WO2020138108A1 - 検知装置及び検知方法 - Google Patents

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WO2020138108A1
WO2020138108A1 PCT/JP2019/050686 JP2019050686W WO2020138108A1 WO 2020138108 A1 WO2020138108 A1 WO 2020138108A1 JP 2019050686 W JP2019050686 W JP 2019050686W WO 2020138108 A1 WO2020138108 A1 WO 2020138108A1
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target
detection
cfar
detection device
correlation
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PCT/JP2019/050686
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森田　忠士
岸上　高明
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • G01S7/32—Shaping echo pulse signals; Deriving non-pulse signals from echo pulse signals

Definitions

  • the present disclosure relates to a detection device and a detection method.
  • the detection device outputs a transmission wave (for example, a pulse signal) from the detection device, and a detection signal obtained by receiving and detecting a return wave from an object (target) existing in the surroundings and a transmission wave.
  • a transmission wave for example, a pulse signal
  • a detection signal obtained by receiving and detecting a return wave from an object (target) existing in the surroundings and a transmission wave.
  • the target is detected based on the correlation with the used code sequence (for example, refer to Patent Document 1).
  • One of the purposes of the present disclosure is to improve the detection performance of the detection device.
  • a detection device is a correlation processing system that calculates a correlation value between a transmitted wave and a reflected wave of the transmitted wave reflected by a target for each of a plurality of frequencies, and the plurality of frequencies at a predetermined timing.
  • a detection unit that detects the target using a correlation value.
  • a detection method calculates a correlation value of a transmitted wave and a reflected wave of the transmitted wave reflected by a target for each of a plurality of frequencies, and uses the correlation value of the plurality of frequencies at a predetermined timing. Then, the target is detected.
  • the detection performance of the detection device can be improved.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of T-CFAR processing according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of F-CFAR processing according to the first embodiment.
  • Block diagram showing a configuration example of a detection device according to the second embodiment The figure which shows an example of the detection process which concerns on Embodiment 2. The figure which shows an example of the detection process which concerns on Embodiment 3.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a detection device 10 according to the present exemplary embodiment.
  • the detection device 10 includes, for example, a transmission device 100 and a reception device 200.
  • the transmission device 100 includes a transmission wave generation unit 101 and a transmission unit 102.
  • the transmission wave generation unit 101 generates a transmission wave and outputs the generated transmission wave to the transmission unit 102.
  • the transmission wave generation unit 101 modulates a carrier wave of the frequency fc using a known code sequence according to a predetermined coding method (for example, a digital modulation method), and a modulated wave is generated.
  • a predetermined coding method for example, a digital modulation method
  • the predetermined encoding method may be phase shift keying such as BPSK (Binary Phase Shift Keying) or QPSK (Quadrature Phase Shift Keying).
  • the known code sequence may be predetermined as, for example, "1,0,1,0,1,0,1,0".
  • the modulated wave may be a pulse wave or a continuous wave, for example.
  • the frequency fc may be 56 kHz in the case of a sonar system, for example.
  • the transmission unit 102 performs a transmission process such as amplification on the transmission wave (modulated wave) output from the transmission wave generation unit 101, and outputs the transmission wave after the transmission process to the external space.
  • the modulated wave emitted from the transmission device 100 is reflected by the target T. Part of the reflected wave is received by the receiving device 200 as a return wave.
  • the receiving apparatus 200 illustrated in FIG. 1 includes a receiving unit 201, m (where m is an integer of 2 or more) correlation processing systems 202, an integrating unit 203, and a T-CFAR (Time domain-Constant False Alarm Rate) processing unit 204. , An F-CFAR (Frequency domain CFAR) processing unit 205, a threshold setting unit 207, and a detection unit 208.
  • m is an integer of 2 or more
  • T-CFAR Time domain-Constant False Alarm Rate
  • the receiving unit 201 receives an input wave, performs a receiving process such as amplification on the received input wave, and outputs the input wave after the receiving process to each correlation processing system 202.
  • the input wave received by the receiving unit 201 may include, for example, the above-described return wave and an unnecessary wave different from the return wave.
  • Each correlation processing system 202 has a correlation value between an input wave (in other words, a reflected wave reflected by the target T) output from the receiving unit 201 and a transmitted wave (in other words, a known code sequence used for the transmitted wave). (In other words, strength) is calculated for each of a plurality of frequencies, and the correlation signal indicating the correlation value is output to the integration unit 203 and the F-CFAR processing unit 205.
  • the frequency of the return wave received by the reception device 200 is different from the frequency fc of the modulated wave from the transmission device 100 due to the Doppler effect.
  • the frequency of the return wave becomes higher than the frequency fc of the modulated wave due to the Doppler effect.
  • the wavelength of the return wave is shorter than the wavelength of the modulated wave.
  • the target T moves away from the receiving device 200, the frequency of the return wave becomes lower than the frequency fc of the modulated wave due to the Doppler effect.
  • the wavelength of the return wave is longer than the wavelength of the modulated wave.
  • the frequencies of the return waves to be detected differ from each other depending on the relative speed of the target T to be detected with respect to the detection device 10.
  • the detection device 10 detects the target T for each of m speed systems by the m correlation processing systems 202.
  • correlation processing systems 202 each having a relative speed of ⁇ 20 km/h in steps of 1 km/h are provided.
  • the correlation processing system 202 corresponding to the relative speed of 0 km/h outputs a correlation signal having a large peak as a main lobe component, and the correlation corresponding to other relative speeds.
  • a correlation signal having a small peak can be output from the processing system 202 as a side lobe component.
  • the configuration in which the target T can be detected in steps of 1 km/h within a range of ⁇ 20 km/h with respect to the moving speed of the detection device 10 has been described.
  • the range in which the detection device 10 can detect the target T is not limited to the range of ⁇ 20 km/h, and may be another range.
  • the step value at which the detection device 10 can detect the target T is not limited to 1 km/h, and other steps may be used.
  • the value of m is not limited to 41 and may be another value.
  • the integrating unit 203 integrates the correlation values shown in the correlation signals output from the m correlation processing systems 202, and outputs the integrated correlation values to the T-CFAR processing unit 204 and the detection unit 208. For example, the integration unit 203 selects the correlation signal having the maximum correlation value from the correlation signals output from the m correlation processing systems 202, and sets the selected correlation value as the “integrated correlation value”. You can The integration process in the integration unit 203 is not limited to the maximum value selection process (in other words, the MAX process) and may be another process.
  • the T-CFAR processing unit 204 performs T-CFAR processing using the integrated correlation value output from the integration unit 203, and shows a trend indicating the characteristic (or tendency) of the integrated correlation value (in other words, the input wave) in the time direction.
  • a value (hereinafter referred to as a T-CFAR trend value) is calculated.
  • the T-CFAR processing unit 204 may calculate a moving average value of integrated correlation values and set the calculated value as the T-CFAR trend value.
  • OS Ordered Statistic
  • AVE Average
  • the F-CFAR processing unit 205 performs F-CFAR processing using the correlation signal output from each correlation processing system 202 at a predetermined timing, and the integrated correlation value (in other words, input wave) characteristic (or tendency) in the frequency direction. ) Is shown (hereinafter, F-CFAR trend value) is calculated.
  • the F-CFAR processing unit 205 may calculate an average of correlation signals of a plurality of frequencies (in other words, instantaneous) at a certain timing, and set the average as the F-CFAR trend value.
  • the F-CFAR processing unit 205 outputs information indicating the F-CFAR trend value to the synthesis unit 206.
  • the predetermined timing may be, for example, an hour unit (eg, one distance bin), or may be a timing having a shorter time length than the time length considered in the T-CFAR processing (eg, moving average).
  • the combining unit 206 combines (in other words, mixes) the T-CFAR trend value output from the T-CFAR processing unit 204 and the F-CFAR trend value output from the F-CFAR processing unit 205.
  • the combining unit 206 outputs the combined trend value indicating the combined value to the threshold setting unit 207.
  • the synthesizing unit 206 may set the average value of the T-CFAR trend value and the F-CFAR trend value as the synthetic trend value, or may set the value obtained by another calculation as the synthetic trend value. Good.
  • the threshold value setting unit 207 sets a threshold value used in the detection unit 208 for detecting the target T based on the combined trend value input from the combining unit 206. For example, the threshold setting unit 207 sets a value obtained by adding an offset to the combined trend value as the threshold. The threshold setting unit 207 outputs information indicating the set threshold to the detection unit 208.
  • the detection unit 208 detects the target T using the integrated correlation value output from the integration unit 203 and the threshold output from the threshold setting unit 207.
  • the detection unit 208 determines whether the integrated correlation value is greater than or equal to the threshold value. When the integrated correlation value is equal to or more than the threshold value, the detection unit 208 determines that the input wave to the reception unit 201 is the return wave from the target T, and determines that the target T exists in the visual field of the detection device 10. .. On the other hand, when the integrated correlation value is less than the threshold value, the detection unit 208 determines that the target T does not exist within the visual field of the detection device 10. The detection unit 208 may output information indicating the detection result including the presence or absence of the target T or the coordinates of the target T, for example.
  • the detection device 10 detects the target T (for example, the presence/absence of the target T).
  • the information indicating the detection result from the detection device 10 is, for example, an ADAS (Advanced Driver Assistance System) device including an advanced emergency braking system (AEBS) installed in a vehicle (for example, an ECU (ECU Electronic Control Unit), which may be output to (not shown).
  • AEBS Advanced Driver Assistance System
  • the ADAS may display the presence of the target T on the display device provided in the vehicle based on the information received from the detection device 10, or may output the sound from the voice output device.
  • the ADAS may automatically actuate the vehicle brakes as needed based on the information received from the detection device 10.
  • the detection device 10 performs time-direction CFAR processing (T-CFAR processing) and frequency-direction CFAR processing (F-CFAR processing). In other words, the detection device 10 performs CFAR processing in two dimensions in the time direction and the frequency direction.
  • the T-CFAR trend value is a parameter indicating the characteristics of signals in the time direction.
  • the T-CFAR trend value is obtained, for example, by averaging integrated correlation values of a plurality of times (in other words, a predetermined time width), or by sorting or the like.
  • FIG. 2 shows an example of T-CFAR processing.
  • the horizontal axis represents time (or distance bin), and the vertical axis represents correlation value (in other words, strength).
  • the T-CFAR trend value changes in accordance with the change in the correlation value (in other words, the level of the input wave) in the time direction.
  • the correlation value in other words, the level of the input wave
  • the threshold setting unit 207 can adaptively set the threshold considering the influence of the clutter component in the time direction.
  • the detection unit 208 can prevent the clutter component from being erroneously detected as the target T. In other words, the detection device 10 can remove the clutter component.
  • the F-CFAR trend value is a parameter indicating the characteristics of signals in the frequency direction.
  • the F-CFAR trend value is obtained, for example, by averaging correlation values at a plurality of frequencies at a predetermined timing (in other words, instantaneous time).
  • FIG. 3 shows an example of F-CFAR processing.
  • the horizontal axis represents time (or distance bin), and the vertical axis represents correlation value (in other words, intensity).
  • the T-CFAR processing is applied in the situation shown in FIG. 3, a plurality of correlation peaks are distributed over a plurality of timings in the time direction in the range R2.
  • the value (for example, the moving average value) is likely to rise under the influence of these correlation peaks.
  • the threshold value set by the T-CFAR process easily rises (not shown). Therefore, when the T-CFAR processing is applied in FIG. 3, the detection device 10 may not be able to detect a plurality of peaks (in other words, small signals or small correlation peaks) corresponding to the weakly reflective object shown in FIG. Increase.
  • the detection device 10 applies the F-CFAR process in the situation shown in FIG.
  • the F-CFAR processing uses the correlation value for each of a plurality of frequencies at a predetermined timing. Therefore, the F-CFAR trend value represents the characteristic of the signal (in other words, the trend) at the target timing, which is independent of the situation of the timing different from the timing. In other words, the F-CFAR trend value represents the instantaneous characteristic of the correlation value at a plurality of frequencies at a predetermined timing.
  • the F-CFAR trend value is less likely to be affected by the correlation peaks appearing at other timings at every predetermined timing, and the correlation value of each timing is Characteristics are easily reflected. Therefore, the F-CFAR trend value does not easily increase even when these plural correlation peaks exist, and the threshold value set by the F-CFAR processing does not easily increase.
  • the F-CFAR trend value representing the characteristic of the instantaneous correlation value has a steeper correlation peak than the T-CFAR trend value representing the characteristic of the correlation value over a plurality of timings. large. Therefore, the detection device 10 can detect each correlation peak by using the F-CFAR trend value even when there are a plurality of correlation peak values such as the range R2.
  • the detection device 10 is more likely to be able to detect each of the plurality of peaks corresponding to the weakly reflective object shown in FIG. 3 by the F-CFAR processing.
  • the detection device 10 calculates the correlation value between the transmitted wave and the reflected wave of the transmitted wave reflected by the target T for each of a plurality of frequencies. Then, the detection device 10 detects the target T by using the correlation value at a predetermined timing in the F-CFAR process, for example.
  • the detection apparatus 10 can improve the detection performance of the target T by such F-CFAR processing even when there are a plurality of weakly reflective objects.
  • the detection device 10 detects the target T by using the correlation value (for example, integrated correlation value) at a plurality of timings.
  • the detection apparatus 10 can improve the performance of removing clutter and the like and the detection performance of the target T by the T-CFAR process.
  • the detection device 10 can remove the clutter component by combining the T-CFAR process and the F-CFAR process, and can detect a weak reflection object (in other words, a small signal).
  • the detection performance can be improved.
  • the combining unit 206 may apply weighting between the T-CFAR trend value and the F-CFAR trend value.
  • the composition unit 206 may control the weighting according to the surrounding environment of the detection device 10.
  • the synthesizing unit 206 may weight the F-CFAR trend value higher than the T-CFAR trend value.
  • the detection device 10 can improve the detection performance for a weakly reflective object by the F-CFAR processing with priority over the detection performance by the T-CFAR processing.
  • the synthesis unit 206 may set the weighting of the F-CFAR trend value smaller than the weighting of the T-CFAR trend value.
  • the clutter removal performance by the T-CFAR processing can be preferentially improved over the detection performance by the F-CFAR processing.
  • the detection device 10 performs both the T-CFAR process and the F-CFAR process.
  • the detection device 10 may perform the F-CFAR process (in other words, the one-dimensional CFAR process in the frequency direction) without performing the T-CFAR process (or without the T-CFAR processing unit 204). .. Note that this processing is equivalent to setting the weighting of the T-CFAR trend value to 0 and the weighting of the F-CFAR trend value to 1 in the weighting described in the variation 1.
  • the detection device 10 may perform the T-CFAR process and the F-CFAR process together, for example.
  • the detection device 10 may perform the CFAR process using the correlation values distributed on the two-dimensional plane at a plurality of timings and a plurality of frequencies.
  • the calculation or the configuration of the detection device 10 can be simplified as compared with the case where the correlation value in the time direction and the correlation value in the frequency direction are individually processed.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a configuration example of the detection device 10a according to the present embodiment. 4, the same components as those in Embodiment 1 (for example, FIG. 1) are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
  • the integration unit 203a uses the correlation signal (in other words, the correlation signal used to calculate the integrated correlation value among the correlation signals output from the correlation processing system 202).
  • Corresponding frequency is output to the detection unit 301.
  • the integration unit 203a when setting the maximum value of the correlation signals output from the correlation processing system 202 in the integration unit 203a as the integrated correlation value, the integration unit 203a outputs the frequency index corresponding to the maximum correlation signal to the detection unit 301. To do.
  • the detection unit 301 determines that the input wave corresponding to the integrated correlation value is a candidate for a return wave from the target T (in other words, Then, it is determined that the target T is a candidate). On the other hand, when the integrated correlation value is less than the threshold value, the detection unit 301 determines that the target T does not exist in the visual field of the detection device 10a.
  • the detection unit 301 based on the frequency index corresponding to the candidate of the target T among the frequency indexes output from the integration unit 203a, the continuity in the frequency direction with respect to the candidate of the target T (hereinafter, “F continuity”). "). Then, the detection unit 301 detects the target T based on the F continuity. For example, the detection unit 301 determines whether the candidate of the target T is the target T based on the F continuity.
  • FIG. 5 shows an example of the detection processing of the detection device 10a according to this embodiment.
  • FIG. 5 shows distributions of target T candidates (in other words, integrated correlation values equal to or greater than a threshold value) in the time direction (horizontal axis) and the frequency direction (vertical axis).
  • the detection unit 301 determines whether or not the frequency index corresponding to the candidate of the target T is the same continuously for a predetermined number of times. The detection unit 301 determines that the target T exists when the frequency index corresponding to the candidate of the target T is continuously the same for a predetermined number (for example, F continuity: OK).
  • the detection unit 301 determines that the target T does not exist in the visual field of the detection device 10a when the frequency index corresponding to the candidate of the target T is not the same for a predetermined number of times continuously (for example, F continuity: NG). To do. In other words, the detection unit 301 determines that the incident wave corresponding to the detected candidate of the target T is not the reflected wave from the target T.
  • F continuity: NG a predetermined number of times continuously
  • the predetermined number used to determine the F continuity may be set, for example, in correspondence with the time length of the transmission wave (for example, pulse signal).
  • the predetermined number used for determining the F continuity may be set according to the configuration of the correlation processing system 202.
  • the predetermined number may be set according to the time length of the processing corresponding to one code sequence in the correlator (not shown) included in the correlation processing system 202.
  • the parameter used to determine the F continuity is not limited to the “predetermined number”, which is the number of consecutive identical frequency indexes.
  • the parameter used to determine the F continuity is, for example, a parameter representing a time length (for example, a detection width) corresponding to one code sequence in the same correlation processing system 202 (in other words, the same speed system). Good.
  • the frequency indexes corresponding to the candidates of the target T that appear 6 times consecutively in the time direction are the same.
  • candidates for the target T are continuously detected in the same correlation processing system 202 (for example, the same speed system). Therefore, the detection unit 301 sets the determination result of the F continuity for the target T candidate as OK. That is, the detection unit 301 determines that the target T exists at the frequency (in other words, the relative speed) corresponding to the frequency index.
  • the frequency indexes corresponding to the candidates of the target T that appear 6 times consecutively in the time direction are partially different.
  • candidates of the target T are continuously detected in different correlation processing systems 202 (for example, different speed systems). Therefore, the detection unit 301 sets the determination result of the F continuity for the target T candidate as NG. That is, the detection unit 301 determines that the target T does not exist (not detected) at the frequency corresponding to the frequency index.
  • the detection unit 301 sets the determination result of the F continuity for the target T candidate as NG. That is, the detection unit 301 determines that the target T does not exist (undetected) at the frequency corresponding to the frequency index.
  • the detection device 10a causes the signal wave that appears as the candidate of the target T to be due to noise. Judge as a signal wave.
  • the detection device 10a considers the integrated correlation value in the time direction (for example, the MAX value shown in FIG. 5) without considering the frequency direction, in any of cases 1 to 3 shown in FIG. May also determine that the target T exists. In other words, erroneous detection may occur in cases 2 and 3.
  • the detection device 10a detects the target T based on the continuity (or identity) in the frequency direction (in other words, the speed direction).
  • the detection device 10a (for example, the detection unit 301) detects target candidates by using the correlation values of a plurality of frequencies at predetermined timings, as in the first embodiment. Then, the detection device 10a detects the presence or absence of the target based on the continuity in the frequency direction (F continuity) regarding the target candidates that are continuously detected in the time direction.
  • the detection device 10a detects the false detection due to the influence of noise such as thermal noise and the return from the target T.
  • the target T can be detected separately from the wave detection.
  • the detection device 10a performs the same CFAR processing as in the first embodiment, in addition to the determination of the F-continuity described above.
  • the detection device 10a according to the present embodiment may determine the presence or absence of the target T by the determination of the F continuity described above without performing the CFAR process, for example.
  • the processing unit that determines the F continuity is not limited to the detection unit 301.
  • a determination unit (not shown) that determines the F continuity may be provided between the integration unit 203a and the detection unit 301.
  • the determination unit outputs the integrated correlation value for which the F continuity is determined to be OK to the detection unit 301 as it is, and changes the integrated correlation value for which F continuity is determined to be NG to the minimum value, and then the detection unit 301. May be output to. Accordingly, it is possible to prevent the accuracy of the threshold value determination in the detection unit 301 from being deteriorated by the integrated correlation value in which the F continuity is determined to be NG, and it is possible to improve the detection performance of the target T.
  • the F continuity is OK when the candidates of the target T continuously appear at the same frequency (or frequency index)
  • the criterion of F continuity is not limited to this.
  • the F continuity may be OK when the candidates of the target T continuously appear within the range of the specific frequency width.
  • the frequency width may be set according to the moving speed (or relative speed) of the object assumed by the target T detected by the detection device 10a.
  • the detection device according to the third embodiment has the same basic configuration as the detection device 10 according to the first embodiment, so the description will be given with reference to FIG.
  • the operation of the detection unit 208 is different from that in the first embodiment.
  • the detection unit 208 corresponds to the integrated correlation value when the integrated correlation value output from the integration unit 203 is equal to or larger than the threshold output from the threshold setting unit 207. It is determined that the input wave to be performed is a candidate for a return wave from the target T (in other words, a candidate for the target T). On the other hand, the detection unit 208 determines that the target T does not exist in the visual field of the detection device 10 when the integrated correlation value is less than the threshold value.
  • the detection unit 208 detects the target T based on the continuity of the candidates of the target T in the time direction (hereinafter referred to as “T continuity”). For example, the detection unit 208 determines whether the candidate of the target T is the target T based on the T continuity.
  • FIG. 6 shows an example of detection processing of the detection device 10 according to the present embodiment.
  • FIG. 6 shows a distribution of candidates for the target T (in other words, an integrated correlation value equal to or more than a threshold value) in the time direction.
  • the detecting unit 208 determines whether or not a predetermined number of target T candidates are continuously detected.
  • the detection unit 208 determines that the target T exists when the target T candidates are continuously detected by a predetermined number or more (for example, T continuity: OK).
  • the detection unit 208 determines that the target T does not exist within the visual field of the detection device 10 when the target T candidates are not continuously detected for a predetermined number or more (for example, T continuity: NG). In other words, the detection unit 208 determines that the incident wave corresponding to the detected candidate of the target T is not the reflected wave from the target T.
  • a predetermined number or more for example, T continuity: NG.
  • the predetermined number used to determine the T continuity may be set, for example, in correspondence with the time length of the transmission wave (eg, pulse signal).
  • the predetermined number used for determining the T continuity may be set according to the configuration of the correlation processing system 202.
  • the predetermined number may be set according to the time length of the processing corresponding to one code sequence in the correlator (not shown) included in the correlation processing system 202.
  • the parameter used to determine the F continuity is not limited to the “predetermined number”, which is the number of consecutive identical frequency indexes.
  • the parameter used to determine the F continuity is, for example, a parameter representing a time length (for example, a detection width) corresponding to one code sequence in the same correlation processing system 202 (in other words, the same speed system). Good.
  • the detection unit 208 sets the determination result of the T continuity for the target T candidate as OK. That is, the detection unit 208 determines that the target T exists.
  • the detection unit 208 sets the determination result of the T continuity for the target T candidate as NG. That is, the detection unit 208 determines that the target T does not exist (not detected).
  • the detection unit 208 sets the determination result of the T continuity for the target candidate as NG. That is, the detection unit 208 determines that the target T does not exist (not detected).
  • the detection device 10 detects that the signal wave that appears as the candidate of the target T is For example, it is determined that the signal wave is caused by noise that occurs in bursts such as thermal noise.
  • the detection device 10 detects the target T based on the continuity in the time direction.
  • the detection device 10 (for example, the detection unit 208) detects the target candidate by using the correlation value of a plurality of frequencies for each predetermined timing, as in the first embodiment. Then, the detection device 10 detects the presence or absence of the target based on the continuity in the time direction (T continuity) regarding the target candidate.
  • the detection device 10 causes the false detection due to the influence of noise such as thermal noise and the return from the target T.
  • the target T can be detected separately from the wave detection.
  • detection device 10 performs the same CFAR processing as in the first embodiment, in addition to the determination of T continuity described above.
  • the detection device 10 according to the present embodiment may determine the presence or absence of the target T by the determination of the T continuity described above without performing the CFAR process, for example.
  • the processing unit that determines the T continuity is not limited to the detection unit 208.
  • a determination unit (not shown) that determines T continuity may be provided between the integration unit 203 and the detection unit 208.
  • the determination unit outputs the integrated correlation value for which the T continuity is determined to be OK to the detection unit 208 as it is, and changes the integrated correlation value for which T continuity is determined to be NG to the minimum value, and then the detection unit 208. May be output to.
  • the accuracy of the threshold value determination in the detection unit 301 from being deteriorated by the integrated correlation value for which the T continuity is determined to be NG, and it is possible to improve the detection performance of the target T.
  • the detection devices 10 and 10a are not limited to the configurations shown in FIGS. 1 and 4.
  • the detection device 10 may not include the configuration of the transmission device 100 illustrated in FIGS. 1 and 4 and may include the configuration of the reception device 200.
  • the transmitting device 100 and the receiving device 200 may be individually arranged at physically separated places.
  • the detection devices 10 and 10a may be applied to, for example, a sonar system using sound waves or a radar system using light, radio waves, or the like.
  • the detection device 10 has, for example, a CPU (Central Processing Unit), a storage medium such as a ROM (Read Only Memory) storing a control program, and a work memory such as a RAM (Random Access Memory).
  • a CPU Central Processing Unit
  • ROM Read Only Memory
  • a work memory such as a RAM (Random Access Memory).
  • the functions of the respective units described above are realized by the CPU executing the control program.
  • Each functional block used in the description of each of the above embodiments is typically realized as an LSI that is an integrated circuit.
  • the integrated circuit may control each of the functional blocks used in the description of the above embodiments and may include an input terminal and an output terminal. These may be individually made into one chip, or may be made into one chip so as to include some or all of them.
  • the name used here is LSI, but it may also be called IC, system LSI, super LSI, or ultra LSI depending on the degree of integration.
  • the method of circuit integration is not limited to LSI, and it may be realized using a dedicated circuit or a general-purpose processor.
  • a field programmable gate array (FPGA) that can be programmed after the LSI is manufactured, and a reconfigurable processor (Reconfigurable Processor) capable of reconfiguring the connection or setting of circuit cells inside the LSI may be used.
  • FPGA field programmable gate array
  • reconfigurable processor Reconfigurable Processor
  • a detection device is a correlation processing system that calculates a correlation value between a transmitted wave and a reflected wave of the transmitted wave reflected by a target for each of a plurality of frequencies, and the plurality of frequencies at a predetermined timing.
  • a detection unit that detects the target using a correlation value.
  • the detection unit detects the target using the correlation values at a plurality of timings.
  • the detection unit detects a target candidate using the correlation values of the plurality of frequencies at each of the predetermined timings, and the target candidate continuously detected in the time direction.
  • the target is detected based on the continuity in the frequency direction with respect to.
  • the detection unit detects a target candidate using the correlation value of the plurality of frequencies for each of the predetermined timing, based on the continuity of the target candidate in the time direction. , Detect the target.
  • a detection method calculates a correlation value of a transmitted wave and a reflected wave of the transmitted wave reflected by a target for each of a plurality of frequencies, and uses the correlation value of the plurality of frequencies at a predetermined timing. Then, the target is detected.
  • One aspect of the present disclosure is suitable for a detection device or the like that can detect a target.
  • Detection device 100 Transmission device 101 Transmission wave generation unit 102 Transmission unit 200 Reception device 201 Reception unit 202 Correlation processing system 203, 203a Integration unit 204 T-CFAR processing unit 205 F-CFAR processing unit 206 Compositing unit 207 Threshold setting unit 208,301 Detector

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Abstract

検知装置における検知性能を向上することができる検知装置。検知装置は、送信波と送信波がターゲットに反射した反射波との相関値を複数の周波数毎に算出する相関処理系統と、所定タイミングにおける複数の周波数の相関値を用いて、ターゲットを検知する検知部と、を具備する。

Description

検知装置及び検知方法
　本開示は、検知装置及び検知方法に関する。
　例えば、検知装置は、検知装置から送信波（例えば、パルス信号）を送出し、周囲に存在する物体（ターゲット）からの戻り波を受信及び検波することにより得られた検波信号と、送信波に用いた符号系列との相関に基づいて、ターゲットを検知する（例えば、特許文献１を参照）。
特表２０１２－５３３７４１号公報
　しかし、検知装置における検知性能を向上する方法について検討の余地がある。
　本開示の目的の一つは、検知装置における検知性能を向上することにある。
　本開示の一態様に係る検知装置は、送信波と前記送信波がターゲットに反射した反射波との相関値を複数の周波数毎に算出する相関処理系統と、所定タイミングにおける前記複数の周波数の前記相関値を用いて、前記ターゲットを検知する検知部と、を具備する。
　本開示の一態様に係る検知方法は、送信波と前記送信波がターゲットに反射した反射波との相関値を複数の周波数毎に算出し、所定タイミングにおける前記複数の周波数の前記相関値を用いて、前記ターゲットを検知する。
　なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラム、または、記録媒体で実現されてもよく、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
　本開示によれば、検知装置における検知性能を向上できる。
　本開示の一態様における更なる利点および効果は、明細書および図面から明らかにされる。かかる利点および／または効果は、いくつかの実施形態並びに明細書および図面に記載された特徴によってそれぞれ提供されるが、１つまたはそれ以上の同一の特徴を得るために必ずしも全てが提供される必要はない。
実施の形態１に係る検知装置の構成例を示すブロック図 実施の形態１に係るＴ－ＣＦＡＲ処理の一例を示す図 実施の形態１に係るＦ－ＣＦＡＲ処理の一例を示す図 実施の形態２に係る検知装置の構成例を示すブロック図 実施の形態２に係る検知処理の一例を示す図 実施の形態３に係る検知処理の一例を示す図
　以下、本開示の実施の形態を、図面を参照して説明する。
　（実施の形態１）
　［検知装置の構成］
　図１は、本実施の形態に係る検知装置１０の構成例を示すブロック図である。
　図１において、検知装置１０は、例えば、送信装置１００と、受信装置２００と、を備える。
　図１において、送信装置１００は、送信波生成部１０１、及び、送信部１０２を含む。
　送信波生成部１０１は、送信波を生成し、生成した送信波を送信部１０２に出力する。例えば、送信波生成部１０１は、既知の符号系列を用いて、所定の符号化方式（例えば、デジタル変調方式）に従って、周波数ｆｃの搬送波を変調し、被変調波が生成される。
　なお、所定の符号化方式は、例えば、ＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）又はＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）等の位相シフトキーングでよい。また、既知の符号系列は、例えば”１，０，１，０，１，０，１，０”と予め定められてよい。また、被変調波は、例えば、パルス波でもよく、連続波でもよい。また、周波数ｆｃは、例えば、ソナーシステムの場合、５６ｋＨｚでもよい。
　送信部１０２は、送信波生成部１０１から出力される送信波（被変調波）に対して増幅等の送信処理を行い、送信処理後の送信波を外部空間に出射する。
　検知装置１０の視野内にターゲットＴが存在すれば、送信装置１００から出射された被変調波はターゲットＴで反射される。反射波の一部は戻り波として、受信装置２００により受信される。
　図１に示す受信装置２００は、受信部２０１、ｍ（ただし、ｍは２以上の整数）個の相関処理系統２０２、統合部２０３、Ｔ－ＣＦＡＲ（Time domain - Constant False Alarm Rate）処理部２０４、Ｆ－ＣＦＡＲ（Frequency domain CFAR）処理部２０５、閾値設定部２０７、及び、検知部２０８を含む。
　受信装置２００において、受信部２０１は、入力波を受信し、受信した入力波に対して増幅等の受信処理を行い、受信処理後の入力波を各相関処理系統２０２に出力する。なお、受信部２０１が受信する入力波は、例えば、上述の戻り波、及び、戻り波と異なる不要波を含むこともある。
　各相関処理系統２０２は、受信部２０１から出力される入力波（換言すると、ターゲットＴに反射した反射波）と、送信波（換言すると、送信波に用いた既知の符号系列）との相関値（換言すると強度）を、複数の周波数毎に算出し、相関値を示す相関信号を、統合部２０３及びＦ－ＣＦＡＲ処理部２０５に出力する。
　ここで、検知装置１０に対してターゲットＴが相対移動している場合、ドップラ効果により、受信装置２００で受信する戻り波の周波数は、送信装置１００からの被変調波の周波数ｆｃとは異なる。例えば、ターゲットＴが受信装置２００に近づいてくる場合、ドップラ効果により、戻り波の周波数は被変調波の周波数ｆｃよりも高くなる。換言すると、戻り波の波長は被変調波の波長よりも短くなる。一方、ターゲットＴが受信装置２００から遠ざかる場合、ドップラ効果により、戻り波の周波数は被変調波の周波数ｆｃよりも低くなる。換言すると、戻り波の波長は被変調波の波長よりも長くなる。
　例えば、ｍ個の相関処理系統２０２では、検知装置１０に対するターゲットＴの検出すべき相対速度に応じて、検出対象の戻り波の周波数が互いに異なる。換言すると、検知装置１０は、ｍ個の相関処理系統２０２によって、ｍ種類の速度系統毎にターゲットＴを検知する。図１では、一例として、相対速度が±２０ｋｍ／ｈの範囲の１ｋｍ／ｈ刻みの４１個（換言すると、ｍ＝４１）の相関処理系統２０２を備える。
　例えば、ターゲットＴの相対速度が０ｋｍ／ｈの場合、相対速度０ｋｍ／ｈに対応する相関処理系統２０２から、大きなピークを有する相関信号がメインローブ成分として出力され、他の相対速度に対応する相関処理系統２０２から、小さいピークを有する相関信号がサイドローブ成分として出力され得る。
　なお、図１では、一例として、検知装置１０の移動速度に対して±２０ｋｍ／ｈの範囲を１ｋｍ／ｈ刻みでターゲットＴを検知可能な構成について説明した。しかし、検知装置１０においてターゲットＴを検知可能な範囲は±２０ｋｍ／ｈの範囲に限らず、他の範囲でもよい。また、検知装置１０においてターゲットＴを検知可能な刻み値は１ｋｍ／ｈに限らず、他の刻みでもよい。また、ｍの値は４１個に限らず、他の値でもよい。
　統合部２０３は、ｍ個の相関処理系統２０２から出力される相関信号に示される相関値を統合し、統合相関値をＴ－ＣＦＡＲ処理部２０４及び検知部２０８に出力する。例えば、統合部２０３は、ｍ個の相関処理系統２０２から出力される相関信号の中から、最大の相関値を示す相関信号を選択して、選択した相関値を「統合相関値」に設定してよい。なお、統合部２０３における統合処理は、最大値の選択処理（換言すると、ＭＡＸ処理）に限定されず、他の処理でもよい。
　Ｔ－ＣＦＡＲ処理部２０４は、統合部２０３から出力される統合相関値を用いてＴ－ＣＦＡＲ処理を行い、統合相関値（換言すると、入力波）の時間方向における特性（又は傾向）を示すトレンド値（以下、Ｔ－ＣＦＡＲトレンド値と呼ぶ）を算出する。例えば、Ｔ－ＣＦＡＲ処理部２０４は、統合相関値の移動平均値を算出して、算出した値をＴ－ＣＦＡＲトレンド値に設定してもよい。また、Ｔ－ＣＦＡＲ処理には、例えば、ＯＳ（Ordered Statistic）－ＣＦＡＲ、又は、ＡＶＥ（Averaging）－ＣＦＡＲ処理等が適用されてもよい。Ｔ－ＣＦＡＲ処理部２０４は、Ｔ－ＣＦＡＲトレンド値を示す情報を合成部２０６に出力する。
　Ｆ－ＣＦＡＲ処理部２０５は、所定タイミングにおける各相関処理系統２０２から出力される相関信号を用いてＦ－ＣＦＡＲ処理を行い、統合相関値（換言すると、入力波）の周波数方向における特性（又は傾向）を示すトレンド値（以下、Ｆ－ＣＦＡＲトレンド値）を算出する。例えば、Ｆ－ＣＦＡＲ処理部２０５は、或るタイミングにおける（換言すると、瞬間的な）複数の周波数の相関信号の平均を算出して、Ｆ－ＣＦＡＲトレンド値に設定してもよい。Ｆ－ＣＦＡＲ処理部２０５は、Ｆ－ＣＦＡＲトレンド値を示す情報を合成部２０６に出力する。
　なお、所定タイミングは、例えば、１時間単位（例えば、１つの距離ビン）でもよく、又は、Ｔ－ＣＦＡＲ処理（例えば、移動平均）において考慮される時間長よりも短い時間長のタイミングでもよい。
　合成部２０６は、Ｔ－ＣＦＡＲ処理部２０４から出力されるＴ－ＣＦＡＲトレンド値、及び、Ｆ－ＣＦＡＲ処理部２０５から出力されるＦ－ＣＦＡＲトレンド値を合成（換言すると、ミックス）する。合成部２０６は、合成後の値を示す合成トレンド値を閾値設定部２０７に出力する。例えば、合成部２０６は、Ｔ－ＣＦＡＲトレンド値、及び、Ｆ－ＣＦＡＲトレンド値の平均値を合成トレンド値に設定して、もよく、他の演算によって得られる値を合成トレンド値に設定してもよい。
　閾値設定部２０７は、合成部２０６から入力される合成トレンド値に基づいて、検知部２０８においてターゲットＴの検知に用いる閾値を設定する。例えば、閾値設定部２０７は、合成トレンド値にオフセットを加えた値を閾値に設定する。閾値設定部２０７は、設定した閾値を示す情報を検知部２０８に出力する。
　検知部２０８は、統合部２０３から出力される統合相関値、及び、閾値設定部２０７から出力される閾値を用いて、ターゲットＴを検知する。
　例えば、検知部２０８は、統合相関値が閾値以上であるか否かを判定する。統合相関値が閾値以上の場合には、検知部２０８は、受信部２０１への入力波がターゲットＴからの戻り波であると判定し、検知装置１０の視野内にターゲットＴが存在すると判定する。一方、統合相関値が閾値未満の場合、検知部２０８は、検知装置１０の視野内にターゲットＴが存在しないと判定する。検知部２０８は、例えば、ターゲットＴの有無の判定結果、又は、ターゲットＴの座標等を含む検知結果を示す情報を出力してよい。
　上記のようにして、検知装置１０はターゲットＴの検知（例えば、ターゲットＴの有無の判定）を行う。
　なお、検知装置１０からの検知結果を示す情報は、例えば、車両に搭載された先進緊急ブレーキシステム（ＡＥＢＳ：Advanced Emergency Braking System）等を含むＡＤＡＳ（Advanced Driver Assistance System）の装置（例えば、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）。図示せず）に出力されてよい。例えば、ＡＤＡＳは、検知装置１０から受け取った情報に基づいて、ターゲットＴが存在することを、同車両に備わる表示装置に表示してもよく、音声出力装置から音声で出力させてもよい。または、ＡＤＡＳは、検知装置１０から受け取った情報に基づいて、必要に応じて、車両のブレーキを自動的に作動させてもよい。
　［検知装置１０の動作例］
　次に、上述した検知装置１０の動作例について説明する。
　本実施の形態に係る検知装置１０は、時間方向のＣＦＡＲ処理（Ｔ－ＣＦＡＲ処理）、及び、周波数方向のＣＦＡＲ処理（Ｆ－ＣＦＡＲ処理）を行う。換言すると、検知装置１０は、時間方向及び周波数方向の２次元においてＣＦＡＲ処理を行う。
　上述したように、Ｔ－ＣＦＡＲトレンド値は、時間方向の信号の特性を示すパラメータである。Ｔ－ＣＦＡＲ処理において、Ｔ－ＣＦＡＲトレンド値は、例えば、複数の時間（換言すると、所定の時間幅）の統合相関値の平均、又は、ソーティング等によって得られる。
　図２は、Ｔ－ＣＦＡＲ処理の一例を示す。図２において、横軸は時間（又は距離ビン）を示し、縦軸は相関値（換言すると強度）を示す。
　図２に示すように、Ｔ－ＣＦＡＲトレンド値は、時間方向における相関値（換言すると、入力波のレベル）の変動に追従して変動する。例えば、図２に示すＲ１の範囲では、路面又は地表面などの反射波によるクラッタ成分（不要波成分）が現れている。これに対して、Ｔ－ＣＦＡＲ処理により、クラッタ成分による相関値の変動（例えば、増加）に合わせて、Ｔ－ＣＦＡＲトレンド値も変動（例えば、増加）する。これにより、閾値設定部２０７は、時間方向におけるクラッタ成分の影響を考慮した閾値を適応的に設定できる。
　よって、検知部２０８は、クラッタ成分をターゲットＴとして誤って検知することを防止できる。換言すると、検知装置１０は、クラッタ成分を除去できる。
　また、上述したように、Ｆ－ＣＦＡＲトレンド値は、周波数方向の信号の特性を示すパラメータである。Ｆ－ＣＦＡＲ処理において、Ｆ－ＣＦＡＲトレンド値は、例えば、所定タイミング（換言すると、瞬間的な時間）における複数の周波数での相関値の平均等によって得られる。
　図３は、Ｆ－ＣＦＡＲ処理の一例を示す。図３において、横軸は時間（又は距離ビン）を示し、縦軸は相関値（換言すると強度）を示す。
　例えば、図３に示すＲ２の範囲は、車両等の強反射物体と比較して反射強度が弱い反射物体（例えば、歩行者、自転車又はショッピングカート等）が複数個（例えば、４個）存在している状況を示す。
　ここで、仮に、図３に示す状況において、Ｔ－ＣＦＡＲ処理が適用されると、範囲Ｒ２では、複数の相関ピークが時間方向の複数のタイミングに渡って分布しているため、Ｔ－ＣＦＡＲトレンド値（例えば、移動平均値等）は、これらの複数の相関ピークの影響を受けて上昇しやすくなる。換言すると、図３では、Ｔ－ＣＦＡＲ処理によって設定される閾値は上昇しやすくなる（図示せず）。そのため、図３においてＴ－ＣＦＡＲ処理が適用されると、検知装置１０は、図３に示す弱反射物体に対応する複数のピーク（換言すると、小信号又は小さい相関ピーク）を検知できない可能性が増える。
　これに対して、本実施の形態では、検知装置１０は、図３に示す状況において、Ｆ－ＣＦＡＲ処理を適用する。上述したように、Ｆ－ＣＦＡＲ処理は、所定タイミングの複数の周波数毎の相関値を用いる。そのため、Ｆ－ＣＦＡＲトレンド値は、対象のタイミングにおいて、当該タイミングと異なるタイミングの状況とは独立した信号の特性（換言すると、トレンド）を表す。換言すると、Ｆ－ＣＦＡＲトレンド値は、所定タイミングにおける複数の周波数での相関値の瞬間的な特性を表す。
　よって、Ｆ－ＣＦＡＲトレンド値は、範囲Ｒ２のような複数の相関ピーク値が存在する場合でも、所定のタイミング毎に、他のタイミングに現れる相関ピークの影響を受けにくく、各タイミングの相関値の特性が反映されやすい。そのため、Ｆ－ＣＦＡＲトレンド値は、これらの複数の相関ピークが存在する場合でも上昇しにくく、Ｆ－ＣＦＡＲ処理によって設定される閾値は上昇しにくい。
　また、上述したように、瞬間的な相関値の特性を表すＦ－ＣＦＡＲトレンド値は、複数のタイミングに渡る相関値の特性を表すＴ－ＣＦＡＲトレンド値と比較して、相関ピークの急峻さが大きい。そのため、検知装置１０は、範囲Ｒ２のような複数の相関ピーク値が存在する場合でも、Ｆ－ＣＦＡＲトレンド値を用いて、各相関ピークを区別して検知できる。
　このように、図３の範囲Ｒ２においても、検知装置１０は、Ｆ－ＣＦＡＲ処理によって、例えば、図３に示す弱反射物体に対応する複数のピークの各々を検知できる可能性が増える。
　以上、検知装置１０の動作例について説明した。
　以上のように、検知装置１０は、送信波と、送信波がターゲットＴに反射した反射波との相関値を複数の周波数毎に算出する。そして、検知装置１０は、例えば、Ｆ－ＣＦＡＲ処理において、所定タイミングにおける相関値を用いて、ターゲットＴを検知する。検知装置１０は、このようなＦ－ＣＦＡＲ処理によって、弱反射物体が複数存在する場合でもターゲットＴの検知性能を向上できる。
　また、検知装置１０は、Ｔ－ＣＦＡＲ処理において、複数のタイミングにおける相関値（例えば、統合相関値）を用いて、ターゲットＴを検知する。検知装置１０は、Ｔ－ＣＦＡＲ処理によって、クラッタ等の除去性能を向上し、ターゲットＴの検知性能を向上できる。
　このように、本実施の形態によれば、検知装置１０では、Ｔ－ＣＦＡＲ処理及びＦ－ＣＦＡＲ処理を組み合わせることにより、クラッタ成分を除去でき、かつ、弱反射物体（換言すると、小信号）に対する検知性能を向上できる。
　（実施の形態１のバリエーション１）
　なお、本実施の形態では、一例として、合成部２０６において、Ｔ－ＣＦＡＲトレンド値とＦ－ＣＦＡＲトレンド値との平均値を算出する場合について説明したが、合成部２０６の処理はこれに限定されない。
　例えば、合成部２０６は、Ｔ－ＣＦＡＲトレンド値とＦ－ＣＦＡＲトレンド値との間に重み付けを適用してもよい。例えば、合成部２０６は、検知装置１０の周辺環境に応じて、重み付けを制御してよい。
　例えば、歩行者又は自転車等の弱反射物体が存在する環境では、合成部２０６は、Ｆ－ＣＦＡＲトレンド値の重み付けを、Ｔ－ＣＦＡＲトレンド値の重み付けよりも大きくしてよい。これにより、検知装置１０は、Ｆ－ＣＦＡＲ処理による弱反射物体に対する検知性能を、Ｔ－ＣＦＡＲ処理による検知性能よりも優先的に向上できる。
　また、例えば、歩行者及び自転車が少ない環境（例えば、高速道路等）では、合成部２０６は、Ｆ－ＣＦＡＲトレンド値の重み付けを、Ｔ－ＣＦＡＲトレンド値の重み付けよりも小さくしてよい。これにより、検知装置１０では、Ｔ－ＣＦＡＲ処理によるクラッタ除去性能を、Ｆ－ＣＦＡＲ処理による検知性能よりも優先的に向上できる。
　（実施の形態１のバリエーション２）
　本実施の形態では、検知装置１０がＴ－ＣＦＡＲ処理及びＦ－ＣＦＡＲ処理の双方を行う場合について説明した。しかし、検知装置１０は、Ｔ－ＣＦＡＲ処理を行わず（又は、Ｔ－ＣＦＡＲ処理部２０４を備えず）、Ｆ－ＣＦＡＲ処理（換言すると、周波数方向の一次元のＣＦＡＲ処理）を行ってもよい。なお、この処理は、バリエーション１において説明した重み付けにおいて、Ｔ－ＣＦＡＲトレンド値の重み付けを０に設定し、Ｆ－ＣＦＡＲトレンド値の重み付けを１に設定することと等価である。
　（実施の形態１のバリエーション３）
　本実施の形態では、検知装置１０は、Ｔ－ＣＦＡＲ処理とＦ－ＣＦＡＲ処理とを個別に行う場合について説明した。しかし、検知装置１０は、例えば、Ｔ－ＣＦＡＲ処理とＦ－ＣＦＡＲ処理とをまとめて行ってもよい。例えば、検知装置１０は、複数のタイミング及び複数の周波数の２次元平面上に分布する相関値を用いてＣＦＡＲ処理を行ってもよい。これにより、例えば、時間方向の相関値と周波数方向の相関値とに対して個別に処理する場合と比較して、検知装置１０の演算又は構成を簡易化できる。
　（実施の形態２）
　例えば、ターゲットＴの未検知を防ぐために、検知処理（例えば、ターゲットＴの有無の判定）に使用される閾値を低く設定することが考えられる。ただし、閾値が低いほど、例えば、熱雑音等のノイズによってターゲットＴの誤検出が発生しやすくなる。
　そこで、本実施の形態では、ターゲットＴの誤検出の発生を低減する方法について説明する。
　図４は、本実施の形態に係る検知装置１０ａの構成例を示すブロック図である。図４において、実施の形態１（例えば、図１）と同様の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。
　図４に示す検知装置１０ａにおいて、統合部２０３ａは、実施の形態１の動作に加え、相関処理系統２０２から出力される相関信号のうち、統合相関値の算出に使用された相関信号（換言すると、対応する周波数）を識別する情報を検知部３０１に出力する。例えば、統合部２０３ａにおいて相関処理系統２０２から出力される相関信号の中の最大値を統合相関値に設定する場合、統合部２０３ａは、最大の相関信号に対応する周波数インデックスを検知部３０１に出力する。
　検知部３０１は、統合部２０３ａから出力される統合相関値が、閾値設定部２０７から出力される閾値以上の場合、当該統合相関値に対応する入力波がターゲットＴからの戻り波の候補（換言すると、ターゲットＴの候補）であると判定する。一方、検知部３０１は、統合相関値が閾値未満の場合、検知装置１０ａの視野内にターゲットＴが存在しないと判定する。
　また、検知部３０１は、統合部２０３ａから出力される周波数インデックスのうち、ターゲットＴの候補に対応する周波数インデックスに基づいて、ターゲットＴの候補に対する、周波数方向における連続性（以下、「Ｆ連続性」と呼ぶ）を判定する。そして、検知部３０１は、Ｆ連続性に基づいて、ターゲットＴを検知する。例えば、検知部３０１は、Ｆ連続性に基づいて、ターゲットＴの候補がターゲットＴであるか否かを判定する。
　図５は、本実施の形態に係る検知装置１０ａの検知処理の一例を示す。図５は、時間方向（横軸）及び周波数方向（縦軸）におけるターゲットＴの候補（換言すると、閾値以上の統合相関値）の分布を示す。
　検知部３０１は、ターゲットＴの候補に対応する周波数インデックスが所定数連続して同一であるか否かを判定する。検知部３０１は、ターゲットＴの候補に対応する周波数インデックスが所定数連続して同一である場合（例えば、Ｆ連続性：ＯＫ）、ターゲットＴが存在すると判定する。
　一方、検知部３０１は、ターゲットＴの候補に対応する周波数インデックスが所定数連続して同一ではない場合（例えば、Ｆ連続性：ＮＧ）、検知装置１０ａの視野内にターゲットＴが存在しないと判定する。換言すると、検知部３０１は、当該検出されたターゲットＴの候補に対応する入射波が、ターゲットＴからの反射波ではないと判定する。
　なお、Ｆ連続性の判定に用いる所定数は、例えば、送信波（例えば、パルス信号）の時間長に対応して設定されてよい。又は、Ｆ連続性の判定に用いる所定数は、相関処理系統２０２の構成に応じて設定されてよい。例えば、相関処理系統２０２に含まれる相関器（図示せず）での１つの符号系列に対応する処理の時間長に応じて所定数が設定されてもよい。例えば、図５は、所定数＝５の場合を示す。
　また、Ｆ連続性の判定に用いるパラメータは、同一の周波数インデックスが連続する個数である「所定数」に限らない。Ｆ連続性の判定に用いるパラメータは、同一の相関処理系統２０２（換言すると、同一の速度系統）において、例えば、１つの符号系列に相当する時間長（例えば、検知幅）を表すパラメータであればよい。
　図５に示すケース１では、時間方向に連続して６回現れたターゲットＴの候補に対応する周波数インデックスは全て同一である。換言すると、ケース１では、同一の相関処理系統２０２（例えば、同一速度系統）においてターゲットＴの候補が連続して検知されている。よって、検知部３０１は、当該ターゲットＴの候補に対するＦ連続性の判定結果をＯＫとする。つまり、検知部３０１は、当該周波数インデックスに対応する周波数（換言すると、相対速度）においてターゲットＴが存在すると判定する。
　図５に示すケース２では、時間方向に連続して６回現れたターゲットＴの候補に対応する周波数インデックスは一部異なる。換言すると、ケース２では、異なる相関処理系統２０２（例えば、異なる速度系統）においてターゲットＴの候補が連続して検知されている。よって、検知部３０１は、当該ターゲットＴの候補に対するＦ連続性の判定結果をＮＧとする。つまり、検知部３０１は、当該周波数インデックスに対応する周波数において、ターゲットＴが存在しない（未検知）と判定する。
　同様に、図５に示すケース３では、時間方向に連続して５回現れたターゲットＴの候補に対応する周波数インデックスは異なる。よって、ケース２と同様、検知部３０１は、当該ターゲットＴの候補に対するＦ連続性の判定結果をＮＧとする。つまり、検知部３０１は、当該周波数インデックスに対応する周波数においてターゲットＴが存在しない（未検知）と判定する。
　図５に示すケース２及び３のように、時間方向に連続して現れるターゲットＴの候補の周波数が異なる場合には、検知装置１０ａは、当該ターゲットＴの候補として現れる信号波がノイズに起因する信号波であると判定する。
　ここで、仮に、検知装置１０ａが、周波数方向を考慮せずに、時間方向の統合相関値（例えば、図５に示すＭＡＸ値）を考慮する場合、図５に示すケース１～３の何れにおいても、ターゲットＴが存在すると判定する可能性がある。換言すると、ケース２及び３において誤検出が生じる可能性がある。
　これに対して、本実施の形態では、検知装置１０ａは、周波数方向（換言すると、速度方向）における連続性（又は同一性）に基づいて、ターゲットＴを検知する。例えば、検知装置１０ａ（例えば、検知部３０１）は、実施の形態１と同様、所定タイミング毎の複数の周波数の相関値を用いてターゲット候補を検出する。そして、検知装置１０ａは、時間方向に連続して検出されるターゲット候補に関する周波数方向の連続性（Ｆ連続性）に基づいて、ターゲットの有無を検出する。
　これにより、例えば、熱雑音等によって一時的に生じるピークに起因する誤検出の発生を低減でき、検知装置１０ａにおけるターゲットＴの検知性能を向上できる。よって、例えば、未検知の発生を低減するために、検知部３０１の判定に用いる閾値を低減する場合でも、検知装置１０ａは、熱雑音等のノイズの影響による誤検出と、ターゲットＴからの戻り波の検出とを区別して、ターゲットＴを検知できる。
　なお、本実施の形態では、図４に示すように、検知装置１０ａが、上述したＦ連続性の判定に加え、実施の形態１と同様のＣＦＡＲ処理を行う場合について説明した。しかし、本実施の形態に係る検知装置１０ａは、例えば、ＣＦＡＲ処理を行わずに、上述したＦ連続性の判定によるターゲットＴの存在の有無を判定してもよい。
　また、本実施の形態では、検知部３０１がＦ連続性の判定を行う場合について説明したが、Ｆ連続性の判定を行う処理部は検知部３０１に限定されない。例えば、Ｆ連続性を判定する判定部（図示せず）が統合部２０３ａと検知部３０１との間に設けられてもよい。この場合、判定部は、Ｆ連続性がＯＫと判定された統合相関値をそのまま検知部３０１に出力し、Ｆ連続性がＮＧと判定された統合相関値を最低値に変更して検知部３０１に出力してもよい。これにより、Ｆ連続性がＮＧと判定される統合相関値によって、検知部３０１における閾値判定の精度が劣化することを防止でき、ターゲットＴの検知性能を向上できる。
　また、本実施の形態では、例えば、図５に示すように、同一の周波数（又は周波数インデックス）にターゲットＴの候補が連続して現れる場合にＦ連続性をＯＫとする場合について説明した。しかし、Ｆ連続性の判定基準は、これに限定されない。例えば、特定の周波数幅の範囲内にターゲットＴの候補が連続して現れる場合にＦ連続性をＯＫとしてもよい。例えば、周波数幅は、検知装置１０ａが検知するターゲットＴに想定される物体の移動速度（又は、相対速度）に応じて設定されてもよい。
　（実施の形態３）
　本実施の形態では、実施の形態２と同様、ターゲットＴの誤検出の発生を低減する方法について説明する。
　なお、実施の形態３に係る検知装置は、実施の形態１に係る検知装置１０と基本構成が共通するので、図１を援用して説明する。実施の形態３では、検知部２０８の動作が実施の形態１と異なる。
　本実施の形態に係る検知部２０８は、実施の形態１と同様に、統合部２０３から出力される統合相関値が、閾値設定部２０７から出力される閾値以上の場合、当該統合相関値に対応する入力波がターゲットＴからの戻り波の候補（換言すると、ターゲットＴの候補）であると判定する。一方、検知部２０８は、統合相関値が閾値未満の場合、検知装置１０の視野内にターゲットＴが存在しないと判定する。
　また、検知部２０８は、ターゲットＴの候補の時間方向における連続性（以下、「Ｔ連続性」と呼ぶ）に基づいて、ターゲットＴを検知する。例えば、検知部２０８は、Ｔ連続性に基づいて、ターゲットＴの候補がターゲットＴであるか否かを判定する。
　図６は、本実施の形態に係る検知装置１０の検知処理の一例を示す。図６は、時間方向におけるターゲットＴの候補（換言すると、閾値以上の統合相関値）の分布を示す。
　検知部２０８は、ターゲットＴの候補が所定数以上連続して検出されるか否かを判定する。検知部２０８は、ターゲットＴの候補が所定数以上連続して検出される場合（例えば、Ｔ連続性：ＯＫ）、ターゲットＴが存在すると判定する。
　一方、検知部２０８は、ターゲットＴの候補が所定数以上連続して検出されない場合（例えば、Ｔ連続性：ＮＧ）、検知装置１０の視野内にターゲットＴが存在しないと判定する。換言すると、検知部２０８は、当該検出されたターゲットＴの候補に対応する入射波が、ターゲットＴからの反射波ではないと判定する。
　なお、Ｔ連続性の判定に用いる所定数は、例えば、送信波（例えば、パルス信号）の時間長に対応して設定されてよい。又は、Ｔ連続性の判定に用いる所定数は、相関処理系統２０２の構成に応じて設定されてよい。例えば、相関処理系統２０２に含まれる相関器（図示せず）での１つの符号系列に対応する処理の時間長に応じて所定数が設定されてもよい。例えば、図６は、所定数＝３の場合を示す。
　また、Ｆ連続性の判定に用いるパラメータは、同一の周波数インデックスが連続する個数である「所定数」に限らない。Ｆ連続性の判定に用いるパラメータは、同一の相関処理系統２０２（換言すると、同一の速度系統）において、例えば、１つの符号系列に相当する時間長（例えば、検知幅）を表すパラメータであればよい。
　図６に示すケース１では、時間方向に３回以上連続してターゲットＴの候補が検出されている。よって、検知部２０８は、当該ターゲットＴの候補に対するＴ連続性の判定結果をＯＫとする。つまり、検知部２０８は、ターゲットＴが存在すると判定する。
　図６に示すケース２では、時間方向に１時間単位（１距離ビン）毎に非連続にターゲットＴの候補が検出されている。すなわち、ケース２では、ターゲットＴの候補が時間方向に連続して検出される回数は３回未満である。よって、検知部２０８は、当該ターゲットＴの候補に対するＴ連続性の判定結果をＮＧとする。つまり、検知部２０８は、ターゲットＴが存在しない（未検知）と判定する。
　同様に、図６に示すケース３では、時間方向に１時間単位空けて非連続にターゲットＴの候補が検出されている。すなわち、ケース２では、ターゲットＴの候補が時間方向に連続して検出される回数は３回未満である。よって、検知部２０８は、当該ターゲットの候補に対するＴ連続性の判定結果をＮＧとする。つまり、検知部２０８は、ターゲットＴが存在しない（未検知）と判定する。
　図６に示すケース２及び３のように、時間方向に連続して現れるターゲットＴの候補の個数が所定数未満の場合には、検知装置１０は、当該ターゲットＴの候補として現れる信号波が、例えば、熱雑音等のようにバースト的に発生するノイズに起因する信号波であると判定する。
　このように、本実施の形態では、検知装置１０は、時間方向の連続性に基づいて、ターゲットＴを検知する。例えば、検知装置１０（例えば、検知部２０８）は、実施の形態１と同様、所定タイミング毎の複数の周波数の相関値を用いてターゲット候補を検出する。そして、検知装置１０は、ターゲット候補に関する時間方向の連続性（Ｔ連続性）に基づいて、ターゲットの有無を検出する。
　これにより、例えば、熱雑音等によってバースト的に生じるピークに起因する誤検出の発生を低減でき、検知装置１０におけるターゲットＴの検知性能を向上できる。よって、例えば、未検知の発生を低減するために、検知部２０８の判定に用いる閾値を低減する場合でも、検知装置１０は、熱雑音等のノイズの影響による誤検出と、ターゲットＴからの戻り波の検出とを区別して、ターゲットＴを検知できる。
　なお、本実施の形態では、図１に示すように、検知装置１０が、上述したＴ連続性の判定に加え、実施の形態１と同様のＣＦＡＲ処理を行う場合について説明した。しかし、本実施の形態に係る検知装置１０は、例えば、ＣＦＡＲ処理を行わずに、上述したＴ連続性の判定によって、ターゲットＴの存在の有無を判定してもよい。
　また、本実施の形態では、検知部２０８がＴ連続性の判定を行う場合について説明したが、Ｔ連続性の判定を行う処理部は検知部２０８に限定されない。例えば、Ｔ連続性を判定する判定部（図示せず）が統合部２０３と検知部２０８との間に設けられてもよい。この場合、判定部は、Ｔ連続性がＯＫと判定された統合相関値をそのまま検知部２０８に出力し、Ｔ連続性がＮＧと判定された統合相関値を最低値に変更して検知部２０８に出力してもよい。これにより、Ｔ連続性がＮＧと判定される統合相関値によって、検知部３０１における閾値判定の精度が劣化することを防止でき、ターゲットＴの検知性能を向上できる。
　以上、本開示の各実施の形態について説明した。
　なお、検知装置１０，１０ａは、図１及び図４に示す構成に限定されない。例えば、検知装置１０は、図１及び図４に示す送信装置１００の構成を備えず、受信装置２００の構成を備えてもよい。また、送信装置１００と受信装置２００とは物理的に離れた場所に個別に配置されてもよい。
　また、検知装置１０，１０ａは、例えば、音波を用いるソナーシステム、又は、光、電波等を用いるレーダシステムに適用されてよい。
　以上、図面を参照しながら各種の実施形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。また、開示の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。
　検知装置１０は、図示しないが、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、制御プログラムを格納したＲＯＭ（Read Only Memory）等の記憶媒体、およびＲＡＭ（Random Access Memory）等の作業用メモリを有する。この場合、上記した各部の機能は、ＣＰＵが制御プログラムを実行することにより実現される。
　上記各実施形態では、本開示はハードウェアを用いて構成する例にとって説明したが、本開示はハードウェアとの連携においてソフトウェアでも実現することも可能である。
　また、上記各実施形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。集積回路は、上記実施の形態の説明に用いた各機能ブロックを制御し、入力端子と出力端子を備えてもよい。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
　また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサを用いて実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＬＳＩ内部の回路セルの接続又は設定を再構成可能なリコンフィギュラブル　プロセッサ（Reconfigurable Processor）を利用してもよい。
　さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術により、ＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックを集積化してもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。
　本開示の一態様に係る検知装置は、送信波と前記送信波がターゲットに反射した反射波との相関値を複数の周波数毎に算出する相関処理系統と、所定タイミングにおける前記複数の周波数の前記相関値を用いて、前記ターゲットを検知する検知部と、を具備する。
　本開示の一態様に係る検知装置において、前記検知部は、複数のタイミングにおける前記相関値を用いて、前記ターゲットを検知する。
　本開示の一態様に係る検知装置において、前記検知部は、前記所定タイミング毎の前記複数の周波数の前記相関値を用いてターゲット候補を検出し、時間方向に連続して検出される前記ターゲット候補に関する周波数方向の連続性に基づいて、前記ターゲットを検知する。
　本開示の一態様に係る検知装置において、前記検知部は、前記所定タイミング毎の前記複数の周波数の前記相関値を用いてターゲット候補を検出し、前記ターゲット候補に関する時間方向の連続性に基づいて、前記ターゲットを検知する。
　本開示の一態様に係る検知方法は、送信波と前記送信波がターゲットに反射した反射波との相関値を複数の周波数毎に算出し、所定タイミングにおける前記複数の周波数の前記相関値を用いて、前記ターゲットを検知する。
　２０１８年１２月２５日出願の特願２０１８－２４０９７５の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
　本開示の一態様は、ターゲットを検知可能な検知装置等に好適である。
　１０，１０ａ　検知装置
　１００　送信装置
　１０１　送信波生成部
　１０２　送信部
　２００　受信装置
　２０１　受信部
　２０２　相関処理系統
　２０３，２０３ａ　統合部
　２０４　Ｔ－ＣＦＡＲ処理部
　２０５　Ｆ－ＣＦＡＲ処理部
　２０６　合成部
　２０７　閾値設定部
　２０８，３０１　検知部

Claims (5)

  1. 　送信波と前記送信波がターゲットに反射した反射波との相関値を複数の周波数毎に算出する相関処理系統と、
    　所定タイミングにおける前記複数の周波数の前記相関値を用いて、前記ターゲットを検知する検知部と、
    　を具備する検知装置。
  2. 　前記検知部は、複数のタイミングにおける前記相関値を用いて、前記ターゲットを検知する、
    　請求項１に記載の検知装置。
  3. 　前記検知部は、
    　前記所定タイミング毎の前記複数の周波数の前記相関値を用いてターゲット候補を検出し、
    　時間方向に連続して検出される前記ターゲット候補に関する周波数方向の連続性に基づいて、前記ターゲットを検知する、
    　請求項１に記載の検知装置。
  4. 　前記検知部は、
    　前記所定タイミング毎の前記複数の周波数の前記相関値を用いてターゲット候補を検出し、
    　前記ターゲット候補に関する時間方向の連続性に基づいて、前記ターゲットを検知する、
    　請求項１に記載の検知装置。
  5. 　送信波と前記送信波がターゲットに反射した反射波との相関値を複数の周波数毎に算出し、
    　所定タイミングにおける前記複数の周波数の前記相関値を用いて、前記ターゲットを検知する、
    　検知方法。
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