(57)【要約】【課題】より高精度にターゲットを検出可能な検知装置を提供すること。【解決手段】本開示の一形態は、周囲に存在するターゲットを検出する検知装置であって、位相変調された入力波が相異なる周波数で検波された検波信号と、所定の符号系列との間の相関をとった後、相関信号を生成する複数の相関処理系統と、前記複数の相関処理系統の後段に設けられ、前段の相関処理系統から受け取った相関信号のうち、前記ターゲットの検出に不要な相関信号のレベルを低減させるが、必要な相関信号のレベルを低減させない複数のレベル低減処理部と、前記複数のレベル低減処理部で処理された相関信号に基づき、前記ターゲットの有無を少なくとも検出する検出部と、を備えた検知装置に向けられる。【選択図】図６
2018155557.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周囲に存在するターゲットを検出する検知装置であって、
位相変調された入力波が相異なる周波数で検波された検波信号と、所定の符号系列との間の相関をとった後、相関信号を生成する複数の相関処理系統と、
前記複数の相関処理系統の後段に設けられ、前段の相関処理系統から受け取った相関信号のうち、前記ターゲットの検出に不要な相関信号のレベルを低減させるとともに、必要な相関信号のレベルを低減させない複数のレベル低減処理部と、
前記複数のレベル低減処理部で処理された相関信号に基づき、前記ターゲットの有無を少なくとも検出する検出部と、
を備えた検知装置。
【請求項２】
各前記レベル低減処理部は、前段の相関処理系統から受け取った相関信号のレベルが所定の閾値以上でない場合、受け取った相関信号のレベルを低減させる、
請求項１に記載の検知装置。
【請求項３】
各前記レベル低減処理部は、前段の相関処理系統から受け取った相関信号のレベルの経時変化が予め定められた変化パターンと類似していない場合、受け取った相関信号のレベルを低減させる、
請求項１に記載の検知装置。
【請求項４】
各前記相関処理系統は、
位相変調された入力波を相異なる周波数で直交検波して、検波信号（Ｉ）および検波信号（Ｑ）を生成する検波部と、
前記検波信号（Ｉ）と、前記符号系列との間の相関を、前記符号系列を構成する符号単位でとって、前記符号系列の長さである符号系列長に相当する数の複数の中間相関信号（Ｉ）を生成する相関部（Ｉ）と、
前記検波信号（Ｑ）と、前記符号系列との間の相関を、前記符号系列を構成する符号単位でとって、前記符号系列の長さである符号系列長に相当する数の複数の中間相関信号（Ｑ）を生成する相関部（Ｑ）と、を含み、
前記複数の中間相関信号（Ｉ）の加算値と、前記複数の中間相関信号（Ｑ）の加算値とに基づき、前記相関信号を生成する強度導出部と、を含み、
前記レベル低減処理部は、前記複数の中間相関信号（Ｉ）および前記複数の中間相関信号（Ｑ）の位相平面における分布に基づき、前段の相関処理系統から受け取った相関信号のレベルを低減させる、
を含む請求項１に記載の検知装置。
【請求項５】
前記レベル低減処理部は、前記複数の中間相関信号（Ｉ）および前記複数の中間相関信号（Ｑ）の位相平面における分散値に基づき、前段の相関処理系統から受け取った相関信号のレベルを低減させる、
請求項４に記載の検知装置。
【請求項６】
前記相関処理系統は、
位相変調された入力波が相異なる周波数で検波された検波信号と、所定の符号系列との間の相関を前記符号系列を構成する符号単位でとることで、前記符号系列の長さである符号系列長に相当する数の複数の中間相関信号を生成し、
前記複数の中間相関信号のそれぞれの位相を回転させ、前記位相回転された信号を前記符号系列長に相当する数の分だけ加算することで加算値を生成した後、前記入力波の信号強度を示す相関信号を生成する、
請求項１に記載の検知装置。
【請求項７】
周囲に存在するターゲットを検出する検知方法であって、
位相変調された入力波が相異なる周波数で検波された検波信号と、所定の符号系列との間の相関をとって複数の相関信号を生成する相関処理ステップと、
前記相関処理ステップで得られた複数の相関信号のうち、前記ターゲットの検出に不要な相関信号のレベルを低減させるとともに、必要な相関信号のレベルを低減させない複数のレベル低減処理ステップと、
前記複数のレベル低減処理ステップで処理された相関信号に基づき、前記ターゲットの有無を少なくとも検出する検出ステップと、
を備えた検知方法。
【請求項８】
周囲に存在するターゲットを検出する検知プログラムであって、
コンピュータに、
位相変調された入力波が相異なる周波数で検波された検波信号と、所定の符号系列との間の相関をとって複数の相関信号を生成する相関処理ステップと、
前記相関処理ステップで得られた複数の相関信号のうち、前記ターゲットの検出に不要な相関信号のレベルを低減させるとともに、必要な相関信号のレベルを低減させない複数のレベル低減処理ステップと、
前記複数のレベル低減処理ステップで処理された相関信号に基づき、前記ターゲットの有無を少なくとも検出する検出ステップと、
を実行させる検知プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、周囲に存在する物体（ターゲット）を検知する検知装置、検知方法および検知プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の検知装置では、他の検知装置から送出されたパルス信号を用いて物体の検知を行わないように、所定の符号系列を用いて符号化したパルス信号を送出する。検知装置は、ターゲットからの戻り波を受信および検波することで得られた検波信号と、自身が用いる符号系列との相関をとる。検知装置は、相関がとれると、ターゲットまでの距離等を求める。
【０００３】
検知装置の一例としてのソナーシステムでは、キャリア速度に対しターゲット速度が相対的に大きい。このような検知装置では、ドップラーシフトの影響で、受信信号が位相回転する。そのため、検知装置は、相異なるターゲット速度に対応した複数の相関器を備え、これら相関器から複数の相関出力を用いてターゲットの距離等を求めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２０１２−５３３７４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の検知装置では、ターゲット速度に対応していない相関出力が検出結果の精度に影響を与える可能性があった。
【０００６】
そこで、本開示は、より高精度にターゲットを検出可能な検知装置、検知方法および検知プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一形態は、周囲に存在するターゲットを検出する検知装置であって、位相変調された入力波が相異なる周波数で検波された検波信号と、所定の符号系列との間の相関をとった後、相関信号を生成する複数の相関処理系統と、前記複数の相関処理系統の後段に設けられ、前段の相関処理系統から受け取った相関信号のうち、前記ターゲットの検出に不要な相関信号のレベルを低減させるとともに、必要な相関信号のレベルを低減させない複数のレベル低減処理部と、前記複数のレベル低減処理部で処理された相関信号に基づき、前記ターゲットの有無を少なくとも検出する検出部と、を備えた検知装置に向けられる。
【０００８】
本開示の他の形態は、周囲に存在するターゲットを検出する検知方法であって、位相変調された入力波が相異なる周波数で検波された検波信号と、所定の符号系列との間の相関をとって複数の相関信号を生成する相関処理ステップと、前記相関処理ステップで得られた複数の相関信号のうち、前記ターゲットの検出に不要な相関信号のレベルを低減させるとともに、必要な相関信号のレベルを低減させない複数のレベル低減処理ステップと、前記複数のレベル低減処理ステップで処理された相関信号に基づき、前記ターゲットの有無を少なくとも検出する検出ステップと、を備えた検知方法に向けられる。
【０００９】
本開示のさらに他の形態は、周囲に存在するターゲットを検出する検知プログラムであって、コンピュータに、位相変調された入力波が相異なる周波数で検波された検波信号と、所定の符号系列との間の相関をとって複数の相関信号を生成する相関処理ステップと、前記相関処理ステップで得られた複数の相関信号のうち、前記ターゲットの検出に不要な相関信号のレベルを低減させるとともに、必要な相関信号のレベルを低減させない複数のレベル低減処理ステップと、前記複数のレベル低減処理ステップで処理された相関信号に基づき、前記ターゲットの有無を少なくとも検出する検出ステップと、を実行させる検知プログラムに向けられる。
【発明の効果】
【００１０】
本開示によれば、より高精度にターゲットを検出可能な検知装置、検知方法および検知プログラムを提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】比較例に係る検知装置の構成を示すブロック図
【図２】図１の送信装置から出射される被変調波を示す模式図
【図３】図１の検波部の詳細な構成を示す図
【図４】図１の各相関部の詳細な構成を示す図
【図５】図１の検知装置の技術的課題を示す図
【図６】本開示の第一実施形態に係る検知装置の構成を示すブロック図
【図７】図６の検知装置の技術的効果を示す図
【図８】本開示の第二実施形態に係る検知装置の構成を示すブロック図
【図９】図８の相関処理系統の詳細な構成を示すブロック図
【図１０】図９の相関部（Ｉ）の詳細な構成を示す図
【図１１】図９の相関部（Ｑ）の詳細な構成を示す図
【図１２】ある移動速度のターゲットからの戻り波を処理した四個の相関処理系統で生成されたＮ個のＩＱベクトルを位相平面上にプロットした図
【図１３】Ｎ個のＩＱベクトルが位相平面上のどの象限に分布しているかを示す図
【図１４】第二代替例に係るレベル低減処理部の詳細な構成を示す図
【図１５】第三代替例に係るレベル低減処理部の詳細な構成を示す図
【図１６】図１５のレベル低減処理部における処理内容を示す模式図
【図１７】第四代替例に係るレベル低減処理部の詳細な構成を示す図
【図１８】本開示の第三実施形態に係る検知装置の構成を示すブロック図
【図１９】図１８の相関処理系統の詳細な構成を示すブロック図
【図２０】図１９の相関部（Ｉ），（Ｑ）の詳細な構成を示す図
【図２１】図１９の位相制御部の処理を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜１．比較例に係る検知装置１ｅ＞
まず、図１を参照して、比較例に係る検知装置１ｅを説明する。
検知装置１ｅは、発明者が本開示に係る検知装置１ａ〜１ｃ（後述）を想到するに至った技術的課題の理解や、検知装置１ａ〜１ｃの作用・効果の理解を容易にするためのものである。
【００１３】
図１において、検知装置１ｅは、送信装置３ｅと、受信装置５ｅと、を備えている。
【００１４】
送信装置３ｅは、送信波生成部３１ｅと、送信部３３ｅと、を含んでいる。
【００１５】
受信装置５ｅは、受信部５１ｅと、ｍ個の相関処理系統５３ｅ（ｉ）と、統合部５５ｅと、検出部５７ｅと、を備えている。相関処理系統５３ｅ（ｉ）は、検波部５３１ｅ（ｉ）と、相関部（Ｉ）５３３ｅ（ｉ）と、相関部（Ｑ）５３５ｅ（ｉ）と、強度導出部５３７ｅ（ｉ）を含む。
【００１６】
上記ｍは２以上の整数で、例えば４１である。ｉは、１〜ｍまでの整数である。
【００１７】
送信装置３ｅにおいて、送信波生成部３１ｅは、周波数ｆｃの搬送波を、既知の符号系列を用いて、所定の符号化方式（所定のデジタル変調方式）に従って変調する。これにより、被変調波が生成される。
【００１８】
ここで、送信波生成部３１ｅでの具体的な変調方法の一例を、図２を参照して説明する。
【００１９】
図２において、搬送波周波数ｆｃは、検知装置１ｅがソナー装置の場合、例えば５６ｋＨｚと設定される。
【００２０】
所定の符号化方式は、例えばＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）のような位相シフトキーングである。ＢＰＳＫの場合、搬送波の位相が、所定数の波長ごとに０°または１８０°のいずれかに変化させられる。所定数は、例えば五である。また、位相０°に符号”０”が割り当てられた場合、位相１８０°には、符号”１”が割り当てられる。
【００２１】
また、既知の符号系列は、例えば”１，０，１，０，１，０，１，０”と予め定められている。
【００２２】
再度、図１を参照する。被変調波は、送信波生成部３１ｅから送信部３３ｅに出力される。送信部３３ｅは、入力被変調波を増幅等した後、外部空間に出射する。なお、被変調波は、パルス波であっても良いし、連続波であっても良い。
【００２３】
検知装置１ｅの視野内にターゲットＴが存在すれば、出射された被変調波はターゲットＴで反射される。このような反射波の一部は戻り波として、受信装置５ｅにより受信される。
【００２４】
受信装置５ｅにおいて、受信部５１ｅは、入力波を受信後、増幅等して各検波部５３１ｅ（ｉ）に出力する。なお、入力波は、上述の戻り波であることもあるが、それ以外の不要波であることもある。
【００２５】
各検波部５３１ｅ（ｉ）は、図３に示すように、受信部５１ｅの出力波に直交検波を行うために、分岐部７１ｅ（ｉ）と、ミキサ（Ｉ）７３ｅ（ｉ）と、ＬＰＦ（Ｉ）７５ｅ（ｉ）と、ミキサ（Ｑ）７７ｅ（ｉ）と、ＬＰＦ（Ｑ）７９ｅ（ｉ）と、を含む。
【００２６】
各分岐部７１ｅ（ｉ）には、受信部５１ｅの出力波が入力される。分岐部７１ｅ（ｉ）は、入力波を二分岐して、一方をミキサ（Ｉ）７３ｅ（ｉ）に、他方をミキサ（Ｑ）７７ｅ（ｉ）に出力する。
【００２７】
各ミキサ（Ｉ）７３ｅ（ｉ）には、分岐部７１ｅ（ｉ）の出力波に加え、周波数ｆｃ（ｉ）を有すると共に搬送波の位相に同期した同相信号（例えば、正弦波）が入力される。ミキサ（Ｉ）７３ｅ（ｉ）は、自身への入力波と同相信号とを周波数混合して、後段のＬＰＦ（Ｉ）７５ｅ（ｉ）に出力する。
【００２８】
上記周波数ｆｃ（ｉ）は、検波部５３１ｅ（ｉ）毎で互いに異なり、検出すべきターゲットＴの検知装置１ｅに対する相対速度に応じて定められる。
【００２９】
各ＬＰＦ（Ｉ）７５ｅ（ｉ）は、ミキサ（Ｉ）７３ｅ（ｉ）からの入力信号から高周波成分（より具体的には、２×ｆｃの周波数成分）を除去して、検波信号（Ｉ）を生成する。この検波信号（Ｉ）は、同相信号の周波数と、受信部５１ｅへの入力波の周波数との差の周波数を有し、相関部（Ｉ）５３３ｅ（ｉ）に与えられる。
【００３０】
各ミキサ（Ｑ）７７ｅ（ｉ）には、分岐部７１ｅ（ｉ）の出力波に加え、周波数ｆｃ（ｉ）を有するが上記同相信号と位相が直交する直交信号（例えば、余弦波）が入力される。ミキサ（Ｑ）７７ｅ（ｉ）は、自身への入力波と直交信号とを周波数混合して、後段のＬＰＦ（Ｑ）７９ｅ（ｉ）に出力する。
【００３１】
ＬＰＦ（Ｑ）７９ｅ（ｉ）は、ミキサ（Ｑ）７７ｅ（ｉ）からの入力信号から高周波成分を除去して、検波信号（Ｑ）を生成する。ＬＰＦ（Ｑ）７９ｅ（ｉ）は、生成した検波信号（Ｑ）を、後段の相関部（Ｑ）５３５ｅ（ｉ）に与える。
【００３２】
再度図１を参照する。各相関部（Ｉ）５３３ｅ（ｉ）は、所謂マッチドフィルタであって、検波部５３１ｅ（ｉ）の出力検波信号（Ｉ）と、既知の符号系列との間の相関をとり、両者の相関度合を示す相関信号（Ｉ）を生成する。
【００３３】
上記処理のために、各相関部（Ｉ）５３３ｅ（ｉ）は、図４のように、複数の遅延部９１ｅ（ｉ）と、複数の乗算部９３ｅ（ｉ）と、一つの加算部９５ｅ（ｉ）と、を含んでおり、サンプル周期（換言すると、クロック）毎に、検波部５３１ｅ（ｉ）からの検波信号（Ｉ）と、前述の既知の符号系列との相関を取る。
【００３４】
複数の乗算部９３ｅ（ｉ）で用いられる係数は、既知の符号系列を構成する符号に基づき定められる。符号系列が図２に示すように”１，０，１，０，１，０，１，０”の場合において、符号”０”を”−１”と読み替えると、送信部３３ｅからの被変調波には、”１，−１，１，−１，１，−１，１，−１”という符号系列が重畳されていることになる。従って、複数の乗算部９３ｅ（ｉ）で用いられる係数は、”１，−１，１，−１，１，−１，１，−１”となる。
【００３５】
一符号に割り当てられるタップ数は、送信部３３ｅから出射される被変調波と、相関部（Ｉ）５３３ｅ（ｉ）におけるサンプリングレートとにより定められる。図２のように、被変調波の五波長ごとに一符号が割り当てられる場合、タップ数は、五波長分の受信に要する時間にサンプリングが行われる回数に基づいて定められる。各符号用のタップの乗算部９３ｅ（ｉ）には、対応する係数が設定される。
【００３６】
次に、複数の乗算部９３ｅ（ｉ）に設定される係数の一例を説明する。
【００３７】
例えば、被変調波五波長分の受信に要する時間にサンプリングが五回行われる場合、各符号には五個のタップが割り当てられる。この場合、各乗算部９３ｅ（ｉ）の係数は、下表１に示す通りとなる。
【００３８】
【表１】
2018155557.tif 000003
【００３９】
なお、上表１において、係数ｃ０は、相関部（Ｉ）５３３ｅ（ｉ）の入力端に最も近い乗算部９３ｅの係数である。係数ｃ１は二番目に近い乗算部９３ｅの係数である。以下、係数ｃｊは、入力端にｊ＋１番目に近い乗算部９３ｅの係数である。なお、ｊは整数である。
【００４０】
各乗算部９３ｅ（ｉ）は、サンプル周期毎に、前段の遅延部９１ｅ（ｉ）から入力された検波信号（Ｉ）に、自身の係数を乗算して、乗算信号を生成する。各乗算部９３ｅ（ｉ）は、自身が生成した乗算信号を加算部９５ｅ（ｉ）に出力する。
【００４１】
加算部９５ｅ（ｉ）は、全乗算部９３ｅ（ｉ）の出力を加算して、検波信号（Ｉ）と既知の符号系列との相関度合を示す相関信号（Ｉ）を生成する。加算部９５ｅ（ｉ）は、生成した相関信号（Ｉ）を強度導出部５３７ｅ（ｉ）に出力する。
【００４２】
受信装置５ｅへの入力波（戻り波）が、送信装置３ｅからの被変調波と全く同じ信号（但し、信号強度を除く）であれば、相関部（Ｉ）５３３ｅ（ｉ）において相関利得が得られるため、相関信号（Ｉ）は、閾値レベル以上の大きく鋭い相関ピークを有する。逆に、相関部（Ｉ）５３３ｅ（ｉ）が、ずれたタイミングで相関を取ったり、異なる符号系列が重畳された検波信号（Ｉ）と相関を取ったりすると、その相関信号（Ｉ）に大きな相関ピークは現れない。
【００４３】
なお、相関部（Ｑ）５３５ｅ（ｉ）も、図４と同様の構成を有するが、相関部（Ｉ）５３３ｅ（ｉ）と比較すると、検波信号（Ｑ）と既知の符号系列との相関度合を示す相関信号（Ｑ）を強度導出部５３７ｅ（ｉ）に出力する点で相違するだけである。それ故、相関部（Ｑ）５３５ｅ（ｉ）の詳細な説明を控える。
【００４４】
再度、図１を参照する。強度導出部５３７ｅ（ｉ）は、サンプル周期毎で、両相関信号（Ｉ），（Ｑ）に基づき、直交空間（位相の同相成分をＩ軸（実数）と、その直交成分をＱ軸（虚数）とした位相平面）における絶対値（即ち、受信した戻り波の強度）を相関信号として算出して、後段の統合部５５ｅに渡す。
【００４５】
統合部５５ｅは、サンプル周期毎に、ｍ個の相関処理系統５３ｅ（ｉ）からの相関信号を受け取り、受け取った相関信号の中から、最大値を有する相関信号を選択して、検出部５７ｅに渡す。
【００４６】
検出部５７ｅは、サンプル周期毎に、統合部５５ｅから得られた相関信号が予め定められた閾値を超えているか否かを判断する。閾値以上の場合には、検出部５７ｅは、受信部５１ｅへの入力波がターゲットＴからの戻り波であるとみなして、検知装置１ｅの視野内にターゲットＴが存在すると判定する。逆に、閾値未満の場合、視野内にターゲットＴは存在しないと判定される。
【００４７】
上記のようにして、検知装置１ｅはターゲットＴの有無を検出する。
【００４８】
検出部５７ｅでの判断結果は、例えば、自車両に搭載された先進緊急ブレーキシステム（ＡＥＢＳ：Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ  Ｂｒａｋｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）に出力される。この場合、ＡＥＢＳは、受け取った判断結果に基づき、ターゲットＴが存在することを、同車両に備わる表示装置に表示したり、音声出力装置から音声で出力させたりする。さらに他にも、ＡＥＢＳは、必要に応じて、車両のブレーキを自動的に作動させる。
【００４９】
＜２．ドップラーシフト＞
ところで、検知装置１ｅに対しターゲットＴが相対移動している場合、ドップラー効果により、受信装置５ｅでの受信戻り波の周波数は、送信装置３ｅからの被変調波の周波数とは異なる。
【００５０】
具体的には、ターゲットＴが受信装置５ｅに近づいてくる場合、ドップラー効果により、戻り波の周波数は被変調波の周波数よりも大きくなる。換言すると、戻り波の波長は被変調波の波長よりも短くなる。
【００５１】
逆に、ターゲットＴが遠ざかる場合には、戻り波の周波数は被変調波のそれよりも小さくなる。
【００５２】
検知装置１ｅがソナー装置の場合、搬送波は音波となる。空間内の音速は約３４０ｍ／ｓである。今、ターゲットＴが１０ｋｍ／ｈ（約２．８ｍ／ｓ）で走行する他車両であると仮定する。この場合、空間における搬送波の伝搬速度に対するターゲットの移動速度の割合は、１％弱である。
【００５３】
上記の通り、搬送波周波数ｆｃが５６ｋＨｚで、ターゲットＴの移動速度が１０ｋｍ／ｈの場合、戻り波の周波数は次式（１），（２）より導出される。
【００５４】
【数１】
2018155557.tif 000004
【００５５】
上記の通り、空間における搬送波の伝搬速度に対するターゲットの移動速度の割合が１％弱であっても、戻り波の周波数は、搬送波周波数ｆｃに対し±１ｋＨｚ程度変動する。
【００５６】
上記の通り、検知装置１ｅでは、各ミキサ（Ｉ）７３ｅ（ｉ）で使用される周波数が互いに異なり、各ミキサ（Ｑ）７７ｅ（ｉ）で使用される周波数も互いに異なる。これにより、いずれかのミキサ（Ｉ）７３ｅ（ｉ）が、ドップラーシフトにより周波数が変化した入力波と、入力波と同一または近似した周波数の同相信号とを周波数混合して、検波信号（Ｉ）を生成する場合がある。この場合、ミキサ（Ｉ）７３ｅ（ｉ）の後段の相関部（Ｉ）５３３ｅ（ｉ）では、検波信号（Ｉ）と既知の符号系列との相関がとれるため、この相関部（Ｉ）５３３ｅ（ｉ）からは、大きな相関ピークを有する相関信号（Ｉ）が出力されることになる。この点については、対応する相関部（Ｑ）５３５ｅ（ｉ）でも同様に当てはまる。
【００５７】
例えば、搬送波周波数ｆｃが５６ｋＨｚであれば、５６ｋＨｚを用いる相関処理系統５３ｅ（ｉ）が、ドップラー速度が０ｋｍ／ｈのターゲットＴを検出する。
【００５８】
また、１０ｋｍ／ｈで受信装置５ａに近づくターゲットＴからの戻り波を検出するには、相関処理系統５３ｅ（ｉ）において、５６．９３ｋＨｚを使用する必要がある。
【００５９】
また、検知装置１ｅがソナー装置であって、自車両の移動速度に対し±２０ｋｍ／ｈの範囲を１ｋｍ／ｈ刻みでターゲットＴを検知可能な仕様であるとする。この場合、ｍは４１とすると共に、ミキサ（Ｉ）７３ｅ（ｉ）およびミキサ（Ｑ）７７ｅ（ｉ）が使用する搬送波周波数を適宜適切に選択する必要がある。
【００６０】
＜３．検知装置１ｅの技術的課題＞
ところで、ターゲットＴの相対速度が０ｋｍ／ｈの場合、ある相関処理系統５３ｅ（ｉ）から、大きなピークを持つ相関信号がメインローブ成分として出力される。その一方で、別の相関処理系統５３ｅ（ｉ）からは、小さいピークであるが相関信号がサイドローブ成分として出力される。
【００６１】
具体的には、図５に示すように、ある相関処理系統５３ｅ（ｉ）が大きな相関ピークを有する相関信号を出力するタイミングで、０ｋｍ／ｈの直ぐ近傍の相対速度が割り当てられた相関処理系統５３ｅ（ｉ）から、小さなピークを有する相関信号がサイドローブ成分として出力される。
【００６２】
他にも、図５に示すように、メインローブ成分の出力タイミングから少しずれたタイミングで、他の相関処理系統５３ｅ（ｉ）から、さらに小さなピークを有する相関信号がサイドローブ成分として出力される。
【００６３】
検知装置１ｅではサイドローブ成分も統合部５５ｅに渡されるため、反射率の小さなターゲットＴ（以下、第一ターゲットＴ１という）の直ぐ近くに、例えば反射率の大きな別のターゲットＴ（以下、第二ターゲットＴ２という）が存在する場合、これらの相対速度が互いに異なっていても、第二ターゲットＴ２の検出時に生じるサイドローブ成分の影響で、第一ターゲットＴ１を正確に検出出来ないという問題点があった。
【００６４】
上記問題点を解決するために、本件発明者は、下記の通り、本開示の各実施形態に係る検知装置１ａ〜１ｃを想到するに至った。以下、検知装置１ａ〜１ｃを順に説明する。
【００６５】
＜４．第一実施形態＞
まず、図６、図７を参照して、第一実施形態に係る検知装置１ａを説明する。
【００６６】
＜４−１．検知装置１ａの構成・処理＞
図６において、検知装置１ａは、前述の検知装置１ｅと比較すると、受信装置５ｅに代えて受信装置５ａを備える点で相違する。
【００６７】
また、受信装置５ａは、受信装置５ｅと比較すると、各相関処理系統５３ｅ（ｉ）の直ぐ後段にレベル低減処理部１１ａ（ｉ）をさらに備える点で相違する。
【００６８】
上記以外に両受信装置５ａ，５ｅの間に相違点は無い。それ故、図６において、図１に示す構成に相当するものには同一参照符号を付け、それぞれの説明を省略する。
【００６９】
レベル低減処理部１１ａ（ｉ）は、サンプル周期毎に、前段の強度導出部５３７ｅ（ｉ）より相関信号を受け取り、受け取った相関信号が所定の閾値以上か否かを判断する。ここで、所定の閾値は、相関信号がメインローブ成分かサイドローブ成分かを判断するための基準値であって、本検知装置１ａの開発段階で実験やシミュレーション等により適宜適切に定められる。
【００７０】
レベル低減処理部１１ａ（ｉ）は、所定の閾値以上と判断すると、受け取った相関信号がメインローブ成分であり、後段の検出部５７ｅにおいてターゲットＴの検出に必要であるとして、受け取った相関信号をそのまま統合部５５ｅに渡す。
【００７１】
それに対し、所定の閾値以上でないと判断すると、受け取った相関信号がサイドローブ成分であり、ターゲットＴの検出に不要であるとして、受け取った相関信号のレベルをゼロにする。即ち、受け取った相関信号がマスクされて無効にされる。
【００７２】
＜４−２．検知装置１ａの作用・効果＞
上記のようなレベル低減処理部１１ａ（ｉ）を備えたことにより、図７に示すように、検知装置１ａではサイドローブ成分が統合部５５ｅに送られずに済むため、例えば、反射率の小さな第一ターゲットの直ぐ近くに、例えば反射率の大きな別の第二ターゲットが存在する場合に、これらの相対速度が互いに異なっていても、第二ターゲットの検出時に生じるサイドローブ成分の影響で、第一ターゲットを正確に検出出来なくなることが低減される。即ち、検知装置１ａによれば、検知装置１ｅよりも高精度にターゲットを検出可能となる。なお、図７では、便宜上、相対速度が０ｋｍ／ｈ用の相関処理系統５３ｅ（ｉ）がメインローブ成分を出力する例を示している。
【００７３】
＜４−３．第一実施形態の付記＞
第４−１欄の説明では、相関信号が、所定の閾値以上であれば、そのまま統合部５５ｅに渡され、そうでなければ、マスクされて渡されていた。しかし、これに限らず、レベル低減処理部１１ａ（ｉ）は、メインローブ成分である可能性を示す係数を、受け取った相関信号に乗じて統合部５５ｅに渡しても良い。例えば、メインローブ成分である可能性が高い場合には、係数として１．０が乗じられ、その可能性が中程度の場合には、係数として０．５が乗じられ、その可能性が低い場合には、係数として０が乗じられる。
【００７４】
また、本開示では、受信装置５ａにおいて、例えば、受信部５１ｅおよび検波部５３１ｅ（ｉ）をひとまとめにしてフロントエンドと呼ばれても良い。フロントエンドは、例えば、１チップのＲＦＩＣ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）に集積されて実現される。
【００７５】
それに対し、受信装置５ａにおいて、フロントエンド以外の構成をひとまとめにしてバックエンドと呼ばれても良い。バックエンドは、例えば１チップのＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）に組み込まれる。
【００７６】
また、本開示では、搬送波は音波であるとして説明した。しかし、これに限らず、搬送波は電波や光であっても構わない。この点は、下記の第一変形例および第二変形例についても同様に当てはまる。
【００７７】
また、本開示では、符号化方式としてＢＰＳＫが例示されていた。しかし、これに限らず、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）等のＰＳＫが符号化方式に採用されても構わない。
【００７８】
また、本開示では、各相関処理系統５３ｅ（ｉ）で直交検波が行われるとして説明した。しかし、これに限らず、各相関処理系統５３ｅ（ｉ）は、同期検波（位相検波）を行っても構わない。この場合、相関部（Ｑ）５３５ｅ（ｉ）は不要となる。
【００７９】
また、検知装置１ａにおいて、相関部（Ｉ）５３３ｅ（ｉ）、相関部（Ｑ）５３５ｅ（ｉ）、強度導出部５３７（ｉ）、レベル低減処理部１１ａ（ｉ）、統合部５５ｅおよび検出部５７ｅはコンピュータプログラムで実現されても良い。コンピュータプログラムは、ＤＶＤ等のような配布媒体に格納されて提供されても良いし、ネットワークを介してダウンロード可能にネットワーク上のサーバ装置に格納されても良い。
【００８０】
上記付記の内容は、第二実施形態以降でも同様に当てはまる。
【００８１】
＜４−４．レベル低減処理の代替例１＞
ところで、ある相関処理系統５３ｅ（ｉ）における相関信号のレベルの経時変化は、メインローブ成分の場合、概ね次のようになる。ターゲットＴの移動速度が相関処理系統５３ｅ（ｉ）に割り当てられた移動速度に実質的に一致した時に、相関信号のレベルは急激に大きくなり、両速度が実質的に一致している間は大きな値を維持した状態になる。そして、ターゲットＴの移動速度が相関処理系統５３ｅ（ｉ）の移動速度からずれると、相関信号のレベルは急激に小さくなる。
【００８２】
このような経時変化を考慮し、レベル低減処理部１１ａ（ｉ）は、強度導出部５３７ｅ（ｉ）からの相関信号を受け取ると、例えばサンプル周期の間での相関信号のレベルの変化量（即ち、微分値）を求め、求めた微分値を過去所定期間分保持する。
【００８３】
レベル低減処理部１１ａ（ｉ）は、保持中の微分値の経時変化と、前述のメインローブ成分の変化パターンとの類似度が高い間、受け取った相関信号をそのまま統合部５５ｅに渡すが、そうでない場合には、受け取った相関信号をマスクして統合部５５ｅに渡す。
【００８４】
このようなレベル低減処理部１１ａ（ｉ）によっても、第４−２欄で説明した作用・効果を得ることが出来る。
【００８５】
＜５．第二実施形態＞
次に、図８〜図１２を参照して、第二実施形態に係る検知装置１ｂを説明する。
【００８６】
＜５−１．検知装置１ｂの構成・処理＞
図８の検知装置１ｂは、図６の検知装置１ａと比較すると、受信装置５ａに代えて受信装置５ｂを備えている点で相違する。
【００８７】
また、受信装置５ｂは、受信装置５ａと比較すると、相関処理系統５３ｅ（ｉ）およびレベル低減処理部１１ａ（ｉ）の組み合わせに代えて、相関処理系統１１ｂ（ｉ）およびレベル低減処理部１３ｂ（ｉ）の組み合わせを備える点で相違する。
【００８８】
上記以外に両検知装置１ａ，１ｂの間に相違点は無いので、本実施形態において第一実施形態の構成に相当するものには同一参照符号を付け、それぞれの説明を省略する。
【００８９】
また、本実施形態では既知の符号系列の長さ（以下、符号系列長という）をＮとする。
【００９０】
各相関処理系統１１ｂ（ｉ）は、図９に示すように、検波部１１１ｂ（ｉ）と、相関部（Ｉ）１１３ｂ（ｉ）と、相関部（Ｑ）１１５ｂ（ｉ）と、強度導出部１１７ｂ（ｉ）を含む。
【００９１】
各検波部１１１ｂ（ｉ）は、図３に示す検波部５３１ｅ（ｉ）と同様の構成を備えているため、その詳細な説明を控える。なお、各検波部１１１ｂ（ｉ）において、同相信号および直交信号の周波数ｆｃ（ｉ）についても前述の通りである。
【００９２】
各相関部（Ｉ）１１３ｂ（ｉ）は、所謂マッチドフィルタである。各相関部（Ｉ）１１３ｂ（ｉ）は、まず、検波部１１１ｂ（ｉ）の出力検波信号（Ｉ）と、既知の符号系列との間の相関を符号単位でとり、符号単位の相関度合を示すＮ個の中間相関信号（Ｉ）を生成する。各相関部（Ｉ）１１３ｂ（ｉ）は、Ｎ個の中間相関信号（Ｉ）をレベル低減処理部１３ｂ（ｉ）に渡すと共に、Ｎ個の中間相関信号（Ｉ）を合算して、符号系列全体としての相関度合を示す相関信号（Ｉ）を強度導出部１１７ｂ（ｉ）に出力する。
【００９３】
上記処理のために、各相関部（Ｉ）１１３ｂ（ｉ）は、まず、図１０のように、符号系列長に相当するＮ個のタップ群Ｇを有する。換言すると、一タップ群Ｇには一符号が割り当てられる。各タップ群Ｇは、複数個の遅延部９１ｂ（ｉ）と、複数個の乗算部９３ｂ（ｉ）と、一つの加算部９５ｂと、を含んでいる。上記に加え、各相関部（Ｉ）１１３ｂはさらに、加算部９７ｂを含む。
【００９４】
また、各タップ群Ｇに含まれる遅延部９１ｂ（ｉ）の個数と、乗算部９３ｂ（ｉ）の個数は、送信部３３ｅから出射される被変調波と、相関部（Ｉ）１１３ｂ（ｉ）におけるサンプリング速度とにより定められる。図２のように、被変調波の五波長ごとに一符号が割り当てられる場合、遅延部９１ｂ（ｉ）の個数および乗算部９３ｂ（ｉ）の個数は、この五波長の受信に要する時間に相関部（Ｉ）１１３ｂ（ｉ）がサンプリングを行う回数に応じて定められる。各タップＧの乗算部９３ｂ（ｉ）には、対応する係数が設定される。
【００９５】
各乗算部９３ｂ（ｉ）で用いられる係数は、前述の通り定められる。各乗算部９３ｂ（ｉ）は、所定のサンプル周期で動作して、直ぐ前段の遅延部９１ｂ（ｉ）からの検波信号（Ｉ）に各自の係数を乗じて、乗算値として出力する。
【００９６】
各加算部９５ｂは、同じタップ群Ｇに含まれる複数の乗算部９３ｂ（ｉ）からの乗算値全てを加算し、これにより得られた加算値を中間相関信号（Ｉ）として出力する。このようなＮ個の中間相関信号（Ｉ）のそれぞれは、符号単位のＩＱベクトルのＩ成分として、加算部９７ｂと、レベル低減処理１３ｂ（ｉ）と、に出力される。
【００９７】
加算部９７ｂは、各加算部９５ｂからの中間相関信号（Ｉ）を合算し、これにより得られた加算値を相関信号（Ｉ）として強度導出部１１７ｂに出力する。
【００９８】
各相関部（Ｑ）１１５ｂ（ｉ）もまた、マッチドフィルタである。各相関部（Ｑ）１１５ｂ（ｉ）は、まず、検波部１１１ｂ（ｉ）の出力検波信号（Ｑ）と、既知の符号系列との間の相関を符号単位でとり、Ｎ個の中間相関信号（Ｑ）を符号単位のＩＱベクトルのＱ成分として生成する。各相関部（Ｑ）１１５ｂ（ｉ）は、Ｎ個の中間相関信号（Ｑ）をレベル低減処理１３ｂ（ｉ）に渡すと共に、Ｎ個の中間相関信号（Ｑ）を合算して、符号系列全体としての相関度合を示す相関信号（Ｑ）を強度導出部１１７ｂ（ｉ）に出力する。
【００９９】
各相関部（Ｑ）１１５ｂ（ｉ）は、処理対象が検波信号（Ｑ）である点を除き、図１１に示すように、相関部（Ｉ）１１３ｂ（ｉ）と同様の構成を有する。それ故、各相関部（Ｑ）について、これ以上の詳細な説明を控える。
【０１００】
強度導出部１１７ｂは、サンプル周期毎に、両相関信号（Ｉ），（Ｑ）に基づき、受信した戻り波の強度を示す相関信号（前述）として算出して、後段のレベル低減処理部１３ｂ（ｉ）に渡す。
【０１０１】
＜５−２．レベル低減処理部１３ｂ（ｉ）の構成・処理＞
次に、レベル低減処理部１３ｂ（ｉ）の処理について詳細に説明する。
【０１０２】
レベル低減処理部１３ｂ（ｉ）は、符号単位のＩＱベクトルのＩ成分およびＱ成分を、Ｎ個のＩＱベクトルとして受け取る。本件発明者は、Ｎ個のＩＱベクトルの振る舞いについて下記のような知見を得た。
【０１０３】
本検知装置１ｂには、検出すべきターゲットＴの移動速度に応じて異なる周波数を有する同相信号および直交信号で直交検波を行う複数の相関処理系統１１ｂ（ｉ）が備わる。
【０１０４】
被変調波の搬送波周波数を５０ｋＨｚとすると、検知装置１ｂに対し相対的に静止するターゲットＴからの戻り波の周波数は５０ｋＨｚのままである。しかし、ターゲットＴが相対移動している場合は、ドップラー効果により戻り波の周波数は５０ｋＨｚと異なる周波数になる。
【０１０５】
ターゲットＴが相対速度５ｋｍ／ｈで検知装置１ｂに近づいている場合、音速を３４０ｍ／ｓとすると、戻り波の周波数は約５０．４ｋＨｚとなる。
【０１０６】
よって、各相関処理系統１１ｂ（ｉ）で用いる同相信号や直交信号の周波数は、相対移動するターゲットＴでのドップラー効果を考慮して定められる。
【０１０７】
例えば、複数の相関処理系統１１ｂ（ｉ）が、周波数が５０ｋＨｚを中心として１００Ｈｚずつずれた同相信号や直交信号を用いて直交検波を行うとする。この場合、５０ｋＨｚを用いるものは、相対速度が０ｋｍ／ｈのターゲットＴの検出に使用され、５０．４ｋＨｚを用いるものは、相対速度が５ｋｍ／ｈで検知装置１ｂに近づいているターゲットＴの検知に使用される。
【０１０８】
本実施形態で重要な点は、各相関処理系統１１ｂ（ｉ）においては、それぞれが直交検波で用いる周波数と、ドップラーシフトした戻り波の周波数との関係である。両周波数が完全に一致していると、各相関部（Ｉ）１１３ｂ（ｉ）と、各相関部（Ｑ）１１５ｂ（ｉ）とから大きな相関ピーク値が適切に出力されるが、両周波数に差があると、相関ピーク値は小さくなる。
【０１０９】
また、直交検波で用いる周波数と、ドップラーシフトした戻り波の周波数との間に差がある場合、周波数差に位相回転が符号系列に生じていることが分かる。逆に言うと、符号系列に生じた位相回転量を観測することで、周波数差がわかる。
【０１１０】
ここで、図１２は、ある移動速度のターゲットＴからの戻り波を処理した四個の相関処理系統１１ｂ（ｉ）で生成されたＮ個のＩＱベクトルを位相平面上にプロットした図である。
【０１１１】
図１２において、縦軸がＩ成分の値で、横軸がＱ成分の値であり、各位相平面上でＮ個のＩＱベクトルが順番に繋げられている。
【０１１２】
図１２中最も左には、ターゲットＴの相対速度に対応した相関処理系統１１ｂ（ｉ）におけるＮ個のＩＱベクトルが示される。なお、この相関処理系統１１ｂ（ｉ）を、以下、基準相関処理系統１１ｂ（ｉ）と呼ぶ。この場合、戻り波に残留するドップラー成分がゼロに近いので、Ｎ個のＩＱベクトルはほぼ同じ方向の向いていることが分かる。
【０１１３】
図１２中左から二番目には、基準相関処理系統１１ｂ（ｉ）の相対速度の一つ隣りの相対速度に対応した相関処理系統１１ｂ（ｉ）におけるＮ個のＩＱベクトルが示される。この場合、ターゲットＴの相対速度と、相関処理系統１１ｂ（ｉ）に割り当てられた相対速度が不一致であるため、相対速度差に応じた残留ドップラー成分が原因でＩＱベクトルが若干回転していることが分かる。
【０１１４】
図１２中左から三番目には、基準相関処理系統１１ｂ（ｉ）の相対速度の二つ隣りの相対速度に対応した相関処理系統１１ｂ（ｉ）におけるＮ個のＩＱベクトルが示され、最も右には、六つ隣りの相対速度に対応した相関処理系統１１ｂ（ｉ）におけるＮ個のＩＱベクトルが示されている。
【０１１５】
図１２に示す通り、相関処理系統１１ｂ（ｉ）に割り当てられた相対速度がターゲットＴの相対速度から離れるほど、相関処理系統１１ｂ（ｉ）におけるＩＱベクトルが位相平面上で大きく回転する。
【０１１６】
従って、各相関処理系統１１ｂ（ｉ）で生成されるＮ個のＩＱベクトルの位相平面上での分布や回転量をレベル低減処理部１３ｂ（ｉ）が解析することで、相関処理系統１１ｂ（ｉ）がターゲットＴの相対速度に対応しているか否かを判断することが出来る。
【０１１７】
各レベル低減処理部１３ｂ（ｉ）は、Ｎ個のＩＱベクトルが実質的に同方向を向いているか否かを判断できれば良いことになる。
【０１１８】
まず、説明の便宜のため、Ｎ個のＩＱベクトルを、Ｖｋと表現する。ここで、ｋは１〜Ｎの整数である。ＩＱベクトルＶ１は、符号系列を構成する先頭符号の相関度を示し、ＩＱベクトルＶ２は、先頭から二番目の符号の相関度を示す。以降、同様に、ＩＱベクトルＶＮは、最後尾の符号の相関度を示す。
【０１１９】
各レベル低減処理部１３ｂ（ｉ）は、ｋ番目のＩＱベクトルと、ｋ＋１番目のＩＱベクトルがなす角度を位相変動量として求めたり、ｋ番目のＩＱベクトルと、ｋ＋１番目のＩＱベクトルの比を変動比として求めたりする。
【０１２０】
各レベル低減処理部１３ｂ（ｉ）は、隣り合う二個のＩＱベクトルの全組み合わせについて位相変動量や変動比を求めた後、それらの平均値を求める。
【０１２１】
各レベル低減処理部１３ｂ（ｉ）は、求めた平均値が予め定められた閾値以上であれば、強度導出部１１７ｂからの相関信号をそのまま統合部５５ｅに出力するが、そうでなければ、相関信号をマスクして統合部５５ｅに出力する。
【０１２２】
＜５−３．検知装置１ｂの作用・効果＞
上記のようなレベル低減処理部１３ｂ（ｉ）を備えることでも、検知装置１ｂではサイドローブ成分が統合部５５ｅに送られずに済む。これにより、第４−２欄で説明した作用・効果と同様の作用・効果を奏する検知装置１ｂを提供することが可能となる。
【０１２３】
＜５−４．レベル低減処理の第一代替例＞
なお、各レベル低減処理部１３ｂ（ｉ）は、Ｎ個のＩＱベクトルから二個を重複無く選択し、選択した二個のＩＱベクトルについて位相変動量や変動比を全ての組み合わせについて求めても良い。
【０１２４】
この場合も、各レベル低減処理部１３ｂ（ｉ）は、全位相変動量や全変動比の平均値を求める。
【０１２５】
各レベル低減処理部１３ｂ（ｉ）は、求めた平均値が閾値以上であれば、強度導出部１１７ｂからの相関信号をそのまま統合部５５ｅに出力するが、そうでなければ、相関信号をマスクして統合部５５ｅに出力する。
【０１２６】
＜５−５．レベル低減処理の第二代替例＞
次に、図１３，図１４を参照して、各レベル低減処理部１３ｂ（ｉ）における処理の第二代替例について説明する。
【０１２７】
各レベル低減処理部１３ｂ（ｉ）は、図１３に示すように、Ｎ個のＩＱベクトルが位相平面上のどの象限に属しているかを振り分ける。ここで、どの象限に属するかは、各ＩＱベクトルの符号から判断可能である。
【０１２８】
Ｎ個のＩＱベクトルは、それらに位相回転が少なく同じ方向を向いていればいるほど、四象限のいずれかに偏って分布する。逆に、Ｎ個のＩＱベクトルは、それらに位相回転が多く生じており異なる方向を向いていればいるほど、四象限に分散する。
【０１２９】
そこで、各レベル低減処理部１３ｂ（ｉ）は、図１４に示すように、四象限に存在するＩＱベクトルの個数の分散値を計算する。
【０１３０】
例えば、合計３１個のＩＱベクトルのうち、第一象限に含まれる個数が０個で、第二象限に含まれる個数が３個で、第三象限に含まれる個数が７個で、第四象限に含まれる個数が２１個であるとする。
【０１３１】
この場合、各レベル低減処理部１３ｂ（ｉ）は、次式（３）に従って分散値を求める。
分散値＝（第一象限の個数−３１／４）２＋（第二象限の個数−３１／４）２
＋（第三象限の個数−３１／４）２＋（第四象限の個数−３１／４）２
＝２５８．７５                                                  …（３）
【０１３２】
なお、本来的には分散値には１／Ｎの成分が含まれるが、本実施形態では１／Ｎは本質的事項ではないため、省略する。
【０１３３】
各レベル低減処理部１３ｂ（ｉ）は、計算で得られた分散値が実験等により予め得られた分散閾値以下であれば、Ｎ個のＩＱベクトルの分布が偏っていて、残留ドップラー成分が受信した戻り波に少ないとして、強度導出部１１７ｂからの相関信号をそのまま統合部５５ｅに出力するが、そうでなければ、相関信号をマスクして統合部５５ｅに出力する。
【０１３４】
＜５−６．レベル低減処理の第三代替例＞
ところで、上記第二代替例のレベル低減処理部１３ｂ（ｉ）における判断結果にスパイク状の雑音が重畳されることがある。このようなスパイク雑音の影響で、本来マスクされるべき相関信号がそのままレベル低減処理部１３ｂ（ｉ）から統合部５５ｅへと誤って送られることがあると、検知装置１ｂにおけるターゲットＴの検出精度が低下する可能性がある。
【０１３５】
この問題を解決すべく、各レベル低減処理部１３ｂ（ｉ）は、図１５に示すように、分散値の閾値判断を行った後、スパイク除去処理を行っても良い。
【０１３６】
より具体的には、スパイク雑音が生じる時間幅は、サンプル周期以上であるが、相関ピークが生じる時間幅との比較において十分短い。各レベル低減処理部１３ｂ（ｉ）は、分散閾値による判断結果を、過去所定サンプル周期分だけ保持して、図１６に例示するように、分散閾値以下の判断結果が所定の時間閾値以下であれば、判断結果にスパイク雑音が重畳されているとみなして、判断結果を閾値超に変更し、これによってスパイク雑音を除去する。なお、所定の時間閾値は、検知装置１ｂの開発段階で実験やシミュレーションにより求められ、図１６の例では２サンプル周期に選ばれている。
【０１３７】
＜５−７．レベル低減処理の第四代替例＞
また、第二代替例のレベル低減処理部１３ｂ（ｉ）がＩＱベクトルの位相回転をより正確に評価するには、相関処理系統１１ｂ（ｉ）から得られるＮ個のＩＱベクトルが雑音レベルよりも十分大きい必要がある。
【０１３８】
そこで、各レベル低減処理部１３ｂ（ｉ）は、図１７に示すように、Ｎ個のＩＱベクトルの大きさを演算し、それぞれが所定の大きさ閾値以上か否かを判断する。もし、Ｎ個のＩＱベクトルの大きさが大きさ閾値以上でなければ、Ｎ個のＩＱベクトルの分散値が分散閾値以上か否かの判断を行わない。この場合、レベル低減処理部１３ｂ（ｉ）は、前段の相関処理系統１１ｂ（ｉ）からの相関信号をそのまま統合部５５ｅに渡す。
【０１３９】
なお、Ｎ個のＩＱベクトルの大きさを大きさ閾値と比較するのに代えて、Ｎ個のＩＱベクトルの大きさの平均値、中央値、最大値および最小値のいずれかを代表値として大きさ閾値と比較しても構わない。
【０１４０】
＜６．第三実施形態＞
次に、図１８〜図２１を参照して、第三実施形態に係る検知装置１ｃを説明する。
【０１４１】
＜６−１．検知装置１ｃの構成・処理＞
図１８の検知装置１ｃは、図６の検知装置１ａと比較すると、受信装置５ａに代えて受信装置５ｃを備えている点で相違する。
【０１４２】
また、受信装置１ｃは、前述の受信装置１ａと比較すると、ｍ組の相関処理系統５３ｅ（ｉ）およびレベル低減処理部１１ａ（ｉ）に代えて、一個の相関処理系統１１ｃ（ｒ）とｑ個のレベル低減処理部１３ｃ（ｒｓ）からなる組み合わせをｐ組備えている点で相違する。
【０１４３】
上記ｐは１以上の整数であり、上記ｒは１〜ｐまでの整数である。また、上記ｑは２以上の整数であり、上記ｓは１〜ｑまでの整数である。
【０１４４】
上記以外に両検知装置１ａ，１ｃの間に相違点は無いので、本実施形態において第一実施形態の構成に相当するものには同一参照符号を付け、それぞれの説明を省略する。
【０１４５】
また、本実施形態では、符号系列長Ｎは１５とする。
【０１４６】
各相関処理系統１１ｃ（ｒ）は、図１９に示すように、検波部１１１ｃ（ｒ）と、相関部（Ｉ）１１３ｃ（ｒ）と、相関部（Ｑ）１１５ｃ（ｒ）とを一つずつと、位相制御部１１７ｃ（ｒｓ）と、強度導出部１１９ｃ（ｒｓ）とをｑ個ずつを含む。
【０１４７】
各検波部１１１ｃ（ｒ）は、受信部５１ｅの出力波を受け取り、図３に示す検波部５３１ｅ（ｉ）と同様に、入力波に対し、周波数ｆｃ（ｒ）を有する同相信号および直交信号を用いて直交検波を行う。
【０１４８】
上記周波数ｆｃ（ｒ）は、周波数ｆｃ（ｉ）と同様に、検波部１１１ｃ（ｒ）毎で互いに異なり、検出すべきターゲットＴの検知装置１ｃに対する相対速度に応じて定められる。
【０１４９】
各検波部１１１ｃ（ｒ）は、直交検波により得た検波信号（Ｉ），（Ｑ）から高周波成分を除去する。これにより得た検波信号（Ｉ）は相関部（Ｉ）１１３ｃ（ｒ）へ、検波信号（Ｑ）は相関部（Ｑ）１１５ｃへと出力される。
【０１５０】
次に、相関部（Ｉ）１１３ｃ（ｒ）と相関部（Ｑ）１１５ｃの詳細な構成について説明する。
【０１５１】
相関部（Ｉ）１１３ｃ（ｒ）は、図２０上段に示すように、上記符号系列長Ｎに相当する数のタップ群Ｇを有する。換言すると、一タップ群Ｇには一符号が割り当てられる。各タップ群Ｇは、複数個の遅延部９１ｃ（ｒ）と、複数個の乗算部９３ｃ（ｒ）と、複数個の加算部９５ｃ（ｒ）と、を含んでいる。
【０１５２】
各タップ群Ｇに含まれる遅延部９１ｃ（ｒ）の個数と、乗算部９３ｃ（ｒ）の個数とは、遅延部９１ｂ（ｉ）の個数と、乗算部９３ｂ（ｉ）の個数（第二実施形態を参照）と同様にして定められる。
【０１５３】
各乗算部９３ｃ（ｒ）で用いられる係数は、乗算部９３ｂ（ｉ）で用いられる係数と同様にして定められる。
【０１５４】
各乗算部９３ｃ（ｒ）は、所定のサンプリング速度で動作して、すぐ前段の遅延部９１ｃ（ｒ）から入力された検波信号（Ｉ）に各自の係数を乗じて、乗算値として出力する。
【０１５５】
各加算部９５ｃ（ｒ）は、同じタップ群Ｇに含まれる複数の乗算部９３ｃ（ｒ）からの乗算値全てを加算して、後段の位相制御部１１７ｃ（ｒ１）〜位相制御部１１７ｃ（ｒｑ）に出力する。
【０１５６】
本実施形態の相関部（Ｉ）１１３ｃ（ｒ）は、上記符号系列長Ｎに相当する数のタップ群Ｇで上記のような処理を実施することで、入力検波信号（Ｉ）と既知の符号系列との相関をとる処理を、既知の符号系列を構成する符号単位で実施していることとなる。その結果、各加算部９５ｃ（ｒ）からの出力加算値は、符号系列長Ｎに相当する数の中間相関信号（Ｉ）となる。
【０１５７】
なお、相関部（Ｑ）１１５ｃ（ｒ）も、図２０下段に示すように、相関部（Ｉ）１１３ｃ（ｒ）と同様の構成を有するが、相関部（Ｉ）１１３ｃ（ｒ）と比較すると、検波信号（Ｑ）に対して処理を行う点で相違するだけである。それ故、相関部（Ｑ）１１５ｃ（ｒ）の詳細な説明を控える。
【０１５８】
符号系列長Ｎは１５であるため、相関部（Ｉ）１１３ｃ（ｒ）からは合計１５個の加算値（中間相関信号）（Ｉ）が出力され、相関部（Ｑ）１１５ｃ（ｒ）からも合計１５個の加算値（中間相関信号）（Ｑ）が出力される。なお、説明の便宜のため、各加算値に下表２に記載のような名称を付ける。
【０１５９】
【表２】
2018155557.tif 000005
【０１６０】
上表２において、例えば、相関部（Ｉ）１１３ｃ（ｒ）の入力端に最も近い加算部９５ｃ（ｒ）の出力加算値の名称は、COR_OUTI_15である。また、相関部（Ｑ）１１５ｃ（ｒ）の入力端から最も遠い加算部９５ｃ（ｒ）の出力加算値の名称は、COR_OUTQ_01である。
【０１６１】
再度、図１９を参照する。ｑ個の位相制御部１１７ｃ（ｒｓ）のそれぞれは、相関部（Ｉ）１１３ｃ（ｒ）からの全ての加算値と、相関部（Ｑ）１１５ｃ（ｒ）からの全ての加算値とを受け取る。各位相制御部１１７ｃ（ｒｓ）には、図２１に示すように、符号系列における符号単位で位相回転操作を行う。各位相回転操作により、相関部（Ｉ）１１３ｃ（ｒ）からの加算値のうち対応する符号のものに、予め定められたパターンの位相回転の操作を行うと共に、相関部（Ｑ）１１５ｃ（ｒ）からの加算値であって、符号系列において同じ順番の加算値に、予め定められたパターンの位相回転の操作を行う。
【０１６２】
図２１によれば、位相制御部１１７ｃ（ｒ１）において、出力加算値COR_OUTI_01および出力加算値COR_OUTQ_01には、０°の位相回転の操作が行われる。また、出力加算値COR_OUTI_02および出力加算値COR_OUTQ_02にも０°の位相回転の操作が行われる。他の出力加算値に対しても同様の位相回転操作が行われることが図２１には例示される。
【０１６３】
以下、位相回転操作について詳細に説明する。
【０１６４】
まず、ｑ個の位相制御部１１７ｃ（ｒｓ）には、互いに異なるターゲットＴの移動速度ｖ（ｒ１）〜ｖ（ｒｑ）が割り当てられる。移動速度ｖ（ｒ１）〜ｖ（ｒｑ）のいずれか一つには、上記周波数ｆｃ（ｒ）が表す移動速度であり、残りは、上記周波数ｆｃ（ｒ）が表す移動速度と異なっている。なお、移動速度ｖ（ｒ１）〜ｖ（ｒｑ）は互いに異なる。であり、を中心として、適宜適切に定められる。
【０１６５】
ターゲットＴの移動速度により、戻り波に生じるドップラーシフトの量は異なる。このようなドップラーシフト量に起因して、戻り波に重畳された符号系列には、ターゲットＴの移動速度に応じた量の位相回転が生じる。そこで、ターゲットＴの移動速度に応じて、符号系列を構成する各符号にどの程度の位相回転が生じるのかが、本検知装置１ｃの設計段階で実験やシミュレーションにより予め導出される。
【０１６６】
また、各位相制御部１１７ｃ（ｒｓ）は、各符号に生じうる位相回転を補償するために、相関部（Ｉ）１１３ｃ（ｒ）と相関部（Ｑ）１１５ｃ（ｒ）からの各出力加算値に対し位相回転操作を行う。
【０１６７】
ここで、下表３の例示を参照して、各位相制御部１１７ｃ（ｒｓ）が操作する位相回転量を説明する。なお、下表３には、ｑが９の場合が例示される。
【０１６８】
【表３】
2018155557.tif 000006
【０１６９】
上表３によれば、移動速度ｖ（ｒ１）では、全出力加算値COR_OUTI_01〜COR_OUTI_15および出力加算値COR_OUTQ_01〜COR_OUTQ_15に、０°分の位相回転操作がなされる。
【０１７０】
また、移動速度ｖ（ｒ２）では、出力加算値COR_OUTI_01〜COR_OUTI_12および出力加算値COR_OUTQ_01〜COR_OUTQ_12に、０°分の位相回転操作がなされ、出力加算値COR_OUTI_13〜COR_OUTI_15および出力加算値COR_OUTQ_13〜COR_OUTQ_15に、９０°分の位相回転操作がなされる。
【０１７１】
他の移動速度ｖ（ｒ３）〜ｖ（ｒ９）でも、上記と同じ要領で、各出力加算値COR_OUTI_01〜COR_OUTI_15および出力加算値COR_OUTQ_01〜COR_OUTQ_15に、上表３中に記載の角度分の位相回転操作がなされる。
【０１７２】
なお、上表３の例示では、各符号には、９０°刻みで近似的に回転を実現するように位相回転量が割り振られている。しかし、上表３の内容は、上記のような位相回転を実現するための一例である。
【０１７３】
次に、下表４の例示を参照して、上表３に記載の位相回転量毎の位相回転操作を説明する。
【０１７４】
【表４】
2018155557.tif 000007
【０１７５】
上表４において、I_INは、出力加算値COR_OUTI_01〜COR_OUTI_15のいずれかであり、Q_INは、出力加算値COR_OUTQ_01〜COR_OUTQ_15のいずれかである。また、I_OUTは、対応する位相回転操作済の出力加算値COR_OUTI_01〜COR_OUTI_15のいずれかであり、Q_OUTは、対応する位相回転操作済の出力加算値COR_OUTQ_01〜COR_OUTQ15である。
【０１７６】
位相回転量が０°の場合、位相回転操作済の出力I_OUT，Q_OUTは、I_OUT＝I_IN，Q_OUT＝Q_INとなる。位相回転量が他の場合も、上表４に記載の通りの位相回転操作が実施される。
【０１７７】
次に、位相回転操作をより具体的に説明する。
【０１７８】
上表３において、移動速度ｖ（ｒ８）の位相回転量を参照する。この場合、先頭の符号から四番目の符号の位相回転量は０°と記載されている。上表４によれば、位相回転量が０°の場合、位相回転操作済の出力I_OUT，Q_OUTは、I_OUT＝I_IN，Q_OUT＝Q_INとなる。
【０１７９】
また、五番目の符号から八番目の符号の位相回転量は９０°と記載されている。この場合、位相回転操作済の出力I_OUT，Q_OUTは、I_OUT＝-I_IN，Q_OUT＝-Q_INとなる。
【０１８０】
また、九番目の符号から十二番目の符号の位相回転量は１８０°と記載されている。この場合、位相回転操作済の出力I_OUT，Q_OUTは、I_OUT＝-Q_IN，Q_OUT＝I_INとなる。
【０１８１】
また、十三番目の符号から十五番目の符号の位相回転量は−９０°（＝２７０°）と記載されている。この場合、位相回転操作済の出力I_OUT，Q_OUTは、I_OUT＝Q_IN，Q_OUT＝-I_INとなる。
【０１８２】
各位相制御部１１７ｃ（ｒｓ）は、図２１に示すように、位相回転操作済の加算値COR_OUTI_01〜COR_OUTI15を加算した加算値（Ｉ）と、位相回転操作済の加算値COR_OUTQ_01〜COR_OUTQ15を加算した加算値（Ｑ）とを生成する。
【０１８３】
上記位相回転操作の具体的な説明では、移動速度ｖ（ｒ８）の位相回転量について説明した。他の移動速度ｖ（ｒｓ）でも、同じ要領で、各符号に対して位相回転操作が実施される。
【０１８４】
上記位相回転操作は、近似的に、位相回転制御部１１７ｃ（ｒｓ）への入力信号（即ち、加算値COR_OUTI_01〜COR_OUTI_15および加算値COR_OUTQ_01〜COR_OUTQ_15）の位相を、特定の周波数成分で所定量だけ回転させていることになる。その周波数成分は、入力信号に付与すべき位相回転量、一符号に割り振られるタップ数、および、サンプリング速度などによって決まる。
【０１８５】
例えば、位相制御部１１７ｃ（ｒ８）がｘＨｚに相当する位相回転を入力信号に付与するとする。この場合、位相制御部１１７ｃ（ｒ８）の出力加算値は、搬送波周波数ｆｃ（ｉ）にｘＨｚを加えた周波数を有する同相信号を用いて入力波を検波し、この検波結果と既知の符号系列との相関をとった結果としての相関信号を出力することと等価となる。
【０１８６】
従って、ｑ個の位相制御部１１７ｃ（ｒｓ）が、相異なる周波数に相当する位相回転を入力信号に付与した後に加算することは、ｑ個の周波数の同相信号を用いて入力波を検波し、この検波結果と既知の符号系列との相関をとることと実質上等価となる。
【０１８７】
ここで、再度図１９を参照する。ｑ個の位相制御部１１７ｃ（ｒｓ）の出力加算値（Ｉ），（Ｑ）の組みは、後段の強度取得部１１９ｃ（ｒｓ）に与えられる。各強度取得部１１９ｃ（ｒｓ）は、両加算値（Ｉ），（Ｑ）に基づき、直交空間における絶対値を、入力波の信号強度を示す相関信号として算出して、後段のレベル低減処理部１３ｃ（ｒｓ）に出力する。
【０１８８】
以上のような検知装置１ｃでは、ｐ×ｑ個の位相制御部１１７ｃ（１１）〜１１７ｃ（ｐｑ）のうち、ターゲットＴの移動速度に整合しているものが、相対的に大きな相関ピークを有する相関信号をメインローブ成分として出力するが、残りのものは、相対的に小さな相関ピークを有する相関信号をサイドローブ成分として出力する。
【０１８９】
各レベル低減処理部１３ｃ（ｒｓ）（即ち、ｐ×ｑ個のレベル低減処理部１３ｃ（１１）〜１３ｃ（ｐｑ））は、例えば、第一実施形態で説明したレベル低減処理部１１ａ（ｉ）と同様の処理を、前段の位相制御部１１７ｃ（ｒｓ）からの相関信号に行って、統合部５５ｅ（図１８を参照）に渡す。従って、メインローブ成分はそのまま統合部５５ｅに出力され、サイドローブ成分はレベル低減されて統合部５５ｅに出力される。
【０１９０】
＜６−２．検知装置１ｃの作用・効果＞
上記のような相関処理系統１１ｃに対してもレベル低減処理部１３ｃ（ｉ）を適用することで、検知装置１ｃではサイドローブ成分が統合部５５ｅに送られずに済む。これにより、第４−２欄で説明した作用・効果と同様の作用・効果を奏する検知装置１ｃを提供することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１９１】
本開示に係る検知装置、検知方法および検知プログラムは、より高精度にターゲットを検出可能であり、車両用ソナー等に好適である。
【符号の説明】
【０１９２】
１ａ，１ｂ，１ｃ  検知装置
５３ｅ（ｉ），１１ｂ（ｉ），１１ｃ（ｒ）  相関処理系統
５３１ｅ（ｉ），１１１ｂ（ｉ），１１１ｃ（ｒ）  検波部
５３３ｅ（ｉ），１１３ｂ（ｉ），１１３ｃ（ｒ）  相関部（Ｉ）
５３５ｅ（ｉ），１１５ｂ（ｉ），１１５ｃ（ｒ）  相関部（Ｑ）
５３７ｅ（ｉ），１１７ｂ（ｉ），１１９ｃ（ｒｓ）  強度導出部
１１ａ（ｉ），１３ｂ（ｉ），１３ｃ（ｒｓ）  レベル低減処理部
５７ｅ  検出部
【図１】
2018155557.tif 000008
【図２】
2018155557.tif 000009
【図３】
2018155557.tif 000010
【図４】
2018155557.tif 000011
【図５】
2018155557.tif 000012
【図６】
2018155557.tif 000013
【図７】
2018155557.tif 000014
【図８】
2018155557.tif 000015
【図９】
2018155557.tif 000016
【図１０】
2018155557.tif 000017
【図１１】
2018155557.tif 000018
【図１２】
2018155557.tif 000019
【図１３】
2018155557.tif 000020
【図１４】
2018155557.tif 000021
【図１５】
2018155557.tif 000022
【図１６】
2018155557.tif 000023
【図１７】
2018155557.tif 000024
【図１８】
2018155557.tif 000025
【図１９】
2018155557.tif 000026
【図２０】
2018155557.tif 000027
【図２１】
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