WO2021095347A1 - 電波センサの設置方法、電波センサおよび電波センサを用いた車両検知方法 - Google Patents

電波センサの設置方法、電波センサおよび電波センサを用いた車両検知方法 Download PDF

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WO2021095347A1
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wave sensor
vehicle
road
detection
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篤司 東
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住友電気工業株式会社
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    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
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    • G01S13/32—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
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    • G—PHYSICS
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    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/01—Detecting movement of traffic to be counted or controlled
    • G08G1/015—Detecting movement of traffic to be counted or controlled with provision for distinguishing between two or more types of vehicles, e.g. between motor-cars and cycles

Definitions

  • This disclosure relates to an installation method of a radio wave sensor, a radio wave sensor, and a vehicle detection method using a radio wave sensor.
  • This application claims priority based on Japanese Application No. 2019-207492 filed on November 15, 2019, and incorporates all the contents described in the Japanese application.
  • Patent Document 1 discloses an electron scanning millimeter-wave radar device.
  • Patent Document 2 discloses a system that detects a vehicle by a camera or a radar device and displays the road condition specified from the detected movement of the vehicle on the vehicle.
  • One aspect of this disclosure is how to install the radio wave sensor.
  • a radio wave sensor for detecting a vehicle traveling on a road is prepared, and the irradiation direction of radio waves emitted from the radio wave sensor toward the vehicle on the road determines the traveling direction of the vehicle on the road. This includes installing the radio wave sensor in a facing location.
  • the disclosed radio wave sensor includes a processing unit configured to use the first detection result of the vehicle at the first position to generate information that complements the detection result of the vehicle at the second position.
  • the second position is a position in the detection area where the vehicle is detected by the radio wave sensor, and is a position downstream of the first position in the traveling direction of the vehicle. It is installed so that the irradiation direction of the radio wave by the radio wave sensor faces the traveling direction of the vehicle on the road.
  • Another aspect of the present disclosure is a vehicle detection method using a radio wave sensor.
  • the radio wave sensor is installed so that the irradiation direction of the radio wave emitted from the radio wave sensor toward the vehicle on the road faces the traveling direction of the vehicle on the road.
  • the second position is a position downstream of the first position in the traveling direction of the vehicle, including generating information that complements the second detection result of the above.
  • FIG. 1 is a diagram showing a first installation example of the radio wave sensor around the road as viewed from diagonally above.
  • FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a traffic information system using a radio wave sensor.
  • FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a radio wave sensor.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of a detection period and each sequence set by the control unit of the radio wave sensor.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of each waveform of the trigger signal and the clock signal generated by the control unit and the clock generation circuit of the radio wave sensor, respectively.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of each waveform of the transmission wave and the difference signal generated by the transmission unit and the difference signal generation unit in the radio wave sensor, respectively.
  • FIG. 1 is a diagram showing a first installation example of the radio wave sensor around the road as viewed from diagonally above.
  • FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a traffic information system using a radio wave sensor.
  • FIG. 3 is
  • FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a signal processing unit in the radio wave sensor.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of a processing spectrum generated by the FMCW processing unit in the radio wave sensor.
  • FIG. 9 is a flowchart defining an example of the operation procedure when the radio wave sensor detects the target vehicle.
  • FIG. 10 is a diagram showing a state in which the preceding vehicle is hidden behind the following vehicle when viewed from the radio wave sensor.
  • FIG. 11 is a diagram showing a method in which the radio wave sensor measures the length of the target vehicle using the detection result of the target vehicle.
  • FIG. 12 is a flowchart showing an example of a procedure in which the radio wave sensor measures the length of the target vehicle using the detection result of the target vehicle.
  • FIG. 13 is a diagram showing a state in which the target vehicle is traveling in the vehicle length measurement area.
  • FIG. 14 is a diagram showing a region where the peak intensity is large in the vehicle length measurement area.
  • FIG. 15 is a flowchart showing another example of the procedure in which the radio wave sensor measures the length of the target vehicle using the detection result of the target vehicle.
  • FIG. 16 is a diagram showing a method in which the radio wave sensor obtains the length of the target vehicle using the detection result of the target vehicle.
  • FIG. 17 is a diagram showing an example of the detectable range of the radio wave sensor.
  • FIG. 18 is a diagram showing a second installation example of the radio wave sensor around the road as viewed from diagonally above.
  • FIG. 19 is a diagram showing another example of the detectable range of the radio wave sensor.
  • FIG. 20 is a diagram showing another example of the detectable range of the radio wave sensor.
  • FIG. 21 is a diagram showing another example of the detectable range of the radio wave sensor.
  • FIG. 22 is a diagram showing an example of a state in which the preceding vehicle is not hidden by the following vehicle when viewed from the radio wave sensor.
  • FIG. 23 is a diagram showing an example of a sequence in which a target vehicle is detected by using a radio wave sensor in a traffic information system, and traffic flow measurement and driving support are performed based on the detection result.
  • FIG. 24 is a flowchart showing an example of how to install the radio wave sensor.
  • FIG. 25 is a diagram showing the configuration of the sensor system.
  • FIG. 26 is a diagram showing a state in which the road map information used for adjusting the installation angle of the radio wave sensor is displayed on the display unit.
  • FIG. 27 is a diagram showing a state in which the road map information used for adjusting the installation angle of the radio wave sensor and the detectable range of the radio wave sensor are displayed on the display unit.
  • FIG. 28 is a diagram showing the actual positional relationship between the road, the target area, and the target vehicle.
  • FIG. 29 is a diagram showing the positional relationship between the target vehicle and the road before correcting the front direction of the radio wave sensor.
  • FIG. 30 is a diagram showing the positional relationship between the target vehicle and the road after correcting the front direction of the radio wave sensor.
  • a radio wave sensor for detecting a vehicle traveling on the road is prepared, and the irradiation direction of the radio wave emitted from the radio wave sensor toward the vehicle on the road is the said.
  • a detection area in which the vehicle is detected by the radio wave sensor is set on the road, and the length of the vehicle is measured in a part of the detection area. It can include setting one partial area. The length of the vehicle cannot always be measured accurately over the entire detection area. Therefore, by setting an area suitable for measuring the length of the vehicle as a part of the detection area as the first partial area, the length of the vehicle can be measured accurately even if the detection area is widened.
  • the detection area has a second partial area in which the length of the vehicle is not measured, and the first partial area is closer to the radio wave sensor than the second partial area in the detection area. preferable. Since the first partial area is on the radio wave sensor side, the length of the vehicle can be measured accurately.
  • the location is preferably above the road.
  • the place may be on the side of the road.
  • a radio wave sensor By installing a radio wave sensor on the side of the road, it is possible to accurately measure the length of the vehicle in the front-rear direction.
  • the radio wave sensor detects a vehicle traveling on the road.
  • the radio wave sensor includes a processing unit configured to generate information that complements the detection result of the vehicle at the second position by using the first detection result of the vehicle at the first position, and the first position is the said. It is a position in the detection area where the vehicle is detected by the radio wave sensor, and the second position is a position in the detection area and downstream from the first position in the traveling direction of the vehicle, and the radio wave. It is installed so that the direction of irradiation of radio waves by the sensor faces the traveling direction of the vehicle on the road. When the radio wave irradiation direction faces the traveling direction of the vehicle, the upstream side of the detection area is the side closer to the radio wave sensor.
  • the first detection result at the first position closer to the radio wave sensor is advantageous and preferable from the viewpoint of measurement accuracy or measurement certainty.
  • the second detection result at the second position far from the radio wave sensor is disadvantageous from the viewpoint of measurement accuracy or measurement certainty. According to the above configuration, the second detection result can be complemented by utilizing the preferable first detection result, which is preferable.
  • the first position is a position in the first partial area set in the detection area, and the second position is in the detection area and the vehicle is more than the first partial area. It is preferable that the position is downstream in the traveling direction of. In this case, the first detection result in the first partial area can be used to complement the second detection result at the second position downstream of the first partial area.
  • the detection area has a second partial area in which the length of the vehicle is not measured, and the first partial area is set closer to the radio wave sensor than the second partial area in the detection area. It is preferable to have it. In this case, since the first partial area is close to the radio wave sensor, it is suitable for detecting a vehicle.
  • the first detection result preferably includes the length of the vehicle.
  • the length of the vehicle as the first detection result can be used to complement the second detection result.
  • the first detection result preferably includes inter-vehicle distance data at the first position.
  • the inter-vehicle data as the first detection result can be used to complement the second detection result.
  • the inter-vehicle data may be an inter-vehicle distance or an inter-vehicle time length.
  • the information which is the complemented second detection result preferably includes the length of the vehicle at the second position complemented by using the first detection result. In this case, the length of the vehicle at the second position becomes more appropriate.
  • the information which is the complemented second detection result preferably includes the inter-vehicle distance data at the second position complemented by using the first detection result.
  • the inter-vehicle distance data at the second position becomes more appropriate.
  • the irradiation direction of the radio wave emitted from the radio wave sensor toward the vehicle on the road is the traveling direction of the vehicle on the road. It is installed so that it faces.
  • the method obtains the first detection result of the vehicle at the first position in the detection area where the vehicle is detected by the radio wave sensor, and uses the first detection result to obtain the second position in the detection area.
  • the second position is preferably a position downstream of the first position in the traveling direction of the vehicle, including generating information that complements the second detection result of the vehicle.
  • the technology of the present disclosure can be realized not only as a method of performing the above-mentioned characteristic processing as a step, but also as a program for causing a computer to execute such a step. Further, the technique of the present disclosure can be realized as an apparatus provided with a characteristic processing unit corresponding to such a step, and a system provided with such an apparatus. Further, the technique of the present disclosure can be realized as a semiconductor integrated circuit that realizes a part or all of the device.
  • FIG. 1 is a diagram showing a first installation example of the radio wave sensor according to the embodiment of the present disclosure around the road as viewed from diagonally above.
  • FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a traffic information system using a radio wave sensor according to an embodiment of the present disclosure.
  • the traffic information system 301 includes a radio wave sensor 101 and a traffic flow measuring device 251 in the central system 250.
  • the traffic information system 301 can include an information transmission device 151 for transmitting information provided to the vehicle 181 traveling on the road Rdm.
  • the traffic information system 301 is used, for example, to measure the traffic volume.
  • the radio wave sensor 101 is not limited to detecting vehicles 171A and 171B for measuring traffic flow, and may detect vehicles 171A and 171B for driving support of vehicle 181 which is a support target. ..
  • the traffic information system 301 for driving support provides the detected traffic information to the vehicle 181 to support the safe driving of the vehicle 181.
  • the road Rdm on which the vehicles 171A and 171B travel is, for example, an expressway.
  • the road Rdm may be a general road.
  • the road Rdm includes a plurality of lanes including the first lane 11L and the second lane 11R.
  • Lanes 11L and 11R are lanes in the same traveling direction. Specifically, the lanes 11L and 11R are, for example, a traveling lane and an overtaking lane, respectively.
  • Vehicles 171A and 171B which are the detection targets of the radio wave sensor 101, travel in lanes 11L and 11R on the road Rdm.
  • the preceding vehicle 171A and the following vehicle 171B are shown as the target vehicles.
  • the preceding vehicle 171A is a smaller vehicle than the following vehicle 171B.
  • the preceding vehicle 171A and the following vehicle 171B are, for example, ordinary vehicles and large vehicles, respectively.
  • target vehicle 171 the vehicle traveling on the road Rdm is referred to as "target vehicle 171".
  • the radio wave sensor 101 is installed around the road Rdm so that the target vehicle 171 traveling on the road Rdm can be detected.
  • the radio wave sensor 101 is installed on, for example, an arch-shaped support member 50 provided so as to straddle the road Rdm in the width direction.
  • the support member 50 includes a pair of left and right pillar portions 51 and a beam portion 52 that connects the two pillar portions 51.
  • the radio wave sensor 101 is installed on the beam portion 52.
  • the radio wave sensor 101 is installed at a place where the radio wave irradiation direction faces the traveling direction of the target vehicle 171 on the road Rdm.
  • the radio wave sensor 101 By installing the radio wave sensor 101 in this way, the radio waves emitted from the radio wave sensor 101 are reflected at the rear part of the target vehicle 171 traveling on the road Rdm.
  • the term "installed in a place facing the traveling direction" of the target vehicle 171 in the radio wave irradiation direction means that when the target vehicle 171 is viewed in the radio wave irradiation direction from the radio wave sensor 101, the front portion of the target vehicle 171 is viewed. It means that the radio wave sensor 101 is installed so that the rear part is closer to the radio wave sensor 101 than the rear part.
  • the place where the radio wave sensor 101 is installed may be above the road Rdm or on the side.
  • the radio wave sensor 101 according to the embodiment is installed so as to detect the target vehicle 171 traveling in the lanes 11L and 11R in which the traveling direction of the vehicle is limited to one direction.
  • the rear part of the target vehicle 171 often has a larger proportion of surfaces having an inclination angle close to vertical than the front part of the target vehicle 171.
  • ordinary vehicles such as medium-sized vehicles and small-sized vehicles have a strong tendency to do so. Therefore, the rear portion of the target vehicle 171 often has a higher reflection intensity of the radio wave radiated from the radio wave sensor 101 than the front portion of the target vehicle 171.
  • a detection area A1 by the radio wave sensor 101 is set on the road Rdm.
  • the detection area A1 includes one or more lanes 11L and 11R.
  • the traveling direction of the vehicle traveling in one or more lanes 11L and 11R included in the detection area A1 is only one direction.
  • the detection area A1 is at least a part of the irradiation range of the radio wave transmitted from the radio wave sensor 101.
  • the detection area A1 is located downstream of the radio wave sensor 101 in the traveling direction of the target vehicle 171. That is, the radio wave sensor 101 detects the target vehicle 171 traveling downstream of the radio wave sensor 101 from behind the target vehicle 171.
  • the radio wave sensor 101 transmits a radio wave to the detection area A1.
  • the target vehicle 171 located in the detection area A1 reflects the radio wave transmitted from the radio wave sensor 101.
  • the radio wave sensor 101 receives the reflected wave from the target vehicle 171.
  • the radio wave sensor 101 detects the target vehicle 171 traveling in the detection area A1 based on the received reflected wave, and transmits the detection result to the traffic flow measuring device 251 of the central system 250 via the communication line.
  • the central system 250 is, for example, a server installed in a traffic control center or the like.
  • the server also functions as a traffic flow measuring device 251 that measures a traffic flow based on the detection result received from the radio wave sensor 101.
  • the traffic flow measuring device 251 receives the detection result from the radio wave sensor 101 and measures the traffic flow of the vehicle traveling on the road Rdm.
  • the traffic flow includes, for example, the number of vehicles per unit time and at least one of the average speeds.
  • the traffic flow measuring device 251 does not need to be provided in the central system 250, and may be provided in the vicinity of the road or in other places.
  • the traffic flow measuring device 251 is composed of a computer including a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), a communication I / F (interface), and the like.
  • the operation as the traffic flow measuring device 251 is achieved by executing a computer program on the CPU.
  • the detection result of the radio wave sensor 101 may be transmitted to the information transmission device (roadside unit) 151 installed around the road.
  • the information transmission device 151 generates information for supporting the driving of the vehicle 181 traveling on the road Rdm, and transmits the information to the wireless terminal device 111 of the vehicle 181.
  • the information that supports the driving of the vehicle 181 includes, for example, the position, speed, and inter-vehicle distance data of the target vehicle 171.
  • the inter-vehicle data may be the inter-vehicle distance or the inter-vehicle time length.
  • the wireless terminal device 111 is an in-vehicle device mounted on the support target vehicle 181.
  • the wireless terminal device 111 is, for example, a car navigation device capable of communicating with the information transmission device 151.
  • the wireless terminal device 111 is not limited to the car navigation device, but may be a smart phone or the like.
  • FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a radio wave sensor in the traffic information system 301 according to the embodiment of the present disclosure.
  • the radio wave sensor 101 includes a transmission unit 1, a reception unit 2, a difference signal generation unit 3, a control unit 4, a signal processing unit 5, a clock generation circuit 6, and a detection processing unit 7. And.
  • the transmitting unit 1 includes a transmitting antenna 21, a power amplifier 22, a directional coupler 23, a VCO (Voltage-Controlled Oscillator) 24, a voltage generating unit 25, and a switch 26.
  • the receiving unit 2 includes a receiving antenna 31 and a low noise amplifier 32.
  • the difference signal generation unit 3 includes a mixer 33, an IF (Intermediate Frequency) amplifier 34, a low-pass filter 35, and an A / D converter (ADC) 36.
  • IF Intermediate Frequency
  • ADC A / D converter
  • the radio wave sensor 101 is, for example, a radar described in Non-Patent Document 3 and Non-Patent Document 4 that detects an object by using the FM-CW method.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of a detection period and each sequence set by the control unit in the radio wave sensor according to the embodiment of the present disclosure.
  • the horizontal axis represents time.
  • control unit 4 in the radio wave sensor 101 sets, for example, a detection period in which the radio wave sensor 101 outputs the detection result of the object once.
  • control unit 4 sets a detection period having a length Pm based on, for example, the moving speed of the object.
  • the length Pm is variable, for example. Details of the method for setting the length Pm of the detection period will be described later.
  • the detection period includes, for example, M sequences of Seq1 to SeqM.
  • M is an integer of 2 or more.
  • one pattern of radio waves or one sub-pattern of radio waves is transmitted from the transmission unit 1.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of each waveform of a trigger signal and a clock signal generated by a control unit and a clock generation circuit in the radio wave sensor according to the embodiment of the present disclosure.
  • the horizontal axis represents time and the vertical axis represents the level of each signal.
  • the clock generation circuit 6 generates, for example, a clock signal. Specifically, the clock generation circuit 6 generates a rectangular wave clock signal CS having a period Tc, for example, as shown in FIG. The clock generation circuit 6 outputs the generated clock signal CS to the control unit 4 and the difference signal generation unit 3.
  • the control unit 4 sets each sequence. More specifically, the control unit 4 generates a trigger signal TS at each start timing of each sequence, and outputs the generated trigger signal TS to the transmission unit 1 and the signal processing unit 5.
  • control unit 4 counts, for example, the number of rising edges of the clock signal CS received from the clock generation circuit 6, and generates and outputs a trigger signal TS every time Ns of the edges are counted.
  • Ns is an integer of 2 or more, and may be a predetermined value or may be variable.
  • the value obtained by multiplying the period Tc by Ns is the period Tt of one sequence. In this example, the value of Ns is set so that the period Tt is, for example, 0.1 millisecond to several milliseconds.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of each waveform of the transmission wave and the difference signal generated by the transmission unit and the difference signal generation unit in the radio wave sensor according to the embodiment of the present disclosure.
  • the horizontal axis represents time
  • the vertical axis represents the frequencies Ft and Fr of the transmitted radio wave and the received radio wave, the frequency Fb of the difference signal, and the amplitude Ab of the difference signal in order from the upper side of the paper.
  • the frequency Ft of the transmitted radio wave is represented by a solid line
  • the frequency Fr of the received radio wave is represented by a broken line.
  • FIG. 6 shows the delay of the received radio wave with respect to the transmitted radio wave.
  • the transmission unit 1 repeatedly transmits radio waves of a predetermined pattern. Specifically, the transmission unit 1 repeatedly transmits, for example, a radio wave generated by using the FM-CW modulation method to the detection area A1. More specifically, as shown in FIG. 6, for example, the transmission unit 1 repeatedly transmits radio waves of the pattern Pt1 in which the frequency Ft increases by a predetermined amount per unit time to the detection area A1.
  • the transmission unit 1 may transmit a radio wave having a pattern in which the frequency Ft decreases by a predetermined amount per unit time.
  • the pattern of the radio wave transmitted by the transmission unit 1 is not limited to the configuration determined by the time change of the frequency as shown in FIG. 6, and may be the configuration determined by the time change of the amplitude.
  • the control unit 4 outputs the transmission parameters used in the FM-CW method to the transmission unit 1, the signal processing unit 5, and the detection processing unit 7, for example, for each detection period.
  • the transmission parameters include the sweep start frequency F2, the frequency sweep direction, the frequency sweep width ⁇ f, the period Tt which is the length of one sequence, the sweep time Ts, and the length Pm of the detection period.
  • control unit 4 generates a guard signal GS indicating the start timing of the guard period in which radio waves are not transmitted from the transmission unit 1 at the timing when the sweep time Ts elapses after the trigger signal TS is generated, and outputs the guard signal GS to the transmission unit 1. To do.
  • the guard signal GS is synchronized with the clock signal CS.
  • the guard period is provided, for example, at the rear of each sequence and continues from the output of the guard signal GS until the output of the trigger signal TS indicating the start timing of the next sequence.
  • the guard period may be provided at the front of each sequence.
  • the voltage generation unit 25 in the transmission unit 1 receives the trigger signal TS from the control unit 4, it uses the sweep start frequency F2, the frequency sweep direction, the frequency sweep width ⁇ f, and the sweep time Ts received from the control unit 4 in advance as transmission parameters. Then, a voltage (hereinafter, also referred to as FM modulation voltage) whose magnitude increases at a constant rate is generated and output to the VCO 24 until the guard signal GS is received from the control unit 4.
  • FM modulation voltage a voltage (hereinafter, also referred to as FM modulation voltage) whose magnitude increases at a constant rate is generated and output to the VCO 24 until the guard signal GS is received from the control unit 4.
  • the VCO 24 generates a transmitted wave RFt having a frequency corresponding to the magnitude of the voltage received from the voltage generating unit 25.
  • the VCO 24 generates a transmitted wave RFt in the 24 GHz band having a frequency sweep width of ⁇ f according to the FM modulation voltage received from the voltage generating unit 25, and outputs the transmitted wave RFt to the directional coupler 23.
  • the directional coupler 23 distributes the transmitted wave RFt received from the VCO 24 to the switch 26 and the difference signal generation unit 3.
  • the switch 26 has a first end connected to the directional coupler 23 and a second end connected to the power amplifier 22.
  • the switch 26 receives the trigger signal TS from the control unit 4, it transitions to the ON state and electrically connects the first end and the second end.
  • the switch 26 receives the guard signal GS from the control unit 4, it transitions to the off state and electrically insulates the first end and the second end.
  • the transmitted wave RFt output by the VCO 24 is not transmitted to the power amplifier 22 during the guard period, and is transmitted to the power amplifier 22 during a period different from the guard period.
  • the power amplifier 22 amplifies the transmitted wave RFt received from the switch 26, and transmits the amplified transmitted wave RFt to the detection area A1 via the transmitting antenna 21.
  • the receiving unit 2 receives radio waves from the detection area A1 and the like. More specifically, the receiving antenna 31 in the receiving unit 2 can receive the radio wave reflected by the target vehicle 171 in the detection area A1.
  • the low noise amplifier 32 amplifies the received wave RFr1, which is a radio wave received by the receiving antenna 31, and outputs it to the difference signal generation unit 3.
  • the difference signal generation unit 3 generates a difference signal having a frequency component of the difference between the frequency component of the radio wave transmitted by the transmission unit 1 and the frequency component of the radio wave received by the reception unit 2.
  • the mixer 33 in the difference signal generation unit 3 generates an analog difference signal Ba1 having a frequency component of the difference between the transmission wave RFt received from the transmission unit 1 and the reception wave RFr1 received from the low noise amplifier 32.
  • the time change of the frequency Fb and the amplitude Ab of the difference signal Ba1 is shown in FIG.
  • the mixer 33 outputs the generated difference signal Ba1 to the IF amplifier 34.
  • the IF amplifier 34 amplifies the difference signal Ba1 received from the mixer 33 and outputs it to the low-pass filter 35.
  • the low-pass filter 35 attenuates components having a frequency higher than a predetermined frequency among the frequency components of the difference signal Ba1 amplified by the IF amplifier 34.
  • the A / D converter 36 performs sampling processing of the difference signal Ba1 at, for example, the period Tc of the clock signal CS. More specifically, the A / D converter 36 obtains the difference signal Ba1 that has passed through the low-pass filter 35 according to the timing of the rising edge of the clock signal CS received from the clock generation circuit 6 by q bits (q is 2 or more) for each sampling period Tc. It is converted into a digital difference signal Bd1 (an integer of).
  • each sampling timing in the sequences Seq1 and Seq2 is indicated by a white circle.
  • Sampling timings in each sequence are assigned sampling numbers 1 to 12 indicating the sampling order.
  • the A / D converter 36 outputs the converted difference signal Bd1 to the signal processing unit 5.
  • FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a signal processing unit in the radio wave sensor according to the embodiment of the present disclosure.
  • the signal processing unit 5 includes a memory 41, an FFT (Fast Fourier Transform) processing unit 42, an FMCW processing unit 43, a pattern signal acquisition unit 44, and an addition unit 45.
  • FFT Fast Fourier Transform
  • the memory 41 in the signal processing unit 5 stores the difference signal Bd1 received from the A / D converter 36.
  • the pattern signal acquisition unit 44 generates a difference signal Bd1 (hereinafter, also referred to as a pattern signal) for each pattern Pt1. More specifically, the pattern signal acquisition unit 44 recognizes the start timing and end timing of one sequence based on the trigger signal TS received from the control unit 4.
  • a difference signal Bd1 hereinafter, also referred to as a pattern signal
  • the pattern signal acquisition unit 44 extracts the time-series difference signal Bd1, that is, the pattern signal, sampled in the sampling period Tc in the sequence from the memory 41.
  • the pattern signal acquisition unit 44 outputs the extracted pattern signal to the addition unit 45.
  • the addition unit 45 adds the difference signals of the corresponding timings in the plurality of patterns Pt1 for the plurality of timings in the pattern Pt1. Specifically, the addition unit 45 adds the difference signals of the same sampling number in the plurality of patterns Pt1 for each sampling timing indicated by the sampling numbers 1 to 12 in the pattern Pt1.
  • the addition unit 45 determines, for example, the number M of a plurality of patterns to be added for each detection period.
  • the addition unit 45 determines the number M based on the length Pm of the detection period and the period Tt included in the transmission parameters received from the control unit 4.
  • the addition unit 45 determines the value obtained by dividing the length Pm of the detection period by the period Tt as the number M.
  • the addition unit 45 repeatedly receives the pattern signal from the pattern signal acquisition unit 44. Specifically, for example, when the addition unit 45 receives the pattern signal from the pattern signal acquisition unit 44 at the timing when the sequence Seq1 shown in FIG. 6 expires, the addition unit 45 accumulates the received pattern signal as the target pattern signal.
  • the pattern signal includes the amplitude Ab sampled at each sampling timing indicated by sampling numbers 1 to 12.
  • the addition unit 45 receives the pattern signal from the pattern signal acquisition unit 44 at the timing when the sequence Seq2 expires, the addition unit 45 performs the following processing.
  • the addition unit 45 updates the target pattern signal by adding each amplitude Ab included in the target pattern signal and each amplitude Ab included in the pattern signal of the sequence Seq2 between the amplitude Abs having the same sampling number.
  • the addition unit 45 similarly updates the target pattern signal at the timing when the sequences Seq3 to SeqM have expired.
  • the addition unit 45 outputs the updated target pattern signal to the FFT processing unit 42.
  • the FFT processing unit 42 When the FFT processing unit 42 receives the target pattern signal from the addition unit 45, the FFT processing unit 42 performs FFT processing on the received target pattern signal to generate the power spectrum FS1 and the phase spectrum PS1.
  • the power spectrum FS1 indicates the amplitude of each frequency component included in the difference signal Bd1 accumulated during the detection period.
  • the phase spectrum PS1 indicates the phase of each frequency component included in the difference signal Bd1 accumulated during the detection period.
  • the FFT processing unit 42 outputs the generated power spectrum FS1 and phase spectrum PS1 to the FMCW processing unit 43.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of a processing spectrum generated by the FMCW processing unit in the radio wave sensor according to the embodiment of the present disclosure.
  • the vertical axis represents the intensity and the horizontal axis represents the distance from the radio wave sensor 101 to the object.
  • the FMCW processing unit 43 determines whether or not an object exists based on the radio wave received by the receiving unit 2.
  • the FMCW processing unit 43 holds a background spectrum which is a power spectrum in a state where, for example, a movable object such as a target vehicle 171 does not exist in the detection area A1.
  • the FMCW processing unit 43 When the FMCW processing unit 43 receives the power spectrum FS1 and the phase spectrum PS1 from the FFT processing unit 42, the FMCW processing unit 43 generates a processing spectrum by subtracting each frequency component of the background spectrum from each frequency component of the received power spectrum FS1.
  • the FMCW processing unit 43 converts the frequency Fb of the generated processing spectrum and the frequency Fb of the phase spectrum PS1 into the distance L (hereinafter, also referred to as the measurement target distance).
  • the distance L is the distance from the radio wave sensor 101 to the object in the sensor coordinate system with the radio wave sensor 101 as the origin.
  • c is the speed of light.
  • vr is the moving speed of the object (hereinafter, also referred to as the measurement target speed) along the direction of approaching or moving away from the radio wave sensor 101.
  • f0 is the average of the sweep start frequency F2 and the sweep end frequency F1 obtained by adding the frequency sweep width ⁇ f to the sweep start frequency F2.
  • the FMCW processing unit 43 uses the frequency sweep width ⁇ f and the sweep time Ts included in the transmission parameters received from the control unit 4 and the equation (2) to set the frequency Fb on the horizontal axis of the processing spectrum and the phase spectrum PS1 to the distance L. Convert.
  • FIG. 8 shows a processing spectrum whose horizontal axis is converted from frequency to distance.
  • the FMCW processing unit 43 performs peak detection processing on the generated processing spectrum. More specifically, the FMCW processing unit 43 analyzes the processing spectrum and attempts to detect a peak having an intensity equal to or higher than a predetermined threshold value Thfm.
  • the FMCW processing unit 43 When the FMCW processing unit 43 can detect a peak having an intensity equal to or higher than the threshold value Thfm, it determines that an object, that is, a target vehicle 171 exists. In this example, the FMCW processing unit 43 detects one peak Pn1 and determines that the target vehicle 171 exists. On the other hand, when the FMCW processing unit 43 cannot detect a peak having an intensity equal to or higher than the threshold value Thfm, the FMCW processing unit 43 determines that the target vehicle 171 does not exist.
  • the FMCW processing unit 43 outputs the result information indicating the determination result, the intensity of the detected peak Pn1 and the distance L corresponding to the peak Pn1 to the detection processing unit 7.
  • the detection processing unit 7 detects the target vehicle 171 based on the difference signals of a plurality of timings added by the addition unit 45, respectively.
  • the detection processing unit 7 detects the target vehicle 171 based on the result information received from the FMCW processing unit 43.
  • the detection processing unit 7 determines whether or not the target vehicle 171 exists in the target area A1 based on the distance L indicated by the result information.
  • the detection processing unit 7 acquires, for example, the moving speed of the target vehicle 171. Specifically, the detection processing unit 7 calculates, for example, the measurement target speed of the target vehicle 171 as a moving speed based on the radio wave received by the receiving unit 2.
  • the detection processing unit 7 records the correspondence between the detected identifier of the target vehicle 171 and the distance from the radio wave sensor 101 to the target vehicle 171 for each detection period, and targets the target in the latest detection period.
  • the measurement target speed of the target vehicle 171 is acquired by dividing the distance traveled by the vehicle 171 by the length Pm of the detection period included in the transmission parameter received from the control unit 4.
  • the detection processing unit 7 outputs the acquired speed information indicating the measurement target speed of the target vehicle 171 to the control unit 4.
  • the radio wave sensor 101 includes a computer, and an arithmetic processing unit such as a CPU in the computer reads a program including a part or all of each step of the flowchart shown below from a memory (not shown) and executes it.
  • the program for this device can be installed externally.
  • the program of this device is distributed in a state of being stored in a recording medium.
  • FIG. 9 is a flowchart defining an example of the operation procedure when the radio wave sensor according to the embodiment of the present disclosure detects the target vehicle.
  • the radio wave sensor 101 sets a detection period having a default value, for example, a length Pm of 100 milliseconds (step S102).
  • the radio wave sensor 101 generates one pattern signal in each sequence until the M sequences in the detection period expire (NO in step S104), and when the generation of M pattern signals is completed (in step S104). YES), the target pattern signal is generated by adding the difference signals Bd1 having the same sampling number in the M patterns Pt1 (step S106).
  • the radio wave sensor 101 generates the power spectrum FS1 and the phase spectrum PS1 by performing FFT processing on the generated target pattern signal (step S108).
  • the radio wave sensor 101 generates a processing spectrum by subtracting each frequency component of the background spectrum from each frequency component of the power spectrum FS1, and performs peak detection processing in the generated processing spectrum (step S110).
  • the radio wave sensor 101 detects a peak in the processing spectrum (YES in step S112)
  • the radio wave sensor 101 calculates the detection target distance and the detection target speed based on the detected peak, and the position of the target vehicle 171 in the detection area A1. Is specified (step S114).
  • the radio wave sensor 101 sets a new detection period (step S116).
  • the radio wave sensor 101 sets a new detection period (step S116).
  • the radio wave sensor 101 may execute the steps S104 to S116 for each of the detected target vehicles 171.
  • the radio wave sensor 101 may estimate the current position of the target vehicle 171 based on the past detection results. In addition to detecting the target vehicle 171, the radio wave sensor 101 may estimate the current position of the target vehicle 171 based on the past estimation results.
  • the detection processing unit 7 in the radio wave sensor 101 estimates the position of the target vehicle 171 using, for example, a time-series filter that uses the position, speed, and moving direction of the object as variables.
  • a time-series filter that uses the position, speed, and moving direction of the object as variables.
  • a Kalman filter is used as the time series filter.
  • the radio wave sensor 101 estimates the current position of the target vehicle 171 by performing known time update processing, gate processing, observation update processing, and the like using the Kalman filter.
  • the position of the target vehicle 171 can be estimated using the Kalman filter according to, for example, the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2017-156099 (Patent Document 3).
  • the radio wave sensor 101 is not limited to the Kalman filter, and the position of the target vehicle 171 may be estimated using, for example, a particle filter.
  • FIG. 10 is a diagram showing a state in which the preceding vehicle is hidden behind the following vehicle as viewed from the radio wave sensor according to the embodiment of the present disclosure.
  • the estimation of the position of the target vehicle 171 is effective, for example, when the radio wave sensor 101 cannot detect the target vehicle 171 that has been detected.
  • the distance from the radio wave sensor 101 to the target vehicle 171 increases as the target vehicle 171 travels, and the reception intensity of the reflected wave from the target vehicle 171 decreases.
  • the reception intensity of the reflected wave from the preceding vehicle 171A is reduced, and the like. Can be considered.
  • FIG. 11 is a diagram showing a method in which the radio wave sensor according to the embodiment of the present disclosure measures the length of the target vehicle using the detection result of the target vehicle.
  • a vehicle length measurement area (first part area) A2 for measuring the length of the target vehicle 171 is provided in the portion of the detection area A1 on the radio wave sensor 101 side.
  • the vehicle length measurement area A2 is provided in the lane 11L.
  • the vehicle length measurement area A2 may be provided in the lane 11R, or may be provided in both the lane 11L and the lane 11R.
  • the area A10 on the side opposite to the radio wave sensor 101 (downstream from the vehicle length measurement area A2) when viewed from the vehicle length measurement area A2 is a target even within the detection area A1. It is a non-vehicle length measurement area where the length of the vehicle 171 is not measured. Since the non-vehicle length measurement area A10 is separated from the radio wave sensor 101, the measurement accuracy in the non-vehicle length measurement area A10 is low. Moreover, when the preceding vehicle 171A is hidden behind the large following vehicle 171B as viewed from the radio wave sensor 101, it is difficult to measure the length of the preceding vehicle 171A. Therefore, the vehicle length of the vehicle 171 detected in the non-vehicle length measurement area A10 is not measured in the non-vehicle length measurement area A10, but is measured for the same target vehicle 171 in the vehicle length measurement area A2. Is used.
  • FIG. 12 is a flowchart showing an example of a procedure in which the radio wave sensor according to the embodiment of the present disclosure measures the length of the target vehicle using the detection result of the target vehicle.
  • the radio wave sensor 101 accepts the setting operation of the vehicle length measurement area A2 by the user. Then, when the user performs the setting operation of the vehicle length measurement area A2, the radio wave sensor 101 performs a setting process of setting the vehicle length measurement area A2 in the detection area A1 based on the setting operation (step S202).
  • FIG. 13 is a diagram showing a state in which the target vehicle is traveling in the vehicle length measurement area according to the embodiment of the present disclosure.
  • the radio wave sensor 101 sets a vehicle length measurement area A2 for measuring the length of the target vehicle 171 in the portion of the detection area A1 on the radio wave sensor 101 side (see FIG. 13). Step S202).
  • the radio wave sensor 101 creates a power map showing the distribution of the reception intensity of the reflected wave from the target vehicle 171 traveling in the detection area A1 including the set vehicle length measurement area A2.
  • the radio wave sensor 101 generates a processing spectrum from the reflected wave as described above, and detects a peak in the generated processing spectrum. Then, the radio wave sensor 101 creates a power map showing the distribution of peaks in the detection area A1 (step S204).
  • the radio wave sensor 101 extracts a region A4 having a large peak intensity in the vehicle length measurement area A2 by a comparison process between the peak intensity and the threshold value, based on the created power map.
  • FIG. 14 is a diagram showing a region where the peak intensity is large in the vehicle length measurement area according to the embodiment of the present disclosure.
  • the radio wave sensor 101 extracts a region A4 having a size corresponding to the target vehicle 171 (step S206).
  • the radio wave sensor 101 obtains the length SL along the traveling direction of the target vehicle 171 in the region A4 where the peak intensity is large.
  • the length SL corresponds to the length of the target vehicle 171 (step S208).
  • FIG. 15 is a flowchart showing another example of the procedure in which the radio wave sensor according to the embodiment of the present disclosure measures the length of the target vehicle using the detection result of the target vehicle.
  • the radio wave sensor 101 accepts the setting operation of the vehicle length measurement area A2 by the user. Then, when the user performs the setting operation of the vehicle length measurement area A2, the radio wave sensor 101 performs a setting process of setting the vehicle length measurement area A2 in the detection area A1 based on the setting operation (step S302).
  • FIG. 16 is a diagram showing a method in which the radio wave sensor according to the embodiment of the present disclosure determines the length of the target vehicle using the detection result of the target vehicle.
  • the radio wave sensor 101 sets the detection line L1 extending in the direction crossing the road Rdm in the vehicle length measurement area A2 (step S304).
  • the radio wave sensor 101 measures the vehicle length based on the change in the intensity of the peak at the position of the detection line L1.
  • the radio wave sensor 101 has a time T1 from the timing t1 when the peak intensity at the position of the detection line L1 becomes equal to or higher than the predetermined value to the timing t2 when the peak intensity at the position of the detection line L1 becomes less than the predetermined value. To measure.
  • the radio wave sensor 101 obtains the moving speed v1 of the peak showing the intensity equal to or higher than the above-mentioned predetermined value at the timing t1. Then, the radio wave sensor 101 obtains the product T1 ⁇ v1 of T1 and v1. The values of the products T1 and v1 correspond to the length of the target vehicle 171A (step S306).
  • FIG. 17 is a diagram showing an example of the detectable range of the radio wave sensor according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 17 shows the detectable range R1 of the radio wave sensor 101 when the radio wave sensor 101 is installed on the arch-shaped support member 50 as shown in FIG.
  • the shape of the detectable range R1 indicates the directivity of the radio wave transmitted from the radio wave sensor 101.
  • the detectable range R1 is irradiated with a radio wave having a strength capable of detecting the target vehicle 171 from the radio wave sensor 101.
  • the radio wave sensor 101 is installed so that the detection area A1 fits within the detectable range R1.
  • the radio wave sensor 101 is installed directly above the road Rdm, but the installation position of the radio wave sensor 101 is not limited to this.
  • FIG. 18 is a diagram showing a second installation example of the radio wave sensor according to the embodiment of the present disclosure around the road as viewed from diagonally above.
  • the radio wave sensor 101 may be installed on a pillar-shaped support member 53 provided on the road side of the road Rdm.
  • FIG. 19 is a diagram showing another example of the detectable range by the radio wave sensor according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 19 shows the detectable range R2 of the radio wave sensor 101 when the radio wave sensor 101 is installed on the pillar-shaped support member 53 as shown in FIG.
  • the shape of the detectable range R2 indicates the directivity of the radio wave transmitted from the radio wave sensor 101.
  • the detectable range R2 is irradiated with radio waves of an intensity capable of detecting the target vehicle 171.
  • the axial direction J1 of the detectable range R2 extends in a direction forming an angle ⁇ in the horizontal direction with respect to the traveling direction J2 of the target vehicle 171.
  • the radio wave sensor 101 is installed so that the detection area A1 fits within the detectable range R1.
  • FIG. 20 is a diagram showing another example of the detectable range by the radio wave sensor according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 20 shows a case where the radio wave sensor 101 is installed on the road side opposite to the example shown in FIG. Also in the example shown in FIG. 20, the radio wave sensor 101 is installed on the pillar-shaped support member 53.
  • FIG. 20 shows the detectable range R3 of the radio wave sensor 101.
  • the shape of the detectable range R3 indicates the directivity of the radio wave transmitted from the radio wave sensor 101.
  • the detectable range R3 is irradiated with radio waves of an intensity capable of detecting the target vehicle 171.
  • the axial direction J3 of the detectable range R3 extends in a horizontal direction with respect to the traveling direction J2 of the target vehicle 171 and in a direction forming an angle ⁇ on the side opposite to the case of FIG.
  • the radio wave sensor 101 is installed so that the detection area A1 fits within the detectable range R3.
  • FIG. 21 is a diagram showing another example of the detectable range of the radio wave sensor according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 21 shows the detectable range R4 of the radio wave sensor 101 when the radio wave sensor 101 is installed on the arch-shaped support member 50 as shown in FIG. 1 when the road Rdm is bent in the left-right direction. ..
  • the shape of the detectable range R4 indicates the directivity of the radio wave transmitted from the radio wave sensor 101.
  • the detectable range R4 is irradiated with radio waves of an intensity capable of detecting the target vehicle 171.
  • the radio wave sensor 101 is installed so that the detection area A1 falls within the detectable range R4.
  • FIG. 22 is a diagram showing an example of a state in which the preceding vehicle is not hidden by the following vehicle as viewed from the radio wave sensor according to the embodiment of the present disclosure.
  • the preceding vehicle 171A and the following vehicle 171B are located in the vehicle length measurement area A2.
  • the length is 3 m and the height is 1.2 m.
  • the rear upper end of the preceding vehicle 171A is located.
  • the distance between the preceding vehicle 171A and the following vehicle 171B is 10 m.
  • the distance between the radio wave sensor 101 and the front portion of the preceding vehicle 171A is 35.2 m.
  • the radio wave sensor 101 When the radio wave sensor 101, the following vehicle 171B and the preceding vehicle 171A have such a positional relationship, the radio wave transmitted from the radio wave sensor 101 is reflected by at least the upper surface of the preceding vehicle 171A, and thus the radio wave sensor 101 As seen, the preceding vehicle 171A is not hidden by the following vehicle 171B. As a result, the radio wave sensor 101 can receive the reflected wave having a certain intensity or higher from the preceding vehicle 171A and detect the preceding vehicle 171A.
  • the preceding vehicle 171A and the following vehicle 171B are located in the vehicle length measurement area A2
  • the preceding vehicle 171A is placed on a straight line SL1 passing through the radio wave sensor 101 and the upper end of the front portion of the following vehicle 171B. It is more preferable that the lower end of the rear portion is located.
  • the radio wave transmitted from the radio wave sensor 101 is reflected not only on the upper surface of the preceding vehicle 171A but also on the rear portion of the preceding vehicle 171A, specifically, the back surface. Therefore, the radio wave sensor 101 can receive a reflected wave having a higher intensity from the preceding vehicle 171A, and can more reliably detect the preceding vehicle 171A.
  • Each device in the traffic information system 301 and the sensor system 302 described later includes a computer including a memory, and an arithmetic processing unit such as a CPU in the computer is a program including a part or all of each step of the following sequence diagram or flowchart. Are read from the memory and executed.
  • the programs of these plurality of devices can be installed from the outside.
  • the programs of these plurality of devices are distributed in a state of being stored in a recording medium.
  • FIG. 23 is a diagram showing an example of a sequence in which a target vehicle is detected by using a radio wave sensor and the traffic flow of the vehicle is measured based on the detection result in the traffic information system according to the embodiment of the present disclosure.
  • the radio wave sensor 101 transmits radio waves to the detection area A1 and receives radio waves from the detection area A1 and the like.
  • the radio wave sensor 101 transmits millimeter waves to the downstream side of the road Rdm, for example.
  • the radio wave sensor 101 transmits radio waves so that the irradiation direction of the radio waves is the traveling direction of the target vehicle 171 on the road Rdm.
  • the radio wave transmitted from the radio wave sensor 101 is reflected by the target vehicle 171.
  • the radio wave from the radio wave sensor 101 Since the transmission direction of the radio wave from the radio wave sensor 101 faces the traveling direction of the target vehicle 171, the radio wave from the radio wave sensor 101 is reflected at the rear part of the target vehicle 171, specifically, the back surface of the target vehicle 171 and the like. To.
  • the radio wave sensor 101 receives the reflected wave from the target vehicle 171 (step S352).
  • the radio wave sensor 101 performs predetermined signal processing on the received signal based on the received radio wave (step S354).
  • the radio wave sensor 101 processes the received signal and detects the target vehicle 171 traveling in the lanes 11L and 11R as an object, for example, as described with reference to FIGS. 3 to 9.
  • the radio wave sensor 101 measures the measurement target distance and the measurement target speed of the detected target vehicle 171 based on the received signal (step S354).
  • the radio wave sensor 101 includes a plurality of receiving antennas, detects the phase difference between the reflected waves received by each receiving antenna, and is based on the detected phase difference.
  • the azimuth angle of the detected target vehicle 171 (hereinafter, also referred to as a measurement target azimuth angle) may be measured.
  • the measurement target azimuth is an angle indicating the direction from the radio wave sensor 101 to the target vehicle 171 in the sensor coordinate system when the radio wave sensor 101 is viewed in a plan view from above.
  • the radio wave sensor 101 may measure the vehicle length of the target vehicle 171 and the inter-vehicle distance between the preceding vehicle 171A and the following vehicle 171B (step). S354).
  • the radio wave sensor 101 measures the measurement target distance, the measurement target speed, and the measurement target azimuth of the target vehicle 171 in the non-vehicle length measurement area A10, but does not measure the vehicle length and the inter-vehicle distance (inter-vehicle data).
  • the vehicle length and the inter-vehicle distance in the non-vehicle length measurement area A10 are complemented by the detection result in the vehicle length measurement area A2.
  • the detection processing unit 7 of the radio wave sensor 101 of the embodiment obtains the first detection result of the target vehicle 171 in the vehicle length measurement area A2 (first position), and then the vehicle length or the inter-vehicle distance included in the first detection result.
  • the distance is used to generate the vehicle length and the inter-vehicle distance in the non-vehicle length measurement area A10 (second position).
  • the first detection result of the target vehicle 171 in the vehicle length measurement area A2 (first position) complements the second detection result of the target vehicle 171 in the non-vehicle length measurement area A10 (second position).
  • information that complements the second detection result is generated.
  • the first detection result used to complement the second detection result can include at least one of the vehicle length and the inter-vehicle distance data.
  • the information indicating the supplemented second detection result can include at least one of the vehicle length and the inter-vehicle distance data.
  • the radio wave sensor 101 In order to generate the vehicle length or the inter-vehicle distance in the non-vehicle length measurement area A10 (second position), the radio wave sensor 101 travels the target vehicle 171 detected in the vehicle length measurement area A2 in the detection area A1. Track while you are.
  • Tracking of the target vehicle 171 is performed by determining vehicles 171 detected at a plurality of positions in the detection area A1 as the same vehicle.
  • vehicle tracking for example, using a Kalman filter
  • the position of the target vehicle 171 at the second measurement time is estimated from information such as the position and speed of the target vehicle 171 at the first measurement time.
  • the measured position of the vehicle is determined to be the position of the target vehicle 171 at the second measurement time.
  • the radio wave sensor 101 can detect only the following vehicle 171B (see FIG. 11), it is detected in the vehicle length measurement area A2. By the tracking process of the preceding vehicle 171A, the radio wave sensor 101 continues to detect the presence (position) of the preceding vehicle 171A.
  • the radio wave sensor 101 can be used with both vehicles 171A and 171B even when the preceding vehicle 171A and the following vehicle 171B are located at relatively distant positions from the radio wave sensor 101. Separately, the positions, speeds, azimuths, and vehicle lengths of both vehicles 171A and 171B can be obtained.
  • the inter-vehicle data (inter-vehicle distance) of the vehicles 171A and 171B includes the positions of the vehicles 171A and 171B (for example, the rear end positions P1 and P2 of the vehicle) and the length of the following vehicle 171B. And can be obtained based on. Further, the inter-vehicle time length as inter-vehicle data can be obtained based on the inter-vehicle distance and the speed of the following vehicle 171B.
  • the radio wave sensor 101 cannot detect the position of the preceding vehicle 171A or accurately determine the length of the following vehicle 171B. Sometimes you can't ask.
  • the position of the preceding vehicle 171A can be detected even at a distance of the radio wave sensor 101 by the tracking process.
  • the vehicle length of the following vehicle 171B can also use the accurate vehicle length detected in the vehicle length measurement area A2. Therefore, the accuracy of the inter-vehicle data at a distant position of the radio wave sensor 101 can be improved.
  • the inter-vehicle distance data of the vehicles 171A and 171B is useful as driving support information for the vehicle 181 trying to enter between the vehicles 171A and 171B due to, for example, a lane change.
  • the radio wave sensor 101 creates sensor information based on the above detection results (step S356).
  • the radio wave sensor 101 creates sensor information indicating null, for example, when the target vehicle 171 is not detected.
  • the radio wave sensor 101 is a sensor that indicates the position of the target vehicle 171 represented by absolute coordinates and the speed of the target vehicle 171 for each of the detected target vehicles 171. Create information.
  • the radio wave sensor 101 converts the position of the target vehicle 171 based on the measurement target distance and the measurement target azimuth into coordinates represented by, for example, latitude and longitude (hereinafter, also referred to as absolute coordinates).
  • the radio wave sensor 101 creates sensor information that indicates the speed to be measured as a speed and indicates absolute coordinates.
  • the sensor information may include the vehicle length and inter-vehicle distance data of the target vehicle 171.
  • the vehicle length is useful, for example, for determining the vehicle type.
  • the vehicle type is useful when measuring the traffic flow for each vehicle type.
  • Inter-vehicle data is useful for driving assistance.
  • the inter-vehicle data is also useful for traffic flow measurement such as traffic congestion judgment.
  • the radio wave sensor 101 may create sensor information based on the detection result and the estimation result (step S356).
  • the radio wave sensor 101 transmits the created sensor information to the central system 250 via a signal line (not shown) (step S358).
  • the radio wave sensor 101 may transmit sensor information including the vehicle length and the inter-vehicle distance to the information transmission device (roadside unit) 151 as driving support information (step S362).
  • the traffic flow measuring device 251 measures the number of vehicles 171 that have passed through the detection area A1 as a traffic flow within a certain period of time based on the sensor information (step S360).
  • the number of vehicles may be measured for each vehicle type.
  • the vehicle type is determined according to the vehicle length.
  • the distinction between vehicle types may be a simple distinction such as, for example, a large car and a small car, or may be a further subdivided distinction.
  • the information transmitting device 151 executes a driving support process of transmitting the received driving support information to the vehicle 181 to support a lane change or the like (step S364).
  • the transmission of driving support information from the information transmission device 151 to the vehicle 181 is performed, for example, by broadcasting.
  • the wireless terminal device 111 receives the driving support information from the information transmitting device 151. More specifically, the wireless terminal device 111 receives driving support information from the information transmission device 151 when, for example, the support target vehicle 181 equipped with the wireless terminal device 111 enters the radio wave irradiation range of the information transmission device 151. (Step S362).
  • the wireless terminal device 111 provides driving support for the support target vehicle 181 based on the driving support information received from the information transmission device 151.
  • the support target vehicle 181 may be automatically driven or may be manually driven.
  • the wireless terminal device 111 notifies the driver, for example, by outputting the content of the driving support information as voice or displaying it on the display.
  • the support target vehicle 181 controls the driving of the vehicle 181 using the driving support information received by the wireless terminal device 111 (step S364).
  • steps S352 to S364 are repeated, for example, every predetermined cycle, specifically, every several hundred milliseconds.
  • the radio wave sensor 101 When the radio wave sensor 101 transmits the sensor information (driving support information) to an external device (central system 250, information transmission device 151, etc.), the radio wave sensor 101 can also transmit data indicating the type of the radio wave sensor 101.
  • the data indicating the type of the radio wave sensor 101 can include data for distinguishing the installation form of the radio wave sensor 101.
  • the installation form can include, for example, a first installation form in which the radio wave irradiation direction is the traveling direction of the vehicle, and a second installation form in which the radio wave irradiation direction faces the side opposite to the traveling direction of the vehicle.
  • the radio wave sensor 101 may be installed according to the first installation form or may be installed according to the second installation form.
  • the measurement accuracy of the vehicle differs between the first installation form and the second installation form.
  • the external device central system 250, information transmission device 151, etc.
  • FIG. 24 is a flowchart showing an example of the installation method of the radio wave sensor according to the embodiment of the present disclosure.
  • the user adjusts the installation angle of the radio wave sensor 101. Then, when adjusting the installation angle of the radio wave sensor 101, the user shall use the information processing device 102 (described later) in which the software for adjusting the installation angle is installed.
  • the front direction Sm of the radio wave sensor 101 is set in the direction along the road Rdm in the angle adjustment software.
  • the radio wave sensor 101 includes a mounting jig (not shown) for mounting the radio wave sensor 101 on the support member 50, and an angle adjusting mechanism (not shown) for adjusting the installation angle on the support member 50. It is assumed that
  • the angle adjusting mechanism adjusts the rotation angle of the radio wave sensor 101 in a state where the radio wave sensor 101 is fixed to the support member 50 by a mounting jig.
  • FIG. 25 is a diagram showing a configuration of a sensor system according to the embodiment of the present disclosure.
  • the sensor system 302 includes a radio wave sensor 101 and an information processing device 102.
  • the information processing device 102 is, for example, a personal computer.
  • the radio wave sensor 101 and the information processing device 102 can transmit and receive various information to each other.
  • the information processing device 102 includes a CPU (Central Processing Unit) 200, a memory 201, an operation input unit 202, a display unit 203, and a transmission / reception unit 204.
  • the memory 201 stores a program and data for adjusting the installation angle of the radio wave sensor 101.
  • the CPU 200 reads the program and data from the memory 201 and executes a process for adjusting the installation angle.
  • the operation input unit 202 receives an operation from the user. Then, the operation input unit 202 receives an operation from the user and outputs operation information indicating the operation content to the CPU 200.
  • the display unit 203 displays an image for the user to adjust the installation angle of the radio wave sensor 101 in response to an instruction from the CPU 200.
  • the transmission / reception unit 204 transmits / receives data to / from the radio wave sensor 101. Further, the transmission / reception unit 204 transmits / receives data to / from a map data server or the like via the Internet or the like. The transmission / reception unit 204 outputs the received information to the CPU 200.
  • the user first prepares the radio wave sensor 101. Then, the user attaches the radio wave sensor 101 to the support member 50 by the attachment jig (step S400).
  • the user performs the work of installing the radio wave sensor 101 at a position around the road Rdm so that the irradiation direction of the radio wave by the radio wave sensor 101 is the traveling direction of the target vehicle 171 on the road Rdm (steps S402 to S416). ).
  • the information processing device 102 acquires road shape information from, for example, a map information server via the Internet or the like.
  • FIG. 26 is a diagram showing a state in which the road map information used for adjusting the installation angle of the radio wave sensor according to the embodiment of the present disclosure is displayed on the display unit.
  • the information processing device 102 displays the acquired road shape information on the display unit 203 (step S402).
  • the information processing device 102 sets the detection area A1 in a predetermined area on the road Rdm according to the operation of the user. Specifically, when the user performs an operation of designating the detection area A1 to the operation input unit 202 of the information processing device 102, the information processing device 102 is set in the detectable range R1 of the radio wave sensor 101 on the road Rdm. The detection area A1 is set.
  • FIG. 27 is a diagram showing a state in which the road map information used for adjusting the installation angle of the radio wave sensor according to the embodiment of the present disclosure and the detectable range of the radio wave sensor are displayed on the display unit.
  • the information processing device 102 displays the road Rdm, the set detection area A1, and the detectable range R1 of the radio wave sensor 101 on the display unit 203 (step S404).
  • the user gives front direction information indicating the front direction Sm of the radio wave sensor 101 to the information processing device 102 via the operation input unit 202.
  • the front direction information is an angle formed by the front direction Sm of the radio wave sensor 101 with respect to the traveling direction of the target vehicle 171 on the road Rdm determined by the user (step S405).
  • the information processing device 102 displays the detectable range R1 on the display unit 203 based on the front direction information input by the user. Specifically, the information processing apparatus 102 displays the detection area A1 and the detectable range R1 on the display unit 203. As a result, the user can recognize the positional relationship between the detection area A1 and the detectable range R1 (step S406).
  • the user adjusts the direction of the radio wave sensor 101 by the angle adjusting mechanism so that the detection area A1 falls within the detectable range R1 while looking at the display unit 203.
  • the user temporarily fixes the installation angle of the radio wave sensor 101 (step S408).
  • the radio wave sensor 101 transmits radio waves to detect the target vehicle 171.
  • the information processing device 102 receives the detection result from the radio wave sensor 101, and displays the received detection result on the display unit 203.
  • FIG. 28 is a diagram showing the actual positional relationship between the road, the target area, and the target vehicle in the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 29 is a diagram showing the positional relationship between the target vehicle and the road before correcting the front direction of the radio wave sensor.
  • the radio wave sensor 101 corrects the front direction Sm of the radio wave sensor 101 preset in the angle adjustment software so that the detected target vehicle 171 is located on the road Rdm.
  • FIG. 30 is a diagram showing the positional relationship between the target vehicle and the road after correcting the front direction of the radio wave sensor according to the embodiment of the present disclosure.
  • the detected target vehicle 171 is displayed on the display unit 203 in a state of being located on the road Rdm as shown in FIG. 30 (as shown in FIG. 30). Step S410).
  • the user determines whether or not the radio wave sensor 101 can detect the detection target.
  • the user installs a reflector (not shown) having a large reflection area of radio waves in the detection area A1.
  • the user installs the reflector in the detection area A1 using, for example, a support. If it is difficult to install the reflector using the support column, a human may hold the reflector in the detection area A1.
  • the user determines whether or not the radio wave sensor 101 has detected the reflector based on the detection result of the reflector by the radio wave sensor 101.
  • the user determines whether or not the radio wave sensor 101 has detected a reflector at a plurality of locations in the detection area A1.
  • the user may use one reflector or may use a plurality of reflectors.
  • the user may sequentially move the reflector between a plurality of positions where the reflector is installed. Further, when a plurality of reflectors are used, the user may install each reflector at a plurality of positions where the reflectors are to be installed (step S412).
  • the user fixes the installation angle of the radio wave sensor 101 when the reflector is detected at all the positions where the reflector is to be installed, for example, n (n is an integer of 2 or more) positions (YES in step S412). Then, the installation work of the radio wave sensor 101 is completed (step S414).
  • step S412 when, for example, reflectors are detected at positions (n-1) or less (NO in step S412), the user adjusts the installation angle of the radio wave sensor 101 again by the angle adjusting mechanism (step S416).
  • the information processing device 102 detects the target vehicle 171 and receives radio waves by using a predetermined operation on the operation input unit 202 of the information processing device 102 by the user as a trigger.
  • the front direction Sm of the sensor 101 is corrected again (step S410).
  • the information processing device 102 is configured to set the vehicle length measurement area A2 in the detection area A1, but the present invention is not limited to this.
  • the information processing device 102 measures the vehicle length so that a part of the vehicle length measurement area A2 protrudes from the detection area A1, that is, a part of the vehicle length measurement area A2 is located outside the detection area A1.
  • the configuration may be such that the area A2 is set.
  • the information processing device 102 sets the position of the vehicle length measurement area A2 so that, for example, the above-mentioned part of the vehicle length measurement area A2 is located closer to the radio wave sensor 101 than the detection area A1. To do.
  • the radio wave sensor 101 is configured to operate according to the FM-CW method, but the present invention is not limited to this.
  • the radio wave sensor 101 may operate according to, for example, a 2D Range-Doppler FM-CW (Frequency Modified-Continuous Wave) system, a dual frequency CW system, or a pulse compression system.
  • the radar device cannot accurately detect the vehicle due to the radio wave propagation environment, for example, there is a possibility that the vehicle measurement may fail or the vehicle driving support may be hindered. Therefore, a technique for installing a radar device in a state in which a vehicle traveling on a road can be detected more accurately is required.
  • the radio wave sensor 101 is prepared.
  • the radio wave sensor 101 is installed at a position around the road Rdm so that the direction of irradiation of the radio wave by the radio wave sensor 101 is the traveling direction of the target vehicle 171 on the road Rdm.
  • the radio wave sensor 101 is installed at a position around the road Rdm so that the radio wave irradiation direction is the traveling direction of the target vehicle 171 on the road Rdm, so that the radio wave emitted from the radio wave sensor 101 is the target. It is reflected at the rear of the vehicle 171. Since the rear part of the target vehicle 171 often has a shape that strongly reflects radio waves as compared with the front part of the target vehicle 171, the radio wave sensor 101 receives the reflected wave with high intensity and receives the reflected wave of high intensity, and the target vehicle 171 receives the reflected wave. Can be detected more accurately. Therefore, the radio wave sensor 101 can be installed in a state in which the target vehicle 171 traveling on the road Rdm can be detected more accurately.
  • the detection area A1 on the road Rdm of the radio wave sensor 101 is set.
  • a vehicle length measurement area A2 for measuring the length of the target vehicle 171 is set in the portion of the detection area A1 on the radio wave sensor 101 side.
  • the target vehicle 171 by the radio wave sensor 101 can be set.
  • the position of the target vehicle 171 can be corrected by using the position measurement result and the measured vehicle length. As a result, the position of the target vehicle 171 can be detected more accurately.
  • [Appendix 1] Prepare the radio wave sensor, Including installing the radio wave sensor at a position around the road so that the direction of irradiation of the radio wave by the radio wave sensor faces the traveling direction of the vehicle on the road. Installing the radio wave sensor When a detection target object exists in the detection target area of the vehicle, it is determined whether or not the radio wave sensor can detect the detection target object.
  • a method for installing a radio wave sensor which comprises adjusting the installation angle of the radio wave sensor according to a determination result.
  • Transmission unit 2 Reception unit 3: Difference signal generation unit 4: Control unit 5: Signal processing unit 6: Clock generation circuit 7: Detection processing unit 11L: First lane 11R: Second lane 21: Transmission antenna 22: Power Amplifier 23: Directional coupler 24: VCO 25: Voltage generator 26: Switch 31: Reception antenna 32: Low noise amplifier 33: Mixer 34: IF amplifier 35: Low pass filter 36: A / D converter 41: Memory 42: FFT processing unit 43: FMCW processing unit 44: Pattern signal Acquisition unit 45: Addition unit 50: Support member 51: Pillar portion 52: Beam portion 53: Support member 101: Radio sensor 102: Information processing device 111: Wireless terminal device 151: Information transmission device 171: Target vehicle 171A: Vehicle 171B: Vehicle 181: Support target vehicle 200: CPU 201: Memory 202: Operation input unit 203: Display unit 204: Transmission / reception unit 250: Central system 251: Traffic flow measuring device 301: Traffic information system 302: Sensor system A1: Detection area A

Landscapes

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Abstract

開示の電波センサの設置方法は、道路を走行する車両を検知する電波センサを準備し、前記電波センサから前記道路における前記車両に向けて照射される電波の照射方向が、前記道路における前記車両の進行方向を向く場所に、前記電波センサを設置することを含む。

Description

電波センサの設置方法、電波センサおよび電波センサを用いた車両検知方法
　本開示は、電波センサの設置方法、電波センサおよび電波センサを用いた車両検知方法の設置方法に関する。本出願は、２０１９年１１月１５日出願の日本出願第２０１９－２０７４９２号に基づく優先権を主張し、前記日本出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
　特開２００６－３０８５４２号公報（特許文献１）は、電子走査型ミリ波レーダ装置を開示している。
　特開２０１５－５２９０２号公報（特許文献２）は、カメラまたはレーダ装置により、車両を検知し、検知した車両の動きから特定される道路状況を車両に対して表示するシステムを開示している。
特開２００６－３０８５４２号公報 特開２０１５－５２９０２号公報 特開２０１７－１５６０９９号公報
"ドラぷら　Ｅ－ＮＥＸＣＯ　Ｄｒｉｖｅ　Ｐｌａｚａ"、［ｏｎｌｉｎｅ］、ＮＥＸＣＯ東日本、［平成２９年６月２９日検索］、インターネット〈ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｄｒｉｖｅｐｌａｚａ．ｃｏｍ／ｔｒａｆｆｉｃ／ｒｏａｄｉｎｆｏ／ｃａｕｓｅ／ｊｙｕｔａｉ０１．ｈｔｍｌ〉 Ｅｕｇｉｎ　Ｈｙｕｎ、外２名、「Ａ　Ｐｅｄｅｓｔｒｉａｎ　Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　Ｓｃｈｅｍｅ　Ｕｓｉｎｇ　ａ　Ｃｏｈｅｒｅｎｔ　Ｐｈａｓｅ　Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ　Ｍｅｔｈｏｄ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　２Ｄ　Ｒａｎｇｅ－Ｄｏｐｐｌｅｒ　ＦＭＣＷ　Ｒａｄａｒ」、Ｓｅｎｓｒｏｓ、２０１６年、第１６巻、Ｐ．１２４ 四分一　浩二、外２名、"拡大するミリ波技術の応用"、島田理化技報、２０１１年、第２１号、Ｐ．３７－４８ 稲葉　敬之、桐本　哲郎、"車載用ミリ波レーダ"、自動車技術、２０１０年２月、第６４巻、第２号、Ｐ．７４－７９ 電子情報通信学会編・発行　吉田孝監修、「改訂レーダ技術」、改訂版、コロナ社、１９９６年１０月、Ｐ２７５－２７６ "ミリ波センサの基礎"、［ｏｎｌｉｎｅ］、日本テキサス・インスツルメンツ株式会社、［平成３０年９月１１日検索］、インターネット〈ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｔｉｊ．ｃｏ．ｊｐ／ｊｐ／ｌｉｔ／ｗｐ／ｊａｊｙ０５８／ｊａｊｙ０５８．ｐｄｆ〉
　本開示のある側面は、電波センサの設置方法である。開示の設置方法は、道路を走行する車両を検知する電波センサを準備し、前記電波センサから前記道路における前記車両に向けて照射される電波の照射方向が、前記道路における前記車両の進行方向を向く場所に、前記電波センサを設置する、ことを含む。
　本開示の他の側面は、道路を走行する車両を検知する電波センサである。開示の電波センサは、第１位置における車両の第１検知結果を用いて、第２位置における前記車両の検知結果を補完した情報を生成するよう構成された処理部を備え、前記第１位置は、前記電波センサによって車両が検知される検知エリア内の位置であり、前記第２位置は、前記検知エリア内であって、前記第１位置よりも前記車両の進行方向における下流の位置であり、前記電波センサによる電波の照射方向が、前記道路における前記車両の進行方向を向くように設置される。
　本開示の他の側面は、電波センサを用いた車両検知方法である。開示の車両検知方法において、前記電波センサは、前記電波センサから道路における車両に向けて照射される電波の照射方向が、前記道路における前記車両の進行方向を向くように設置されており、前記方法は、前記電波センサによって車両が検知される検知エリア内の第１位置における車両の第１検知結果を得ることと、前記第１検知結果を用いて、前記検知エリア内の第２位置における前記車両の第２検知結果を補完した情報を生成することと、を含み、前記第２位置は、前記第１位置よりも前記車両の進行方向における下流の位置である。
図１は、電波センサの道路周辺における第１の設置例を斜め上方から見た状態で示す図である。 図２は、電波センサを用いた交通情報システムの構成を示す図である。 図３は、電波センサの構成を示す図である。 図４は、電波センサにおける制御部が設定する検知期間および各シーケンスの一例を示す図である。 図５は、電波センサにおける制御部およびクロック生成回路がそれぞれ生成するトリガ信号およびクロック信号の各波形の一例を示す図である。 図６は、電波センサにおける送信部および差分信号生成部がそれぞれ生成する送信波および差分信号の各波形の一例を示す図である。 図７は、電波センサにおける信号処理部の構成を示す図である。 図８は、電波センサにおけるＦＭＣＷ処理部が生成する処理スペクトルの一例を示す図である。 図９は、電波センサが対象車両を検知する際の動作手順の一例を定めたフローチャートである。 図１０は、電波センサから見て先行する車両が後続する車両の陰に隠れた状態となる様子を示す図である。 図１１は、電波センサが、対象車両の検知結果を用いて、対象車両の長さを計測する方法を示す図である。 図１２は、電波センサが、対象車両の検知結果を用いて対象車両の長さを計測する手順の一例を示すフローチャートである。 図１３は、車長計測エリアを対象車両が走行している状態を示す図である。 図１４は、車長計測エリアの、ピークの強度が大きい領域を示す図である。 図１５は、電波センサが、対象車両の検知結果を用いて対象車両の長さを計測する手順の他の例を示すフローチャートである。 図１６は、電波センサが、対象車両の検知結果を用いて対象車両の長さを求める方法を示す図である。 図１７は、電波センサの検知可能範囲の一例を示す図である。 図１８は、電波センサの道路周辺における第２の設置例を斜め上方から見た状態で示す図である。 図１９は、電波センサの検知可能範囲の他の例を示す図である。 図２０は、電波センサの検知可能範囲の他の例を示す図である。 図２１は、電波センサの検知可能範囲の他の例を示す図である。 図２２は、電波センサから見て先行する車両が後続する車両に隠れない状態の一例を示す図である。 図２３は、交通情報システムにおいて、電波センサを用いて対象車両を検知し、検知結果に基づいて交通流計測及び運転支援を行うシーケンスの一例を示す図である。 図２４は、電波センサの設置方法の一例を示すフローチャートである。 図２５は、センサシステムの構成を示す図である。 図２６は、電波センサの設置角度の調整に用いられる道路地図情報が表示部に表示されている状態を示す図である。 図２７は、電波センサの設置角度の調整に用いられる道路地図情報および電波センサの検知可能範囲が表示部に表示されている状態を示す図である。 図２８は、道路、対象エリアおよび対象車両の実際の位置関係を示す図である。 図２９は、電波センサの正面方向を補正する前の、対象車両と道路との位置関係を示す図である。 図３０は、電波センサの正面方向を補正した後の、対象車両と道路との位置関係を示す図である。
［本開示が解決しようとする課題］
　車両を検知するミリ波レーダなどの電波センサを道路周辺に設置する場合、電波センサの設置場所によっては、道路を走行する車両を正確に検知できないことがある。したがって、より正確に車両を検知可能であることが望まれる。
［本開示の実施形態の説明］
（１）実施形態に係る電波センサの設置方法は、道路を走行する車両を検知する電波センサを準備し、前記電波センサから前記道路における前記車両に向けて照射される電波の照射方向が、前記道路における前記車両の進行方向を向く場所に、前記電波センサを設置する、ことを含む。電波の照射方向が道路における車両の進行方向となることにより、電波センサから照射された電波は、車両の後部で反射される。車両の後部は、車両の前部と比べて、電波を強く反射する形状となっている場合が多いため、電波センサは、強度の大きい反射波を受信して、車両をより正確に検知することができる。したがって、道路を走行する車両をより正確に検知可能な状態に電波センサを設置することができる。
（２）前記電波センサを設置することは、前記電波センサによって車両が検知される検知エリアを、前記道路上に設定し、前記検知エリアの一部に、車両の長さを計測するための第１部分エリアを設定することを含むことができる。車両の長さは、検知エリアの全体において精度よく測定できるとは限らない。そこで、検知エリアの一部に車両の長さ計測に適したエリアを、第１部分エリアとして設定することで、検知エリアを広くしても、車両の長さを精度よく計測できる。
（３）前記検知エリアは、車両の長さが計測されない第２部分エリアを有し、前記第１部分エリアは、前記検知エリア内において前記第２部分エリアよりも前記電波センサ側にあるのが好ましい。第１部分エリアが電波センサ側にあることで、車両の長さを精度よく測定できる。
（４）前記場所は、前記道路の上方であるのが好ましい。道路の上方に電波センサが設置されることで、電波の照射方向を車両の進行方向に一致させ易くなる。
（５）前記場所は、前記道路の側方であってもよい。道路の側方に電波センサが設置されることで、車両の前後方向の長さを精度よく測定できる。
（６）実施形態に係る電波センサは、道路を走行する車両を検知する。電波センサは、第１位置における車両の第１検知結果を用いて、第２位置における前記車両の検知結果を補完した情報を生成するよう構成された処理部を備え、前記第１位置は、前記電波センサによって車両が検知される検知エリア内の位置であり、前記第２位置は、前記検知エリア内であって、前記第１位置よりも前記車両の進行方向における下流の位置であり、前記電波センサによる電波の照射方向が、前記道路における前記車両の進行方向を向くように設置される。電波の照射方向が車両の進行方向を向く場合、検知エリアの上流側が電波センサに近い側となる。電波センサにより近い第１位置における第１検知結果は、測定精度又は測定の確実さの観点から有利であり好ましい。一方、電波センサにより遠い第２位置における第２検知結果は、測定精度又は測定の確実さの観点から不利である。上記の構成によれば、好ましい第１検知結果を利用して、第２検知結果を補完でき、好適である。
（７）前記第１位置は、前記検知エリア内に設定された第１部分エリア内の位置であり、前記第２位置は、前記検知エリア内であって、前記第１部分エリアよりも前記車両の進行方向における下流の位置であるのが好ましい。この場合、第１部分エリア内における第１検知結果を、第１部分エリアの下流の第２位置における第２検知結果の補完に用いることができる。
（８）前記検知エリアは、車両の長さが計測されない第２部分エリアを有し、前記第１部分エリアは、前記検知エリア内において前記第２部分エリアよりも前記電波センサ側に設定されているのが好ましい。この場合、第１部分エリアが電波センサに近いため、車両の検知に好適である。
（９）前記第１検知結果は、前記車両の長さを含むのが好ましい。この場合、第１検知結果としての車両の長さを、第２検知結果の補完に用いることができる。
（１０）前記第１検知結果は、前記第１位置における車間データを含むのが好ましい。この場合、第１検知結果としての車間データを、第２検知結果の補完に用いることができる。なお、車間データは、車間距離であってもよいし、車間時間長であってもよい。
（１１）補完された第２検知結果である前記情報は、前記第１検知結果を用いて補完された、前記第２位置における前記車両の長さを含むのが好ましい。この場合、第２位置における車両の長さが、より適切になる。
（１２）補完された第２検知結果である前記情報は、前記第１検知結果を用いて補完された、前記第２位置における車間データを含むのが好ましい。この場合、第２位置における車間データが、より適切になる。
（１３）実施形態に係る電波センサを用いた車両検知方法において、前記電波センサは、前記電波センサから道路における車両に向けて照射される電波の照射方向が、前記道路における前記車両の進行方向を向くように設置されている。前記方法は、前記電波センサによって車両が検知される検知エリア内の第１位置における前記車両の第１検知結果を得ることと、前記第１検知結果を用いて、前記検知エリア内の第２位置における前記車両の第２検知結果を補完した情報を生成すること、を含み、前記第２位置は、前記第１位置よりも前記車両の進行方向における下流の位置であるのが好ましい。
　本開示の技術は、上記のような特徴的な処理をステップとする方法として実現することができるだけでなく、かかるステップをコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現したりすることができる。また、本開示の技術は、かかるステップに対応する特徴的な処理部を備える装置、および、このような装置を備えるシステムとして実現することができる。また、本開示の技術は、当該装置の一部または全部を実現する半導体集積回路として実現することができる。
［本開示の実施形態の詳細］
　以下、実施形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。また、以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
　［構成および基本動作］
　図１は、本開示の実施の形態に係る電波センサの道路周辺における第１の設置例を斜め上方から見た状態で示す図である。図２は、本開示の実施の形態に係る電波センサを用いた交通情報システムの構成を示す図である。
　図１および図２を参照して、交通情報システム３０１は、電波センサ１０１と、中央システム２５０における交通流計測装置２５１を備える。交通情報システム３０１は、道路Ｒｄｍを走行する車両１８１へ提供される情報を送信するための情報送信装置１５１を備えることができる。交通情報システム３０１は、例えば、交通量を計測するために用いられる。
　なお、電波センサ１０１は、交通流の計測ために車両１７１Ａ，１７１Ｂを検出するものに限られず、支援対象である車両１８１の運転支援のために車両１７１Ａ，１７１Ｂを検出するものであってもよい。運転支援のための交通情報システム３０１は、検出された交通情報を、車両１８１に提供し、車両１８１の安全運転を支援する。
　車両１７１Ａ，１７１Ｂが走行する道路Ｒｄｍは、例えば、高速道路である。道路Ｒｄｍは、一般道路でもよい。
　道路Ｒｄｍは、第１車線１１Ｌと、第２車線１１Ｒとを含む複数の車線を備える。車線１１Ｌおよび車線１１Ｒは、進行方向が同じ車線である。具体的には、車線１１Ｌおよび１１Ｒは、たとえば、それぞれ走行車線および追い越し車線である。
　電波センサ１０１の検知対象である車両１７１Ａ，１７１Ｂは、道路Ｒｄｍにおける車線１１Ｌ，１１Ｒを走行する。
　図１に示す例では、対象車両として、先行する車両１７１Ａおよび後続する車両１７１Ｂが示されている。この例では、先行する車両１７１Ａは、後続する車両１７１Ｂよりも小さい車両である。先行する車両１７１Ａおよび後続する車両１７１Ｂは、たとえば、それぞれ普通車および大型車である。なお、以下では、先行する車両１７１Ａ及び後続する車両１７１Ｂを特に区別しない場合、道路Ｒｄｍを走行する車両を、「対象車両１７１」と呼ぶ。
　図１および図２を参照して、電波センサ１０１は、道路Ｒｄｍを走行する対象車両１７１を検知できるように、道路Ｒｄｍの周辺に設置される。電波センサ１０１は、図１に示されるように、たとえば、道路Ｒｄｍを幅方向に跨ぐように設けられる、アーチ型の支持部材５０に設置される。支持部材５０は、左右一対の柱部５１と、２つの柱部５１を連結する梁部５２とを備える。電波センサ１０１は、梁部５２に設置される。
　また、電波センサ１０１は、電波の照射方向が、道路Ｒｄｍにおける対象車両１７１の進行方向を向く場所に設置される。電波センサ１０１がこのように設置されることにより、電波センサ１０１から照射された電波は、道路Ｒｄｍを走行する対象車両１７１の後部において反射する。ここで、電波の照射方向が対象車両１７１の「進行方向を向く場所に設置される」とは、電波センサ１０１からの電波の照射方向に対象車両１７１をみたときに、対象車両１７１の前部よりも後部のほうが電波センサ１０１に近くなるように電波センサ１０１が設置されることをいう。電波センサ１０１が設置される場所は、道路Ｒｄｍの上方でもよいし、側方でもよい。なお、実施形態に係る電波センサ１０１は、車両の進行方向が一方向に限定された車線１１Ｌ，１１Ｒを走行する対象車両１７１を検知するように設置される。
　対象車両１７１の後部は、対象車両１７１の前部と比べて、垂直に近い傾斜角度の面の割合が大きい場合が多い。特に、中型車および小型車等の普通車は、そのような傾向が強い。このため、対象車両１７１の後部は、対象車両１７１の前部と比べて、電波センサ１０１から照射された電波の反射強度が大きい場合が多い。
　道路Ｒｄｍ上には、電波センサ１０１による検知エリアＡ１が設定される。検知エリアＡ１内には、１又は複数の車線１１Ｌ，１１Ｒが含まれる。実施形態において、検知エリアＡ１に含まれる１又は複数の車線１１Ｌ，１１Ｒを走行する車両の進行方向は、一方向だけである。検知エリアＡ１は、電波センサ１０１から送信された電波の照射範囲の少なくとも一部である。検知エリアＡ１は、対象車両１７１の進行方向において、電波センサ１０１よりも下流側に位置する。すなわち、電波センサ１０１は、電波センサ１０１よりも下流を走行する対象車両１７１を対象車両１７１の後方から検知する。
　電波センサ１０１は、検知エリアＡ１へ電波を送信する。検知エリアＡ１に位置する対象車両１７１は、電波センサ１０１から送信された電波を反射する。電波センサ１０１は、対象車両１７１から反射波を受信する。
　電波センサ１０１は、受信した反射波に基づいて、検知エリアＡ１を走行する対象車両１７１を検知し、検知結果を、通信回線を介して、中央システム２５０の交通流計測装置２５１へ送信する。
　中央システム２５０は、例えば、交通管制センターなどに設置されたサーバである。サーバは、電波センサ１０１から受信した検知結果に基づいて、交通流を計測する交通流計測装置２５１としても機能する。
　交通流計測装置２５１は、電波センサ１０１から検知結果を受信し、道路Ｒｄｍを走行する車両の交通流を計測する。交通流は、例えば、単位時間当たりの台数、及び、平均速度の少なくともいずれか一つを含む。なお、交通流計測装置２５１は、中央システム２５０に設けられる必要はなく、道路周辺又はその他の場所に設けられてもよい。
　交通流計測装置２５１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）および通信Ｉ／Ｆ（インタフェース）などを備えるコンピュータにより構成される。交通流計測装置２５１としての動作は、ＣＰＵ上でコンピュータプログラムを実行することにより達成される。
　電波センサ１０１の検知結果は、道路の周辺に設置される情報送信装置（路側機）１５１に送信されてもよい。情報送信装置１５１は、道路Ｒｄｍを走行する車両１８１の運転を支援する情報を生成し、車両１８１の無線端末装置１１１へ送信する。車両１８１の運転を支援する情報は、例えば、対象車両１７１の位置、速度、車間データなどを含む。車間データは、車間距離であってもよいし、車間時間長であってもよい。
　無線端末装置１１１は、支援対象車両１８１に搭載される車載装置である。無線端末装置１１１は、たとえば、情報送信装置１５１と通信を行うことが可能なカーナビゲーション装置である。なお、無線端末装置１１１は、カーナビゲーション装置に限らず、スマートホン等であってもよい。
　［電波センサの構成］
　図３は、本開示の実施の形態に係る交通情報システム３０１における電波センサの構成を示す図である。
　図３を参照して、電波センサ１０１は、送信部１と、受信部２と、差分信号生成部３と、制御部４と、信号処理部５と、クロック生成回路６と、検知処理部７とを備える。
　送信部１は、送信アンテナ２１と、パワーアンプ２２と、方向性結合器２３と、ＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ－Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ　Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）２４と、電圧発生部２５と、スイッチ２６とを含む。受信部２は、受信アンテナ３１と、ローノイズアンプ３２とを含む。
　差分信号生成部３は、ミキサ３３と、ＩＦ（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）アンプ３４と、ローパスフィルタ３５と、Ａ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）３６とを含む。
　電波センサ１０１は、たとえば、非特許文献３および非特許文献４に記載された、ＦＭ－ＣＷ方式を用いて対象物を検知するレーダである。
　図４は、本開示の実施の形態に係る電波センサにおける制御部が設定する検知期間および各シーケンスの一例を示す図である。なお、図４において、横軸は時間を示す。
　図４を参照して、電波センサ１０１における制御部４は、たとえば、電波センサ１０１が対象物の検知結果を１回出力する検知期間を設定する。
　より詳細には、制御部４は、たとえば、対象物の移動速度に基づいて、長さＰｍを有する検知期間を設定する。長さＰｍは、たとえば可変である。検知期間の長さＰｍの設定方法の詳細については、後述する。
　検知期間には、たとえばＳｅｑ１～ＳｅｑＭのＭ個のシーケンスが含まれる。ここで、Ｍは、２以上の整数である。１つのシーケンスにおいて、１つのパターンの電波または１つのサブパターンの電波が送信部１から送信される。
　図５は、本開示の実施の形態に係る電波センサにおける制御部およびクロック生成回路がそれぞれ生成するトリガ信号およびクロック信号の各波形の一例を示す図である。なお、図５において、横軸は時間を示し、縦軸は各信号のレベルを示す。
　図５を参照して、クロック生成回路６は、たとえばクロック信号を生成する。具体的には、クロック生成回路６は、たとえば、図５に示すように、周期Ｔｃを有する矩形波のクロック信号ＣＳを生成する。クロック生成回路６は、生成したクロック信号ＣＳを制御部４および差分信号生成部３へ出力する。
　制御部４は、各シーケンスを設定する。より詳細には、制御部４は、各シーケンスの開始タイミングごとにトリガ信号ＴＳを生成し、生成したトリガ信号ＴＳを送信部１および信号処理部５へ出力する。
　具体的には、制御部４は、たとえば、クロック生成回路６から受けるクロック信号ＣＳの立ち上がりエッジの個数をカウントし、当該エッジをＮｓ個カウントするごとにトリガ信号ＴＳを生成して出力する。ここで、Ｎｓは、２以上の整数であり、所定値であってもよいし、可変であってもよい。また、周期ＴｃにＮｓを乗じた値が、１シーケンスの周期Ｔｔである。この例では、周期Ｔｔが、たとえば０．１ミリ秒～数ミリ秒になるようにＮｓの値が設定される。
　図６は、本開示の実施の形態に係る電波センサにおける送信部および差分信号生成部がそれぞれ生成する送信波および差分信号の各波形の一例を示す図である。
　なお、図６において、横軸は時間を示し、縦軸は、紙面の上側から順に、送信電波および受信電波の周波数Ｆｔ，Ｆｒ、差分信号の周波数Ｆｂ、ならびに差分信号の振幅Ａｂを示す。また、送信電波の周波数Ｆｔは実線で表され、受信電波の周波数Ｆｒは破線で表されている。図６では、送信電波に対する受信電波の遅延が示されている。
　図３および図６を参照して、送信部１は、所定のパターンの電波を繰り返し送信する。具体的には、送信部１は、たとえば、ＦＭ－ＣＷ方式の変調方式を用いて生成した電波を検知エリアＡ１へ繰り返し送信する。より詳細には、送信部１は、たとえば、図６に示すように、周波数Ｆｔが単位時間あたりで所定量増加するパターンＰｔ１の電波を検知エリアＡ１へ繰り返し送信する。
　なお、送信部１は、周波数Ｆｔが単位時間あたりで所定量減少するパターンの電波を送信してもよい。また、送信部１が送信する電波のパターンは、図６に示すように周波数の時間変化により定められる構成に限らず、振幅の時間変化により定められる構成であってもよい。
　制御部４は、ＦＭ－ＣＷ方式において用いる送信パラメータを送信部１、信号処理部５および検知処理部７へたとえば検知期間ごとに出力する。ここで、送信パラメータには、掃引開始周波数Ｆ２、周波数掃引方向、周波数掃引幅Δｆ、１シーケンスの長さである周期Ｔｔ、掃引時間Ｔｓ、および検知期間の長さＰｍが含まれる。
　また、制御部４は、トリガ信号ＴＳを生成してから掃引時間Ｔｓ経過したタイミングにおいて、送信部１から電波が送信されないガード期間の開始タイミングを示すガード信号ＧＳを生成して送信部１へ出力する。
　ガード信号ＧＳは、クロック信号ＣＳと同期している。ガード期間は、たとえば各シーケンスの後部に設けられ、ガード信号ＧＳが出力されてから次のシーケンスの開始タイミングを示すトリガ信号ＴＳが出力されるまで継続する。なお、ガード期間は、各シーケンスの前部に設けられてもよい。
　送信部１における電圧発生部２５は、制御部４からトリガ信号ＴＳを受けると、送信パラメータとして予め制御部４から受けた掃引開始周波数Ｆ２、周波数掃引方向、周波数掃引幅Δｆおよび掃引時間Ｔｓを用いて、制御部４からガード信号ＧＳを受けるまで、大きさが一定の割合で増加する電圧（以下、ＦＭ変調電圧とも称する。）を生成してＶＣＯ２４へ出力する。
　ＶＣＯ２４は、電圧発生部２５から受ける電圧の大きさに応じた周波数を有する送信波ＲＦｔを生成する。
　より詳細には、ＶＣＯ２４は、電圧発生部２５から受けるＦＭ変調電圧に応じて、周波数掃引幅がΔｆである２４ＧＨｚ帯の送信波ＲＦｔを生成して方向性結合器２３へ出力する。
　方向性結合器２３は、ＶＣＯ２４から受ける送信波ＲＦｔをスイッチ２６および差分信号生成部３へ分配する。
　スイッチ２６は、方向性結合器２３に接続された第１端と、パワーアンプ２２に接続された第２端とを有する。スイッチ２６は、制御部４からトリガ信号ＴＳを受けると、オン状態へ遷移し、第１端および第２端を電気的に接続する。一方、スイッチ２６は、制御部４からガード信号ＧＳを受けると、オフ状態へ遷移し、第１端および第２端を電気的に絶縁する。これにより、ＶＣＯ２４が出力する送信波ＲＦｔは、ガード期間においてパワーアンプ２２へ伝送されず、かつガード期間と異なる期間においてパワーアンプ２２へ伝送される。
　パワーアンプ２２は、スイッチ２６から受ける送信波ＲＦｔを増幅し、増幅後の送信波ＲＦｔを送信アンテナ２１経由で検知エリアＡ１へ送信する。
　受信部２は、検知エリアＡ１等からの電波を受信する。より詳細には、受信部２における受信アンテナ３１は、検知エリアＡ１における対象車両１７１によって反射された電波を受信することが可能である。
　ローノイズアンプ３２は、受信アンテナ３１が受信した電波である受信波ＲＦｒ１を増幅し、差分信号生成部３へ出力する。
　差分信号生成部３は、送信部１によって送信される電波の周波数成分と受信部２によって受信される電波の周波数成分との差の周波数成分を有する差分信号を生成する。
　より詳細には、差分信号生成部３におけるミキサ３３は、送信部１から受ける送信波ＲＦｔとローノイズアンプ３２から受ける受信波ＲＦｒ１との差の周波数成分を有するアナログの差分信号Ｂａ１を生成する。
　差分信号Ｂａ１の周波数Ｆｂおよび振幅Ａｂの時間変化は、図６に示される。ミキサ３３は、生成した差分信号Ｂａ１をＩＦアンプ３４へ出力する。
　ＩＦアンプ３４は、ミキサ３３から受ける差分信号Ｂａ１を増幅し、ローパスフィルタ３５へ出力する。
　ローパスフィルタ３５は、ＩＦアンプ３４において増幅された差分信号Ｂａ１の周波数成分のうち、所定の周波数以上の成分を減衰させる。
　Ａ／Ｄコンバータ３６は、たとえばクロック信号ＣＳの周期Ｔｃで差分信号Ｂａ１のサンプリング処理を行う。より詳細には、Ａ／Ｄコンバータ３６は、クロック生成回路６から受けるクロック信号ＣＳの立ち上がりエッジのタイミングに従って、ローパスフィルタ３５を通過した差分信号Ｂａ１をサンプリング周期Ｔｃごとにｑビット（ｑは２以上の整数）のデジタルの差分信号Ｂｄ１に変換する。
　図６では、シーケンスＳｅｑ１，Ｓｅｑ２における各サンプリングタイミングが白丸で示されている。各シーケンスにおけるサンプリングタイミングには、サンプリング順を示す１～１２のサンプリング番号が割り当てられている。Ａ／Ｄコンバータ３６は、変換後の差分信号Ｂｄ１を信号処理部５へ出力する。
　図７は、本開示の実施の形態に係る電波センサにおける信号処理部の構成を示す図である。
　図７を参照して、信号処理部５は、メモリ４１と、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ　Ｆｏｕｒｉｅｒ　Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）処理部４２と、ＦＭＣＷ処理部４３と、パターン信号取得部４４と、加算部４５とを含む。
　信号処理部５におけるメモリ４１は、Ａ／Ｄコンバータ３６から受ける差分信号Ｂｄ１を蓄積する。
　パターン信号取得部４４は、パターンＰｔ１ごとの差分信号Ｂｄ１（以下、パターン信号とも称する。）を生成する。より詳細には、パターン信号取得部４４は、制御部４から受けるトリガ信号ＴＳに基づいて、１つのシーケンスの開始タイミングおよび終了タイミングを認識する。
　そして、パターン信号取得部４４は、たとえば、あるシーケンスが終了するごとに、当該シーケンスにおいてサンプリング周期Ｔｃでサンプリングされた時系列の差分信号Ｂｄ１すなわちパターン信号をメモリ４１から取り出す。パターン信号取得部４４は、取り出したパターン信号を加算部４５へ出力する。
　加算部４５は、パターンＰｔ１における複数のタイミングについて、複数のパターンＰｔ１における対応のタイミングの差分信号を加算する。具体的には、加算部４５は、パターンＰｔ１における１～１２のサンプリング番号により示される各サンプリングタイミングについて、複数のパターンＰｔ１における同じサンプリング番号の差分信号を加算する。
　より詳細には、加算部４５は、たとえば、検知期間ごとに、加算対象とすべき複数のパターンの個数Ｍを決定する。
　たとえば、加算部４５は、制御部４から受ける送信パラメータに含まれる検知期間の長さＰｍおよび周期Ｔｔに基づいて個数Ｍを決定する。
　具体的には、加算部４５は、検知期間の長さＰｍを周期Ｔｔで除した値を個数Ｍとして決定する。
　加算部４５は、パターン信号取得部４４からパターン信号を繰り返し受ける。具体的には、たとえば、加算部４５は、図６に示すシーケンスＳｅｑ１が満了したタイミングにおいて、パターン信号をパターン信号取得部４４から受けると、受けたパターン信号を対象パターン信号として蓄積する。パターン信号には、サンプリング番号１～１２により示される各サンプリングタイミングにおいてサンプリングされた振幅Ａｂが含まれる。
　そして、加算部４５は、シーケンスＳｅｑ２が満了したタイミングにおいてパターン信号をパターン信号取得部４４から受けると、以下の処理を行う。
　すなわち、加算部４５は、対象パターン信号に含まれる各振幅ＡｂとシーケンスＳｅｑ２のパターン信号に含まれる各振幅Ａｂとをサンプリング番号が同じ振幅Ａｂ同士で加算することにより対象パターン信号を更新する。
　加算部４５は、シーケンスＳｅｑ３～ＳｅｑＭがそれぞれ満了したタイミングにおいて、対象パターン信号を同様に更新する。加算部４５は、更新後の対象パターン信号をＦＦＴ処理部４２へ出力する。
　ＦＦＴ処理部４２は、加算部４５から対象パターン信号を受けると、受けた対象パターン信号に対してＦＦＴ処理を行うことにより、パワースペクトルＦＳ１および位相スペクトルＰＳ１を生成する。ここで、パワースペクトルＦＳ１は、検知期間において蓄積された差分信号Ｂｄ１に含まれる各周波数成分の振幅を示す。また、位相スペクトルＰＳ１は、検知期間において蓄積された差分信号Ｂｄ１に含まれる各周波数成分の位相を示す。
　ＦＦＴ処理部４２は、生成したパワースペクトルＦＳ１および位相スペクトルＰＳ１をＦＭＣＷ処理部４３へ出力する。
　図８は、本開示の実施の形態に係る電波センサにおけるＦＭＣＷ処理部が生成する処理スペクトルの一例を示す図である。なお、図８において、縦軸は強度を示し、横軸は電波センサ１０１から物体までの距離を示す。
　ＦＭＣＷ処理部４３は、受信部２によって受信された電波に基づいて、物体が存在するか否かを判定する。
　具体的には、ＦＭＣＷ処理部４３は、たとえば、検知エリアＡ１において対象車両１７１等の移動可能な物体が存在しないとした状態におけるパワースペクトルである背景スペクトルを保持している。
　ＦＭＣＷ処理部４３は、パワースペクトルＦＳ１および位相スペクトルＰＳ１をＦＦＴ処理部４２から受けると、受けたパワースペクトルＦＳ１の各周波数成分から背景スペクトルの各周波数成分をそれぞれ差し引くことにより処理スペクトルを生成する。
　また、ＦＭＣＷ処理部４３は、生成した処理スペクトルの周波数Ｆｂおよび位相スペクトルＰＳ１の周波数Ｆｂを距離Ｌ（以下、測定対象距離とも称する。）に換算する。
　ここで、距離Ｌは、電波センサ１０１を原点とするセンサ座標系における電波センサ１０１から対象物までの距離である。
　より詳細には、周波数Ｆｂと距離Ｌとの関係は、非特許文献１における式（１）に基づいて、以下の式（１）により表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　ここで、ｃは光速である。ｖｒは、電波センサ１０１に対して近づくかまたは遠ざかる方向に沿った物体の移動速度（以下、測定対象速度とも称する。）である。ｆ０は、掃引開始周波数Ｆ２と掃引開始周波数Ｆ２に周波数掃引幅Δｆを加えた掃引終了周波数Ｆ１との平均である。
　たとえば、式（１）において、１シーケンスにおいて電波の送信される期間の長さすなわち掃引時間Ｔｓに対して周波数掃引幅Δｆが大きい場合、距離Ｌは、以下の式（２）のように近似して表すことが可能である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　ＦＭＣＷ処理部４３は、制御部４から受けた送信パラメータに含まれる周波数掃引幅Δｆおよび掃引時間Ｔｓと式（２）とを用いて処理スペクトルおよび位相スペクトルＰＳ１の横軸の周波数Ｆｂを距離Ｌに換算する。図８には、横軸が周波数から距離に換算された処理スペクトルが示される。
　ＦＭＣＷ処理部４３は、生成した処理スペクトルに対してピーク検出処理を行う。より詳細には、ＦＭＣＷ処理部４３は、処理スペクトルを解析し、所定のしきい値Ｔｈｆｍ以上の強度を有するピークの検出を試みる。
　ＦＭＣＷ処理部４３は、しきい値Ｔｈｆｍ以上の強度を有するピークを検出できた場合、物体すなわち対象車両１７１が存在すると判定する。この例では、ＦＭＣＷ処理部４３は、１つのピークＰｎ１を検出し、対象車両１７１が存在すると判定する。一方、ＦＭＣＷ処理部４３は、しきい値Ｔｈｆｍ以上の強度を有するピークを検出できなかった場合、対象車両１７１が存在しないと判定する。
　ＦＭＣＷ処理部４３は、判定結果、検出したピークＰｎ１の強度、およびピークＰｎ１に対応する距離Ｌを示す結果情報を検知処理部７へ出力する。
　再び図３を参照して、検知処理部７は、加算部４５によってそれぞれ加算された、複数のタイミングの差分信号に基づいて対象車両１７１を検知する。
　詳細には、検知処理部７は、ＦＭＣＷ処理部４３から受ける結果情報に基づいて、対象車両１７１を検知する。
　また、検知処理部７は、結果情報の示す距離Ｌに基づいて、対象車両１７１が対象エリアＡ１に存在するか否かを判断する。
　また、検知処理部７は、たとえば、対象車両１７１の移動速度を取得する。具体的には、検知処理部７は、たとえば、受信部２によって受信された電波に基づいて、対象車両１７１の測定対象速度を移動速度として算出する。
　より詳細には、検知処理部７は、検知した対象車両１７１の識別子と電波センサ１０１から当該対象車両１７１までの距離との対応関係を検知期間ごとに記録しておき、直近の検知期間において対象車両１７１が移動した距離を、制御部４から受ける送信パラメータに含まれる検知期間の長さＰｍで除することにより対象車両１７１の測定対象速度を取得する。検知処理部７は、取得した対象車両１７１の測定対象速度を示す速度情報を制御部４へ出力する。
　電波センサ１０１は、コンピュータを備え、当該コンピュータにおけるＣＰＵ等の演算処理部は、以下に示すフローチャートの各ステップの一部または全部を含むプログラムを図示しないメモリから読み出して実行する。この装置のプログラムは、外部からインストールすることができる。この装置のプログラムは、記録媒体に格納された状態で流通する。
　［動作］
　図９は、本開示の実施の形態に係る電波センサが対象車両を検知する際の動作手順の一例を定めたフローチャートである。
　図９を参照して、まず、電波センサ１０１は、デフォルト値たとえば１００ミリ秒の長さＰｍを有する検知期間を設定する（ステップＳ１０２）。
　次に、電波センサ１０１は、検知期間におけるＭ個のシーケンスが満了するまで各シーケンスにおいて１つのパターン信号を生成し（ステップＳ１０４でＮＯ）、Ｍ個のパターン信号の生成が完了すると（ステップＳ１０４でＹＥＳ）、Ｍ個のパターンＰｔ１における同じサンプリング番号の差分信号Ｂｄ１を加算することにより対象パターン信号を生成する（ステップＳ１０６）。
　次に、電波センサ１０１は、生成した対象パターン信号をＦＦＴ処理することにより、パワースペクトルＦＳ１および位相スペクトルＰＳ１を生成する（ステップＳ１０８）。
　次に、電波センサ１０１は、パワースペクトルＦＳ１の各周波数成分から背景スペクトルの各周波数成分をそれぞれ差し引くことにより処理スペクトルを生成し、生成した処理スペクトルにおいてピーク検出処理を行う（ステップＳ１１０）。
　次に、電波センサ１０１は、処理スペクトルにおいてピークを検出した場合（ステップＳ１１２でＹＥＳ）、検出したピークに基づいて、検知対象距離および検知対象速度を算出し、検知エリアＡ１における対象車両１７１の位置を特定する（ステップＳ１１４）。
　次に、電波センサ１０１は、新たな検知期間を設定する（ステップＳ１１６）。
　一方、電波センサ１０１は、処理スペクトルにおいてピークを検出しない場合（ステップＳ１１２でＮＯ）、新たな検知期間を設定する（ステップＳ１１６）。
　なお、電波センサ１０１は、上記ステップＳ１１２において複数のピークを検出した場合、すなわち複数の対象車両１７１を検知した場合、検知した対象車両１７１ごとに上記ステップＳ１０４～Ｓ１１６を実行してもよい。
　また、電波センサ１０１は、対象車両１７１の検知を行うことに加えて、過去の検知結果に基づいて現在の対象車両１７１の位置を推定してもよい。また、電波センサ１０１は、対象車両１７１の検知を行うことに加えて、過去の推定結果に基づいて現在の対象車両１７１の位置を推定してもよい。
　詳細には、電波センサ１０１における検知処理部７は、たとえば、物体の位置、速さおよび移動方向を変数として用いる時系列フィルタを用いて対象車両１７１の位置を推定する。時系列フィルタとしては、たとえばカルマンフィルタが用いられる。カルマンフィルタを用いて、公知の時間更新処理、ゲート処理および観測更新処理等の処理を行うことにより、電波センサ１０１は、現在の対象車両１７１の位置を推定する。
　カルマンフィルタを用いた対象車両１７１の位置の推定は、たとえば、特開２０１７－１５６０９９号公報（特許文献３）に記載の方法に従って行うことができる。なお、電波センサ１０１は、カルマンフィルタに限らず、たとえばパーティクルフィルタを用いて対象車両１７１の位置の推定を行ってもよい。
　図１０は、本開示の実施の形態に係る電波センサから見て先行する車両が後続する車両の陰に隠れた状態となる様子を示す図である。
　対象車両１７１の位置の推定は、たとえば、電波センサ１０１が、検知していた対象車両１７１を検知できなくなった場合等に有効である。このような場合の例としては、たとえば、対象車両１７１の走行に伴って、電波センサ１０１から対象車両１７１までの距離が大きくなり、対象車両１７１からの反射波の受信強度が小さくなった場合、および、図１０に示されるように、電波センサ１０１から見て先行する車両１７１Ａが後続する車両１７１Ｂの陰に隠れたことにより、先行する車両１７１Ａからの反射波の受信強度が小さくなった場合等が考えられる。
　［車長の計測］
　図１１は、本開示の実施の形態に係る電波センサが、対象車両の検知結果を用いて対象車両の長さを計測する方法を示す図である。
　検知エリアＡ１のうちの電波センサ１０１側の部分に、対象車両１７１の長さを計測するための車長計測エリア（第１部分エリア）Ａ２が設けられる。図１１に示す例では、車長計測エリアＡ２は、車線１１Ｌに設けられている。なお、車長計測エリアＡ２は、車線１１Ｒに設けられてもよく、または、車線１１Ｌおよび車線１１Ｒの両方に設けられてもよい。
　実施形態においては、検知エリアＡ１のうち、車長計測エリアＡ２からみて、電波センサ１０１とは反対側（車長計測エリアＡ２よりも下流）のエリアＡ１０は、検知エリアＡ１内であっても対象車両１７１の長さが計測されない非車長計測エリアになっている。非車長計測エリアＡ１０は、電波センサ１０１から離れているため、非車長計測エリアＡ１０内における計測精度は低い。しかも、電波センサ１０１からみて、先行する車両１７１Ａが大型の後続する車両１７１Ｂの陰に隠れている場合、先行する車両１７１Ａの車長計測は困難である。このため、非車長計測エリアＡ１０において検知された車両１７１の車長は、非車長計測エリアＡ１０において計測するのではなく、車長計測エリアＡ２において同一の対象車両１７１について計測された車長が利用される。
　図１２は、本開示の実施の形態に係る電波センサが、対象車両の検知結果を用いて対象車両の長さを計測する手順の一例を示すフローチャートである。
　図１２を参照して、まず、電波センサ１０１は、ユーザによる車長計測エリアＡ２の設定操作を受け付ける。そして、電波センサ１０１は、ユーザにより車長計測エリアＡ２の設定操作がなされると、設定操作に基づいて、検知エリアＡ１に車長計測エリアＡ２を設定する設定処理を行う（ステップＳ２０２）。
　図１３は、本開示の実施の形態における車長計測エリアを対象車両が走行している状態を示す図である。
　詳細には、図１３を参照して、電波センサ１０１は、検知エリアＡ１のうちの電波センサ１０１側の部分に、対象車両１７１の長さを計測するための車長計測エリアＡ２を設定する（ステップＳ２０２）。
　次に、電波センサ１０１は、設定した車長計測エリアＡ２を含む検知エリアＡ１を走行する対象車両１７１からの反射波の受信強度の分布を示す電力マップを作成する。
　詳細には、電波センサ１０１は、上述のように、反射波から処理スペクトルを生成し、生成した処理スペクトルにおけるピークを検出する。そして、電波センサ１０１は、検知エリアＡ１におけるピークの分布を示す電力マップを作成する（ステップＳ２０４）。
　次に、電波センサ１０１は、作成した電力マップに基づいて、車長計測エリアＡ２においてピークの強度が大きい領域Ａ４を、ピークの強度と閾値との比較処理により抽出する。
　図１４は、本開示の実施の形態における車長計測エリアの、ピークの強度が大きい領域を示す図である。
　図１４を参照して、電波センサ１０１は、対象車両１７１に対応する大きさの領域Ａ４を抽出する（ステップＳ２０６）。
　次に、電波センサ１０１は、図１４に示されるように、ピークの強度が大きい領域Ａ４の、対象車両１７１の進行方向に沿った長さＳＬを求める。長さＳＬは、対象車両１７１の車長に対応する（ステップＳ２０８）。
　図１５は、本開示の実施の形態に係る電波センサが、対象車両の検知結果を用いて対象車両の長さを計測する手順の他の例を示すフローチャートである。
　図１５を参照して、まず、電波センサ１０１は、ユーザによる車長計測エリアＡ２の設定操作を受け付ける。そして、電波センサ１０１は、ユーザにより車長計測エリアＡ２の設定操作がなされると、設定操作に基づいて、検知エリアＡ１に車長計測エリアＡ２を設定する設定処理を行う（ステップＳ３０２）。
　図１６は、本開示の実施の形態に係る電波センサが、対象車両の検知結果を用いて対象車両の長さを求める方法を示す図である。
　次に、図１６を参照して、電波センサ１０１は、車長計測エリアＡ２に、道路Ｒｄｍを横断する方向に延びる検知ラインＬ１を設定する（ステップＳ３０４）。
　次に、電波センサ１０１は、検知ラインＬ１の位置におけるピークの強度の変化に基づいて、車長を計測する。
　詳細には、電波センサ１０１は、検知ラインＬ１の位置におけるピークの強度が所定値以上となったタイミングｔ１から、検知ラインＬ１の位置におけるピークの強度が所定値未満となるタイミングｔ２までの時間Ｔ１を計測する。
　また、電波センサ１０１は、タイミングｔ１における上記所定値以上の強度を示すピークの移動速度ｖ１を求める。そして、電波センサ１０１は、Ｔ１およびｖ１の積Ｔ１・ｖ１を求める。積Ｔ１・ｖ１の値は、対象車両１７１Ａの車長に対応する（ステップＳ３０６）。
　図１７は、本開示の実施の形態に係る電波センサの検知可能範囲の一例を示す図である。
　図１７は、電波センサ１０１を図１に示すようなアーチ型の支持部材５０に設置した場合における、電波センサ１０１の検知可能範囲Ｒ１を示している。検知可能範囲Ｒ１の形状は、電波センサ１０１から送信される電波の指向性を示している。検知可能範囲Ｒ１には、対象車両１７１の検知が可能な強度の電波が電波センサ１０１から照射される。
　図１７を参照して、電波センサ１０１は、検知可能範囲Ｒ１に検知エリアＡ１が収まるように設置される。
　なお、図１および図１７に示される例では、電波センサ１０１は、道路Ｒｄｍの真上に設置されているが、電波センサ１０１の設置位置はこれに限定されない。
　図１８は、本開示の実施の形態に係る電波センサの道路周辺における第２の設置例を斜め上方から見た状態で示す図である。
　図１８を参照して、詳細には、電波センサ１０１は、道路Ｒｄｍの路側に設けられた柱型の支持部材５３に設置されてもよい。
　図１９は、本開示の実施の形態に係る電波センサよる検知可能範囲の他の例を示す図である。
　図１９は、電波センサ１０１を図１８に示すような柱型の支持部材５３に設置した場合における、電波センサ１０１の検知可能範囲Ｒ２を示している。検知可能範囲Ｒ２の形状は、電波センサ１０１から送信される電波の指向性を示している。検知可能範囲Ｒ２には、対象車両１７１の検知が可能な強度の電波が照射される。
　図１９を参照して、検知可能範囲Ｒ２の軸線方向Ｊ１は、対象車両１７１の進行方向Ｊ２に対して水平方向に角度θをなす方向に延びている。
　図１９を参照して、電波センサ１０１は、検知可能範囲Ｒ１に検知エリアＡ１が収まるように設置される。
　図２０は、本開示の実施の形態に係る電波センサによる検知可能範囲の他の例を示す図である。
　図２０は、電波センサ１０１を、図１９に示す例とは反対側の路側に設置した場合を示している。図２０に示す例においても、電波センサ１０１は、柱型の支持部材５３に設置される。図２０は、電波センサ１０１の検知可能範囲Ｒ３を示している。検知可能範囲Ｒ３の形状は、電波センサ１０１から送信される電波の指向性を示している。検知可能範囲Ｒ３には、対象車両１７１の検知が可能な強度の電波が照射される。
　図２０を参照して、検知可能範囲Ｒ３の軸線方向Ｊ３は、対象車両１７１の進行方向Ｊ２に対して水平方向に、図１９の場合とは反対側へ角度θをなす方向に延びている。
　図２０を参照して、電波センサ１０１は、検知可能範囲Ｒ３に検知エリアＡ１が収まるように設置される。
　図２１は、本開示の実施の形態に係る電波センサの検知可能範囲の他の例を示す図である。
　図２１は、道路Ｒｄｍが左右方向に曲がっている場合において、電波センサ１０１を図１に示すようなアーチ型の支持部材５０に設置したときの、電波センサ１０１の検知可能範囲Ｒ４を示している。検知可能範囲Ｒ４の形状は、電波センサ１０１から送信される電波の指向性を示している。検知可能範囲Ｒ４には、対象車両１７１の検知が可能な強度の電波が照射される。
　図２１を参照して、電波センサ１０１は、検知エリアＡ１が検知可能範囲Ｒ４に収まるように設置される。
　図２２は、本開示の実施の形態に係る電波センサから見て先行する車両が後続する車両に隠れない状態の一例を示す図である。
　図２２を参照して、先行する車両１７１Ａおよび後続する車両１７１Ｂは、車長計測エリアＡ２に位置している。
　また、高さ７ｍの位置に配置された電波センサ１０１と、長さ１２ｍおよび高さ３ｍの後続する車両１７１Ｂの前部上端とを通る直線ＳＬ１上に、長さ３ｍおよび高さ１．２ｍの先行する車両１７１Ａの後部上端が位置している。また、先行する車両１７１Ａと後続する車両１７１Ｂとの車間距離は１０ｍである。また、電波センサ１０１と先行する車両１７１Ａの前部との距離は、３５．２ｍである。
　電波センサ１０１、後続する車両１７１Ｂおよび先行する車両１７１Ａがこのような位置関係にある場合、電波センサ１０１から送信された電波は、先行する車両１７１Ａの少なくとも上面において反射されるため、電波センサ１０１から見て、先行する車両１７１Ａが後続する車両１７１Ｂに隠れない状態にある。これにより、電波センサ１０１は、先行する車両１７１Ａから一定以上の強度の反射波を受信し、先行する車両１７１Ａを検知することができる。
　なお、先行する車両１７１Ａおよび後続する車両１７１Ｂが車長計測エリアＡ２に位置しているときに、電波センサ１０１と後続する車両１７１Ｂの前部上端とを通る直線ＳＬ１上に、先行する車両１７１Ａの後部下端が位置している状態が、より好ましい。
　この場合、電波センサ１０１から送信された電波は、先行する車両１７１Ａの上面に加えて、先行する車両１７１Ａの後部、具体的には背面で反射される。このため、電波センサ１０１は、先行する車両１７１Ａからより強度の大きい反射波を受信し、先行する車両１７１Ａをより確実に検知することができる。
　［処理の流れ］
　交通情報システム３０１および後述するセンサシステム３０２における各装置は、メモリを含むコンピュータを備え、当該コンピュータにおけるＣＰＵ等の演算処理部は、以下のシーケンス図またはフローチャートの各ステップの一部または全部を含むプログラムを当該メモリからそれぞれ読み出して実行する。これら複数の装置のプログラムは、それぞれ、外部からインストールすることができる。これら複数の装置のプログラムは、それぞれ、記録媒体に格納された状態で流通する。
　［車両の検知から交通流計測までの処理の流れ］
　図２３は、本開示の実施の形態に係る交通情報システムにおいて、電波センサを用いて対象車両を検知し、検知結果に基づいて車両の交通流計測を行うシーケンスの一例を示す図である。
　図２３を参照して、まず、電波センサ１０１は、検知エリアＡ１へ電波を送信し、検知エリアＡ１等からの電波を受信する。
　より詳細には、電波センサ１０１は、たとえば、道路Ｒｄｍの下流側へミリ波を送信する。
　詳細には、電波センサ１０１は、電波の照射方向が、道路Ｒｄｍにおける対象車両１７１の進行方向となるように、電波を送信する。電波センサ１０１から送信された電波は、対象車両１７１により反射される。
　電波センサ１０１からの電波の送信方向が、対象車両１７１の進行方向を向いているため、電波センサ１０１からの電波は、対象車両１７１の後部、具体的には対象車両１７１の背面等において反射される。電波センサ１０１は、対象車両１７１からの反射波を受信する（ステップＳ３５２）。
　次に、電波センサ１０１は、受信した電波に基づく受信信号に対して所定の信号処理を行う（ステップＳ３５４）。
　詳細には、電波センサ１０１は、たとえば、図３～図９を用いて説明したように、受信信号を処理し、車線１１Ｌおよび１１Ｒを走行する対象車両１７１を対象物として検知する。
　そして、電波センサ１０１は、受信信号に基づいて、検知した対象車両１７１の測定対象距離および測定対象速度を測定する（ステップＳ３５４）。
　なお、たとえば、非特許文献６に記載されているように、電波センサ１０１は、受信アンテナを複数本備え、各受信アンテナにおいて受信した反射波間の位相差を検出し、検出した位相差に基づいて、検知した対象車両１７１の方位角（以下、測定対象方位角とも称する）を測定する構成であってもよい。
　ここで、測定対象方位角は、上方から電波センサ１０１を平面視した場合における、センサ座標系における電波センサ１０１から対象車両１７１への方位を示す角度である。
　また、電波センサ１０１は、対象車両１７１が車長計測エリアＡ２に存在する場合、対象車両１７１の車長、ならびに先行する車両１７１Ａおよび後続する車両１７１Ｂ間の車間距離を計測してもよい（ステップＳ３５４）。
　ただし、電波センサ１０１は、非車長計測エリアＡ１０では、対象車両１７１の測定対象距離、測定対象速度、および測定対象方位角は測定するが、車長及び車間距離（車間データ）は計測しない。非車長計測エリアＡ１０における車長及び車間距離は、車長計測エリアＡ２における検知結果によって補完される。
　すなわち、実施形態の電波センサ１０１の検知処理部７は、車長計測エリアＡ２（第１位置）における対象車両１７１の第１検知結果を得た後、第１検知結果に含まれる車長又は車間距離を用いて、非車長計測エリアＡ１０（第２位置）における車長及び車間距離を生成する。すなわち、車長計測エリアＡ２（第１位置）における対象車両１７１の第１検知結果によって、非車長計測エリアＡ１０（第２位置）における対象車両１７１の第２検知結果が補完される。これにより、第２検知結果を補完した情報が生成される。第２検知結果の補完に用いられる第１検知結果は、車長及び車間データの少なくともいずれか一方を含むことができる。補完された第２検知結果を示す情報は、車長及び車間データの少なくともいずれか一方を含むことができる。
　非車長計測エリアＡ１０（第２位置）における車長又は車間距離を生成するため、電波センサ１０１は、車長計測エリアＡ２にて検知された対象車両１７１を、検知エリアＡ１内を走行している間、追跡する。
　対象車両１７１の追跡は、検知エリアＡ１内の複数の位置で検知された車両１７１を同一車両として判定することにより行われる。車両追跡においては、例えば、カルマンフィルタを用いて、第１測定時刻における対象車両１７１の位置および速度などの情報から、第２測定時刻における対象車両１７１の位置が推定される。推定された対象車両１７１の位置と実際に測定された車両の位置とが近い場合、測定された車両の位置は、第２測定時刻における対象車両１７１の位置であると判定される。
　また、先行する車両１７１Ａが、後続する車両１７１Ｂによって隠れており、電波センサ１０１では、後続する車両１７１Ｂしか検知できない場合（図１１参照）であっても、車長計測エリアＡ２にて検知された先行する車両１７１Ａの追跡処理によって、電波センサ１０１は、先行する車両１７１Ａの存在（位置）を検知し続ける。
　したがって、電波センサ１０１は、図１１に示すように、先行する車両１７１Ａ及び後続する車両１７１Ｂが、電波センサ１０１から比較的離れた位置に存在する場合であっても、両車両１７１Ａ，１７１Ｂそれぞれを分離して、両車両１７１Ａ，１７１Ｂそれぞれの位置、速度、方位角、車長を求めることができる。
　ここで、車両１７１Ａ，１７１Ｂの車間データ（車間距離）は、図１１に示すように、車両１７１Ａ，１７１Ｂそれぞれの位置（例えば、車両後端位置Ｐ１，Ｐ２）と、後続する車両１７１Ｂの車長と、に基づいて求めることができる。また、車間データとしての車間時間長は、車間距離及び後続する車両１７１Ｂの速度に基づいて求めることができる。
　しかし、図１１のように、車両１７１Ａ，１７１Ｂが電波センサ１０１の遠方に存在する場合、電波センサ１０１では、先行する車両１７１Ａの位置が検知できなかったり、後続する車両１７１Ｂの車長を精度良く求めることができないことがある。これに対して、本実施形態では、追跡処理により、電波センサ１０１遠方でも先行する車両１７１Ａの位置等を検知できる。また、後続する車両１７１Ｂの車長も、車長計測エリアＡ２にて検知された精度良い車長を利用できる。したがって、電波センサ１０１の遠方位置における車間データの精度を向上できる。
　車両１７１Ａ，１７１Ｂの車間データは、例えば、車線変更のため、車両１７１Ａ，１７１Ｂ間に進入しようとする車両１８１への運転支援情報として有用である。
　次に、電波センサ１０１は、以上の検知結果に基づいてセンサ情報を作成する（ステップＳ３５６）。
　より詳細には、電波センサ１０１は、たとえば、対象車両１７１を検知しなかった場合、ヌルを示すセンサ情報を作成する。
　また、電波センサ１０１は、たとえば、１または複数の対象車両１７１を検知した場合、検知した対象車両１７１ごとに、絶対座標によって表される対象車両１７１の位置、および対象車両１７１の速度を示すセンサ情報を作成する。
　より詳細には、電波センサ１０１は、測定対象距離および測定対象方位角に基づく対象車両１７１の位置を、たとえば、緯度および経度によって表される座標（以下、絶対座標とも称する。）に変換する。
　電波センサ１０１は、たとえば、測定対象速度を速度として示し、かつ絶対座標を示すセンサ情報を作成する。
　センサ情報は、対象車両１７１の車長及び車間データを含んでもよい。車長は、例えば、車種の判別に有用である。車種は、交通流を車種毎に計測する場合に有用である。車間データは、運転支援に有用である。車間データは、渋滞判定などの交通流計測にも有用である。
　なお、電波センサ１０１は、検知結果および推定結果に基づいてセンサ情報を作成してもよい（ステップＳ３５６）。
　次に、電波センサ１０１は、作成したセンサ情報を、図示しない信号線経由で中央システム２５０へ送信する（ステップＳ３５８）。電波センサ１０１は、車長及び車間距離等を含むセンサ情報を、運転支援情報として、情報送信装置（路側機）１５１へ送信してもよい（ステップＳ３６２）。
　交通流計測装置２５１は、センサ情報に基づき、一定時間内に、検知エリアＡ１を通過した車両１７１の台数を交通流として計測する（ステップＳ３６０）。台数は、車種ごとに計測されてもよい。車種は、車長に応じて判定される。車種の区別は、例えば、大型車及び小型車のようにシンプルな区別でもよいし、さらに細分化された区別であってもよい。
　情報送信装置１５１は、電波センサ１０１から運転支援情報を受信すると、受信した運転支援情報を、車線変更などを支援のため、車両１８１へ送信する運転支援処理を実行する（ステップＳ３６４）。
　情報送信装置１５１から車両１８１への運転支援情報の送信は、例えば、ブロードキャストにより行われる。
　そして、無線端末装置１１１は、運転支援情報を情報送信装置１５１から受信する。より詳細には、無線端末装置１１１は、たとえば、無線端末装置１１１を搭載する支援対象車両１８１が、情報送信装置１５１による電波の照射範囲に進入すると、運転支援情報を情報送信装置１５１から受信する（ステップＳ３６２）。
　次に、無線端末装置１１１は、情報送信装置１５１から受信した運転支援情報に基づいて、支援対象車両１８１の運転支援を行う。支援対象車両１８１は、自動運転されていてもよいし、人手により運転されていてもよい。
　より詳細には、無線端末装置１１１は、たとえば、運転支援情報の内容を、音声として出力したり、ディスプレイに表示したりすることによってドライバへ通知する。
　また、支援対象車両１８１が自動運転車両である場合、支援対象車両１８１は、無線端末装置１１１によって受信された運転支援情報を用いて、車両１８１の運転を制御する（ステップＳ３６４）。
　上記ステップＳ３５２～Ｓ３６４の動作は、たとえば、所定の周期、具体的には数百ミリ秒周期ごとに繰り返される。
　なお、電波センサ１０１は、センサ情報（運転支援情報）を外部装置（中央システム２５０又は情報送信装置１５１等）へ送信する場合、電波センサ１０１の種別を示すデータをあわせて送信することができる。電波センサ１０１の種別を示すデータは、電波センサ１０１の設置形態を区別するデータを含むことができる。設置形態は、例えば、電波の照射方向が車両の進行方向となる第１設置形態と、電波の照射方向が車両の進行方向とは反対側を向く第２設置形態と、を含むことができる。
　電波センサ１０１は、第１設置形態に従って設置される場合と、第２設置形態に従って設置される場合とがある。そして、第１設置形態と第２設置形態とでは、車両の測定精度等が異なる。外部装置（中央システム２５０又は情報送信装置１５１等）は、センサ情報とともに設置形態を区別するデータを受信することで、測定精度に応じた処理が可能となる。
　［電波センサの設置方法］
　図２４は、本開示の実施の形態に係る電波センサの設置方法の一例を示すフローチャートである。
　この例では、電波センサ１０１を、図１に示す支持部材５０に設置する場合について説明する。
　また、この例では、ユーザが、電波センサ１０１の設置角度を調整するものとする。そして、電波センサ１０１の設置角度を調整する際に、ユーザが、設置角度調整用のソフトウェアがインストールされた情報処理装置１０２（後述）を使用するものとする。
　角度調整用ソフトウェアには、電波センサ１０１の正面方向Ｓｍが、道路Ｒｄｍに沿った方向に設定されているものとする。
　また、この例では、電波センサ１０１は、電波センサ１０１を支持部材５０に取り付けるための図示しない取付用治具と、支持部材５０への設置角度を調整するための図示しない角度調整機構とを備えているものとする。
　角度調整機構は、電波センサ１０１が取付用治具により支持部材５０に固定された状態で、電波センサ１０１の回転角度を調整するものである。
　図２５は、本開示の実施の形態に係るセンサシステムの構成を示す図である。
　図２５を参照して、センサシステム３０２は、電波センサ１０１と、情報処理装置１０２とを備える。
　情報処理装置１０２は、例えばパーソナルコンピュータである。電波センサ１０１および情報処理装置１０２は、互いに各種情報を送受信可能である。
　図２５を参照して、情報処理装置１０２は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）２００と、メモリ２０１と、操作入力部２０２と、表示部２０３と、送受信部２０４とを備える。
　メモリ２０１は、電波センサ１０１の設置角度調整用のプログラムおよびデータを記憶している。
　ＣＰＵ２００は、プログラムおよびデータをメモリ２０１から読み出して、設置角度調整のための処理を実行する。
　操作入力部２０２は、ユーザからの操作を受け付ける。そして、操作入力部２０２は、ユーザからの操作を受けて、当該操作内容を示す操作情報をＣＰＵ２００へ出力する。
　表示部２０３は、ＣＰＵ２００からの指示に応じて、ユーザが電波センサ１０１の設置角度を調整するための画像を表示する。
　送受信部２０４は、電波センサ１０１とデータの送受信を行う。また、送受信部２０４は、インターネット等を介して、地図データサーバ等とデータの送受信を行う。送受信部２０４は、受信した情報をＣＰＵ２００へ出力する。
　再び図２４を参照して、まず、ユーザが、電波センサ１０１を準備する。そして、ユーザが、取付用治具により、電波センサ１０１を支持部材５０に取り付ける（ステップＳ４００）。
　次に、ユーザは、電波センサ１０１による電波の照射方向が、道路Ｒｄｍにおける対象車両１７１の進行方向となるように、電波センサ１０１を道路Ｒｄｍ周辺の位置に設置する作業を行う（ステップＳ４０２～Ｓ４１６）。
　詳細には、情報処理装置１０２は、インターネット等を介して、たとえば、地図情報サーバから道路形状情報を取得する。
　図２６は、本開示の実施の形態に係る電波センサの設置角度の調整に用いられる道路地図情報が表示部に表示されている状態を示す図である。
　そして、情報処理装置１０２は、図２６に示されるように、取得した道路形状情報を表示部２０３に表示する（ステップＳ４０２）。
　次に、情報処理装置１０２は、ユーザの操作に従い、道路Ｒｄｍにおける所定の領域に検知エリアＡ１を設定する。詳細には、ユーザが、情報処理装置１０２の操作入力部２０２に対して検知エリアＡ１を指定する操作を行うことにより、情報処理装置１０２は、道路Ｒｄｍにおける、電波センサ１０１の検知可能範囲Ｒ１において検知エリアＡ１を設定する。
　図２７は、本開示の実施の形態に係る電波センサの設置角度の調整に用いられる道路地図情報および電波センサの検知可能範囲が表示部に表示されている状態を示す図である。
　そして、情報処理装置１０２は、図２７に示されるように、道路Ｒｄｍ、設定された検知エリアＡ１、および電波センサ１０１の検知可能範囲Ｒ１を表示部２０３に表示する（ステップＳ４０４）。
　次に、ユーザは、電波センサ１０１の正面方向Ｓｍを示す正面方向情報を、操作入力部２０２を介して情報処理装置１０２に与える。ここで、正面方向情報は、ユーザが判断した、道路Ｒｄｍにおける対象車両１７１の進行方向に対して電波センサ１０１の正面方向Ｓｍがなす角度である（ステップＳ４０５）。
　次に、情報処理装置１０２は、ユーザにより入力された正面方向情報に基づいて、表示部２０３に検知可能範囲Ｒ１を表示する。詳細には、情報処理装置１０２は、検知エリアＡ１および検知可能範囲Ｒ１を表示部２０３に表示する。これにより、ユーザは、検知エリアＡ１と検知可能範囲Ｒ１との位置関係を認識することができる（ステップＳ４０６）。
　次に、ユーザは、表示部２０３を見ながら、検知エリアＡ１が検知可能範囲Ｒ１に収まるように、電波センサ１０１の向きを角度調整機構により調整する。これにより、ユーザは、電波センサ１０１の設置角度を仮固定する（ステップＳ４０８）。
　次に、電波センサ１０１は、電波を送信して対象車両１７１を検知する。情報処理装置１０２は、電波センサ１０１から検知結果を受信し、受信した検知結果を表示部２０３に表示する。
　図２８は、本開示の実施の形態における、道路、対象エリアおよび対象車両の実際の位置関係を示す図である。図２９は、電波センサの正面方向を補正する前の、対象車両と道路との位置関係を示す図である。
　図２８に示されるように、電波センサ１０１の正面方向Ｓｍが実際には道路Ｒｄｍに沿っていない場合、図２９に示されるように、検知された対象車両１７１が、道路Ｒｄｍからずれた位置に表示される。
　そこで、電波センサ１０１は、検知された対象車両１７１が道路Ｒｄｍ上に位置するように、角度調整用ソフトウェアにおいて予め設定されている電波センサ１０１の正面方向Ｓｍを変更する補正を行う。
　図３０は、本開示の実施の形態に係る電波センサの正面方向を補正した後の、対象車両と道路との位置関係を示す図である。
　角度調整用ソフトウェアにおける電波センサ１０１の正面方向Ｓｍが補正されることにより、図３０に示されるように、検知された対象車両１７１が道路Ｒｄｍ上に位置する状態で表示部２０３に表示される（ステップＳ４１０）。
　次に、ユーザは、検知エリアＡ１に電波センサ１０１の検知対象物が存在する場合、電波センサ１０１が当該検知対象物を検知できるか否かを判断する。
　詳細には、たとえば、ユーザは、検知エリアＡ１に、電波の反射面積が大きい図示しない反射体を設置する。ユーザは、たとえば支柱を用いて反射体を検知エリアＡ１に設置する。なお、支柱を用いて反射体を設置することが困難である場合、検知エリアＡ１において人間が反射体を保持してもよい。
　そして、ユーザは、電波センサ１０１による反射体の検知結果に基づき、電波センサ１０１が当該反射体を検知したか否かを判断する。
　より詳細には、たとえば、ユーザは、検知エリアＡ１の複数個所において、電波センサ１０１が反射体を検知したか否かを判断する。この場合、ユーザは、１つの反射体を用いてもよいし、あるいは複数の反射体を用いてもよい。
　ユーザは、１つの反射体を用いる場合、反射体の設置対象である複数の位置の間で反射体を順次移動させればよい。また、ユーザは、複数の反射体を用いる場合、反射体の設置対象である複数の位置に各反射体を設置すればよい（ステップＳ４１２）。
　ユーザは、反射体の設置対象であるすべての位置、たとえばｎ（ｎは２以上の整数）個の位置で反射体が検知された場合（ステップＳ４１２でＹＥＳ）、電波センサ１０１の設置角度を固定し、電波センサ１０１の設置作業を終了する（ステップＳ４１４）。
　一方、ユーザは、たとえば、（ｎ－１）個以下の位置で反射体が検知された場合（ステップＳ４１２でＮＯ）、電波センサ１０１の設置角度を角度調整機構により再度調整する（ステップＳ４１６）。
　そして、情報処理装置１０２は、ユーザが電波センサ１０１の設置角度を再度調整した後、ユーザによる情報処理装置１０２の操作入力部２０２に対する所定の操作をトリガとして、対象車両１７１の検知、および、電波センサ１０１の正面方向Ｓｍの補正等を再度行う（ステップＳ４１０）。
　なお、本開示の実施の形態に係るセンサシステム３０２では、情報処理装置１０２は、検知エリアＡ１において車長計測エリアＡ２を設定する構成であるとしたが、これに限定するものではない。
　たとえば、情報処理装置１０２は、車長計測エリアＡ２の一部が検知エリアＡ１からはみ出すように、すなわち、車長計測エリアＡ２の一部が検知エリアＡ１の外側に位置するように、車長計測エリアＡ２を設定する構成であってもよい。
　このような設定を行う場合、情報処理装置１０２は、たとえば、車長計測エリアＡ２の上記一部が検知エリアＡ１よりも電波センサ１０１側に位置するように、車長計測エリアＡ２の位置を設定する。
　また、本開示の実施の形態に係る交通情報システムでは、電波センサ１０１は、ＦＭ－ＣＷ方式に従い動作する構成としたが、これに限定されるものではない。電波センサ１０１は、たとえば、２Ｄ　Ｒａｎｇｅ－Ｄｏｐｐｌｅｒ　ＦＭ－ＣＷ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ－Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　Ｗａｖｅ）方式、２周波ＣＷ方式またはパルス圧縮方式に従い動作するものであってもよい。
　ところで、電波の伝播環境等によってレーダ装置が車両を正確に検知できない場合、たとえば、車両計測の失敗又は車両の運転支援において支障をきたす可能性がある。このため、道路を走行する車両をより正確に検知可能な状態にレーダ装置を設置するための技術が求められる。
　これに対して、本開示の実施の形態に係る電波センサの設置方法では、まず、電波センサ１０１を準備する。次に、電波センサ１０１による電波の照射方向が、道路Ｒｄｍにおける対象車両１７１の進行方向となるように、電波センサ１０１を道路Ｒｄｍ周辺の位置に設置する。
　このように、電波の照射方向が道路Ｒｄｍにおける対象車両１７１の進行方向をとなるように、電波センサ１０１を道路Ｒｄｍ周辺の位置に設置する構成により、電波センサ１０１から照射された電波は、対象車両１７１の後部で反射される。対象車両１７１の後部は、対象車両１７１の前部と比べて、電波を強く反射する形状となっている場合が多いため、電波センサ１０１は、強度の大きい反射波を受信して、対象車両１７１をより正確に検知することができる。したがって、道路Ｒｄｍを走行する対象車両１７１をより正確に検知可能な状態に電波センサ１０１を設置することができる。
　また、本開示の実施の形態に係る電波センサの設置方法では、電波センサ１０１を設置する際に、まず、電波センサ１０１の道路Ｒｄｍにおける検知エリアＡ１を設定する。次に、検知エリアＡ１のうちの電波センサ１０１側の部分に、対象車両１７１の長さを計測するための車長計測エリアＡ２を設定する。
　このように、検知エリアＡ１のうちの電波センサ１０１側の部分に、対象車両１７１の長さを計測するための車長計測エリアＡ２を設定する構成により、たとえば、電波センサ１０１による対象車両１７１の位置の計測結果および計測した車長を用いて、対象車両１７１の位置の補正等を行うことができる。これにより、対象車両１７１の位置をより正確に検知可能な状態とすることができる。
　上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
　以上の説明は、以下に付記する特徴を含む。
　［付記１］
　電波センサを準備し、
　前記電波センサによる電波の照射方向が、道路における車両の進行方向を向くように、前記電波センサを前記道路周辺の位置に設置することを含み、
　前記電波センサを設置することは、
　前記車両の検知対象エリアに検知対象物が存在する場合、前記電波センサが前記検知対象物を検知できるか否かを判断し、
　判断結果に応じて、前記電波センサの設置角度を調整することを含む、電波センサの設置方法。
１　　　　　：送信部
２　　　　　：受信部
３　　　　　：差分信号生成部
４　　　　　：制御部
５　　　　　：信号処理部
６　　　　　：クロック生成回路
７　　　　　：検知処理部
１１Ｌ　　　：第１車線
１１Ｒ　　　：第２車線
２１　　　　：送信アンテナ
２２　　　　：パワーアンプ
２３　　　　：方向性結合器
２４　　　　：ＶＣＯ
２５　　　　：電圧発生部
２６　　　　：スイッチ
３１　　　　：受信アンテナ
３２　　　　：ローノイズアンプ
３３　　　　：ミキサ
３４　　　　：ＩＦアンプ
３５　　　　：ローパスフィルタ
３６　　　　：Ａ／Ｄコンバータ
４１　　　　：メモリ
４２　　　　：ＦＦＴ処理部
４３　　　　：ＦＭＣＷ処理部
４４　　　　：パターン信号取得部
４５　　　　：加算部
５０　　　　：支持部材
５１　　　　：柱部
５２　　　　：梁部
５３　　　　：支持部材
１０１　　　：電波センサ
１０２　　　：情報処理装置
１１１　　　：無線端末装置
１５１　　　：情報送信装置
１７１　　　：対象車両
１７１Ａ　　：車両
１７１Ｂ　　：車両
１８１　　　：支援対象車両
２００　　　：ＣＰＵ
２０１　　　：メモリ
２０２　　　：操作入力部
２０３　　　：表示部
２０４　　　：送受信部
２５０　　　：中央システム
２５１　　　：交通流計測装置
３０１　　　：交通情報システム
３０２　　　：センサシステム
Ａ１　　　　：検知エリア
Ａ２　　　　：車長計測エリア（第１部分エリア）
Ａ４　　　　：領域
Ａ１０　　　：非車長計測エリア
Ｌ１　　　　：検知ライン
Ｐ１　　　　：車両後端位置
Ｐ２　　　　：車両後端位置
Ｒ１　　　　：検知可能範囲
Ｒ２　　　　：検知可能範囲
Ｒ３　　　　：検知可能範囲
Ｒ４　　　　：検知可能範囲
Ｒｄｍ　　　：道路
 

Claims (13)

  1. 　道路を走行する車両を検知する電波センサを準備し、
    　前記電波センサから前記道路における前記車両に向けて照射される電波の照射方向が、前記道路における前記車両の進行方向を向く場所に、前記電波センサを設置する、
    　ことを含む電波センサの設置方法。
  2. 　前記電波センサを設置することは、
    　　前記電波センサによって車両が検知される検知エリアを、前記道路上に設定し、
    　　前記検知エリアの一部に、車両の長さを計測するための第１部分エリアを設定する
    　ことを含む請求項１に記載の電波センサの設置方法。
  3. 　前記検知エリアは、車両の長さが計測されない第２部分エリアを有し、
    　前記第１部分エリアは、前記検知エリア内において前記第２部分エリアよりも前記電波センサ側にある
    　請求項２に記載の電波センサの設置方法。
  4. 　前記場所は、前記道路の上方である
    　請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電波センサの設置方法。
  5. 　前記場所は、前記道路の側方である
    　請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電波センサの設置方法。
  6. 　道路を走行する車両を検知する電波センサであって、
    　第１位置における車両の第１検知結果を用いて、第２位置における前記車両の検知結果を補完した情報を生成するよう構成された処理部を備え、
    　前記第１位置は、前記電波センサによって車両が検知される検知エリア内の位置であり、
    　前記第２位置は、前記検知エリア内であって、前記第１位置よりも前記車両の進行方向における下流の位置であり、
    　前記電波センサによる電波の照射方向が、前記道路における前記車両の進行方向を向くように設置される電波センサ。
  7. 　前記第１位置は、前記検知エリア内に設定された第１部分エリア内の位置であり、
    　前記第２位置は、前記検知エリア内であって、前記第１部分エリアよりも前記車両の進行方向における下流の位置である
    　請求項６に記載の電波センサ。
  8. 　前記検知エリアは、車両の長さが計測されない第２部分エリアを有し、
    　前記第１部分エリアは、前記検知エリア内において前記第２部分エリアよりも前記電波センサ側に設定されている
    　請求項７に記載の電波センサ。
  9. 　前記第１検知結果は、前記車両の長さを含む
    　請求項６から請求項８のいずれか１項に記載の電波センサ。
  10. 　前記第１検知結果は、前記第１位置における車間データを含む
    　請求項６から請求項９のいずれか１項に記載の電波センサ。
  11. 　前記情報は、前記第１検知結果を用いて補完された、前記第２位置における前記車両の長さを含む
    　請求項６から請求項１０のいずれか１項に記載の電波センサ。
  12. 　前記情報は、前記第１検知結果を用いて補完された、前記第２位置における車間データを含む
    　請求項６から請求項１１のいずれか１項に記載の電波センサ。
  13. 　電波センサを用いた車両検知方法であって、
    　前記電波センサは、前記電波センサから道路における車両に向けて照射される電波の照射方向が、前記道路における前記車両の進行方向を向くように設置されており、
    　前記方法は、
    　　前記電波センサによって車両が検知される検知エリア内の第１位置における前記車両の第１検知結果を得ること、
    　　前記第１検知結果を用いて、前記検知エリア内の第２位置における前記車両の第２検知結果を補完した情報を生成すること、
    　を含み、
    　前記第２位置は、前記第１位置よりも前記車両の進行方向における下流の位置である、
    　電波センサを用いた車両検知方法。

     
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