(57)【要約】【課題】本発明は、従来のレーダ信号処理装置と比べて、物体の種別判定をより正確に実施できるレーダ信号処理装置を得る。【解決手段】送信機と、物体から反射する反射波に基づく受信信号を取得する受信機と、受信信号から物体の種別判定に使用する情報を検出する検出部と、物体の種別を判定する物体判定部とを備え、受信信号の特性に応じて、物体の種別判定に使用する情報ごとに設定される重み係数を特定する制御部をさらに備え、物体判定部は、検出部で検出された情報のそれぞれに対して、制御部で特定された、対応する重み係数を掛け合わせて総和値を求め、総和値に基づいて物体の種別を判定する。【選択図】図２
2018197710.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体に送信波を送信する送信機と、
前記物体から反射する反射波に基づく受信信号を取得する受信機と、
前記受信機で取得された前記受信信号から、前記物体の種別判定に使用する情報を検出する検出部と、
前記検出部で検出された前記情報から、前記物体の種別を判定する物体判定部と
を備えたレーダ信号処理装置であって、
前記受信機で取得された前記受信信号の特性に応じて、前記物体の種別判定に使用する情報ごとに設定される重み係数を特定する制御部
をさらに備え、
前記物体判定部は、前記検出部で検出された前記情報のそれぞれに対して、前記制御部で特定された対応する重み係数を掛け合わせて総和値を求め、前記総和値に基づいて前記物体の種別を判定する
レーダ信号処理装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記受信信号の信号強度を前記受信信号の特性として算出し、前記信号強度の大きさがあらかじめ設定した第１閾値以下の場合には、あらかじめ設定されている重み係数の初期値から設定を変更することで、前記重み係数を特定する
請求項１に記載のレーダ信号処理装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記受信信号の信号対雑音比率を前記受信信号の特性として算出し、前記信号対雑音比率の大きさがあらかじめ設定した第２閾値以下の場合には、あらかじめ設定されている重み係数の初期値から設定を変更することで、前記重み係数を特定する
請求項１に記載のレーダ信号処理装置。
【請求項４】
前記制御部は、受信信号の周波数スペクトラムから得られる信号と雑音を用いて前記信号対雑音比率を算出する
請求項３に記載のレーダ信号処理装置。
【請求項５】
前記制御部は、複数の受信アンテナを介して前記受信信号を受信する場合には、前記受信信号の相関行列から求められる信号固有値と雑音固有値を用いて前記信号対雑音比率を算出する
請求項３に記載のレーダ信号処理装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記受信信号の特性に対してあらかじめ設定した複数の閾値を用いて、特定する前記重み係数を段階的に変更する
請求項１から５のいずれか１項に記載のレーダ信号処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体の種別判定を行うレーダ信号処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
次のような機能を有する一次特徴量抽出部、データ格納処理部、二次特徴量抽出部、帰属度算出部、および物体判定部を備えて構成された従来のレーダ信号処理装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
一次特徴量抽出部は、レーダの受信信号から一定時間周期で、複数の物体との相対距離と相対速度、並びに物体の方位と反射強度に関わる情報を、一次特徴量として抽出する。データ格納処理部は、一次特徴量を格納し、複数の一次特徴量を複数の周期にわたって時系列で同一の物体であると関連付ける。
【０００４】
二次特徴量抽出部は、データ格納処理部における一次特徴量から、距離毎の受信強度、受信強度の変化量を含む二次特徴量を抽出する。帰属度算出部は、あらかじめ定められた車両、歩行者、低位置物体を含むカテゴリに関する二次特徴量の分布に対する帰属度を、それぞれの二次特徴量毎に算出する。
【０００５】
そして、物体判定部は、それぞれのカテゴリ（種別）について、二次特徴量毎の帰属度と、二次特徴量毎に応じた重み係数とを掛け合わせたものの総和値に基づき、物体のカテゴリを判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第５９０８１９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
以上の従来のレーダ信号処理装置においては、レーダで取得した物体の反射強度の時間および距離の変化量を特徴量として、物体の種別を判定するようにしている。
【０００８】
このため、従来のレーダ信号処理装置は、物体が遠方にある場合、あるいはごく近傍でビームから外れつつある場合に、雑音の影響により時間／距離に対する反射強度が物体に由来する信号本来の変動以上に変動するおそれがある。その結果、反射強度の時間／距離変動量が変化し、物体が実際の種別ではないものに判定される課題がある。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、従来のレーダ信号処理装置と比べて、物体の種別判定をより正確に実施することができるレーダ信号処理装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るレーダ信号処理装置は、物体に送信波を送信する送信機と、物体から反射する反射波に基づく受信信号を取得する受信機と、受信機で取得された受信信号から、物体の種別判定に使用する情報を検出する検出部と、検出部で検出された情報から、物体の種別を判定する物体判定部とを備えたレーダ信号処理装置であって、受信機で取得された受信信号の特性に応じて、物体の種別判定に使用する情報ごとに設定される重み係数を特定する制御部をさらに備え、物体判定部は、検出部で検出された情報のそれぞれに対して、制御部で特定された対応する重み係数を掛け合わせて総和値を求め、総和値に基づいて物体の種別を判定するものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、種別判定に使用する情報ごとに、受信信号に応じて適切な重み係数を求め、それぞれの情報について重み係数を考慮した上で総和値を求め、総和値に基づいて物体の種別判定を行うことができる構成を備えている。この結果、従来のレーダ信号処理装置と比べて、物体の種別判定をより正確に実施することができるレーダ信号処理装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１におけるレーダ信号処理装置のブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１におけるレーダ信号処理装置内の信号処理機に関する内部構成図である。
【図３】本発明の実施の形態１における検出部によって、周波数パワースペクトラムからピーク部を検出する方法を示す説明図である。
【図４】本発明の実施の形態１における物体判定処理制御部による一連動作を示したフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態１における検出部によって、３つの閾値を用いて周波数パワースペクトラムからピーク部を検出する方法を示す説明図である。
【図６】本発明の実施の形態２におけるレーダ信号処理装置内の信号処理機に関する内部構成図である。
【図７】本発明の実施の形態２における物体判定処理制御部による一連動作を示したフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態２における、信号固有値および雑音固有値の求め方を説明するための図である。
【図９】本発明の実施の形態２における固有値の分布を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明のレーダ信号処理装置の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。
【００１４】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１におけるレーダ信号処理装置１のブロック図である。図１に示すように、本実施の形態１におけるレーダ信号処理装置１は、送信機２、送信アンテナ３、受信アンテナ４、受信機５、Ａ／Ｄ変換機６、および信号処理機７を備え、最終的に物標情報を出力する構成となっている。なお、本実施の形態１では、ＦＭＣＷ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｗａｖｅ）レーダ方式で構成された例を説明する。
【００１５】
以下、図１のブロック図の各部の動作について、詳細に説明する。
送信機２は、所定の周波数の送信信号を発振および増幅し、送信アンテナ３に対して入力する。送信アンテナ３は、送信機２から入力された送信信号を、電波（以下、送信波と称す）に変換し、空間へ放射する。
【００１６】
受信アンテナ４は、送信波が物体（図示なし）に反射した電波（以下、反射波と称す）を受信する。さらに、受信アンテナ４は、受信した反射波を受信信号へ変換し、受信機５に対して入力する。
【００１７】
なお、便宜上、図１では、送信アンテナ３および受信アンテナ４は、１個で示されている。ただし、送信アンテナ３および受信アンテナ４のそれぞれは、１個には限定されず、任意の個数で構成してもよい。
【００１８】
受信機５は、受信アンテナ４から入力された受信信号を増幅し、次に基準信号（図示なし）または送信機２から分配された送信信号（図示なし）とミキシング（周波数変換）することで、受信信号のビート信号を生成する。そして、最後に、受信機５は、フィルタで不要な信号成分を除去したビート信号を、Ａ／Ｄ変換機６に対して入力する。
【００１９】
Ａ／Ｄ変換機６は、受信機５から入力されたビート信号（アナログ信号）をサンプリングし、デジタル信号に変換し、信号処理機７に入力する。
【００２０】
図２は、本発明の実施の形態１におけるレーダ信号処理装置１内の信号処理機７に関する内部構成図である。本実施の形態１における信号処理機７は、図２に示す内部構成を有しており、各部の動作について説明する。
【００２１】
ＦＦＴ部７０１は、Ａ／Ｄ変換機６から入力されたデジタル信号に対してＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：高速フーリエ変換）を行い、周波数パワースペクトラムを生成する。
【００２２】
検出部７０２は、周波数パワースペクトラムのピーク部を検出する。図３は、本発明の実施の形態１における検出部７０２によって、周波数パワースペクトラムからピーク部を検出する方法を示す説明図である。検出部７０２は、周波数パワースペクトラムに対して、パワーが極大で、かつ、あらかじめ設定された閾値より大きな周波数ビンを抽出するなどの方法で、ピーク部を検出する。
【００２３】
検出された周波数パワースペクトラムのピーク部のパワーおよび周波数ビンは、物体からの反射波の受信強度（位相成分も含む）およびビート周波数に相当する。このため、検出部７０２は、検出したピーク部の受信強度およびビート周波数から、物体運動／位置情報である相対距離、相対速度、および測角値を求めることができる。
【００２４】
なお、上述した閾値は、例えば、周知の方法であるＣＡ−ＣＦＡＲ（Ｃｅｌｌ  Ａｖｅｒａｇｅ  Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ｆａｌｓｅ  Ａｌｅｒｍ  Ｒａｔｅ）で設定しても良い。
【００２５】
また、検出部７０２は、複数の受信アンテナ４からのデジタル信号を、ＤＢＦ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｂｅａｍ  Ｆｏｒｍｉｎｇ）で合成することで、角度方向の物体の検出範囲を変更することができる。従って、検出部７０２は、検出したピーク部の受信強度が極大値となるようにＤＢＦ合成を設定することで、よりピーク部の検出精度を上げることができる。
【００２６】
追尾部７０３は、検出部７０２で得られた物体運動／位置情報に基づいて、物体の位置の観測、平滑化処理、および次の位置情報を得るための予測処理により、物体の追尾を行う。
【００２７】
物体判定処理制御部７０４は、検出部７０２から得た受信強度から、後処理の物体判定部７０５の判定処理を制御する。物体判定処理制御部７０４の処理内容は、後述する。
【００２８】
物体判定部７０５は、追尾部７０３で得られた物体との相対距離と相対速度、並びに測角値および受信強度を元に、物体の種別の判定を行う。なお、本発明は、受信信号から物体の種別の判定を行うレーダ信号処理装置に適用でき、例えば、雨、雪、あられ、雷を受信信号の受信強度およびドップラー速度の変化で検出し、種別を判定する気象レーダや、上述の背景技術などがある。
【００２９】
次に、上述した実施の形態１に係る物体判定処理制御部７０４の処理内容を、フローチャートにより説明する。図４は、本発明の実施の形態１における物体判定処理制御部７０４による一連動作を示したフローチャートである。
【００３０】
まず、ステップＳ１１において、物体判定処理制御部７０４は、検出部７０２によって検出された受信強度が、あらかじめ設定した閾値αより大きいか否かの判定を行う。
【００３１】
受信強度が閾値αより大きければ（図中のＹＥＳ）、物体判定処理制御部７０４は、ステップＳ１２の処理を実行する。そして、ステップＳ１２において、物体判定処理制御部７０４は、種別判定に使用する情報に掛け合わせる重み係数を、初期値に設定する処理を行う。
【００３２】
ここでの初期値とは、種別判定に使用する情報毎にあらかじめ設定された係数に相当する。また、重み係数の初期値は、実験などによって規定しても良い。また、種別判定に使用する情報とは、例えば、最大検出距離、相対速度、受信強度、受信強度の変化量（距離および時間方向）、到来方向推定法で得られる到来波の波数情報などがある。
【００３３】
一方、受信強度が閾値α以下であれば、物体判定処理制御部７０４は、ステップＳ１３の処理を実行する。そして、ステップＳ１３において、物体判定処理制御部７０４は、種別判定に使用する情報に掛け合わせる重み係数を、初期値から変更する処理を行う。
【００３４】
物体判定処理制御部７０４で、以上の処理を行った後、物体判定部７０５は、物体からの反射波の受信信号から得られる種別判定に使用する情報に関して、あらかじめ定められた物体種別の種別判定に使用する情報の分布に対する帰属度を、それぞれの情報毎に算出する。
【００３５】
さらに、物体判定部７０５は、算出した帰属度に対して、物体判定処理制御部７０４で設定した種別判定に使用する情報毎の重み係数を掛け合わせたものの総和値に基づき、物体の種別（カテゴリ）を判定する。
【００３６】
なお、上述のステップＳ１３においては、具体的には以下のような処理が行われる。例えば、物体判定処理制御部７０４は、受信強度が所定の閾値α以下であることから、雑音の影響により種別判定に使用する情報である受信強度の変化量（時間／距離変動）が、物体に由来する信号本来の変動ではないと判断する。
【００３７】
そこで、物体判定処理制御部７０４は、受信強度の変化量（時間／距離変動）に掛ける重み係数を初期値から小さくし、それ以外の種別判定に使用する情報に掛け合わせる重み係数に関しては、初期値に設定する。
【００３８】
図４のフローチャートでは、閾値αを１つだけ設定する例を示したが、閾値αは、段階的に複数設定しても良い。たとえば、閾値αを大きく設定すると、より小さい受信強度の信号も、種別判定に使用されることとなる。
【００３９】
図５は、本発明の実施の形態１における検出部によって、３つの閾値を用いて周波数パワースペクトラムからピーク部を検出する方法を示す説明図である。図５に示すように、重み係数を受信強度に応じて段階的に設定することで、雑音の影響が強い場合（すなわち、受信強度が弱い場合）には、重み係数を小さくして種別判定の帰属度への影響を小さくし、雑音の影響が弱い場合（すなわち、受信強度が強い場合）には、重み係数を大きくして種別判定の帰属度への影響を大きくするようにしても良い。
【００４０】
このような閾値α、重み係数の決定手順は、一例である。種別判定に使用する情報に掛け合わせる重み係数、および閾値αは、どのような特徴量を何種類用いて種別判定を行うかにも依存する。このため、閾値αや重み係数は、実際のレーダ装置で解析的、または実験的に決定するのが適当である。
【００４１】
以上のように、実施の形態１によるレーダ信号処理装置は、検出部、追尾部、物体判定処理制御部、および物体判定部により、以下の処理を行う構成を備えている。
検出部は、物体から反射した受信信号の周波数パワースペクトラムからピーク部を検出し、ピーク部の受信強度およびビート周波数から、物体に関する相対距離、相対速度、および測角値を算出する。
【００４２】
追尾部は、検出部で算出された相対距離、相対速度、および測角値から、追尾処理を行う。物体判定処理制御部は、検出部で検出されたピーク部の信号強度の大きさに応じて、種別判定に使用するそれぞれの情報の重み係数を可変設定する。
【００４３】
さらに、物体判定部は、物体からの反射波の受信信号から得られる、種別判定に使用する情報ごとの帰属度を算出し、算出した帰属度に対して、物体判定処理制御部により可変設定された重み係数を掛け合わせて、全ての情報に関する総和値を算出することで、物体の種別（カテゴリ）を判定する。
【００４４】
すなわち、実施の形態１によれば、種別判定に使用する情報ごとに、受信信号に応じて適切な帰属度、重み係数を求め、種別判定に使用する情報に関して、それぞれの情報での帰属度に重み係数を掛け合わせた値の総和を求め、総和値に基づいて物体の種別判定を行うことができる構成を備えている。この結果、従来のレーダ信号処理装置と比べて、物体の種別判定を正確に実施することができるレーダ信号処理装置を得ることができる。
【００４５】
実施の形態２．
本発明の実施の形態２におけるレーダ信号処理装置１は、先の実施の形態１における図１と同じブロック図で構成される。本実施の形態２におけるレーダ信号処理装置１は、先の実施の形態１と比較すると、信号処理機７の構成が異なっており、以下に図面を用いて具体的に説明する。
【００４６】
図６は、本発明の実施の形態２におけるレーダ信号処理装置１内の信号処理機７に関する内部構成図である。本実施の形態２における信号処理機７は、図６に示す内部構成を有している。図６の構成は、先の実施の形態１における図２の構成と比較すると、検出部７０２と物体判定処理制御部７０４との間に信号対雑音比率算出部７０６をさらに備えている点が異なっている。そこで、この相違点を中心に、以下に説明する。
【００４７】
信号対雑音比率算出部７０６は、検出部７０２で検出された周波数パワースペクトラムのピーク部の受信強度（パワー）を信号成分とし、ピーク部のビート周波数の前後数周波数ビンのあらかじめ設定した閾値以下の受信強度の平均を雑音成分とし、信号対雑音比率を算出する。
【００４８】
前後数周波数ビンの決め方は、実験などによって規定された固定値でも良い。また、周波数スペクトラムの全周波数ビン領域の受信強度の平均値、もしくはあらかじめ設定した閾値以下のすべての周波数ビン領域の受信強度の平均値、またはＣＡ−ＣＦＡＲで設定した閾値を雑音成分として採用しても良い。
【００４９】
また、信号対雑音比率算出部７０６は、ＤＢＦ合成を行うことで、より精度の高い信号、雑音成分を検出できる。具体的には、信号対雑音比率算出部７０６は、検出部７０２で複数の受信アンテナ４からのデジタル信号をＤＢＦ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｂｅａｍ  Ｆｏｒｍｉｎｇ）で合成する。
【００５０】
これにより、信号対雑音比率算出部７０６は、角度方向の物体の検出範囲を変更し、信号成分が極大値および雑音成分が極小値となるよう、ＤＢＦ合成を設定することで、より精度の高い信号、雑音成分を検出できる。
【００５１】
また、受信アンテナ４が複数ある場合には、信号対雑音比率算出部７０６は、各受信アンテナ４の受信信号の相関行列から求められる信号固有値および雑音固有値により、信号対雑音比率を算出することもできる。信号固有値および雑音固有値の求め方は、後述する。
【００５２】
物体判定処理制御部７０４は、検出部７０２から得た信号対雑音比率から、後処理の物体判定部７０５の判定処理を制御する。
【００５３】
物体判定部７０５は、追尾部７０３で得られた物体との相対距離と相対速度並びに測角値および受信強度を元に、前述の実施の形態１に記載の方法で、物体の種別判定を行う。
【００５４】
続いて、実施の形態２の物体判定処理制御部７０４の処理内容を、フローチャートにより説明する。図７は、本発明の実施の形態２における物体判定処理制御部７０４による一連動作を示したフローチャートである。
【００５５】
まず、ステップＳ２１において、物体判定処理制御部７０４は、信号対雑音比率算出部７０６よって検出された信号対雑音比率が、所定の閾値βより大きいか否かの判定を行う。
【００５６】
信号対雑音比率が閾値βより大きければ（図中のＹＥＳ）、物体判定処理制御部７０４は、ステップＳ２２の処理を実行する。そして、ステップＳ２２において、物体判定処理制御部７０４は、種別判定に使用する情報に掛け合わせる重み係数を、初期値に設定する処理を行う。
【００５７】
ここでの初期値とは、種別判定に使用する情報毎にあらかじめ設定された係数に相当する。また、重み係数の初期値は、実験などによって規定しても良い。また、種別判定に使用する情報とは、例えば、最大検出距離、相対速度、受信強度、受信強度の変化量（距離および時間方向）、到来方向推定法で得られる到来波の波数情報などがある。
【００５８】
一方、信号対雑音比率が閾値β以下であれば、物体判定処理制御部７０４は、ステップＳ２３の処理を実行する。そして、ステップＳ２３において、物体判定処理制御部７０４は、種別判定に使用する情報に掛け合わせる重み係数を、初期値から変更する処理を行う。
【００５９】
物体判定処理制御部７０４で、以上の処理を行った後、物体判定部７０５は、物体からの反射波の受信信号から得られる種別判定に使用する情報に関して、あらかじめ定められた物体種別の種別判定に使用する情報の分布に対する帰属度を、それぞれの情報毎に算出する。
【００６０】
さらに、物体判定部７０５は、算出した帰属度に対して、物体判定処理制御部７０４で設定した種別判定に使用する情報毎の重み係数を掛け合わせたものの総和値に基づき、物体の種別（カテゴリ）を判定する。
【００６１】
なお、上述のステップＳ２３においては、具体的には以下のような処理が行われる。例えば、物体判定処理制御部７０４は、信号対雑音比率が所定の閾値β以下であることから、雑音の影響により種別判定に使用する情報である受信強度の変化量（時間／距離変動）が、物体に由来する信号本来の変動ではないと判断する。
【００６２】
そこで、物体判定処理制御部７０４は、受信強度の変化量（時間／距離変動）に掛ける重み係数を初期値から小さくし、それ以外の種別判定に使用する情報に掛け合わせる重み係数に関しては、初期値に設定する。なお、閾値βおよび重み係数は、先の実施の形態１と同様に、解析的、実験的に適当な値に定める。
【００６３】
次に、上述した信号固有値および雑音固有値の求め方について、以下に説明する。
図８は、本発明の実施の形態２における、信号固有値および雑音固有値の求め方を説明するための図である。
【００６４】
具体的には、この図８は、Ｌ個の受信アンテナにＫ個の到来波が入射した場合に、各受信アンテナで受信信号ｒ１（ｔ）、ｒ２（ｔ）、・・・ｒＬ（ｔ）を観測する状態を示している。各受信アンテナで観測される受信信号ｒｉ（ｔ）、ｉ＝１、・・・、Ｌは、下式（１）のように表すことができる。
【００６５】
【数１】
2018197710.tif 000003
【００６６】
上式（１）において、Ｓｋ（ｔ）は、ｋ番目の到来波の複素振幅、ｇｉ（θ）は、ｉ番目の受信アンテナの利得、ｎｉ（ｔ）は、ｉ番目の受信アンテナの付加雑音（主に受信機雑音）を意味する。また、オイラー数で表している項は、送信波の周波数ｆで、絶対座標に対するｉ番目の受信アンテナの位置ｒｉで発生する位相遅れを表している。なお、ｃは、自由空間中の光速である。
【００６７】
Ｌ個の受信アンテナが得る受信信号をベクトル形式で表現すると、式（２）〜（５）となる。なお、符号“Ｔ”は、転置を意味する。
【００６８】
【数２】
2018197710.tif 000004
【００６９】
次に、各受信アンテナの付加雑音が互いに無相関で、ばらつきσの白色雑音の場合の受信信号の相関行列は、式（６）〜式（９）のように表される。なお、Ｅ［  ］は、アンサンブル平均、符号“Ｈ”は、複素共役転置を意味する。
【００７０】
【数３】
2018197710.tif 000005
【００７１】
次に、上式（６）で示された相関行列Ｒｒｒを固有値展開することで、固有値を求める。固有値をλi、固有ベクトルをeｉとすると、Ｒｒｒｅｉは、下式（１０）のように表される。また、相関行列Ｒｒｒは、定義からエリミート行列であり、相関行列Ｒｒｒの固有値λiは、非負の実数として、下式（１１）の関係となる。
【００７２】
【数４】
2018197710.tif 000006
【００７３】
そして、到来波数Ｋは、素子数未満（Ｋ＜Ｌ）であり、到来波が互いにインコヒーレント（相関係数の大きさが１未満）の場合には、下式（１２）が成立する。
【００７４】
【数５】
2018197710.tif 000007
【００７５】
上式（９）、（１２）から、ζiが信号固有値、σ２が雑音固有値であることがわかる。
【００７６】
上述の仮定により、ＲＡＮＫ（ＡＳＡＨ）＝Ｋとなるので、Ｋ+１番目以降の固有値は、０であり、信号固有値ζiは、下式（１３）の関係となる。
【００７７】
【数６】
2018197710.tif 000008
【００７８】
上式（１１）、（１２）、（１３）の関係から、相関行列Ｒｒｒの固有値λｉは、下式（１４）の関係となる。
【００７９】
【数７】
2018197710.tif 000009
【００８０】
以上より、相関行列Ｒｒｒの固有値を、下式（１５）のように表すことができる。
【００８１】
【数８】
2018197710.tif 000010
【００８２】
図９は、本発明の実施の形態２における固有値の分布を示した図である。固有値の分布は、この図９に示す通り、ｉ≦Ｋまでの固有値は、信号固有値と雑音固有値の和となり、Ｋ＋１≦ｉ≦Ｌまでの固有値は、雑音固有値のみとなる。
【００８３】
よって、式（１５）により、相関行列Ｒｒｒの信号固有値および雑音固有値の信号対雑音比率は、下式（１６）、式（１７）で求めることができる。
【００８４】
【数９】
2018197710.tif 000011
【００８５】
信号対雑音比率算出に当たり、周波数スペクトラムから得られる信号対雑音比率と、相関行列の信号固有値および雑音固有値から得られる信号対雑音比と、を同時に算出し、物体判定処理制御部７０４で両方の信号対雑音比率が所定の閾値より大きいか否かを判定することも可能である。
【００８６】
例えば、周波数スペクトラムから得られる信号対雑音比率が大きくても、固有値から得られる信号対雑音比率が小さい場合には、物体判定処理制御部７０４は、雑音の影響が大きいと判断して、種別判定に用いる重み係数を小さくすることができる。このような現象が起こる一例としては、同じ距離・相対速度の物体が、異なる角度に存在する場合が挙げられる。
【００８７】
また、周波数スペクトラムから得られる信号対雑音電力比率が大きくて、かつ、固有値から得られる信号対雑音電力比率が大きい場合にのみ、物体判定処理制御部７０４は、重み係数を大きくするように制御しても良い。
【００８８】
このように、複数の信号対雑音電力比率を組み合わせて重み係数を設定することで、いずれか一方の方法のみで信号対雑音電力比を求めて重み係数を設定する場合と比較して、物体からの反射の状態に応じて、細かく閾値や重み係数を設定できる。この結果、より精度よく種別判定を行うことができる。
【００８９】
以上のように、実施の形態２によるレーダ信号処理装置は、先の実施の形態１の構成に加えて、信号対雑音比率算出部をさらに備え、信号対雑音電力比率から重み係数を設定する構成を備えている。この結果、先の実施の形態１と同様に、従来のレーダ信号処理装置と比べて、物体の種別判定を正確に実施することができるレーダ信号処理装置を得ることができる。
【００９０】
なお、信号対雑音比率算出部７０６と物体判定処理制御部７０４を一体の構成とし、信号対雑音比率算出部７０６の機能を物体判定処理制御部７０４に持たせることも可能である。
【符号の説明】
【００９１】
１  レーダ信号処理装置、２  送信機、３  送信アンテナ、４  受信アンテナ、５  受信機、６  Ａ／Ｄ変換機、７  信号処理機、７０１  ＦＦＴ部、７０２  検出部、７０３  追尾部、７０４  物体判定処理制御部、７０５物体判定部、７０６  信号対雑音比率算出部。
【図１】
2018197710.tif 000012
【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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【手続補正書】
【提出日】平成30年5月21日(2018.5.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明に係るレーダ信号処理装置は、物体に送信波を送信する送信機と、物体から反射する反射波に基づく受信信号を取得する受信機と、受信機で取得された受信信号から、物体の種別判定に使用する複数の情報を検出する検出部と、検出部で検出された複数の情報から、物体の種別を判定する物体判定部とを備えたレーダ信号処理装置であって、受信機で取得された受信信号から、受信信号の特性を算出し、算出した受信信号の特性に応じて、物体の種別判定に使用する複数の情報ごとに設定される重み係数を特定する制御部をさらに備え、物体判定部は、検出部で検出された情報のそれぞれに対して、制御部で特定された対応する重み係数を掛け合わせて総和値を求め、総和値に基づいて物体の種別を判定するものである。
【手続補正２】
【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】
物体に送信波を送信する送信機と、
前記物体から反射する反射波に基づく受信信号を取得する受信機と、
前記受信機で取得された前記受信信号から、前記物体の種別判定に使用する複数の情報を検出する検出部と、
前記検出部で検出された前記複数の情報から、前記物体の種別を判定する物体判定部と
を備えたレーダ信号処理装置であって、
前記受信機で取得された前記受信信号から、前記受信信号の特性を算出し、算出した前記受信信号の特性に応じて、前記物体の種別判定に使用する前記複数の情報ごとに設定される重み係数を特定する制御部
をさらに備え、
前記物体判定部は、前記検出部で検出された前記複数の情報のそれぞれに対して、前記制御部で特定された対応する重み係数を掛け合わせて総和値を求め、前記総和値に基づいて前記物体の種別を判定する
レーダ信号処理装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記受信信号の信号強度を前記受信信号の特性として算出し、前記信号強度の大きさがあらかじめ設定した第１閾値以下の場合には、あらかじめ設定されている重み係数の初期値から設定を変更することで、前記重み係数を特定する
請求項１に記載のレーダ信号処理装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記受信信号の信号対雑音比率を前記受信信号の特性として算出し、前記信号対雑音比率の大きさがあらかじめ設定した第２閾値以下の場合には、あらかじめ設定されている重み係数の初期値から設定を変更することで、前記重み係数を特定する
請求項１に記載のレーダ信号処理装置。
【請求項４】
前記制御部は、受信信号の周波数スペクトラムから得られる信号と雑音を用いて前記信号対雑音比率を算出する
請求項３に記載のレーダ信号処理装置。
【請求項５】
前記制御部は、複数の受信アンテナを介して前記受信信号を受信する場合には、前記受信信号の相関行列から求められる信号固有値と雑音固有値を用いて前記信号対雑音比率を算出する
請求項３に記載のレーダ信号処理装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記受信信号の特性に対してあらかじめ設定した複数の閾値を用いて、特定する前記重み係数を段階的に変更する
請求項１から５のいずれか１項に記載のレーダ信号処理装置。
【請求項７】
物体に送信波を送信する送信機と、
前記物体から反射する反射波に基づく受信信号を取得する受信機と、
前記受信機で取得された前記受信信号から、前記物体の種別判定に使用する情報を検出する検出部と、
前記検出部で検出された前記情報から、前記物体の種別を判定する物体判定部と、
前記受信機で取得された前記受信信号の特性に応じて、前記物体の種別判定に使用する情報ごとに設定される重み係数を特定する制御部と
を備えたレーダ信号処理装置において、
前記制御部は、
前記受信信号の信号対雑音比率を前記受信信号の特性として算出し、前記信号対雑音比率の大きさがあらかじめ設定した第２閾値以下の場合には、あらかじめ設定されている重み係数の初期値から設定を変更することで、前記重み係数を特定し、
複数の受信アンテナを介して前記受信信号を受信する場合には、前記受信信号の相関行列から求められる信号固有値と雑音固有値を用いて前記信号対雑音比率を算出し、
前記物体判定部は、前記検出部で検出された前記情報のそれぞれに対して、前記制御部で特定された対応する重み係数を掛け合わせて総和値を求め、前記総和値に基づいて前記物体の種別を判定する
レーダ信号処理装置。