(57)【要約】【課題】消費電力を抑制しながら対象物を正しく検知することが可能な電波センサ、検知方法および検知プログラムを提供する。【解決手段】電波センサは、対象エリアへ電波を送信する送信部と、前記対象エリアからの電波を受信する受信部と、前記受信部によって受信された電波に基づいて、前記対象エリアにおける対象物を検知するための検知処理を行う検知部と、前記検知処理の結果に基づいて、前記検知処理の実行間隔を変更する制御を行う制御部とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象エリアへ電波を送信する送信部と、
前記対象エリアからの電波を受信する受信部と、
前記受信部によって受信された電波に基づいて、前記対象エリアにおける対象物を検知するための検知処理を行う検知部と、
前記検知処理の結果に基づいて、前記検知処理の実行間隔を変更する制御を行う制御部とを備える、電波センサ。
【請求項２】
前記送信部は、第１の期間において電波を連続的に送信し、第２の期間において電波の送信を停止し、前記第１の期間および前記第２の期間を交互に繰り返し、
前記制御部は、前記検知処理の結果に基づいて前記第２の期間の長さを変更することで前記実行間隔を変更する、請求項１に記載の電波センサ。
【請求項３】
前記送信部は、パルス状の電波であるパルス電波を繰り返し送信し、
前記制御部は、前記検知処理の結果に基づいて前記パルス電波の送信間隔を変更することで前記実行間隔を変更する、請求項１に記載の電波センサ。
【請求項４】
前記制御部は、前記検知部によって前記対象物が検知されていない状態から検知された状態へ遷移したか否かについての判断を行い、前記判断の結果に基づいて前記実行間隔を短くする、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。
【請求項５】
前記制御部は、前記検知部によって前記対象物が検知された状態から検知されていない状態へ遷移したか否かについての判断を行い、前記判断の結果に基づいて前記実行間隔を長くする、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電波センサ。
【請求項６】
前記制御部は、前記検知処理の結果に関する条件を含む所定条件が満たされるか否かに応じて、前記対象エリアの範囲を変更する、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電波センサ。
【請求項７】
前記制御部は、前記送信部の送信電力を変更することにより前記対象エリアの範囲を変更する、請求項６に記載の電波センサ。
【請求項８】
前記制御部は、前記送信部におけるアンテナの指向性を変更することにより前記対象エリアの範囲を変更する、請求項６または請求項７に記載の電波センサ。
【請求項９】
前記制御部は、前記送信部におけるアンテナの向きを変更することにより前記対象エリアの範囲を変更する、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。
【請求項１０】
前記制御部は、前記検知処理を行うための回路への電力供給の停止期間を変更することにより、前記実行間隔を変更する、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の電波センサ。
【請求項１１】
前記電波センサは、さらに、
バッテリーを備え、
前記制御部は、前記バッテリーの残量および前記検知処理の結果に基づいて、前記検知処理の実行間隔を変更する制御を行う、請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の電波センサ。
【請求項１２】
前記電波センサは、さらに、
バッテリーを備え、
前記制御部は、前記バッテリーの残量に基づいて、前記電力供給の停止に関する判断を行う、請求項１０に記載の電波センサ。
【請求項１３】
電波センサにおける検知方法であって、
対象エリアへ電波を送信するステップと、
前記対象エリアからの電波を受信するステップと、
受信した電波に基づいて、前記対象エリアにおける対象物を検知するための検知処理を行うステップと、
前記検知処理の結果に基づいて、前記検知処理の実行間隔を変更する制御を行うステップとを含む、検知方法。
【請求項１４】
対象エリアへ電波を送信し、前記対象エリアからの電波を受信する電波センサにおいて用いられる検知プログラムであって、
コンピュータに、
受信した電波に基づいて、前記対象エリアにおける対象物を検知するための検知処理を行うステップと、
前記検知処理の結果に基づいて、前記検知処理の実行間隔を変更する制御を行うステップとを実行させるための、検知プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電波センサ、検知方法および検知プログラムに関し、特に、電波を用いて対象物を検知する電波センサ、検知方法および検知プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２０１２−２４７２１５号公報（特許文献１）には、車両に搭載され、当該車両の周囲に存在する物体の種別を識別する物体識別装置が開示されている。物体識別装置は、自車両の周囲に音波または電磁波を照射して当該音波または当該電磁波の反射波を検出することによって得られた、反射強度および自車両周囲の物体までの距離の情報を含む物体情報と、画像処理によって得られた物体の高さの情報とを取得する。物体識別装置は、物体の高さおよび物体までの距離に応じて反射強度を補正する。そして、物体識別装置は、補正後の反射強度に応じて物体の種別を識別する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】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
【非特許文献２】四分一  浩二、外２名、”拡大するミリ波技術の応用”、［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成２６年４月９日検索］、インターネット〈ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｐｃ．ｃｏ．ｊｐ／ｓｐｃ／ｐｄｆ／ｇｉｈｏ２１＿０９．ｐｄｆ〉
【非特許文献３】神保  郁充、外２名、”２周波ＩＣＷ方式レーダの安全運転支援システムへの適用検討”、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  ２０１３  ＩＥＩＣＥ  Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ２０１３年総合大会講演論文集、２０１３年３月、講演番号：Ｂ−２−２３、Ｐ２６５
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２４７２１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、たとえば特許文献１に記載の物体識別装置を、供給可能な電力が制限されている場所に設置する場合において、当該物体識別装置における消費電力が制限値を超えてしまうと、当該物体識別装置を安定に動作させることが困難となるときがある。このため、低消費電力で動作可能な物体識別装置等の電波センサが求められている。
【０００６】
この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、消費電力を抑制しながら対象物を正しく検知することが可能な電波センサ、検知方法および検知プログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる電波センサは、対象エリアへ電波を送信する送信部と、上記対象エリアからの電波を受信する受信部と、上記受信部によって受信された電波に基づいて、上記対象エリアにおける対象物を検知するための検知処理を行う検知部と、上記検知処理の結果に基づいて、上記検知処理の実行間隔を変更する制御を行う制御部とを備える。
【０００８】
（１３）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる検知方法は、電波センサにおける検知方法であって、対象エリアへ電波を送信するステップと、上記対象エリアからの電波を受信するステップと、受信した電波に基づいて、上記対象エリアにおける対象物を検知するための検知処理を行うステップと、上記検知処理の結果に基づいて、上記検知処理の実行間隔を変更する制御を行うステップとを含む。
【０００９】
（１４）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる検知プログラムは、対象エリアへ電波を送信し、上記対象エリアからの電波を受信する電波センサにおいて用いられる検知プログラムであって、コンピュータに、受信した電波に基づいて、上記対象エリアにおける対象物を検知するための検知処理を行うステップと、上記検知処理の結果に基づいて、上記検知処理の実行間隔を変更する制御を行うステップとを実行させるためのプログラムである。
【００１０】
本発明は、このような特徴的な処理部を備える電波センサとして実現することができるだけでなく、電波センサ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したり、電波センサを備えるシステムとして実現したりすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、消費電力を抑制しながら対象物を正しく検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態に係る信号制御システムの構成を示す図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施の形態に係る信号制御システムにおける電波センサの構成を示す図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施の形態に係る電波センサにおける制御部の構成を示す図である。
【図４】図４は、本発明の第１の実施の形態に係る送信部における送信波処理部の構成を示す図である。
【図５】図５は、本発明の第１の実施の形態に係る電波センサによる動作モードの変更の一例を示す図である。
【図６】図６は、本発明の第１の実施の形態に係る電波センサによる動作モードの変更の一例を示す図である。
【図７】図７は、本発明の第１の実施の形態に係る電波センサが対象物を検知可能な通常対象エリアおよび拡大対象エリアの一例を示す図である。
【図８】図８は、本発明の第１の実施の形態に係る受信部における受信波処理部の構成を示す図である。
【図９】図９は、本発明の第１の実施の形態に係る送信アンテナ、受信アンテナおよび対象物の配置の一例を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明の第１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１１】図１１は、本発明の第１の実施の形態に係る電波センサにおける検知部の構成を示す図である。
【図１２】図１２は、本発明の第１の実施の形態に係る電波センサの変形例の構成を示す図である。
【図１３】図１３は、本発明の第１の実施の形態に係る電波センサの変形例における制御部の構成を示す図である。
【図１４】図１４は、本発明の第１の実施の形態に係る電波センサの変形例による動作モードの変更の一例を示す図である。
【図１５】図１５は、本発明の第１の実施の形態に係る電波センサの変形例による動作モードの変更の一例を示す図である。
【図１６】図１６は、本発明の第１の実施の形態に係る電波センサの変形例の構成を示す図である。
【図１７】図１７は、本発明の第１の実施の形態に係る電波センサの変形例における制御部の構成を示す図である。
【図１８】図１８は、本発明の第１の実施の形態に係る電波センサの変形例による動作モードの変更の一例を示す図である。
【図１９】図１９は、本発明の第１の実施の形態に係る電波センサの変形例による動作モードの変更の一例を示す図である。
【図２０】図２０は、本発明の第１の実施の形態に係る電波センサの変形例におけるチルト可変送信アンテナの指向性の方向の一例を示す図である。
【図２１】図２１は、本発明の第１の実施の形態に係る電波センサが対象エリアにおける対象物を動作モードに応じて検知する際の動作手順を定めたフローチャートである。
【図２２】図２２は、本発明の第１の実施の形態に係る電波センサが拡大検知モードにおいて拡大対象エリアにおける対象物を検知する際の動作手順を定めたフローチャートである。
【図２３】図２３は、本発明の第１の実施の形態に係る電波センサが通常検知モードにおいて通常対象エリアにおける対象物を検知する際の動作手順を定めたフローチャートである。
【図２４】図２４は、本発明の第２の実施の形態に係る電波センサの構成を示す図である。
【図２５】図２５は、本発明の第２の実施の形態に係る送信部における送信波処理部の構成を示す図である。
【図２６】図２６は、本発明の第２の実施の形態に係る電波センサによる動作モードの変更の一例を示す図である。
【図２７】図２７は、本発明の第２の実施の形態に係る電波センサによる動作モードの変更の一例を示す図である。
【図２８】図２８は、本発明の第２の実施の形態に係る送信部および受信部が生成するパルス信号の一例を示す図である。
【図２９】図２９は、本発明の第２の実施の形態に係る受信部における受信波処理部の構成を示す図である。
【図３０】図３０は、本発明の第２の実施の形態に係る電波センサにおける検知部の構成を示す図である。
【図３１】図３１は、本発明の第２の実施の形態に係る電波センサの変形例の構成を示す図である。
【図３２】図３２は、本発明の第２の実施の形態に係る電波センサの変形例による動作モードの変更の一例を示す図である。
【図３３】図３３は、本発明の第２の実施の形態に係る電波センサの変形例による動作モードの変更の一例を示す図である。
【図３４】図３４は、本発明の第２の実施の形態に係る電波センサの変形例の構成を示す図である。
【図３５】図３５は、本発明の第２の実施の形態に係る電波センサの変形例による動作モードの変更の一例を示す図である。
【図３６】図３６は、本発明の第２の実施の形態に係る電波センサの変形例による動作モードの変更の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
最初に、本発明の実施形態の内容を列記して説明する。
【００１４】
（１）本発明の実施の形態に係る電波センサは、対象エリアへ電波を送信する送信部と、上記対象エリアからの電波を受信する受信部と、上記受信部によって受信された電波に基づいて、上記対象エリアにおける対象物を検知するための検知処理を行う検知部と、上記検知処理の結果に基づいて、上記検知処理の実行間隔を変更する制御を行う制御部とを備える。
【００１５】
このような構成により、検知処理の結果に悪影響を及ぼさない範囲で検知処理の頻度を下げることができるので、検知処理による電力消費を抑制しながら対象物を正しく検知することができる。
【００１６】
（２）好ましくは、上記送信部は、第１の期間において電波を連続的に送信し、第２の期間において電波の送信を停止し、上記第１の期間および上記第２の期間を交互に繰り返し、上記制御部は、上記検知処理の結果に基づいて上記第２の期間の長さを変更することで上記実行間隔を変更する。
【００１７】
このように、第１の期間の長さを維持したまま消費電力の小さい第２の期間の長さを変更する構成により、検知処理の精度が劣化することを回避しながら消費電力を抑制することができる。
【００１８】
（３）好ましくは、上記送信部は、パルス状の電波であるパルス電波を繰り返し送信し、上記制御部は、上記検知処理の結果に基づいて上記パルス電波の送信間隔を変更することで上記実行間隔を変更する。
【００１９】
このように、繰り返し送信されるパルス電波の送信間隔を検知処理の結果に応じて変更する構成により、検知処理の精度が劣化することを回避しながら消費電力を抑制することができる。
【００２０】
（４）好ましくは、上記制御部は、上記検知部によって上記対象物が検知されていない状態から検知された状態へ遷移したか否かについての判断を行い、上記判断の結果に基づいて上記実行間隔を短くする、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。
【００２１】
このような構成により、対象エリアに対象物が存在する場合において、対象物の検知結果の時間的推移を高精度に取得することができる。また、対象物が検知された後の高頻度の検知処理を要する状況下で検知処理の頻度を上げる構成により、効率的な検知処理を行うことができる。
【００２２】
（５）好ましくは、上記制御部は、上記検知部によって上記対象物が検知された状態から検知されていない状態へ遷移したか否かについての判断を行い、上記判断の結果に基づいて上記実行間隔を長くする。
【００２３】
このように、対象物が検知されなくなった後の高頻度の検知処理を要しない状況下で検知処理の頻度を下げる構成により、効率的な検知処理を行うことができる。
【００２４】
（６）好ましくは、上記制御部は、上記検知処理の結果に関する条件を含む所定条件が満たされるか否かに応じて、上記対象エリアの範囲を変更する。
【００２５】
このような構成により、対象エリアの範囲を、検知処理の結果に応じた適切な範囲に変更することができる。
【００２６】
（７）より好ましくは、上記制御部は、上記送信部の送信電力を変更することにより上記対象エリアの範囲を変更する。
【００２７】
このような構成により、機械的な動作を用いずに対象エリアの範囲を変更することができるので、アンテナ等の送信機器の機構を簡易にすることができる。
【００２８】
（８）より好ましくは、上記制御部は、上記送信部におけるアンテナの指向性を変更することにより上記対象エリアの範囲を変更する。
【００２９】
このような構成により、電波の送信電力を大きくすることなく電波の到達距離を伸ばすことができるので、対象エリアの範囲の変更に伴う消費電力の増加を抑制することができる。
【００３０】
（９）より好ましくは、上記制御部は、上記送信部におけるアンテナの向きを変更することにより上記対象エリアの範囲を変更する。
【００３１】
このような構成により、簡易な方法で電波のビーム方向を変更し、対象エリアの範囲を柔軟に変更することができる。
【００３２】
（１０）好ましくは、上記制御部は、上記検知処理を行うための回路への電力供給の停止期間を変更することにより、上記実行間隔を変更する。
【００３３】
このように、検知処理を行わない期間において当該検知処理を行うための回路を停止することにより、検知処理の実行間隔を変更しながら消費電力を抑制することができる。
【００３４】
（１１）好ましくは、上記電波センサは、さらに、バッテリーを備え、上記制御部は、上記バッテリーの残量および上記検知処理の結果に基づいて、上記検知処理の実行間隔を変更する制御を行う。
【００３５】
このように、バッテリーの残量に応じて検知処理の頻度を変更する構成により、バッテリーの残量がゼロになるまでの時間を延ばしながら対象物を正しく検知することができる。すなわち、電波センサの動作時間を長くすることができる。
【００３６】
（１２）より好ましくは、上記電波センサは、さらに、バッテリーを備え、上記制御部は、上記バッテリーの残量に基づいて、上記電力供給の停止に関する判断を行う。
【００３７】
このような構成により、バッテリーの残量に応じて上記回路における消費電力を変更することができるので、バッテリーの残量がゼロになるまでの時間を延ばすことができる。すなわち、電波センサの動作時間を長くすることができる。
【００３８】
（１３）本発明の実施の形態に係る検知方法は、電波センサにおける検知方法であって、対象エリアへ電波を送信するステップと、上記対象エリアからの電波を受信するステップと、受信した電波に基づいて、上記対象エリアにおける対象物を検知するための検知処理を行うステップと、上記検知処理の結果に基づいて、上記検知処理の実行間隔を変更する制御を行うステップとを含む。
【００３９】
このような構成により、検知処理の結果に悪影響を及ぼさない範囲で検知処理の頻度を下げることができるので、検知処理による電力消費を抑制しながら対象物を正しく検知することができる。
【００４０】
（１４）本発明の実施の形態に係る検知プログラムは、対象エリアへ電波を送信し、上記対象エリアからの電波を受信する電波センサにおいて用いられる検知プログラムであって、コンピュータに、受信した電波に基づいて、上記対象エリアにおける対象物を検知するための検知処理を行うステップと、上記検知処理の結果に基づいて、上記検知処理の実行間隔を変更する制御を行うステップとを実行させるためプログラムである。
【００４１】
このような構成により、検知処理の結果に悪影響を及ぼさない範囲で検知処理の頻度を下げることができるので、検知処理による電力消費を抑制しながら対象物を正しく検知することができる。
【００４２】
以下、本発明の実施の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の形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
【００４３】
＜第１の実施の形態＞
［構成および基本動作］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る信号制御システムの構成を示す図である。
【００４４】
図１を参照して、信号制御システム２０１は、電波センサ１０１と、信号制御装置１５１と、歩行者用信号灯器１６１と、発電部１２１と、バッテリーＢ１とを備える。信号制御システム２０１における信号制御装置１５１および歩行者用信号灯器１６１は、交通信号機を構成し、たとえば幹線道路Ｒｄ１の近傍に設置される。
【００４５】
電波センサ１０１は、通常対象エリアＡｎ１および拡大対象エリアＡｅ１における対象物Ｔｇｔを検知する検知センサとして機能する。以下、通常対象エリアＡｎ１、拡大対象エリアＡｅ１および後述する拡大対象エリアＡｅ２の各々を対象エリアとも称する。
【００４６】
対象エリアは、たとえば、電波センサ１０１の設置者であるセンサ設置者が設定するエリアである。具体的には、図１に示すように、センサ設置者は、たとえば、幹線道路Ｒｄ１を隔てて設置された歩道Ｐｖ１，Ｐｖ２の間に位置する横断歩道ＰＣ１における歩行者Ｔｇｔ２を対象物Ｔｇｔとする場合、横断歩道ＰＣ１を含むエリアを通常対象エリアＡｎ１として設定する。
【００４７】
また、センサ設置者は、たとえば、横断歩道ＰＣ１における歩行者Ｔｇｔ２および横断歩道ＰＣ１近傍に位置する歩行者Ｔｇｔ２を対象物Ｔｇｔとする場合、以下のエリアを拡大対象エリアＡｅ１またはＡｅ２として設定する。
【００４８】
すなわち、センサ設置者は、たとえば、横断歩道ＰＣ１に隣接する歩道の一部であって幹線道路Ｒｄ１に対して電波センサ１０１の反対側に位置する歩道Ｐｖ２の一部すなわち待機エリアＡｓ、および横断歩道ＰＣ１を含むエリアを拡大対象エリアＡｅ１またはＡｅ２として設定する。
【００４９】
なお、センサ設置者は、たとえば、横断歩道ＰＣ１の一部を含むエリアを対象エリアとして設定してもよい。また、センサ設置者は、たとえば、電波センサ１０１が自動車に取り付けられる場合において、当該自動車の前方に位置する歩行者Ｔｇｔ２および自動車Ｔｇｔ１を対象物Ｔｇｔとするとき、当該自動車の前方の所定範囲を対象エリアとして設定する。
【００５０】
発電部１２１は、たとえば太陽光発電装置であり、太陽光を受けると、受けた太陽光のエネルギーから電力を生成し、生成した電力を図示しない電力線経由でバッテリーＢ１へ出力する。なお、発電部１２１は、たとえば風力発電装置でもよい。
【００５１】
バッテリーＢ１は、発電部１２１から受ける電力を蓄電する。また、バッテリーＢ１は、蓄電した電力に基づいて電波センサ１０１の動作電力を供給する。
【００５２】
電波センサ１０１は、たとえば幹線道路Ｒｄ１付近に設置されている。具体的には、電波センサ１０１は、たとえば幹線道路Ｒｄ１付近に設置された支柱Ｐ１に固定されている。
【００５３】
電波センサ１０１は、図示しない電力線経由でバッテリーＢ１から受ける電力を用いて動作する。なお、電波センサ１０１は、たとえば系統から受ける電力を用いて動作してもよい。
【００５４】
歩行者用信号灯器１６１および信号制御装置１５１は、たとえば支柱Ｐ１に固定されている。電波センサ１０１および信号制御装置１５１は、たとえば図示しない信号線で接続されている。信号制御装置１５１および歩行者用信号灯器１６１は、たとえば図示しない信号線で接続されている。なお、電波センサ１０１は、幹線道路Ｒｄ１上に設置されてもよいし、自動車に搭載されてもよい。
【００５５】
電波センサ１０１は、たとえば対象エリアにおける対象物Ｔｇｔを検知する検知処理を行う。より詳細には、電波センサ１０１は、たとえば信号制御装置１５１の制御に従って、横断歩道ＰＣ１を含む対象エリアへ電波を送信する。対象物Ｔｇｔは、たとえば歩行者Ｔｇｔ２等である。なお、対象物Ｔｇｔは、たとえば自動車Ｔｇｔ１でもよい。
【００５６】
対象物Ｔｇｔは、たとえば対象エリア内に位置しており、電波センサ１０１から送信される電波を反射する。電波センサ１０１は、たとえば、対象物Ｔｇｔにより反射された電波を受信し、受信した電波に基づいて対象エリアにおける対象物Ｔｇｔを検知する検知処理を間欠的に行う。電波センサ１０１は、たとえば検知処理の結果である検知結果を信号制御装置１５１へ送信するとともに、当該検知結果に基づいて検知処理の実行間隔を変更する。
【００５７】
歩行者用信号灯器１６１は、信号制御装置１５１の制御に従って、たとえば横断歩道ＰＣ１を横断する歩行者Ｔｇｔ２に対して「すすめ」または「とまれ」を点灯して表示する。
【００５８】
信号制御装置１５１は、電波センサ１０１から検知結果を受信すると、受信した検知結果に基づいて歩行者用信号灯器１６１を制御する。
【００５９】
たとえば、信号制御装置１５１は、歩行者Ｔｇｔ２が待機エリアＡｓへ進入したことを検知結果が示すとき、歩行者用信号灯器１６１において「すすめ」を点灯する。これにより、歩行者Ｔｇｔ２を優先的に通行させることができる。
【００６０】
また、たとえば、信号制御装置１５１は、歩行者用信号灯器１６１において「すすめ」を点灯する残り時間が少ない場合において、対象エリアにおいて歩行者Ｔｇｔ２を検知したとき、残り時間の延長を行う。なお、信号制御装置１５１は、たとえば、「すすめ」を点灯する残り時間が少ない旨を歩行者Ｔｇｔ２に音声で通知してもよい。
【００６１】
また、信号制御装置１５１は、たとえば、歩行者用信号灯器１６１において「とまれ」を点灯している場合において、対象エリアにおいて歩行者Ｔｇｔ２を検知したとき、危険である旨を歩行者Ｔｇｔ２に音声で警告する。
【００６２】
なお、信号制御装置１５１は、電波センサ１０１から受信する検知結果に基づいて自動車Ｔｇｔ１に対してサービスを提供してもよい。具体的には、信号制御装置１５１は、たとえば、検知結果が対象エリアにおいて歩行者Ｔｇｔ２を検知したことを示すとき、横断歩道ＰＣ１における歩行者Ｔｇｔ２に注意すべき旨の警告を自動車Ｔｇｔ１に与える。
【００６３】
［電波センサの構成］
図２は、本発明の第１の実施の形態に係る信号制御システムにおける電波センサの構成を示す図である。
【００６４】
図２を参照して、電波センサ１０１は、送信部１と、受信部２と、信号処理部３と、検知部４と、制御部５とを備える。送信部１は、送信波処理部１０と、送信アンテナ１１とを含む。受信部２は、受信波処理部１２と、受信アンテナ１３とを含む。なお、送信アンテナ１１および受信アンテナ１３は、電波センサ１０１が備える構成に限らず、電波センサ１０１の外部に設けられてもよい。
【００６５】
図３は、本発明の第１の実施の形態に係る電波センサにおける制御部の構成を示す図である。
【００６６】
図３を参照して、制御部５は、供給電力断続部８０と、増幅率制御部８１と、総合判断部８２と、電池残量測定部８３とを含む。総合判断部８２は、モード設定部８４と、実行間隔設定部８５とを含む。
【００６７】
図４は、本発明の第１の実施の形態に係る送信部における送信波処理部の構成を示す図である。
【００６８】
図４を参照して、送信波処理部１０は、電波生成部３１と、方向性結合器３２と、パワーアンプ３３とを含む。電波生成部３１は、周波数切替部３５と、電圧発生部３６と、電圧制御発振器３７とを含む。
【００６９】
図２〜図４を参照して、電波センサ１０１は、たとえば、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（非特許文献１）、または四分一  浩二、外２名、”拡大するミリ波技術の応用”、［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成２６年４月９日検索］、インターネット〈ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｐｃ．ｃｏ．ｊｐ／ｓｐｃ／ｐｄｆ／ｇｉｈｏ２１＿０９．ｐｄｆ〉（非特許文献２）に記載された２周波ＣＷ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｗａｖｅ）方式に従って、対象エリアにおける対象物Ｔｇｔを検知する検知処理を行う。検知処理の詳細については後述する。
【００７０】
送信部１における送信波処理部１０は、制御部５経由でバッテリーＢ１から受ける電力を用いて、制御部５による制御に従って、対象エリアへ送信アンテナ１１経由で電波を送信する。受信部２における受信波処理部１２は、対象エリアからの電波を受信アンテナ１３経由で受信する。
【００７１】
検知部４は、受信部２によって受信された電波に基づいて、対象エリアにおける対象物Ｔｇｔを検知するための検知処理を行う。検知部４は、検知処理の結果を制御部５および信号制御装置１５１へ出力する。
【００７２】
制御部５は、たとえば、検知部４から受ける検知処理の結果、およびバッテリーＢ１におけるバッテリーの残量に基づいて、検知処理の実行間隔を変更する制御を行う、具体的には、電波の送信を停止する停止期間の長さを変更する。
【００７３】
より詳細には、制御部５は、たとえば、送信波処理部１０における電波生成部３１およびパワーアンプ３３への電力供給の停止期間を変更することにより、実行間隔を変更する。電波生成部３１およびパワーアンプ３３は、たとえば、検知処理を行うための回路に相当する。
【００７４】
図３に示す制御部５における電池残量測定部８３は、バッテリーＢ１の残量を測定し、測定した結果である残量測定結果を総合判断部８２へ出力する。
【００７５】
［実行間隔の設定］
図５は、本発明の第１の実施の形態に係る電波センサによる動作モードの変更の一例を示す図である。図５には、たとえば時刻（ｔ１＋６８）ミリ秒において動作モードが通常検知モードから拡大検知モードへ切り替わる場合の動作が示される。
【００７６】
図６は、本発明の第１の実施の形態に係る電波センサによる動作モードの変更の一例を示す図である。図６には、たとえば時刻（ｔ２＋１２５）ミリ秒において動作モードが拡大検知モードから通常検知モードへ切り替わる場合の動作が示される。
【００７７】
図５および図６を参照して、総合判断部８２は、検知部４から受ける検知処理の結果に基づいて動作モードの設定を行う。
【００７８】
より詳細には、総合判断部８２におけるモード設定部８４は、たとえば、検知部４から受ける検知処理の結果に基づいて、動作モードを、通常実行間隔Ｉｎで検知処理が繰り返される通常検知モード、および拡大実行間隔Ｉｅで検知処理が繰り返される拡大検知モードのいずれかに設定する。
【００７９】
ここで、通常実行間隔Ｉｎは、たとえば送信期間Ｔｔｎの長さおよび停止期間Ｔｈｎの長さの和である。また、拡大実行間隔Ｉｅは、たとえば送信期間Ｔｔｅの長さおよび停止期間Ｔｈｅの長さの和である。
【００８０】
送信期間Ｔｔｎの長さおよび送信期間Ｔｔｅの長さはたとえば同じである。また、停止期間Ｔｈｅの長さは、停止期間Ｔｈｎの長さより長い。したがって、拡大実行間隔Ｉｅは、通常実行間隔Ｉｎより長い。
【００８１】
以下、送信期間Ｔｔｎおよび送信期間Ｔｔｅの各々を送信期間Ｔｔとも称する。また、停止期間Ｔｈｎおよび停止期間Ｔｈｅの各々を停止期間Ｔｈとも称する。
【００８２】
モード設定部８４は、たとえば、検知部４によって対象物Ｔｇｔが検知された状態から検知されていない状態へ遷移したか否かについての判断を行い、当該判断の結果に基づいて動作モードを拡大検知モードに設定する。
【００８３】
より詳細には、モード設定部８４は、たとえば、通常検知モードに設定している状態において、対象エリアにおける対象物Ｔｇｔを検知していない旨を示す対象物不検知情報を検知部４から受けた回数に基づいて上記判断を行い、当該判断の結果に基づいて通常検知モードから拡大検知モードに切り替える。
【００８４】
具体的には、モード設定部８４は、たとえば、対象物不検知情報を検知部４から連続して受けた回数が時刻（ｔ１＋６８）ミリ秒において所定のしきい値Ｔｈｃ以上になると、検知部４によって対象物Ｔｇｔが検知されていない状態へ遷移したと判断し、図５に示すように時刻（ｔ１＋６８）ミリ秒において動作モードを通常検知モードから拡大検知モードに切り替える。
【００８５】
また、モード設定部８４は、たとえば、検知部４によって対象物Ｔｇｔが検知されていない状態から検知された状態へ遷移したか否かについての判断を行い、当該判断の結果に基づいて動作モードを通常検知モードに設定する。
【００８６】
より詳細には、モード設定部８４は、たとえば、拡大検知モードに設定している状態において、対象エリアにおける対象物Ｔｇｔを検知した旨を示す対象物検知情報を検知部４から受けると、検知部４によって対象物Ｔｇｔが検知された状態へ遷移したと判断し、対象物検知情報を受けたタイミングにおいて動作モードを拡大検知モードから通常検知モードに切り替える。
【００８７】
具体的には、モード設定部８４は、たとえば、対象物検知情報を時刻（ｔ２＋１２５）ミリ秒に検知部４から受けると、図６に示すように時刻（ｔ２＋１２５）ミリ秒において動作モードを拡大検知モードから通常検知モードに切り替える。
【００８８】
また、総合判断部８２は、設定した動作モードおよび電池残量測定部８３から受ける残量測定結果に基づいて、電波生成部３１およびパワーアンプ３３への電力供給の停止に関する判断を行う。
【００８９】
より詳細には、実行間隔設定部８５は、たとえば、停止期間Ｔｈを変更することにより、検知処理の実行間隔を変更する。
【００９０】
具体的には、実行間隔設定部８５は、たとえば、現在の動作モード、および残量測定結果に基づいて停止期間を設定することにより、１００ミリ秒の通常実行間隔Ｉｎおよび４０００ミリ秒の拡大実行間隔Ｉｅを設定する。
【００９１】
図７は、本発明の第１の実施の形態に係る電波センサが対象物を検知可能な通常対象エリアおよび拡大対象エリアの一例を示す図である。
【００９２】
図７を参照して、拡大実行間隔Ｉｅは、たとえば以下のように決定される。すなわち、拡大実行間隔Ｉｅは、たとえば、歩道Ｐｖ２を移動する歩行者Ｔｇｔ２が拡大対象エリアＡｅ１に進入してから通常対象エリアＡｎ１に進入するまでに要する時間Ｔｂに基づいて決定される。
【００９３】
具体的には、たとえば、横断歩道ＰＣ１の横断方向における拡大対象エリアＡｅ１の長さと通常対象エリアＡｎ１の長さとの差が２０メートルである場合において、歩行者Ｔｇｔ２が５メートル毎秒の速さで移動するとき、時間Ｔｂは、最大で概ね４０００ミリ秒となる。拡大実行間隔Ｉｅは、たとえば、時間Ｔｂの最大値である４０００ミリ秒に決定される。
【００９４】
たとえば、実行間隔設定部８５は、バッテリー残量が少ない旨を残量測定結果が示す場合、具体的にはバッテリー残量が所定値以下である場合、通常実行間隔Ｉｎおよび拡大実行間隔Ｉｅを以下のように設定する。
【００９５】
すなわち、実行間隔設定部８５は、通常検知モードにおいて、たとえば、図５および図６に示すように１００ミリ秒の通常実行間隔Ｉｎを設定し、設定した通常実行間隔Ｉｎに基づいて５０ミリ秒の送信期間Ｔｔｎおよび５０ミリ秒の停止期間Ｔｈｎを設定する。
【００９６】
そして、実行間隔設定部８５は、動作モードが通常検知モードに維持される場合、次の通常実行間隔Ｉｎを設定する。これにより、送信期間Ｔｔｎおよび停止期間Ｔｈｎが交互に繰り返される。
【００９７】
また、実行間隔設定部８５は、たとえば、拡大検知モードにおいて、たとえば、図５および図６に示すように４０００ミリ秒の拡大実行間隔Ｉｅを設定し、設定した拡大実行間隔Ｉｅに基づいて５０ミリ秒の送信期間Ｔｔｅおよび３９５０ミリ秒の停止期間Ｔｈｅを設定する。
【００９８】
実行間隔設定部８５は、動作モードが拡大検知モードに維持される場合、次の拡大実行間隔Ｉｅを設定する。これにより、送信期間Ｔｔｅおよび停止期間Ｔｈｅが交互に繰り返される。
【００９９】
一方、歩行者Ｔｇｔ２が歩道Ｐｖ２を移動する経路によっては、時間Ｔｂが４０００ミリ秒より短くなる場合もある。このため、バッテリー残量が十分である旨を残量測定結果が示す場合、具体的にはバッテリー残量が上記所定値より大きい場合、たとえば４０００ミリ秒より短い拡大実行間隔Ｉｅを設定することにより、検知処理の頻度をバッテリーの残量が少ないときの頻度より増やすことが好ましい。
【０１００】
したがって、実行間隔設定部８５は、バッテリー残量が十分である旨を残量測定結果が示す場合、検知処理の頻度をバッテリーの残量が少ないときの頻度より増やすために、拡大実行間隔Ｉｅを以下のように設定する。
【０１０１】
すなわち、実行間隔設定部８５は、拡大検知モードにおいて、たとえば、２０００ミリ秒の拡大実行間隔Ｉｅを設定し、設定した拡大実行間隔Ｉｅに基づいて５０ミリ秒の送信期間Ｔｔｅおよび１９５０ミリ秒の停止期間Ｔｈｅを設定する。
【０１０２】
また、実行間隔設定部８５は、たとえば、通常実行間隔Ｉｎについては、バッテリーの残量に関わらず、図５および図６に示すように１００ミリ秒の通常実行間隔Ｉｎを設定する。
【０１０３】
また、実行間隔設定部８５は、たとえば、動作モードが切り替わる際、通常実行間隔Ｉｎおよび拡大実行間隔Ｉｅを以下のように設定する。すなわち、実行間隔設定部８５は、たとえば、図５に示すように、時刻ｔ１から通常実行間隔Ｉｎに相当する時間が経過する前の時刻（ｔ１＋６８）ミリ秒において動作モードが通常検知モードから拡大検知モードへ切り替わる際、以下の処理を行う。すなわち、実行間隔設定部８５は、たとえば、時刻ｔ１から通常実行間隔Ｉｎに相当する時間が経過する時刻（ｔ１＋１００）ミリ秒を始点として時刻（ｔ１＋４１００）ミリ秒までの拡大実行間隔Ｉｅを新たに設定し、送信期間Ｔｔｅおよび停止期間Ｔｈｅを新たに設定する。
【０１０４】
また、実行間隔設定部８５は、たとえば、図６に示すように、時刻ｔ２から拡大実行間隔Ｉｅに相当する時間が経過する前の時刻（ｔ２＋１２５）ミリ秒において動作モードが拡大検知モードから通常検知モードへ切り替わる際、以下の処理を行う。すなわち、実行間隔設定部８５は、たとえば、切り替わる時刻（ｔ２＋１２５）ミリ秒で拡大実行間隔Ｉｅを１２５ミリ秒の拡大実行間隔Ｉｅｉに短縮し、時刻（ｔ２＋１２５）ミリ秒を始点として時刻（ｔ２＋２２５）ミリ秒までの通常実行間隔Ｉｎを新たに設定し、送信期間Ｔｔｎおよび停止期間Ｔｈｎを新たに設定する。
【０１０５】
なお、実行間隔設定部８５は、通常実行間隔Ｉｎおよび拡大実行間隔Ｉｅについて他の内容の設定を行うことも可能である。また、実行間隔設定部８５は、送信期間Ｔｔの長さおよび停止期間Ｔｈの長さについて他の内容の設定を行うことも可能である。
【０１０６】
具体的には、たとえば、実行間隔設定部８５は、１００ミリ秒の通常実行間隔Ｉｎを設定し、設定した通常実行間隔Ｉｎに基づいて１００ミリ秒の送信期間Ｔｔｎおよびゼロミリ秒の停止期間Ｔｈｎを設定してもよい。
【０１０７】
［供給電力の制御］
供給電力断続部８０は、バッテリーＢ１から供給される電力に基づいて以下の処理を行う。すなわち、供給電力断続部８０は、たとえば、図５および図６に示すように、送信期間Ｔｔｎにおいて送信波処理部１０における電波生成部３１およびパワーアンプ３３へ電力Ｐｃｎを供給する。また、供給電力断続部８０は、たとえば、送信期間Ｔｔｅにおいて電波生成部３１およびパワーアンプ３３へ電力Ｐｃｎより大きい電力Ｐｃｅを供給する。したがって、送信期間ＴｔｎおよびＴｔｅにおいて送信波処理部１０から送信アンテナ１１経由で電波が送信される。
【０１０８】
一方、供給電力断続部８０は、たとえば、停止期間ＴｈｎおよびＴｈｅにおいて電波生成部３１およびパワーアンプ３３への電力の供給を停止する。したがって、停止期間ＴｈｎおよびＴｈｅにおいては、送信波処理部１０からの電波の送信が停止する。
【０１０９】
［対象エリアの範囲の変更］
増幅率制御部８１は、たとえば、検知処理の結果に関する条件を含む所定条件が満たされるか否かに応じて、対象エリアの範囲を変更する。具体的には、増幅率制御部８１は、たとえば、パワーアンプ３３の増幅率を動作モードに応じて設定することにより、送信部１の送信電力を変更することで対象エリアの範囲を変更する。
【０１１０】
具体的には、増幅率制御部８１は、たとえば、図５および図６に示すように、通常実行間隔Ｉｎに基づく送信期間Ｔｔｎおよび停止期間Ｔｈｎにおいてパワーアンプ３３の増幅率をＧｎに設定し、また、拡大実行間隔Ｉｅに基づく送信期間Ｔｔｅおよび停止期間Ｔｈｅにおいてパワーアンプ３３の増幅率をＧｎより大きいＧｅに設定する。
【０１１１】
したがって、送信期間Ｔｔｅにおいて送信波処理部１０から送信アンテナ１１経由で送信される電波の電力は、送信期間Ｔｔｎにおいて送信波処理部１０から送信アンテナ１１経由で送信される電波の電力より大きい。
【０１１２】
具体的には、送信期間Ｔｔｅにおいて拡大対象エリアＡｅ１へ電波が送信され、また、送信期間Ｔｔｎにおいて通常対象エリアＡｎ１へ電波が送信される。すなわち、送信期間Ｔｔｅにおける対象エリアの範囲は、送信期間Ｔｔｎにおける対象エリアの範囲より大きい。
【０１１３】
なお、増幅率制御部８１は、送信期間Ｔｔｎおよび停止期間Ｔｈｎにおいてパワーアンプ３３の増幅率をＧｎに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。増幅率制御部８１は、たとえば、少なくとも送信期間Ｔｔｎにおいて、パワーアンプ３３の増幅率をＧｎに設定する構成であればよい。
【０１１４】
また、増幅率制御部８１は、送信期間Ｔｔｅおよび停止期間Ｔｈｅにおいてパワーアンプ３３の増幅率をＧｅに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。増幅率制御部８１は、たとえば、少なくとも送信期間Ｔｔｅにおいて、パワーアンプ３３の増幅率をＧｅに設定する構成であればよい。
【０１１５】
［電波の送信処理］
再び図４を参照して、送信部１における送信波処理部１０は、制御部５の制御に従って、送信期間Ｔｔにおいて電波を送信アンテナ１１経由で連続的に送信し、停止期間Ｔｈにおいて電波の送信を停止する。
【０１１６】
より詳細には、電波生成部３１は、送信期間Ｔｔにおいて、供給電力断続部８０から受ける電力を用いて、たとえば２４ＧＨｚ帯の周波数を有する電波すなわちミリ波を生成する。そして、電波生成部３１は、生成したミリ波を方向性結合器３２へ出力する。
【０１１７】
なお、電波生成部３１は、たとえば６０ＧＨｚ帯、７６ＧＨｚ帯または７９ＧＨｚ帯の周波数を有する電波を生成してもよい。また、電波生成部３１は、たとえばミリ波帯より周波数の低いマイクロ波帯の周波数を有する電波を生成してもよいし、また、ミリ波帯より周波数の高いテラヘルツ帯の周波数を有する電波を生成してもよい。
【０１１８】
より詳細には、電波生成部３１における周波数切替部３５は、送信アンテナ１１から送信される電波である送信波の周波数を所定の切替周波数ｆｓｗｔで交互に切替えるための切替信号を電圧発生部３６および信号処理部３へ出力する。
【０１１９】
具体的には、周波数切替部３５は、たとえば、図５および図６に示すように、送信期間Ｔｔにおいて、１０キロヘルツの切替周波数ｆｓｗｔすなわち０．１ミリ秒の周期でレベルＬｓをハイレベルおよびローレベルに切り替える切替信号を電圧発生部３６および信号処理部３へ出力する。また、停止期間Ｔｈにおいて、切替信号のレベルＬｓはたとえばゼロとなる。
【０１２０】
電圧発生部３６は、たとえば、所定の送信周波数ｆ１，ｆ２の電波を電圧制御発振器３７に発生させるための制御電圧Ｖｆ１，Ｖｆ２をそれぞれ設定する。なお、送信周波数ｆ２およびｆ１の差は、たとえば数メガヘルツ程度である。
【０１２１】
電圧発生部３６は、たとえば、周波数切替部３５から受ける切替信号のレベルＬｓがローレベルである場合、制御電圧Ｖｆ１を生成し、生成した制御電圧Ｖｆ１を電圧制御発振器３７へ出力する。また、電圧発生部３６は、たとえば、切替信号のレベルＬｓがハイレベルである場合、制御電圧Ｖｆ２を生成し、生成した制御電圧Ｖｆ２を電圧制御発振器３７へ出力する。
【０１２２】
電圧制御発振器３７は、具体的にはＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ−ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）であり、電圧発生部３６から受ける制御電圧Ｖｆ１，Ｖｆ２に応じた周波数を有するミリ波帯の送信波を生成する。
【０１２３】
より詳細には、電圧制御発振器３７は、たとえば、図５および図６に示すように、ローレベルの切替信号に基づく制御電圧Ｖｆ１を電圧発生部３６から受けている間、以下の式（１）に示す周波数ｆ１を有する送信波Ｔ１（ｔ）を生成する。
【数１】
2018180001.tif 000003
【０１２４】
ここで、φ１は初期位相である。式（１）および以下の式中におけるｔは時刻を表す。また、電圧制御発振器３７は、たとえば、図５および図６に示すように、ハイレベルの切替信号に基づく制御電圧Ｖｆ２を電圧発生部３６から受けている間、以下の式（２）に示す周波数ｆ２を有する送信波Ｔ２（ｔ）を生成する。
【数２】
2018180001.tif 000004
【０１２５】
ここで、φ２は初期位相である。なお、送信波Ｔ１（ｔ）の振幅および送信波Ｔ２（ｔ）の振幅はたとえば共にＡである。電圧制御発振器３７は、送信波Ｔ１（ｔ），Ｔ２（ｔ）を交互に生成して方向性結合器３２へ出力する。
【０１２６】
方向性結合器３２は、電波生成部３１から受ける送信波Ｔ１（ｔ），Ｔ２（ｔ）をパワーアンプ３３および受信部２へ分配する。パワーアンプ３３は、供給電力断続部８０から受ける電力を用いて、方向性結合器３２から受ける送信波Ｔ１（ｔ），Ｔ２（ｔ）を制御部５における増幅率制御部８１により設定された増幅率で増幅する。
【０１２７】
具体的には、パワーアンプ３３は、増幅率制御部８１により増幅率がＧｎに設定された場合、方向性結合器３２から受けた送信波を増幅率Ｇｎで増幅し、たとえば０ｄＢｍの電力を有する送信波Ｔ１（ｔ），Ｔ２（ｔ）を送信アンテナ１１経由で通常対象エリアＡｎ１へ交互に送信する。
【０１２８】
また、パワーアンプ３３は、増幅率制御部８１により増幅率がＧｅに設定された場合、方向性結合器３２から受けた送信波を増幅率Ｇｅで増幅し、たとえば６ｄＢｍの電力を有する送信波Ｔ１（ｔ），Ｔ２（ｔ）を送信アンテナ１１経由で拡大対象エリアＡｅ１へ交互に送信する。
【０１２９】
送信アンテナ１１は、図１に示すように、たとえば指向性の方向Ｄｎが横断歩道ＰＣ１の横断方向に沿うように設置される。ここで、指向性の方向Ｄｎは、たとえば電波センサ１０１から横断歩道ＰＣ１の略中央の位置Ｃｎへの方向である。
【０１３０】
好ましくは、送信アンテナ１１は、たとえば、横断歩道ＰＣ１の面に対して指向性の方向Ｄｎを当該面の法線方向に射影した方向と、歩行者Ｔｇｔ２が対象エリアにおける横断歩道ＰＣ１を移動する方向ｖｍすなわち方向ｖｍ２とが平行または反平行になるように設置される。
【０１３１】
［電波の受信処理］
図８は、本発明の第１の実施の形態に係る受信部における受信波処理部の構成を示す図である。
【０１３２】
図８を参照して、受信波処理部１２は、ローノイズアンプ４１と、ミキサ４２と、ＩＦ（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）アンプ４３と、ローパスフィルタ４４と、Ａ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）４５とを含む。
【０１３３】
図９は、本発明の第１の実施の形態に係る送信アンテナ、受信アンテナおよび対象物の配置の一例を示す図である。
【０１３４】
図８および図９を参照して、受信部２における受信波処理部１２は、対象エリアからの電波、たとえば反射波を受信アンテナ１３経由で受信する。ここで、受信アンテナ１３は、送信期間Ｔｔにおいて、対象エリアにおける対象物Ｔｇｔが送信波Ｔ１（ｔ）またはＴ２（ｔ）をそれぞれ反射することにより生成される反射波Ｒ１（ｔ）またはＲ２（ｔ）を受信可能な構成であればよい。
【０１３５】
具体的には、受信アンテナ１３は、送信アンテナ１１と同じアンテナであってもよいし、異なるアンテナであってもよい。なお、送信アンテナ１１および受信アンテナ１３が別々のアンテナである場合、受信アンテナ１３は、送信アンテナ１１から離れた位置に配置されてもよいが、電波センサ１０１の構成を簡易にするために送信アンテナ１１の近傍に配置されることが好ましい。
【０１３６】
より詳細には、受信アンテナ１３が受信する反射波には、たとえば、対象エリア内を移動する対象物Ｔｇｔが送信アンテナ１１により送信された送信波を反射することによって発生するドップラー反射波が含まれる。
【０１３７】
ここで、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対象物Ｔｇｔの移動速度を検出対象速度ｖｄと定義する。言い換えると、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受信アンテナ１３に対する対象物Ｔｇｔの相対速度の成分が検出対象速度ｖｄである。
【０１３８】
たとえば、受信アンテナ１３に対する対象物Ｔｇｔの速度を相対速度ｖｔと定義すると、検出対象速度ｖｄは、対象物Ｔｇｔから受信アンテナ１３への方向の単位ベクトルｎｄと相対速度ｖｔとの内積で表される。なお、電波センサ１０１は、たとえば支柱Ｐ１等の地面に対して動かないものに固定されていてもよいし、地面に対して動くものに固定されていてもよい。たとえば電波センサ１０１が支柱Ｐ１に固定されている場合、受信アンテナ１３および対象エリアは地面に対して固定されるので、相対速度ｖｔは、対象物Ｔｇｔの地面に対する相対速度でもある。
【０１３９】
受信アンテナ１３が受信する対象物Ｔｇｔからのドップラー反射波の周波数ｆ１ｒ，ｆ２ｒは、送信波の周波数ｆ１，ｆ２に対して、対象物Ｔｇｔに対応する検出対象速度ｖｄに応じてそれぞれシフトする。また、ドップラー反射波の振幅は、対象物Ｔｇｔの反射断面積σに応じた振幅となる。
【０１４０】
より詳細には、送信波Ｔ１（ｔ）が式（１）により表される場合において、たとえば受信アンテナ１３が送信アンテナ１１の近傍に配置されているとき、ドップラー反射波Ｒ１ｄ（ｔ）は、非特許文献１または非特許文献２に示すように以下の式（３）により表される。
【数３】
2018180001.tif 000005
【０１４１】
ここで、Ｌは受信アンテナ１３および対象物Ｔｇｔ間の距離である。ｃは光速である。ａはたとえば送信波Ｔ１（ｔ）の振幅Ａおよび波長、送信アンテナ１１および受信アンテナ１３のアンテナゲイン、距離Ｌならびに反射断面積σ等により定まる値である。
【０１４２】
ドップラー反射波Ｒ１ｄ（ｔ）の周波数ｆ１ｒは、式（３）に示すように、送信波Ｔ１（ｔ）の周波数ｆ１に対して、ｆ１×（２×ｖｄ／ｃ）を加えた周波数となる。具体的には、対象物Ｔｇｔが受信アンテナ１３へ近づく方向へ移動するとき、ｖｄが正となるので周波数ｆ１ｒは周波数ｆ１より高くなり、また、対象物Ｔｇｔが受信アンテナ１３から遠ざかる方向へ移動するとき、ｖｄが負となるので周波数ｆ１ｒは周波数ｆ１より低くなる。
【０１４３】
受信アンテナ１３が受信する反射波Ｒ１（ｔ）には、一般に、ドップラー反射波Ｒ１ｄ（ｔ）、および対象物Ｔｇｔ以外の部分からの非ドップラー反射波Ｒ１ｎｄ（ｔ）が含まれる。したがって、反射波Ｒ１（ｔ）は、ドップラー反射波Ｒ１ｄ（ｔ）および非ドップラー反射波Ｒ１ｎｄ（ｔ）の重ね合わせとなり、以下の式（４）により表される。
【数４】
2018180001.tif 000006
【０１４４】
ここで、対象物Ｔｇｔ以外のものの検出対象速度ｖｄがゼロである状況、すなわち非ドップラー反射波Ｒ１ｎｄ（ｔ）の周波数が送信波Ｔ１（ｔ）の周波数ｆ１と同じである状況を想定する。
【０１４５】
同様に、受信波処理部１２は、送信アンテナ１１から送信波Ｔ２（ｔ）が送信されている期間、式（１）、（３）および（４）と同様に導出される、以下の式（５）に示す反射波Ｒ２（ｔ）を受信アンテナ１３経由で受信する。
【数５】
2018180001.tif 000007
【０１４６】
ここで、送信波Ｔ１（ｔ）およびＴ２（ｔ）の振幅はともにＡであり、かつ周波数ｆ１およびｆ２はほぼ同じであるため、ドップラー反射波Ｒ２ｄ（ｔ）の振幅は、式（３）におけるａで表すことが可能である。
【０１４７】
再び図８を参照して、受信波処理部１２におけるローノイズアンプ４１は、受信アンテナ１３が受信した反射波Ｒ１（ｔ），Ｒ２（ｔ）を増幅し、ミキサ４２へ出力する。
【０１４８】
ミキサ４２は、送信部１から送信波Ｔ１（ｔ）が送信されている期間、以下の処理を行う。すなわち、ミキサ４２は、送信波処理部１０における方向性結合器３２から受ける送信波Ｔ１（ｔ）と、ローノイズアンプ４１から受ける反射波Ｒ１（ｔ）とを乗算する。そして、ミキサ４２は、送信波Ｔ１（ｔ）の周波数成分と反射波Ｒ１（ｔ）の周波数成分との差の周波数成分を有する差分信号および両周波数成分の和の周波数成分を有する和周波信号を生成する。
【０１４９】
ミキサ４２において、送信波Ｔ１（ｔ）と反射波Ｒ１（ｔ）とから生成される差分信号Ｂ１（ｔ）は、以下の式（６）により表される。
【数６】
2018180001.tif 000008
【０１５０】
ここで、Ｂ１ｄ（ｔ）は、送信波Ｔ１（ｔ）とドップラー反射波Ｒ１ｄ（ｔ）とから生成される差分信号である。Ｋは差分信号Ｂ１ｄ（ｔ）の振幅である。−４π×ｆ１×Ｌ／ｃが遅延位相θ１である。２×ｆ１×ｖｄ／ｃがドップラー周波数ｆ１ｄである。また、Ｄ１は、送信波Ｔ１（ｔ）と非ドップラー反射波Ｒ１ｎｄ（ｔ）とから生成される差分信号であり、非ドップラー反射波Ｒ１ｎｄ（ｔ）の周波数が送信波Ｔ１（ｔ）の周波数ｆ１と同じであるため、直流成分となる。
【０１５１】
同様に、ミキサ４２は、送信部１から送信波Ｔ２（ｔ）が送信されている期間、以下の処理を行う。すなわち、ミキサ４２は、送信波Ｔ２（ｔ）と反射波Ｒ２（ｔ）とを乗算し、以下の式（７）により表される差分信号Ｂ２（ｔ）および和周波信号を生成する。
【数７】
2018180001.tif 000009
【０１５２】
ここで、Ｂ２ｄ（ｔ）は、送信波Ｔ１（ｔ）とドップラー反射波Ｒ２ｄ（ｔ）とから生成される差分信号である。Ｋは差分信号Ｂ２ｄ（ｔ）の振幅である。−４π×ｆ２×Ｌ／ｃが遅延位相θ２である。２×ｆ２×ｖｄ／ｃがドップラー周波数ｆ２ｄである。また、Ｄ２は、送信波Ｔ２（ｔ）と非ドップラー反射波Ｒ２ｎｄ（ｔ）とから生成される直流の差分信号である。
【０１５３】
ミキサ４２は、生成した差分信号Ｂ１（ｔ），Ｂ２（ｔ）および和周波信号をＩＦアンプ４３へ出力する。
【０１５４】
ＩＦアンプ４３は、たとえば低周波数帯から中間周波数帯にかけて大きな増幅率を有するアンプであり、ミキサ４２において生成された差分信号Ｂ１（ｔ），Ｂ２（ｔ）および和周波信号のうち差分信号Ｂ１（ｔ），Ｂ２（ｔ）を大きな増幅率で増幅し、増幅した差分信号Ｂ１（ｔ），Ｂ２（ｔ）をローパスフィルタ４４へ出力する。
【０１５５】
ローパスフィルタ４４は、ＩＦアンプ４３において増幅された差分信号Ｂ１（ｔ），Ｂ２（ｔ）の周波数成分のうち、所定の周波数以上の成分、たとえば１キロヘルツ以上の成分を減衰させる。
【０１５６】
Ａ／Ｄコンバータ４５は、たとえば所定のサンプリング周波数ｆｓｍｐｌで差分信号Ｂ１（ｔ），Ｂ２（ｔ）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４５は、ローパスフィルタ４４を通過したアナログ信号である差分信号Ｂ１（ｔ），Ｂ２（ｔ）を、サンプリング周期である（１／ｆｓｍｐｌ）ごとにｑビット（ｑは２以上の整数）のデジタル信号に変換する。Ａ／Ｄコンバータ４５は、変換後のデジタル信号を信号処理部３へ出力する。
【０１５７】
［信号処理］
図１０は、本発明の第１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１０を参照して、信号処理部３は、バッファ制御部７１と、第１バッファ７２と、第２バッファ７３と、ＦＦＴ処理部７４とを含む。
【０１５８】
信号処理部３は、受信部２から受けるデジタル信号を処理する。より詳細には、信号処理部３におけるバッファ制御部７１は、送信期間Ｔｔにおいて、送信部１から受ける切替信号のレベルＬｓに基づいて、受信部２から受けるデジタル信号を第１バッファ７２および第２バッファ７３へ振り分けながら蓄積する。
【０１５９】
具体的には、バッファ制御部７１は、たとえばローレベルの切替信号を受けている期間、すなわち送信部１が周波数ｆ１の送信波Ｔ１（ｔ）を送信している期間、受信部２から受けるデジタル信号を第１バッファ７２に時系列順に蓄積する。また、バッファ制御部７１は、たとえばハイレベルの切替信号を受けている期間、すなわち送信部１が周波数ｆ２の送信波Ｔ２（ｔ）を送信している期間、受信部２から受けるデジタル信号を第２バッファ７３に時系列順に蓄積する。
【０１６０】
バッファ制御部７１は、たとえば切替信号のレベルＬｓがゼロになると送信期間Ｔｔが満了したと認識し、デジタル信号の蓄積を終了する。そして、バッファ制御部７１は、たとえばＦＦＴ処理部７４へ蓄積完了通知を出力する。
【０１６１】
したがって、蓄積完了通知が出力されるタイミングにおいて、第１バッファ７２には、送信期間Ｔｔにおける差分信号Ｂ１（ｔ）に基づくデジタル信号すなわち時間スペクトルＴＳ１が蓄積され、また、第２バッファ７３には、送信期間Ｔｔにおける差分信号Ｂ２（ｔ）に基づくデジタル信号すなわち時間スペクトルＴＳ２が蓄積されている。
【０１６２】
ＦＦＴ処理部７４は、たとえば、バッファ制御部７１から蓄積完了通知を受けると、第１バッファ７２に蓄積された時間スペクトルＴＳ１を高速フーリエ変換することにより、ドップラースペクトルＤＳ１および位相スペクトルＰＳ１を作成する。また、ＦＦＴ処理部７４は、たとえば、第２バッファ７３に蓄積された時間スペクトルＴＳ２を高速フーリエ変換することにより、ドップラースペクトルＤＳ２および位相スペクトルＰＳ２を作成する。
【０１６３】
ＦＦＴ処理部７４は、作成したドップラースペクトルＤＳ１およびＤＳ２、ならびに位相スペクトルＰＳ１およびＰＳ２を検知部４へ出力する。
【０１６４】
［検知処理］
図１１は、本発明の第１の実施の形態に係る電波センサにおける検知部の構成を示す図である。図１１を参照して、検知部４は、スペクトル分析部７６と、分析結果判断部７７とを含む。
【０１６５】
より詳細には、検知部４は、たとえば、送信期間Ｔｔにおいて、受信部２によって受信された電波に基づいて、１回分の上記検知処理を行う。
【０１６６】
具体的には、検知部４におけるスペクトル分析部７６は、ＦＦＴ処理部７４から受けるドップラースペクトルＤＳ１およびＤＳ２、ならびに位相スペクトルＰＳ１およびＰＳ２を分析し、分析結果を分析結果判断部７７へ出力する。
【０１６７】
より詳細には、スペクトル分析部７６は、たとえば、ドップラースペクトルＤＳ１において、１または複数のピークを探索し、探索したピークの周波数であるドップラー周波数ｆ１ｄｍａｘを取得する。スペクトル分析部７６は、たとえば、以下の式（８）を用いて、取得したドップラー周波数ｆ１ｄｍａｘから対象物Ｔｇｔの検出対象速度ｖｄを算出する。なお、スペクトル分析部７６は、たとえば、ドップラースペクトルＤＳ２から検出対象速度ｖｄを算出してもよい。
【数８】
2018180001.tif 000010
【０１６８】
また、スペクトル分析部７６は、たとえば、位相スペクトルＰＳ１およびＰＳ２を参照し、ドップラー周波数ｆ１ｄｍａｘに対応する遅延位相θ１ｍａｘおよびθ２ｍａｘをそれぞれ取得する。スペクトル分析部７６は、たとえば、以下の式（９）を用いて、取得した遅延位相θ１ｍａｘおよびθ２ｍａｘから対象物Ｔｇｔまでの距離Ｌを算出する。
【数９】
2018180001.tif 000011
【０１６９】
スペクトル分析部７６は、たとえば、ピークの強度ならびに当該ピークに対応する検出対象速度ｖｄおよび距離Ｌを分析結果として分析結果判断部７７へ出力する。
【０１７０】
分析結果判断部７７は、スペクトル分析部７６から受ける分析結果に基づいて、対象エリアにおける対象物Ｔｇｔを検知する。分析結果判断部７７は、たとえば、対象エリアにおける対象物Ｔｇｔを検知すると、対象物検知情報を制御部５および信号制御装置１５１へ出力する。また、分析結果判断部７７は、たとえば、対象エリアにおける対象物Ｔｇｔを検知していない場合、対象物不検知情報を制御部５および信号制御装置１５１へ出力する。
【０１７１】
［効果］
再び図５および図６を参照して、前述のように、１００ミリ秒の通常実行間隔Ｉｎに対応する期間において、０ｄＢｍすなわち１ミリワットの電力を有する電波が５０ミリ秒間送信され、また、４０００ミリ秒の拡大実行間隔Ｉｅに対応する期間において、６ｄＢｍすなわち約４ミリワットの電力を有する電波が５０ミリ秒間送信される。
【０１７２】
したがって、供給電力断続部８０が供給する電力ＰｃｅおよびＰｃｎの比が、たとえば４ミリワットおよび１ミリワットの比である４と近似すると、通常実行間隔Ｉｎに対応する期間における平均消費電力が（Ｐｃｎ／２）ミリワットであるのに対し、拡大実行間隔Ｉｅに対応する期間における平均消費電力は、（（４×Ｐｃｎ）／８０）ミリワットとなる。
【０１７３】
ここで、（Ｐｃｎ／２）ミリワットから（（４×Ｐｃｎ）／８０）ミリワットを差し引いた値は、（（３６×Ｐｃｎ）／８０）ミリワットとなる。Ｐｃｎは正であるので、（（３６×Ｐｃｎ）／８０）ミリワットは正の値となる。すなわち、拡大実行間隔Ｉｅに対応する期間において（（３６×Ｐｃｎ）／８０）ミリワットに相当する電力を平均的に節電することができる。
【０１７４】
また、たとえば、拡大実行間隔Ｉｅが２０００ミリ秒である場合における平均消費電力は、（（４×Ｐｃｎ）／４０）ミリワットとなる。したがって、（Ｐｃｎ／２）ミリワットから（（４×Ｐｃｎ）／４０）ミリワットを差し引いた値は、（（１６×Ｐｃｎ）／４０）ミリワットとなる。Ｐｃｎは正なので（（１６×Ｐｃｎ）／４０）ミリワットは正の値となる。すなわち、拡大実行間隔Ｉｅが２０００ミリ秒である場合においても、電力を平均的に節電することができる。
【０１７５】
上述の計算から、電力ＰｃｅおよびＰｃｎの比を４と近似する場合、拡大実行間隔Ｉｅが通常実行間隔Ｉｎの４倍より長ければ、拡大実行間隔Ｉｅに対応する期間において電力を平均的に節電できることが分かる。
【０１７６】
［電波センサ１０１の変形例１］
図１２は、本発明の第１の実施の形態に係る電波センサの変形例の構成を示す図である。
【０１７７】
図１２を参照して、図２に示す電波センサ１０１の変形例である電波センサ１０２は、電波センサ１０１と比べて、送信部１および制御部５の代わりに、送信部６および制御部７を備える。送信部６は、図２に示す送信部１と比べて、送信アンテナ１１の代わりに、遠方用送信アンテナ１５および通常用送信アンテナ１６を含み、さらに、アンテナスイッチ１４を含む。なお、遠方用送信アンテナ１５および通常用送信アンテナ１６は、電波センサ１０２が備える構成に限らず、電波センサ１０２の外部に設けられてもよい。
【０１７８】
受信部２、信号処理部３および検知部４の動作は、図２に示す受信部２、信号処理部３および検知部４とそれぞれ同様である。送信部６における送信波処理部１０の動作は、図２に示す送信部１における送信波処理部１０と同様である。なお、送信波処理部１０におけるパワーアンプ３３の増幅率はたとえば固定値が設定される。
【０１７９】
図１３は、本発明の第１の実施の形態に係る電波センサの変形例における制御部の構成を示す図である。
【０１８０】
図１３を参照して、制御部７は、図３に示す制御部５と比べて、増幅率制御部８１の代わりに、アンテナ切替制御部８６を含む。
【０１８１】
制御部７における供給電力断続部８０、総合判断部８２および電池残量測定部８３の動作は、図３に示す制御部５における供給電力断続部８０、総合判断部８２および電池残量測定部８３とそれぞれ同様である。
【０１８２】
図１４は、本発明の第１の実施の形態に係る電波センサの変形例による動作モードの変更の一例を示す図である。図１４には、図５と同様に、たとえば時刻（ｔ１＋６８）ミリ秒において動作モードが通常検知モードから拡大検知モードへ切り替わる場合の動作が示される。図１４に示す切替信号のレベルＬｓの時間変化は、図５に示す切替信号のレベルＬｓの時間変化と同様である。
【０１８３】
図１５は、本発明の第１の実施の形態に係る電波センサの変形例による動作モードの変更の一例を示す図である。図１５には、図６と同様に、たとえば時刻（ｔ２＋１２５）ミリ秒において動作モードが拡大検知モードから通常検知モードへ切り替わる場合の動作が示される。図１５に示す切替信号のレベルＬｓの時間変化は、図６に示す切替信号のレベルＬｓの時間変化と同様である。
【０１８４】
図１２〜図１５を参照して、通常用送信アンテナ１６は、たとえば、図２に示す送信アンテナ１１と同様の指向性を有し、また、たとえば指向性の方向が横断歩道ＰＣ１の横断方向に沿うように設置される。したがって、所定の電力の送信波Ｔ１（ｔ）およびＴ２（ｔ）が通常用送信アンテナ１６から送信される場合における対象エリアは、たとえば、図１および図７に示す通常対象エリアＡｎ１となる。
【０１８５】
また、遠方用送信アンテナ１５は、たとえば、通常用送信アンテナ１６に対して、ビーム幅を絞ってゲインを増加させることによりカバー距離を伸ばし、ビーム方向に長い指向性を有する。したがって、当該所定の電力の送信波Ｔ１（ｔ）およびＴ２（ｔ）が遠方用送信アンテナ１５から送信される場合における対象エリアは、たとえば、図７に示す拡大対象エリアＡｅ２となる。
【０１８６】
図１３に示す供給電力断続部８０は、たとえば、図１４および図１５に示すように、送信期間ＴｔｎおよびＴｔｅにおいて送信波処理部１０における電波生成部３１およびパワーアンプ３３へ電力Ｐｃ２を供給する。なお、パワーアンプ３３の増幅率は固定値であるので、送信期間ＴｔｎおよびＴｔｅにおいてパワーアンプ３３へ供給される電力はたとえば同じである。
【０１８７】
アンテナ切替制御部８６は、たとえば、検知処理の結果に関する条件を含む所定条件が満たされるか否かに応じて、対象エリアの範囲を変更する。具体的には、アンテナ切替制御部８６は、たとえば、送信部６におけるアンテナスイッチ１４を実行間隔の種類に応じて切り替え、送信部６におけるアンテナの指向性を変更することで対象エリアの範囲を変更する、言い換えると、送信部６におけるアンテナのゲインを変更することで対象エリアの範囲を変更する。
【０１８８】
より詳細には、アンテナ切替制御部８６は、たとえば、図１４および図１５に示すように、通常実行間隔Ｉｎに基づく送信期間Ｔｔｎおよび停止期間Ｔｈｎにおいて、パワーアンプ３３の出力端と通常用送信アンテナ１６とを電気的に接続する。したがって、送信期間Ｔｔｎにおいて、送信波処理部１０は通常用送信アンテナ１６経由で通常対象エリアＡｎ１へ電波を送信する。
【０１８９】
また、アンテナ切替制御部８６は、たとえば、図１４および図１５に示すように、拡大実行間隔Ｉｅに基づく送信期間Ｔｔｅおよび停止期間Ｔｈｅにおいて、パワーアンプ３３の出力端と遠方用送信アンテナ１５とを電気的に接続する。したがって、送信期間Ｔｔｅにおいて、送信波処理部１０は遠方用送信アンテナ１５経由で拡大対象エリアＡｅ２へ電波を送信する。
【０１９０】
なお、アンテナ切替制御部８６は、送信期間Ｔｔｎおよび停止期間Ｔｈｎにおいてパワーアンプ３３の出力端と通常用送信アンテナ１６とを電気的に接続する構成であるとしたが、これに限定するものではない。アンテナ切替制御部８６は、たとえば、少なくとも送信期間Ｔｔｎにおいて、パワーアンプ３３の出力端と通常用送信アンテナ１６とを電気的に接続する構成であればよい。
【０１９１】
また、アンテナ切替制御部８６は、送信期間Ｔｔｅおよび停止期間Ｔｈｅにおいて、パワーアンプ３３の出力端と遠方用送信アンテナ１５とを電気的に接続する構成であるとしたが、これに限定するものではない。アンテナ切替制御部８６は、たとえば、少なくとも送信期間Ｔｔｅにおいて、パワーアンプ３３の出力端と遠方用送信アンテナ１５とを電気的に接続する構成であればよい。
【０１９２】
［電波センサ１０１の変形例２］
図１６は、本発明の第１の実施の形態に係る電波センサの変形例の構成を示す図である。
【０１９３】
図１６を参照して、図２に示す電波センサ１０１の変形例である電波センサ１０３は、電波センサ１０１と比べて、送信部１および制御部５の代わりに、送信部８および制御部９を備える。送信部８は、図２に示す送信部１と比べて、送信アンテナ１１の代わりに、チルト可変送信アンテナ１８を含む。なお、チルト可変送信アンテナ１８は、電波センサ１０３が備える構成に限らず、電波センサ１０３の外部に設けられてもよい。
【０１９４】
受信部２、信号処理部３および検知部４の動作は、図２に示す受信部２、信号処理部３および検知部４とそれぞれ同様である。送信部８における送信波処理部１０の動作は、図２に示す送信部１における送信波処理部１０と同様である。なお、送信波処理部１０におけるパワーアンプ３３の増幅率はたとえば固定値が設定される。
【０１９５】
図１７は、本発明の第１の実施の形態に係る電波センサの変形例における制御部の構成を示す図である。
【０１９６】
図１７を参照して、制御部９は、図３に示す制御部５と比べて、増幅率制御部８１の代わりに、チルト角制御部８７を含む。
【０１９７】
制御部９における供給電力断続部８０、総合判断部８２および電池残量測定部８３の動作は、図３に示す制御部５における供給電力断続部８０、総合判断部８２および電池残量測定部８３とそれぞれ同様である。
【０１９８】
図１８は、本発明の第１の実施の形態に係る電波センサの変形例による動作モードの変更の一例を示す図である。図１８には、図５と同様に、たとえば時刻（ｔ１＋６８）ミリ秒において動作モードが通常検知モードから拡大検知モードへ切り替わる場合の動作が示される。図１８に示す切替信号のレベルＬｓの時間変化は、図５に示す切替信号のレベルＬｓの時間変化と同様である。
【０１９９】
図１９は、本発明の第１の実施の形態に係る電波センサの変形例による動作モードの変更の一例を示す図である。図１９には、図６と同様に、たとえば時刻（ｔ２＋１２５）ミリ秒において動作モードが拡大検知モードから通常検知モードへ切り替わる場合の動作が示される。図１９に示す切替信号のレベルＬｓの時間変化は、図６に示す切替信号のレベルＬｓの時間変化と同様である。
【０２００】
図２０は、本発明の第１の実施の形態に係る電波センサの変形例におけるチルト可変送信アンテナの指向性の方向の一例を示す図である。図２０には、鉛直面であってチルト可変送信アンテナ１８の指向性の方向ＤｎおよびＤｅを含む面における、鉛直下方方向に対するチルト可変送信アンテナ１８の向きを示すチルト角αｎおよびαｅが示される。
【０２０１】
図１６〜図２０を参照して、図１７に示す供給電力断続部８０は、たとえば、図１８および図１９に示すように、送信期間ＴｔｎおよびＴｔｅにおいて送信波処理部１０における電波生成部３１およびパワーアンプ３３へ電力Ｐｃ３を供給する。なお、パワーアンプ３３の増幅率は固定値であるので、送信期間ＴｔｎおよびＴｔｅにおいてパワーアンプ３３へ供給される電力は同じである。
【０２０２】
チルト角制御部８７は、たとえば、検知処理の結果に関する条件を含む所定条件が満たされるか否かに応じて、対象エリアの範囲を変更する。具体的には、チルト角制御部８７は、たとえば、送信部８におけるチルト可変送信アンテナ１８の向きすなわちチルト角を実行間隔の種類に応じて切り替えることにより、送信部８におけるアンテナの向きを変更することで対象エリアの範囲を変更する。
【０２０３】
具体的には、チルト角制御部８７は、たとえば、図１８および図１９に示すように、通常実行間隔Ｉｎに基づく送信期間Ｔｔｎおよび停止期間Ｔｈｎにおいて、チルト可変送信アンテナ１８のチルト角をαｎに設定することにより、指向性の方向Ｄｎが図１、図７および図２０に示す横断歩道ＰＣ１の略中央の位置Ｃｎに向くように設定する。
【０２０４】
したがって、送信期間Ｔｔｎにおいて、所定の電力の送信波Ｔ１（ｔ）およびＴ２（ｔ）がチルト角αｎのチルト可変送信アンテナ１８から送信される場合における対象エリアは、たとえば、図１および図７に示す通常対象エリアＡｎ１となる。
【０２０５】
また、チルト角制御部８７は、たとえば、図１８および図１９に示すように、拡大実行間隔Ｉｅに基づく送信期間Ｔｔｅおよび停止期間Ｔｈｅにおいて、チルト可変送信アンテナ１８のチルト角をαｎより大きいαｅに設定することにより、指向性の方向Ｄｅが以下の方向を向くように設定する。すなわち、チルト角制御部８７は、たとえば、送信波の指向性の方向Ｄｅが横断歩道ＰＣ１の横断方向に沿うように、かつ図１、図７および図２０に示す位置Ｃｎと比べて電波センサ１０３から離れた位置Ｃｅに向くように設定する。
【０２０６】
したがって、送信期間Ｔｔｅおよび停止期間Ｔｈｅにおけるチルト可変送信アンテナ１８の向きは、送信期間Ｔｔｎおよび停止期間Ｔｈｎにおけるチルト可変送信アンテナ１８の向きより上向きとなる。また、送信期間Ｔｔｅにおいて、上記所定の電力の送信波Ｔ１（ｔ）およびＴ２（ｔ）がチルト角αｅのチルト可変送信アンテナ１８から送信される場合における対象エリアは、たとえば、図１および図７に示す拡大対象エリアＡｅ１となる。
【０２０７】
なお、チルト角制御部８７は、送信期間Ｔｔｎおよび停止期間Ｔｈｎにおいてチルト可変送信アンテナ１８のチルト角をαｎに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。チルト角制御部８７は、たとえば、少なくとも送信期間Ｔｔｎにおいて、チルト可変送信アンテナ１８のチルト角をαｎに設定する構成であればよい。
【０２０８】
また、チルト角制御部８７は、送信期間Ｔｔｅおよび停止期間Ｔｈｅにおいてチルト可変送信アンテナ１８のチルト角をαｅに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。チルト角制御部８７は、たとえば、少なくとも送信期間Ｔｔｅにおいて、チルト可変送信アンテナ１８のチルト角をαｅに設定する構成であればよい。
【０２０９】
［動作］
図２１は、本発明の第１の実施の形態に係る電波センサが対象エリアにおける対象物を動作モードに応じて検知する際の動作手順を定めたフローチャートである。信号制御システム２０１における電波センサ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、以下の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。
【０２１０】
図２１を参照して、まず、電波センサ１０１における制御部５は、動作モードが拡大検知モードに維持される場合（ステップＳ１０２でＹＥＳ）、拡大検知処理を繰り返し行う（ステップＳ１０４）。
【０２１１】
一方、制御部５は、動作モードが通常検知モードに維持される場合（ステップＳ１０２でＮＯ）、通常検知処理を繰り返し行う（ステップＳ１０６）。
【０２１２】
図２２は、本発明の第１の実施の形態に係る電波センサが拡大検知モードにおいて拡大対象エリアにおける対象物を検知する際の動作手順を定めたフローチャートである。図２２は、図２１のステップＳ１０４における拡大検知処理の動作の詳細を示している。
【０２１３】
図２２を参照して、まず、電波センサ１０１における制御部５は、拡大実行間隔Ｉｅを設定する（ステップＳ２０２）。
【０２１４】
次に、制御部５により設定された拡大実行間隔Ｉｅに基づく送信期間Ｔｔｅが満了するまで（ステップＳ２０４でＮＯ）、送信部１は、拡大対象エリアＡｅ１へ電波を送信し（ステップＳ２０６）、また、受信部２は、拡大対象エリアＡｅ１からの電波を受信する（ステップＳ２０８）。
【０２１５】
一方、制御部５は、送信期間Ｔｔｅが満了すると（ステップＳ２０４でＹＥＳ）、停止期間Ｔｈｅにおいて、送信部１への電力供給を停止することにより、送信部１からの電波の送信を停止させる（ステップＳ２１０）。
【０２１６】
次に、検知部４は、送信期間Ｔｔｅにおいて受信部２によって受信された電波に基づいて検知処理を行う（ステップＳ２１２）。
【０２１７】
次に、制御部５は、検知処理の結果、対象物Ｔｇｔが検知されない場合（ステップＳ２１４でＮＯ）、停止期間Ｔｈｅが満了するまで送信部１への電力供給の停止を継続することにより、送信部１からの電波の送信停止を継続する（ステップＳ２１６）。
【０２１８】
次に、制御部５は、停止期間Ｔｈｅが満了すると、次の拡大実行間隔Ｉｅを設定する（ステップＳ２０２）。
【０２１９】
また、制御部５は、検知処理の結果、対象物Ｔｇｔが検知された場合（ステップＳ２１４でＹＥＳ）、拡大検知モードから通常検知モードへ切り替える（ステップＳ２１８）。
【０２２０】
次に、制御部５は、通常検知モードへ切替えるタイミングで拡大実行間隔Ｉｅを短縮することにより、拡大検知処理を終了して通常検知処理を開始する（ステップＳ２２０）。
【０２２１】
図２３は、本発明の第１の実施の形態に係る電波センサが通常検知モードにおいて通常対象エリアにおける対象物を検知する際の動作手順を定めたフローチャートである。図２３は、図２１のステップＳ１０６における通常検知処理の動作の詳細を示している。
【０２２２】
図２３を参照して、まず、電波センサ１０１における制御部５は、カウント値Ｃｎｔをゼロにリセットする（ステップＳ３０２）。
【０２２３】
次に、制御部５は、通常実行間隔Ｉｎを設定する（ステップＳ３０４）。
【０２２４】
次に、制御部５により設定された通常実行間隔Ｉｎに基づく送信期間Ｔｔｎが満了するまで（ステップＳ３０６でＮＯ）、送信部１は、通常対象エリアＡｎ１へ電波を送信し（ステップＳ３０８）、また、受信部２は、通常対象エリアＡｎ１からの電波を受信する（ステップＳ３１０）。
【０２２５】
一方、制御部５は、送信期間Ｔｔｎが満了すると（ステップＳ３０６でＹＥＳ）、停止期間Ｔｈｎにおいて、送信部１への電力供給を停止することにより、送信部１からの電波の送信を停止させる（ステップＳ３１２）。
【０２２６】
次に、検知部４は、送信期間Ｔｔｎにおいて受信部２によって受信された電波に基づいて検知処理を行う（ステップＳ３１４）。
【０２２７】
次に、制御部５は、検知処理の結果、対象物Ｔｇｔが検知された場合（ステップＳ３１６でＹＥＳ）、カウント値Ｃｎｔをゼロにリセットする（ステップＳ３１８）。
【０２２８】
次に、制御部５は、停止期間Ｔｈｎが満了するまで送信部１への電力供給の停止を継続することにより、送信部１からの電波の送信停止を継続する（ステップＳ３２０）。
【０２２９】
次に、制御部５は、停止期間Ｔｈｎが満了すると、次の通常実行間隔Ｉｎを設定する（ステップＳ３０４）。
【０２３０】
また、制御部５は、検知処理の結果、対象物Ｔｇｔが検知されない場合（ステップＳ３１６でＮＯ）、カウント値Ｃｎｔをインクリメントする（ステップＳ３２２）。
【０２３１】
次に、制御部５は、カウント値Ｃｔｎが所定のしきい値Ｔｈｃより小さい場合（ステップＳ３２４でＮＯ）、停止期間Ｔｈｎが満了するまで送信部１への電力供給の停止を継続することにより、送信部１からの電波の送信停止を継続する（ステップＳ３２０）。
【０２３２】
一方、制御部５は、カウント値Ｃｔｎが所定のしきい値Ｔｈｃ以上である場合（ステップＳ３２４でＹＥＳ）、通常検知モードから拡大検知モードへ切り替える（ステップＳ３２６）。
【０２３３】
次に、制御部５は、現在実行中の通常検知処理における停止期間Ｔｈｎが満了するまで送信部１への電力供給の停止を継続することにより、送信部１からの電波の送信停止を継続し、当該停止期間Ｔｈｎが満了すると通常検知処理を終了して拡大検知処理を開始する（ステップＳ３２８）。
【０２３４】
なお、本発明の第１の実施の形態に係る電波センサは、バッテリーＢ１の残量および検知処理の結果に基づいて、検知処理の実行間隔を変更する制御を行う構成であるとしたが、これに限定するものではない。電波センサは、たとえば、検知処理の結果に基づいて、検知処理の実行間隔を変更する制御を行う構成であってもよい。
【０２３５】
また、本発明の第１の実施の形態に係る電波センサは、電波生成部３１およびパワーアンプ３３への電力供給の停止期間を変更する構成であるとしたが、これに限定するものではない。電波センサは、たとえば、停止期間Ｔｈにおける検知処理が完了した後、検知処理を行うための回路として受信部２、信号処理部３および検知部４への電力供給を停止する構成であってもよい。
【０２３６】
また、本発明の第１の実施の形態に係る電波センサは、停止期間Ｔｈにおいて、電波生成部３１およびパワーアンプ３３への電力供給を停止する構成であるとしたが、これに限定するものではない。電波センサは、停止期間Ｔｈにおいて、電波生成部３１およびパワーアンプ３３へ電力を供給する構成であってもよい。これは、たとえば、電波生成部３１およびパワーアンプ３３における消費電力は、電波の停止時と比べて電波の送信時の方が大きいので、停止期間Ｔｈにおいて電力を供給する構成であっても、停止期間の長さを変更する構成により、消費電力を抑制するからである。
【０２３７】
また、本発明の第１の実施の形態に係る電波センサでは、２周波ＣＷ方式に従って、対象エリアにおける対象物Ｔｇｔを検知する構成であるとしたが、これに限定するものではない。電波センサは、２周波ＣＷ方式以外の方式に従って、対象エリアにおける対象物Ｔｇｔを検知する構成であってもよい。具体的には、電波センサは、たとえば、非特許文献１もしくは非特許文献２に記載されたＦＭ−ＣＷ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ  Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ−Ｗａｖｅ）方式、または非特許文献３に記載された２周波ＩＣＷ（Ｉｎｔｅｒｒｕｐｔｅｄ  Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ−Ｗａｖｅ）方式に従って、対象エリアにおける対象物Ｔｇｔを検知する構成であってもよい。
【０２３８】
ところで、たとえば特許文献１に記載の物体識別装置を、供給可能な電力が制限されている場所に設置する場合において、当該物体識別装置における消費電力が制限値を超えてしまうと、当該物体識別装置を安定に動作させることが困難となるときがある。このため、低消費電力で動作可能な物体識別装置等の電波センサが求められている。
【０２３９】
これに対して、本発明の第１の実施の形態に係る電波センサでは、送信部１、６および８は、対象エリアへ電波を送信する。受信部２は、対象エリアからの電波を受信する。検知部４は、受信部２によって受信された電波に基づいて、対象エリアにおける対象物Ｔｇｔを検知するための検知処理を行う。制御部５、７および９は、検知処理の結果に基づいて、検知処理の実行間隔を変更する制御を行う。
【０２４０】
このような構成により、検知処理の結果に悪影響を及ぼさない範囲で検知処理の頻度を下げることができるので、検知処理による電力消費を抑制しながら対象物を正しく検知することができる。
【０２４１】
また、本発明の第１の実施の形態に係る電波センサでは、送信部１、６および８は、送信期間Ｔｔにおいて電波を連続的に送信し、停止期間Ｔｈにおいて電波の送信を停止し、送信期間Ｔｔおよび停止期間Ｔｈを交互に繰り返す。制御部５、７および９は、検知処理の結果に基づいて停止期間Ｔｈの長さを変更することで上記実行間隔を変更する。
【０２４２】
このように、送信期間Ｔｔの長さを維持したまま消費電力の小さい停止期間Ｔｈの長さを変更する構成により、検知処理の精度が劣化することを回避しながら消費電力を抑制することができる。
【０２４３】
また、本発明の第１の実施の形態に係る電波センサでは、制御部５、７および９は、検知部４によって対象物Ｔｇｔが検知されていない状態から検知された状態へ遷移したか否かについての判断を行い、当該判断の結果に基づいて実行間隔を短くする。
【０２４４】
このような構成により、対象エリアに対象物Ｔｇｔが存在する場合において、対象物Ｔｇｔの検知結果の時間的推移を高精度に取得することができる。また、対象物Ｔｇｔが検知された後の高頻度の検知処理を要する状況下で検知処理の頻度を上げる構成により、効率的な検知処理を行うことができる。
【０２４５】
また、本発明の第１の実施の形態に係る電波センサでは、制御部５、７および９は、検知部４によって対象物Ｔｇｔが検知された状態から検知されていない状態へ遷移したか否かについての判断を行い、当該判断の結果に基づいて実行間隔を長くする。
【０２４６】
このように、対象物Ｔｇｔが検知されなくなった後の高頻度の検知処理を要しない状況下で検知処理の頻度を下げる構成により、効率的な検知処理を行うことができる。
【０２４７】
また、本発明の第１の実施の形態に係る電波センサでは、制御部５、７および９は、検知処理の結果に関する条件を含む所定条件が満たされるか否かに応じて、対象エリアの範囲を変更する。
【０２４８】
このような構成により、対象エリアの範囲を、検知処理の結果に応じた適切な範囲に変更することができる。
【０２４９】
また、本発明の第１の実施の形態に係る電波センサでは、制御部５は、送信部１の送信電力を変更することにより対象エリアの範囲を変更する。
【０２５０】
このような構成により、機械的な動作を用いずに対象エリアの範囲を変更することができるので、アンテナ等の送信機器の機構を簡易にすることができる。
【０２５１】
また、本発明の第１の実施の形態に係る電波センサでは、制御部７は、送信部６におけるアンテナの指向性を変更する、具体的には、アンテナスイッチ１４を用いて遠方用送信アンテナ１５および通常用送信アンテナ１６を切り替えることにより対象エリアの範囲を変更する。
【０２５２】
このような構成により、電波の送信電力を大きくすることなく電波の到達距離を伸ばすことができるので、対象エリアの範囲の変更に伴う消費電力の増加を抑制することができる。
【０２５３】
また、本発明の第１の実施の形態に係る電波センサでは、制御部９は、送信部８におけるチルト可変送信アンテナ１８の向きを変更することにより対象エリアの範囲を変更する。
【０２５４】
このような構成により、簡易な方法で電波のビーム方向を変更し、対象エリアの範囲を柔軟に変更することができる。
【０２５５】
また、本発明の第１の実施の形態に係る電波センサでは、制御部５、７および９は、検知処理を行うための回路への電力供給の停止期間を変更することにより、実行間隔を変更する。
【０２５６】
このように、検知処理を行わない期間において当該検知処理を行うための回路を停止することにより、検知処理の実行間隔を変更しながら消費電力を抑制することができる。
【０２５７】
また、本発明の第１の実施の形態に係る電波センサでは、制御部５、７および９は、バッテリーＢ１の残量および検知処理の結果に基づいて、検知処理の実行間隔を変更する制御を行う。
【０２５８】
このように、バッテリーＢ１の残量に応じて検知処理の頻度を変更する構成により、バッテリーＢ１の残量がゼロになるまでの時間を延ばしながら対象物Ｔｇｔを正しく検知することができる。すなわち、電波センサの動作時間を長くすることができる。
【０２５９】
また、本発明の第１の実施の形態に係る電波センサでは、制御部５、７および９は、バッテリーＢ１の残量に基づいて、電力供給の停止に関する判断を行う。
【０２６０】
このような構成により、バッテリーＢ１の残量に応じて上記回路における消費電力を変更することができるので、バッテリーＢ１の残量がゼロになるまでの時間を延ばすことができる。すなわち、電波センサの動作時間を長くすることができる。
【０２６１】
次に、本発明の他の実施の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。
【０２６２】
＜第２の実施の形態＞
本実施の形態は、第１の実施の形態に係る電波センサと比べて、パルス方式を用いて対象物を検知する電波センサに関する。以下で説明する内容以外は第１の実施の形態に係る電波センサと同様である。
【０２６３】
［電波センサの構成］
図２４は、本発明の第２の実施の形態に係る電波センサの構成を示す図である。
【０２６４】
図２４を参照して、電波センサ１０４は、送信部３０１と、受信部３０２と、検知部３０４と、制御部５とを備える。送信部３０１は、送信波処理部３１０と、送信アンテナ１１とを含む。受信部３０２は、受信波処理部３１２と、受信アンテナ１３とを含む。なお、送信アンテナ１１および受信アンテナ１３は、電波センサ１０４が備える構成に限らず、電波センサ１０４の外部に設けられてもよい。
【０２６５】
制御部５の動作は、図２に示す本発明の第１の実施の形態に係る電波センサ１０１における制御部５と同様である。送信部３０１における送信アンテナ１１の動作は、図２に示す送信部１における送信アンテナ１１と同様である。受信部３０２における受信アンテナ１３の動作は、図２に示す受信部２における受信アンテナ１３と同様である。
【０２６６】
図２５は、本発明の第２の実施の形態に係る送信部における送信波処理部の構成を示す図である。
【０２６７】
図２５を参照して、送信波処理部３１０は、電波生成部６１と、パワーアンプ３３とを含む。電波生成部６１は、パルス発生器６２と、ミキサ６３と、ローカル発振器６４とを含む。パワーアンプ３３の動作は、図４に示す送信波処理部１０におけるパワーアンプ３３と同様である。
【０２６８】
図２４〜図２５を参照して、電波センサ１０４は、たとえばパルス方式を用いる電波センサである。より詳細には、電波センサ１０４における制御部５は、検知処理の結果に基づいて、送信部３０１が送信する一群のパルス状の電波であるパルス電波群の送信間隔を変更する。
【０２６９】
［実行間隔の設定］
図２６は、本発明の第２の実施の形態に係る電波センサによる動作モードの変更の一例を示す図である。図２６には、たとえば時刻（ｔ３＋６８）ミリ秒において動作モードが通常検知モードから拡大検知モードへ切り替わる場合の動作が示される。
【０２７０】
図２７は、本発明の第２の実施の形態に係る電波センサによる動作モードの変更の一例を示す図である。図２７には、たとえば時刻（ｔ４＋１２５）ミリ秒において動作モードが拡大検知モードから通常検知モードへ切り替わる場合の動作が示される。
【０２７１】
図２６および図２７を参照して、図４に示す制御部５におけるモード設定部８４は、たとえば、対象物不検知情報を検知部３０４から連続して受けた回数が時刻（ｔ３＋６８）ミリ秒において所定のしきい値Ｔｈｃ以上になると、図２６に示すように時刻（ｔ３＋６８）ミリ秒において動作モードを通常検知モードから拡大検知モードに切り替える。
【０２７２】
また、モード設定部８４は、たとえば、対象物検知情報を時刻（ｔ４＋１２５）ミリ秒に検知部３０４から受けると、図２７に示すように時刻（ｔ４＋１２５）ミリ秒において動作モードを拡大検知モードから通常検知モードに切り替える。
【０２７３】
実行間隔設定部８５は、たとえば、動作モードおよび残量測定結果に基づいて検知処理の実行間隔すなわちパルス群の間隔を設定する、具体的には、実行間隔設定部８５は、たとえば、バッテリー残量が少ない旨を残量測定結果が示す場合、図２６および図２７に示すように、通常検知モードにおいて１００ミリ秒の通常実行間隔Ｉｎを設定し、また、拡大検知モードにおいて４０００ミリ秒の拡大実行間隔Ｉｅを設定する。
【０２７４】
また、実行間隔設定部８５は、たとえば、バッテリー残量が十分である旨を残量測定結果が示す場合、通常検知モードにおいて１００ミリ秒の通常実行間隔Ｉｎを設定し、また、拡大検知モードにおいて２０００ミリ秒の拡大実行間隔Ｉｅを設定する。
【０２７５】
また、実行間隔設定部８５は、たとえば、図２６に示すように、時刻ｔ３から通常実行間隔Ｉｎに相当する時間が経過する前の時刻（ｔ３＋６８）ミリ秒において動作モードが通常検知モードから拡大検知モードへ切り替わる際、以下の処理を行う。すなわち、実行間隔設定部８５は、たとえば、時刻ｔ３から通常実行間隔Ｉｎに相当する時間が経過する時刻（ｔ３＋１００）ミリ秒を始点として時刻（ｔ３＋４１００）ミリ秒までの拡大実行間隔Ｉｅを新たに設定する。
【０２７６】
また、実行間隔設定部８５は、たとえば、図２７に示すように、時刻ｔ４から拡大実行間隔Ｉｅに相当する時間が経過する前の時刻（ｔ４＋１２５）ミリ秒において動作モードが拡大検知モードから通常検知モードへ切り替わる際、以下の処理を行う。すなわち、実行間隔設定部８５は、たとえば、切り替わる時刻（ｔ４＋１２５）ミリ秒で拡大実行間隔Ｉｅを１２５ミリ秒の拡大実行間隔Ｉｅｉに短縮し、時刻（ｔ４＋１２５）ミリ秒を始点として時刻（ｔ４＋２２５）ミリ秒までの通常実行間隔Ｉｎを新たに設定する。
【０２７７】
［供給電力の制御］
供給電力断続部８０は、たとえば、図２６および図２７に示すように、通常実行間隔Ｉｎに基づく期間の開始タイミングから３つのパルス電波を含むパルス電波群の送信に要する時間Δｔ２が経過する終了タイミングまで送信波処理部３１０における電波生成部６１およびパワーアンプ３３へ電力Ｐｃｎを供給し、また、当該終了タイミングから次の開始タイミングまで電力の供給を停止する。
【０２７８】
また、供給電力断続部８０は、たとえば、図２６および図２７に示すように、拡大実行間隔Ｉｅに基づく期間の開始タイミングから３つのパルス電波を含むパルス電波の送信に要する時間Δｔ２が経過する終了タイミングまで送信波処理部３１０における電波生成部６１およびパワーアンプ３３へ電力Ｐｃｅを供給し、また、当該終了タイミングから次の開始タイミングまで電力の供給を停止する。
【０２７９】
したがって、たとえば図２６に示す場合では、時刻（ｔ３＋１００）ミリ秒までは、パルス電波群が送信波処理部３１０から送信アンテナ１１経由で通常実行間隔Ｉｎごとに送信され、また、時刻（ｔ３＋１００）ミリ秒以降では、パルス電波群が拡大実行間隔Ｉｅごとに送信される。
【０２８０】
［対象エリアの範囲の変更］
増幅率制御部８１は、たとえば、図２６および図２７に示すように、通常実行間隔Ｉｎに基づく期間においてパワーアンプ３３の増幅率をＧｎに設定し、また、拡大実行間隔Ｉｅに基づく期間においてパワーアンプ３３の増幅率をＧｎより大きいＧｅに設定する。
【０２８１】
したがって、拡大実行間隔Ｉｅに基づく期間において拡大対象エリアＡｅ１へパルス電波群が送信され、また、通常実行間隔Ｉｎに基づく期間において通常対象エリアＡｎ１へパルス電波群が送信される。
【０２８２】
［電波の送信処理］
再び図２５を参照して、送信部３０１における送信波処理部３１０は、パルス電波群を送信アンテナ１１経由で繰り返し送信する。具体的には、送信波処理部３１０における電波生成部６１は、制御部５の制御に従って、パルス電波群を送信アンテナ１１経由で実行間隔ごとに送信する。
【０２８３】
図２８は、本発明の第２の実施の形態に係る送信部および受信部が生成するパルス信号の一例を示す図である。
【０２８４】
図２８を参照して、電波生成部６１におけるパルス発生器６２は、たとえば、レベルＬｐｔおよび時間幅Δｔ１を有する送信パルス信号Ｐｔ１〜Ｐｔ３を図２６および図２７に示すように実行間隔ごとに生成し、生成した送信パルス信号Ｐｔ１〜Ｐｔ３をミキサ６３へ出力する。この際、パルス発生器６２は、たとえば、送信パルス信号Ｐｔ１およびＰｔ２の間隔、ならびに送信パルス信号Ｐｔ２およびＰｔ３の間隔をＴｐに設定する。
【０２８５】
なお、時間幅Δｔ１は、電波センサ１０４から対象エリアまでの距離、および距離Ｌの測定精度等に応じて適宜設定する。また、間隔Ｔｐは、たとえば送信した電波が対象物Ｔｇｔに反射して戻ってくるまでの時間に基づいて決定される。
【０２８６】
ローカル発振器６４は、たとえば、２４ＧＨｚの搬送波を生成し、生成した搬送波をミキサ６３へ出力する。ミキサ６３は、パルス発生器６２から受ける送信パルス信号Ｐｔ１〜Ｐｔ３とローカル発振器６４から受ける搬送波とを乗算することにより一群のパルス波である送信波Ｔｘｐ１〜Ｔｘｐ３をそれぞれ生成し、生成した送信波Ｔｘｐ１〜Ｔｘｐ３をパワーアンプ３３へ出力する。
【０２８７】
パワーアンプ３３は、たとえば、増幅率制御部８１により増幅率がＧｎに設定された場合、ミキサ６３から受ける送信波Ｔｘｐ１〜Ｔｘｐ３を増幅率Ｇｎで増幅し、増幅後の送信波Ｔｘｐ１〜Ｔｘｐ３をそれぞれ送信アンテナ１１経由で通常対象エリアＡｎ１へ送信する。また、パワーアンプ３３は、たとえば、増幅率制御部８１により増幅率がＧｅに設定された場合、ミキサ６３から受ける送信波Ｔｘｐ１〜Ｔｘｐ３を増幅率Ｇｅで増幅し、増幅後の送信波Ｔｘｐ１〜Ｔｘｐ３をそれぞれ送信アンテナ１１経由で拡大対象エリアＡｅ１へ送信する。
【０２８８】
［電波の受信処理］
再び図２４を参照して、受信部３０２は、対象エリアからの電波を受信する。より詳細には、受信部３０２における受信アンテナ１３は、対象エリアにおける対象物Ｔｇｔが送信波Ｔｘｐ１〜Ｔｘｐ３をそれぞれ反射することにより生成されるパルス電波群すなわち反射波Ｒｘｐ１〜Ｒｘｐ３を受信する。
【０２８９】
図２９は、本発明の第２の実施の形態に係る受信部における受信波処理部の構成を示す図である。
【０２９０】
図２９を参照して、受信波処理部３１２は、ローノイズアンプ４１と、ミキサ４２と、ＩＦアンプ４３と、ローカル発振器４６と、検波器４７とを含む。受信波処理部３１２におけるローノイズアンプ４１、ミキサ４２およびＩＦアンプ４３の動作は、図８に示す受信波処理部１２におけるローノイズアンプ４１、ミキサ４２およびＩＦアンプ４３と同様である。
【０２９１】
受信波処理部３１２におけるローノイズアンプ４１は、受信アンテナ１３が受信した反射波Ｒｘｐ１〜Ｒｘｐ３を増幅し、ミキサ４２へ出力する。
【０２９２】
ローカル発振器４６は、たとえば、２４ＧＨｚのローカル信号を生成し、生成したローカル信号をミキサ４２へ出力する。ミキサ４２は、ローノイズアンプ４１から受ける反射波Ｒｘｐ１〜Ｒｘｐ３とローカル発振器４６から受けるローカル信号とを乗算することにより、ローカル信号の周波数成分と反射波Ｒｘｐ１〜Ｒｘｐ３の周波数成分との差の周波数成分を有する差分信号および両周波数成分の和の周波数成分を有する和周波信号を生成する。
【０２９３】
ＩＦアンプ４３は、ミキサ４２において生成された差分信号および和周波信号のうち差分信号を大きな増幅率で増幅し、増幅した差分信号を検波器４７へ出力する。
【０２９４】
検波器４７は、ＩＦアンプ４３から受ける差分信号を検波することにより図２８に示す受信パルス信号Ｐｒ１〜Ｐｒ３を生成し、生成した受信パルス信号Ｐｒ１〜Ｐｒ３を検知部３０４へ出力する。
【０２９５】
［検知処理］
図３０は、本発明の第２の実施の形態に係る電波センサにおける検知部の構成を示す図である。
【０２９６】
図３０を参照して、検知部３０４は、時間比較部５１と、強度取得部５２と、距離算出部５３と、測定結果判断部５４とを含む。
【０２９７】
検知部３０４は、受信部３０２によって受信された電波に基づいて、対象エリアにおける対象物Ｔｇｔを検知するための検知処理を行う。より詳細には、検知部３０４は、たとえば、受信部３０２によって受信された、対象エリアからの反射波Ｒｘｐ１〜Ｒｘｐ３に基づいて上記検知処理を行う。
【０２９８】
具体的には、検知部３０４における強度取得部５２は、たとえば、受信波処理部３１２における検波器４７から受ける受信パルス信号Ｐｒ１〜Ｐｒ３の各々のレベルＬｐｒ１〜Ｌｐｒ３すなわち強度を取得し、取得した強度を測定結果判断部５４へ出力する。
【０２９９】
時間比較部５１は、送信部３０１から送信パルス信号Ｐｔ１〜Ｐｔ３を受けた後、検波器４７から受信パルス信号Ｐｒ１〜Ｐｒ３をそれぞれ受けるまでに要する時間差β１〜β３を算出し、算出した時間差β１〜β３を距離算出部５３へ出力する。
【０３００】
距離算出部５３は、時間比較部５１から受ける時間差β１〜β３に基づいて距離Ｌを算出する。具体的には、距離算出部５３は、たとえば、ｃ×β１／２、ｃ×β２／２およびｃ×β３／２の平均を距離Ｌとして算出し、算出結果を測定結果判断部５４へ出力する。
【０３０１】
測定結果判断部５４は、強度取得部５２から受ける強度および距離算出部５３から受ける距離Ｌに基づいて、対象エリアにおける対象物Ｔｇｔを検知する。
【０３０２】
測定結果判断部５４は、たとえば、対象エリアにおける対象物Ｔｇｔを検知すると、対象物検知情報を制御部５および信号制御装置１５１へ出力する。また、測定結果判断部５４は、たとえば、対象エリアにおける対象物Ｔｇｔを検知していない場合、対象物不検知情報を制御部５および信号制御装置１５１へ出力する。
【０３０３】
なお、検知部３０４は、たとえば、距離Ｌの時間変化に基づいて対象物Ｔｇｔの移動速度を取得し、取得した移動速度ならびに、強度および距離Ｌに基づいて、対象エリアにおける対象物Ｔｇｔを検知してもよい。
【０３０４】
なお、本発明の第２の実施の形態に係る送信部は、３つのパルス電波を含むパルス電波群を繰り返し送信する構成であるとしたが、これに限定するものではない。送信部は、たとえば、１つのパルス電波を繰り返し送信する構成であってもよいし、２つまたは４つ以上のパルス電波を含むパルス電波群を繰り返し送信する構成であってもよい。
【０３０５】
［電波センサ１０４の変形例１］
図３１は、本発明の第２の実施の形態に係る電波センサの変形例の構成を示す図である。
【０３０６】
図３１を参照して、図２４に示す電波センサ１０４の変形例である電波センサ１０５は、電波センサ１０４と比べて、送信部３０１および制御部５の代わりに、送信部３０６および制御部７を備える。
【０３０７】
送信部３０６は、図２４に示す送信部３０１と比べて、送信アンテナ１１の代わりに、遠方用送信アンテナ１５および通常用送信アンテナ１６を含み、さらに、アンテナスイッチ１４を含む。なお、遠方用送信アンテナ１５および通常用送信アンテナ１６は、電波センサ１０５が備える構成に限らず、電波センサ１０５の外部に設けられてもよい。
【０３０８】
受信部３０２および検知部３０４の動作は、図２４に示す受信部３０２および検知部３０４とそれぞれ同様である。制御部７の動作は、図１２に示す電波センサ１０２における制御部７と同様である。
【０３０９】
送信部３０６におけるアンテナスイッチ１４、遠方用送信アンテナ１５および通常用送信アンテナ１６の動作は、図１２に示す送信部６におけるアンテナスイッチ１４、遠方用送信アンテナ１５および通常用送信アンテナ１６とそれぞれ同様である。送信部３０６における送信波処理部３１０の動作は、図２４に示す送信部３０１における送信波処理部３１０と同様である。なお、送信波処理部３１０におけるパワーアンプ３３の増幅率はたとえば固定値が設定される。
【０３１０】
図３２は、本発明の第２の実施の形態に係る電波センサの変形例による動作モードの変更の一例を示す図である。図３２には、図２６と同様に、たとえば時刻（ｔ３＋６８）ミリ秒において動作モードが通常検知モードから拡大検知モードへ切り替わる場合の動作が示される。図３２に示す送信パルス信号のレベルＬｐの時間変化は、図２６に示す送信パルス信号のレベルＬｐの時間変化と同様である。
【０３１１】
図３３は、本発明の第２の実施の形態に係る電波センサの変形例による動作モードの変更の一例を示す図である。図３３には、図２７と同様に、たとえば時刻（ｔ４＋１２５）ミリ秒において動作モードが拡大検知モードから通常検知モードへ切り替わる場合の動作が示される。図３３に示す送信パルス信号のレベルＬｐの時間変化は、図２７に示す送信パルス信号のレベルＬｐの時間変化と同様である。
【０３１２】
図３１〜図３３を参照して、図１３に示す制御部７におけるアンテナ切替制御部８６は、たとえば、送信部３０６におけるアンテナスイッチ１４を実行間隔の種類に応じて切り替え、送信部３０６におけるアンテナの指向性を変更することで対象エリアの範囲を変更する。
【０３１３】
より詳細には、アンテナ切替制御部８６は、たとえば、図３２および図３３に示すように、通常実行間隔Ｉｎに基づく期間において、送信波処理部３１０におけるパワーアンプ３３の出力端と通常用送信アンテナ１６とを電気的に接続する。したがって、当該期間において、たとえば、所定の電力のパルス電波群が通常用送信アンテナ１６から図１および図７に示す通常対象エリアＡｎ１へ送信される。
【０３１４】
また、アンテナ切替制御部８６は、たとえば、図３２および図３３に示すように、拡大実行間隔Ｉｅに基づく期間において、パワーアンプ３３の出力端と遠方用送信アンテナ１５とを電気的に接続する。したがって、当該期間において、たとえば、当該所定の電力のパルス電波群が遠方用送信アンテナ１５から図７に示す拡大対象エリアＡｅ２へ送信される。
【０３１５】
［電波センサ１０４の変形例２］
図３４は、本発明の第２の実施の形態に係る電波センサの変形例の構成を示す図である。
【０３１６】
図３４を参照して、図２４に示す電波センサ１０４の変形例である電波センサ１０６は、電波センサ１０４と比べて、送信部３０１および制御部５の代わりに、送信部３０８および制御部９を備える。
【０３１７】
送信部３０８は、図２４に示す送信部３０１と比べて、送信アンテナ１１の代わりに、チルト可変送信アンテナ１８を含む。なお、チルト可変送信アンテナ１８は、電波センサ１０６が備える構成に限らず、電波センサ１０６の外部に設けられてもよい。
【０３１８】
受信部３０２および検知部３０４の動作は、図２４に示す受信部３０２および検知部３０４とそれぞれ同様である。制御部９の動作は、図１６に示す電波センサ１０３における制御部９と同様である。
【０３１９】
送信部３０８におけるチルト可変送信アンテナ１８の動作は、図１６に示す送信部８におけるチルト可変送信アンテナ１８と同様である。送信部３０８における送信波処理部３１０の動作は、図２４に示す送信部３０１における送信波処理部３１０と同様である。なお、送信波処理部３１０におけるパワーアンプ３３の増幅率はたとえば固定値が設定される。
【０３２０】
図３５は、本発明の第２の実施の形態に係る電波センサの変形例による動作モードの変更の一例を示す図である。図３５には、図２６と同様に、たとえば時刻（ｔ３＋６８）ミリ秒において動作モードが通常検知モードから拡大検知モードへ切り替わる場合の動作が示される。図３５に示す送信パルス信号のレベルＬｐの時間変化は、図２６に示す送信パルス信号のレベルＬｐの時間変化と同様である。
【０３２１】
図３６は、本発明の第２の実施の形態に係る電波センサの変形例による動作モードの変更の一例を示す図である。図３６には、図２７と同様に、たとえば時刻（ｔ４＋１２５）ミリ秒において動作モードが拡大検知モードから通常検知モードへ切り替わる場合の動作が示される。図３６に示す送信パルス信号のレベルＬｐの時間変化は、図２７に示す送信パルス信号のレベルＬｐの時間変化と同様である。
【０３２２】
図３４〜図３６を参照して、図１７に示す制御部９におけるチルト角制御部８７は、たとえば、送信部３０８におけるチルト可変送信アンテナ１８のチルト角を実行間隔の種類に応じて切り替え、送信部３０８におけるアンテナの向きを変更することで対象エリアの範囲を変更する。
【０３２３】
具体的には、チルト角制御部８７は、たとえば、図３５および図３６に示すように、通常実行間隔Ｉｎに基づく期間において、チルト可変送信アンテナ１８のチルト角をαｎに設定することにより、指向性の方向Ｄｎが図１、図７および図２０に示す横断歩道ＰＣ１の略中央の位置Ｃｎに向くように設定する。
【０３２４】
したがって、当該期間において、たとえば、所定の電力のパルス電波群がチルト角αｎのチルト可変送信アンテナ１８から図１および図７に示す通常対象エリアＡｎ１へ送信される。
【０３２５】
また、チルト角制御部８７は、たとえば、図３５および図３６に示すように、拡大実行間隔Ｉｅに基づく期間において、チルト可変送信アンテナ１８のチルト角をαｅに設定することにより、指向性の方向Ｄｅが図１、図７および図２０に示す位置Ｃｅに向くように設定する。
【０３２６】
したがって、当該期間において、たとえば、当該所定の電力のパルス電波群がチルト角αｅのチルト可変送信アンテナ１８から図１および図７に示す拡大対象エリアＡｅ１へ送信される。
【０３２７】
以上のように、本発明の第２の実施の形態に係る電波センサでは、送信部３０１、３０６および３０８は、パルス状の電波であるパルス電波を繰り返し送信する。制御部５、７および９は、検知処理の結果に基づいてパルス電波の送信間隔を変更することで上記実行間隔を変更する。
【０３２８】
このように、繰り返し送信されるパルス電波の送信間隔を検知処理の結果に応じて変更する構成により、検知処理の精度が劣化することを回避しながら消費電力を抑制することができる。
【０３２９】
なお、本発明の第１の実施の形態〜第２の実施の形態に係る各装置の構成要素および動作のうち、一部または全部を適宜組み合わせることも可能である。
【０３３０】
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。本発明の範囲は、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。
【０３３１】
以上の説明は、以下に付記する特徴を含む。
【０３３２】
［付記１］
対象エリアへ電波を送信する送信部と、
前記対象エリアからの電波を受信する受信部と、
前記受信部によって受信された電波に基づいて、前記対象エリアにおける対象物を検知するための検知処理を行う検知部と、
前記検知処理の結果に基づいて、前記検知処理の実行間隔を変更する制御を行う制御部とを備え、
前記送信部は、２周波ＣＷ方式またはパルス方式に従って、前記対象エリアへ電波を送信し、
前記対象エリアは、横断歩道であり、
前記対象物は、歩行者であり、
前記制御部は、前記検知処理の結果に基づいて、通常実行間隔と前記通常実行間隔より長い拡大実行間隔とを切り替える、電波センサ。
【符号の説明】
【０３３３】
１，６，８，３０１，３０６，３０８  送信部
２，３０２  受信部
３  信号処理部
４，３０４  検知部
５，７，９  制御部
１０，３１０  送信波処理部
１１  送信アンテナ
１２，３１２  受信波処理部
１３  受信アンテナ
１４  アンテナスイッチ
１５  遠方用送信アンテナ
１６  通常用送信アンテナ
１８  チルト可変送信アンテナ
３１  電波生成部
３２  方向性結合器
３３  パワーアンプ
３５  周波数切替部
３６  電圧発生部
３７  電圧制御発振器
４１  ローノイズアンプ
４２  ミキサ
４３  ＩＦアンプ
４４  ローパスフィルタ
４５  Ａ／Ｄコンバータ
４６  ローカル発振器
４７  検波器
５１  時間比較部
５２  強度取得部
５３  距離算出部
５４  測定結果判断部
６１  電波生成部
６２  パルス発生器
６３  ミキサ
６４  ローカル発振器
７１  バッファ制御部
７２  第１バッファ
７３  第２バッファ
７４  ＦＦＴ処理部
７６  スペクトル分析部
７７  分析結果判断部
８０  供給電力断続部
８１  増幅率制御部
８２  総合判断部
８３  電池残量測定部
８４  モード設定部
８５  実行間隔設定部
８６  アンテナ切替制御部
８７  チルト角制御部
１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６  電波センサ
１２１  発電部
１５１  信号制御装置
１６１  歩行者用信号灯器
２０１  信号制御システム
Ｂ１  バッテリー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年7月17日(2018.7.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象エリアへ電波を送信する送信部と、
前記対象エリアからの電波を受信する受信部と、
前記受信部によって受信された電波に基づいて、前記対象エリアにおける対象物を検知するための検知処理を行う検知部と、
前記検知処理の実行間隔を変更する制御を行う制御部と、
バッテリーとを備え、
前記制御部は、前記バッテリーの残量に基づいて、前記検知処理の実行間隔を変更する制御を行う、電波センサ。
【請求項２】
前記制御部は、前記バッテリーの残量に基づいて、前記送信部の送信電力を変更することにより前記対象エリアの範囲を変更する、請求項１に記載の電波センサ。
【請求項３】
電波センサであって、
対象エリアへ電波を送信する送信部と、
前記対象エリアからの電波を受信する受信部と、
前記受信部によって受信された電波に基づいて、前記対象エリアにおける対象物を検知するための検知処理を行う検知部と、
前記検知処理の実行間隔を変更する制御を行う制御部とを備え、
前記制御部は、前記検知処理を行うための回路への電力供給の停止期間を変更することにより、前記実行間隔を変更し、
前記電波センサは、さらに、
バッテリーを備え、
前記制御部は、前記バッテリーの残量に基づいて、前記電力供給の停止に関する判断を行う、電波センサ。
【請求項４】
電波センサにおける検知方法であって、
対象エリアへ電波を送信するステップと、
前記対象エリアからの電波を受信するステップと、
受信した電波に基づいて、前記対象エリアにおける対象物を検知するための検知処理を行うステップと、
前記検知処理の結果に基づいて、前記検知処理の実行間隔を変更する制御を行うステップとを含み、
前記電波センサは、バッテリーを備え、
前記制御を行うステップにおいては、前記バッテリーの残量に基づいて、前記検知処理の実行間隔を変更する制御を行う、検知方法。
【請求項５】
電波センサにおける検知方法であって、
対象エリアへ電波を送信するステップと、
前記対象エリアからの電波を受信するステップと、
受信した電波に基づいて、前記対象エリアにおける対象物を検知するための検知処理を行うステップと、
前記検知処理の実行間隔を変更する制御を行うステップとを含み、
前記制御を行うステップにおいては、前記検知処理を行うための回路への電力供給の停止期間を変更することにより、前記実行間隔を変更し、
前記電波センサは、バッテリーを備え、
前記制御を行うステップにおいては、前記バッテリーの残量に基づいて、前記電力供給の停止に関する判断を行う、検知方法。
【請求項６】
対象エリアへ電波を送信し、前記対象エリアからの電波を受信する電波センサにおいて用いられる検知プログラムであって、
コンピュータに、
受信した電波に基づいて、前記対象エリアにおける対象物を検知するための検知処理を行うステップと、
前記検知処理の結果に基づいて、前記検知処理の実行間隔を変更する制御を行うステップとを実行させるためのプログラムであり、
前記電波センサは、バッテリーを備え、
前記制御を行うステップにおいては、前記バッテリーの残量に基づいて、前記検知処理の実行間隔を変更する制御を行う、検知プログラム。
【請求項７】
対象エリアへ電波を送信し、前記対象エリアからの電波を受信する電波センサにおいて用いられる検知プログラムであって、
コンピュータに、
受信した電波に基づいて、前記対象エリアにおける対象物を検知するための検知処理を行うステップと、
前記検知処理の実行間隔を変更する制御を行うステップとを実行させるためのプログラムであり、
前記制御を行うステップにおいては、前記検知処理を行うための回路への電力供給の停止期間を変更することにより、前記実行間隔を変更し、
前記電波センサは、バッテリーを備え、
前記制御を行うステップにおいては、前記バッテリーの残量に基づいて、前記電力供給の停止に関する判断を行う、検知プログラム。