WO2021074949A1 - レーダ装置及び移動体装置 - Google Patents

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radar
signal
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雄大 谷本
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オムロン株式会社
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    • G01S2013/0236—Special technical features
    • G01S2013/0245—Radar with phased array antenna

Definitions

  • the present disclosure relates to a radar device mounted on a mobile device, and also relates to a mobile device equipped with a radar device.
  • Mobile devices such as automobiles or automatic guided vehicles may be equipped with radar devices in order to detect obstacles during their movement.
  • the radar device emits a radar wave, receives and analyzes the radar wave reflected by the reflecting object, and estimates the distance and direction (that is, the position) of the reflecting object based on the position of the radar device.
  • a radar device When a radar device emits a radar wave, it not only receives reflected waves from an object that can be an obstacle to the moving body device, but also moves, for example, on the floor, wall surface, ceiling, ground, and water surface, as an addition or alternative. There is a possibility of receiving reflected waves (clutter) from other structures that do not interfere with the body device.
  • the reflective object detected by the radar device is an obstacle. It may be indistinguishable whether it is an existence or another structure. Therefore, there is a need for a radar device that can distinguish obstacles from other structures.
  • Patent Document 1 a radar that removes clutter from a received radar wave by increasing the amount of attenuation of the reception intensity of the radar device so that the direction of the transmission / reception beam of the radar device is directed toward the sea surface and / or the ground.
  • the device is disclosed.
  • Patent Document 2 discloses a radar device that removes a clutter from a received radar wave by using a filter having a variable cutoff frequency.
  • the position estimated based on the radar wave reflected by the obstacle is the position estimated based on the radar wave reflected by other structures such as the floor surface. It is considered to have less randomness than.
  • the clutter having randomness can be removed by using a filter as in Patent Document 2.
  • the radar waves reflected by other structures such as the floor surface do not always have randomness, and the clutter cannot always be removed by using a filter. Therefore, it may not be possible to distinguish obstacles from other structures.
  • the signal analyzer to decide and It is provided with an obstacle classifier that determines whether or not the reflecting object is an obstacle based on the signal level of the received radar wave.
  • the antenna device has first and second radiation patterns that are different from each other, and the first radiation pattern is a first main lobe in the first direction and a second radiation pattern that is different from the first direction.
  • the signal analyzer detects a first signal level indicating the signal level of the radar wave received when the first radiation pattern is set on the antenna device, and the second radiation on the antenna device. Detects a second signal level that indicates the signal level of the radar wave received when the pattern is set, The obstacle classifier determines that the reflector is an obstacle when the difference between the first and second signal levels is less than a predetermined threshold value, while the first and second signals. When the difference in signal levels is equal to or greater than the threshold value, it is determined that the reflecting object is not an obstacle.
  • the obstacle can be detected without narrowing the detectable range. It can be more reliably distinguished from other structures than before.
  • the first radiation pattern further has a third side lobe having a third gain in a third direction different from the first and second directions, and the second radiation pattern is the first. It further has a fourth side lobe having a fourth gain different from the third gain in the third direction.
  • the antenna device further has a third radiation pattern that is different from the first and second radiation patterns, and the first radiation pattern is in a third direction that is different from the first and second directions. Further having a fifth side lobe having a third gain in the third radiation pattern is a third main lobe in the first direction and a sixth side lobe in the second direction. With a seventh side lobe having a fourth gain different from the third gain in the third direction.
  • the signal analyzer detects a third signal level indicating the signal level of the radar wave received when the third radiation pattern is set on the antenna device.
  • the obstacle classifier determines that the reflecting object is an obstacle, while the obstacle classifier determines that the first to third signal levels are different.
  • the difference is equal to or greater than the threshold value, it is determined that the reflecting object is not an obstacle.
  • a radar device according to the aspect of the present disclosure is provided.
  • the radar device according to the aspect of the present disclosure and referring to the signal level of the radar wave received when the antenna device of the radar device is set with different first and second radiation patterns, the obstacle is disturbed. Obstacles can be more reliably distinguished from other structures than before without narrowing the detectable range of objects.
  • the antenna device is mounted on the moving body device so that the main lobe of the antenna device is parallel to the moving direction of the moving body device.
  • the obstacle classifier is not an obstacle but the reflecting object with respect to the moving direction of the moving body device. It is judged that the structure has substantially parallel surfaces.
  • the obstacle can be distinguished from other structures more reliably than before without narrowing the range in which the obstacle can be detected.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a system including a mobile device 1 and a server device 2 according to an embodiment.
  • the mobile device 1 is, for example, an automatic guided vehicle called an AGV (automatic guided vehicle) or an AIV (autonomous intelligent vehicle) that operates under the control of the server device 2.
  • a radar device 12 is mounted on the mobile device 1.
  • the radar device 12 of FIG. 1 includes at least an antenna device 30, a signal analyzer 36, and an obstacle classifier 38.
  • the antenna device 30 has a variable directivity.
  • the antenna device 30 has first and second radiation patterns that are different from each other.
  • the first radiation pattern has a main lobe in the first direction and a first side lobe having a first gain in a second direction different from the first direction.
  • the second radiation pattern has a main lobe in the first direction and a second side lobe in the second direction having a second gain different from the first gain.
  • the signal analyzer 36 detects the signal level of the radar wave transmitted through the antenna device 30, reflected by the reflector R, and then received via the antenna device 30, with reference to the position of the antenna device 30. The position of the reflector R to be used is determined.
  • the signal analyzer 36 detects a first signal level indicating the signal level of the radar wave received when the first radiation pattern is set in the antenna device 30, and the antenna device 30 has the second radiation pattern. Detects a second signal level that indicates the signal level of the radar wave received when set.
  • the obstacle classifier 38 determines whether or not the reflecting object R is an obstacle based on the signal level of the received radar wave. The obstacle classifier 38 determines that the reflector R is an obstacle when the difference between the first and second signal levels is smaller than a predetermined threshold, while the obstacle R otherwise determines that the reflector R is an obstacle. Judge that it is not an obstacle.
  • the obstacle is, for example, a structure having a surface that intersects the moving direction of the moving body device 1.
  • other structures having surfaces parallel to the moving direction of the moving body device 1 such as a floor surface, the ground, a wall surface, and a ceiling, do not pose an obstacle to the moving body device 1.
  • the radar device 12 may receive reflected waves (clutters) from such other structures.
  • an obstacle can be detected by referring to the signal level of the radar wave received when the antenna device 30 is set with different first and second radiation patterns. Obstacles can be more reliably distinguished from other structures than before without narrowing the range.
  • the antenna device 30 may be mounted on the mobile device 1 so that the main lobe of the antenna device 30 is parallel to the moving direction of the mobile device 1, for example.
  • the obstacle classifier 38 when the difference between the first and second signal levels is equal to or greater than a predetermined threshold value, the reflecting object R is not an obstacle but in the moving direction of the moving body device 1.
  • the structure has substantially parallel surfaces.
  • the radar device 12 of FIG. 1 includes an antenna device 30, a signal generator 33, a mixer 34, an analog / digital (AD) converter 35, a signal analyzer 36, a storage device 37, an obstacle classifier 38, and a controller 39. ..
  • the antenna device 30 includes a transmitting antenna 31 and a receiving antenna 32.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an exemplary configuration of the transmitting antenna 31 of FIG.
  • the transmitting antenna 31 of FIG. 2 includes a distributor 41, a plurality of phase shifters 42-1 to 42-3, a plurality of amplifiers 43-1 to 43-3, and a plurality of antenna elements 44-1 to 44-3. ..
  • the distributor 41 distributes the radio frequency signal sent from the signal generator 33 according to the number of antenna elements 44-1 to 44-3.
  • the phase shifters 42-1 to 42-3 change the phase of the radio frequency signal sent from the distributor 41 with a variable phase shift amount.
  • the amplifiers 43-1 to 43-3 amplify the output signals of the phase shifters 42-1 to 42-3 with a variable gain.
  • Antenna elements 44-1 to 44-3 radiate output signals from amplifiers 43-1 to 43-3.
  • the antenna elements 44-1 to 44-3 have the same characteristics as each other and are arranged at predetermined intervals from each other.
  • the transmitting antenna 31 Under the control of the controller 39, by changing the phase shift amount of each phase shifter 42-1 to 42-3 and the gain of each amplifier 43-1 to 43-3, the transmitting antenna 31 has different first and first transmission antennas 31. Two radiation patterns can be set. As a result, the transmitting antenna 31 of FIG. 2 operates as a phased array antenna.
  • FIG. 3 is a block diagram showing an exemplary configuration of the receiving antenna 32 of FIG.
  • the receiving antenna 32 of FIG. 3 includes a plurality of antenna elements 45-1 to 45-3, a plurality of amplifiers 46-1 to 46-3, a plurality of phase shifters 47-1 to 47-3, and a synthesizer 48. ..
  • the antenna elements 45-1 to 45-3 have the same characteristics as each other and are arranged at predetermined intervals from each other.
  • the amplifiers 46-1 to 46-3 amplify the received signals of the antenna elements 45-1 to 45-3 with a variable gain.
  • the phase shifters 47-1 to 47-3 change the phase of the received signal of each antenna element 45-1 to 45-3 with a variable phase shift amount.
  • the synthesizer 48 synthesizes a plurality of received signals having changed amplitudes and phases and outputs them to a subsequent circuit. Under the control of the controller 39, the gains of the amplifiers 46-1 to 46-3 and the phase shift amounts of the phase shifters 47-1 to 47-3 are changed so that the receiving antennas 32 have different firsts and firsts. Two radiation patterns can be set. As a result, the receiving antenna 32 of FIG. 3 operates as a phased array antenna.
  • the transmitting antenna 31 and the receiving antenna 32 may be set to, for example, the same radiation pattern. ..
  • FIG. 4 is a side view showing the radiation pattern P1 set in the antenna device 30 of FIG.
  • FIG. 5 is a side view showing the radiation pattern P2 set in the antenna device 30 of FIG.
  • the gain of the antenna device 30 in a certain direction is shown by the length of the thick arrow.
  • the first radiation pattern P1 has a main lobe ML1 in the first direction and a side lobe SL1 having a first gain in a second direction different from the first direction.
  • the second radiation pattern P2 has a main lobe ML2 in the first direction and a side lobe SL2 having a second gain different from the first gain in the second direction.
  • the main lobes ML1 and ML2 indicate a predetermined angle range including the azimuth angle at which the gain is maximized.
  • the side lobes SL1 and SL2 indicate a predetermined angular range including the azimuth where the gain is next to the main lobes ML1 and ML2.
  • Each of the radiation patterns P1 and P2 is set so that the gains of the main lobes ML1 and ML2 are sufficiently larger than the gains of the side lobes SL1 and SL2.
  • the gains of the main lobes ML1 and ML2 of the radiation patterns P1 and P2 are substantially equal to each other. Further, in the examples of FIGS. 4 and 5, the gain of the side lobe SL2 of the radiation pattern P2 is smaller than the gain of the side lobe SL1 of the radiation pattern P1.
  • the antenna device 30 is mounted on the mobile device 1 so that the main lobes ML1 and ML2 of the antenna device 30 are parallel to the moving direction of the mobile device 1. .. Further, in the examples of FIGS. 4 and 5, the antenna device 30 is mounted on the mobile device 1 so that the side lobes SL1 and SL2 of the antenna device 30 are directed to the floor surface 101 in front of and below the mobile device 1. Indicates the case.
  • the signal generator 33 Under the control of the controller 39, the signal generator 33 generates a radio frequency signal for detecting the reflector R at a predetermined time interval and supplies it to the transmitting antenna 31 and the mixer 34.
  • the signal generator 33 generates, for example, a chirp signal having a frequency that gradually increases or decreases over time.
  • the transmitting antenna 31 radiates the radio frequency signal supplied from the signal generator 33 as a radar wave toward the space to be searched.
  • the receiving antenna 32 receives the radar wave reflected by the reflector R and sends it to the mixer 34.
  • the mixer 34 mixes the signals sent from the signal generator 33 and the receiving antenna 32 and sends them to the AD converter 35.
  • the mobile device 1 may convert the frequency of the signal from the radio frequency to the baseband frequency before sending the signal mixed by the mixer 34 to the AD converter 35.
  • the AD converter 35 converts the analog signal sent from the mixer 34 into a digital signal and sends it to the signal analyzer 36.
  • the antenna device 30, the signal generator 33, the mixer 34, and the AD converter 35 are examples of transmitters and receivers.
  • the mobile device 1 may include a transmitter / receiver of another form. Further, the mobile device 1 may include other circuits such as a radio frequency amplifier.
  • the signal analyzer 36 detects the signal level of the received radar wave based on the signal sent from the AD converter 35 (that is, the signal corresponding to the received radar wave). Also, the position of the reflector R with reference to the position of the antenna device 30 (that is, the position of the radar device 12) is determined.
  • the signal analyzer 36 converts the signal corresponding to the received radar wave from the time domain to the frequency domain by using, for example, a fast Fourier transform, and detects the signal level in the frequency domain of the received radar wave.
  • the signal analyzer 36 detects the frequency of the received radar wave and estimates the distance from the radar device 12 to the reflector R based on the difference between the frequency of the transmitted radar wave and the frequency of the received radar wave. To do.
  • the signal analyzer 36 transmits and receives radar waves while changing the direction of the main lobe of the antenna device 30, and the direction of arrival of the received radar waves (that is, the direction of the reflector R with reference to the radar device 12). To estimate.
  • the signal analyzer 36 determines the position of the reflector R by estimating the distance and the direction of arrival.
  • the signal analyzer 36 estimates the distance or the direction of arrival based on the signal portion of a certain moment or time interval in the signal corresponding to the received radar wave, and the estimated distance or the direction of arrival and the signal portion of this signal portion.
  • the signal strength may be associated with each other for processing.
  • the signal analyzer 36 may determine the distance or arrival direction estimated based on the signal portion having a signal strength equal to or higher than a certain threshold value as the distance or arrival direction of the reflector R. Further, the signal analyzer 36 may perform a constant false alarm rate reception process to determine the distance or the arrival direction of the reflector R. Further, the signal analyzer 36 may perform clustering of a plurality of estimated distances or arrival directions to determine the distance or arrival direction of the reflector R.
  • FIG. 6 is a graph showing the temporal change in frequency between the radar wave transmitted from the transmitting antenna 31 and the radar wave received by the receiving antenna 32 in the radar device 12 of FIG.
  • the signal generator 33 generates a chirp signal having a frequency linearly increasing from frequency f1 to f2
  • the frequency of the received radar wave changes with respect to the frequency of the transmitted radar wave with a delay time according to the distance from the radar device 12 to the reflector R. Therefore, the difference fd between the frequency of the transmitted radar wave and the frequency of the received radar wave changes according to the distance from the radar device 12 to the reflector R.
  • the frequency difference fd also increases, and as the distance decreases, the frequency difference fd also decreases. Further, the frequency difference fd is constant in the time interval from time t2 to t3.
  • FIG. 7 is a graph showing the temporal change of the frequency related to the output signal of the mixer 34 of FIG. Since the transmitted radio frequency signal and the received radio frequency signal are mixed by the mixer 34, the output signal of the mixer 34 has a constant frequency fd.
  • FIG. 8 is a graph showing the frequency characteristics related to the output signal of the mixer 34 of FIG.
  • FIG. 8 shows the result of the signal analyzer 36 executing the FFT on the output signal of the mixer 34.
  • the frequency fd changes according to the distance from the radar device 12 to the reflector R. Therefore, the distance from the radar device 12 to the reflector R can be estimated by detecting the frequency at which the signal level in the frequency domain becomes maximum.
  • the frequency on the horizontal axis may be read as the distance.
  • the storage device 37 stores the signal level of the received radar wave determined by the signal analyzer 36 and the position of the reflector R.
  • the obstacle classifier 38 determines whether or not the reflecting object R is an obstacle based on the signal level of the received radar wave stored in the storage device 37, and determines the determination result. Notify the controller 39.
  • the controller 39 controls the overall operation of the radar device 12.
  • the controller 39 controls the generation of the radio frequency signal by the signal generator 33.
  • the controller 39 controls the antenna device 30 to set a plurality of different radiation patterns, as described with reference to FIGS. 4 and 5.
  • the controller 39 sets the first radiation pattern P1 and the second radiation pattern P2 in the antenna device 30 at a time interval sufficiently shorter than the moving speed of the mobile device 1 and transmits / receives radar waves.
  • the controller 39 controls the position determination of the reflector R by the signal analyzer 36.
  • the controller 39 controls the antenna device 30 so as to change the radiation pattern when the signal analyzer 36 estimates the arrival direction of the received radar wave.
  • the controller 39 notifies the control device 11 of the mobile device 1 of the determination result of whether or not the reflecting object R is an obstacle, which is notified from the obstacle classifier 38.
  • the mobile device 1 may include a control device 11, a drive device 13, a steering device 14, and a communication device 15 in addition to the radar device 12.
  • the control device 11 controls the overall operation of the mobile device 1.
  • the drive device 13 moves the mobile device 1 at a predetermined speed under the control of the control device 11.
  • the steering device 14 controls the direction of the moving body device 1 under the control of the control device 11.
  • the communication device 15 receives a control signal from the server device 2 and transmits information on obstacles detected by the radar device 12 to the server device 2.
  • control device 11 may change the route of the mobile device 1 so as to avoid the obstacle, or may stop the mobile device 1.
  • the server device 2 includes a control device 21, a communication device 22, an input device 23, a storage device 24, and a display device 25.
  • the control device 21 controls the overall operation of the server device 2.
  • the communication device 22 transmits a control signal to the mobile device 1 and also receives information on obstacles from the mobile device 1.
  • the input device 23 includes a keyboard, a pointing device, and the like, and receives user input.
  • the storage device 24 stores the obstacle information received from the mobile device 1.
  • the display device 25 displays information on obstacles received from the mobile device 1.
  • the control device 21 of the server device 2 may generate a map of the area in which the mobile device 1 can move based on the obstacle information received from the mobile device 1.
  • the server device 2 may transmit a control signal to the plurality of mobile devices 1 and may receive information on obstacles from the plurality of mobile devices 1.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a schematic operation of the radar device 12 of FIG.
  • the mobile device 1 is moving or stopped on the floor surface 101.
  • an obstacle 100 having a distance d1 from the mobile device 1.
  • the radar wave radiated from the radar device 12 is reflected by the obstacle 100 and then enters the radar device 12 again. Further, the radar wave radiated from the radar device 12 is reflected at the position of the floor surface 101 having a distance d2 from the moving body device 1 and is incident on the radar device 12 again.
  • FIG. 10 is a waveform diagram showing the waveform of the radar wave reflected by the obstacle 100 and the floor surface 101 of FIG. Based on the peak of the signal level of the received radar wave, the distance from the radar device 12 to the reflecting object (obstacle 100 or floor surface 101) can be estimated. Generally, the signal level of the radar wave reflected by the obstacle 100 having a surface intersecting the moving direction of the moving body device 1 is determined by the floor surface 101 having a surface parallel to the moving direction of the moving body device 1. Greater than the signal level of the reflected radar wave.
  • FIG. 11 is a waveform diagram showing the waveform of the radar wave received when the radiation patterns P1 and P2 are set in the antenna device 30 when the obstacle 100 of FIG. 9 is present.
  • the received radar wave includes both the radar wave reflected by the obstacle 100 and the radar wave reflected by the floor surface 101.
  • the distances d1 and d2 of FIG. 9 are equal to each other.
  • the gain of the side lobe SL1 of the radiation pattern P1 and the gain of the side lobe SL2 of the radiation pattern P2 are different from each other.
  • the signal levels of the radar waves reflected by the floor surface 101 received when the radiation patterns P1 and P2 are set in the antenna device 30, respectively differ from each other depending on the difference in gain between the side lobes SL1 and SL2.
  • the radiation patterns P1 and P2 have gains in the main lobes ML1 and ML2 that are sufficiently greater than the gains in the side lobes SL1 and SL2 and are substantially equal to each other. Therefore, the signal levels of the radar waves received when the radiation patterns P1 and P2 are set in the antenna device 30, respectively, are determined mainly according to the gains of the main lobes ML1 and ML2, and are substantially equal to each other.
  • FIG. 12 is a waveform diagram showing the waveform of the radar wave received when the radiation patterns P1 and P2 are set in the antenna device 30 when the obstacle 100 of FIG. 9 does not exist.
  • the received radar wave includes only the radar wave reflected by the floor surface 101. Therefore, the signal level of the radar wave received when the radiation patterns P1 and P2 are set in the antenna device 30, respectively, is determined mainly according to the gains of the side lobes SL1 and SL2, and the difference between the gains of the side lobes SL1 and SL2. Significantly different from each other.
  • the radar device 12 has an obstacle 100 based on the waveform of the radar wave received when the antenna devices 30 are set with different radiation patterns P1 and P2, respectively. It can be determined whether the detection is performed or the floor surface 101 is detected.
  • FIG. 13 is a flowchart showing an obstacle detection process executed by the radar device 12 of FIG.
  • step S1 the controller 39 sets the radiation pattern P1 in the antenna device 30.
  • step S2 the controller 39 transmits and receives a ray wave using the antenna device 30.
  • step S3 the signal analyzer 36 detects the signal level of the received radar wave and stores the peak of the signal level in the storage device 37.
  • step S4 the controller 39 sets the radiation pattern P2 in the antenna device 30.
  • step S5 the controller 39 transmits and receives radar waves via the antenna device 30.
  • step S6 the signal analyzer 36 detects the signal level of the received radar wave and stores the peak of the signal level in the storage device 37.
  • step S7 the obstacle classifier 38 reads out the signal level peaks corresponding to the radiation patterns P1 and P2 from the storage device 37, determines whether or not the difference between the signal level peaks is smaller than the threshold value, and determines whether or not the difference between the signal level peaks is smaller than the threshold value. If YES, the process proceeds to step S8, and if NO, the process proceeds to step S9.
  • the threshold value may be a predetermined value based on the difference between the gain of the side lobe SL1 of the radiation pattern P1 and the gain of the side lobe SL2 of the radiation pattern P2. Further, the threshold value may be dynamically changed based on the signal-to-noise ratio of the received radar wave, the detection result of an obstacle, and the like.
  • step S8 the obstacle classifier 38 determines that the radar wave reflected by the obstacle 100 has been received.
  • step S9 the obstacle classifier 38 determines that the radar wave reflected by the floor surface 101 has been received. After that, the obstacle classifier 38 notifies the controller 39 of the determination result.
  • the range in which the obstacle 100 can be detected can be determined by referring to the signal level of the radar wave received when the antenna devices 30 are set with different radiation patterns P1 and P2.
  • the obstacle 100 can be more reliably distinguished from other structures than before without narrowing.
  • FIG. 14 is a side view showing the radiation pattern P11 set in the antenna device 30 of FIG.
  • FIG. 15 is a side view showing the radiation pattern P12 set in the antenna device 30 of FIG.
  • the first radiation pattern P11 includes a main lobe ML11 in the first direction, a side lobe SL11 having a first gain in a second direction different from the first direction, a first and a second. It has a sidelobe SL12 having a third gain in a third direction different from the second direction.
  • the second radiation pattern P12 includes a main lobe ML12 in the first direction, a side lobe SL13 having a second gain different from the first gain in the second direction, and a third. It has a sidelobe SL14 having a fourth gain that is different from the third gain in the direction.
  • the main lobes ML11 and ML12 indicate a predetermined angle range including the azimuth angle at which the gain is maximized.
  • the side lobes SL11 to SL14 indicate a predetermined angular range including the azimuth angle at which the gain is next to the main lobes ML11 and ML12.
  • Each of the radiation patterns P11 and P12 is set so that the gains of the main lobes ML11 and ML12 are sufficiently larger than the gains of the side lobes SL11 to SL14.
  • the gains of the main lobes ML11 and ML12 of the radiation patterns P11 and P12 are substantially equal to each other. Further, in the examples of FIGS. 14 and 15, the gain of the side lobe SL13 of the radiation pattern P12 is smaller than the gain of the side lobe SL11 of the radiation pattern P11. Further, in the examples of FIGS. 14 and 15, the gain of the side lobe SL14 of the radiation pattern P12 is smaller than the gain of the side lobe SL12 of the radiation pattern P11.
  • the case where the antenna device 30 is mounted on the mobile device 1 so that the main lobes ML11 and ML12 of the antenna device 30 are parallel to the moving direction of the mobile device 1 is shown. ..
  • the side lobes SL11 and SL13 of the antenna device 30 are directed toward the floor surface 101 in front of and below the mobile device 1, and the side lobes SL12 and SL14 of the antenna device 30 are directed.
  • the case where the antenna device 30 is mounted on the mobile device 1 is shown so that the antenna device 30 is directed to the ceiling 102 in front of and above the mobile device 1.
  • the obstacle 100 can be distinguished from the floor surface 101, and the obstacle can be further distinguished from the ceiling 102.
  • FIG. 16 is a side view showing the radiation pattern P21 set in the antenna device 30 of FIG.
  • FIG. 17 is a side view showing the radiation pattern P22 set in the antenna device 30 of FIG.
  • FIG. 18 is a side view showing the radiation pattern P23 set in the antenna device 30 of FIG.
  • the antenna device 30 has different radiation patterns P21 to P23.
  • the first radiation pattern P21 includes a main lobe ML21 in the first direction, a side lobe SL21 having a first gain in a second direction different from the first direction, a first and a second. It has a sidelobe SL22 having a third gain in a third direction different from the second direction.
  • the second radiation pattern P22 includes a main lobe ML22 in the first direction, a side lobe SL23 having a second gain different from the first gain in the second direction, and a third. It has a side lobe SL24 in the direction. Referring to FIG.
  • the third radiation pattern P23 has a main lobe ML23 in the first direction, a side lobe SL25 in the second direction, and a fourth gain different from the third gain in the third direction.
  • the main lobes ML21 to ML23 indicate a predetermined angle range including the azimuth angle at which the gain is maximized.
  • the side lobes SL21 to SL26 indicate a predetermined angular range including the azimuth angle at which the gain is next to the main lobes ML21 to ML23.
  • Each of the radiation patterns P21 to P23 is set so that the gain of the main lobes ML21 to ML23 is sufficiently larger than the gain of the side lobes SL21 to SL26.
  • the gains of the main lobes ML21 to ML23 of the radiation patterns P21 to P23 are substantially equal to each other. Further, in the examples of FIGS. 16 to 18, the gain of the side lobe SL21 of the radiation pattern P21 and the gain of the side lobe SL25 of the radiation pattern P23 are substantially equal to each other, and the gain of the side lobe SL23 of the radiation pattern P22 is The case where it is smaller than the gain of the side lobe SL21 of the radiation pattern P21 and the gain of the side lobe SL25 of the radiation pattern P23 is shown. Further, in the examples of FIGS.
  • the gain of the side lobe SL22 of the radiation pattern P21 and the gain of the side lobe SL24 of the radiation pattern P22 are substantially equal to each other, and the gain of the side lobe SL26 of the radiation pattern P23 is substantially equal to each other.
  • the case where it is smaller than the gain of the side lobe SL22 of the radiation pattern P21 and the gain of the side lobe SL24 of the radiation pattern P22 is shown.
  • the antenna device 30 is mounted on the mobile device 1 so that the main lobes ML21 to ML23 of the antenna device 30 are parallel to the moving direction of the mobile device 1. Further, in the examples of FIGS. 16 to 18, the side lobes SL21, SL23, and SL25 of the antenna device 30 are directed toward the floor surface 101 in front of and below the mobile device 1, and the side lobes of the antenna device 30. The case where the antenna device 30 is mounted on the mobile device 1 is shown so that the SL22, SL24, and SL26 are directed to the ceiling 102 in front of and above the mobile device 1.
  • the signal analyzer 36 detects the first signal level indicating the signal level of the radar wave received when the first radiation pattern P21 is set in the antenna device 30, and the second radiation pattern in the antenna device 30.
  • the second signal level indicating the signal level of the radar wave received when P22 is set is detected, and the signal level of the radar wave received when the third radiation pattern P23 is set in the antenna device 30.
  • the third signal level indicating is detected.
  • the obstacle classifier 38 determines that the reflector is an obstacle when the difference between the first to third signal levels is smaller than the threshold value, while it determines that the reflector is not an obstacle otherwise. To do.
  • the obstacle 100 can be distinguished from the floor surface 101, and the obstacle can be further distinguished from the ceiling 102.
  • FIG. 19 is a top view showing a radiation pattern P31 set in the antenna device 30 of FIG.
  • FIG. 20 is a top view showing a radiation pattern P32 set in the antenna device 30 of FIG.
  • FIG. 21 is a top view showing a radiation pattern P33 set in the antenna device 30 of FIG.
  • the antenna device 30 has different radiation patterns P31 to P33.
  • the first radiation pattern P31 includes a main lobe ML31 in the first direction, a side lobe SL31 having a first gain in a second direction different from the first direction, a first and a second. It has a sidelobe SL32 having a third gain in a third direction different from the second direction.
  • the second radiation pattern P32 includes a main lobe ML32 in the first direction, a side lobe SL33 having a second gain different from the first gain in the second direction, and a third. It has a side lobe SL34 in the direction. Referring to FIG.
  • the third radiation pattern P33 has a main lobe ML33 in the first direction, a side lobe SL35 in the second direction, and a fourth gain different from the third gain in the third direction.
  • the main lobes ML31 to ML33 indicate a predetermined angle range including the azimuth angle at which the gain is maximized.
  • the side lobes SL31 to SL36 indicate a predetermined angular range including the azimuth angle at which the gain is next to the main lobes ML31 to ML33.
  • Each of the radiation patterns P31 to P33 is set so that the gain of the main lobes ML31 to ML33 is sufficiently larger than the gain of the side lobes SL31 to SL36.
  • the gains of the main lobes ML31 to ML33 of the radiation patterns P31 to P33 are substantially equal to each other. Further, in the examples of FIGS. 19 to 21, the gain of the side lobe SL31 of the radiation pattern P31 and the gain of the side lobe SL35 of the radiation pattern P33 are substantially equal to each other, and the gain of the side lobe SL33 of the radiation pattern P32 is substantially equal to each other. The case where it is smaller than the gain of the side lobe SL31 of the radiation pattern P31 and the gain of the side lobe SL35 of the radiation pattern P33 is shown. Further, in the examples of FIGS.
  • the gain of the side lobe SL32 of the radiation pattern P31 and the gain of the side lobe SL34 of the radiation pattern P32 are substantially equal to each other, and the gain of the side lobe SL36 of the radiation pattern P33 is increased.
  • the case where it is smaller than the gain of the side lobe SL32 of the radiation pattern P31 and the gain of the side lobe SL34 of the radiation pattern P32 is shown.
  • the antenna device 30 is mounted on the mobile device 1 so that the main lobe ML of the antenna device 30 is parallel to the moving direction of the mobile device 1. Further, in the examples of FIGS. 19 to 21, the side lobes SL31, SL33, and SL35 of the antenna device 30 are directed toward the front and left wall surface 103 of the mobile device 1, and the side lobes of the antenna device 30 are directed. The case where the antenna device 30 is mounted on the mobile device 1 is shown so that the SL32, SL34, and SL36 are directed to the front and right wall surface 104 of the mobile device 1.
  • the obstacle 100 can be distinguished from the wall surface 103, and the obstacle can be further distinguished from the wall surface 104.
  • the antenna device 30 may be configured so that both the radiation patterns P21 to P23 of FIGS. 16 to 18 and the radiation patterns P31 to P33 of FIGS. 19 to 21 can be set. Thereby, the obstacle 100 can be distinguished from the floor surface 101, the ceiling 102, and the wall surfaces 103 and 104.
  • the radar device 12 according to the embodiment may be mounted on a mobile device that operates autonomously without communicating with the server device 2.
  • the radar device 12 according to the embodiment may communicate with the radar device 12 of another mobile device 1 and share information on obstacles and / or maps.
  • the radar device 12 according to the embodiment is not limited to an automatic guided vehicle, and may be mounted on an automobile or the like. Further, the radar device 12 according to the embodiment may be applied to a mobile device having no steering device and having a driving device, such as a train and an elevator.
  • an obstacle can be detected by referring to the signal level of the radar wave received when the antenna device 30 is set with different first and second radiation patterns. Obstacles can be more reliably distinguished from other structures than before without narrowing the range.
  • the radar device 12 not only the floor surface but also other structures such as the ground, the wall surface, the ceiling, and other large structures that do not become obstacles to the mobile device 1 are identified. be able to.
  • One of the transmitting antenna 31 and the receiving antenna 32 may have a variable directivity, or both may have a variable directivity. Further, the transmitting antenna 31 and the receiving antenna 32 may share the antenna element.
  • FIG. 22 is a circuit diagram showing a modified example of the receiving antenna 32 of FIG.
  • the receiving antenna 32A of FIG. 22 includes a plurality of antenna elements 45a and 45b and a switch 49.
  • the antenna elements 45a and 45b have first and second radiation patterns that are different from each other.
  • the switch 49 selectively outputs the received signals of the antenna elements 45a and 45b to the subsequent circuit under the control of the controller 39.
  • the receiving antenna 32A of FIG. 22 operates as a diversity antenna.
  • the transmitting antenna 31 may also have the same configuration as that shown in FIG.
  • FIG. 23 is a block diagram showing a modified example of the radar device 12 of FIG.
  • the radar device according to the embodiment may generate a radar wave of a pulse signal instead of the radar wave of the chirp signal. Further, the radar device according to the embodiment may change the amplitude and phase of the received radar wave by software-like signal processing instead of changing by the variable gain amplifier and the phase shifter.
  • the radar device 12B in FIG. 23 includes an antenna device 30B, a signal generator 33, mixers 34-1 to 34-3, analog / digital (AD) converters 35-1 to 35-3, a signal analyzer 36B, and a storage device 37. , An obstacle classifier 38, a controller 39B, a digital / analog (DA) converter 51, and a mixer 52.
  • An obstacle classifier 38 An obstacle classifier 38, a controller 39B, a digital / analog (DA) converter 51, and a mixer 52.
  • the antenna device 30B includes a transmitting antenna 31B and a receiving antenna 32B.
  • the transmitting antenna 31B is configured as an omnidirectional antenna. Instead, the transmitting antenna 31B may be configured in the same manner as the transmitting antenna 31 of FIG. 2 or may be configured in the same manner as the receiving antenna of FIG. 22.
  • the receiving antenna 32B includes antenna elements 45-1 to 45-3 and amplifiers 46B-1 to 46B-3.
  • the antenna elements 45-1 to 45-3 of FIG. 23 are configured in the same manner as the antenna elements 45-1 to 45-3 of FIG.
  • the received signals of the amplifiers 46B-1 to 46B-3 and the antenna elements 45-1 to 45-3 are amplified with predetermined gains, respectively.
  • the signal generator 33 generates a radio frequency signal and supplies it to the mixers 52, 34-1 to 34-3.
  • the DA converter 51 generates a baseband pulse signal under the control of the controller 39B and sends it to the mixer 52.
  • the mixer 52 modulates the amplitude and phase of the radio frequency signal with the baseband pulse signal to generate a radio frequency pulse signal, which is supplied to the transmission antenna 31B.
  • the amplitude of the radio frequency signal may be modulated by the pulse signal of the baseband by using a switch instead of the DA converter.
  • the transmitting antenna 31B radiates a pulse signal having a radio frequency supplied from the mixer 52 as a radar wave toward the space to be searched.
  • the receiving antenna 32B receives the radar wave reflected by the reflector R and sends it to the mixers 34-1 to 34-3.
  • the mixers 34-1 to 34-3 mix the signals sent from the signal generator 33 and the receiving antenna 32B, respectively, and send them to the AD converters 35-1 to 35-3.
  • the AD converters 35-1 to 35-3 convert the analog signals sent from the mixers 34-1 to 34-3 into digital signals, respectively, and send them to the signal analyzer 36B.
  • the signal analyzer 36B under the control of the controller 39B, receives a radar wave based on the signal sent from the AD converters 35-1 to 35-3 (that is, the signal corresponding to the received radar wave).
  • the position of the reflector R is determined with reference to the position of the antenna device 30B (that is, the position of the radar device 12B).
  • the signal analyzer 36B converts the signal corresponding to the received radar wave from the time domain to the frequency domain by using, for example, a fast Fourier transform, and detects the signal level in the frequency domain of the received radar wave.
  • the signal analyzer 36B detects the frequency of the received radar wave and estimates the distance from the radar device 12B to the reflector R based on the difference between the frequency of the transmitted radar wave and the frequency of the received radar wave.
  • the signal analyzer 36B uses an arrival wave estimation algorithm such as a beamformer algorithm or a MUSIC (multiple signal classification) algorithm to refer to the arrival direction of the received radar wave (that is, the radar device 12B).
  • the direction of the reflector R) is estimated.
  • the signal analyzer 36B determines the position of the reflector R by estimating the distance and the direction of arrival.
  • the signal analyzer 36B individually processes the received signals of each antenna element 45-1 to 45-3. Therefore, the signal analyzer 36B may individually estimate the distance from the reflector R to each of the antenna elements 45-1 to 45-3. Further, the signal analyzer 36B may calculate the average value of the distances estimated for each of the antenna elements 45-1 to 45-3 as the estimated distance from the radar device 12 to the reflector R.
  • the signal analyzer 36B equivalently changes the radiation pattern of the receiving antenna 32B by changing the amplitude and phase of the received signal of each antenna element 45-1 to 45-3 by software-like signal processing.
  • the storage device 37 stores the signal level of the received radar wave determined by the signal analyzer 36B and the position of the reflector R.
  • the obstacle classifier 38 determines whether or not the reflecting object R is an obstacle based on the signal level of the received radar wave stored in the storage device 37, and determines the determination result. Notify the controller 39B.
  • the controller 39B controls the overall operation of the radar device 12B.
  • the radar device 12B can generate a radar wave of a pulse signal. Further, the radar device 12B can change the amplitude and phase of the received radar wave by software-like signal processing.
  • the radar wave of the pulse signal may be generated by using the DA converter 51 and the mixer 52 as in the radar device 12B of FIG. 23.
  • the receiving antenna 32B and the mixers 34-1 to 34 are similar to the radar device 12B of FIG. 3.
  • AD converters 35-1 to 35-3, and signal analyzer 36B may be used to change the amplitude and phase of the received radar wave by software-like signal processing.
  • the radar device may be configured to generate a CW (continuous wave) signal having a predetermined frequency as a radio frequency signal, and an FM-CW having a frequency that changes periodically. It may be configured to generate a signal.
  • CW continuous wave
  • the radar device 12 is transmitted via the antenna device 30 having variable directivity and the antenna device 30, reflected by a reflecting object, and then received via the antenna device 30.
  • the signal analyzer 36 that detects the signal level of the radar wave and determines the position of the reflector with reference to the position of the antenna device 30, and the reflector is an obstacle based on the signal level of the received radar wave. It is provided with an obstacle classifier 38 for determining whether or not the antenna is present.
  • the antenna device 30 has first and second radiation patterns that are different from each other.
  • the first radiation pattern has a main lobe in the first direction and a first side lobe having a first gain in a second direction different from the first direction.
  • the second radiation pattern has a main lobe in the first direction and a second side lobe in the second direction having a second gain different from the first gain.
  • the signal analyzer 36 detects a first signal level indicating the signal level of the radar wave received when the first radiation pattern is set in the antenna device 30, and the antenna device 30 has the second radiation pattern. Detects a second signal level that indicates the signal level of the radar wave received when set.
  • the obstacle classifier 38 determines that the reflector is an obstacle when the difference between the first and second signal levels is less than a predetermined threshold, while otherwise the reflector is an obstacle. Judge that it is not.
  • the first radiation pattern is a third direction different from the first and second directions. It further has a third sidelobe with a gain of 3, and the second radiation pattern further has a fourth sidelobe with a fourth gain different from the third gain in the third direction.
  • the antenna device 30 further adds a third radiation pattern different from the first and second radiation patterns.
  • the first radiation pattern further has a fifth side lobe having a third gain in a third direction different from the first and second directions.
  • the third radiation pattern consists of a main lobe in the first direction, a sixth side lobe in the second direction, and a seventh side with a fourth gain in the third direction that is different from the third gain.
  • the signal analyzer 36 detects a third signal level indicating the signal level of the radar wave received when the third radiation pattern is set in the antenna device 30.
  • the obstacle classifier 38 determines that the reflector is an obstacle when the difference between the first to third signal levels is smaller than the threshold value, while it determines that the reflector is not an obstacle otherwise. To do.
  • the radar device 12 according to one of the first to third aspects is provided.
  • the main lobe of the antenna device 30 is parallel to the moving direction of the mobile device 1. It is mounted on the mobile device 1 so as to be.
  • the obstacle classifier 38 when the difference between the first and second signal levels is equal to or greater than a predetermined threshold value, the reflecting object is not an obstacle and is substantially relative to the moving direction of the mobile device 1. It is judged that the structure has a plane parallel to the above.
  • the radar device can be applied to a mobile device such as an AGV (automatic guided vehicle) or an AIV (autonomous intelligent vehicle).
  • a mobile device such as an AGV (automatic guided vehicle) or an AIV (autonomous intelligent vehicle).

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Abstract

アンテナ装置は、互いに異なる第１及び第２の放射パターンを有し、第１の放射パターンは、メインローブと、第１の利得を有するサイドローブとを有し、第２の放射パターンは、メインローブと、第１の利得とは異なる第２の利得を有するサイドローブとを有する。信号解析器は、アンテナ装置に第１の放射パターンが設定されたときに受信されたレーダ波の第１の信号レベルを検出し、アンテナ装置に第２の放射パターンが設定されたときに受信されたレーダ波の第２の信号レベルを検出する。障害物識別器は、第１及び第２の信号レベルの差がしきい値より小さいとき、反射物が障害物であると判断し、そうでないとき、反射物が障害物ではないと判断する。

Description

レーダ装置及び移動体装置
　本開示は、移動体装置に搭載されるレーダ装置に関し、また、レーダ装置を備えた移動体装置に関する。
　自動車又は自動搬送車などの移動体装置は、その移動中に障害物を検出するために、レーダ装置を搭載することがある。レーダ装置は、レーダ波を放射し、反射物によって反射されたレーダ波を受信して解析することで、レーダ装置の位置を基準とする反射物の距離及び方向（すなわち位置）を推定する。レーダ装置は、レーダ波を放射したとき、移動体装置にとって障害物となりうる物体による反射波を受信するだけでなく、追加又は代替として、例えば床面、壁面、天井、地面、及び水面など、移動体装置にとって障害物とはならない他の構造物による反射波（クラッタ）を受信する可能性がある。障害物となりうる物体による反射波の信号レベルが十分に大きくない場合、又は、他の構造物による反射波の信号レベルが十分に小さくない場合、レーダ装置によって検出された反射物が、障害物であるのか、それとも他の構造物であるのか、区別できなくなることがある。従って、障害物を他の構造物から区別することができるレーダ装置が求められる。
　例えば、特許文献１は、レーダ装置の送受信ビームの指向方向が海面及び／又は地面に向くほど、レーダ装置の受信強度の減衰量を大きくすることにより、受信されたレーダ波からクラッタを除去するレーダ装置を開示している。
　また、特許文献２は、可変なカットオフ周波数を有するフィルタを用いて、受信されたレーダ波からクラッタを除去するレーダ装置を開示している。
特開２０１９－０５２９３７号公報 特開２０１７－０９０２９４号公報
　特許文献１のようにレーダ波の受信強度の減衰量を大きくすると、レーダ波は狭い範囲にのみ照射され、障害物を検出可能な範囲が狭くなる。また、レーダ波の受信強度の減衰量を大きくしても、他の構造物によって反射されるレーダ波の受信強度がゼロになるわけではない。従って、障害物を他の構造物から区別できない可能性がある。
　また、レーダ装置が時間的に移動するとき、障害物によって反射されたレーダ波に基づいて推定される位置は、床面などの他の構造物によって反射されたレーダ波に基づいて推定される位置に比べて、より小さなランダム性を有すると考えられる。ランダム性を有するクラッタは、特許文献２と同様にフィルタを用いて除去可能である。しかしながら、床面などの他の構造物によって反射されたレーダ波は、必ずしもランダム性を有するとは限らず、常にフィルタを用いてクラッタを除去できるわけではない。従って、障害物を他の構造物から区別できない可能性がある。
　本開示の目的は、障害物を検出可能な範囲を狭めることなく、障害物を他の構造物から従来よりも確実に区別することができるレーダ装置を提供することにある。また、本開示の目的は、そのようなレーダ装置を備えた移動体装置を提供することにある。
　本開示の側面に係るレーダ装置によれば、
　可変な指向性を有するアンテナ装置と、
　前記アンテナ装置を介して送信され、反射物によって反射された後、前記アンテナ装置を介して受信されたレーダ波の信号レベルを検出し、前記アンテナ装置の位置を基準とする前記反射物の位置を決定する信号解析器と、
　前記受信されたレーダ波の信号レベルに基づいて、前記反射物が障害物であるか否かを判断する障害物識別器とを備え、
　前記アンテナ装置は、互いに異なる第１及び第２の放射パターンを有し、前記第１の放射パターンは、第１の方向における第１のメインローブと、前記第１の方向とは異なる第２の方向において第１の利得を有する第１のサイドローブとを有し、前記第２の放射パターンは、前記第１の方向における第２のメインローブと、前記第２の方向において前記第１の利得とは異なる第２の利得を有する第２のサイドローブとを有し、
　前記信号解析器は、前記アンテナ装置に前記第１の放射パターンが設定されたときに受信されたレーダ波の信号レベルを示す第１の信号レベルを検出し、前記アンテナ装置に前記第２の放射パターンが設定されたときに受信されたレーダ波の信号レベルを示す第２の信号レベルを検出し、
　前記障害物識別器は、前記第１及び第２の信号レベルの差が予め決められたしきい値より小さいとき、前記反射物が障害物であると判断する一方、前記第１及び第２の信号レベルの差が前記しきい値以上であるとき、前記反射物が障害物ではないと判断する。
　これにより、アンテナ装置に互いに異なる第１及び第２の放射パターンを設定したときに受信されたレーダ波の信号レベルを参照することにより、障害物を検出可能な範囲を狭めることなく、障害物を他の構造物から従来よりも確実に区別することができる。
　本開示の側面に係るレーダ装置によれば、
　前記第１の放射パターンは、前記第１及び第２の方向とは異なる第３の方向において第３の利得を有する第３のサイドローブをさらに有し、前記第２の放射パターンは、前記第３の方向において前記第３の利得とは異なる第４の利得を有する第４のサイドローブをさらに有する。
　これにより、より広い角度範囲にわたって、移動体装置の移動方向に対して平行な面を有する他の構造物を識別することができる。
　本開示の側面に係るレーダ装置によれば、
　前記アンテナ装置は、前記第１及び第２の放射パターンとは異なる第３の放射パターンをさらに有し、前記第１の放射パターンは、前記第１及び第２の方向とは異なる第３の方向において第３の利得を有する第５のサイドローブをさらに有し、前記第３の放射パターンは、前記第１の方向における第３のメインローブと、前記第２の方向における第６のサイドローブと、前記第３の方向において前記第３の利得とは異なる第４の利得を有する第７のサイドローブとを有し、
　前記信号解析器は、前記アンテナ装置に前記第３の放射パターンが設定されたときに受信されたレーダ波の信号レベルを示す第３の信号レベルを検出し、
　前記障害物識別器は、前記第１～第３の信号レベルの差が前記しきい値より小さいとき、前記反射物が障害物であると判断する一方、前記第１～第３の信号レベルの差が前記しきい値以上であるとき、前記反射物が障害物ではないと判断する。
　これにより、より広い角度範囲にわたって、移動体装置の移動方向に対して平行な面を有する他の構造物を識別することができる。
　本開示の側面に係る移動体装置によれば、
　本開示の側面に係るレーダ装置を備える。
　これにより、本開示の側面に係るレーダ装置を備え、レーダ装置のアンテナ装置に互いに異なる第１及び第２の放射パターンを設定したときに受信されたレーダ波の信号レベルを参照することにより、障害物を検出可能な範囲を狭めることなく、障害物を他の構造物から従来よりも確実に区別することができる。
　本開示の側面に係る移動体装置によれば、
　前記アンテナ装置は、前記アンテナ装置のメインローブが前記移動体装置の移動方向に平行になるように、前記移動体装置に搭載され、
　前記障害物識別器は、前記第１及び第２の信号レベルの差が予め決められたしきい値以上であるとき、前記反射物が障害物ではなく、前記移動体装置の移動方向に対して実質的に平行な面を有する構造物であると判断する。
　これにより、障害物を、例えば、床面、地面、壁面、及び天井などから区別することができる。
　本開示の側面に係るレーダ装置及び移動体装置によれば、障害物を検出可能な範囲を狭めることなく、障害物を他の構造物から従来よりも確実に区別することができる。
実施形態に係る移動体装置１及びサーバ装置２を含むシステムの構成を示すブロック図である。 図１の送信アンテナ３１の例示的な構成を示すブロック図である。 図１の受信アンテナ３２の例示的な構成を示すブロック図である。 図１のアンテナ装置３０に設定される放射パターンＰ１を示す側面図である。 図１のアンテナ装置３０に設定される放射パターンＰ２を示す側面図である。 図１のレーダ装置１２において、送信アンテナ３１から送信されたレーダ波と、受信アンテナ３２で受信されたレーダ波との周波数の時間的変化を示すグラフである。 図１のミキサ３４の出力信号に係る周波数の時間的変化を示すグラフである。 図１のミキサ３４の出力信号に係る周波数特性を示すグラフである。 図１のレーダ装置１２の概略動作を説明する図である。 図９の障害物１００及び床面１０１によって反射されたレーダ波の波形を示す波形図である。 図９の障害物１００が存在するとき、アンテナ装置３０に放射パターンＰ１及びＰ２をそれぞれ設定したときに受信されたレーダ波の波形を示す波形図である。 図９の障害物１００が存在しないとき、アンテナ装置３０に放射パターンＰ１及びＰ２をそれぞれ設定したときに受信されたレーダ波の波形を示す波形図である。 図１のレーダ装置１２によって実行される障害物検出処理を示すフローチャートである。 図１のアンテナ装置３０に設定される放射パターンＰ１１を示す側面図である。 図１のアンテナ装置３０に設定される放射パターンＰ１２を示す側面図である。 図１のアンテナ装置３０に設定される放射パターンＰ２１を示す側面図である。 図１のアンテナ装置３０に設定される放射パターンＰ２２を示す側面図である。 図１のアンテナ装置３０に設定される放射パターンＰ２３を示す側面図である。 図１のアンテナ装置３０に設定される放射パターンＰ３１を示す上面図である。 図１のアンテナ装置３０に設定される放射パターンＰ３２を示す上面図である。 図１のアンテナ装置３０に設定される放射パターンＰ３３を示す上面図である。 図１の受信アンテナ３２の変形例を示す回路図である。 図１のレーダ装置１２の変形例を示すブロック図である。
　以下、本開示の一側面に係る実施形態（以下、「本実施形態」とも表記する）を、図面に基づいて説明する。各図面において、同じ符号は同様の構成要素を示す。
［適用例］
　図１は、実施形態に係る移動体装置１及びサーバ装置２を含むシステムの構成を示すブロック図である。移動体装置１は、例えば、ＡＧＶ（automatic guided vehicle）又はＡＩＶ（autonomous intelligent vehicle）などと呼ばれる、サーバ装置２の制御下で動作する自動搬送車である。移動体装置１にはレーダ装置１２が搭載される。
　図１のレーダ装置１２は、少なくとも、アンテナ装置３０、信号解析器３６、及び障害物識別器３８を備える。
　アンテナ装置３０は可変な指向性を有する。アンテナ装置３０は、互いに異なる第１及び第２の放射パターンを有する。第１の放射パターンは、第１の方向におけるメインローブと、第１の方向とは異なる第２の方向において第１の利得を有する第１のサイドローブとを有する。第２の放射パターンは、第１の方向におけるメインローブと、第２の方向において第１の利得とは異なる第２の利得を有する第２のサイドローブとを有する。
　信号解析器３６は、アンテナ装置３０を介して送信され、反射物Ｒによって反射された後、アンテナ装置３０を介して受信されたレーダ波の信号レベルを検出し、アンテナ装置３０の位置を基準とする反射物Ｒの位置を決定する。信号解析器３６は、アンテナ装置３０に第１の放射パターンが設定されたときに受信されたレーダ波の信号レベルを示す第１の信号レベルを検出し、アンテナ装置３０に第２の放射パターンが設定されたときに受信されたレーダ波の信号レベルを示す第２の信号レベルを検出する。
　障害物識別器３８は、受信されたレーダ波の信号レベルに基づいて、反射物Ｒが障害物であるか否かを判断する。障害物識別器３８は、第１及び第２の信号レベルの差が予め決められたしきい値より小さいとき、反射物Ｒが障害物であると判断する一方、そうでないとき、反射物Ｒが障害物ではないと判断する。
　障害物は、例えば、移動体装置１の移動方向に対して交差する面を有する構造物である。一方、例えば床面、地面、壁面、及び天井など、移動体装置１の移動方向に対して平行な面を有する他の構造物は、移動体装置にとって障害物とはならない。しかしながら、前述したように、レーダ装置１２は、このような他の構造物による反射波（クラッタ）を受信する可能性がある。実施形態に係るレーダ装置１２によれば、アンテナ装置３０に互いに異なる第１及び第２の放射パターンを設定したときに受信されたレーダ波の信号レベルを参照することにより、障害物を検出可能な範囲を狭めることなく、障害物を他の構造物から従来よりも確実に区別することができる。
　アンテナ装置３０は、例えば、アンテナ装置３０のメインローブが移動体装置１の移動方向に平行になるように、移動体装置１に搭載されてもよい。この場合、障害物識別器３８は、第１及び第２の信号レベルの差が予め決められたしきい値以上であるとき、反射物Ｒが障害物ではなく、移動体装置１の移動方向に対して実質的に平行な面を有する構造物であると判断することができる。
［実施形態］
［実施形態の構成例］
　図１のレーダ装置１２は、アンテナ装置３０、信号発生器３３、ミキサ３４、アナログ／ディジタル（ＡＤ）変換器３５、信号解析器３６、記憶装置３７、障害物識別器３８、及びコントローラ３９を備える。
　アンテナ装置３０は、送信アンテナ３１及び受信アンテナ３２を備える。
　図２は、図１の送信アンテナ３１の例示的な構成を示すブロック図である。図２の送信アンテナ３１は、分配器４１、複数の移相器４２－１～４２－３、複数の増幅器４３－１～４３－３、及び複数のアンテナ素子４４－１～４４－３を備える。分配器４１は、信号発生器３３から送られた無線周波信号を、アンテナ素子４４－１～４４－３の個数に合わせて分配する。移相器４２－１～４２－３は、分配器４１から送られた無線周波信号の位相を可変な移相量で変化させる。増幅器４３－１～４３－３は、移相器４２－１～４２－３の出力信号を可変な利得で増幅する。アンテナ素子４４－１～４４－３は、増幅器４３－１～４３－３の出力信号を放射する。アンテナ素子４４－１～４４－３は互いに同じ特性を有し、互いに所定間隔を有して配置される。コントローラ３９の制御下で、各移相器４２－１～４２－３の移相量及び各増幅器４３－１～４３－３の利得を変化させることにより、送信アンテナ３１に互いに異なる第１及び第２の放射パターンを設定することができる。これにより、図２の送信アンテナ３１は、フェーズドアレイアンテナとして動作する。
　図３は、図１の受信アンテナ３２の例示的な構成を示すブロック図である。図３の受信アンテナ３２は、複数のアンテナ素子４５－１～４５－３、複数の増幅器４６－１～４６－３、複数の移相器４７－１～４７－３、及び合成器４８を備える。アンテナ素子４５－１～４５－３は互いに同じ特性を有し、互いに所定間隔を有して配置される。増幅器４６－１～４６－３は、各アンテナ素子４５－１～４５－３の受信信号を可変な利得で増幅する。移相器４７－１～４７－３は、各アンテナ素子４５－１～４５－３の受信信号の位相を可変な移相量で変化させる。合成器４８は、変化した振幅及び位相を有する複数の受信信号を合成して後段の回路に出力する。コントローラ３９の制御下で、各増幅器４６－１～４６－３の利得及び各移相器４７－１～４７－３の移相量を変化させることにより、受信アンテナ３２に互いに異なる第１及び第２の放射パターンを設定することができる。これにより、図３の受信アンテナ３２は、フェーズドアレイアンテナとして動作する。
　アンテナ装置３０からレーダ波を送信し、反射物Ｒによって反射されたレーダ波をアンテナ装置３０により受信するとき、送信アンテナ３１及び受信アンテナ３２には、例えば、互いに同じ放射パターンが設定されてもよい。
　図４は、図１のアンテナ装置３０に設定される放射パターンＰ１を示す側面図である。図５は、図１のアンテナ装置３０に設定される放射パターンＰ２を示す側面図である。図４～図５など、アンテナ装置３０の放射パターンを示す各図面では、太矢印の長さにより、ある方向におけるアンテナ装置３０の利得を示す。
　図４を参照すると、第１の放射パターンＰ１は、第１の方向におけるメインローブＭＬ１と、第１の方向とは異なる第２の方向において第１の利得を有するサイドローブＳＬ１とを有する。図５を参照すると、第２の放射パターンＰ２は、第１の方向におけるメインローブＭＬ２と、第２の方向において第１の利得とは異なる第２の利得を有するサイドローブＳＬ２とを有する。
　放射パターンＰ１及びＰ２において、メインローブＭＬ１及びＭＬ２は、利得が最大になる方位角を含む所定の角度範囲を示す。放射パターンＰ１及びＰ２において、サイドローブＳＬ１及びＳＬ２は、利得がメインローブＭＬ１及びＭＬ２の次に大きくなる方位角を含む所定の角度範囲を示す。放射パターンＰ１及びＰ２のそれぞれは、メインローブＭＬ１及びＭＬ２の利得がサイドローブＳＬ１及びＳＬ２の利得よりも十分に大きくなるように設定される。
　図４及び図５の例では、放射パターンＰ１及びＰ２のメインローブＭＬ１及びＭＬ２の利得が互いに実質的に等しい場合を示す。また、図４及び図５の例では、放射パターンＰ２のサイドローブＳＬ２の利得が、放射パターンＰ１のサイドローブＳＬ１の利得よりも小さい場合を示す。
　また、図４及び図５の例では、アンテナ装置３０のメインローブＭＬ１及びＭＬ２が移動体装置１の移動方向に平行になるように、アンテナ装置３０が移動体装置１に搭載される場合を示す。また、図４及び図５の例では、アンテナ装置３０のサイドローブＳＬ１及びＳＬ２が移動体装置１の前方かつ下方の床面１０１に向けられるように、アンテナ装置３０が移動体装置１に搭載される場合を示す。
　信号発生器３３は、コントローラ３９の制御下で、予め決められた時間間隔で、反射物Ｒを検出するための無線周波信号を発生して送信アンテナ３１及びミキサ３４に供給する。信号発生器３３は、例えば、時間的に次第に増大又は減少する周波数を有するチャープ信号を発生する。
　送信アンテナ３１は、信号発生器３３から供給された無線周波信号を、探査対象の空間に向けてレーダ波として放射する。受信アンテナ３２は、反射物Ｒによって反射されたレーダ波を受信してミキサ３４に送る。
　ミキサ３４は、信号発生器３３及び受信アンテナ３２から送られた信号を混合してＡＤ変換器３５に送る。移動体装置１は、ミキサ３４によって混合された信号をＡＤ変換器３５に送る前に、信号の周波数を無線周波数からベースバンド周波数に変換してもよい。
　ＡＤ変換器３５は、ミキサ３４から送られたアナログ信号をディジタル信号に変換して信号解析器３６に送る。
　アンテナ装置３０、信号発生器３３、ミキサ３４、及びＡＤ変換器３５は、送受信機の一例である。移動体装置１は、他の形態の送受信機を備えてもよい。また、移動体装置１は、無線周波増幅器など、他の回路を備えてもよい。
　信号解析器３６は、コントローラ３９の制御下で、ＡＤ変換器３５から送られた信号（すなわち、受信されたレーダ波に対応する信号）に基づいて、受信されたレーダ波の信号レベルを検出し、また、アンテナ装置３０の位置（すなわちレーダ装置１２の位置）を基準とする反射物Ｒの位置を決定する。信号解析器３６は、例えば高速フーリエ変換を用いて、受信されたレーダ波に対応する信号を時間領域から周波数領域に変換し、受信されたレーダ波の周波数領域の信号レベルを検出する。信号解析器３６は、受信されたレーダ波の周波数を検出し、送信されたレーダ波の周波数及び受信されたレーダ波の周波数の差に基づいて、レーダ装置１２から反射物Ｒまでの距離を推定する。また、信号解析器３６は、アンテナ装置３０のメインローブの方向を変化させながらレーダ波を送受信し、受信されたレーダ波の到来方向（すなわち、レーダ装置１２を基準とする反射物Ｒの方向）を推定する。信号解析器３６は、距離及び到来方向を推定することにより、反射物Ｒの位置を決定する。
　信号解析器３６は、受信されたレーダ波に対応する信号のうち、ある瞬間又は時間区間の信号部分に基づいて距離又は到来方向を推定し、推定された距離又は到来方向と、この信号部分の信号強度とを互いに関連付けて処理してもよい。この場合、信号解析器３６は、あるしきい値以上の信号強度を有する信号部分に基づいて推定された距離又は到来方向を、反射物Ｒの距離又は到来方向として決定してもよい。また、信号解析器３６は、定誤警報率（constant false alarm rate）受信処理を行って反射物Ｒの距離又は到来方向を決定してもよい。また、信号解析器３６は、推定された複数の距離又は到来方向のクラスタリングを行って反射物Ｒの距離又は到来方向を決定してもよい。
　図６は、図１のレーダ装置１２において、送信アンテナ３１から送信されたレーダ波と、受信アンテナ３２で受信されたレーダ波との周波数の時間的変化を示すグラフである。図６の例では、信号発生器３３が、周波数ｆ１からｆ２まで時間的に線形に増大する周波数を有するチャープ信号を発生する場合について説明する。受信されたレーダ波の周波数は、送信されたレーダ波の周波数に対して、レーダ装置１２から反射物Ｒまでの距離に応じた遅延時間を有して変化する。従って、送信されたレーダ波の周波数及び受信されたレーダ波の周波数の差ｆｄは、レーダ装置１２から反射物Ｒまでの距離に応じて変化する。距離が増大すると周波数の差ｆｄも増大し、距離が減少すると周波数の差ｆｄも減少する。また、時刻ｔ２～ｔ３の時間区間において、周波数の差ｆｄは一定である。
　図７は、図１のミキサ３４の出力信号に係る周波数の時間的変化を示すグラフである。送信された無線周波信号及び受信された無線周波信号はミキサ３４により混合されるので、ミキサ３４の出力信号は一定の周波数ｆｄを有する。
　図８は、図１のミキサ３４の出力信号に係る周波数特性を示すグラフである。図８は、信号解析器３６がミキサ３４の出力信号に対してＦＦＴを実行した結果を示す。図６を参照して説明したように、周波数ｆｄは、レーダ装置１２から反射物Ｒまでの距離に応じて変化する。従って、周波数領域の信号レベルが最大になるときの周波数を検出することにより、レーダ装置１２から反射物Ｒまでの距離を推定することができる。
　図８のグラフにおいて、横軸の周波数は距離と読み替えてもよい。
　記憶装置３７は、信号解析器３６によって決定された、受信されたレーダ波の信号レベルと、反射物Ｒの位置とを記憶する。
　障害物識別器３８は、記憶装置３７に記憶された、受信されたレーダ波の信号レベルに基づいて、前述のように、反射物Ｒが障害物であるか否かを判断し、判断結果をコントローラ３９に通知する。
　コントローラ３９は、レーダ装置１２の全体の動作を制御する。コントローラ３９は、信号発生器３３による無線周波信号の発生を制御する。コントローラ３９は、図４及び図５を参照して説明したように、互いに異なる複数の放射パターンを設定するようにアンテナ装置３０を制御する。コントローラ３９は、移動体装置１の移動速度に比べて十分に短い時間間隔で、第１の放射パターンＰ１及び第２の放射パターンＰ２をアンテナ装置３０に設定してレーダ波を送受信する。コントローラ３９は、信号解析器３６による反射物Ｒの位置決定を制御する。コントローラ３９は、信号解析器３６が受信されたレーダ波の到来方向を推定するとき、放射パターンを変化させるようにアンテナ装置３０を制御する。コントローラ３９は、障害物識別器３８から通知された、反射物Ｒが障害物であるか否かの判断結果を、移動体装置１の制御装置１１に通知する。
　図１を参照すると、移動体装置１は、レーダ装置１２に加えて、制御装置１１、駆動装置１３、操舵装置１４、及び通信装置１５を備えてもよい。制御装置１１は、移動体装置１の全体の動作を制御する。駆動装置１３は、制御装置１１の制御下で、移動体装置１を所定の速度で移動させる。操舵装置１４は、制御装置１１の制御下で、移動体装置１の方向を制御する。通信装置１５は、サーバ装置２から制御信号を受信し、また、レーダ装置１２によって検出された障害物の情報をサーバ装置２に送信する。
　制御装置１１は、レーダ装置１２によって障害物が検出されたとき、障害物を回避するように移動体装置１の経路を変更してもよく、移動体装置１を停止してもよい。
　また、図１を参照すると、サーバ装置２は、制御装置２１、通信装置２２、入力装置２３、記憶装置２４、及び表示装置２５を備える。制御装置２１は、サーバ装置２の全体の動作を制御する。通信装置２２は、移動体装置１に制御信号を送信し、また、移動体装置１から障害物の情報を受信する。入力装置２３は、キーボード及びポインティングデバイスなどを含み、ユーザ入力を受ける。記憶装置２４は、移動体装置１から受信された障害物の情報を記憶する。表示装置２５は、移動体装置１から受信された障害物の情報を表示する。
　サーバ装置２の制御装置２１は、移動体装置１から受信された障害物の情報に基づいて、移動体装置１が移動可能な領域のマップを生成してもよい。
　サーバ装置２は、複数の移動体装置１に制御信号を送信し、また、複数の移動体装置１から障害物の情報を受信してもよい。
［実施形態の動作例］
　図９は、図１のレーダ装置１２の概略動作を説明する図である。図９の例では、移動体装置１は、床面１０１の上において移動又は停止している。移動体装置１の正面において、移動体装置１から距離ｄ１を有して、障害物１００が存在している。レーダ装置１２から放射されたレーダ波は、障害物１００によって反射された後、再びレーダ装置１２に入射する。また、レーダ装置１２から放射されたレーダ波は、移動体装置１から距離ｄ２を有する床面１０１の位置において反射され、再びレーダ装置１２に入射する。
　図１０は、図９の障害物１００及び床面１０１によって反射されたレーダ波の波形を示す波形図である。受信されたレーダ波の信号レベルのピークに基づいて、レーダ装置１２から反射物（障害物１００又は床面１０１）までの距離を推定することができる。概して、移動体装置１の移動方向に対して交差する面を有する障害物１００によって反射されたレーダ波の信号レベルは、移動体装置１の移動方向に対して平行な面を有する床面１０１によって反射されたレーダ波の信号レベルよりも大きい。
　図１１は、図９の障害物１００が存在するとき、アンテナ装置３０に放射パターンＰ１及びＰ２をそれぞれ設定したときに受信されたレーダ波の波形を示す波形図である。この場合、受信されたレーダ波は、障害物１００によって反射されたレーダ波と、床面１０１によって反射されたレーダ波との両方を含む。図１１の例では、図９の距離ｄ１及びｄ２が互いに等しいことを仮定する。前述したように、放射パターンＰ１のサイドローブＳＬ１の利得と、放射パターンＰ２のサイドローブＳＬ２の利得とは互いに異なる。従って、放射パターンＰ１及びＰ２をアンテナ装置３０にそれぞれ設定したときに受信される、床面１０１によって反射されたレーダ波の信号レベルは、サイドローブＳＬ１及びＳＬ２の利得の差に応じて互いに異なる。しかしながら、前述したように、放射パターンＰ１及びＰ２は、サイドローブＳＬ１及びＳＬ２の利得よりも十分に大きく、かつ、互いに実質的に等しいメインローブＭＬ１及びＭＬ２の利得を有する。従って、放射パターンＰ１及びＰ２をアンテナ装置３０にそれぞれ設定したときに受信されるレーダ波の信号レベルは、主にメインローブＭＬ１及びＭＬ２の利得に応じて決まり、互いに実質的に等しくなる。
　図１２は、図９の障害物１００が存在しないとき、アンテナ装置３０に放射パターンＰ１及びＰ２をそれぞれ設定したときに受信されたレーダ波の波形を示す波形図である。この場合、受信されたレーダ波は、床面１０１によって反射されたレーダ波のみを含む。従って、放射パターンＰ１及びＰ２をアンテナ装置３０にそれぞれ設定したときに受信されるレーダ波の信号レベルは、主にサイドローブＳＬ１及びＳＬ２の利得に応じて決まり、サイドローブＳＬ１及びＳＬ２の利得の差に応じて互いに有意に異なる。
　実施形態に係るレーダ装置１２は、図１１及び図１２に示すように、アンテナ装置３０に互いに異なる放射パターンＰ１及びＰ２をそれぞれ設定したときに受信されたレーダ波の波形に基づいて、障害物１００を検出したか、それとも、床面１０１を検出したかを判断することができる。
　アンテナ装置３０のサイドローブＳＬ１及びＳＬ２が、床面１０１に限らず、天井又は壁面など、移動体装置１の移動方向に対して平行な面を有する他の構造物に向けられるように、アンテナ装置３０は移動体装置１に搭載されてもよい。
　図１３は、図１のレーダ装置１２によって実行される障害物検出処理を示すフローチャートである。
　ステップＳ１において、コントローラ３９は、放射パターンＰ１をアンテナ装置３０に設定する。ステップＳ２において、コントローラ３９は、アンテナ装置３０を用いてレー波を送受信する。ステップＳ３において、信号解析器３６は、受信されたレーダ波の信号レベルを検出し、信号レベルのピークを記憶装置３７に記憶する。
　ステップＳ４において、コントローラ３９は、放射パターンＰ２をアンテナ装置３０に設定する。ステップＳ５において、コントローラ３９は、アンテナ装置３０を介してレーダ波を送受信する。ステップＳ６において、信号解析器３６は、受信されたレーダ波の信号レベルを検出し、信号レベルのピークを記憶装置３７に記憶する。
　ステップＳ７において、障害物識別器３８は、放射パターンＰ１及びＰ２にそれぞれ対応する信号レベルのピークを記憶装置３７から読み出し、信号レベルのピークの差がしきい値より小さいか否かを判断し、ＹＥＳのときはステップＳ８に進み、ＮＯのときはステップＳ９に進む。しきい値は、放射パターンＰ１のサイドローブＳＬ１の利得と、放射パターンＰ２のサイドローブＳＬ２の利得との差に基づいて予め決められた値であってもよい。また、しきい値は、受信されたレーダ波の信号対雑音比、障害物の検出結果、などに基づいて動的に変更されてもよい。
　ステップＳ８において、障害物識別器３８は、障害物１００によって反射されたレーダ波が受信された判断する。ステップＳ９において、障害物識別器３８は、床面１０１によって反射されたレーダ波が受信されたと判断する。その後、障害物識別器３８は、判断結果をコントローラ３９に通知する。
　実施形態に係るレーダ装置１２によれば、アンテナ装置３０に互いに異なる放射パターンＰ１及びＰ２を設定したときに受信されたレーダ波の信号レベルを参照することにより、障害物１００を検出可能な範囲を狭めることなく、障害物１００を他の構造物から従来よりも確実に区別することができる。
　次に、図１４～図２１を参照して、実施形態の変形例に係るレーダ装置１２の動作について説明する。
　図１４及び図１５を参照して、実施形態の第１の変形例に係るレーダ装置１２の動作について説明する。図１４は、図１のアンテナ装置３０に設定される放射パターンＰ１１を示す側面図である。図１５は、図１のアンテナ装置３０に設定される放射パターンＰ１２を示す側面図である。
　図１４を参照すると、第１の放射パターンＰ１１は、第１の方向におけるメインローブＭＬ１１と、第１の方向とは異なる第２の方向において第１の利得を有するサイドローブＳＬ１１と、第１及び第２の方向とは異なる第３の方向において第３の利得を有するサイドローブＳＬ１２とを有する。図１５を参照すると、第２の放射パターンＰ１２は、第１の方向におけるメインローブＭＬ１２と、第２の方向において第１の利得とは異なる第２の利得を有するサイドローブＳＬ１３と、第３の方向において第３の利得とは異なる第４の利得を有するサイドローブＳＬ１４とを有する。
　放射パターンＰ１１及びＰ１２において、メインローブＭＬ１１及びＭＬ１２は、利得が最大になる方位角を含む所定の角度範囲を示す。放射パターンＰ１１及びＰ１２において、サイドローブＳＬ１１～ＳＬ１４は、利得がメインローブＭＬ１１及びＭＬ１２の次に大きくなる方位角を含む所定の角度範囲を示す。放射パターンＰ１１及びＰ１２のそれぞれは、メインローブＭＬ１１及びＭＬ１２の利得がサイドローブＳＬ１１～ＳＬ１４の利得よりも十分に大きくなるように設定される。
　図１４及び図１５の例では、放射パターンＰ１１及びＰ１２のメインローブＭＬ１１及びＭＬ１２の利得が互いに実質的に等しい場合を示す。また、図１４及び図１５の例では、放射パターンＰ１２のサイドローブＳＬ１３の利得が、放射パターンＰ１１のサイドローブＳＬ１１の利得よりも小さい場合を示す。また、図１４及び図１５の例では、放射パターンＰ１２のサイドローブＳＬ１４の利得が、放射パターンＰ１１のサイドローブＳＬ１２の利得よりも小さい場合を示す。
　また、図１４及び図１５の例では、アンテナ装置３０のメインローブＭＬ１１及びＭＬ１２が移動体装置１の移動方向に平行になるように、アンテナ装置３０が移動体装置１に搭載される場合を示す。また、図１４及び図１５の例では、アンテナ装置３０のサイドローブＳＬ１１及びＳＬ１３が移動体装置１の前方かつ下方の床面１０１に向けられるように、かつ、アンテナ装置３０のサイドローブＳＬ１２及びＳＬ１４が移動体装置１の前方かつ上方の天井１０２に向けられるように、アンテナ装置３０が移動体装置１に搭載される場合を示す。
　図１４の放射パターンＰ１１及び図１５の放射パターンＰ１２を用いることにより、障害物１００を床面１０１から区別し、さらに、障害物を天井１０２から区別することができる。
　図１６～図１８を参照して、実施形態の第２の変形例に係るレーダ装置１２の動作について説明する。図１６は、図１のアンテナ装置３０に設定される放射パターンＰ２１を示す側面図である。図１７は、図１のアンテナ装置３０に設定される放射パターンＰ２２を示す側面図である。図１８は、図１のアンテナ装置３０に設定される放射パターンＰ２３を示す側面図である。
　アンテナ装置３０は、互いに異なる放射パターンＰ２１～Ｐ２３を有する。図１６を参照すると、第１の放射パターンＰ２１は、第１の方向におけるメインローブＭＬ２１と、第１の方向とは異なる第２の方向において第１の利得を有するサイドローブＳＬ２１と、第１及び第２の方向とは異なる第３の方向において第３の利得を有するサイドローブＳＬ２２とを有する。図１７を参照すると、第２の放射パターンＰ２２は、第１の方向におけるメインローブＭＬ２２と、第２の方向において第１の利得とは異なる第２の利得を有するサイドローブＳＬ２３と、第３の方向におけるサイドローブＳＬ２４とを有する。図１８を参照すると、第３の放射パターンＰ２３は、第１の方向におけるメインローブＭＬ２３と、第２の方向におけるサイドローブＳＬ２５と、第３の方向において第３の利得とは異なる第４の利得を有するサイドローブＳＬ２６とを有する。
　放射パターンＰ２１～Ｐ２３において、メインローブＭＬ２１～ＭＬ２３は、利得が最大になる方位角を含む所定の角度範囲を示す。放射パターンＰ２１～Ｐ２３において、サイドローブＳＬ２１～ＳＬ２６は、利得がメインローブＭＬ２１～ＭＬ２３の次に大きくなる方位角を含む所定の角度範囲を示す。放射パターンＰ２１～Ｐ２３のそれぞれは、メインローブＭＬ２１～ＭＬ２３の利得がサイドローブＳＬ２１～ＳＬ２６の利得よりも十分に大きくなるように設定される。
　図１６～図１８の例では、放射パターンＰ２１～Ｐ２３のメインローブＭＬ２１～ＭＬ２３の利得が互いに実質的に等しい場合を示す。また、図１６～図１８の例では、放射パターンＰ２１のサイドローブＳＬ２１の利得及び放射パターンＰ２３のサイドローブＳＬ２５の利得が互いに実質的に等しく、かつ、放射パターンＰ２２のサイドローブＳＬ２３の利得が、放射パターンＰ２１のサイドローブＳＬ２１の利得及び放射パターンＰ２３のサイドローブＳＬ２５の利得よりも小さい場合を示す。また、図１６～図１８の例では、放射パターンＰ２１のサイドローブＳＬ２２の利得及び放射パターンＰ２２のサイドローブＳＬ２４の利得が互いに実質的に等しく、かつ、放射パターンＰ２３のサイドローブＳＬ２６の利得が、放射パターンＰ２１のサイドローブＳＬ２２の利得及び放射パターンＰ２２のサイドローブＳＬ２４の利得よりも小さい場合を示す。
　図１６～図１８の例では、アンテナ装置３０のメインローブＭＬ２１～ＭＬ２３が移動体装置１の移動方向に平行になるように、アンテナ装置３０が移動体装置１に搭載される場合を示す。また、図１６～図１８の例では、アンテナ装置３０のサイドローブＳＬ２１、ＳＬ２３、及びＳＬ２５が移動体装置１の前方かつ下方の床面１０１に向けられるように、かつ、アンテナ装置３０のサイドローブＳＬ２２、ＳＬ２４、及びＳＬ２６が移動体装置１の前方かつ上方の天井１０２に向けられるように、アンテナ装置３０が移動体装置１に搭載される場合を示す。
　信号解析器３６は、アンテナ装置３０に第１の放射パターンＰ２１が設定されたときに受信されたレーダ波の信号レベルを示す第１の信号レベルを検出し、アンテナ装置３０に第２の放射パターンＰ２２が設定されたときに受信されたレーダ波の信号レベルを示す第２の信号レベルを検出し、アンテナ装置３０に第３の放射パターンＰ２３が設定されたときに受信されたレーダ波の信号レベルを示す第３の信号レベルを検出する。障害物識別器３８は、第１～第３の信号レベルの差がしきい値より小さいとき、反射物が障害物であると判断する一方、そうでないとき、反射物が障害物ではないと判断する。
　図１６～図１８の放射パターンＰ２１～Ｐ２３を用いることにより、障害物１００を床面１０１から区別し、さらに、障害物を天井１０２から区別することができる。
　図１９～図２１を参照して、実施形態の第３の変形例に係るレーダ装置１２の動作について説明する。図１９は、図１のアンテナ装置３０に設定される放射パターンＰ３１を示す上面図である。図２０は、図１のアンテナ装置３０に設定される放射パターンＰ３２を示す上面図である。図２１は、図１のアンテナ装置３０に設定される放射パターンＰ３３を示す上面図である。
　アンテナ装置３０は、互いに異なる放射パターンＰ３１～Ｐ３３を有する。図１９を参照すると、第１の放射パターンＰ３１は、第１の方向におけるメインローブＭＬ３１と、第１の方向とは異なる第２の方向において第１の利得を有するサイドローブＳＬ３１と、第１及び第２の方向とは異なる第３の方向において第３の利得を有するサイドローブＳＬ３２とを有する。図２０を参照すると、第２の放射パターンＰ３２は、第１の方向におけるメインローブＭＬ３２と、第２の方向において第１の利得とは異なる第２の利得を有するサイドローブＳＬ３３と、第３の方向におけるサイドローブＳＬ３４とを有する。図２１を参照すると、第３の放射パターンＰ３３は、第１の方向におけるメインローブＭＬ３３と、第２の方向におけるサイドローブＳＬ３５と、第３の方向において第３の利得とは異なる第４の利得を有するサイドローブＳＬ３６とを有する。
　放射パターンＰ３１～Ｐ３３において、メインローブＭＬ３１～ＭＬ３３は、利得が最大になる方位角を含む所定の角度範囲を示す。放射パターンＰ３１～Ｐ３３において、サイドローブＳＬ３１～ＳＬ３６は、利得がメインローブＭＬ３１～ＭＬ３３の次に大きくなる方位角を含む所定の角度範囲を示す。放射パターンＰ３１～Ｐ３３のそれぞれは、メインローブＭＬ３１～ＭＬ３３の利得がサイドローブＳＬ３１～ＳＬ３６の利得よりも十分に大きくなるように設定される。
　図１９～図２１の例では、放射パターンＰ３１～Ｐ３３のメインローブＭＬ３１～ＭＬ３３の利得が互いに実質的に等しい場合を示す。また、図１９～図２１の例では、放射パターンＰ３１のサイドローブＳＬ３１の利得及び放射パターンＰ３３のサイドローブＳＬ３５の利得が互いに実質的に等しく、かつ、放射パターンＰ３２のサイドローブＳＬ３３の利得が、放射パターンＰ３１のサイドローブＳＬ３１の利得及び放射パターンＰ３３のサイドローブＳＬ３５の利得よりも小さい場合を示す。また、図１９～図２１の例では、放射パターンＰ３１のサイドローブＳＬ３２の利得及び放射パターンＰ３２のサイドローブＳＬ３４の利得が互いに実質的に等しく、かつ、放射パターンＰ３３のサイドローブＳＬ３６の利得が、放射パターンＰ３１のサイドローブＳＬ３２の利得及び放射パターンＰ３２のサイドローブＳＬ３４の利得よりも小さい場合を示す。
　図１９～図２１の例では、アンテナ装置３０のメインローブＭＬが移動体装置１の移動方向に平行になるように、アンテナ装置３０が移動体装置１に搭載される場合を示す。また、図１９～図２１の例では、アンテナ装置３０のサイドローブＳＬ３１、ＳＬ３３、及びＳＬ３５が移動体装置１の前方かつ左方の壁面１０３に向けられるように、かつ、アンテナ装置３０のサイドローブＳＬ３２、ＳＬ３４、及びＳＬ３６が移動体装置１の前方かつ右方の壁面１０４に向けられるように、アンテナ装置３０が移動体装置１に搭載される場合を示す。
　図１９～図２１の放射パターンＰ３１～Ｐ３３を用いることにより、障害物１００を壁面１０３から区別し、さらに、障害物を壁面１０４から区別することができる。
　アンテナ装置３０は、図１６～図１８の放射パターンＰ２１～Ｐ２３と、図１９～図２１の放射パターンＰ３１～Ｐ３３との両方を設定可能であるように構成されてもよい。これにより、障害物１００を、床面１０１、天井１０２、及び壁面１０３及び１０４から区別することができる。
　実施形態に係るレーダ装置１２は、サーバ装置２と通信することなく、自律的に動作する移動体装置に搭載されてもよい。実施形態に係るレーダ装置１２は、他の移動体装置１のレーダ装置１２と通信し、障害物及び／又はマップの情報を共有してもよい。実施形態に係るレーダ装置１２は、自動搬送車に限らず、自動車などに搭載されてもよい。また、実施形態に係るレーダ装置１２は、列車及びエレベータなどのように、操舵装置をもたず、駆動装置を備えた移動体装置に適用されてもよい。
［実施形態の効果］
　実施形態に係るレーダ装置１２によれば、アンテナ装置３０に互いに異なる第１及び第２の放射パターンを設定したときに受信されたレーダ波の信号レベルを参照することにより、障害物を検出可能な範囲を狭めることなく、障害物を他の構造物から従来よりも確実に区別することができる。
　また、実施形態に係るレーダ装置１２によれば、床面に限らず、地面、壁面、天井、及び他の大きな構造物など、移動体装置１にとって障害物とはならない他の構造物を識別することができる。
［変形例］
　送信アンテナ３１及び受信アンテナ３２の一方が可変な指向性を有してもよく、両方が可変な指向性を有してもよい。また、送信アンテナ３１及び受信アンテナ３２は、アンテナ素子を共用してもよい。
　図２２は、図１の受信アンテナ３２の変形例を示す回路図である。図２２の受信アンテナ３２Ａは、複数のアンテナ素子４５ａ，４５ｂと、スイッチ４９とを備える。アンテナ素子４５ａ，４５ｂは、互いに異なる第１及び第２の放射パターンを有する。スイッチ４９は、コントローラ３９の制御下で、アンテナ素子４５ａ，４５ｂの受信信号を選択的に後段の回路に出力する。これにより、図２２の受信アンテナ３２Ａは、ダイバーシティアンテナとして動作する。
　送信アンテナ３１もまた、図２２と同様の構成を有してもよい。
　図２３は、図１のレーダ装置１２の変形例を示すブロック図である。実施形態に係るレーダ装置は、チャープ信号のレーダ波に代えてパルス信号のレーダ波を発生してもよい。また、実施形態に係るレーダ装置は、受信されたレーダ波の振幅及び位相を可変利得増幅器及び移相器により変化させることに代えて、ソフトウェア的な信号処理により変化させてもよい。
　図２３のレーダ装置１２Ｂは、アンテナ装置３０Ｂ、信号発生器３３、ミキサ３４－１～３４－３、アナログ／ディジタル（ＡＤ）変換器３５－１～３５－３、信号解析器３６Ｂ、記憶装置３７、障害物識別器３８、コントローラ３９Ｂ、ディジタル／アナログ（ＤＡ）変換器５１、及びミキサ５２を備える。
　アンテナ装置３０Ｂは、送信アンテナ３１Ｂ及び受信アンテナ３２Ｂを備える。
　送信アンテナ３１Ｂは無指向性アンテナとして構成される。それに代わって、送信アンテナ３１Ｂは、図２の送信アンテナ３１と同様に構成されてもよく、図２２の受信アンテナと同様に構成されてもよい。
　受信アンテナ３２Ｂは、アンテナ素子４５－１～４５－３及び増幅器４６Ｂ－１～４６Ｂ－３を備える。図２３のアンテナ素子４５－１～４５－３は、図３のアンテナ素子４５－１～４５－３と同様に構成される。増幅器４６Ｂ－１～４６Ｂ－３、各アンテナ素子４５－１～４５－３の受信信号を予め決められた利得でそれぞれ増幅する。
　信号発生器３３は、無線周波信号を発生してミキサ５２，３４－１～３４－３に供給する。ＤＡ変換器５１は、コントローラ３９Ｂの制御下でベースバンドのパルス信号を発生してミキサ５２に送る。ミキサ５２は、無線周波信号の振幅及び位相をベースバンドのパルス信号により変調して無線周波数のパルス信号を発生し、送信アンテナ３１Ｂに供給する。無線周波数のパルス信号を発生するために、ＤＡ変換器に代えてスイッチを用いて、無線周波信号の振幅をベースバンドのパルス信号により変調してもよい。
　送信アンテナ３１Ｂは、ミキサ５２から供給された無線周波数のパルス信号を、探査対象の空間に向けてレーダ波として放射する。受信アンテナ３２Ｂは、反射物Ｒによって反射されたレーダ波を受信してミキサ３４－１～３４－３に送る。
　ミキサ３４－１～３４－３は、信号発生器３３及び受信アンテナ３２Ｂから送られた信号をそれぞれ混合してＡＤ変換器３５－１～３５－３に送る。
　ＡＤ変換器３５－１～３５－３は、ミキサ３４－１～３４－３から送られたアナログ信号をディジタル信号にそれぞれ変換して信号解析器３６Ｂに送る。
　信号解析器３６Ｂは、コントローラ３９Ｂの制御下で、ＡＤ変換器３５－１～３５－３から送られた信号（すなわち、受信されたレーダ波に対応する信号）に基づいて、受信されたレーダ波の信号レベルを検出し、また、アンテナ装置３０Ｂの位置（すなわちレーダ装置１２Ｂの位置）を基準とする反射物Ｒの位置を決定する。信号解析器３６Ｂは、例えば高速フーリエ変換を用いて、受信されたレーダ波に対応する信号を時間領域から周波数領域に変換し、受信されたレーダ波の周波数領域の信号レベルを検出する。信号解析器３６Ｂは、受信されたレーダ波の周波数を検出し、送信されたレーダ波の周波数及び受信されたレーダ波の周波数の差に基づいて、レーダ装置１２Ｂから反射物Ｒまでの距離を推定する。また、信号解析器３６Ｂは、例えば、ビームフォーマ（beamformer）アルゴリズム又はＭＵＳＩＣ（multiple signal classification）アルゴリズムなどの到来波推定アルゴリズムを用いて、受信されたレーダ波の到来方向（すなわち、レーダ装置１２Ｂを基準とする反射物Ｒの方向）を推定する。信号解析器３６Ｂは、距離及び到来方向を推定することにより、反射物Ｒの位置を決定する。
　信号解析器３６Ｂは、各アンテナ素子４５－１～４５－３の受信信号を個別に処理する。従って、信号解析器３６Ｂは、反射物Ｒから各アンテナ素子４５－１～４５－３までの距離を個別に推定してもよい。また、信号解析器３６Ｂは、アンテナ素子４５－１～４５－３ごとに推定された距離の平均値を、レーダ装置１２から反射物Ｒまでの推定された距離として計算してもよい。
　信号解析器３６Ｂは、各アンテナ素子４５－１～４５－３の受信信号の振幅及び位相をソフトウェア的な信号処理により変化させることにより、等価的に受信アンテナ３２Ｂの放射パターンを変化させる。
　記憶装置３７は、信号解析器３６Ｂによって決定された、受信されたレーダ波の信号レベルと、反射物Ｒの位置とを記憶する。
　障害物識別器３８は、記憶装置３７に記憶された、受信されたレーダ波の信号レベルに基づいて、前述のように、反射物Ｒが障害物であるか否かを判断し、判断結果をコントローラ３９Ｂに通知する。
　コントローラ３９Ｂは、レーダ装置１２Ｂの全体の動作を制御する。
　以上説明したように、レーダ装置１２Ｂはパルス信号のレーダ波を発生することができる。また、レーダ装置１２Ｂは、受信されたレーダ波の振幅及び位相をソフトウェア的な信号処理により変化させることができる。
　説明した実施形態及び変形例は、任意に組み合わされてもよい。例えば、図１のレーダ装置１２において、図２３のレーダ装置１２Ｂと同様に、ＤＡ変換器５１及びミキサ５２を用いてパルス信号のレーダ波を発生してもよい。また、図１のレーダ装置において、受信アンテナ３２、ミキサ３４、ＡＤ変換器３５、及び信号解析器３６に代えて、図２３のレーダ装置１２Ｂと同様に、受信アンテナ３２Ｂ、ミキサ３４－１～３４－３、ＡＤ変換器３５－１～３５－３、及び信号解析器３６Ｂを用いて、受信されたレーダ波の振幅及び位相をソフトウェア的な信号処理により変化させてもよい。
　また、実施形態に係るレーダ装置は、無線周波信号として、予め決められた周波数を有するＣＷ（continuous wave）信号を発生するように構成されてもよく、周期的に変化する周波数を有するＦＭ－ＣＷ信号を発生するように構成されてもよい。
［まとめ］
　本開示の各側面に係るレーダ装置及び移動体装置は、以下のように表現されてもよい。
　本開示の第１の側面に係るレーダ装置１２は、可変な指向性を有するアンテナ装置３０と、アンテナ装置３０を介して送信され、反射物によって反射された後、アンテナ装置３０を介して受信されたレーダ波の信号レベルを検出し、アンテナ装置３０の位置を基準とする反射物の位置を決定する信号解析器３６と、受信されたレーダ波の信号レベルに基づいて、反射物が障害物であるか否かを判断する障害物識別器３８とを備える。アンテナ装置３０は、互いに異なる第１及び第２の放射パターンを有する。第１の放射パターンは、第１の方向におけるメインローブと、第１の方向とは異なる第２の方向において第１の利得を有する第１のサイドローブとを有する。第２の放射パターンは、第１の方向におけるメインローブと、第２の方向において第１の利得とは異なる第２の利得を有する第２のサイドローブとを有する。信号解析器３６は、アンテナ装置３０に第１の放射パターンが設定されたときに受信されたレーダ波の信号レベルを示す第１の信号レベルを検出し、アンテナ装置３０に第２の放射パターンが設定されたときに受信されたレーダ波の信号レベルを示す第２の信号レベルを検出する。障害物識別器３８は、第１及び第２の信号レベルの差が予め決められたしきい値より小さいとき、反射物が障害物であると判断する一方、そうでないとき、反射物が障害物ではないと判断する。
　本開示の第２の側面に係るレーダ装置１２によれば、第１の側面に係るレーダ装置１２において、第１の放射パターンは、第１及び第２の方向とは異なる第３の方向において第３の利得を有する第３のサイドローブをさらに有し、第２の放射パターンは、第３の方向において第３の利得とは異なる第４の利得を有する第４のサイドローブをさらに有する。
　本開示の第３の側面に係るレーダ装置１２によれば、第１の側面に係るレーダ装置１２において、アンテナ装置３０は、第１及び第２の放射パターンとは異なる第３の放射パターンをさらに有する。第１の放射パターンは、第１及び第２の方向とは異なる第３の方向において第３の利得を有する第５のサイドローブをさらに有する。第３の放射パターンは、第１の方向におけるメインローブと、第２の方向における第６のサイドローブと、第３の方向において第３の利得とは異なる第４の利得を有する第７のサイドローブとを有する。信号解析器３６は、アンテナ装置３０に第３の放射パターンが設定されたときに受信されたレーダ波の信号レベルを示す第３の信号レベルを検出する。障害物識別器３８は、第１～第３の信号レベルの差がしきい値より小さいとき、反射物が障害物であると判断する一方、そうでないとき、反射物が障害物ではないと判断する。
　本開示の第４の側面に係る移動体装置１によれば、第１～第３のうちの１つの側面に係るレーダ装置１２を備える。
　本開示の第５の側面に係る移動体装置１によれば、第４の側面に係る移動体装置１において、アンテナ装置３０は、アンテナ装置３０のメインローブが移動体装置１の移動方向に平行になるように、移動体装置１に搭載される。障害物識別器３８は、第１及び第２の信号レベルの差が予め決められたしきい値以上であるとき、反射物が障害物ではなく、移動体装置１の移動方向に対して実質的に平行な面を有する構造物であると判断する。
　本開示の側面に係るレーダ装置は、例えば、ＡＧＶ（automatic guided vehicle）又はＡＩＶ（autonomous intelligent vehicle）などの移動体装置に適用可能である。
１　移動体装置
２　サーバ装置
１１　制御装置
１２，１２Ｂ　レーダ装置
１３　駆動装置
１４　操舵装置
１５　通信装置
２１　制御装置
２２　通信装置
２３　入力装置
２４　記憶装置
２５　表示装置
３０，３０Ｂ　アンテナ装置
３１，３１Ｂ　送信アンテナ
３２，３２Ａ，３２Ｂ　受信アンテナ
３３　信号発生器
３４，３４－１～３４－３　ミキサ
３５，３５－１～３５－３　アナログ／ディジタル（ＡＤ）変換器
３６，３６Ｂ　信号解析器
３７　記憶装置
３８　障害物識別器
３９，３９Ｂ　コントローラ
４１　分配器
４２－１～４２－３　移相器
４３－１～４３－３　増幅器
４４－１～４４－３，４５－１～４５－３，４５ａ，４５ｂ　アンテナ素子
４６－１～４６－３，４６Ｂ－１～４６Ｂ－３　増幅器
４７－１～４７－３　移相器
４８　合成器
４９　スイッチ
５１　ディジタル／アナログ（ＤＡ）変換器
５２　ミキサ
１００　障害物
１０１　床面
１０２　天井
１０３，１０４　壁面
Ｒ　反射物

Claims (5)

  1. 　可変な指向性を有するアンテナ装置と、
    　前記アンテナ装置を介して送信され、反射物によって反射された後、前記アンテナ装置を介して受信されたレーダ波の信号レベルを検出し、前記アンテナ装置の位置を基準とする前記反射物の位置を決定する信号解析器と、
    　前記受信されたレーダ波の信号レベルに基づいて、前記反射物が障害物であるか否かを判断する障害物識別器とを備え、
    　前記アンテナ装置は、互いに異なる第１及び第２の放射パターンを有し、前記第１の放射パターンは、第１の方向における第１のメインローブと、前記第１の方向とは異なる第２の方向において第１の利得を有する第１のサイドローブとを有し、前記第２の放射パターンは、前記第１の方向における第２のメインローブと、前記第２の方向において前記第１の利得とは異なる第２の利得を有する第２のサイドローブとを有し、
    　前記信号解析器は、前記アンテナ装置に前記第１の放射パターンが設定されたときに受信されたレーダ波の信号レベルを示す第１の信号レベルを検出し、前記アンテナ装置に前記第２の放射パターンが設定されたときに受信されたレーダ波の信号レベルを示す第２の信号レベルを検出し、
    　前記障害物識別器は、前記第１及び第２の信号レベルの差が予め決められたしきい値より小さいとき、前記反射物が障害物であると判断する一方、前記第１及び第２の信号レベルの差が前記しきい値以上であるとき、前記反射物が障害物ではないと判断する、
    レーダ装置。
  2. 　前記第１の放射パターンは、前記第１及び第２の方向とは異なる第３の方向において第３の利得を有する第３のサイドローブをさらに有し、前記第２の放射パターンは、前記第３の方向において前記第３の利得とは異なる第４の利得を有する第４のサイドローブをさらに有する、
    請求項１記載のレーダ装置。
  3. 　前記アンテナ装置は、前記第１及び第２の放射パターンとは異なる第３の放射パターンをさらに有し、前記第１の放射パターンは、前記第１及び第２の方向とは異なる第３の方向において第３の利得を有する第５のサイドローブをさらに有し、前記第３の放射パターンは、前記第１の方向における第３のメインローブと、前記第２の方向における第６のサイドローブと、前記第３の方向において前記第３の利得とは異なる第４の利得を有する第７のサイドローブとを有し、
    　前記信号解析器は、前記アンテナ装置に前記第３の放射パターンが設定されたときに受信されたレーダ波の信号レベルを示す第３の信号レベルを検出し、
    　前記障害物識別器は、前記第１～第３の信号レベルの差が前記しきい値より小さいとき、前記反射物が障害物であると判断する一方、前記第１～第３の信号レベルの差が前記しきい値以上であるとき、前記反射物が障害物ではないと判断する、
    請求項１記載のレーダ装置。
  4. 　請求項１～３のうちの１つに記載のレーダ装置を備えた、
    移動体装置。
  5. 　前記アンテナ装置は、前記アンテナ装置のメインローブが前記移動体装置の移動方向に平行になるように、前記移動体装置に搭載され、
    　前記障害物識別器は、前記第１及び第２の信号レベルの差が予め決められたしきい値以上であるとき、前記反射物が障害物ではなく、前記移動体装置の移動方向に対して実質的に平行な面を有する構造物であると判断する、
    請求項４記載の移動体装置。
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