理部１ｂにより生成される第１及び第２のレンジドップラマップの一例を示す説明図である。
　第１及び第２のレンジドップラマップは、図５に示すように、目標のドップラ速度と目標までの距離との関係を示す２次元マップである。
　図５では、第１及び第２のレンジドップラマップのそれぞれが１１０個（＝１０×１１個）の分解能セルを備える例を示しており、各々の分解能セルは、ドップラ分解能及び距離分解能で定義される大きさを有している。
　仮説生成部２は、目標の３次元運動に関する仮説ｈｉ（ｔ）を生成する（図４のステップＳＴ２）。
　目標の３次元運動は、直交座標での目標の運動であり、例えば、目標までの距離、目標の方位角、目標の高度、目標の速度及び目標の進行方向で定義される。
　以下の式（１）は、仮説生成部２により生成される時刻ｔにおける仮説ｈｉ（ｔ）の一例を示している。ｉは、仮説を識別する仮説番号である。ただし、この実施の形態１では、説明の簡単化のため、仮説生成部２により生成される仮説ｈｉ（ｔ）の数は１つであるとする。このため、この実施の形態１では、ｉ＝１である。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001
　式（１）において、ｒｉは、或る基準位置を原点とする北基準直交座標系における目標までの距離、Ａｉは、目標の方位角、ｈｉは、目標の高度である。
　また、Ｖｉは、目標の速度、φｉは、目標の北を基準とする場合の水平面における進行方向、εｉは、目標の進行方向における鉛直成分である。
　運動予測部３は、仮説生成部２により生成された仮説ｈｉ（ｔ）を用いて、第１のレーダにより信号が受信された時刻である第１の受信時刻Ｔ１での目標の位置及び速度をそれぞれ予測し、予測した目標の位置及び速度を中心セル算出部５に出力する（図４のステップＳＴ３）。
　また、運動予測部３は、仮説生成部２により生成された仮説ｈｉ（ｔ）を用いて、第２のレーダにより信号が受信された時刻である第２の受信時刻Ｔ２での目標の位置及び速度をそれぞれ予測し、予測した目標の位置及び速度を中心セル算出部５に出力する（図４のステップＳＴ３）。
　以下、運動予測部３による目標の位置及び速度の予測処理を具体的に説明する。
　まず、運動予測部３は、仮説生成部２により生成された仮説ｈｉ（ｔ）を用いて、以下の式（２）～（７）に示すように、北基準直交座標系における時刻ｔでの目標の位置ベクトル及び速度ベクトルをそれぞれ算出する。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000002

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000003
　ｘｉ（ｔ）は、北基準直交座標系における目標のｘ軸方向の位置ベクトル、ｙｉ（ｔ）は、北基準直交座標系における目標のｙ軸方向の位置ベクトル、ｚｉ（ｔ）は、北基準直交座標系における目標のｚ軸方向の位置ベクトルである。
　Ｖｘｉ（ｔ）は、北基準直交座標系における目標のｘ軸方向の速度ベクトル、Ｖｙｉ（ｔ）は、北基準直交座標系における目標のｙ軸方向の速度ベクトル、Ｖｚｉ（ｔ）は、北基準直交座標系における目標のｚ軸方向の速度ベクトルである。
　次に、運動予測部３は、以下の式（８）～（１３）に示すように、仮説ｈｉ（ｔ）における時刻ｔと、第１の受信時刻Ｔ１との時刻差ΔＴ１（＝Ｔ１－ｔ）によって、仮説ｈｉ（ｔ）の諸元を補正することで、第１の受信時刻Ｔ１での目標の位置及び速度をそれぞれ予測する。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000004

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000005
　ｘｉ（ｔ＋ΔＴ１）は、第１の受信時刻Ｔ１での目標のｘ軸方向の位置ベクトル、ｙｉ（ｔ＋ΔＴ１）は、第１の受信時刻Ｔ１での目標のｙ軸方向の位置ベクトル、ｚｉ（ｔ＋ΔＴ１）は、第１の受信時刻Ｔ１での目標のｚ軸方向の位置ベクトルである。
　Ｖｘｉ（ｔ＋ΔＴ１）は、第１の受信時刻Ｔ１での目標のｘ軸方向の速度ベクトル、Ｖｙｉ（ｔ＋ΔＴ１）は、第１の受信時刻Ｔ１での目標のｙ軸方向の速度ベクトル、Ｖｚｉ（ｔ＋ΔＴ１）は、第１の受信時刻Ｔ１での目標のｚ軸方向の速度ベクトルである。
　次に、運動予測部３は、以下の式（１４）～（１９）に示すように、仮説ｈｉ（ｔ）における時刻ｔと、第２の受信時刻Ｔ２との時刻差ΔＴ２（＝Ｔ２－ｔ）によって、仮説ｈｉ（ｔ）の諸元を補正することで、第２の受信時刻Ｔ２での目標の位置及び速度をそれぞれ予測する。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000006

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000007
　ｘｉ（ｔ＋ΔＴ２）は、第２の受信時刻Ｔ２での目標のｘ軸方向の位置ベクトル、ｙｉ（ｔ＋ΔＴ２）は、第２の受信時刻Ｔ２での目標のｙ軸方向の位置ベクトル、ｚｉ（ｔ＋ΔＴ２）は、第２の受信時刻Ｔ２での目標のｚ軸方向の位置ベクトルである。
　Ｖｘｉ（ｔ＋ΔＴ２）は、第２の受信時刻Ｔ２での目標のｘ軸方向の速度ベクトル、Ｖｙｉ（ｔ＋ΔＴ２）は、第２の受信時刻Ｔ２での目標のｙ軸方向の速度ベクトル、Ｖｚｉ（ｔ＋ΔＴ２）は、第２の受信時刻Ｔ２での目標のｚ軸方向の速度ベクトルである。
　中心セル算出部５は、データベース部４から、第１のレーダが存在している北基準直交座標系の位置座標及び第２のレーダが存在している北基準直交座標系の位置座標を取得する。
　次に、中心セル算出部５は、以下の式（２０）～（２２）に示すように、第１のレーダが存在している位置の座標を用いて、式（８）～（１０）に示す第１の受信時刻Ｔ１での目標の位置の座標を、第１のレーダが存在している位置からの相対座標に変換する。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000008
　式（２０）～（２２）において、ｘ１は、第１のレーダが存在しているｘ軸方向の位置の座標、ｙ１は、第１のレーダが存在しているｙ軸方向の位置の座標、ｚ１は、第１のレーダが存在しているｚ軸方向の位置の座標である。
　ｘｉ，１（ｔ＋ΔＴ１）は、第１のレーダが存在している位置からの目標のｘ軸方向の相対座標、ｙｉ，１（ｔ＋ΔＴ１）は、第１のレーダが存在している位置からの目標のｙ軸方向の相対座標、ｚｉ，１（ｔ＋ΔＴ１）は、第１のレーダが存在している位置からの目標のｚ軸方向の相対座標である。
　次に、中心セル算出部５は、以下の式（２３）～（２５）に示すように、第２のレーダが存在している位置の座標を用いて、式（１４）～（１６）に示す第２の受信時刻Ｔ２での目標の位置の座標を、第２のレーダが存在している位置からの相対座標に変換する。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000009
　式（２３）～（２５）において、ｘ２は、第２のレーダが存在しているｘ軸方向の位置の座標、ｙ２は、第２のレーダが存在しているｙ軸方向の位置の座標、ｚ２は、第２のレーダが存在しているｚ軸方向の位置の座標である。
　ｘｉ，２（ｔ＋ΔＴ２）は、第２のレーダが存在している位置からの目標のｘ軸方向の相対座標、ｙｉ，２（ｔ＋ΔＴ２）は、第２のレーダが存在している位置からの目標のｙ軸方向の相対座標、ｚｉ，２（ｔ＋ΔＴ２）は、第２のレーダが存在している位置からの目標のｚ軸方向の相対座標である。
　次に、中心セル算出部５は、第１の信号処理部１ａから出力された第１のレンジドップラマップにおける複数の分解能セルの中で、運動予測部３により予測された第１の受信時刻Ｔ１での目標の位置及び速度に対応する分解能セルを第１の中心セルｃ１（Ｒ，ＶＲ）として算出する（図４のステップＳＴ４）。
　具体的には、中心セル算出部５は、以下の式（２６）に示すように、式（２０）～（２２）に示す相対座標を用いて、第１の中心セルｃ１における距離Ｒｉ，１（ｔ＋ΔＴ１）を算出する。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000010
　また、中心セル算出部５は、以下の式（２７）に示すように、式（１１）～（１３）に示す第１の受信時刻Ｔ１での目標の速度ベクトル及び式（２０）～（２２）に示す相対座標を用いて、第１の中心セルｃ１におけるドップラ速度ＶＲｉ，１（ｔ＋ΔＴ１）を算出する。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000011
　式（２７）において、ＰＦＲは、第１のレーダにおけるパルス繰り返し周波数である。
　ｍｏｄ（ａ，ｂ）は、ａをｂで除算したときの余りを算出する関数である。
　中心セル算出部５は、算出した第１の中心セルｃ１（Ｒ，ＶＲ）を尤度算出部６に出力する。
　次に、中心セル算出部５は、第２の信号処理部１ｂから出力された第２のレンジドップラマップにおける複数の分解能セルの中で、運動予測部３により予測された第２の受信時刻Ｔ２での目標の位置及び速度に対応する分解能セルを第２中心セルｃ２（Ｒ，ＶＲ）として算出する（図４のステップＳＴ４）。
　具体的には、中心セル算出部５は、以下の式（２８）に示すように、式（２３）～（２５）に示す相対座標を用いて、第２の中心セルｃ２おける距離Ｒｉ，２（ｔ＋ΔＴ２）を算出する。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000012
　また、中心セル算出部５は、以下の式（２９）に示すように、式（１７）～（１９）に示す第２の受信時刻Ｔ２での目標の速度ベクトル及び式（２３）～（２５）に示す相対座標を用いて、第２の中心セルｃ２におけるドップラ速度ＶＲｉ，２（ｔ＋ΔＴ２）を算出する。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000013
　中心セル算出部５は、算出した第２の中心セルｃ２（Ｒ，ＶＲ）を尤度算出部６に出力する。
　尤度算出部６は、中心セル算出部５から出力された第１の中心セルｃ１（Ｒ，ＶＲ）を含む第１の領域を設定し、中心セル算出部５から出力された第２の中心セルｃ２（Ｒ，ＶＲ）を含む第２の領域を設定する。
　図６は、尤度算出部６により設定される第１の領域及び第２の領域を示す説明図である。
　図６の例では、第１の領域は、第１の中心セルｃ１（Ｒ，ＶＲ）が中心に配置されている１５個（＝５×３個）の分解能セルを含む領域である。
　また、第２の領域は、第２の中心セルｃ２（Ｒ，ＶＲ）が中心に配置されている９個（＝３×３個）の分解能セルを含む領域である。
　第１の領域のサイズは、第１のレンジドップラマップのサイズよりも小さければよく、どのようなサイズでもよい。また、第２の領域のサイズは、第２のレンジドップラマップのサイズよりも小さければよく、どのようなサイズでもよい。
　以下、第１の領域に含まれている各々の分解能セルをｃ１，（ａ，ｂ）、第２の領域に含まれている各々の分解能セルをｃ２，（ｄ，ｅ）で表す。
　ａは、第１の領域のＶＲ方向の分解能セルを示す変数、ｂは、第１の領域のＲ方向の分解能セルを示す変数である。
　ｄは、第２の領域のＶＲ方向の分解能セルを示す変数、ｅは、第２の領域のＲ方向の分解能セルを示す変数である。
　次に、尤度算出部６は、以下の式（３０）に示すように、中心セル算出部５から出力された第１の中心セルｃ１（Ｒ，ＶＲ）を含む第１の領域内の各々の分解能セルｃ１，（ａ，ｂ）と、中心セル算出部５から出力された第２の中心セルｃ２（Ｒ，ＶＲ）を含む第２の領域内の各々の分解能セルｃ２，（ｄ，ｅ）との間の尤度Ｉ（ａ，ｂ）－（ｄ，ｅ）をそれぞれ算出する（図４のステップＳＴ５）。
　図６の例では、第１の領域が１５個の分解能セルｃ１，（ａ，ｂ）を含み、第２の領域が９個の分解能セルｃ２，（ｄ，ｅ）を含んでいるので、尤度算出部６は、全部で１３５個（＝１５×９個）の尤度Ｉ（ａ，ｂ）－（ｄ，ｅ）を算出する。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000014

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000015
　式（３０）～（３４）において、ｌｎは、自然対数、ｐ（ｕ，ｖ）は、ｕからｖへの遷移確率である。
　ｚ１は、分解能セルｃ１，（ａ，ｂ）が有する振幅値、ｚ２は、分解能セルｃ２，（ｄ，ｅ）が有する振幅値、ｚバーは、第１の領域内の複数の分解能セルｃ１，（ａ，ｂ）及び第２の領域内の複数の分解能セルｃ２，（ｄ，ｅ）における平均的な振幅値の期待値である。明細書中では、電子出願の都合上、文字の上“－”の記号を付することができないため、ｚバーのように表記している。
　σは、分解能セルｃ１，（ａ，ｂ）及び分解能セルｃ２，（ｄ，ｅ）に含まれている信号のバラツキを表すパラメータであり、事前に設定される。Ｉ０は、事前に設定された初期値である。
　ｃ１，（ａ，ｂ）は、第１のレーダにおける距離Ｒ、ドップラ速度ＶＲ、方位角Ａ及び仰角Ｅで表される４次元の座標であり、距離Ｒの座標は、式（２６）に示す距離Ｒｉ，１（ｔ＋ΔＴ１）を距離の分解能で除算することで得られる。ドップラ速度ＶＲの座標は、式（２７）に示すドップラ速度ＶＲｉ，１（ｔ＋ΔＴ１）をドップラ速度の分解能で除算することで得られる。
　方位角Ａの座標は、以下の式（３５）に示す方位角Ａｉ，１（ｔ＋ΔＴ１）を方位角の分解能で除算することで得られ、仰角Ｅの座標は、以下の式（３６）に示す仰角Ｅｉ，１（ｔ＋ΔＴ１）を仰角の分解能で除算することで得られる。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000016
　ｃ２，（ｄ，ｅ）は、第２のレーダにおける距離Ｒ、ドップラ速度ＶＲ、方位角Ａ及び仰角Ｅで表される４次元の座標であり、距離Ｒの座標は、式（２８）に示す距離Ｒｉ，２（ｔ＋ΔＴ２）を距離の分解能で除算することで得られる。ドップラ速度ＶＲの座標は、式（２９）に示すドップラ速度ＶＲｉ，２（ｔ＋ΔＴ２）をドップラ速度の分解能で除算することで得られる。
　方位角Ａの座標は、以下の式（３７）に示す方位角Ａｉ，２（ｔ＋ΔＴ２）を方位角の分解能で除算することで得られ、仰角Ｅの座標は、以下の式（３８）に示す仰角Ｅｉ，２（ｔ＋ΔＴ２）を仰角の分解能で除算することで得られる。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000017
　信号加算部７の組み合わせ選択部８は、尤度算出部６によりそれぞれ算出された尤度Ｉ（ａ，ｂ）－（ｄ，ｅ）を互いに比較する。
　組み合わせ選択部８は、尤度Ｉ（ａ，ｂ）－（ｄ，ｅ）の比較結果に基づいて、第１の領域内の各々の分解能セルｃ１，（ａ，ｂ）と第２の領域内の各々の分解能セルｃ２，（ｄ，ｅ）との組み合わせの中から、少なくとも１つ以上の組み合わせを選択する（図４のステップＳＴ６）。
　例えば、組み合わせ選択部８は、第１の領域内の各々の分解能セルｃ１，（ａ，ｂ）と第２の領域内の各々の分解能セルｃ２，（ｄ，ｅ）との組み合わせの中から、尤度Ｉ（ａ，ｂ）－（ｄ，ｅ）が最大の組み合わせを選択する。
　あるいは、組み合わせ選択部８は、第１の領域内の各々の分解能セルｃ１，（ａ，ｂ）と第２の領域内の各々の分解能セルｃ２，（ｄ，ｅ）との組み合わせの中から、尤度Ｉ（ａ，ｂ）－（ｄ，ｅ）が高い上位Ｎ個の組み合わせを選択する。Ｎ個は、事前に設定される値である。
　あるいは、組み合わせ選択部８は、第１の領域内の各々の分解能セルｃ１，（ａ，ｂ）と第２の領域内の各々の分解能セルｃ２，（ｄ，ｅ）との組み合わせの中から、尤度Ｉ（ａ，ｂ）－（ｄ，ｅ）が事前に設定された閾値以上の組み合わせを選択する。
　信号加算部７の振幅加算部９は、組み合わせ選択部８により選択された少なくとも１つ以上の組み合わせに係る分解能セルに含まれている信号同士を加算する（図４のステップＳＴ７）。
　振幅加算部９は、加算した信号を、目標の検出処理等を行う後段の処理部に出力する。
　組み合わせ選択部８により選択された組み合わせが、例えば、分解能セルｃ１，（３，２）と分解能セルｃ２，（３，２）との組み合わせであれば、分解能セルｃ１，（３，２）に含まれている信号と分解能セルｃ２，（３，２）に含まれている信号とを加算する。このとき、信号同士の加算は、加算対象の信号の振幅値だけを加算するようにしてもよい。
　また、組み合わせ選択部８により選択された組み合わせが、例えば、分解能セルｃ１，（３，２）と分解能セルｃ２，（３，２）との組み合わせと、分解能セルｃ１，（４，３）と分解能セルｃ２，（３，３）との組み合わせであれば、分解能セルｃ１，（３，２）に含まれている信号と、分解能セルｃ２，（３，２）に含まれている信号と、分解能セルｃ１，（４，３）に含まれている信号と、分解能セルｃ２，（３，３）に含まれている信号とを加算する。
　以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、第１及び第２のレンジドップラマップにおける複数の分解能セルの中で、運動予測部３により予測された第１及び第２の受信時刻での位置及び速度に対応する分解能セルのそれぞれを第１及び第２の中心セルとして算出する中心セル算出部５と、第１の中心セルを含む第１の領域内の各々の分解能セルと、第２の中心セルを含む第２の領域内の各々の分解能セルとの間の尤度をそれぞれ算出する尤度算出部６とを設け、信号加算部７が、尤度算出部６によりそれぞれ算出された尤度に基づいて、第１の領域内の各々の分解能セルと第２の領域内の各々の分解能セルとの組み合わせの中から、少なくとも１つ以上の組み合わせを選択し、選択した組み合わせに係る分解能セルに含まれている信号同士を加算するように構成したので、第１のレーダにおける複数の分解能セルの中の一部の分解能セルと、第２のレーダにおける複数の分解能セルの中の一部の分解能セルとの対応付けを行うだけで、目標に係る信号同士を加算することができる効果を奏する。
　これにより、特許文献１に開示されているレーダ信号処理装置と比べて、目標に係る信号同士を加算するまでに要する処理の負荷を大幅に削減することができる。
　この実施の形態１では、第１の信号処理部１ａが、第１のレーダの受信信号として、１つの受信ビームの受信信号を取得する例を示しているが、第１のレーダの受信信号として、複数の受信ビームの受信信号を取得するようにしてもよい。
　また、第２の信号処理部１ｂが、第２のレーダの受信信号として、１つの受信ビームの受信信号を取得する例を示しているが、第２のレーダの受信信号として、複数の受信ビームの受信信号を取得するようにしてもよい。
　図７は、第２の信号処理部１ｂにより３つの受信ビームの受信信号が取得されることで、３つの第２のレンジドップラマップが生成されている例を示す説明図である。
　図７の例では、第２の信号処理部１ｂによって、受信ビームｂ－１についての第２のレンジドップラマップと、受信ビームｂについての第２のレンジドップラマップと、受信ビームｂ＋１についての第２のレンジドップラマップとが生成されている。
　この場合、尤度算出部６は、中心セル算出部５から出力された第１の中心セルｃ１（Ｒ，ＶＲ）を含む第１の領域を設定する。
　また、尤度算出部６は、図７に示すように、受信ビームｂ－１の第２のレンジドップラマップにおいて、中心セル算出部５から出力された第２の中心セルｃ２（Ｒ，ＶＲ）を含む第２の領域を設定する。
　また、尤度算出部６は、図７に示すように、受信ビームｂの第２のレンジドップラマップにおいて、第２の中心セルｃ２（Ｒ，ＶＲ）を含む第２の領域を設定し、受信ビームｂ＋１の第２のレンジドップラマップにおいて、第２の中心セルｃ２（Ｒ，ＶＲ）を含む第２の領域を設定する。
　尤度算出部６は、第１の領域内の各々の分解能セルｃ１，（ａ，ｂ）と、受信ビームｂ－１における第２の領域内の各々の分解能セルｃ２，（ｄ，ｅ）との間の尤度Ｉ（ａ，ｂ）－（ｄ，ｅ）をそれぞれ算出する。
　また、尤度算出部６は、第１の領域内の各々の分解能セルｃ１，（ａ，ｂ）と、受信ビームｂにおける第２の領域内の各々の分解能セルｃ２，（ｄ，ｅ）との間の尤度Ｉ（ａ，ｂ）－（ｄ，ｅ）をそれぞれ算出する。
　また、尤度算出部６は、第１の領域内の各々の分解能セルｃ１，（ａ，ｂ）と、受信ビームｂ＋１における第２の領域内の各々の分解能セルｃ２，（ｄ，ｅ）との間の尤度Ｉ（ａ，ｂ）－（ｄ，ｅ）をそれぞれ算出する。
　図７の例では、第１の領域が１５個の分解能セルｃ１，（ａ，ｂ）を含み、３つの第２の領域が１５個の分解能セルｃ２，（ｄ，ｅ）を含んでいるので、尤度算出部６は、全部で６７５個（＝１５×（１５×３）個）の尤度Ｉ（ａ，ｂ）－（ｄ，ｅ）を算出する。
　組み合わせ選択部８は、尤度Ｉ（ａ，ｂ）－（ｄ，ｅ）の比較結果に基づいて、第１の領域内の各々の分解能セルｃ１，（ａ，ｂ）と、３つの第２の領域内の各々の分解能セルｃ２，（ｄ，ｅ）との組み合わせの中から、少なくとも１つ以上の組み合わせを選択する。
　例えば、組み合わせ選択部８は、第１の領域内の各々の分解能セルｃ１，（ａ，ｂ）と、３つの第２の領域内の各々の分解能セルｃ２，（ｄ，ｅ）との組み合わせの中から、尤度Ｉ（ａ，ｂ）－（ｄ，ｅ）が最大の組み合わせを選択する。
　あるいは、組み合わせ選択部８は、第１の領域内の各々の分解能セルｃ１，（ａ，ｂ）と、３つの第２の領域内の各々の分解能セルｃ２，（ｄ，ｅ）との組み合わせの中から、尤度Ｉ（ａ，ｂ）－（ｄ，ｅ）が高い上位Ｎ個の組み合わせを選択する。Ｎ個は、事前に設定される値である。
　あるいは、組み合わせ選択部８は、第１の領域内の各々の分解能セルｃ１，（ａ，ｂ）と、３つの第２の領域内の各々の分解能セルｃ２，（ｄ，ｅ）との組み合わせの中から、尤度Ｉ（ａ，ｂ）－（ｄ，ｅ）が事前に設定された閾値以上の組み合わせを選択する。
　振幅加算部９は、組み合わせ選択部８により選択された少なくとも１つ以上の組み合わせに係る分解能セルに含まれている信号同士を加算する。
実施の形態２．
　この実施の形態１では、レーダ信号処理装置が、第１及び第２のレーダの受信信号のそれぞれから第１及び第２のレンジドップラマップを生成する信号処理部１を備えている例を示している。
　この実施の形態２では、Ｎ（Ｎは３以上の整数）個のレーダの受信信号のそれぞれからＮ個のレンジドップラマップを生成する信号処理部１を備えているレーダ信号処理装置について説明する。
　図８は、この発明の実施の形態２によるレーダ信号処理装置を示す構成図である。図８において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
　第Ｎの信号処理部１Ｎは、第Ｎのレーダの受信信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するアナログデジタル変換器を備えている。第Ｎの信号処理部１Ｎに入力される第Ｎのレーダの受信信号が、デジタル信号である場合には、第Ｎの信号処理部１Ｎがアナログデジタル変換器を備えている必要はない。
　第Ｎの信号処理部１Ｎは、第Ｎのレーダのデジタルの受信信号から第Ｎのレンジドップラマップを生成し、第Ｎのレンジドップラマップを尤度算出部６に出力する処理を実施する。
　図８では、第２の信号処理部１ｂと第Ｎの信号処理部１Ｎとの間の信号処理部を省略しているが、第３の信号処理部，・・・，第（Ｎ－１）の信号処理部などを実装している例が考えられる。
　第３の信号処理部，・・・，第（Ｎ－１）の信号処理部の処理内容は、第Ｎの信号処理部１Ｎの処理内容と同様であるため説明を省略する。
　次に動作について説明する。
　第Ｎの信号処理部１Ｎは、第Ｎのレーダの受信信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する。
　第Ｎの信号処理部１Ｎは、第１の信号処理部１ａ及び第２の信号処理部１ｂと同様の処理を実施することで、第Ｎのレーダのデジタルの受信信号から第Ｎのレンジドップラマップを生成する。
　第Ｎの信号処理部１Ｎは、生成した第Ｎのレンジドップラマップを尤度算出部６に出力する。
　運動予測部３は、上記実施の形態１と同様の方法で、第１のレーダにより信号が受信された時刻である第１の受信時刻Ｔ１での目標の位置及び速度をそれぞれ予測し、第２のレーダにより信号が受信された時刻である第２の受信時刻Ｔ２での目標の位置及び速度をそれぞれ予測する。
　また、運動予測部３は、同様の方法で、第Ｎのレーダにより信号が受信された時刻である第Ｎの受信時刻ＴＮでの目標の位置及び速度をそれぞれ予測する。
　中心セル算出部５は、データベース部４から、第１、第２及び第Ｎのレーダが存在している位置の座標をそれぞれ取得する。
　中心セル算出部５は、上記実施の形態１と同様の方法で、第１のレーダが存在している位置の座標を用いて、第１のレンジドップラマップにおける複数の分解能セルの中で、運動予測部３により予測された第１の受信時刻Ｔ１での目標の位置及び速度に対応する分解能セルを第１の中心セルｃ１（Ｒ，ＶＲ）として算出する。
　中心セル算出部５は、上記実施の形態１と同様の方法で、第２のレーダが存在している位置の座標を用いて、第２のレンジドップラマップにおける複数の分解能セルの中で、運動予測部３により予測された第２の受信時刻Ｔ２での目標の位置及び速度に対応する分解能セルを第２の中心セルｃ２（Ｒ，ＶＲ）として算出する。
　中心セル算出部５は、同様の方法で、第Ｎのレーダが存在している位置の座標を用いて、第Ｎのレンジドップラマップにおける複数の分解能セルの中で、運動予測部３により予測された第Ｎの受信時刻ＴＮでの目標の位置及び速度に対応する分解能セルを第Ｎの中心セルｃＮ（Ｒ，ＶＲ）として算出する。
　中心セル算出部５は、第１の中心セルｃ１（Ｒ，ＶＲ）～第Ｎの中心セルｃＮ（Ｒ，ＶＲ）を尤度算出部６に出力する。
　尤度算出部６は、上記実施の形態１と同様に、中心セル算出部５から出力された第１の中心セルｃ１（Ｒ，ＶＲ）を含む第１の領域を設定し、中心セル算出部５から出力された第２の中心セルｃ２（Ｒ，ＶＲ）を含む第２の領域を設定する。
　また、尤度算出部６は、中心セル算出部５から出力された第Ｎの中心セルｃＮ（Ｒ，ＶＲ）を含む第Ｎの領域を設定する。
　この実施の形態２では、第Ｎの領域に含まれている各々の分解能セルをｃＮ，（ｆ，ｇ）で表す。
　次に、尤度算出部６は、上記実施の形態１と同様の方法で、中心セル算出部５から出力された第１の中心セルｃ１（Ｒ，ＶＲ）を含む第１の領域内の各々の分解能セルｃ１，（ａ，ｂ）と、中心セル算出部５から出力された第２の中心セルｃ２（Ｒ，ＶＲ）を含む第２の領域内の各々の分解能セルｃ２，（ｄ，ｅ）との間の尤度Ｉ（ａ，ｂ）－（ｄ，ｅ）をそれぞれ算出する。
　また、尤度算出部６は、同様の方法で、第１の中心セルｃ１（Ｒ，ＶＲ）を含む第１の領域内の各々の分解能セルｃ１，（ａ，ｂ）と、中心セル算出部５から出力された第Ｎの中心セルｃＮ（Ｒ，ＶＲ）を含む第Ｎの領域内の各々の分解能セルｃＮ，（ｆ，ｇ）との間の尤度Ｉ（ａ，ｂ）－（ｆ，ｇ）をそれぞれ算出する。
　信号加算部７の組み合わせ選択部８は、尤度算出部６によりそれぞれ算出された尤度Ｉ（ａ，ｂ）－（ｄ，ｅ），Ｉ（ａ，ｂ）－（ｆ，ｇ）を互いに比較する。
　組み合わせ選択部８は、尤度Ｉ（ａ，ｂ）－（ｄ，ｅ），Ｉ（ａ，ｂ）－（ｆ，ｇ）の比較結果に基づいて、第１の領域内の各々の分解能セルｃ１，（ａ，ｂ）と第２の領域内の各々の分解能セルｃ２，（ｄ，ｅ）との組み合わせ及び第１の領域内の各々の分解能セルｃ１，（ａ，ｂ）と第Ｎの領域内の各々の分解能セルｃＮ，（ｆ，ｇ）との組み合わせの中から、少なくとも１つ以上の組み合わせを選択する。
　例えば、組み合わせ選択部８は、第１の領域内の各々の分解能セルｃ１，（ａ，ｂ）と第２の領域内の各々の分解能セルｃ２，（ｄ，ｅ）との組み合わせ及び第１の領域内の各々の分解能セルｃ１，（ａ，ｂ）と第Ｎの領域内の各々の分解能セルｃＮ，（ｆ，ｇ）との組み合わせの中から、尤度が最大の組み合わせを選択する。
　あるいは、組み合わせ選択部８は、第１の領域内の各々の分解能セルｃ１，（ａ，ｂ）と第２の領域内の各々の分解能セルｃ２，（ｄ，ｅ）との組み合わせ及び第１の領域内の各々の分解能セルｃ１，（ａ，ｂ）と第Ｎの領域内の各々の分解能セルｃＮ，（ｆ，ｇ）との組み合わせの中から、尤度が高い上位Ｎ個の組み合わせを選択する。
　あるいは、組み合わせ選択部８は、第１の領域内の各々の分解能セルｃ１，（ａ，ｂ）と第２の領域内の各々の分解能セルｃ２，（ｄ，ｅ）との組み合わせ及び第１の領域内の各々の分解能セルｃ１，（ａ，ｂ）と第Ｎの領域内の各々の分解能セルｃＮ，（ｆ，ｇ）との組み合わせの中から、尤度が事前に設定された閾値以上の組み合わせを選択する。
　信号加算部７の振幅加算部９は、組み合わせ選択部８により選択された少なくとも１つ以上の組み合わせに係る分解能セルに含まれている信号同士を加算する。
実施の形態３．
　上記実施の形態１では、仮説生成部２が１つの仮説を生成する例を示している。
　この実施の形態３では、仮説生成部２が複数の仮説をする例を説明する。
　図９は、この発明の実施の形態３によるレーダ信号処理装置を示す構成図である。
　図１０は、この発明の実施の形態３によるレーダ信号処理装置を示すハードウェア構成図である。
　図９及び図１０において、図１及び図２と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
　仮説生成部１１は、例えば、図１０に示す仮説生成回路３１で実現される。
　仮説生成部１１は、目標の３次元運動に関する複数の仮説を生成する処理を実施する。
　仮説生成部１１は、例えば、目標までの距離、目標の方位角、目標の高度、目標の速度及び目標の進行方向のそれぞれを乱数で変えながら、距離、方位角、高度、速度及び進行方向に基づいて、目標の３次元運動に関する仮説を生成する。
　信号加算部１２は、組み合わせ選択部８及び振幅加算部１３を備えており、例えば、図１０に示す信号加算回路３２で実現される。
　振幅加算部１３は、仮説生成部１１により生成される仮説単位に、組み合わせ選択部８により選択された少なくとも１つ以上の組み合わせに係る分解能セルに含まれている信号同士を加算する処理を実施する。
　また、振幅加算部１３は、仮説単位で加算した信号を互いに比較し、加算した信号の比較結果に基づいて、仮説単位のいずれかの加算信号を選択する処理を実施する。
　図９では、レーダ信号処理装置の構成要素である信号処理部１、仮説生成部１１、運動予測部３、データベース部４、中心セル算出部５、尤度算出部６及び信号加算部１２のそれぞれが、図１０に示すような専用のハードウェアで実現されるものを想定している。即ち、信号処理回路２１、仮説生成回路３１、運動予測回路２３、記録回路２４、中心セル算出回路２５、尤度算出回路２６及び信号加算回路３２で実現されるものを想定している。
　ここで、信号処理回路２１、仮説生成回路３１、運動予測回路２３、中心セル算出回路２５、尤度算出回路２６及び信号加算回路３２は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、または、これらを組み合わせたものが該当する。
　レーダ信号処理装置の構成要素は、専用のハードウェアで実現されるものに限るものではなく、レーダ信号処理装置がソフトウェア、ファームウェア、または、ソフトウェアとファームウェアとの組み合わせで実現されるものであってもよい。
　レーダ信号処理装置がソフトウェア又はファームウェアなどで実現される場合、データベース部４を図３に示すコンピュータのメモリ４１上に構成するとともに、信号処理部１、仮説生成部１１、運動予測部３、中心セル算出部５、尤度算出部６及び信号加算部１２の処理手順をコンピュータに実行させるためのプログラムをメモリ４１に格納し、コンピュータのプロセッサ４２がメモリ４１に格納されているプログラムを実行するようにすればよい。
　図１１は、レーダ信号処理装置がソフトウェア又はファームウェアなどで実現される場合の処理手順であるレーダ信号処理方法を示すフローチャートである。
　また、図１０では、レーダ信号処理装置の構成要素のそれぞれが専用のハードウェアで実現される例を示し、図３では、レーダ信号処理装置がソフトウェアやファームウェアなどで実現される例を示しているが、レーダ信号処理装置における一部の構成要素が専用のハードウェアで実現され、残りの構成要素がソフトウェアやファームウェアなどで実現されるものであってもよい。
　次に動作について説明する。
　第１の信号処理部１ａは、上記実施の形態１と同様に、第１のレーダの受信信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する。
　第１の信号処理部１ａは、上記実施の形態１と同様に、第１のレーダのデジタルの受信信号に対する公知の信号処理を実施することで、第１のレンジドップラマップを生成する（図１１のステップＳＴ１１）。
　第１の信号処理部１ａは、生成した第１のレンジドップラマップを尤度算出部６に出力する。
　第２の信号処理部１ｂは、上記実施の形態１と同様に、第２のレーダの受信信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する。
　第２の信号処理部１ｂは、上記実施の形態１と同様に、第２のレーダのデジタルの受信信号に対する公知の信号処理を実施することで、第２のレンジドップラマップを生成する（図１１のステップＳＴ１１）。
　第２の信号処理部１ｂは、生成した第２のレンジドップラマップを尤度算出部６に出力する。
　仮説生成部１１は、目標の３次元運動に関する仮説ｈｉ（ｔ）を生成する（図１１のステップＳＴ１２）。
　仮説生成部１１は、仮説ｈｉ（ｔ）を生成する際、例えば、目標までの距離ｒ、目標の方位角Ａ、目標の高度ｈ、目標の速度Ｖ、目標の進行方向φ及び進行方向の鉛直成分εのそれぞれの平均値と上下限範囲を取得する。
　仮説生成部１１は、それぞれの平均値を中心にして、それぞれの上下限範囲内で、距離ｒ、方位角Ａ、高度ｈ、速度Ｖ、進行方向φ及び鉛直成分εのそれぞれの値を乱数によって決定することで、仮説ｈｉ（ｔ）を生成する。
　乱数として、例えば、正規乱数または一様乱数を用いることができる。
　運動予測部３は、上記実施の形態１と同様に、仮説生成部１１により生成された仮説ｈｉ（ｔ）を用いて、第１のレーダにより信号が受信された時刻である第１の受信時刻Ｔ１での目標の位置及び速度をそれぞれ予測し、予測した目標の位置及び速度を中心セル算出部５に出力する（図１１のステップＳＴ１３）。
　また、運動予測部３は、上記実施の形態１と同様に、仮説生成部１１により生成された仮説ｈｉ（ｔ）を用いて、第２のレーダにより信号が受信された時刻である第２の受信時刻Ｔ２での目標の位置及び速度をそれぞれ予測し、予測した目標の位置及び速度を中心セル算出部５に出力する（図１１のステップＳＴ１３）。
　中心セル算出部５は、上記実施の形態１と同様に、第１のレンジドップラマップにおける複数の分解能セルの中で、運動予測部３により予測された第１の受信時刻Ｔ１での目標の位置及び速度に対応する分解能セルを第１の中心セルｃ１（Ｒ，ＶＲ）として算出する（図１１のステップＳＴ１４）。
　中心セル算出部５は、上記実施の形態１に、第２のレンジドップラマップにおける複数の分解能セルの中で、運動予測部３により予測された第２の受信時刻Ｔ２での目標の位置及び速度に対応する分解能セルを第２の中心セルｃ２（Ｒ，ＶＲ）として算出する（図１１のステップＳＴ１４）。
　尤度算出部６は、上記実施の形態１と同様に、中心セル算出部５から出力された第１の中心セルｃ１（Ｒ，ＶＲ）を含む第１の領域内の各々の分解能セルｃ１，（ａ，ｂ）と、中心セル算出部５から出力された第２の中心セルｃ２（Ｒ，ＶＲ）を含む第２の領域内の各々の分解能セルｃ２，（ｄ，ｅ）との間の尤度Ｉ（ａ，ｂ）－（ｄ，ｅ）をそれぞれ算出する（図１１のステップＳＴ１５）。
　信号加算部７の組み合わせ選択部８は、上記実施の形態１と同様に、尤度算出部６によりそれぞれ算出された尤度Ｉ（ａ，ｂ）－（ｄ，ｅ）を互いに比較する。
　組み合わせ選択部８は、上記実施の形態１と同様に、尤度Ｉ（ａ，ｂ）－（ｄ，ｅ）の比較結果に基づいて、第１の領域内の各々の分解能セルｃ１，（ａ，ｂ）と第２の領域内の各々の分解能セルｃ２，（ｄ，ｅ）との組み合わせの中から、少なくとも１つ以上の組み合わせを選択する（図１１のステップＳＴ１６）。
　信号加算部７の振幅加算部９は、上記実施の形態１と同様に、組み合わせ選択部８により選択された少なくとも１つ以上の組み合わせに係る分解能セルに含まれている信号同士を加算する（図１１のステップＳＴ１７）。
　仮説生成部１１は、既に生成した仮説ｈｉ（ｔ）の個数が事前に設定された規定数Ｊに到達していなければ（図１１のステップＳＴ１８：ＮＯの場合）、再度、目標の３次元運動に関する仮説ｈｉ（ｔ）を生成する（図１１のステップＳＴ１２）。
　仮説ｈｉ（ｔ）の生成は、前回決定した距離ｒ、方位角Ａ、高度ｈ、速度Ｖ、進行方向φ及び鉛直成分εのそれぞれの値を乱数で振りなおすことで生成する。
　以下、ステップＳＴ１３～ＳＴ１８の処理が実施される。既に生成した仮説ｈｉ（ｔ）の個数が規定数Ｊに到達するまで、ステップＳＴ１２～ＳＴ１８の処理が繰り返し実施される。
　振幅加算部１３は、仮説生成部１１により既に生成された仮説ｈｉ（ｔ）の個数が規定数Ｊに到達していれば（図１１のステップＳＴ１８：ＹＥＳの場合）、仮説単位で加算した信号であるＪ個の加算信号を互いに比較する。
　振幅加算部１３は、Ｊ個の加算信号の比較結果に基づいて、Ｊ個の加算信号の中から、最大の加算信号を選択する（図１１のステップＳＴ１９）。
　あるいは、振幅加算部１３は、Ｊ個の加算信号の中から、大きい上位Ｎ個の加算信号を選択する。
　あるいは、振幅加算部１３は、Ｊ個の加算信号の中から、事前に設定された閾値以上の加算信号を選択する。
　振幅加算部１３は、選択した少なくとも１つ以上の加算信号を、目標の検出処理等を行う後段の処理部に出力する。
　以上で明らかなように、この実施の形態３によれば、複数の仮説を生成する仮説生成部１１を設け、信号加算部１２が、仮説生成部１１により生成される仮説単位に、選択した組み合わせに係る分解能セルに含まれている信号同士を加算し、仮説単位で加算した信号を互いに比較し、加算した信号の比較結果に基づいて、仮説単位のいずれかの加算信号を選択するように構成したので、上記実施の形態１と同様に、第１のレーダにおける複数の分解能セルの中の一部の分解能セルと、第２のレーダにおける複数の分解能セルの中の一部の分解能セルとの対応付けを行うだけで、目標に係る信号同士を加算することができる効果を奏する。
　また、上記実施の形態１よりも、目標以外の信号を加算してしまう確率を下げて、後段の処理部での目標の検出精度を高めることができる。
実施の形態４．
　上記実施の形態１では、組み合わせ選択部８が、第１の領域内の各々の分解能セルｃ１，（ａ，ｂ）と第２の領域内の各々の分解能セルｃ２，（ｄ，ｅ）との組み合わせの中から、尤度Ｉ（ａ，ｂ）－（ｄ，ｅ）が最大の組み合わせ、あるいは、尤度Ｉ（ａ，ｂ）－（ｄ，ｅ）が高い上位Ｎ個の組み合わせ等を選択する例を示している。
　しかし、振幅加算部９が、組み合わせ選択部８により選択された１つ以上の組み合わせに係る分解能セルに含まれている信号の中には、信号対雑音電力比が小さい信号が含まれている場合もある。
　そこで、この実施の形態４では、振幅加算部９が、組み合わせ選択部８により選択された組み合わせに係る分解能セルに含まれている信号同士を加算して、加算した信号の信号対雑音電力比を算出し、信号対雑音電力比が閾値以上である場合に限り、加算した信号を有効とする。
　この実施の形態４におけるレーダ信号処理装置の構成図は、上記実施の形態１における図１の構成図と同様である。
　具体的には、振幅加算部９は、以下の式（３９）に示すように、組み合わせ選択部８により選択された組み合わせに係る分解能セルに含まれている信号同士を加算し、加算した信号の信号対雑音電力比ＳＮＲを算出する。

Figure JPOXMLDOC01-appb-I000018
　式（３９）において、ｖｓは、組み合わせ選択部８により選択された組み合わせに係る分解能セルに含まれている信号同士を加算した加算信号である。
　ｖｎは、雑音電力であり、例えば、第１のレンジドップラマップの雑音領域から計算される振幅の平均値である。
　図１２は、第１のレンジドップラマップの雑音領域を示す説明図である。
　図１２の例では、図中、左上の領域と右上の領域を雑音領域としている。
　振幅加算部９は、式（３９）に示す加算信号の信号対雑音電力比ＳＮＲと事前に設定された閾値ＳＮＲｔｈを比較し、加算信号の信号対雑音電力比ＳＮＲが閾値ＳＮＲｔｈ未満であれば、加算信号を無効として、後段の処理部に出力しない。
　振幅加算部９は、加算信号の信号対雑音電力比ＳＮＲが閾値ＳＮＲｔｈ以上であれば、加算信号を有効として、後段の処理部に出力する。
　以上で明らかなように、この実施の形態４によれば、信号加算部７が、選択した組み合わせに係る分解能セルに含まれている信号同士を加算して、加算した信号の信号対雑音電力比を算出し、信号対雑音電力比が閾値未満であれば、加算した信号を無効とし、信号対雑音電力比が閾値以上であれば、加算した信号を有効とするように構成したので、上記実施の形態１よりも、後段の処理部での目標の検出精度を高めることができる。
　なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
　この発明は、第１のレーダの受信信号と、第２のレーダの受信信号とを加算するレーダ信号処理装置及びレーダ信号処理方法に適している。
　１　信号処理部、１ａ　第１の信号処理部、１ｂ　第２の信号処理部、１Ｎ　第Ｎの信号処理部、２　仮説生成部、３　運動予測部、４　データベース部、５　中心セル算出部、６　尤度算出部、７　信号加算部、８　組み合わせ選択部、９　振幅加算部、１１　仮説生成部、１２　信号加算部、１３　振幅加算部、２１　信号処理回路、２２　仮説生成回路、２３　運動予測回路、２４　記録回路、２５　中心セル算出回路、２６　尤度算出回路、２７　信号加算回路、３１　仮説生成回路、３２　信号加算回路、４１　メモリ、４２　プロセッサ。

Claims (6)

  1. 　第１及び第２のレーダの受信信号のそれぞれから第１及び第２のレンジドップラマップを生成する信号処理部と、
    　目標の３次元運動に関する仮説を生成する仮説生成部と、
    　前記仮説を用いて、前記第１及び第２のレーダによる信号の受信時刻である第１及び第２の受信時刻での前記目標の位置及び速度をそれぞれ予測する運動予測部と、
    　前記第１及び第２のレンジドップラマップにおける複数の分解能セルの中で、前記運動予測部により予測された第１及び第２の受信時刻での目標の位置及び速度に対応する分解能セルのそれぞれを第１及び第２の中心セルとして算出する中心セル算出部と、
    　前記第１の中心セルを含む第１の領域内の各々の分解能セルと、前記第２の中心セルを含む第２の領域内の各々の分解能セルとの間の尤度をそれぞれ算出する尤度算出部と、
    　前記尤度算出部によりそれぞれ算出された尤度に基づいて、前記第１の領域内の各々の分解能セルと前記第２の領域内の各々の分解能セルとの組み合わせの中から、少なくとも１つ以上の組み合わせを選択し、選択した組み合わせに係る分解能セルに含まれている信号同士を加算する信号加算部と
    　を備えたレーダ信号処理装置。
  2. 　前記信号加算部は、前記第１の領域内の各々の分解能セルと前記第２の領域内の各々の分解能セルとの組み合わせの中から、前記尤度算出部により算出された尤度が高い上位Ｎ個の組み合わせを選択し、選択した上位Ｎ個の組み合わせに係る分解能セルに含まれている信号同士を加算することを特徴とする請求項１記載のレーダ信号処理装置。
  3. 　前記仮説生成部は、目標の３次元運動に関する複数の仮説をそれぞれ生成し、
    　前記運動予測部は、前記仮説生成部により生成された各々の仮説を用いて、前記目標の位置及び速度をそれぞれ予測し、
    　前記中心セル算出部は、前記仮説生成部により生成される仮説単位に、前記第１及び第２の中心セルを算出し、
    　前記尤度算出部は、前記仮説生成部により生成される仮説単位に、前記第１の中心セルを含む第１の領域内の各々の分解能セルと、前記第２の中心セルを含む第２の領域内の各々の分解能セルとの間の尤度をそれぞれ算出し、
    　前記信号加算部は、前記仮説生成部により生成される仮説単位に、選択した組み合わせに係る分解能セルに含まれている信号同士を加算し、仮説単位で加算した信号を互いに比較し、前記加算した信号の比較結果に基づいて、仮説単位のいずれかの加算信号を選択することを特徴とする請求項１記載のレーダ信号処理装置。
  4. 　前記仮説生成部は、目標までの距離、目標の方位角、目標の高度、目標の速度及び目標の進行方向のそれぞれを乱数で変えながら、前記距離、前記方位角、前記高度、前記速度及び前記進行方向に基づいて、目標の３次元運動に関する仮説を生成することを特徴とする請求項３記載のレーダ信号処理装置。
  5. 　前記信号加算部は、選択した組み合わせに係る分解能セルに含まれている信号同士を加算して、加算した信号の信号対雑音電力比を算出し、前記信号対雑音電力比が閾値未満であれば、前記加算した信号を無効とし、前記信号対雑音電力比が閾値以上であれば、前記加算した信号を有効とすることを特徴とする請求項１記載のレーダ信号処理装置。
  6. 　信号処理部が、第１及び第２のレーダの受信信号のそれぞれから第１及び第２のレンジドップラマップを生成し、
    　仮説生成部が、目標の３次元運動に関する仮説を生成し、
    　運動予測部が、前記仮説を用いて、前記第１及び第２のレーダによる信号の受信時刻である第１及び第２の受信時刻での前記目標の位置及び速度をそれぞれ予測し、
    　中心セル算出部が、前記第１及び第２のレンジドップラマップにおける複数の分解能セルの中で、前記運動予測部により予測された第１及び第２の受信時刻での目標の位置及び速度に対応する分解能セルのそれぞれを第１及び第２の中心セルとして算出し、
    　尤度算出部が、前記第１の中心セルを含む第１の領域内の各々の分解能セルと、前記第２の中心セルを含む第２の領域内の各々の分解能セルとの間の尤度をそれぞれ算出し、
    　信号加算部が、前記尤度算出部によりそれぞれ算出された尤度に基づいて、前記第１の領域内の各々の分解能セルと前記第２の領域内の各々の分解能セルとの組み合わせの中から、少なくとも１つ以上の組み合わせを選択し、選択した組み合わせに係る分解能セルに含まれている信号同士を加算する
    　レーダ信号処理方法。
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