WO2020111052A1 - レーダ装置 - Google Patents

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WO2020111052A1 PCT/JP2019/046134 JP2019046134W WO2020111052A1 WO 2020111052 A1 WO2020111052 A1 WO 2020111052A1 JP 2019046134 W JP2019046134 W JP 2019046134W WO 2020111052 A1 WO2020111052 A1 WO 2020111052A1
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accuracy
distribution
speed
cycle
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尭之 北村
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Denso Corp
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    • 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

Definitions

  • the present disclosure relates to a radar device that detects an object that reflects a radar wave by transmitting and receiving a radar wave.
  • Patent Document 1 describes a radar device that calculates a relative velocity (hereinafter, target velocity) of an object by receiving a radar wave that is repeatedly transmitted through an antenna at a predetermined repetition cycle and reflected by the object. ing.
  • the observable speed range of the observation speed is ⁇ /, where ⁇ is the wavelength of the radar wave. It is from 4Tp to + ⁇ /4Tp.
  • stagger processing that changes the observable speed range for each cycle is generally used by changing the repetition cycle for each cycle.
  • this stagger processing it is necessary to observe the change in the observation speed over several cycles and solve the aliasing ambiguity of the target speed.
  • the return ambiguity has been solved by simply setting a plurality of target velocity assumptions over several cycles and setting the target velocity corresponding to the assumption that tracking continues to be continuous for several cycles as the true target velocity.
  • the present disclosure improves the detection accuracy of the speed of an object.
  • One aspect of the present disclosure is a radar device including a transmission unit, a repetition cycle setting unit, an object detection unit, and a hypothesis selection unit.
  • the transmitter uses a preset measurement cycle as one cycle, and a radar wave whose frequency changes with time each time the measurement cycle elapses. It is configured to repeatedly send the number of returns.
  • the repeat cycle setting unit is configured to change the repeat cycle every time the measurement cycle elapses.
  • the object detection unit is configured to detect the radar wave reflected by the object and at least detect the relative speed with respect to the reflected object that is the object that reflected the radar wave as the observation speed.
  • the hypothesis selecting unit is configured to perform the first distribution based on the velocity accuracy posterior distribution for each of the first hypothesis, the second hypothesis, and the third hypothesis, which is calculated by the velocity accuracy prior distribution and the detection result of the observation velocity for the number of distribution calculations. It is configured to select one of the hypothesis, the second hypothesis, and the third hypothesis.
  • the first hypothesis is a hypothesis that the observation speed is the detection result of the return of the relative speed larger than the upper limit of the observable speed range set based on the repetition period.
  • the second hypothesis is a hypothesis that the observed velocity is a detection result when the relative velocity has no aliasing.
  • the third hypothesis is a hypothesis that the observation speed is a detection result by folding back of the relative speed smaller than the lower limit of the observable speed range.
  • Speed accuracy is the accuracy of relative speed.
  • the speed accuracy prior distribution is a prior distribution regarding speed accuracy.
  • the velocity accuracy posterior distribution is a posterior distribution regarding the velocity accuracy after a preset number of cycles of distribution calculation have elapsed.
  • the radar device of the present disclosure configured as above has the velocity accuracy posterior distribution calculated based on the first hypothesis, the velocity accuracy posterior distribution calculated based on the second hypothesis, and the calculation based on the third hypothesis. It is possible to select a hypothesis corresponding to the velocity accuracy posterior distribution having the highest velocity accuracy from the velocity accuracy posterior distributions. Therefore, the radar device of the present disclosure can suppress the occurrence of a situation in which the velocity accuracy is highest simultaneously in the velocity accuracy posterior distributions of at least two hypotheses among the first hypothesis, the second hypothesis, and the third hypothesis. For this reason, the radar device of the present disclosure suppresses the occurrence of a situation in which it is impossible to determine which of the first, second, and third hypotheses is correct, and the velocity of the object is reduced. The detection accuracy can be improved.
  • FIG. 3 is a diagram showing an observable speed range and speed turnaround in the first to third cycles. It is a figure which shows the branch of the precision distribution of speed at the time of adopting the 1st, 2nd, and 3rd hypotheses. It is a figure which shows the branch of the precision distribution of the distance at the time of adopting the 1st, 2nd, and 3rd hypotheses. It is a figure which shows the branch of the precision distribution of a direction when the 1st, 2nd, 3rd hypothesis is employ
  • the radar device 1 of the present embodiment is mounted on a vehicle and detects various objects existing around the vehicle.
  • the radar device 1 includes a transmitting unit 2, a transmitting antenna unit 3, a receiving antenna unit 4, a receiving unit 5, and a processing unit 6.
  • the transmission antenna unit 3 has one or more antennas used for transmission.
  • the reception antenna unit 4 has one or more antennas used for reception. However, at least one of the transmitting antenna unit 3 and the receiving antenna unit 4 has a plurality of antennas.
  • the radar device 1 is configured to have a plurality of transmission/reception channels with a combination of an antenna belonging to the transmission antenna unit 3 and an antenna belonging to the reception antenna unit 4 as a transmission/reception channel.
  • the radar device 1 is assumed to include M antennas belonging to the transmitting antenna unit 3, N antennas belonging to the receiving antenna unit 4, and M ⁇ N transmitting/receiving channels. M ⁇ N is an integer of 2 or more.
  • the arrangement intervals of the antennas belonging to the transmitting antenna unit 3 and the arrangement intervals of the antennas belonging to the receiving antenna unit 4 may be equal or unequal.
  • the transmitter 2 transmits a transmission signal modulated by the FCM method.
  • FCM is an abbreviation for Fast-Chirp Modulation.
  • the transmitter 2 includes an oscillator 21 and a modulator 22.
  • the oscillator 21 generates a continuous wave common signal.
  • the oscillator 21 supplies the generated common signal to the modulator 22 and also to the receiver 5 as the local signal L.
  • the oscillation unit 21 sets the measurement cycle Tf (for example, 50 ms) as one frame, and the frequency is linear with respect to the time during the measurement period Tm (for example, 10 ms) at the beginning of each frame.
  • the chirp signal that changes to is continuously transmitted by a preset number of repetitions K (for example, 256).
  • the transmitter 2 repeatedly transmits a chirp signal at each preset repetition period Tp.
  • the modulation unit 22 branches the common signal generated by the oscillation unit 21 and generates M number of branch signals, which is the same number as the transmission antennas belonging to the transmission antenna unit 3.
  • the modulator 22 performs phase shift modulation on each of the M branch signals to change the phase of the branch signal at each repeating cycle Tp. As a result, the modulator 22 generates M transmission signals to be supplied to each transmission antenna.
  • the modulation unit 22 sets the phase rotation amount ⁇ of different magnitudes for each of the M branch signals, and the phase rotation amount ⁇ of the phase of the branch signal for each repetition cycle. To rotate.
  • P the number of phases used in phase shift keying.
  • P is an integer larger than M.
  • the position of the transmission signal which is the signal after modulation with respect to the branch signal (that is, the common signal) that is the signal before modulation.
  • the phase difference is 0° in all the repeating cycles Tp.
  • the modulator 22 sets the number of phases P, selects M types of phase rotation amounts to be used for phase shift modulation among P types of phase rotation amounts ⁇ , and selects M types of phase rotation amounts and M transmissions. It is configured so that the setting of the correspondence relationship with the antenna can be changed appropriately.
  • the setting may be changed according to an instruction from the processing unit 6 or automatically. When changing automatically, it may be performed according to a predetermined pattern or may be performed randomly.
  • the reception unit 5 generates a beat signal that is a difference signal from the local signal L for each of the N reception signals output from each reception antenna belonging to the reception antenna unit 4, and generates the beat signal.
  • the beat signal thus generated is sampled and supplied to the processing unit 6.
  • the processing unit 6 is an electronic control unit mainly composed of a microcomputer including a CPU 61 and a memory 62.
  • the memory 62 is, for example, a ROM and a RAM.
  • Various functions of the microcomputer are realized by the CPU 61 executing a program stored in the non-transitional substantive recording medium.
  • the memory 62 corresponds to a non-transitional substantive recording medium storing a program. By executing this program, the method corresponding to the program is executed.
  • some or all of the functions executed by the CPU 61 may be configured as hardware by one or a plurality of ICs or the like. Further, the number of microcomputers forming the processing unit 6 may be one or plural.
  • the object detection process is a process that is repeatedly executed after the processing unit 6 is activated.
  • the processing unit 6 When the object detection process is executed, the processing unit 6 first sets a repetition period Tp, which is a parameter related to the common signal to be generated by the oscillating unit 21, in S10, as shown in FIG. Set to Tc (for example, 60 ⁇ s).
  • the processing unit 6 executes the measurement process in S20.
  • the procedure of the measurement process will be described.
  • the processing unit 6 When the measurement process is executed, the processing unit 6 first sets the phase number P used for the phase shift modulation in the modulation unit 22 in S210, as shown in FIG.
  • the phase number P may be a fixed value, or the phase number P is set according to a predetermined pattern or randomly selected from a plurality of types of values each time this processing is executed. Good.
  • the processing unit 6 selects M types of phase rotation amounts used for the phase shift modulation in the modulation unit 22 from P types of phase rotation amounts determined by the phase number P.
  • the M kinds of phase rotation amounts are selected so that the rotation amounts are not evenly arranged within 360°, that is, non-uniform arrangement.
  • the combinations of the phase rotation amounts are (0°, 90°), (90°, 180°), (180°, 270°). , (270°, 0°) are selectable, but (0°, 180°) and (90°, 270°) are not selectable.
  • the selection of the amount of phase rotation may be always constant, or may be switched in a selectable combination according to a predetermined pattern or randomly each time this process is executed.
  • the processing unit 6 sets the correspondence relationship between the M types of phase rotation amounts selected in S220 and each transmitting antenna in S230, as shown in FIG.
  • This association may be assigned according to a preset rule, or may be assigned randomly. Further, the association may be always fixed, or may be randomly switched according to a predetermined pattern each time this process is executed.
  • the phase of the transmission signal supplied to each of the transmission antennas TX1 and TX2 changes.
  • the processing unit 6 determines in S240 whether it is the measurement start timing, as shown in FIG. When it is not the measurement start timing, the processing unit 6 waits by repeating the process of S240 until the measurement start timing. When it is the measurement start timing, the processing unit 6 moves to S250.
  • the measurement start timing is a timing at which frames whose length is determined by the measurement cycle Tf are switched.
  • the processing unit 6 operates the transmitting unit 2 according to the setting result and carries out radar measurement. Specifically, the transmitter 2 is caused to repeatedly transmit the chirp signal for each repeating period Tp during the measurement period Tm, and the sampling result of the beat signal generated from the received signal is acquired.
  • the processing unit 6 frequency-analyzes the sampling result of the beat signal obtained from the N receiving antennas for each receiving antenna and for each chirp signal, thereby performing K analysis on each of the N receiving antennas. Calculate the distance spectrum for each. In each distance spectrum, a peak appears at a frequency according to the time required to reciprocate the object reflecting the radiation wave transmitted from the transmitting antenna (that is, the distance to the object).
  • step S270 the processing unit 6 calculates the velocity spectrum for each receiving antenna using the N ⁇ K distance spectrums calculated in step S260. Specifically, signals of the same frequency bin are extracted from the K distance spectrums of the receiving antenna of interest, and the frequency analysis processing in the time axis direction is executed on the extracted signals. This process is performed for all frequency bins (ie distances).
  • Doppler observation range the range in which the Doppler frequency is observed (hereinafter, Doppler observation range) is determined by the repeat cycle Tp. Further, the Doppler frequency is detected at M points among the points obtained by dividing the Doppler observation range into P, as shown in FIG. In FIG. 9, the upper limit of the Doppler observation range is normalized to 1.
  • these M Doppler frequencies are shifted by an amount according to the relative velocity, and depending on the magnitude of the relative velocity, the frequency wrapping occurs. To do.
  • a two-dimensional spectrum (hereinafter referred to as a reception spectrum) that represents the distance and the relative speed to the object that reflected the radar wave is generated for each reception antenna.
  • FIG. 10 shows the reception spectrum when there are four reception antennas, and the peaks detected in the reception spectrum.
  • the processing unit 6 uses the reception spectrum for each reception antenna in S280 as shown in FIG.
  • the information generation process for calculating the existing azimuth is executed, and the measurement process ends.
  • the processing unit 6 When the information generation processing is executed, the processing unit 6 first performs incoherent integration on the N reception spectra generated for each reception antenna in S270 in S310 to obtain one as shown in FIG. Calculate two integrated spectra g(r,v).
  • the integrated spectrum g(r,v) is calculated using equation (1), where the received spectrum for each receiving antenna is represented by s(r,v,Rch). r is a distance, v is a normalized Doppler velocity with the velocity corresponding to the upper limit frequency of the Doppler observation range being 1, and Rch is a number for identifying the receiving antenna.
  • the processing unit 6 sets, as a candidate distance, a distance at which M or more peaks having an intensity equal to or higher than a preset threshold value are detected on the integrated spectrum, and in S330 to S380 below, among the candidate distances.
  • the distance that has not been selected as the target of the processing of 1 is selected as the target distance r.
  • the processing unit 6 sets the speed corresponding to the peak not yet selected as a processing target in the following S340 to S370 among the plurality of peaks detected at the target distance r selected in S320 to the target speed. Select as v. Here, the processing unit 6 selects in order from the smallest speed.
  • the processing unit 6 determines whether or not there is a peak (that is, a secondary maximum point) on the integrated spectrum for all the corresponding points estimated in S340, and if a positive determination is made, S360. If the determination is negative, the process proceeds to S390.
  • a peak that is, a secondary maximum point
  • the processing unit 6 determines whether or not the candidate peak group satisfies the power condition. If the determination is affirmative, the processing shifts to S370, and if the determination is negative, the processing shifts to S390.
  • the power condition it is used that the signal intensity difference of the peaks belonging to the candidate peak group is within the preset allowable range. This is based on the finding that the signal intensities of the peaks based on the reflected waves from the same object should be similar.
  • the processing unit 6 determines whether or not the candidate peak group satisfies the phase condition. If the determination is affirmative, the processing shifts to S380, and if the determination is negative, the processing shifts to S390.
  • the phase condition the phase difference between the reference reception channel and the reception channels other than the reference reception channel is calculated, and the difference between the phase differences between the candidate peaks is within the preset allowable range. This is based on the knowledge that all peaks based on reflected waves from the same object should come from the same direction, and the phase differences between reception peaks that arrive from the same direction are of similar magnitude. Based on the fact that Hereinafter, the candidate peak group for which an affirmative determination is made in S370 is referred to as the same object peak group.
  • the processing unit 6 registers the set of the target distance r and the target speed v as the object information. Further, the processing unit 6 adds the azimuth ⁇ calculated as follows to the object information. That is, each peak corresponding to the M identical object peak groups is extracted from each of the N received spectra calculated for each receiving antenna. The extracted M ⁇ N peaks are regarded as the received signals from the M ⁇ N transmission/reception channels, and the azimuth ⁇ of the object is calculated by executing the azimuth detection processing such as MUSIC or beamforming.
  • MUSIC is an abbreviation for Multiple signal classification.
  • the processing unit 6 determines whether or not all the peaks (that is, the velocities) detected at the target distance r are selected as the target velocity v, and when the affirmative determination is made, the process proceeds to S400. If the determination is negative, the process proceeds to S330.
  • the processing unit 6 determines whether or not all the candidate distances have been selected as the target distance r. If an affirmative determination is made, the information generation processing ends, and if a negative determination is made, S320 is performed. Move to.
  • the relative speed, the distance, and the azimuth calculated in the measurement process of S20 are described as v 1 , r 1 , and ⁇ 1 , respectively.
  • the processing unit 6 sets the repetition cycle Tp to a value obtained by adding the reference time Tc and the preset fluctuation time ⁇ T in S30, as shown in FIG.
  • the processing unit 6 executes the measurement process in the same manner as in S20.
  • the relative speed, the distance, and the azimuth calculated in the measurement process of S40 will be described as v 2 , r 2 , and ⁇ 2 , respectively.
  • the processing unit 6 sets the repetition cycle Tp to a value obtained by subtracting the fluctuation time ⁇ T from the reference time Tc in S50.
  • the processing unit 6 executes the measurement process in the same manner as in S20.
  • the relative velocity, the distance, and the azimuth calculated in the measurement process of S60 will be described as v 3 , r 3 , and ⁇ 3 , respectively.
  • the processing unit 6 executes posterior distribution calculation regarding speed in S80.
  • stagger modulation is a method of changing the repetition period Tp for each measurement period Tf to randomly change the observation speed of the speed turnaround ghost to make it difficult to establish a history connection.
  • the repeating cycle Tp is alternately changed for each measurement cycle Tf between the reference time Tc and the time obtained by adding the reference time Tc and the variation time ⁇ T.
  • the observable velocity range of the observation velocity v obs is represented by “ ⁇ /4Tp ⁇ v obs ⁇ + ⁇ /4Tp”, where ⁇ is the wavelength of the chirp signal.
  • FIG. 13 shows the correspondence relationship between the actual relative speed and the observed speed when the repeating cycle Tp is the reference time Tc and when the repeating cycle Tp is the time obtained by adding the reference time Tc and the fluctuation time ⁇ T.
  • FIG. 13 when the repeating cycle Tp is the reference time Tc, the repeating cycle Tp is the first repeating cycle Tp1, and the repeating cycle Tp is the time obtained by adding the reference time Tc and the variation time ⁇ T.
  • the repetition cycle Tp in is referred to as a second repetition cycle Tp2.
  • straight lines L1, L2, L3 show the correspondence relationship in the first repeating cycle Tp1
  • straight lines L4, L5, L6 show the correspondence relationship in the second repeating cycle Tp2.
  • the observed speed v obs is the speed Vo when the repeat cycle Tp is the first repeat cycle Tp1
  • the actual relative speed is assumed to be the speed Vr1, the speed Vr2, and the speed Vr3.
  • Vo Vr1.
  • the speed Vr2 corresponds to the speed of one turn back on the positive side.
  • the speed Vr3 corresponds to the speed of one turn back on the negative side.
  • the observed speed v obs is the speed Vo when the repeat cycle Tp is the second repeat cycle Tp2
  • the actual relative speeds are assumed to be the speed Vr1, the speed Vr4, and the speed Vr5.
  • the speed Vr4 corresponds to the speed of one turn back on the positive side.
  • the speed Vr5 corresponds to the speed of one turn back on the negative side.
  • the repeat cycle Tp is the reference time Tc in the first cycle
  • the repeat cycle Tp is the time obtained by adding the reference time Tc and the fluctuation time ⁇ T in the second cycle.
  • the repetition cycle Tp is the time obtained by subtracting the fluctuation time ⁇ T from the reference time Tc.
  • Graphs GR1, GR2, and GR3 show the speed and distance observed by the radar device 1, with the vertical axis representing velocity and the horizontal axis representing distance.
  • Graphs GR1, GR2 and GR3 are the observation results at the 1st, 2nd and 3rd cycles, respectively.
  • the observable speed range in the first cycle is ⁇ 70 km/h to +70 km/h
  • the observable speed range in the second cycle is ⁇ 50 km/h to +50 km/h
  • the observable speed range in the third cycle is ⁇ 90 km/h to +90 km/h.
  • the first hypothesis is that the actual relative speed is a speed that is one turn back on the positive side.
  • the second hypothesis assumes that the actual relative velocity is the unfolded velocity.
  • the third hypothesis is that the actual relative speed is the speed that is one turn back on the negative side.
  • the first hypothesis is that the actual speed is the speed Vr11, which is one turn back on the positive side, as indicated by the circle C1.
  • the second hypothesis is assumed to be the actual speed Vo1 at which the speed is not folded back.
  • the third hypothesis is that the actual speed is the speed Vr12 which is one turn on the negative side.
  • the observation speed v obs in the second cycle is the speed Vo2, as indicated by the point Po2 in the graph GR2.
  • Prediction gates G1, G2, G3 respectively indicate ranges in which the speed and distance in the second cycle are predicted based on the first, second, and third hypotheses in the first cycle.
  • the graph GR2 indicates that the observation result of the second cycle is included in the prediction gate G1 of the first hypothesis.
  • Circle C4 indicates the speed of one turn back on the positive side.
  • the circle C5 indicates the speed of one turn back on the negative side.
  • the observation speed v obs in the third cycle is the speed Vo3, as indicated by the point Po3 in the graph GR3.
  • Prediction gates G4, G5, G6 respectively indicate ranges in which the speed and distance in the third cycle are predicted based on the first, second, and third hypotheses in the first cycle.
  • the graph GR3 indicates that the observation result of the third cycle is included in the prediction gate G4 of the first hypothesis.
  • the circle C6 indicates the speed of one turn back on the positive side.
  • Circle C7 indicates the speed of one turn back on the negative side.
  • the radar device 1 determines that the actual speed is on the positive side. It can be determined that the speed is one turn.
  • ⁇ v,0 is the observation speed in the first cycle.
  • ⁇ v,+1 is the speed of the first cycle in the case where the first hypothesis that assumes one turn on the positive side is adopted.
  • ⁇ v, ⁇ 1 is the speed of the first cycle in the case where the third hypothesis that assumes one turn on the negative side is adopted.
  • ⁇ v,0 is the accuracy when the second hypothesis that does not assume folding is adopted.
  • ⁇ v,+1 is the accuracy when the first hypothesis is adopted.
  • ⁇ v, ⁇ 1 is the accuracy when the third hypothesis is adopted.
  • ⁇ v,+1 ,v 1 ,v 2 ) is the accuracy distribution of the speed in the second cycle when the first hypothesis is adopted.
  • ⁇ v,0 , v 1 , v 2 ) is the accuracy distribution of the speed in the second cycle when the second hypothesis is adopted.
  • ⁇ v, ⁇ 1 ,v 1 , v 2 ) is the accuracy distribution of the speed in the second cycle when the third hypothesis is adopted.
  • ⁇ v,+1 ,v 1 ,v 2 ,v 3 ) is the accuracy distribution of the speed at the third cycle when the first hypothesis is adopted.
  • ⁇ v,0 , v 1 , v 2 , v 3 ) is the accuracy distribution of the speed at the third cycle when the second hypothesis is adopted.
  • ⁇ v, ⁇ 1 ,v 1 , v 2 , v 3 ) is the accuracy distribution of the speed at the third cycle when the third hypothesis is adopted.
  • Equation (3) holds. Note that p( ⁇ v,i
  • Equation (4) assuming the gamma distribution shown in Equation (5) for the prior distribution p( ⁇ v,i
  • the hyper parameter a N and the hyper parameter b N in the equation (6) are calculated by the equation (7) and the equation (8), respectively.
  • V n,i in the equation (8) is the i-fold back velocity of the observation velocity at the n-th cycle. Then, the expected value of the speed accuracy ⁇ v,i is easily calculated by the equation (9).
  • the processing unit 6 uses the relative velocities v 1 , v 2 , and v 3 calculated in the measurement process of S20, S40, and S60 to calculate the accuracy ⁇ by the equations (7), (8), and (9).
  • the expected values E[ ⁇ v,+1 ], E[ ⁇ v,0 ], E[ ⁇ v, ⁇ 1 ] of v,+1 , ⁇ v,0 , ⁇ v, ⁇ 1 are calculated.
  • the processing unit 6 executes posterior distribution calculation regarding the distance in S90.
  • ⁇ r,0 is the accuracy of the distance when the second hypothesis is adopted.
  • ⁇ r,+1 is the accuracy of the distance when the first hypothesis is adopted.
  • ⁇ r, ⁇ 1 is the accuracy of the distance when the third hypothesis is adopted.
  • the first, second, and third hypotheses are adopted.
  • the accuracy distribution of the distance in the second cycle in the case is calculated.
  • the accuracy distribution of the distance in the third cycle when the first, second, and third hypotheses are adopted is calculated.
  • ⁇ v,+1 ,v 1 , r 1 , r 2 ) is the accuracy distribution of the distance in the second cycle when the first hypothesis is adopted.
  • ⁇ v,0 , v 1 , r 1 , r 2 ) is the accuracy distribution of the distance in the second cycle when the second hypothesis is adopted.
  • ⁇ v, ⁇ 1 ,v 1 , r 1 , r 2 ) is the accuracy distribution of the distance in the second cycle when the third hypothesis is adopted.
  • ⁇ v,+1 ,v 1 , r 1 , r 2 , r 3 ) is the accuracy distribution of the distance at the third cycle when the first hypothesis is adopted.
  • ⁇ v,0 , v 1 , r 1 , r 2 , r 3 ) is the accuracy distribution of the distance at the third cycle when the second hypothesis is adopted.
  • ⁇ v, ⁇ 1 ,v 1 , r 1 , r 2 , r 3 ) is the accuracy distribution of the distance at the third cycle when the third hypothesis is adopted.
  • the accuracy distribution of the distance in the third cycle when the first, second, and third hypotheses are adopted can be calculated by the equation (10).
  • equation (10) assuming the gamma distribution shown in equation (11) in the prior distribution p( ⁇ r,i
  • the hyper parameter a N and the hyper parameter b N in the equation (12) are calculated by the equation (13) and the equation (14), respectively.
  • T in equation (14) is the cycle interval time. Then, the expected value of the distance accuracy ⁇ r,i (hereinafter, distance accuracy ⁇ r,i ) is easily calculated by the equation (15).
  • the processing unit 6 uses the relative speed v 1 and the distances r 1 , r 2 , r 3 calculated in the measurement processing of S20, S40, S60, and formulas (13), (14), (15).
  • expected values E[ ⁇ r,+1 ], E[ ⁇ r,0 ], E[ ⁇ r, ⁇ 1 ] of accuracy ⁇ r,+1 , ⁇ r,0 , ⁇ r, ⁇ 1 are calculated.
  • the processing unit 6 executes posterior distribution calculation regarding the bearing in S100.
  • the first, second, and third hypotheses are adopted.
  • the accuracy distribution of the azimuth in the second cycle is calculated.
  • the azimuth ⁇ 3 is obtained in the third cycle
  • the accuracy distribution of the azimuth in the third cycle when the first, second, and third hypotheses are adopted is calculated.
  • v 1 , ⁇ 1 , ⁇ 2 ) is the accuracy distribution of the azimuth in the second cycle when the first hypothesis is adopted.
  • v 1 , ⁇ 1 , ⁇ 2 ) is the accuracy distribution of the azimuth in the second cycle when the second hypothesis is adopted.
  • v 1 , ⁇ 1 , ⁇ 2 ) is the accuracy distribution of the azimuth in the second cycle when the third hypothesis is adopted.
  • v 1 , ⁇ 1 , ⁇ 2 , ⁇ 3 ) is the accuracy distribution of the azimuth at the third cycle when the first hypothesis is adopted.
  • v 1 , ⁇ 1 , ⁇ 2 , ⁇ 3 ) is the accuracy distribution of the azimuth at the third cycle when the second hypothesis is adopted.
  • v 1 , ⁇ 1 , ⁇ 2 , ⁇ 3 ) is the accuracy distribution of the azimuth at the third cycle when the third hypothesis is adopted.
  • v 1 , ⁇ 1 , ⁇ 2 , ⁇ 3 ) in the third cycle when the first, second, and third hypotheses are adopted is It has a Gauss-gamma distribution.
  • Expression (16) assuming a Gauss-Gamma distribution for the prior distribution p( ⁇ ⁇ , i , ⁇ ⁇ , i
  • Equation (17) ⁇ N , ⁇ N , a N , and b N in equation (17) are represented by equations (18), (19), (20), and (21), respectively. Then, the expected value of the azimuth accuracy ⁇ ⁇ ,i is simply calculated by the equation (22).
  • the processing unit 6 uses the relative velocity v 1 and the azimuths ⁇ 1 , ⁇ 2 , and ⁇ 3 calculated in the measurement process of S20, S40, and S60 to calculate the azimuth accuracy according to the equations (18) to (22).
  • Expected values E[ ⁇ ⁇ ,+1 ], E[ ⁇ ⁇ ,0 ], E[ ⁇ ⁇ , ⁇ 1 ] of ⁇ ⁇ ,+1 , ⁇ ⁇ ,0 , ⁇ ⁇ , ⁇ 1 are calculated.
  • the processing unit 6 determines the target speed by using the expected value calculated in S80, S90, and S100, and once ends the object detection process. Specifically, the processing unit 6 first calculates the total expected value Et1 of the first hypothesis, the total expected value Et2 of the second hypothesis, and the total expected value Et3 of the third hypothesis, respectively, using equations (23), ( 24) and (25). Then, the processing unit 6 determines, as the target speed, the speed based on the hypothesis corresponding to the largest expected value among all the expected values Et1, Et2, Et3.
  • the radar device 1 configured in this way includes a transmitter 2, a receiver 5, and a processor 6.
  • the transmission unit 2 sets the preset measurement cycle Tf as one cycle, and the radar wave whose frequency changes with time is preset for each preset repetition cycle Tp each time the measurement cycle Tf elapses.
  • the set number of repeats K is repeatedly transmitted.
  • the processing unit 6 changes the repetition cycle Tp each time the measurement cycle Tf elapses.
  • the receiving unit 5 and the processing unit 6 By receiving the radar wave reflected by the object, the receiving unit 5 and the processing unit 6 detect at least the relative speed with respect to the object that reflects the radar wave (hereinafter referred to as a reflecting object) as an observation speed.
  • the processing unit 6 calculates each of the first hypothesis, the second hypothesis, and the third hypothesis calculated from p( ⁇ v,i
  • One of the first hypothesis, the second hypothesis, and the third hypothesis is selected based on p( ⁇ v,i
  • the radar device 1 has p( ⁇ v,+1
  • the processing unit 6 further detects the distance to the reflecting object as the observation distance. Then, the processing unit 6 adds at least p( ⁇ r,i
  • the radar device 1 can select the hypothesis using the distance accuracy ⁇ r,i in addition to the speed accuracy ⁇ v,i . Therefore, the radar device 1 further suppresses the occurrence of a situation in which it is impossible to determine which of the first, second, and third hypotheses is correct, and detects the velocity of the object. The accuracy can be further improved.
  • the processing unit 6 further detects the azimuth in which the reflecting object exists as the observation azimuth. Then, the processing unit 6 adds at least p( ⁇ ⁇ , i , ⁇ ⁇ , i
  • the radar device 1 can select the hypothesis using the azimuth accuracy ⁇ ⁇ ,i in addition to the speed accuracy ⁇ v,i . Therefore, the radar device 1 further suppresses the occurrence of a situation in which it is impossible to determine which of the first, second, and third hypotheses is correct, and detects the velocity of the object. The accuracy can be further improved.
  • ⁇ v,i ,v 1 , r 1 ) are gamma distributions.
  • the radar device 1 is provided with p( ⁇ v,i
  • v 1 , ⁇ 1 ) is a Gauss-gamma distribution.
  • the radar device 1 can reduce the amount of calculation for calculating p( ⁇ ⁇ , i , ⁇ ⁇ , i
  • the chirp signal corresponds to the radar wave
  • S10, S30, and S50 correspond to the processing as the repetition cycle setting unit
  • S20, S40, and S60 correspond to the processing as the object detecting unit
  • S80 to S110 correspond to processing as a hypothesis selection unit.
  • ⁇ v,i ,v 1 ) corresponds to the velocity accuracy prior distribution
  • 3 cycles corresponds to the number of distribution calculations
  • ⁇ v,i ,v 1 , V 2 , v 3 ) corresponds to the velocity accuracy posterior distribution.
  • ⁇ v,i , v 1 , r 1 ) corresponds to the distance accuracy prior distribution
  • ⁇ v,i , v 1 , r 1 , r 2 , r 2 , r 3 ) corresponds to the distance accuracy posterior distribution
  • v 1 , ⁇ 1 ) corresponds to the azimuth accuracy prior distribution
  • v 1 , ⁇ 1 , ⁇ 2 , ⁇ 3 ) corresponds to the azimuth accuracy posterior distribution
  • the function of one component in the above embodiment may be shared by a plurality of components, or the function of a plurality of components may be exerted by one component. Further, a part of the configuration of the above embodiment may be omitted. Further, at least a part of the configuration of the above-described embodiment may be added to or replaced with the configuration of the other above-described embodiment.
  • the present disclosure is provided in various forms such as a system having the radar device 1 as a constituent element, a program for causing a computer to function as the radar device 1, a medium in which the program is recorded, and a speed detection method. Can also be realized.

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Abstract

レーダ装置（１）は、送信部（２）と繰返周期設定部（６，Ｓ１０，Ｓ３０，Ｓ５０）と物体検出部（５，６，Ｓ２０，Ｓ４０，Ｓ６０）と仮説選択部（６，Ｓ８０，Ｓ１１０）とを備える。送信部は、測定周期を１回のサイクルとして、時間に対して周波数が変化するレーダ波を繰返周期毎に繰り返して送信する。繰返周期設定部は、測定周期が経過する毎に繰返周期を変化させる。物体検出部は、物体で反射したレーダ波を受信することによって、反射物体との相対速度を観測速度として検出する。仮説選択部は、速度精度事前分布と、分布計算回数分の観測速度の検出結果とにより算出される第１，２，３仮説についての速度精度事後分布に基づき、第１，２，３仮説の何れか１つの仮説を選択する。

Description

レーダ装置 関連出願の相互参照
　本国際出願は、２０１８年１１月２８日に日本国特許庁に出願された日本国特許出願第２０１８－２２２５１４号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願第２０１８－２２２５１４号の全内容を参照により本国際出願に援用する。
　本開示は、レーダ波を送受信することにより、レーダ波を反射した物体を検出するレーダ装置に関する。
　特許文献１には、アンテナを介して所定の繰返周期で繰り返し送信されて物体で反射したレーダ波を受信することにより、物体の相対速度（以下、ターゲット速度）を算出するレーダ装置が記載されている。
　特許文献１に記載のレーダ装置のように、所定の繰返周期Ｔｐで繰り返されるレーダ波を送受信する場合には、観測速度の観測可能速度範囲は、λをレーダ波の波長として、－λ／４Ｔｐから＋λ／４Ｔｐまでとなる。この観測可能速度範囲を超える相対速度で移動する物体を検出する場合には、速度の折り返しが発生し、正しいターゲット速度を検出することができない。
　この対策として、サイクル毎に繰返周期を変化させることで、サイクル毎に観測可能速度範囲を変化させるスタガ処理が一般的に用いられる。このスタガ処理を利用する場合には、数サイクルに亘る観測速度の変化を観測し、ターゲット速度の折り返し曖昧性を解く必要がある。従来、数サイクルに亘るターゲット速度の仮定を単純に複数設定し、トラッキングが数サイクルで繋がり続けた仮定に対応するターゲット速度を真のターゲット速度とすることにより、折り返し曖昧性を解いていた。
特開２０１３－１６７５８０号公報
　しかし、発明者の詳細な検討の結果、上記の解き方では、間違っている仮説であっても、トラッキングが数サイクルで繋がり続けてしまった場合には、どの仮説に対応するターゲット速度を真のターゲット速度とするかを決定することができなくなってしまい、物体の速度の検出精度が低下してしまうという課題が見出された。
　本開示は、物体の速度の検出精度を向上させる。
　本開示の一態様は、送信部と、繰返周期設定部と、物体検出部と、仮説選択部とを備えるレーダ装置である。
　送信部は、予め設定された測定周期を１回のサイクルとして、測定周期が経過する毎に、時間に対して周波数が変化するレーダ波を予め設定された繰返周期毎に予め設定された繰返数だけ繰り返して送信するように構成される。
　繰返周期設定部は、測定周期が経過する毎に繰返周期を変化させるように構成される。
　物体検出部は、物体で反射したレーダ波を受信することによって、少なくとも、レーダ波を反射した物体である反射物体との相対速度を、観測速度として検出するように構成される。
　仮説選択部は、速度精度事前分布と、分布計算回数分の観測速度の検出結果とにより算出される第１仮説、第２仮説および第３仮説のそれぞれについての速度精度事後分布に基づき、第１仮説、第２仮説および第３仮説の何れか１つの仮説を選択するように構成される。
　第１仮説は、観測速度が、繰返周期に基づいて設定される観測可能速度範囲の上限より大きい相対速度の折り返しによる検出結果であると仮定する仮説である。第２仮説は、観測速度が、相対速度の折り返しがない場合の検出結果であると仮定する仮説である。第３仮説は、観測速度が、観測可能速度範囲の下限より小さい相対速度の折り返しによる検出結果であると仮定する仮説である。
　速度精度は、相対速度の精度である。速度精度事前分布は、速度精度に関する事前分布である。速度精度事後分布は、予め設定された分布計算回数のサイクルが経過した後における速度精度に関する事後分布である。
　このように構成された本開示のレーダ装置は、第１仮説に基づいて算出される速度精度事後分布と、第２仮説に基づいて算出される速度精度事後分布と、第３仮説に基づいて算出される速度精度事後分布とのうち、速度精度が最も高くなる速度精度事後分布に対応する仮説を選択することができる。従って、本開示のレーダ装置は、第１仮説、第２仮説および第３仮説のうち、少なくとも２つの仮説の速度精度事後分布で同時に速度精度が最高となる事態の発生を抑制できる。このため、本開示のレーダ装置は、第１仮説、第２仮説および第３仮説のうち、どの仮説が正しいかを決定することができなくなってしまうという事態の発生を抑制し、物体の速度の検出精度を向上させることができる。
レーダ装置の構成を示すブロック図である。 発振部の機能を示す図である。 チャープ信号の繰返周期を示す図である。 変調部での位相偏移変調に使用する位相回転量の例を示す図である。 物体検出処理を示すフローチャートである。 測定処理を示すフローチャートである。 選択可および選択不可な位相回転量の組み合わせパターンを示す図である。 位相回転量の選択例を示す図である。 速度スペクトラムに出現する同一物体ピーク群の例を示す図である。 受信スペクトラムを示す図である。 情報生成処理を示すフローチャートである。 スタガ変調を説明する図である。 速度の折り返しを説明する図である。 １～３サイクル目における観測可能速度範囲と速度折り返しとを示す図である。 第１，２，３仮説を採用した場合における速度の精度分布の分岐を示す図である。 第１，２，３仮説を採用した場合における距離の精度分布の分岐を示す図である。 第１，２，３仮説を採用した場合における方位の精度分布の分岐を示す図である。
　以下に本開示の実施形態を図面とともに説明する。
　本実施形態のレーダ装置１は、車両に搭載され、車両の周囲に存在する様々な物体を検出する。
　レーダ装置１は、図１に示すように、送信部２と、送信アンテナ部３と、受信アンテナ部４と、受信部５と、処理部６とを備える。
　送信アンテナ部３は、送信に使用される一つ以上のアンテナを有する。受信アンテナ部４は、受信に使用される一つ以上のアンテナを有する。但し、送信アンテナ部３と受信アンテナ部４とのうち、少なくとも一方は複数のアンテナを有する。
　つまり、レーダ装置１は、送信アンテナ部３に属するアンテナと、受信アンテナ部４に属するアンテナとの組み合わせを送受信チャネルとして、複数の送受信チャネルを有するように構成される。本実施形態では、レーダ装置１は、送信アンテナ部３に属するアンテナをＭ個、受信アンテナ部４に属するアンテナをＮ個備え、Ｍ×Ｎ個の送受信チャネルを備えるとする。Ｍ×Ｎは２以上の整数である。なお、送信アンテナ部３に属するアンテナの配置間隔と、受信アンテナ部４に属するアンテナの配置間隔とは、等間隔であっても不等間隔であってもよい。
　送信部２は、ＦＣＭ方式で変調された送信信号を送信する。ＦＣＭは、Fast-Chirp Modulationの略である。送信部２は、発振部２１と、変調部２２とを備える。発振部２１は、連続波の共通信号を生成する。発振部２１は、生成した共通信号を、変調部２２に供給するとともに、ローカル信号Ｌとして受信部５にも供給する。また発振部２１は、図２に示すように、測定周期Ｔｆ（例えば、５０ｍｓ）を１フレームとして、各フレームの先頭の測定期間Ｔｍ（例えば、１０ｍｓ）の間、時間に対して周波数が直線的に変化するチャープ信号を、予め設定された繰返数Ｋ（例えば、２５６個）だけ連続的に送信する。送信部２は、図３に示すように、予め設定された繰返周期Ｔｐ毎にチャープ信号を繰り返し送信する。
　変調部２２は、発振部２１が生成した共通信号を分岐させ、送信アンテナ部３に属する送信アンテナと同数であるＭ個の分岐信号を生成する。変調部２２は、Ｍ個の分岐信号のそれぞれについて、繰返周期Ｔｐ毎に分岐信号の位相を変化させる位相偏移変調を行う。これにより、変調部２２は、送信アンテナのそれぞれに供給するＭ個の送信信号を生成する。位相偏移変調では、変調部２２は、Ｍ個の分岐信号のそれぞれに対して互いに異なる大きさの位相回転量Δφを設定し、繰返周期毎に、その位相回転量Δφだけ分岐信号の位相を回転させる。
　ここで、位相偏移変調で使用する位相の数をＰとする。ＰはＭより大きい整数である。変調部２２は、ｐ＝０，１，２，…Ｐ－１として、Δφ＝ｐ×３６０°／Ｐで表されるＰ種類の位相回転量を用いる。例えば、Ｐ＝４の場合、図４に示すように、ｐ＝０ではΔφ＝０°となり、変調前の信号である分岐信号（すなわち、共通信号）に対する変調後の信号である送信信号の位相差は、全ての繰返周期Ｔｐで０°となる。ｐ＝１ではΔφ＝９０°となり、共通信号に対する送信信号の位相差は繰返周期Ｔｐ毎に切り替わり、０°→９０°→１８０°→２７０°→０°（以下同様）の順に変化する。ｐ＝２ではΔφ＝１８０°となり、共通信号に対する送信信号の位相差は繰返周期毎に切り替わり、０°→１８０°→０°→１８０°→０°（以下同様）の順に変化する。ｐ＝３ではΔφ＝２７０°となり、共通信号に対する送信信号の位相差は繰返周期毎に切り替わり、０°→２７０°→１８０°→９０°→０°（以下同様）の順に変化する。
　上述したようにＰ＞Ｍに設定されるため、位相偏移変調には、Ｐ種類の位相回転量Δφの全種類が使用されることはなく、その一部が使用される。
　変調部２２は、位相数Ｐの設定、Ｐ種類の位相回転量Δφのうち位相偏移変調に使用するＭ種類の位相回転量の選択、選択されたＭ種類の位相回転量とＭ個の送信アンテナとの対応関係の設定を適宜変更できるように構成されている。設定の変更は、処理部６からの指示に従ってもよいし、自動的に行ってもよい。自動的に変更する場合は、予め決められたパターンに従って行ってもよいし、ランダムに行ってもよい。
　受信部５は、図１に示すように、受信アンテナ部４に属する各受信アンテナから出力されるＮ個の受信信号のそれぞれについて、ローカル信号Ｌとの差信号であるビート信号を生成し、生成されたビート信号をサンプリングして処理部６に供給する。
　処理部６は、ＣＰＵ６１およびメモリ６２を備えたマイクロコンピュータを中心に構成された電子制御装置である。メモリ６２は、例えばＲＯＭおよびＲＡＭである。マイクロコンピュータの各種機能は、ＣＰＵ６１が非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを実行することにより実現される。この例では、メモリ６２が、プログラムを格納した非遷移的実体的記録媒体に該当する。また、このプログラムの実行により、プログラムに対応する方法が実行される。なお、ＣＰＵ６１が実行する機能の一部または全部を、一つあるいは複数のＩＣ等によりハードウェア的に構成してもよい。また、処理部６を構成するマイクロコンピュータの数は１つでも複数でもよい。
　次に、処理部６が実行する物体検出処理の手順を説明する。物体検出処理は、処理部６が起動した後に繰り返し実行される処理である。
　物体検出処理が実行されると、処理部６は、図５に示すように、まずＳ１０にて、発振部２１に生成させる共通信号に関するパラメータである繰返周期Ｔｐを、予め設定された基準時間Ｔｃ（例えば、６０μｓ）に設定する。
　処理部６は、Ｓ２０にて、測定処理を実行する。ここで、測定処理の手順を説明する。
　測定処理が実行されると、処理部６は、図６に示すように、まずＳ２１０にて、変調部２２での位相偏移変調に用いる位相数Ｐを設定する。位相数Ｐは、少なくとも送信アンテナ数Ｍより大きな値が用いられる。例えば、Ｐ＝Ｍ＋１に設定してもよい。位相数Ｐは固定値であってもよいし、本処理が実行される毎に予め決められたパターンに従って或いはランダムに複数種類の値の中から選択して位相数Ｐが設定されるようにしてもよい。
　処理部６は、Ｓ２２０にて、位相数Ｐによって決まるＰ種類の位相回転量のうち、変調部２２での位相偏移変調に用いるＭ種類の位相回転量を選択する。Ｍ種類の位相回転量は、３６０°の中で各回転量が均等に配置されることがないように、すなわち、不均一な配置となるように選択される。
　具体的には、ＰとＭとが公約数を持たない場合は、任意に位相回転量を選択することができる。ＰとＭとが公約数を有する場合は、配置間隔が同一パターンの繰り返しとなることがないように注意して選択する必要がある。
　例えば、図７に示すように、Ｐ＝４且つＭ＝２である場合、位相回転量の組み合わせとして、（０°，９０°）、（９０°，１８０°）、（１８０°，２７０°）、（２７０°，０°）は選択可であるが、（０°，１８０°）、（９０°，２７０°）は選択不可である。また、Ｐ＝４且つＭ＝３である場合、位相回転量の組み合わせとして、（０°，９０°，１８０°）、（９０°，１８０°，２７０°）、（１８０°，２７０°，０°）、（２７０°，０°，９０°）の全てが選択可である。但し、本実施形態では、必ずΔφ＝０°を含んだ組み合わせを選択する。
　なお、位相回転量の選択は、常に一定でもよいし、本処理が実行される毎に、選択可能な組み合わせの中で、予め決められたパターンに従って又はランダムに切り替えられるようにしてもよい。
　Ｓ２２０の処理が終了すると、処理部６は、図６に示すように、Ｓ２３０にて、Ｓ２２０で選択されたＭ種類の位相回転量と、各送信アンテナとの対応関係を設定する。この対応づけは、例えば、予め設定された規則に従って割り当てられてもよいし、ランダムに割り当てられてもよい。また、対応付けは、常に一定でもよいし、本処理が実行される毎に、予め決められたパターンに従って或いはランダムに切り替えられてもよい。
　図８は、Ｐ＝４且つＭ＝２であり、位相回転量の組み合わせとして（０°，９０°）が選択され、送信アンテナＴＸ１にΔφ＝０°、送信アンテナＴＸ２にΔφ＝９０°を割り当てた場合に、送信アンテナＴＸ１，ＴＸ２のそれぞれに供給される送信信号の位相が変化する様子を表現している。
　Ｓ２３０の処理が終了すると、処理部６は、図６に示すように、Ｓ２４０にて、測定開始タイミングであるか否かを判断する。処理部６は、測定開始タイミングでない場合には、測定開始タイミングになるまで、Ｓ２４０の処理を繰り返すことで待機する。処理部６は、測定開始タイミングである場合には、Ｓ２５０に移行する。測定開始タイミングとは、測定周期Ｔｆによって長さが決まるフレームが切り替わるタイミングである。
　Ｓ２５０に移行すると、処理部６は、設定結果に従って送信部２を作動させ、レーダ測定を実施する。具体的には、送信部２に、測定期間Ｔｍの間、繰返周期Ｔｐ毎にチャープ信号を繰り返し送信させ、その受信信号から生成されるビート信号のサンプリング結果を取得する。
　処理部６は、Ｓ２６０にて、Ｎ個の受信アンテナから得られるビート信号のサンプリング結果を、受信アンテナ毎に、且つ、チャープ信号毎に周波数解析することによって、Ｎ個の受信アンテナのそれぞれについてＫ個ずつの距離スペクトラムを算出する。各距離スペクトラムでは、送信アンテナから送信された放射波を反射した物体を往復するのに要した時間（すなわち、物体までの距離）に応じた周波数にピークが出現する。
　処理部６は、Ｓ２７０にて、Ｓ２６０にて算出されたＮ×Ｋ個の距離スペクトラムを用いて、受信アンテナ毎に速度スペクトラムを算出する。具体的には、着目する受信アンテナに関するＫ個の距離スペクトラムから、同一周波数ビンの信号を抽出し、抽出した信号に対して時間軸方向への周波数解析処理を実行する。この処理を全ての周波数ビン（すなわち、距離）について実行する。
　速度スペクトラムでは、送信アンテナ部３からの放射波を反射した物体との相対速度がゼロである場合は、各送信アンテナに割り当てられた位相回転量に応じた周波数が、ドップラ周波数として抽出される。つまり、Δφ＝０°に対応する信号成分の周波数は０Ｈｚである。
　なお、ドップラ周波数が観測される範囲（以下、ドップラ観測範囲）は、繰返周期Ｔｐによって決まる。また、ドップラ周波数は、図９に示すように、ドップラ観測範囲をＰ分割した地点のうち、Ｍ個の地点にて検出される。図９では、ドップラ観測範囲の上限が１に正規化されている。
　また、速度スペクトラムでは、物体との間に相対速度がある場合は、これらＭ個のドップラ周波数は、相対速度に応じた大きさだけシフトし、相対速度の大きさによっては、周波数の折り返しが発生する。
　これらＳ２６０およびＳ２７０の算出結果から、レーダ波を反射した物体との距離および相対速度を表す二次元スペクトラム（以下、受信スペクトラム）が、受信アンテナ毎に生成される。図１０は、受信アンテナが４個である場合の受信スペクトラムと、受信スペクトラムで検出されるピークとを示す。
　Ｓ２７０の処理が終了すると、処理部６は、図６に示すように、Ｓ２８０にて、受信アンテナ毎に、受信スペクトラムを用いて、レーダ波を反射した物体との距離および相対速度と、物体が存在する方位とを算出する情報生成処理を実行し、測定処理を終了する。
　次に、Ｓ２８０で実行される情報生成処理の手順を説明する。
　情報生成処理が実行されると、処理部６は、図１１に示すように、まずＳ３１０にて、Ｓ２７０にて受信アンテナ毎に生成されたＮ個の受信スペクトラムを、インコヒーレント積分して、一つの統合スペクトラムｇ（ｒ，ｖ）を算出する。受信アンテナ毎の受信スペクトラムをｓ（ｒ，ｖ，Ｒｃｈ）で表すものとして、統合スペクトラムｇ（ｒ，ｖ）は、式（１）を用いて算出される。ｒは距離であり、ｖは、ドップラ観測範囲の上限周波数に対応する速度を１とする正規化ドップラ速度であり、Ｒｃｈは、受信アンテナを識別する番号である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
  
　処理部６は、Ｓ３２０にて、統合スペクトラム上で、予め設定された閾値以上の強度を有するピークがＭ個以上検出されている距離を候補距離として、候補距離のうち、以下のＳ３３０からＳ３８０での処理の対象として未だ選択されていない距離を、対象距離ｒとして選択する。
　処理部６は、Ｓ３３０にて、Ｓ３２０で選択された対象距離ｒで検出される複数のピークのうち、以下のＳ３４０からＳ３７０での処理対象として未だ選択されていないピークに対応する速度を対象速度ｖとして選択する。ここでは、処理部６は、速度が小さいものから順番に選択する。
　処理部６は、Ｓ３４０にて、対象速度ｖのピークが、位相回転量Δφ＝０°に対応したピークであると仮定し、式（２）に従って、他の位相回転量に対応したピークが存在すると推定されるＭ－１個の対応点（ｒ，ｖｊ）、但し、ｊ＝２～Ｍを算出する。ｘ（ｊ）は、Ｓ２２０で選択されたΔφ＝０°以外の位相回転量である。ｖ，ｖｊは正規化されたドップラ周波数であり、０～１の値をとる。ｍｏｄ（ａ，ｍ）は、ａをｍで割った後の余りを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
  
　処理部６は、Ｓ３５０にて、Ｓ３４０で推定された対応点の全てについて、統合スペクトラム上でピーク（すなわち、二次極大点）が存在するか否かを判断し、肯定判断された場合はＳ３６０に移行し、否定判断された場合は、Ｓ３９０に移行する。以下では、対応点に対応するＭ個のピークを候補ピーク群という。
　Ｓ３６０に移行すると、処理部６は、候補ピーク群が電力条件を満たすか否かを判断し、肯定判断された場合は、Ｓ３７０に移行し、否定判断された場合は、Ｓ３９０に移行する。ここでは、電力条件として、候補ピーク群に属するピークの信号強度差が、予め設定された許容範囲内にあることを用いる。これは、同一物体からの反射波に基づくピークの信号強度は、いずれも類似しているはずであるとの知見に基づく。
　Ｓ３７０に移行すると、処理部６は、候補ピーク群が位相条件を満たすか否かを判断し、肯定判断された場合は、Ｓ３８０に移行し、否定判断された場合は、Ｓ３９０に移行する。ここでは、位相条件として、基準受信チャンネルとそれ以外の受信チャンネル位相差を算出し、候補ピーク間でこの位相差の差異が予め設定された許容範囲にあることを用いる。これは、同一物体からの反射波に基づくピークは、いずれも同じ方向から到来するはずであるとの知見に基づき、同じ方向から到来するピークの受信間位相差は、いずれも似たような大きさになることに基づく。以下では、Ｓ３７０にて肯定判断された候補ピーク群を、同一物体ピーク群という。
　Ｓ３８０に移行すると、処理部６は、対象距離ｒと対象速度ｖとの組を、物体情報として登録する。更に、処理部６は、以下のようにして算出した方位θも物体情報に追加する。すなわち、受信アンテナ毎に算出されたＮ個の受信スペクトラムのそれぞれから、Ｍ個の同一物体ピーク群に対応する各ピークを抽出する。抽出されたＭ×Ｎ個のピークを、Ｍ×Ｎ個の送受信チャネルからの受信信号とみなして、ＭＵＳＩＣまたはビームフォーミング等の方位検出処理を実行することで、物体の方位θを算出する。ＭＵＳＩＣは、Multiple signal classificationの略である。
　Ｓ３９０に移行すると、処理部６は、対象距離ｒで検出される全てのピーク（すなわち、速度）が、対象速度ｖとして選択された否かを判断し、肯定判断された場合はＳ４００に移行し、否定判断された場合は、Ｓ３３０に移行する。
　Ｓ４００に移行すると、処理部６は、全ての候補距離が対象距離ｒとして選択されたか否かを判断し、肯定判断された場合は、情報生成処理を終了し、否定判断された場合は、Ｓ３２０に移行する。
　以下、Ｓ２０の測定処理で算出された相対速度、距離および方位をそれぞれ、ｖ１，ｒ１，θ１と表記する。
　Ｓ２０の処理が終了すると、処理部６は、図５に示すように、Ｓ３０にて、繰返周期Ｔｐを、基準時間Ｔｃと、予め設定された変動時間ΔＴとを加算した値に設定する。
　そして処理部６は、Ｓ４０にて、Ｓ２０と同様にして、測定処理を実行する。以下、Ｓ４０の測定処理で算出された相対速度、距離および方位をそれぞれ、ｖ２，ｒ２，θ２と表記する。
　Ｓ４０の処理が終了すると、処理部６は、Ｓ５０にて、繰返周期Ｔｐを、基準時間Ｔｃから変動時間ΔＴを減算した値に設定する。
　そして処理部６は、Ｓ６０にて、Ｓ２０と同様にして、測定処理を実行する。以下、Ｓ６０の測定処理で算出された相対速度、距離および方位をそれぞれ、ｖ３，ｒ３，θ３と表記する。
　次に処理部６は、Ｓ８０にて、速度に関する事後分布計算を実行する。
　ここで、スタガ変調について説明する。スタガ変調は、測定周期Ｔｆ毎に繰返周期Ｔｐを変化させることにより、速度折り返しゴーストの観測速度をランダムに変化させて、履歴接続され難くする手法である。
　例えば、図１２に示すように、測定周期Ｔｆ毎に、繰返周期Ｔｐを、基準時間Ｔｃと、基準時間Ｔｃと変動時間ΔＴとを加算した時間とで交互に変化させるとする。ＦＣＭ方式では、観測速度ｖｏｂｓの観測可能速度範囲は、λをチャープ信号の波長として、「－λ／４Ｔｐ＜ｖｏｂｓ≦＋λ／４Ｔｐ」で表される。
　この観測可能速度範囲から外れる相対速度を有するターゲット物標は、速度が折り返されて観測されてしまう。
　図１３は、繰返周期Ｔｐが基準時間Ｔｃである場合と、繰返周期Ｔｐが基準時間Ｔｃと変動時間ΔＴとを加算した時間である場合とにおける実際の相対速度と観測速度との対応関係を示す図である。図１３の説明において、繰返周期Ｔｐが基準時間Ｔｃである場合における繰返周期Ｔｐを第１繰返周期Ｔｐ１、繰返周期Ｔｐが基準時間Ｔｃと変動時間ΔＴとを加算した時間である場合における繰返周期Ｔｐを第２繰返周期Ｔｐ２という。図１３において、直線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３は第１繰返周期Ｔｐ１における対応関係を示し、直線Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６は第２繰返周期Ｔｐ２における対応関係を示す。
　図１３に示すように、繰返周期Ｔｐが第１繰返周期Ｔｐ１であるときにおいて観測速度ｖｏｂｓが速度Ｖｏであったとすると、実際の相対速度は、速度Ｖｒ１、速度Ｖｒ２および速度Ｖｒ３が想定される。なお、Ｖｏ＝Ｖｒ１である。速度Ｖｒ２は、正側で１回折り返した速度に相当する。速度Ｖｒ３は、負側で１回折り返した速度に相当する。
　また、繰返周期Ｔｐが第２繰返周期Ｔｐ２であるときにおいて観測速度ｖｏｂｓが速度Ｖｏであったとすると、実際の相対速度は、速度Ｖｒ１、速度Ｖｒ４および速度Ｖｒ５が想定される。速度Ｖｒ４は、正側で１回折り返した速度に相当する。速度Ｖｒ５は、負側で１回折り返した速度に相当する。
　本実施形態では、図１４に示すように、１サイクル目に、繰返周期Ｔｐを基準時間Ｔｃとし、２サイクル目に、繰返周期Ｔｐを基準時間Ｔｃと変動時間ΔＴとを加算した時間とし、３サイクル目に、繰返周期Ｔｐを基準時間Ｔｃから変動時間ΔＴを減算した時間としている。
　グラフＧＲ１、ＧＲ２，ＧＲ３は、縦軸を速度とし、横軸を距離として、レーダ装置１が観測した速度および距離を示す。グラフＧＲ１、ＧＲ２，ＧＲ３はそれぞれ、１，２，３サイクル目における観測結果である。
　図１４では、１サイクル目における観測可能速度範囲は－７０ｋｍ／ｈ～＋７０ｋｍ／ｈ、２サイクル目における観測可能速度範囲は－５０ｋｍ／ｈ～＋５０ｋｍ／ｈ、３サイクル目における観測可能速度範囲は－９０ｋｍ／ｈ～＋９０ｋｍ／ｈである。
　グラフＧＲ１の点Ｐｏ１で示すように１サイクル目の観測速度ｖｏｂｓが速度Ｖｏ１であった場合に、第１仮説、第２仮説および第３仮説を設定する。第１仮説は、実際の相対速度が正側で１回折り返した速度であると仮定する。第２仮説は、実際の相対速度が折り返していない速度であると仮定する。第３仮説は、実際の相対速度が負側で１回折り返した速度であると仮定する。
　具体的には、１サイクル目において、第１仮説は、円Ｃ１で示すように、実際の速度が正側で１回折り返した速度Ｖｒ１１であると仮定する。第２仮説は、実際の速度折り返していない速度Ｖｏ１であると仮定する。第３仮説は、実際の速度が負側で１回折り返した速度Ｖｒ１２であると仮定する。
　グラフＧＲ２の点Ｐｏ２で示すように、２サイクル目の観測速度ｖｏｂｓが速度Ｖｏ２であったとする。予測ゲートＧ１，Ｇ２，Ｇ３はそれぞれ、１サイクル目の第１，２，３仮説に基づいて２サイクル目の速度および距離を予測した範囲を示す。グラフＧＲ２は、２サイクル目の観測結果が、第１仮説の予測ゲートＧ１内に含まれることを示している。円Ｃ４は、正側で１回折り返した速度を示す。円Ｃ５は、負側で１回折り返した速度を示す。
　グラフＧＲ３の点Ｐｏ３で示すように、３サイクル目の観測速度ｖｏｂｓが速度Ｖｏ３であったとする。予測ゲートＧ４，Ｇ５，Ｇ６はそれぞれ、１サイクル目の第１，２，３仮説に基づいて３サイクル目の速度および距離を予測した範囲を示す。グラフＧＲ３は、３サイクル目の観測結果が、第１仮説の予測ゲートＧ４内に含まれることを示している。円Ｃ６は、正側で１回折り返した速度を示す。円Ｃ７は、負側で１回折り返した速度を示す。
　上述のように、２サイクル目および３サイクル目の観測結果がそれぞれ、第１仮説の予測ゲートＧ１および予測ゲートＧ４内に含まれているため、レーダ装置１は、実際の速度が、正側で１回折り返した速度であると判断することができる。
　このように、スタガ変調を用いて、上記の第１，２，３仮説を設定することにより、実際の速度が、折り返していない速度であるか、正側で１回折り返した速度であるか、負側で１回折り返した速度であるかを判断することが可能である。
　Ｓ８０では、処理部６は、ターゲットの速度の推定値μｖ，ｉ（ｉ＝－１，０，＋１）を既知として、速度の精度λｖ，ｉ（以下、速度精度λｖ，ｉ）を推定する。
　μｖ，０は、１サイクル目の観測速度である。μｖ，＋１は、正側での１回の折り返しを仮定した第１仮説を採用した場合における１サイクル目の速度である。μｖ，－１は、負側での１回の折り返しを仮定した第３仮説を採用した場合における１サイクル目の速度である。
　また、λｖ，０は、折り返しを仮定していない第２仮説を採用した場合における精度である。λｖ，＋１は、第１仮説を採用した場合における精度である。λｖ，－１は、第３仮説を採用した場合における精度である。
　そして、図１５に示すように、１サイクル目で観測速度ｖ１が得られて、２サイクル目で観測速度ｖ２が得られた場合において、第１，２，３仮説を採用した場合における２サイクル目の速度の精度分布が算出される。さらに、３サイクル目で観測速度ｖ３が得られた場合において、第１，２，３仮説を採用した場合における３サイクル目の速度の精度分布が算出される。
　ｐ（λｖ，＋１｜μｖ，＋１，ｖ１，ｖ２）は、第１仮説を採用した場合における２サイクル目の速度の精度分布である。ｐ（λｖ，０｜μｖ，０，ｖ１，ｖ２）は、第２仮説を採用した場合における２サイクル目の速度の精度分布である。ｐ（λｖ，－１｜μｖ，－１，ｖ１，ｖ２）は、第３仮説を採用した場合における２サイクル目の速度の精度分布である。
　ｐ（λｖ，＋１｜μｖ，＋１，ｖ１，ｖ２，ｖ３）は、第１仮説を採用した場合における３サイクル目の速度の精度分布である。ｐ（λｖ，０｜μｖ，０，ｖ１，ｖ２，ｖ３）は、第２仮説を採用した場合における３サイクル目の速度の精度分布である。ｐ（λｖ，－１｜μｖ，－１，ｖ１，ｖ２，ｖ３）は、第３仮説を採用した場合における３サイクル目の速度の精度分布である。
　ベイズの定理より、式（３）が成立する。なお、式（３）におけるｐ（λｖ，ｉ｜μｖ，ｉ，ｖ）は事後分布であり、ｐ（λｖ，ｉ｜μｖ，ｉ）は事前分布である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
  
　このため、第１，２，３仮説を採用した場合における３サイクル目の速度の精度分布は、式（４）で計算することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
  
　式（４）において、事前分布ｐ（λｖ，ｉ｜μｖ，ｉ，ｖ１）に、式（５）に示すガンマ分布を仮定すると、２サイクル目以降の事後分布は、式（６）に示すように、全てガンマ分布となる。式（６）におけるハイパーパラメータａＮおよびハイパーパラメータｂＮはそれぞれ、式（７）および式（８）で算出される。式（８）におけるｖｎ，ｉは、ｎサイクル目の観測速度のｉ回折り返し速度である。そして、速度精度λｖ，ｉの期待値は、式（９）で簡易に算出される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
  
　Ｓ８０では、処理部６は、Ｓ２０，Ｓ４０，Ｓ６０の測定処理で算出された相対速度ｖ１，ｖ２，ｖ３を用いて、式（７），（８），（９）により、精度λｖ，＋１，λｖ，０，λｖ，－１の期待値Ｅ［λｖ，＋１］，Ｅ［λｖ，０］，Ｅ［λｖ，－１］を算出する。
　次に処理部６は、Ｓ９０にて、距離に関する事後分布計算を実行する。Ｓ９０では、処理部６は、ターゲットの速度の推定値μｖ，ｉ（ｉ＝－１，０，＋１）を既知として、距離の精度λｒ，ｉを推定する。
　また、λｒ，０は、第２仮説を採用した場合における距離の精度である。λｒ，＋１は、第１仮説を採用した場合における距離の精度である。λｒ，－１は、第３仮説を採用した場合における距離の精度である。
　そして、図１６に示すように、１サイクル目で観測速度ｖ１および距離ｒ１が得られて、２サイクル目で距離ｒ２が得られた場合において、第１，２，３仮説を採用した場合における２サイクル目の距離の精度分布が算出される。さらに、３サイクル目で距離ｒ３が得られた場合において、第１，２，３仮説を採用した場合における３サイクル目の距離の精度分布が算出される。距離ｒｎは、ｎサイクル目での観測距離である（ｎ＝１，２，３）。
　ｐ（λｒ，＋１｜μｖ，＋１，ｖ１，ｒ１，ｒ２）は、第１仮説を採用した場合における２サイクル目の距離の精度分布である。ｐ（λｒ，０｜μｖ，０，ｖ１，ｒ１，ｒ２）は、第２仮説を採用した場合における２サイクル目の距離の精度分布である。ｐ（λｒ，－１｜μｖ，－１，ｖ１，ｒ１，ｒ２）は、第３仮説を採用した場合における２サイクル目の距離の精度分布である。
　ｐ（λｒ，＋１｜μｖ，＋１，ｖ１，ｒ１，ｒ２，ｒ３）は、第１仮説を採用した場合における３サイクル目の距離の精度分布である。ｐ（λｒ，０｜μｖ，０，ｖ１，ｒ１，ｒ２，ｒ３）は、第２仮説を採用した場合における３サイクル目の距離の精度分布である。ｐ（λｒ，－１｜μｖ，－１，ｖ１，ｒ１，ｒ２，ｒ３）は、第３仮説を採用した場合における３サイクル目の距離の精度分布である。
　式（４）と同様にして、第１，２，３仮説を採用した場合における３サイクル目の距離の精度分布は、式（１０）で計算することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
  
　式（１０）において、事前分布ｐ（λｒ，ｉ｜μｖ，ｉ，ｖ１，ｒ１）に、式（１１）に示すガンマ分布を仮定すると、２サイクル目以降の事後分布は、式（１２）に示すように、全てガンマ分布となる。式（１２）におけるハイパーパラメータａＮおよびハイパーパラメータｂＮはそれぞれ、式（１３）および式（１４）で算出される。式（１４）におけるＴは、サイクル間隔時間である。そして、距離の精度λｒ，ｉ（以下、距離精度λｒ，ｉ）の期待値は、式（１５）で簡易に算出される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
  
　Ｓ９０では、処理部６は、Ｓ２０，Ｓ４０，Ｓ６０の測定処理で算出された相対速度ｖ１と距離ｒ１，ｒ２，ｒ３を用いて、式（１３），（１４），（１５）により、精度λｒ，＋１，λｒ，０，λｒ，－１の期待値Ｅ［λｒ，＋１］，Ｅ［λｒ，０］，Ｅ［λｒ，－１］を算出する。
　次に処理部６は、Ｓ１００にて、方位に関する事後分布計算を実行する。Ｓ１００では、処理部６は、ターゲットの方位の推定値μθ，ｉおよび精度λθ，ｉ（ｉ＝－１，０，＋１）を未知として、方位の推定値μθ，ｉおよび方位の精度λθ，ｉ（以下、方位精度λθ，ｉ）の両方を同時推定する。
　図１７に示すように、１サイクル目で観測速度ｖ１および方位θ１が得られて、２サイクル目で方位θ２が得られた場合において、第１，２，３仮説を採用した場合における２サイクル目の方位の精度分布が算出される。さらに、３サイクル目で方位θ３が得られた場合において、第１，２，３仮説を採用した場合における３サイクル目の方位の精度分布が算出される。方位θｎは、ｎサイクル目での観測方位である（ｎ＝１，２，３）。
　ｐ（μθ，＋１，λθ，＋１｜ｖ１，θ１，θ２）は、第１仮説を採用した場合における２サイクル目の方位の精度分布である。ｐ（μθ，０，λθ，０｜ｖ１，θ１，θ２）は、第２仮説を採用した場合における２サイクル目の方位の精度分布である。ｐ（μθ，－１，λθ，－１｜ｖ１，θ１，θ２）は、第３仮説を採用した場合における２サイクル目の方位の精度分布である。
　ｐ（μθ，＋１，λθ，＋１｜ｖ１，θ１，θ２，θ３）は、第１仮説を採用した場合における３サイクル目の方位の精度分布である。ｐ（μθ，０，λθ，０｜ｖ１，θ１，θ２，θ３）は、第２仮説を採用した場合における３サイクル目の方位の精度分布である。ｐ（μθ，－１，λθ，－１｜ｖ１，θ１，θ２，θ３）は、第３仮説を採用した場合における３サイクル目の方位の精度分布である。
　第１，２，３仮説を採用した場合における３サイクル目の方位の精度分布ｐ（μθ，ｉ，λθ，ｉ｜ｖ１，θ１，θ２，θ３）の共役事前分布は、ガウス―ガンマ分布となる。式（１６）に示すように、事前分布ｐ（μθ，ｉ，λθ，ｉ｜ｖ１，θ１）にガウス―ガンマ分布を仮定すると、２サイクル目以降の事後分布は、式（１７）に示すように、全てガンマ分布となる。式（１７）におけるμＮ，λＮ，ａＮ，ｂＮはそれぞれ、式（１８），（１９），（２０），（２１）で表される。そして、方位精度λθ，ｉの期待値は、式（２２）で簡易に算出される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
  
　Ｓ１００では、処理部６は、Ｓ２０，Ｓ４０，Ｓ６０の測定処理で算出された相対速度ｖ１と方位θ１，θ２，θ３を用いて、式（１８）～（２２）により、方位精度λθ，＋１，λθ，０，λθ，－１の期待値Ｅ［λθ，＋１］，Ｅ［λθ，０］，Ｅ［λθ，－１］を算出する。
　次に処理部６は、Ｓ１１０にて、Ｓ８０，Ｓ９０，Ｓ１００で算出された期待値を用いて、ターゲット速度を決定し、物体検出処理を一旦終了する。具体的には、処理部６は、まず、第１仮説の全期待値Ｅｔ１と、第２仮説の全期待値Ｅｔ２と、第３仮説の全期待値Ｅｔ３とをそれぞれ、式（２３），（２４），（２５）により算出する。そして処理部６は、全期待値Ｅｔ１，Ｅｔ２，Ｅｔ３のうち、最も値が大きい全期待値に対応する仮説に基づく速度を、ターゲット速度として決定する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
  
　なお、第１，２，３仮説における３サイクル目の状態確率分布ｐｉ｜ｘ１，ｘ２，ｘ３（ｉ＝＋１，０，－１）を、式（２６）に示すように簡易化して、ナイーブベイズ的に考えると、最終的なトータルな精度は、式（２７）で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
  
　このように構成されたレーダ装置１は、送信部２と、受信部５と、処理部６とを備える。
　送信部２は、予め設定された測定周期Ｔｆを１回のサイクルとして、測定周期Ｔｆが経過する毎に、時間に対して周波数が変化するレーダ波を予め設定された繰返周期Ｔｐ毎に予め設定された繰返数Ｋだけ繰り返して送信する。
　処理部６は、測定周期Ｔｆが経過する毎に繰返周期Ｔｐを変化させる。
　受信部５および処理部６は、物体で反射したレーダ波を受信することによって、少なくとも、レーダ波を反射した物体（以下、反射物体）との相対速度を、観測速度として検出する。
　処理部６は、ｐ（λｖ，ｉ｜μｖ，ｉ，ｖ１）と、３サイクル分の観測速度の検出結果とにより算出される第１仮説、第２仮説および第３仮説のそれぞれについてのｐ（λｖ，ｉ｜μｖ，ｉ，ｖ１，ｖ２，ｖ３）に基づき、第１仮説、第２仮説および第３仮説の何れか１つの仮説を選択する。
　このようにレーダ装置１は、ｐ（λｖ，＋１｜μｖ，＋１，ｖ１，ｖ２，ｖ３）と、ｐ（λｖ，０｜μｖ，０，ｖ１，ｖ２，ｖ３）と、ｐ（λｖ，－１｜μｖ，－１，ｖ１，ｖ２，ｖ３）とのうち、速度精度λｖ，ｉが最も高くなる事後分布に対応する仮説を選択することができる。従って、レーダ装置１は、第１仮説、第２仮説および第３仮説のうち、少なくとも２つの仮説の事後分布で同時に速度精度λｖ，ｉが最高となる事態の発生を抑制できる。このため、レーダ装置１は、第１仮説、第２仮説および第３仮説のうち、どの仮説が正しいかを決定することができなくなってしまうという事態の発生を抑制し、物体の速度の検出精度を向上させることができる。
　また処理部６は、更に、反射物体との間の距離を、観測距離として検出する。そして処理部６は、ｐ（λｖ，ｉ｜μｖ，ｉ，ｖ１，ｖ２，ｖ３）に加えて、少なくとも、ｐ（λｒ，ｉ｜μｖ，ｉ，ｖ１，ｒ１）と、３サイクル分の観測距離の検出結果とにより算出される第１仮説、第２仮説および第３仮説のそれぞれについてのｐ（λｒ，ｉ｜μｖ，ｉ，ｖ１，ｒ１，ｒ２，ｒ３）に基づき、第１仮説、第２仮説および第３仮説の何れか１つの仮説を選択する。
　これにより、レーダ装置１は、速度精度λｖ，ｉに加えて、距離精度λｒ，ｉを用いて、仮説を選択することができる。このため、レーダ装置１は、第１仮説、第２仮説および第３仮説のうち、どの仮説が正しいかを決定することができなくなってしまうという事態の発生を更に抑制し、物体の速度の検出精度を更に向上させることができる。
　また処理部６は、更に、反射物体が存在する方位を、観測方位として検出する。そして処理部６は、ｐ（λｖ，ｉ｜μｖ，ｉ，ｖ１，ｖ２，ｖ３）に加えて、少なくとも、ｐ（μθ，ｉ，λθ，ｉ｜ｖ１，θ１）と、３サイクル分の観測方位の検出結果とにより算出される第１仮説、第２仮説および第３仮説のそれぞれについてのｐ（μθ，ｉ，λθ，ｉ｜ｖ１，θ１，θ２，θ３）に基づき、第１仮説、第２仮説および第３仮説の何れか１つの仮説を選択する。
　これにより、レーダ装置１は、速度精度λｖ，ｉに加えて、方位精度λθ，ｉを用いて、仮説を選択することができる。このため、レーダ装置１は、第１仮説、第２仮説および第３仮説のうち、どの仮説が正しいかを決定することができなくなってしまうという事態の発生を更に抑制し、物体の速度の検出精度を更に向上させることができる。
　また、ｐ（λｖ，ｉ｜μｖ，ｉ，ｖ１）およびｐ（λｒ，ｉ｜μｖ，ｉ，ｖ１，ｒ１）は、ガンマ分布である。これにより、レーダ装置１は、ｐ（λｖ，ｉ｜μｖ，ｉ，ｖ１，ｖ２，ｖ３）およびｐ（λｒ，ｉ｜μｖ，ｉ，ｖ１，ｒ１，ｒ２，ｒ３）を算出するための演算量を低減することができる。
　また、ｐ（μθ，ｉ，λθ，ｉ｜ｖ１，θ１）は、ガウス―ガンマ分布である。これにより、レーダ装置１は、ｐ（μθ，ｉ，λθ，ｉ｜ｖ１，θ１，θ２，θ３）を算出するための演算量を低減することができる。
　以上説明した実施形態において、チャープ信号はレーダ波に相当し、Ｓ１０，Ｓ３０，Ｓ５０は繰返周期設定部としての処理に相当し、Ｓ２０，Ｓ４０，Ｓ６０は物体検出部としての処理に相当し、Ｓ８０～Ｓ１１０は仮説選択部としての処理に相当する。
　また、ｐ（λｖ，ｉ｜μｖ，ｉ，ｖ１）は速度精度事前分布に相当し、３サイクルは分布計算回数に相当し、ｐ（λｖ，ｉ｜μｖ，ｉ，ｖ１，ｖ２，ｖ３）は速度精度事後分布に相当する。
　また、ｐ（λｒ，ｉ｜μｖ，ｉ，ｖ１，ｒ１）は距離精度事前分布に相当し、ｐ（λｒ，ｉ｜μｖ，ｉ，ｖ１，ｒ１，ｒ２，ｒ３）は距離精度事後分布に相当する。
　また、ｐ（μθ，ｉ，λθ，ｉ｜ｖ１，θ１）は方位精度事前分布に相当し、ｐ（μθ，ｉ，λθ，ｉ｜ｖ１，θ１，θ２，θ３）は方位精度事後分布に相当する。
　以上、本開示の一実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、種々変形して実施することができる。
　［変形例１］
　例えば上記実施形態では、速度、距離および方位に関する事後分布計算を実行する形態を示した。しかし、速度に関する事後分布計算のみを実行するようにしてもよいし、速度および距離に関する事後分布計算を実行するようにしてもよいし、速度および方位に関する事後分布計算を実行するようにしてもよい。
　また、上記実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素に分担させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に発揮させたりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。
　上述したレーダ装置１の他、当該レーダ装置１を構成要素とするシステム、当該レーダ装置１としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した媒体、速度検出方法など、種々の形態で本開示を実現することもできる。

Claims (6)

  1. 　予め設定された測定周期を１回のサイクルとして、前記測定周期が経過する毎に、時間に対して周波数が変化するレーダ波を予め設定された繰返周期毎に繰り返して送信するように構成された送信部（２）と、
    　前記測定周期が経過する毎に前記繰返周期を変化させるように構成された繰返周期設定部（６，Ｓ１０，Ｓ３０，Ｓ５０）と、
    　物体で反射した前記レーダ波を受信することによって、少なくとも、前記レーダ波を反射した前記物体である反射物体との相対速度を、観測速度として検出するように構成された物体検出部（５，６，Ｓ２０，Ｓ４０，Ｓ６０）と、
    　前記観測速度が、前記繰返周期に基づいて設定される観測可能速度範囲の上限より大きい前記相対速度の折り返しによる検出結果であると仮定する仮説を第１仮説とし、前記観測速度が、前記相対速度の前記折り返しがない場合の検出結果であると仮定する仮説を第２仮説とし、前記観測速度が、前記観測可能速度範囲の下限より小さい前記相対速度の前記折り返しによる検出結果であると仮定する仮説を第３仮説とし、前記相対速度の精度を速度精度とし、前記速度精度に関する事前分布を速度精度事前分布とし、予め設定された分布計算回数の前記サイクルが経過した後における前記速度精度に関する事後分布を速度精度事後分布として、前記速度精度事前分布と、前記分布計算回数分の前記観測速度の検出結果とにより算出される前記第１仮説、前記第２仮説および前記第３仮説のそれぞれについての前記速度精度事後分布に基づき、前記第１仮説、前記第２仮説および前記第３仮説の何れか１つの仮説を選択するように構成された仮説選択部（６，Ｓ８０，Ｓ１１０）と
    　を備えるレーダ装置（１）。
  2. 　請求項１に記載のレーダ装置であって、
    　前記物体検出部は、更に、前記反射物体との間の距離を、観測距離として検出するように構成され、
    　前記仮説選択部（６，Ｓ９０，Ｓ１１０）は、前記距離の精度を距離精度とし、前記距離精度に関する事前分布を距離精度事前分布とし、前記分布計算回数の前記サイクルが経過した後における前記距離精度に関する事後分布を距離精度事後分布として、前記速度精度事後分布に加えて、少なくとも、前記距離精度事前分布と、前記分布計算回数分の前記観測距離の検出結果とにより算出される前記第１仮説、前記第２仮説および前記第３仮説のそれぞれについての前記距離精度事後分布に基づき、前記第１仮説、前記第２仮説および前記第３仮説の何れか１つの仮説を選択するように構成されるレーダ装置。
  3. 　請求項１または請求項２に記載のレーダ装置であって、
    　前記物体検出部は、更に、前記反射物体が存在する方位を、観測方位として検出するように構成され、
    　前記仮説選択部（６，Ｓ１００，Ｓ１１０）は、前記方位の精度を方位精度とし、前記方位精度に関する事前分布を方位精度事前分布とし、前記分布計算回数の前記サイクルが経過した後における前記方位精度に関する事後分布を方位精度事後分布として、前記速度精度事後分布に加えて、少なくとも、前記方位精度事前分布と、前記分布計算回数分の前記観測方位の検出結果とにより算出される前記第１仮説、前記第２仮説および前記第３仮説のそれぞれについての前記方位精度事後分布に基づき、前記第１仮説、前記第２仮説および前記第３仮説の何れか１つの仮説を選択するように構成されるレーダ装置。
  4. 　請求項１に記載のレーダ装置であって、
    　前記速度精度事前分布は、ガンマ分布であるレーダ装置。
  5. 　請求項２に記載のレーダ装置であって、
    　前記距離精度事前分布は、ガンマ分布であるレーダ装置。
  6. 　請求項３に記載のレーダ装置であって、
    　前記方位精度事前分布は、ガウス―ガンマ分布であるレーダ装置。
     
     
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