(57)【要約】【課題】ＰＤＩ方式やシフトＰＤＩ方式では目標を検出できないほど目標の速度の変化が大きい場合でも、目標を検出できるようにする。【解決手段】加速度仮定部（初期仮説生成部２２、仮説再生成部２８）は、目標の加速度を複数仮定する。加速度仮定部が仮定した加速度それぞれについて、補償量算出部（信号補償量計算部２３）が、信号補償量１０４を算出し、補償部（信号補償部２４）が、反射波の位相を信号補償量１０４で補償し、フーリエ変換部（信号積分部２５）が、補償部が位相を補償した反射波の信号強度をフーリエ変換する。加速度推定部（信号検出部２７）は、フーリエ変換部がフーリエ変換した信号強度に基づいて、加速度仮定部が仮定した加速度から、目標の加速度を推定する。検出部（信号検出部２７）は、加速度推定部が推定した加速度について、フーリエ変換部がフーリエ変換した信号強度に基づいて、上記目標を検出する。【選択図】図３
2014074602.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射した電磁波が目標に当たって反射した反射波を受信した信号強度に基づいて、上記目標を検出する検出装置において、
加速度仮定部と、補償量算出部と、補償部と、フーリエ変換部と、加速度推定部と、検出部とを有し、
上記加速度仮定部は、上記目標の加速度を複数仮定し、
上記補償量算出部は、上記加速度仮定部が仮定した加速度それぞれについて、上記反射波の位相を補償するための信号補償量を算出し、
上記補償部は、上記加速度仮定部が仮定した加速度それぞれについて、上記反射波の位相を上記信号補償量で補償し、
上記フーリエ変換部は、上記加速度仮定部が仮定した加速度それぞれについて、上記補償部が位相を補償した反射波の信号強度をフーリエ変換し、
上記加速度推定部は、上記フーリエ変換部がフーリエ変換した信号強度に基づいて、上記加速度仮定部が仮定した加速度から、上記目標の加速度を推定し、
上記検出部は、上記加速度推定部が推定した加速度について、上記フーリエ変換部がフーリエ変換した信号強度に基づいて、上記目標を検出する
ことを特徴とする検出装置。
【請求項２】
更に、尤度算出部を有し、
上記尤度算出部は、上記加速度仮定部が仮定した加速度それぞれについて、上記フーリエ変換部がフーリエ変換した信号強度に基づいて、上記目標の加速度が、仮定した加速度である尤度を算出し、
上記加速度仮定部は、上記尤度算出部が算出した尤度に基づいて、仮定する加速度の選択確率を算出し、算出した選択確率に基づいて、目標の加速度を新たにランダムに複数仮定する
ことを特徴とする請求項１に記載の検出装置。
【請求項３】
上記加速度仮定部は、仮定した加速度のなかから、上記尤度算出部が算出した尤度が大きい順に所定の数の加速度を抽出し、抽出した加速度それぞれについて、上記加速度を中心とする選択範囲を設定し、設定した選択範囲それぞれについて、上記加速度について上記尤度算出部が算出した尤度に比例する選択確率を設定する
ことを特徴とする請求項２に記載の検出装置。
【請求項４】
上記尤度算出部は、上記信号強度が最大となる周波数における信号強度を、上記信号強度が最大となる周波数以外の周波数における信号強度の平均値で割った信号雑音比に基づいて、上記尤度を算出する
ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の検出装置。
【請求項５】
上記加速度推定部は、上記加速度仮定部が仮定した加速度について、上記信号強度が最大となる周波数における信号強度を、上記信号強度が最大となる周波数以外の周波数における信号強度の平均値で割った信号雑音比が、所定の閾値以上である場合に、上記加速度を、推定した上記目標の加速度とする
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の検出装置。
【請求項６】
コンピュータが実行することにより上記コンピュータを、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の検出装置として機能させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項７】
電磁波を放射し、
上記電磁波が目標に当たって反射した反射波を受信し、
上記目標の加速度を複数仮定し、
仮定した加速度それぞれについて、上記反射波の位相を補償するための信号補償量を算出し、
仮定した加速度それぞれについて、上記反射波の位相を上記信号補償量で補償し、
仮定した加速度それぞれについて、位相を補償した反射波の信号強度をフーリエ変換し、
フーリエ変換した信号強度に基づいて、仮定した加速度から、上記目標の加速度を推定し、
推定した加速度について、フーリエ変換した信号強度に基づいて、上記目標を検出する
ことを特徴とする検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、目標を検出する検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電磁波を放射し、放射した電磁波が目標に当たって反射した反射波を受信することにより目標を検出する装置がある。
反射波（目標信号）が微弱でノイズに埋もれている場合でも目標を検出するため、所定の期間（信号処理周期、ＳＰＩ）で受信した信号を高速フーリエ変換などでコヒーレント積分して信号を積み上げる方式がある。
しかし、目標の速度が変化している場合、ドップラー効果により反射波の周波数が変化する。
そこで、ＳＰＩを目標の速度がほぼ一定であるとみなせる短い期間（コヒーレント処理周期、ＣＰＩ）に分割し、それぞれのＣＰＩで受信した信号をコヒーレント積分し、コヒーレント積分した信号をインコヒーレント積分する検出後積分（ＰＤＩ）方式がある。
また、コヒーレント積分した信号の周波数をシフトしてインコヒーレント積分するシフトＰＤＩ方式がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２７５３３９号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】福島冬樹、岡本  和久、辻道信吾、藤坂貴彦、小菅義夫，「ＰＤＩ方式を用いたドップラーレーダの加速度目標検出性能の改善」，電子情報通信学会論文誌Ｂ，Ｖｏｌ．Ｊ８２−Ｂ，Ｎｏ．１１，２１６１〜２１６９ページ，１９９９年１１月。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＰＤＩ方式は、ＣＰＩ間の反射波の位相のずれを無視して積分するので、目標の速度の変化が小さい場合に有効である。しかし、目標の速度の変化が大きい場合、ＣＰＩ間で信号を積分することができず、目標を検出できない。
シフトＰＤＩ方式は、コヒーレント積分した信号の周波数をＣＰＩ間でシフトして積分するので、ＰＤＩ方式よりも、目標の速度の変化が大きい場合でも、ＣＰＩ間で信号を積分することができる。しかし、ＣＰＩ内における目標の速度の変化が無視できないほど大きい場合、コヒーレント積分で信号雑音比を改善できない。ＣＰＩ内における目標の速度の変化を無視できるほどＣＰＩを短くすると、コヒーレント積分する反射波が少なくなり、信号雑音比を改善できない。このため、コヒーレント積分した信号の周波数をシフトしてインコヒーレント積分しても、目標を検出できない。
【０００６】
この発明は、例えば、ＰＤＩ方式やシフトＰＤＩ方式では目標を検出できないほど目標の速度の変化が大きい場合でも、目標を検出することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明にかかる検出装置は、
放射した電磁波が目標に当たって反射した反射波を受信した信号強度に基づいて、上記目標を検出する検出装置において、
加速度仮定部と、補償量算出部と、補償部と、フーリエ変換部と、加速度推定部と、検出部とを有し、
上記加速度仮定部は、上記目標の加速度を複数仮定し、
上記補償量算出部は、上記加速度仮定部が仮定した加速度それぞれについて、上記反射波の位相を補償するための信号補償量を算出し、
上記補償部は、上記加速度仮定部が仮定した加速度それぞれについて、上記反射波の位相を上記信号補償量で補償し、
上記フーリエ変換部は、上記加速度仮定部が仮定した加速度それぞれについて、上記補償部が位相を補償した反射波の信号強度をフーリエ変換し、
上記加速度推定部は、上記フーリエ変換部がフーリエ変換した信号強度に基づいて、上記加速度仮定部が仮定した加速度から、上記目標の加速度を推定し、
上記検出部は、上記加速度推定部が推定した加速度について、上記フーリエ変換部がフーリエ変換した信号強度に基づいて、上記目標を検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明にかかる検出装置によれば、ＰＤＩ方式やシフトＰＤＩ方式では目標を検出できないほど目標の速度の変化が大きい場合でも、目標を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１におけるセンサ信号検出システム１０の全体構成の一例を示す図。
【図２】実施の形態１におけるセンサ信号検出装置１２のハードウェア資源の一例を示す図。
【図３】実施の形態１におけるセンサ信号検出装置１２の機能ブロック構成の一例を示す図。
【図４】実施の形態１におけるセンサ１１が放射した電磁波と、目標９９に当たって反射した反射波との関係の一例を示す図。
【図５】実施の形態１におけるセンサ１１が放射した電磁波と、目標９９に当たって反射した反射波との関係の一例を示す図。
【図６】実施の形態１におけるセンサ１１が受信した信号強度の一例を周波数領域で示す図。
【図７】実施の形態１における信号補償部２４が生成した補償済観測信号列１０６の一例を示す図。
【図８】実施の形態１における信号補償部２４が生成した補償済観測信号列１０６が表わす信号強度の一例を周波数領域で示す図。
【図９】実施の形態１における信号積分部２５が生成した積分済観測信号列１０７が表わす信号強度の一例を示す図。
【図１０】実施の形態１における積分済観測信号列１０７の信号雑音比１９０の一例を示す図。
【図１１】実施の形態１における信号検出処理１２０の流れの一例を示す図。
【図１２】実施の形態１における信号検出処理１２０の具体例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
実施の形態１について、図１〜図１２を用いて説明する。
【００１１】
図１は、この実施の形態におけるセンサ信号検出システム１０の全体構成の一例を示す図である。
【００１２】
センサ信号検出システム１０（速度測定システム）は、センサ１１と、センサ信号検出装置１２とを有する。
センサ１１は、目標を観測し、観測信号１０１を出力する。センサ１１は、例えば、高パルス繰り返し周波数（ＨＰＲＦ）ドップラーレーダやその他のレーダである。
センサ信号検出装置１２（速度測定装置）は、観測信号１０１を解析して目標を検出し、信号検出情報１０２を出力する。
【００１３】
センサ１１（放射部・受信部）は、例えば、所定のパルス繰り返し周期（ＰＲＩ）Δｔでパルス状の電磁波を放射し、放射した電磁波が目標に当たって反射した反射波を受信する。センサ１１が出力する観測信号１０１は、受信した反射波の信号強度を表わす。
【００１４】
図２は、この実施の形態におけるセンサ信号検出装置１２のハードウェア資源の一例を示す図である。
【００１５】
センサ信号検出装置１２は、例えば、コンピュータである。センサ信号検出装置１２は、制御装置９１と、入力装置９２と、出力装置９３と、記憶装置９４と、演算装置９５とを有する。
制御装置９１は、記憶装置９４が記憶したコンピュータプログラムを実行することにより、コンピュータ全体を制御する。
演算装置９５は、算術演算や論理演算の演算をする。演算装置９５は、記憶装置９４が記憶したデータなどを使って演算をし、演算結果を表わすデータを生成する。演算装置９５が生成したデータは、例えば、記憶装置９４が記憶する。
記憶装置９４は、制御装置９１が実行するコンピュータプログラムや、演算装置９５が演算に用いるデータなどを記憶する。記憶装置９４は、例えば、揮発性メモリや不揮発性メモリなどの内部記憶装置、磁気ディスク装置や光学ディスク装置などの外部記憶装置などである。
入力装置９２は、コンピュータの外部から情報を入力し、データに変換する。入力装置９２が変換したデータは、例えば、記憶装置９４が記憶し、あるいは、演算装置９５が演算に用いる。入力装置９２は、例えば、マウスやキーボードなどの操作入力装置、カメラやスキャナなどの画像入力装置、マイクなどの音声入力装置、温度センサや圧力センサなどの物理量測定装置、他の装置が送信した信号を受信する受信装置などである。
出力装置９３は、記憶装置９４が記憶したデータや演算装置９５が生成したデータを変換してコンピュータの外部へ出力する。出力装置９３は、例えば、文字や画像を表示する表示装置、スピーカなどの音声出力装置、文字や画像を印刷する印刷装置、他の装置に対して信号を送信する送信装置などである。
【００１６】
以下に説明するセンサ信号検出装置１２の機能ブロックは、例えば、記憶装置９４が記憶したコンピュータプログラムを制御装置９１が実行し、入力装置９２や出力装置９３や記憶装置９４や演算装置９５を制御することにより実現される。しかし、これらの機能ブロックは、他の電気的構成や機械的構成など他の構成によって実現されるものであってもよい。
【００１７】
図３は、この実施の形態におけるセンサ信号検出装置１２の機能ブロック構成の一例を示す図である。
【００１８】
センサ信号検出装置１２は、例えば、観測信号記憶部２１と、初期仮説生成部２２と、信号補償量計算部２３と、信号補償部２４と、信号積分部２５と、尤度計算部２６と、信号検出部２７と、仮説再生成部２８とを有する。
【００１９】
観測信号記憶部２１は、センサ１１が出力した観測信号１０１をパルスＫ個分蓄積する。Ｋは、２以上の整数であり、パルスヒット数（サンプリング数）を表わす。ＰＲＩ（サンプリング周期）をΔｔとすると、観測時間は、Ｋ×Δｔである。
【００２０】
初期仮説生成部２２（加速度仮定部）は、仮説群１０３を生成する。仮説群１０３は、例えばＮ個の仮説からなる。Ｎは、２以上の整数である。仮説は、目標の運動モデルを仮定したものである。例えば、目標が等加速度運動をしていることを前提とし、あらかじめ定めた目標の加速度が取り得る範囲の最小値ａｍｉｎ及び最大値ａｍａｘに基づいて、初期仮説生成部２２は、最小値ａｍｉｎ以上最大値ａｍａｘ以下の実数のなかから、Ｎ個の加速度ａｎ（ｎは、１以上Ｎ以下の整数。）を選択する。初期仮説生成部２２は、例えば、一様ランダムに、Ｎ個の加速度ａｎを選択する。あるいは、初期仮説生成部２２は、等間隔に、Ｎ個の加速度ａｎを選択する構成であってもよい。
【００２１】
信号補償量計算部２３（補償量算出部）は、初期仮説生成部２２が生成した仮説群１０３（あるいは、後述する仮説再生成部２８が生成した仮説群１０９）に基づいて、信号補償量１０４を計算する。信号補償量１０４は、観測時間Ｋ×Δｔの間に目標が運動することによる観測信号１０１の周波数や位相のずれを補償するものである。信号補償量１０４は、目標の運動モデルによって変化する。このため、信号補償量計算部２３は、仮説群１０３（あるいは仮説群１０９）に含まれるＮ個の仮説それぞれについて、信号補償量１０４を算出する。信号補償量計算部２３は、Ｎ個の信号補償量１０４を算出する。
【００２２】
信号補償部２４（補償部）は、観測信号記憶部２１が記憶した観測信号列１０５（パルスＫ個分の観測信号１０１）を、信号補償量計算部２３が算出した信号補償量１０４で補償して、補償済観測信号列１０６を生成する。信号補償部２４は、仮説群１０３（あるいは仮説群１０９）に含まれるＮ個の仮説それぞれについて、信号補償量計算部２３が算出した信号補償量１０４を用いて、補償済観測信号列１０６を生成する。信号補償部２４は、Ｎ個の補償済観測信号列１０６を生成する。
【００２３】
信号積分部２５（フーリエ変換部）は、信号補償部２４が生成した補償済観測信号列１０６を積分して、積分済観測信号列１０７を生成する。信号積分部２５は、例えば、補償済観測信号列１０６を高速フーリエ変換（ＦＦＴ）によりコヒーレント積分する。信号積分部２５は、仮説群１０３（あるいは仮説群１０９）に含まれるＮ個の仮説それぞれについて、信号補償部２４が生成した補償済観測信号列１０６を用いて、積分済観測信号列１０７を生成する。信号積分部２５は、Ｎ個の積分済観測信号列１０７を生成する。
実際の目標の運動に仮説が合致していれば、目標の運動による観測信号１０１のずれが消えるので、積分済観測信号列１０７の信号雑音比（ＳＮＲ）が高くなる。
【００２４】
尤度計算部２６（尤度算出部）は、信号積分部２５が生成した積分済観測信号列１０７の信号雑音比ＳＮＲ（積分ＳＮ比）を算出する。尤度計算部２６は、例えば、積分済観測信号列１０７の振幅最大値Ｓｎと、振幅最大値Ｓｎ以外の信号の振幅平均値Ｎｎとを算出する。尤度計算部２６は、振幅最大値Ｓｎを振幅平均値Ｎｎで割った商を算出して、信号雑音比ＳＮＲとする。尤度計算部２６は、仮説群１０３（あるいは仮説群１０９）に含まれるＮ個の仮説それぞれについて、信号積分部２５が生成した積分済観測信号列１０７を用いて、信号雑音比ＳＮＲを算出する。尤度計算部２６は、Ｎ個の信号雑音比ＳＮＲを算出する。
尤度計算部２６は、算出した信号雑音比ＳＮＲに基づいて、尤度ｗｎを算出する。尤度ｗｎは、仮説の確からしさ（もっともらしさ）を表わす。実際の目標の運動に仮説が合致していれば信号雑音比ＳＮＲが高くなるので、信号雑音比ＳＮＲが高い仮説ほど、もっともらしいと言える。例えば、尤度計算部２６は、所定の理想信号雑音比ＳＮＲｒｅｆ（理想積分ＳＮ比）を信号雑音比ＳＮＲから差し引いた差を算出し、算出した差を理想信号雑音比ＳＮＲｒｅｆで割った商を算出し、算出した商でネイピア数を累乗した冪を算出して、尤度ｗｎとする。尤度計算部２６は、仮説群１０３（あるいは仮説群１０９）に含まれるＮ個の仮説それぞれについて、尤度ｗｎを算出する。尤度計算部２６は、Ｎ個の尤度ｗｎを算出する。尤度計算部２６は、算出したＮ個の尤度ｗｎを表わす尤度情報１０８を出力する。
【００２５】
信号検出部２７（加速度推定部、検出部）は、尤度計算部２６が算出した尤度ｗｎのうちの最大値が所定の閾値より大きい場合に、その尤度ｗｎに対応する仮説を採用する。信号検出部２７は、採用した仮説について、信号積分部２５が生成した積分済観測信号列１０７に基づいて、目標を検出する。信号検出部２７は、例えば、目標の速度や加速度を算出する。信号検出部２７は、検出した結果を表わす信号検出情報１０２を出力する。
【００２６】
仮説再生成部２８（加速度仮定部）は、尤度計算部２６が算出した尤度ｗｎのうちの最大値が閾値より小さい場合に、新たな仮説群１０９を生成する。仮説群１０９は、例えばＮ個の仮説からなる。例えば、仮説再生成部２８は、最小値ａｍｉｎ以上最大値ａｍａｘ以下の実数のなかから、Ｎ個の加速度ａｎ（ｎは、１以上Ｎ以下の整数。）を選択する。
仮説再生成部２８は、尤度計算部２６が算出した尤度ｗｎが高い仮説に近い仮説を重点的に選択する。
例えば、仮説再生成部２８は、前回のＮ個の仮説のなかから、尤度ｗｎが高い順にＭ個（Ｍは、１以上Ｎ未満の整数。）の仮説を抽出する。仮説再生成部２８は、抽出したＭ個の仮説について尤度計算部２６が算出した尤度ｗｎを合計した合計値Σｗを算出する。仮説再生成部２８は、選択したＭ個の仮説それぞれの尤度ｗｎを、算出した合計値Σｗで割った商(正規化尤度）を算出して、算出した商を、その仮説を選択する確率（発生確率）とし、Ｍ個の仮説のなかから、重複ありでＮ個の仮説を選択する。仮説再生成部２８は、選択したＮ個の仮説それぞれに揺らぎを付与して、新たなＮ個の仮説を生成する。例えば、揺らぎとして加速度に付与する値の最大値をΔａ（ただし、Δａ＞０。）とすると、仮説再生成部２８は、−Δａ以上Δａ以下の実数（ただし、０は除く。）のなかから、実数Δｎを選択する。仮説再生成部２８は、例えば、一様ランダムに実数Δｎを選択する。仮説再生成部２８は、選択した仮説における加速度に、選択した実数Δｎを加算した和を算出し、算出した和を、新しい仮説における加速度ａｎとする。ただし、仮説再生成部２８は、算出した和が最小値ａｍｉｎより小さい場合、最小値ａｍｉｎを、新しい仮説における加速度ａｎとし、算出した和が最大値ａｍａｘより大きい場合、最大値ａｍａｘを、新しい仮説における加速度ａｎとする。
【００２７】
仮説再生成部２８が生成した仮説群１０９に基づいて、信号補償量計算部２３が信号補償量１０４を算出し、信号補償部２４が補償済観測信号列１０６を生成し、信号積分部２５が積分済観測信号列１０７を生成し、尤度計算部２６が尤度ｗｎを算出する。尤度ｗｎの最大値が閾値以上になれば、信号検出部２７が信号検出情報１０２を出力する。
【００２８】
尤度ｗｎの最大値が閾値未満である場合、仮説再生成部２８は、仮説群１０９を生成した回数を上限回数と比較する。仮説群１０９を生成した回数が上限回数Ｌより小さい場合、仮説再生成部２８は、更に新しい仮説群１０９を生成する。
【００２９】
仮説群１０９を生成した回数が上限回数Ｌに達した場合、仮説再生成部２８は、新しい仮説群１０９を生成しない。信号検出部２７は、仮説群１０３及びＬ個の仮説群１０９に含まれるＮ×（Ｌ＋１）個の仮説のなかから、尤度計算部２６が算出した尤度ｗｎが最大である仮説を採用する。信号検出部２７は、採用した仮説について、信号積分部２５が生成した積分済観測信号列１０７に基づいて、目標を検出し、検出した結果を表わす信号検出情報１０２を出力する。
【００３０】
図４は、この実施の形態におけるセンサ１１が放射した電磁波と、目標９９に当たって反射した反射波との関係の一例を示す図である。
【００３１】
縦方向は、時間の流れを示す。横方向は、センサ１１と目標９９との間の距離を示す。
【００３２】
センサ１１は、所定のパルス繰り返し周期で、パルス状の電磁波を繰り返し放射する。目標９９は、所定の加速度で等加速度運動をしている。
【００３３】
時刻１４１にセンサ１１が放射した電磁波は、反射位置１５１で目標９９に当たって反射し、時刻１６１に反射波をセンサ１１が受信する。
時刻１４２にセンサ１１が放射した電磁波は、反射位置１５２で目標９９に当たって反射し、時刻１６２に反射波をセンサ１１が受信する。
時刻１４３にセンサ１１が放射した電磁波は、反射位置１５３で目標９９に当たって反射し、時刻１６３に反射波をセンサ１１が受信する。
時刻１４４にセンサ１１が放射した電磁波は、反射位置１５４で目標９９に当たって反射し、時刻１６４に反射波をセンサ１１が受信する。
時刻１４５にセンサ１１が放射した電磁波は、反射位置１５５で目標９９に当たって反射し、時刻１６５に反射波をセンサ１１が受信する。
【００３４】
センサ１１が電磁波を放射する間隔は一定だが、反射位置１５１〜１５５が異なるので、センサ１１が反射波を受信する間隔は一定ではない。
また、目標９９が移動しているので、ドップラー効果により、センサ１１が受信する反射波の周波数は、センサ１１が放射した電磁波の周波数と異なる。この例では、目標９９がセンサ１１に近づく方向に移動しているので、反射波の周波数は、放射波の周波数より高くなる。
【００３５】
図５は、この実施の形態におけるセンサ１１が放射した電磁波と、目標９９に当たって反射した反射波との関係の一例を示す図である。
【００３６】
横軸は、時刻を表わす。横軸が複数あるのは、パルス繰り返し周期１４０で折り返して表示しているためである。横軸と線１４８との交点は、一つ上の横軸と線１４９との交点と同時刻を表わす。
【００３７】
電磁波１７１は、時刻１４１（図４参照。）にセンサ１１が放射した電磁波である。反射波１８１は、反射位置１５１で電磁波１７１が目標９９に反射して、時刻１６１にセンサ１１が受信した反射波である。
電磁波１７２は、時刻１４２にセンサ１１が放射した電磁波である。反射波１８２は、反射位置１５２で電磁波１７２が目標９９に反射して、時刻１６２にセンサ１１が受信した反射波である。
電磁波１７３は、時刻１４３にセンサ１１が放射した電磁波である。反射波１８３は、反射位置１５３で電磁波１７３が目標９９に反射して、時刻１６３にセンサ１１が受信した反射波である。
電磁波１７４は、時刻１４４にセンサ１１が放射した電磁波である。反射波１８４は、反射位置１５４で電磁波１７４が目標９９に反射して、時刻１６４にセンサ１１が受信した反射波である。
【００３８】
なお、実際には、反射波１８１〜１８４は微弱なので、ノイズに埋もれてしまい、この図のようにはっきりと識別することはできない。
【００３９】
図６は、この実施の形態におけるセンサ１１が受信した信号強度の一例を周波数領域で示す図である。
【００４０】
横軸は、周波数を示す。
一番上は、反射波１８１を含むパルス繰り返し周期１４０における信号強度を表わす。
二番目は、反射波１８２を含むパルス繰り返し周期１４０における信号強度を表わす。
三番目は、反射波１８３を含むパルス繰り返し周期１４０における信号強度を表わす。
四番目は、反射波１８４を含むパルス繰り返し周期１４０における信号強度を表わす。
【００４１】
この例では、目標９９がセンサ１１に近づく方向へ移動しているので、反射波１８１〜１８４の周波数は、センサ１１が放射した電磁波の周波数１７０より高くなる。
また、この例では、目標９９が減速しているので、反射波１８１の周波数よりも反射波１８２の周波数のほうが低く、反射波１８２の周波数よりも反射波１８３の周波数のほうが低く、反射波１８３の周波数よりも反射波１８４の周波数のほうが低くなる。
なお、反射波１８１〜１８４は微弱なので、周波数領域でも、ノイズ１８０に埋もれて、はっきりと識別することはできない。
【００４２】
図７は、この実施の形態における信号補償部２４が生成した補償済観測信号列１０６の一例を示す図である。
【００４３】
横軸は、図５と同様に、時刻を示す。
【００４４】
観測信号を補償することにより、反射波１８１〜１８４（及び、図示を省略しているノイズ）の周波数及び位相が変化する。しかし、反射波１８１〜１８４がノイズに埋もれていることは変わらない。
【００４５】
図８は、この実施の形態における信号補償部２４が生成した補償済観測信号列１０６が表わす信号強度の一例を周波数領域で示す図である。
【００４６】
横軸は、周波数を示す。
一番上は、反射波１８１を含むパルス繰り返し周期１４０における信号強度を表わす。
二番目は、反射波１８２を含むパルス繰り返し周期１４０における信号強度を表わす。
三番目は、反射波１８３を含むパルス繰り返し周期１４０における信号強度を表わす。
四番目は、反射波１８４を含むパルス繰り返し周期１４０における信号強度を表わす。
【００４７】
目標９９が等加速度運動をしていて、目標９９の加速度が、仮説において仮定した加速度と一致している場合、反射波１８１〜１８４の周波数及び位相が一致する。
【００４８】
図９は、この実施の形態における信号積分部２５が生成した積分済観測信号列１０７が表わす信号強度の一例を示す図である。
【００４９】
横軸は、周波数を示す。
【００５０】
目標９９が等加速度運動をしていて、目標９９の加速度が、仮説において仮定した加速度と一致しているとすると、反射波１８１〜１８４の周波数及び位相が一致するので、これを積分した反射波１８９の信号強度が大きくなる。ノイズ１８０は、位相がバラバラなので、これを積分しても信号強度は、あまり大きくならない。
これにより、反射波１８９をノイズ１８０からはっきりと識別できるようになる。
【００５１】
図１０は、この実施の形態における積分済観測信号列１０７の信号雑音比１９０の一例を示す図である。
【００５２】
横軸は、仮説で仮定した目標９９の加速度を示す。
縦軸は、積分済観測信号列１０７の信号雑音比を示す。
破線１９１は、目標９９の加速度が取りうる範囲としてあらかじめ定められた範囲の最小値ａｍｉｎを表わす。破線１９２は、目標９９の加速度が取りうる範囲としてあらかじめ定められた範囲の最大値ａｍａｘを表わす。
破線１９３は、信号検出部２７が仮説を採用するか否かを判定するための尤度の閾値に対応する信号雑音比１９０の閾値を表わす。信号雑音比１９０が大きくなるほど、尤度計算部２６が算出する尤度が大きくなるので、信号検出部２７は、破線１９３が表わす閾値より信号雑音比１９０が大きい場合に、その仮説を採用する。
【００５３】
最小値ａｍｉｎ以上最大値ａｍａｘ以下のすべての加速度について、信号雑音比１９０を算出すれば、信号雑音比１９０が最大になる加速度を見つけることは容易だが、そのための計算量が膨大になる。
リアルタイムで目標９９を検出するには、できるだけ計算量を抑える必要がある。
【００５４】
この実施の形態におけるセンサ信号検出装置１２は、仮説群１０３から出発して、それぞれの仮説の尤度を算出し、仮説群１０９を再生成することを繰り返して、尤度が閾値を超える仮説を探索する。尤度が閾値を超えれば良しとし、必ずしも尤度が最大になる仮説を探さないのは、目標９９の加速度を正確に測定することよりも、少ない計算量で目標９９を検出することを優先するからである。したがって、センサ信号検出装置１２は、尤度が閾値を超える仮説を見つけたのち、計算量に余力があれば、更に探索を続けて、もっと尤度が大きくなる仮説を探す構成であってもよい。
【００５５】
次に、信号補償量計算部２３が算出する信号補償量１０４について、説明する。
【００５６】
時刻ｔにおけるセンサ１１と目標９９との間の距離（センサ１１からの目標距離）をＲ（ｔ）とする。時刻ｔにおいて目標９９に反射する電磁波をセンサ１１が放射した時刻をｔ１、時刻ｔにおいて目標９９に反射した反射波をセンサ１１が受信する時刻をｔ２とすると、
【数１１】
2014074602.tif 000003
ただし、ｃは、電磁波の速度（光速）を表わす。
【００５７】
これをｔで微分すると、次の式が得られる。
【数１２】
2014074602.tif 000004
ただし、Ｒドット（ｔ）は、Ｒ（ｔ）の時間ｔによる微分（目標９９の距離方向における速度（距離変化率）。）を表わす。
【００５８】
これより、次の式が得られる。
【数１３】
2014074602.tif 000005
ただし、Ｒツードット（ｔ）は、Ｒドット（ｔ）の時間ｔによる微分（目標９９の距離方向における加速度。）を表わす。
【００５９】
ここで、ｔ１をｔ２で表わす式のｔ＝ｔ０付近におけるテーラー展開を考える。
【数１４】
2014074602.tif 000006
ただし、Ｃ０，Ｃ１，Ｃ２，…は、ｔ０によって定まる定数である。
【００６０】
センサ１１が時刻ｔ１に放射した電磁波の強度ｖ（ｔ１）が、次の式で表わされるとする。
【数１５】
2014074602.tif 000007
ただし、ｖｔは、放射強度を表わす。ｅｘｐは、ネイピア数を底とする指数関数を表わす。ｊは、虚数単位を表わす。ωは、センサ１１が放射する電磁波の角速度（周波数の２π倍。πは円周率。）を表わす。
【００６１】
このとき、センサ１１が時刻ｔ２に受信した反射波の強度ｚ（ｔ２）は、次の式で表わすことができる。
【数１６】
2014074602.tif 000008
ただし、ｖｒは、受信強度を表わす。
【００６２】
そこで、信号補償量計算部２３は、次の式で表わされる信号補償量ｚｃ（ｔ２）を算出する。
【数１７】
2014074602.tif 000009
【００６３】
信号補償部２４は、反射波の強度ｚ（ｔ２）と、信号補償量ｚｃ（ｔ２）との積を算出して、補償済信号強度ｚハット（ｔ２）とする。
【数１８】
2014074602.tif 000010
ただし、ｔ２の３次以上の項は、無視している。
【００６４】
ｔ２の３次以上の項を無視すると、定数Ｃ２は、次の式で表わされる。
【数１９】
2014074602.tif 000011
ただし、目標９９が加速度ａで等加速度運動していると仮定し、更に、目標の速度が光速ｃより十分小さいと仮定している。
【００６５】
そこで、信号補償部２４は、次の式で表わされる信号補償量ｚｃ（ｔ２）を算出する構成であってもよい。
【数２０】
2014074602.tif 000012
【００６６】
なお、目標９９が検出されれば、ドップラー周波数から目標９９の速度がわかるので、目標９９の加速度をもっと正確に知りたければ、採用した仮説における定数Ｃ２と、目標９９の速度とを数１９に代入して、目標９９の加速度を求めればよい。
【００６７】
図１１は、この実施の形態における信号検出処理１２０の流れの一例を示す図である。
【００６８】
信号検出処理１２０において、センサ信号検出装置１２は、センサ１１が出力した観測信号１０１から、目標９９を検出する。信号検出処理１２０は、例えば、観測信号蓄積工程１２１と、初期仮説生成工程１２２と、仮説選択工程１２３と、信号補償量計算工程１２４と、信号補償工程１２５と、信号積分工程１２６と、仮説尤度計算工程１２７と、探索終了判定工程１２８と、仮説再生成工程１２９と、信号検出工程１３０とを有する。センサ信号検出装置１２は、信号検出処理１２０を、観測信号蓄積工程１２１から開始する。
【００６９】
観測信号蓄積工程１２１において、観測信号記憶部２１は、センサ１１が出力した観測信号１０１を受信し、記憶する。観測信号記憶部２１が観測時間Ｋ×Δｔ分の観測信号１０１を記憶すると、センサ信号検出装置１２は、初期仮説生成工程１２２へ処理を進める。
【００７０】
初期仮説生成工程１２２において、初期仮説生成部２２は、Ｎ個の仮説からなる仮説群１０３を生成する。
【００７１】
仮説選択工程１２３において、信号補償量計算部２３は、初期仮説生成工程１２２で初期仮説生成部２２が生成した仮説群１０３、または、仮説再生成工程１２９で仮説再生成部２８が生成した仮説群１０９に含まれるＮ個の仮説のなかから、まだ処理していない仮説を選択する。
Ｎ個の仮説がすべて処理済であり、まだ処理していない仮説がない場合、信号補償量計算部２３は、探索終了判定工程１２８へ処理を進める。
Ｎ個の仮説のなかに、まだ処理していない仮説がある場合、信号補償量計算部２３は、まだ処理していない仮説のなかから、仮説を１つ選択し、信号補償量計算工程１２４へ処理を進める。
【００７２】
信号補償量計算工程１２４において、信号補償量計算部２３は、仮説選択工程１２３で選択した仮説に基づいて、信号補償量１０４を算出する。
【００７３】
信号補償工程１２５において、信号補償部２４は、観測信号蓄積工程１２１で観測信号記憶部２１が記憶した観測信号１０１からなる観測信号列１０５と、信号補償量計算工程１２４で信号補償量計算部２３が算出した信号補償量１０４とに基づいて、補償済観測信号列１０６を算出する。
【００７４】
信号積分工程１２６において、信号積分部２５は、信号補償工程１２５で信号補償部２４が算出した補償済観測信号列１０６に基づいて、積分済観測信号列１０７を算出する。
【００７５】
仮説尤度計算工程１２７において、尤度計算部２６は、信号積分工程１２６で信号積分部２５が算出した積分済観測信号列１０７に基づいて、仮説選択工程１２３で信号補償量計算部２３が選択した仮説の尤度を算出する。
信号補償量計算部２３は、仮説選択工程１２３に処理を戻し、次の仮説を選択する。
【００７６】
探索終了判定工程１２８において、信号検出部２７は、探索を終了するか否かを判定する。例えば、信号検出部２７は、仮説尤度計算工程１２７で尤度計算部２６が算出したＮ個の尤度のなかの最大値が閾値より大きいか否かを判定する。
尤度の最大値が閾値より大きい場合、信号検出部２７は、探索を終了すると判定し、信号検出工程１３０へ処理を進める。
尤度の最大値が閾値以下である場合、信号検出部２７は、仮説再生成工程１２９を実行した回数が上限回数に達したか否かを判定する。
仮説再生成工程１２９を実行した回数が上限回数に達した場合、信号検出部２７は、探索を終了すると判定し、信号検出工程１３０へ処理を進める。
仮説再生成工程１２９を実行した回数が上限回数未満である場合、信号検出部２７は、まだ探索を終了しないと判定し、仮説再生成工程１２９へ処理を進める。
【００７７】
仮説再生成工程１２９において、仮説再生成部２８は、その時点でのＮ個の仮説と、それぞれの仮説について仮説尤度計算工程１２７で尤度計算部２６が算出した尤度とに基づいて、新たなＮ個の仮説からなる仮説群１０９を生成する。
信号補償量計算部２３は、仮説選択工程１２３に処理を戻し、新たな仮説群１０９のなかから仮説を選択する。
【００７８】
信号検出工程１３０において、信号検出部２７は、仮説尤度計算工程１２７で尤度計算部２６が算出した尤度が最も大きい仮説を採用して、目標９９を検出する。
観測信号記憶部２１は、観測信号蓄積工程１２１に処理を戻し、次の観測信号１０１を記憶する。
【００７９】
２回目以降の初期仮説生成工程１２２は、観測信号記憶部２１が、新しく観測時間Ｋ×Δｔ分の観測信号１０１を記憶してから実行する。すなわち、センサ信号検出装置１２は、センサ１１が出力した観測信号１０１を、観測時間Ｋ×Δｔごとに区切って、それぞれを別個に処理する。
なお、２回目以降の初期仮説生成工程１２２は、観測信号記憶部２１が、新しくパルス繰り返し周期Δｔ分の観測信号１０１を記憶してから実行する構成であってもよい。その場合、信号補償部２４は、前回処理した観測信号列１０５に含まれる観測信号１０１のうち、最も古いパルス繰り返し周期Δｔ分の観測信号１０１を除く（Ｋ−１）×Δｔ分の観測信号１０１と、新たに観測信号記憶部２１が記憶したΔｔ分の観測信号１０１とからなるＫ×Δｔ分の観測信号１０１からなる観測信号列１０５を処理の対象とする。
【００８０】
また、２回目以降の初期仮説生成工程１２２において、初期仮説生成部２２は、前回の信号検出工程１３０で信号検出部２７が採用した仮説に基づいて、仮説群１０３を生成する構成であってもよい。例えば、初期仮説生成部２２は、信号検出部２７が採用した仮説における加速度ａに近い加速度ほど選択する確率を高くして、ランダムにＮ個の加速度ａｎを選択する。
【００８１】
図１２は、この実施の形態における信号検出処理１２０の具体例を示す図である。
【００８２】
横軸は、仮説で仮定した目標９９の加速度を示す。
縦軸は、初期仮説生成部２２や仮説再生成部２８がその加速度を仮説として選択する確率、または、信号積分部２５が算出する積分済観測信号列１０７の信号雑音比を表わす。
【００８３】
初期仮説生成工程１２２において、初期仮説生成部２２が加速度を選択する確率は、破線１９１で表わされる最小値ａｍｉｎ以上、破線１９２で表わされる最大値ａｍａｘ以下の範囲で均等である。
ここで、矢印で表わされるＮ個（この例では、Ｎ＝１０。）の加速度（仮説）を、初期仮説生成部２２が選択したものとする。
【００８４】
初期仮説生成部２２が選択したＮ個の加速度それぞれについて、仮説選択工程１２３〜仮説尤度計算工程１２７において、信号補償量計算部２３が信号補償量１０４を算出し、信号補償部２４が補償済観測信号列１０６を算出し、信号積分部２５が積分済観測信号列１０７を算出し、尤度計算部２６が尤度を算出する。
算出した尤度（信号雑音比）の最大値が閾値より小さいので、探索終了判定工程１２８において、信号検出部２７は、仮説再生成工程１２９へ処理を進める。
【００８５】
仮説再生成工程１２９において、仮説再生成部２８は、Ｎ個の加速度のなかから、尤度が高い順にＭ個（この例では、Ｍ＝５。）の加速度を抽出する。仮説再生成部２８は、抽出したそれぞれの加速度を中心として、−Δａ以上＋Δａ以下の範囲を選択範囲とする。この例のように、Ｍ個の選択範囲は、互いに重なる場合がある。それぞれの選択範囲の選択確率は、中心となる加速度の尤度に比例する。それぞれの選択範囲のなかにおける加速度の選択確率は、均等である。選択範囲が重なっている場合、その範囲内の加速度の選択確率は、重なっている選択範囲それぞれにおける加速度の選択確率の合計になる。
ここで、矢印で表わされるＮ個の加速度を、仮説再生成部２８が選択したものとする。
【００８６】
仮説再生成部２８が選択したＮ個の加速度それぞれについて、仮説選択工程１２３〜仮説尤度計算工程１２７において、信号補償量計算部２３が信号補償量１０４を算出し、信号補償部２４が補償済観測信号列１０６を算出し、信号積分部２５が積分済観測信号列１０７を算出し、尤度計算部２６が尤度を算出する。
算出した尤度の最大値が閾値より小さいので、探索終了判定工程１２８において、信号検出部２７は、再び、仮説再生成工程１２９へ処理を進める。
【００８７】
仮説再生成工程１２９において、仮説再生成部２８は、Ｎ個の加速度のなかからＭ個の加速度を抽出して、加速度の選択確率を定め、新たなＮ個の加速度を選択する。
【００８８】
仮説再生成部２８が選択したＮ個の加速度それぞれについて、仮説選択工程１２３〜仮説尤度計算工程１２７において、信号補償量計算部２３が信号補償量１０４を算出し、信号補償部２４が補償済観測信号列１０６を算出し、信号積分部２５が積分済観測信号列１０７を算出し、尤度計算部２６が尤度を算出する。
算出した尤度の最大値が閾値より大きいので、探索終了判定工程１２８において、信号検出部２７は、再び、信号検出工程１３０へ処理を進める。
【００８９】
信号検出工程１３０において、信号検出部２７は、尤度が最大の加速度を、目標９９の推定加速度として、目標９９を検出する。この例では、尤度が閾値を超えた加速度が２つあるが、信号検出部２７は、尤度が大きいほうの加速度を、目標９９の推定加速度とする。
【００９０】
このように、加速度の選択確率を変えていきながら、仮説の再生成を繰り返す。この図に示したように、細かい部分で凹凸があるものの、概略として、信号雑音比が最大になる加速度に、仮定した加速度が近いほど、積分済観測信号列１０７の信号雑音比は、大きくなる。このため、仮説の再生成を繰り返すにつれて、信号雑音比が最大になる加速度に近い加速度ほど、選択される確率が高くなる。
これにより、少ない計算量で、積分済観測信号列１０７の信号雑音比が閾値を超える仮説を見つけることができ、目標を検出することができる。
【００９１】
なお、目標９９が加速しながら近づいてくることがあらかじめわかっている場合や、加速しながら近づいてくる目標９９だけを検出できればよい場合、初期仮説生成部２２や仮説再生成部２８は、例えば、ａｍｉｎ＜ａｍａｘ＝０として、仮説を生成する。
逆に、目標９９が減速しながら近づいてくることがあらかじめわかっている場合や、減速しながら近づいてくる目標９９だけを検出できればよい場合、初期仮説生成部２２や仮説再生成部２８は、例えば、ａｍａｘ＞ａｍｉｎ＝０として、仮説を生成する。
そのような前提がなく、加速目標・減速目標のどちらも検出したい場合、初期仮説生成部２２や仮説再生成部２８は、例えば、ａｍｉｎ＜０＜ａｍａｘとして、仮説を生成する。
【００９２】
また、初期仮説生成部２２や仮説再生成部２８が生成する仮説は、目標９９が等加速度運動をしていることを仮定するものでなくてもよい。例えば、初期仮説生成部２２や仮説再生成部２８が生成する仮説は、目標９９が等加加速度運動をしていることを仮定するものであってもよい。その場合、初期仮説生成部２２や仮説再生成部２８は、目標９９の加速度ａと加加速度ｂとを仮定して、仮定した加速度ａと加加速度ｂとの組を仮説とする。
【００９３】
また、信号補償量計算部２３は、ｔ２の３次以上の項を無視せずに、信号補償量１０４を算出する構成であってもよい。例えば、信号補償量計算部２３は、ｔ２の３次の項まで計算に入れ、ｔ２の４次以上の項を無視して、信号補償量１０４を算出する。
【００９４】
また、信号補償量計算部２３は、次のようにして、信号補償量１０４を算出する構成であってもよい。
例えば、目標９９の状態ベクトルを次の式で定義する。
【数２１】
2014074602.tif 000013
ただし、ｋは、１以上Ｋ以下の整数である。
【００９５】
目標９９が加速度ａで等加速度運動していると仮定して、ｋヒット目の目標９９の運動モデルを次の式で定義する。
【数２２】
2014074602.tif 000014
ただし、ｋは、２以上Ｋ以下の整数である。
【００９６】
ｋヒット目の目標距離Ｒｋに基づいて、ベースバンド信号のモデルを次の式で定義する。
【数２３】
2014074602.tif 000015
ただし、ｚｋは、目標信号値を表わす複素数である。ｖｋは、信号の振幅値を表わす。ｋは、１以上Ｋ以下の整数である。λは、波長を表わす。
【００９７】
信号補償量計算部２３は、この３つの式と、仮定した加速度ａｎとに基づいて、ｋヒット目の信号補償量δｋ，ｎを算出する。信号補償量δｋ，ｎは、仮定した加速度ａｎと信号との時間的な関係から、加速度が距離及び速度に及ぼす影響をキャンセルする量である。信号補償部２４は、次の式により、補償済観測信号ｚハットｋ，ｎを算出する。
【数２４】
2014074602.tif 000016
ただし、ｚハットｋ，ｎは、仮定した加速度ａｎに対応するｋヒット目の補償済観測信号を表わす複素数である。ｋは、１以上Ｋ以下の整数である。ｎは、１以上Ｎ以下の整数である。
【００９８】
また、尤度計算部２６は、上述した算出方式で算出した信号雑音比ＳＮＲではなく、他の指標値に基づいて尤度を算出する構成であってもよい。例えば、尤度計算部２６は、積分済観測信号列１０７の振幅最大値Ｓｎと、振幅最大値Ｓｎ以外の信号の振幅平均値Ｎｎと、振幅最大値Ｓｎ以外の信号の振幅標準偏差σｎとを算出する。尤度計算部２６は、振幅最大値Ｓｎから振幅平均値Ｎｎを差し引いた差を算出する。尤度計算部２６は、算出した差を振幅標準偏差σｎで割った商を算出して、信号雑音比ＳＮＲの代わりとなる指標値とする。
【００９９】
また、仮説再生成部２８が、新たな仮説における加速度ａｎを、最小値ａｍｉｎ以上、最大値ａｍａｘ以下の範囲内に収める方式は、例えば、次のような方式であってもよい。
仮説再生成部２８は、抽出したＭ個の仮説のなかから、重複ありで選択したＮ個の仮説それぞれにおける加速度からΔａを差し引いた差と、最小値ａｍｉｎとのうち大きいほうを、ａ’ｍｉｎとする。仮説再生成部２８は、Ｎ個の仮説それぞれにおける加速度にΔａを加えた和と、最大値ａｍａｘとのうち小さいほうを、ａ’ｍａｘとする。仮説再生成部２８は、ａ’ｍｉｎ以上ａ’ｍａｘ以下の実数のなかから、ランダムに実数を選択して、新たな仮説における加速度ａｎとする。
【０１００】
また、仮説再生成部２８が、仮説に付加する揺らぎは、所定の範囲内から、一様な確率で選択するものでなくてもよい。例えば、仮説再生成部２８は、絶対値が小さい実数ほど選択確率を高く、絶対値が大きい実数ほど選択確率を低くして、選択したＮ個の仮説それぞれにおける加速度に加える実数を、ランダムに選択する。例えば、−Δａ超０未満の範囲の実数ａについては、Δａ＋ａに比例する選択確率とし、０超Δａ未満の範囲の実数ａについては、Δａ−ａに比例する選択確率とする。例えば、仮説再生成部２８は、０以上Δａ２未満の実数のなかから、一様ランダムに実数を選択し、選択した実数の平方根を算出し、算出した平方根をΔａから差し引いた差を算出する。仮説再生成部２８は、−１または１の２つの整数のなかから、一様ランダムに整数を選択し、選択した整数を、算出した差に乗じた積を算出して、加速度に加える実数とする。
【０１０１】
なお、積分済観測信号列１０７の信号雑音比が閾値を超える仮説を見つけるための方式は、遺伝的アルゴリズムなど、他の最適化方式であってもよい。
【０１０２】
また、信号検出部２７は、積分ＳＮ比の理想積分ＳＮ比に対する相対誤差が所定の閾値以下となった場合に、探索を終了すると判定する構成であってもよい。
【０１０３】
また、信号検出部２７が出力する信号検出情報１０２は、信号積分結果、採用した加速度ａｎ、積分ＳＮ比などを含む構成であってもよい。
【０１０４】
この実施の形態におけるセンサ信号検出装置（１２）は、センサ（１１）において微弱な目標信号を検出する。
センサ信号検出装置は、観測信号蓄積部（観測信号記憶部２１）と、初期仮説生成部（２２）と、信号補償量計算部（２３）と、信号補償部（２４）と、信号積分部（２５）と、尤度計算部（２６）と、信号検出部（２７）と、仮説再生成部（２８）とを有する。
前記観測信号蓄積部は、複数サンプリング分の観測信号（１０１）を蓄積する。
前記初期仮説生成部は、仮定した目標運動パラメータ（加速度）の候補（仮説）を複数生成する。
前記信号補償量計算部は、前記目標運動パラメータと前記観測信号との時間的な関係から、前記観測信号に対する信号補償量（１０４）を前記仮説ごとに計算する。
前記信号補償部は、前記仮説ごとに、前記信号補償量に基づいて、前記観測信号蓄積部が蓄積した観測信号列（１０５）を補償済観測信号列（１０６）に変換する。
前記信号積分部は、前記仮説ごとに、前記補償済観測信号列を積分済観測信号列（１０７）に変換する。
前記尤度計算部は、前記仮説ごとに、前記積分済観測信号列に基づいて、理想値に対する信号積分効果を表す尤度を計算する。
前記信号検出部は、前記仮説ごとの尤度の計算結果に基づいて、前記目標運動パラメータの探索が終了したかどうかを判断するとともに、探索終了と判断した場合、前記仮説ごとの尤度の計算結果に基づいて、信号積分結果を出力する。
前記仮説再生成部は、前記信号検出部において探索未了と判断した場合、前記仮説ごとの尤度の計算結果に基づいて，前記仮説を再生成する。
【０１０５】
前記初期仮説生成部（２２）は、前記仮説を、所定の探索範囲内の一様乱数を用いて生成する。
【０１０６】
前記初期仮説生成部（２２）は、前記仮説を、所定の探索範囲内を等間隔に分割して生成する。
【０１０７】
前記尤度計算部（２６）は、前記積分済観測信号列（１０７）の振幅最大値と、最大値以外の振幅平均値及び標準偏差に基づいて前記尤度を計算する。
【０１０８】
前記信号検出部（２７）は、前記尤度の最大値が所定の閾値以上となったとき、または、探索回数が所定の上限値に達したとき、探索終了と判断する。
【０１０９】
前記仮説再生成部（２８）は、前記尤度が上位となる仮説のみを選択するとともに、仮説を前記尤度に比例する確率で復元抽出し、乱数を加算することで仮説を再生成する。
【０１１０】
複数の加速度仮説を設定して観測信号を補償し、信号積分効果の大きい加速度仮説を選択するとともに、それらの加速度仮説に基づいて加速度仮説を再生成することを繰り返すことにより、信号積分効果を最大化する加速度仮説（すなわち積分経路）を採択して、逐次処理による積分経路決定が困難な場合でも微弱目標信号を検出することができる。
また、複数の加速度仮説に対する信号積分効果を尤度として評価し、尤度の大きい加速度仮説の周囲で加速度仮説を探索することにより、真の目標加速度が未知である場合でも、少ない計算負荷で微弱目標信号を検出することができる。
【０１１１】
以上説明した構成は、一例であり、他の構成であってもよい。例えば、本質的でない部分の構成を、他の構成で置き換えた構成であってもよい。
【０１１２】
以上説明した検出装置（センサ信号検出装置１２）は、放射した電磁波が目標（９９）に当たって反射した反射波を受信した信号強度に基づいて、上記目標を検出する。
検出装置は、加速度仮定部（初期仮説生成部２２、仮説再生成部２８）と、補償量算出部（信号補償量計算部２３）と、補償部（信号補償部２４）と、フーリエ変換部（信号積分部２５）と、加速度推定部（信号検出部２７）と、検出部（信号検出部２７）とを有する。
上記加速度仮定部は、上記目標の加速度を複数仮定する。
上記補償量算出部は、上記加速度仮定部が仮定した加速度それぞれについて、上記反射波の位相を補償するための信号補償量（１０４）を算出する。
上記補償部は、上記加速度仮定部が仮定した加速度それぞれについて、上記反射波の位相を上記信号補償量で補償する。
上記フーリエ変換部は、上記加速度仮定部が仮定した加速度それぞれについて、上記補償部が位相を補償した反射波の信号強度（１０６）をフーリエ変換する。
上記加速度推定部は、上記フーリエ変換部がフーリエ変換した信号強度（１０７）に基づいて、上記加速度仮定部が仮定した加速度から、上記目標の加速度を推定する。
上記検出部は、上記加速度推定部が推定した加速度について、上記フーリエ変換部がフーリエ変換した信号強度に基づいて、上記目標を検出する。
【０１１３】
これにより、目標の加速度が大きい場合でも、目標を検出することができる。
【０１１４】
検出装置（１２）は、更に、尤度算出部（尤度計算部２６）を有する。
上記尤度算出部は、上記加速度仮定部（２２、２８）が仮定した加速度それぞれについて、上記フーリエ変換部（２５）がフーリエ変換した信号強度に基づいて、上記目標の加速度が、仮定した加速度である尤度を算出する。
上記加速度仮定部（２８）は、上記尤度算出部が算出した尤度に基づいて、仮定する加速度の選択確率を算出し、算出した選択確率に基づいて、目標の加速度を新たにランダムに複数仮定する。
【０１１５】
これにより、少ない計算量で、目標を検出することができる。
【０１１６】
上記加速度仮定部（２８）は、仮定した加速度のなかから、上記尤度算出部（２７）が算出した尤度が大きい順に所定の数の加速度を抽出し、抽出した加速度それぞれについて、上記加速度を中心とする選択範囲を設定し、設定した選択範囲それぞれについて、上記加速度について上記尤度算出部が算出した尤度に比例する選択確率を設定する。
【０１１７】
これにより、少ない計算量で、尤度が高い加速度を見つけることができる。
【０１１８】
上記尤度算出部（２７）は、上記信号強度が最大となる周波数における信号強度を、上記信号強度が最大となる周波数以外の周波数における信号強度の平均値で割った信号雑音比に基づいて、上記尤度を算出する。
【０１１９】
これにより、信号雑音比が高い加速度を見つけることができる。
【０１２０】
上記加速度推定部（２７）は、上記加速度仮定部（２２，２８）が仮定した加速度について、上記信号強度が最大となる周波数における信号強度を、上記信号強度が最大となる周波数以外の周波数における信号強度の平均値で割った信号雑音比が、所定の閾値以上である場合に、上記加速度を、推定した上記目標の加速度とする。
【０１２１】
これにより、少ない計算量で、信号雑音比が高い加速度を見つけることができる。
【符号の説明】
【０１２２】
１０  センサ信号検出システム、１１  センサ、１２  センサ信号検出装置、２１  観測信号記憶部、２２  初期仮説生成部、２３  信号補償量計算部、２４  信号補償部、２５  信号積分部、２６  尤度計算部、２７  信号検出部、２８  仮説再生成部、９１  制御装置、９２  入力装置、９３  出力装置、９４  記憶装置、９５  演算装置、９９  目標、１０１  観測信号、１０２  信号検出情報、１０３，１０９  仮説群、１０４  信号補償量、１０５  観測信号列、１０６  補償済観測信号列、１０７  積分済観測信号列、１０８  尤度情報、１２０  信号検出処理、１２１  観測信号蓄積工程、１２２  初期仮説生成工程、１２３  仮説選択工程、１２４  信号補償量計算工程、１２５  信号補償工程、１２６  信号積分工程、１２７  仮説尤度計算工程、１２８  探索終了判定工程、１２９  仮説再生成工程、１３０  信号検出工程、１４０  パルス繰り返し周期、１４１〜１４５，１６１〜１６５  時刻、１４８，１４９  線、１５１〜１５５  反射位置、１７０  周波数、１７１〜１７５  電磁波、１８０  ノイズ、１８１〜１８４，１８９  反射波、１９０  信号雑音比、１９１〜１９３  破線。
【図１】
2014074602.tif 000017
【図２】
2014074602.tif 000018
【図３】
2014074602.tif 000019
【図４】
2014074602.tif 000020
【図５】
2014074602.tif 000021
【図６】
2014074602.tif 000022
【図７】
2014074602.tif 000023
【図８】
2014074602.tif 000024
【図９】
2014074602.tif 000025
【図１０】
2014074602.tif 000026
【図１１】
2014074602.tif 000027
【図１２】
2014074602.tif 000028