(57)【要約】【課題】道路における交通状況を良好に測定することが可能な電波センサおよび推定方法を提供する。【解決手段】電波センサは、道路へ電波を送信し、前記電波の照射範囲を変更可能な送信部と、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、前記道路における交通状況を測定する測定部と、前記測定部によって測定された前記交通状況に基づいて、前記照射範囲を決定する決定部とを備える。【選択図】図５
2019027976.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
道路へ電波を送信し、前記電波の照射範囲を変更可能な送信部と、
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、前記道路における交通状況を測定する測定部と、
前記測定部によって測定された前記交通状況に基づいて、前記照射範囲を決定する決定部とを備える、電波センサ。
【請求項２】
前記送信部は、前記照射範囲が前記電波センサから離れるほど、送信する電波のビームの半値幅を狭くする、請求項１に記載の電波センサ。
【請求項３】
前記決定部は、前記測定部によって測定された前記交通状況に基づいて、前記道路における渋滞の末尾位置を推定し、推定した前記末尾位置に基づいて前記照射範囲を決定する、請求項１または請求項２に記載の電波センサ。
【請求項４】
前記交通状況は、前記道路における移動体の速度および前記移動体の密度の少なくともいずれか一方を含む、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】
前記送信部は、複数のアンテナ素子を含み、前記アンテナ素子から放射される電波間の位相差を用いて前記照射範囲を規定する、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】
前記決定部は、前記測定部によって測定された前記交通状況に基づいて、前記道路における渋滞の末尾位置を推定し、
前記電波センサは、さらに、
前記決定部によって推定された前記末尾位置を示す情報を出力する出力部を備え、
前記出力部は、上限として設定された前記照射範囲から、下限として設定された前記照射範囲までに前記末尾位置が含まれない場合、前記情報を出力しない、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】
道路へ電波を送信し、前記電波の照射範囲を変更可能であり、電波を受信する電波センサにおける推定方法であって、
受信した電波に基づいて、前記道路における交通状況を測定するステップと、
測定した前記交通状況に基づいて、前記照射範囲を決定するステップとを含む、推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電波センサおよび推定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、道路を走行する車両の交通流を監視する監視装置が開発されている。たとえば、特開平１０−１５４２９２号公報（特許文献１）には、以下のような交通流監視装置が開示されている。すなわち、交通流監視装置は、道路を俯瞰的に撮像する撮像手段と、所定サイクル毎に取り込まれる道路俯瞰画像の道路を横断する画像解析領域の輝度分布を解析する手段と、前記画像解析領域内の車両の一部または全体の輝度パターンを前記車両の特徴部分としてテンプレート登録する手段と、前記テンプレートと前記道路俯瞰画像の輝度パターンとの相関演算により類似度を計算し類似度の高い輝度パターンを前記テンプレート登録された車両として追跡する追跡手段と、前記所定サイクル毎に取り込まれる道路俯瞰画像の中の車両位置の変化に基づいて前記車両の蛇行走行，急激な速度変化，過度の低速走行または高速走行などを監視する監視手段とを備える。
【０００３】
また、特開２０１０−２３１６０４号公報（特許文献２）には、以下のような車両渋滞検出装置が開示されている。すなわち、車両渋滞検出装置は、車両の通過する領域を走査するレーザレーダセンサと、前記レーザレーダセンサの検出結果に基づく距離情報と前記レーザレーダセンサの走査方向の情報とからレーダ情報を生成し、前記レーダ情報から前記車両の通過する領域内に存在する車両を検出すると共に検出した車両と前記レーザレーダセンサとの距離に基づいて進行方向側から進行方向逆側の各車両を識別し、進行方向側の車両から進行方向逆側の車両までを順番に渋滞車両であるか否か判定し、最終的な進行方向逆側の渋滞車両を渋滞末尾位置として指定する渋滞末尾指定手段とを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１５４２９２号公報
【特許文献２】特開２０１０−２３１６０４号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Ｅｕｇｉｎ  Ｈｙｕｎ、外２名、「Ａ  Ｐｅｄｅｓｔｒｉａｎ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  Ｓｃｈｅｍｅ  Ｕｓｉｎｇ  ａ  Ｃｏｈｅｒｅｎｔ  Ｐｈａｓｅ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ  Ｍｅｔｈｏｄ  Ｂａｓｅｄ  ｏｎ  ２Ｄ  Ｒａｎｇｅ−Ｄｏｐｐｌｅｒ  ＦＭＣＷ  Ｒａｄａｒ」、Ｓｅｎｓｒｏｓ、２０１６年、第１６巻、Ｐ．１２４
【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”、島田理化技報、２０１１年、第２１号、Ｐ．３７−４８
【非特許文献３】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４】電子情報通信学会編・発行  吉田孝監修、「改訂レーダ技術」、改訂版、コロナ社、１９９６年１０月、Ｐ２７５−２７６
【非特許文献５】菊間  信良著、「アレーアンテナによる適応信号処理」、初版、株式会社科学技術出版、１９９８年１１月、ｐ．１８１，ｐ．１９４
【非特許文献６】大口  敬、「第４章  交通工学」、［ｏｎｌｉｎｅ］、公益財団法人  国際交通安全学会、［平成２９年７月７日検索］、インターネット〈ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｉａｔｓｓ．ｏｒ．ｊｐ／ｃｏｍｍｏｎ／ｐｄｆ／ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ／ｃｏｍｍｅｍｏｒａｔｉｖｅ−ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ／ｉａｔｓｓ４０＿ｔｈｅｏｒｙ＿０４．ｐｄｆ〉
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の交通流監視装置では、画像を用いて交通流を監視するため、たとえば、夜間における光量不足、および雨天時における雨等により、画像に基づく計測が困難となることがある。また、カメラレンズの汚れおよび虫等の映り込みによって交通流の映像が妨げられる場合においても、同様に計測が困難となる。
【０００７】
また、特許文献２に記載の車両渋滞検出装置では、レーザレーダを用いているため、夜間および雨天時での計測は可能であるが、車両を検出可能な距離が制限されるため、より遠方の渋滞を検知する場合、遠方にもレーザレーダを設けることが求められる。
【０００８】
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、道路における交通状況を良好に測定することが可能な電波センサおよび推定方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（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、道路へ電波を送信し、前記電波の照射範囲を変更可能な送信部と、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、前記道路における交通状況を測定する測定部と、前記測定部によって測定された前記交通状況に基づいて、前記照射範囲を決定する決定部とを備える。
【００１０】
（７）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推定方法は、道路へ電波を送信し、前記電波の照射範囲を変更可能であり、電波を受信する電波センサにおける推定方法であって、受信した電波に基づいて、前記道路における交通状況を測定するステップと、測定した前記交通状況に基づいて、前記照射範囲を決定するステップとを含む。
【００１１】
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、かかる特徴的な処理のステップをコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現したり、電波センサを備える安全運転支援システムとして実現したりすることができる。また、本発明は、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することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、道路における交通状況を良好に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る安全運転支援システムの構成を示す図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態に係る安全運転支援システムにおける電波センサの道路における設置例を側方から見た状態を示す図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態に係る安全運転支援システムにおける電波センサの道路における設置例を上方から見た状態を示す図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態に係る安全運転支援システムにおける電波センサの道路における設置例を上方から見た状態を示す図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態に係る安全運転支援システムにおける電波センサの構成を示す図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態に係る電波センサにおけるレーダ部の構成を示す図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態に係る安全運転支援システムにおける電波センサが送信する電波の周波数の時間変化の一例を示す図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態に係る電波センサにおける送信部の構成を示す図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態に係る電波センサが渋滞末尾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１０】図１０は、本発明の実施の形態に係る電波センサから放射される電波の指向性を説明するための図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施の形態に係る安全運転支援システムにおける電波センサの道路における設置例を側方から見た状態を示す図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施の形態に係る安全運転支援システムにおける電波センサの道路における設置例を上方から見た状態を示す図である。
【図１３】図１３は、本発明の実施の形態に係る安全運転支援システムにおける電波センサの変形例の構成を示す図である。
【図１４】図１４は、本発明の実施の形態に係る電波センサの変形例におけるレーダ部の構成を示す図である。
【図１５】図１５は、本発明の実施の形態に係る電波センサの変形例における送信部の構成を示す図である。
【図１６】図１６は、本発明の実施の形態に係る電波センサの変形例における記憶部が保持するルックアップテーブルの一例を示す図である。
【図１７】図１７は、本発明の実施の形態に係る電波センサの変形例が渋滞末尾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１８】図１８は、本発明の実施の形態に係る安全運転支援システムにおける電波センサの変形例の構成を示す図である。
【図１９】図１９は、本発明の実施の形態に係る電波センサの変形例が作成する信号強度の分布の一例を示す図である。
【図２０】図２０は、本発明の実施の形態に係る電波センサの変形例における密度算出部が処理する信号強度の分布の一例を示す図である。
【図２１】図２１は、本発明の実施の形態に係る電波センサの変形例における密度算出部が処理する信号強度の分布の一例を示す図である。
【図２２】図２２は、本発明の実施の形態に係る電波センサの変形例における密度算出部が処理する信号強度の分布の一例を示す図である。
【図２３】図２３は、本発明の実施の形態に係る電波センサの変形例における密度算出部が処理する信号強度の分布の一例を示す図である。
【図２４】図２４は、本発明の実施の形態に係る安全運転支援システムにおける電波センサの変形例の道路における設置例を上方から見た状態を示す図である。
【図２５】図２５は、本発明の実施の形態に係る電波センサの変形例が検知対象とする車両の速度と当該車両の密度との関係の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
最初に、本発明の実施形態の内容を列記して説明する。
【００１５】
（１）本発明の実施の形態に係る電波センサは、道路へ電波を送信し、前記電波の照射範囲を変更可能な送信部と、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、前記道路における交通状況を測定する測定部と、前記測定部によって測定された前記交通状況に基づいて、前記照射範囲を決定する決定部とを備える。
【００１６】
このように、電波を用いて交通状況を測定する構成により、たとえば、夜間および雨天時においても道路における車両を検知することができるので、交通状況をより正しく測定することができる。また、測定した交通状況に基づいて照射範囲を決定し、決定した照射範囲へ電波を送信する構成により、たとえば、照射範囲において十分な電波強度を確保して車両を精度よく検知することができ、また、渋滞が拡大し、渋滞の末尾位置が遠方へ移動した場合においても、照射範囲をより遠方へ変更することができる。これにより、遠方に他の電波センサを設けることなく、道路における広い範囲において交通状況を測定することができる。したがって、道路における交通状況を良好に測定することができる。
【００１７】
（２）好ましくは、前記送信部は、前記照射範囲が前記電波センサから離れるほど、送信する電波のビームの半値幅を狭くする。
【００１８】
このような構成により、照射範囲がより遠方に位置する場合においても、当該照射範囲において十分な電波強度を確保することができる。
【００１９】
（３）好ましくは、前記決定部は、前記測定部によって測定された前記交通状況に基づいて、前記道路における渋滞の末尾位置を推定し、推定した前記末尾位置に基づいて前記照射範囲を決定する。
【００２０】
このように、より正しく測定された交通状況に基づいて渋滞の末尾位置を推定する構成により、渋滞の末尾位置をより正しく推定することができるので、推定した末尾位置を含むように照射範囲を決定することができる。これにより、たとえば、渋滞が拡大したり、または縮小したりする場合においても、電波の照射範囲を適宜変更することで、渋滞の末尾位置を捕捉し続けることができるので、道路における広い範囲において渋滞の末尾を認識することができる。
【００２１】
（４）好ましくは、前記交通状況は、前記道路における移動体の速度および前記移動体の密度の少なくともいずれか一方を含む。
【００２２】
たとえば、渋滞の発生の有無の判断基準に、車両の速度または車両の密度が用いられることがある。上記の構成により、たとえば、渋滞の発生の有無の判断、および渋滞の末尾位置の検出等に有用な情報を取得することができるので、より適切な照射範囲を決定することができる。
【００２３】
（５）好ましくは、前記送信部は、複数のアンテナ素子を含み、前記アンテナ素子から放射される電波間の位相差を用いて前記照射範囲を規定する。
【００２４】
このような構成により、アンテナ素子から放射される電波間の位相差を適宜設定することで、たとえばモータ等の物理的な機構を設けることなく電波の指向性の向きを変更することができるので、送信電波の伝搬方向を簡易に制御することができる。すなわち、照射範囲を簡易に変更することができる。
【００２５】
（６）好ましくは、前記決定部は、前記測定部によって測定された前記交通状況に基づいて、前記道路における渋滞の末尾位置を推定し、前記電波センサは、さらに、前記決定部によって推定された前記末尾位置を示す情報を出力する出力部を備え、前記出力部は、上限として設定された前記照射範囲から、下限として設定された前記照射範囲までに前記末尾位置が含まれない場合、前記情報を出力しない。
【００２６】
このような構成により、誤った末尾位置を後段の装置に通知してしまうことを防ぐことができるので、正しい末尾位置を通知された後段の装置によって、たとえば、渋滞の正しい開始位置をドライバに通知することができる。
【００２７】
（７）本発明の実施の形態に係る推定方法は、道路へ電波を送信し、前記電波の照射範囲を変更可能であり、電波を受信する電波センサにおける推定方法であって、受信した電波に基づいて、前記道路における交通状況を測定するステップと、測定した前記交通状況に基づいて、前記照射範囲を決定するステップとを含む。
【００２８】
このように、電波を用いて交通状況を測定する構成により、たとえば、夜間および雨天時においても道路における車両を検知することができるので、交通状況をより正しく測定することができる。また、測定した交通状況に基づいて照射範囲を決定し、決定した照射範囲へ電波を送信する構成により、たとえば、照射範囲において十分な電波強度を確保して車両を精度よく検知することができ、また、渋滞が拡大し、渋滞の末尾位置が遠方へ移動した場合においても、照射範囲をより遠方へ変更することができる。これにより、遠方に他の電波センサを設けることなく、道路における広い範囲において交通状況を測定することができる。したがって、道路における交通状況を良好に測定することができる。
【００２９】
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。
【００３０】
［構成および基本動作］
図１は、本発明の実施の形態に係る安全運転支援システムの構成を示す図である。
【００３１】
図２は、本発明の実施の形態に係る安全運転支援システムにおける電波センサの道路における設置例を側方から見た状態を示す図である。
【００３２】
図３は、本発明の実施の形態に係る安全運転支援システムにおける電波センサの道路における設置例を上方から見た状態を示す図である。
【００３３】
図１〜図３を参照して、安全運転支援システム３０１は、電波センサ１０１と、無線端末装置１１１と、上位装置１５１と、無線送信装置１５２とを備える。電波センサ１０１は、道路Ｒｄの近傍に設置される。無線端末装置１１１は、車両１８１に搭載される。
【００３４】
電波センサ１０１は、たとえば、ミリ波レーダであり、道路Ｒｄの上流側へミリ波を送信する。この例では、電波センサ１０１は、道路Ｒｄから高さＨｒの位置に設けられる。また、道路Ｒｄは、一般道路である。なお、道路Ｒｄは、高速道路でもよい。
【００３５】
対象エリアＡ１は、電波センサ１０１から送信された電波の照射範囲の少なくとも一部である。対象エリアＡ１は、たとえば、道路Ｒｄの一部を含み、電波センサ１０１に対して道路Ｒｄの上流側に位置する。電波センサ１０１は、対象エリアＡ１における物体からの反射波を受信可能である。
【００３６】
ここで、センサ座標系を以下のように定義する。すなわち、センサ座標系は、たとえば、Ｘ、ＹおよびＺを成分とする直交座標により表され、かつ電波センサ１０１が原点に位置する座標系である。Ｚ軸の方向は、Ｘ軸およびＹ軸に垂直であり、かつ鉛直上方に向いている。
【００３７】
Ｘ軸の方向は、電波センサ１０１が物体の方位を測定した結果において、対象エリアＡ１側の真正面から真後ろへの方向である。Ｙ軸の方向は、電波センサ１０１が物体の方位を測定した結果において、真後ろから真正面を見て右側への方向である。
【００３８】
Ｘ軸の反対方向に沿って電波センサ１０１から目標距離Ｄｃ離れた位置の鉛直下方の道路Ｒｄ上における位置をＰｃと定義する。
【００３９】
また、ＸＺ面と対象エリアＡ１との交差部分である線分のうち電波センサ１０１に最も近い位置（以下、近端とも称する。）をＰｎと定義する。
【００４０】
また、上記線分のうち電波センサ１０１から最も離れた位置（以下、遠端とも称する。）をＰｆと定義する。
【００４１】
近端Ｐｎと電波センサ１０１の鉛直下方の道路Ｒｄにおける位置Ｐｓとの間の距離をＤｎと定義する。また、遠端Ｐｆと位置Ｐｓとの間の距離をＤｆと定義する。
【００４２】
また、ＸＺ面を平面視した場合における、電波センサ１０１から位置ＰｃへのベクトルとＸＹ平面とがなす角度を、仰角φと定義する。
【００４３】
電波センサ１０１は、対象エリアＡ１における物体を検知することが可能である。より詳細には、電波センサ１０１は、対象エリアＡ１において、道路Ｒｄを走行する車両１８１を検知対象物として検知する。
【００４４】
また、センサ座標系は、測定対象距離Ｒおよび測定対象方位角θを成分とする極座標で表すことも可能である。
【００４５】
測定対象距離Ｒは、センサ座標系における原点から物体までの距離である。測定対象方位角θは、センサ座標系における物体の方位角である。具体的には、測定対象方位角θは、ＸＹ平面を上方から見た平面視における、原点から物体への方向とＸ軸の反対方向とがなす角度であり、上方から見て反時計回りに増加する。
【００４６】
測定対象速度ｖｍは、電波センサ１０１に対して近づくかまたは遠ざかる方向に沿った物体の移動速度である。言い換えると、測定対象速度ｖｍは、物体の電波センサ１０１に対する相対速度の成分のうち、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成分である。
【００４７】
電波センサ１０１は、対象エリアＡ１における物体から反射波を受信して、受信した反射波に基づいて物体の測定対象距離Ｒ、測定対象方位角θおよび測定対象速度ｖｍを検出する。
【００４８】
具体的には、図３に示すように、電波センサ１０１は、たとえば、対象エリアＡ１における道路Ｒｄを速度ｖｃで走行する車両１８１から反射波を受信して、受信した反射波に基づいて車両１８１についての測定対象距離Ｒ１、測定対象方位角θ１および測定対象速度ｖｍ１を測定する。
【００４９】
電波センサ１０１は、測定した１または複数の車両１８１の測定対象距離Ｒ、測定対象方位角θおよび測定対象速度ｖｍに基づいて、道路Ｒｄにおける渋滞の末尾位置を推定する。
【００５０】
［課題］
図４は、本発明の実施の形態に係る安全運転支援システムにおける電波センサの道路における設置例を上方から見た状態を示す図である。
【００５１】
図４を参照して、たとえば、道路Ｒｄにおいて発生した渋滞が拡大し、渋滞の末尾位置が対象エリアＡ１の上流側へ移動した場合、電波センサ１０１は、対象エリアＡ１における各車両１８１の測定対象距離Ｒ、測定対象方位角θおよび測定対象速度ｖｍを測定しても、道路Ｒｄにおける渋滞の末尾位置を推定することが困難になってしまう。
【００５２】
このような問題に対して、たとえば、対象エリアＡ１の上流側に他の電波センサ１０１をさらに設ける方法が考えられる。しかしながら、電波センサ１０１の設置場所の確保および電波センサ１０１の設置コストの上昇等の問題が生ずるため、好ましくない。
【００５３】
電波センサ１０１の設置数を低減しつつ、より広い範囲の道路Ｒｄにおける渋滞末尾位置を推定可能な技術が求められる。
【００５４】
そこで、本発明の実施の形態に係る電波センサでは、以下のような構成および動作により、このような課題を解決する。
【００５５】
［電波センサの構成］
図５は、本発明の実施の形態に係る安全運転支援システムにおける電波センサの構成を示す図である。
【００５６】
図５を参照して、電波センサ１０１は、レーダ部４と、渋滞検知部（決定部）６と、通信部（出力部）８と、制御部（決定部）１０とを備える。通信部８は、上位装置１５１と通信を行うことが可能である。
【００５７】
図６は、本発明の実施の形態に係る電波センサにおけるレーダ部の構成を示す図である。
【００５８】
図６を参照して、レーダ部４は、送信部１と、受信部２と、差分信号生成部３と、信号処理部（測定部）５とを含む。
【００５９】
図５および図６を参照して、レーダ部４は、たとえば、非特許文献１（Ｅｕｇｉｎ  Ｈｙｕｎ、外２名、「Ａ  Ｐｅｄｅｓｔｒｉａｎ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  Ｓｃｈｅｍｅ  Ｕｓｉｎｇ  ａ  Ｃｏｈｅｒｅｎｔ  Ｐｈａｓｅ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ  Ｍｅｔｈｏｄ  Ｂａｓｅｄ  ｏｎ  ２Ｄ  Ｒａｎｇｅ−Ｄｏｐｐｌｅｒ  ＦＭＣＷ  Ｒａｄａｒ」、Ｓｅｎｓｒｏｓ、２０１６年、第１６巻、Ｐ．１２４）に記載された２Ｄ  Ｒａｎｇｅ−Ｄｏｐｐｌｅｒ  ＦＭ−ＣＷ方式に従って動作する。
【００６０】
なお、レーダ部４は、上記方式に限らず、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”、島田理化技報、２０１１年、第２１号、Ｐ．３７−４８）および非特許文献３（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）に記載のＦＭ−ＣＷ方式および２周波ＣＷ方式、ならびに非特許文献４（電子情報通信学会編・発行  吉田孝監修、「改訂レーダ技術」、改訂版、コロナ社、１９９６年１０月、Ｐ２７５−２７６）に記載のパルス圧縮方式に従って動作してもよい。
【００６１】
レーダ部４は、たとえば、所定周期ごとに、道路Ｒｄを走行する車両１８１の検出結果を示す検出結果情報を渋滞検知部６へ出力する。
【００６２】
検出結果情報は、レーダ部４によって車両１８１が検出された場合、検出された車両１８１についての測定対象距離Ｒ、測定対象方位角θおよび測定対象速度ｖｍを示す。また、検出結果情報は、レーダ部４によって車両１８１が検出されない場合、ヌルを示す。
【００６３】
図７は、本発明の実施の形態に係る安全運転支援システムにおける電波センサが送信する電波の周波数の時間変化の一例を示す図である。なお、図７において、横軸は時間を示し、縦軸は周波数を示す。
【００６４】
図８は、本発明の実施の形態に係る電波センサにおける送信部の構成を示す図である。
【００６５】
図８を参照して、送信部１は、アレイアンテナ部２２と、複数のパワーアンプ２３と、複数の可変位相器２４と、分配器２５と、送信回路２６とを含む。アレイアンテナ部２２は、複数の送信アンテナ素子２１を含む。
【００６６】
パワーアンプ２３および可変位相器２４は、送信アンテナ素子２１に対応して設けられる。この例では、パワーアンプ２３、可変位相器２４および送信アンテナ素子２１の組（以下、素子組とも称する。）がＥｎ＋１個設けられる。
【００６７】
図５〜図８を参照して、レーダ部４における送信部１は、道路Ｒｄへ電波を送信し、当該電波の照射範囲を道路Ｒｄに沿って変更可能である。
【００６８】
より詳細には、送信部１は、たとえば、制御部１０の制御に従って、周波数がのこぎり波の波形で変化するミリ波を対象エリアＡ１へ繰り返し送信する。
【００６９】
制御部１０は、単位シーケンスＵＳ１を繰り返し設定し、設定した単位シーケンスＵＳ１の開始タイミングにおいて、制御信号Ｓｓ１を送信部１および信号処理部５へ出力する。
【００７０】
そして、制御部１０は、開始タイミングから繰り返し周期Ｔｓが経過するごとに、制御信号Ｓｓ１を送信部１および信号処理部５へ出力する。
【００７１】
ここで、制御部１０は、単位シーケンスＵＳ１の終了タイミングにおいて、制御信号Ｓｓ１を送信部１および信号処理部５へ出力しない。また、単位シーケンスＵＳ１において、制御信号Ｓｓが制御部１０から出力される回数は、Ｐ回である。
【００７２】
また、制御部１０は、目標距離Ｄｃを示す目標情報を信号処理部５および渋滞検知部６へ出力する。この目標距離Ｄｃは、可変である。目標距離Ｄｃの最小値および最大値は、たとえば、ユーザによって定められており、ここでは、それぞれ所定値Ｄｍｉｎおよび所定値Ｄｍａｘである。
【００７３】
送信部１における送信回路２６は、制御部１０から制御信号Ｓｓ１を受けると、繰り返し周期Ｔｓにおいて周波数Ｆ２から周波数Ｆ１まで一様に周波数が増加するミリ波を生成する。
【００７４】
送信回路２６は、生成したミリ波を分配器２５および差分信号生成部３へ出力する。
【００７５】
分配器２５は、送信回路２６からミリ波を受けると、受けたミリ波をＥｎ＋１個の素子組へ分配する。
【００７６】
可変位相器２４は、分配器２５から分配されたミリ波を受けると、制御部１０の制御に従って、受けたミリ波の位相を移相し、移相後のミリ波を対応のパワーアンプ２３へ出力する。制御部１０が可変位相器２４へ与える移相量については後述する。
【００７７】
パワーアンプ２３は、対応の可変位相器２４から受けるミリ波を増幅し、増幅後のミリ波を対応の送信アンテナ素子２１へ出力する。
【００７８】
アレイアンテナ部２２では、たとえば、Ｅｎ＋１個の送信アンテナ素子２１が、鉛直方向に沿って並んでいる。ここで、Ｅｎ＋１個の送信アンテナ素子２１の番号ｋを、それぞれ上から順にゼロ〜Ｅｎと定義する。
【００７９】
送信アンテナ素子２１は、対応のパワーアンプ２３からミリ波を受けると、受けたミリ波を送信する、言い換えると放射する。
【００８０】
図６を参照して、受信部２は、対象エリアＡ１等からの電波を受信する。より詳細には、受信部２が受信する電波には、車両１８１によって反射された電波、車両１８１以外の物体である構造物、たとえばガードレールおよびポールによって反射された電波、ならびに電波を送信する電波送信体からの電波等が含まれる。
【００８１】
より詳細には、受信部２は、水平方向に並んだ複数のアンテナ素子を含むアレイアンテナを有し、各アンテナ素子において受信した電波に相当する受信信号を差分信号生成部３へ出力する。ここでは、アンテナ素子の素子数を、Ｑ個とする。
【００８２】
差分信号生成部３は、送信部１によって送信される電波の周波数成分と受信部２によって受信される電波の周波数成分との差の周波数成分を有する差分信号を生成する。
【００８３】
より詳細には、差分信号生成部３は、アンテナ素子ごとの受信信号を受信部２から受けて、送信部１から受けるミリ波を用いて、受けた各受信信号の各々をダウンコンバートすることによりベースバンド帯の各差分信号を生成する。差分信号生成部３は、生成した各差分信号を信号処理部５へ出力する。
【００８４】
信号処理部５は、たとえば、受信部２によって受信された電波に基づいて、道路Ｒｄにおける移動体の速度を測定する。ここで、移動体の速度は、交通状況の一例である。
【００８５】
詳細には、信号処理部５は、たとえば、受信部２によって受信された電波に基づいて、測定対象方位角θ、測定対象距離Ｒおよび測定対象速度ｖｍを測定する。
【００８６】
より詳細には、信号処理部５は、制御部１０から制御信号Ｓｓ１を受けると、繰り返し周期Ｔｓの間、受信部２から受ける各差分信号を所定のサンプリング周期ごとにサンプリングすることで、アンテナ素子ごとの差分信号の時間スペクトルを生成する。
【００８７】
この結果、信号処理部５には、繰り返し周期Ｔｓの満了時において、Ｑ個のアンテナ素子にそれぞれ対応するＱセットの時間スペクトルが蓄積される。
【００８８】
信号処理部５は、制御部１０から新たな制御信号Ｓｓ１を受けるごとにＱセットの時間スペクトルを蓄積する。
【００８９】
この結果、信号処理部５には、単位シーケンスＵＳ１の満了時において、Ｑセットの時間スペクトルがＰセット蓄積される。
【００９０】
以下、ｐ番目の繰り返し周期Ｔｓにおいて、ｑ番目のアンテナ素子によって受信された受信信号に基づく差分信号の時間スペクトルを、時間スペクトルＴＳ（ｐ，ｑ）と定義する。ここで、ｐは、１からＰまでの整数である。ｑは、１からＱまでの整数である。
【００９１】
信号処理部５は、たとえば、時間スペクトルＴＳ（１，１）をＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）処理することにより、周波数スペクトルＦＳ（１，１）を生成する。
【００９２】
周波数スペクトルＦＳ（１，１）の縦軸および横軸は、それぞれ振幅および周波数である。また、横軸は、たとえば、非特許文献１に記載の方法に従って、測定対象距離Ｒに換算することが可能である。
【００９３】
信号処理部５は、たとえば、対象エリアＡ１において車両１８１が存在しない場合において測定された周波数スペクトルであるダークスペクトルを有している。
【００９４】
より詳細には、信号処理部５は、たとえば、目標距離Ｄｃとダークスペクトルとの対応関係を示すダーク情報を保持する。
【００９５】
信号処理部５は、目標情報を制御部１０から受けると、受けた目標情報の示す目標距離Ｄｃに対応するダークスペクトルをダーク情報から取得し、周波数スペクトルＦＳ（１，１）から、取得したダークスペクトルを差し引くことにより、処理済周波数スペクトルＦＳ（１，１）を生成する。
【００９６】
信号処理部５は、生成した処理済周波数スペクトルＦＳ（１，１）において、所定のしきい値以上の振幅を有するピークを検出するピーク検出処理を行う。
【００９７】
信号処理部５は、ピークを検出できない場合、ヌルを示す検出結果情報を渋滞検知部６へ出力する。
【００９８】
一方、信号処理部５は、ピークを検出できた場合、検出したピークごとに、測定対象距離Ｒ、測定対象方位角θおよび測定対象速度ｖｍを算出する。
【００９９】
より詳細には、信号処理部５は、検出したピークの周波数を換算することにより測定対象距離Ｒを算出する。
【０１００】
また、信号処理部５は、たとえば、非特許文献５（菊間  信良著、「アレーアンテナによる適応信号処理」、初版、株式会社科学技術出版、１９９８年１１月、ｐ．１８１，ｐ．１９４）に記載のＭＵＳＩＣ（ＭＵｌｔｉｐｌｅ  ＳＩｇｎａｌ  Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ）法、Ｃａｐｏｎ法またはビームフォーミング法に従って、時間スペクトルＴＳ（１，１）〜（１，Ｑ）に基づいて、検出したピークに対応する測定対象方位角θを算出する。
【０１０１】
また、信号処理部５は、たとえば、非特許文献１に記載の方法に従って、時間スペクトルＴＳ（１，１）〜（Ｐ，１）に基づいて、検出したピークに対応する測定対象速度ｖｍを算出する。
【０１０２】
信号処理部５は、検出したピークごとの測定対象距離Ｒ、測定対象方位角θおよび測定対象速度ｖｍを示す検出結果情報を渋滞検知部６へ出力する。
【０１０３】
［渋滞末尾位置の推定］
再び図５を参照して、渋滞検知部６は、受信部２によって受信された電波に基づいて、道路Ｒｄにおける渋滞の末尾位置を推定する。
【０１０４】
詳細には、渋滞検知部６は、たとえば、信号処理部５によって測定された移動体の速度に基づいて渋滞の末尾位置を推定する。
【０１０５】
より詳細には、渋滞検知部６は、たとえば、レーダ部４および制御部１０からそれぞれ検出結果情報および目標情報を受けて、受けた検出結果情報および目標情報に基づいて、道路Ｒｄにおける渋滞の末尾位置を推定する。
【０１０６】
具体的には、渋滞検知部６は、たとえば、検出結果情報がヌルを示す場合、道路Ｒｄにおいて渋滞が発生していないと判断する。
【０１０７】
また、渋滞検知部６は、検出したピークごとの測定対象距離Ｒ、測定対象方位角θおよび測定対象速度ｖｍを検出結果情報が示す場合、検出結果情報に基づいて、道路Ｒｄを走行する車両１８１を分類する。
【０１０８】
より詳細には、渋滞検知部６は、ピークごとの測定対象距離Ｒおよび測定対象方位角θに基づいて、道路Ｒｄにおける車両１８１の位置を算出する。
【０１０９】
渋滞検知部６は、たとえば、各車両１８１を、目標情報の示す目標距離Ｄｃに対して自己の電波センサ１０１側に位置する車両１８１を含む手前側車両群と目標距離Ｄｃに対して自己の電波センサ１０１の反対側に位置する車両１８１を含む向う側車両群とに分類する。
【０１１０】
渋滞検知部６は、手前側車両群に含まれる各車両１８１の測定対象速度ｖｍの平均速度（以下、手前側平均速度とも称する。）を算出する。
【０１１１】
また、渋滞検知部６は、向う側車両群に含まれる各車両１８１の測定対象速度ｖｍの平均速度（以下、向う側平均速度とも称する。）を算出する。
【０１１２】
渋滞検知部６は、たとえば、手前側平均速度および向う側平均速度の両方が所定のしきい値Ｔｈ１より大きい場合、対象エリアＡ１において渋滞が発生していないと判断する。
【０１１３】
また、渋滞検知部６は、たとえば、手前側平均速度および向う側平均速度の両方がしきい値Ｔｈ１以下である場合、対象エリアＡ１において渋滞が発生していると判断する。
【０１１４】
また、渋滞検知部６は、たとえば、手前側平均速度がしきい値Ｔｈ１以下であり、かつ向う側平均速度がしきい値Ｔｈ１より大きい場合、渋滞の末尾位置を検知したと判断する。
【０１１５】
この例では、所定のしきい値Ｔｈ１は、たとえば、道路Ｒｄが一般道路であるので、２０キロメートル毎時に設定される。
【０１１６】
なお、所定のしきい値Ｔｈ１は、たとえば、道路Ｒｄが首都高速道路、阪神高速道路およびその他の高速道路である場合、それぞれ２０キロメートル毎時、３０キロメートル毎時および４０キロメートル毎時に設定されてもよい。
【０１１７】
渋滞検知部６は、判断結果を示す渋滞検知情報を制御部１０へ出力する。
【０１１８】
なお、渋滞検知部６は、道路Ｒｄにおける車線ごとに渋滞の有無および末尾位置を評価してもよい。
【０１１９】
［動作の流れ］
電波センサ１０１は、コンピュータを備え、当該コンピュータにおけるＣＰＵ等の演算処理部は、以下に示すフローチャートの各ステップの一部または全部を含むプログラムを図示しないメモリから読み出して実行する。この装置のプログラムは、外部からインストールすることができる。この装置のプログラムは、記録媒体に格納された状態で流通する。
【０１２０】
図９は、本発明の実施の形態に係る電波センサが渋滞末尾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。
【０１２１】
図９を参照して、電波センサ１０１の電源がオンされ、電波センサ１０１が動作を開始した状況を想定する。
【０１２２】
まず、電波センサ１０１は、目標距離Ｄｃを所定値Ｄｍｉｎに設定する（ステップＳ１０２）。
【０１２３】
より詳細には、制御部１０は、たとえば、目標距離Ｄｃを所定値Ｄｍｉｎに設定し、設定した目標距離Ｄｃを示す目標情報を信号処理部５および渋滞検知部６へ出力する。
【０１２４】
次に、電波センサ１０１は、設定した目標距離Ｄｃに基づいて移相量を設定する（ステップＳ１０４）。
【０１２５】
図１０は、本発明の実施の形態に係る電波センサから放射される電波の指向性を説明するための図である。
【０１２６】
図１０を参照して、制御部１０は、設定した目標距離Ｄｃに基づいて、送信部１における各可変位相器２４に与えるべき移相量を算出する。
【０１２７】
より詳細には、制御部１０は、たとえば、高さＨｒおよび目標距離Ｄｃに基づいて仰角φを算出する（図２参照）。
【０１２８】
制御部１０は、算出した仰角φを以下の式（１）に代入することにより、番号ｋ＝ゼロ〜Ｅｎの送信アンテナ素子２１に対応する可変位相器２４へ与えるべき移相量γ［ｋ］をそれぞれ算出する。
【数１】
2019027976.tif 000003
【０１２９】
ここで、εｒおよびｃは、それぞれ比誘電率および光速である。ｆｃは、送信するミリ波の中心周波数、この例では（Ｆ１＋Ｆ２）／２である。ｄＳは、送信アンテナ素子２１間の距離である。ｄＳ×ｓｉｎφは、同位相面Ｗｆ間の距離ｄＬである。
【０１３０】
制御部１０は、算出した移相量γ［０］〜γ［Ｅｎ］をそれぞれ含むＥｎ＋１個の移相情報を、番号ｋ＝ゼロ〜Ｅｎの送信アンテナ素子２１に対応する可変位相器２４へ出力する。
【０１３１】
再び図８を参照して、送信部１は、制御部１０によって決定された照射範囲へ電波を送信する。
【０１３２】
詳細には、送信部１は、たとえば、送信アンテナ素子２１から放射される電波間の位相差を用いて照射範囲を規定する。
【０１３３】
より詳細には、送信部１における可変位相器２４は、制御部１０から移相情報を受けると、分配器２５から受けるミリ波の位相を、移相情報の示す移相量だけ移相し、移相後のミリ波を対応のパワーアンプ２３へ出力する。
【０１３４】
再び図９を参照して、次に、電波センサ１０１は、単位シーケンスＵＳ１を設定する（ステップＳ１０６）。
【０１３５】
次に、電波センサ１０１は、単位シーケンスＵＳ１が満了するまで、時間スペクトルを蓄積する（ステップＳ１０８でＮＯ）。
【０１３６】
そして、電波センサ１０１は、単位シーケンスＵＳ１が満了すると（ステップＳ１０８でＹＥＳ）、蓄積した時間スペクトルに対して上述の処理を行う（ステップＳ１１０）。
【０１３７】
次に、電波センサ１０１は、時間スペクトルの処理結果に基づいて渋滞の末尾位置を検知した場合（ステップＳ１１２でＹＥＳ）、渋滞の末尾位置を上位装置１５１へ送信する（ステップＳ１１４）。
【０１３８】
詳細には、制御部１０は、渋滞検知部６によって推定された渋滞の末尾位置に基づいて、照射範囲を決定する。
【０１３９】
より詳細には、制御部１０は、渋滞の末尾位置を検知したことを示す判断情報を渋滞検知部６から受けると、照射範囲を維持すべきと決定する。そして、制御部１０は、渋滞の末尾の位置が、目標距離Ｄｃに基づく位置Ｐｃの周辺に存在することを示す渋滞分析情報を通信部８へ出力する。
【０１４０】
通信部８は、たとえば、渋滞検知部６によって推定された渋滞の末尾位置を示す渋滞分析情報を出力する。
【０１４１】
より詳細には、通信部８は、制御部１０から渋滞分析情報を受けると、受けた渋滞分析情報を上位装置１５１へ送信する。
【０１４２】
次に、電波センサ１０１は、新たな単位シーケンスＵＳ１を設定する（ステップＳ１０６）。
【０１４３】
また、電波センサ１０１は、時間スペクトルの処理結果に基づいて、渋滞が発生していないと判断した場合（ステップＳ１１２でＮＯおよびステップＳ１１６でＮＯ）、目標距離Ｄｃと所定値Ｄｍｉｎとが一致するか否かを確認する（ステップＳ１２０）。
【０１４４】
より詳細には、制御部１０は、渋滞が発生していないと判断したことを示す判断情報を渋滞検知部６から受けると、目標距離Ｄｃと所定値Ｄｍｉｎとが一致するか否かを確認する。
【０１４５】
次に、制御部１０は、目標距離Ｄｃと所定値Ｄｍｉｎとが一致しない場合（ステップＳ１２０でＮＯ）、照射範囲を自己の電波センサ１０１のより近くに変更すべきと決定し、標距離Ｄｃから所定量Ｄｄを減算する（ステップＳ１２８）。
【０１４６】
一方、制御部１０は、目標距離Ｄｃと所定値Ｄｍｉｎとが一致する場合（ステップＳ１２０でＹＥＳ）、照射範囲が下限に位置するので当該照射範囲を維持すべきと決定し、渋滞の発生が無い旨を示す渋滞分析情報を通信部８へ出力する（ステップＳ１２４）。
【０１４７】
詳細には、通信部８は、たとえば、上限として設定された照射範囲から、下限として設定された照射範囲までに渋滞の末尾位置が含まれない場合、渋滞検知部６によって推定された渋滞の末尾位置を示す渋滞分析情報を出力しない。
【０１４８】
より詳細には、通信部８は、制御部１０から渋滞分析情報を受けると、受けた渋滞分析情報を上位装置１５１へ送信する。
【０１４９】
また、電波センサ１０１は、時間スペクトルの処理結果に基づいて、渋滞が発生していると判断した場合（ステップＳ１１２でＮＯおよびステップＳ１１６でＹＥＳ）、目標距離Ｄｃと所定値Ｄｍａｘとが一致するか否かを確認する（ステップＳ１１８）。
【０１５０】
より詳細には、制御部１０は、渋滞が発生していると判断したことを示す判断情報を渋滞検知部６から受けると、目標距離Ｄｃと所定値Ｄｍａｘとが一致するか否かを確認する。
【０１５１】
次に、制御部１０は、目標距離Ｄｃと所定値Ｄｍａｘとが一致しない場合（ステップＳ１１８でＮＯ）、照射範囲を自己の電波センサ１０１のより遠くに変更すべきと決定し、目標距離Ｄｃに所定量Ｄｄを加算する（ステップＳ１２６）。
【０１５２】
一方、制御部１０は、目標距離Ｄｃと所定値Ｄｍａｘとが一致する場合（ステップＳ１１８でＹＥＳ）、照射範囲が上限に位置するので当該照射範囲を維持すべきと決定し、渋滞の末尾位置が位置Ｐｆ以遠である旨を示す渋滞分析情報を通信部８経由で上位装置１５１へ送信する（ステップＳ１２２）。
【０１５３】
次に、電波センサ１０１は、渋滞の末尾位置が位置Ｐｆ以遠である旨を示す渋滞分析情報を上位装置１５１へ送信するか（ステップＳ１２２）、または渋滞の発生が無い旨を示す渋滞分析情報を上位装置１５１へ送信すると（ステップＳ１２４）、新たな単位シーケンスＵＳ１を設定する（ステップＳ１０６）。
【０１５４】
また、電波センサ１０１は、目標距離Ｄｃから所定量Ｄｄを減算するか（ステップＳ１２８）、または目標距離Ｄｃに所定量Ｄｄを加算すると（ステップＳ１２６）、減算後または加算後の目標距離Ｄｃに基づいて移相量を設定する（ステップＳ１０４）。
【０１５５】
再び図１を参照して、上位装置１５１は、電波センサ１０１から渋滞分析情報を受信すると、受信した渋滞分析情報を分析する。
【０１５６】
上位装置１５１は、たとえば、分析結果に基づいて渋滞の末尾位置を特定できた場合、渋滞の末尾位置を示す渋滞情報を作成し、作成した渋滞情報を無線送信装置１５２へ送信する。無線送信装置１５２は、上位装置１５１から渋滞情報を受信すると、受信した渋滞情報をたとえばブロードキャストする。
【０１５７】
車両１８１における無線端末装置１１１は、無線送信装置１５２から渋滞情報を受信すると、たとえば、受信した渋滞情報の示す渋滞の末尾位置を表示装置に表示してドライバに通知する。
【０１５８】
［効果］
図１１は、本発明の実施の形態に係る安全運転支援システムにおける電波センサの道路における設置例を側方から見た状態を示す図である。
【０１５９】
図１２は、本発明の実施の形態に係る安全運転支援システムにおける電波センサの道路における設置例を上方から見た状態を示す図である。
【０１６０】
図１１および図１２は、図２〜図４と比べて、電波センサ１０１が、より遠方の対象エリアＡ１へミリ波を送信する状況を示している。
【０１６１】
このように、電波センサ１０１により近いエリアにおいて渋滞が発生している場合に、ミリ波の指向性を制御して対象エリアＡ１をより遠方に設定する構成により、他の電波センサ１０１を設けることなく、道路Ｒｄの遠方における渋滞の末尾位置を推定することができる。
【０１６２】
［電波センサ１０１の変形例１］
図１３は、本発明の実施の形態に係る安全運転支援システムにおける電波センサの変形例の構成を示す図である。
【０１６３】
図１３を参照して、電波センサ１０１の変形例１である電波センサ１０２は、図５に示す電波センサ１０１と比べて、レーダ部４および制御部１０の代わりに、レーダ部４４、記憶部４７および制御部（決定部）５０を備える。
【０１６４】
電波センサ１０２における渋滞検知部６および通信部８の動作は、図５に示す電波センサ１０１における渋滞検知部６および通信部８とそれぞれ同様である。
【０１６５】
図１４は、本発明の実施の形態に係る電波センサの変形例１におけるレーダ部の構成を示す図である。
【０１６６】
図１４を参照して、レーダ部４４は、図６に示すレーダ部４と比べて、送信部１の代わりに、送信部４１を含む。
【０１６７】
レーダ部４４における受信部２、差分信号生成部３および信号処理部５の動作は、図６に示すレーダ部４における受信部２、差分信号生成部３および信号処理部５とそれぞれ同様である。
【０１６８】
図１５は、本発明の実施の形態に係る電波センサの変形例１における送信部の構成を示す図である。
【０１６９】
図１５を参照して、送信部４１は、図８に示す送信部１と比べて、アレイアンテナ部２２の代わりに、アレイアンテナ部６２を含む。
【０１７０】
送信部４１におけるパワーアンプ２３、可変位相器２４、分配器２５および送信回路２６の動作は、図８に示す送信部１におけるパワーアンプ２３、可変位相器２４、分配器２５および送信回路２６とそれぞれ同様である。
【０１７１】
アレイアンテナ部６２は、４つの送信アンテナ素子２１を含む。この例では、送信アンテナ素子２１間の距離ｄＳは、５ミリメートルである。
【０１７２】
図１６は、本発明の実施の形態に係る電波センサの変形例１における記憶部が保持するルックアップテーブルの一例を示す図である。
【０１７３】
図１６を参照して、ルックアップテーブルＴｂｌ１には、５種類の対象エリアＡ１へそれぞれミリ波を送信するための移相量γ［ｋ＝０〜３］の設定値が含まれる。
【０１７４】
これらの移相量は、たとえば、電波センサ１０１の道路Ｒｄから高さＨｒ（図２参照）が１０メートルであり、かつ中心周波数ｆｃ（式（１）参照）が、７６．５ギガヘルツである条件で計算された値である。
【０１７５】
設定１は、電波センサ１０１に最も近い対象エリアＡ１へミリ波を送信するための移相量γ［ｋ＝０〜３］の設定値を含む。
【０１７６】
設定２〜設定４は、この順に電波センサ１０１から離れた対象エリアＡ１へミリ波を送信するための移相量γ［ｋ＝０〜３］の設定値を含む。
【０１７７】
設定５は、電波センサ１０１から最も離れた対象エリアＡ１へミリ波を送信するための移相量γ［ｋ＝０〜３］の設定値を含む。
【０１７８】
［動作の流れ］
図１７は、本発明の実施の形態に係る電波センサの変形例１が渋滞末尾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。
【０１７９】
図１７を参照して、電波センサ１０２の電源がオンされ、電波センサ１０２が動作を開始した状況を想定する。
【０１８０】
まず、電波センサ１０２における制御部５０は、インデックスｊを１に初期化する（ステップＳ２００）。
【０１８１】
次に、制御部５０は、記憶部４７におけるルックアップテーブルＴｂｌ１から設定ｊの目標距離Ｄｃおよび移相量ｋ［０］〜ｋ［３］を取得する（ステップＳ２０２）。
【０１８２】
次に、制御部５０は、設定ｊの内容を設定する（ステップＳ２０４）。
【０１８３】
より詳細には、制御部５０は、たとえば、取得した目標距離Ｄｃを示す目標情報を信号処理部５および渋滞検知部６へ出力する。
【０１８４】
また、制御部５０は、取得した移相量γ［０］〜γ［３］をそれぞれ含む４つの移相情報を、番号ｋ＝ゼロ〜３の送信アンテナ素子２１に対応する可変位相器２４へ出力する。
【０１８５】
次に、電波センサ１０２は、単位シーケンスＵＳ１を設定する（ステップＳ２０６）。
【０１８６】
次に、電波センサ１０２は、単位シーケンスＵＳ１が満了するまで、時間スペクトルを蓄積する（ステップＳ２０８でＮＯ）。
【０１８７】
そして、電波センサ１０２は、単位シーケンスＵＳ１が満了すると（ステップＳ２０８でＹＥＳ）、蓄積した時間スペクトルに対して上述の処理を行う（ステップＳ２１０）。
【０１８８】
次に、電波センサ１０２は、時間スペクトルの処理結果に基づいて渋滞の末尾位置を検知した場合（ステップＳ２１２でＹＥＳ）、渋滞の末尾位置を上位装置１５１へ送信する（ステップＳ２１４）。
【０１８９】
次に、電波センサ１０２は、新たな単位シーケンスＵＳ１を設定する（ステップＳ２０６）。
【０１９０】
また、電波センサ１０２は、時間スペクトルの処理結果に基づいて、渋滞が発生していないと判断した場合（ステップＳ２１２でＮＯおよびステップＳ２１６でＮＯ）、インデックスｊが１であるか否かを確認する（ステップＳ２２０）。
【０１９１】
より詳細には、制御部５０は、渋滞が発生していないと判断したことを示す判断情報を渋滞検知部６から受けると、インデックスｊが１であるか否かを確認する。
【０１９２】
次に、制御部５０は、インデックスｊが１でない場合（ステップＳ２２０でＮＯ）、インデックスｊをデクリメントする（ステップＳ２２８）。
【０１９３】
一方、制御部５０は、インデックスｊが１である場合（ステップＳ２２０でＹＥＳ）、渋滞の発生が無い旨を示す渋滞分析情報を通信部８経由で上位装置１５１へ送信する（ステップＳ２２４）。
【０１９４】
また、電波センサ１０２は、時間スペクトルの処理結果に基づいて、渋滞が発生していると判断した場合（ステップＳ２１２でＮＯおよびステップＳ２１６でＹＥＳ）、インデックスｊが５であるか否かを確認する（ステップＳ２１８）。
【０１９５】
より詳細には、制御部５０は、渋滞が発生していると判断したことを示す判断情報を渋滞検知部６から受けると、インデックスｊが５であるか否かを確認する。
【０１９６】
次に、制御部５０は、インデックスｊが５でない場合（ステップＳ２１８でＮＯ）、インデックスｊをインクリメントする（ステップＳ２２６）。
【０１９７】
一方、制御部５０は、インデックスｊが５である場合（ステップＳ２１８でＹＥＳ）、渋滞の末尾位置が位置Ｐｆ以遠である旨を示す渋滞分析情報を通信部８経由で上位装置１５１へ送信する（ステップＳ２２２）。
【０１９８】
次に、電波センサ１０２は、渋滞の末尾位置が位置Ｐｆ以遠である旨を示す渋滞分析情報を上位装置１５１へ送信するか（ステップＳ２２２）、または渋滞の発生が無い旨を示す渋滞分析情報を上位装置１５１へ送信すると（ステップＳ２２４）、新たな単位シーケンスＵＳ１を設定する（ステップＳ２０６）。
【０１９９】
また、電波センサ１０２は、インデックスｊをデクリメントするか（ステップＳ２２８）、またはインデックスｊをインクリメントすると（ステップＳ２２６）、ルックアップテーブルＴｂｌ１から設定ｊの目標距離Ｄｃおよび移相量ｋ［０］〜ｋ［３］を取得する（ステップＳ２０２）。
【０２００】
なお、電波センサ１０２では、図１６に示すルックアップテーブルＴｂｌ１の設定内容を用いる構成であるとしたが、これに限定するものではない。たとえば、ルックアップテーブルＴｂｌ１において目標距離Ｄｃがより小さい場合における移相量γ［ｋ＝０〜３］を適宜設定することにより、照射範囲が電波センサ１０１から離れるほど、送信する電波のビームの半値幅を狭くすることができる。具体的には、上記設定によって、電波センサ１０１により近い対象エリアＡ１のサイズをより大きくする。これにより、設定１〜設定５において、この順にミリ波の放射分布の半値幅を狭くすることができる。また、目標距離Ｄｃが大きいほど半値幅を小さくするすなわち電波のビーム幅を絞ることで、電波センサ１０１から離れた照射範囲における電波強度をより大きくすることができる。また、図２に示すように、道路Ｒｄを見下ろすように電波センサ１０２を設ける場合には、電波のビーム幅を絞っても、電波センサ１０２から離れた照射範囲のサイズが小さくなることを抑制することができる。
【０２０１】
［電波センサ１０１の変形例２］
図１８は、本発明の実施の形態に係る安全運転支援システムにおける電波センサの変形例の構成を示す図である。
【０２０２】
図１８を参照して、電波センサ１０１の変形例２である電波センサ１０３は、図５に示す電波センサ１０１と比べて、渋滞検知部６および制御部１０の代わりに、密度算出部９、渋滞検知部１６、記憶部４７および制御部５０を備える。
【０２０３】
電波センサ１０３におけるレーダ部４および通信部８の動作は、図５に示す電波センサ１０１におけるレーダ部４および通信部８とそれぞれ同様である。
【０２０４】
電波センサ１０３における記憶部４７および制御部５０の動作は、図１３に示す電波センサ１０２における記憶部４７および制御部５０とそれぞれ同様である。
【０２０５】
図１９は、本発明の実施の形態に係る電波センサの変形例が作成する信号強度の分布の一例を示す図である。
【０２０６】
図６および図１９を参照して、レーダ部４における信号処理部５は、たとえば、受信部２によって受信された電波に基づいて、測定対象距離Ｒごとかつ測定対象速度ｖｍごとの信号強度の分布を示す分布情報を作成し、作成した分布情報を密度算出部９へ出力する。
【０２０７】
この分布には、複数のピークが含まれる。これらのピークは、各車両１８１において反射された電波に基づくピークである。ピークの座標（ｖｍ，Ｒ）は、当該ピークの基となった反射波の反射元の車両１８１の測定対象距離Ｒおよび測定対象速度ｖｍである。
【０２０８】
再び図１８を参照して、密度算出部９は、たとえば、受信部２によって受信された電波に基づいて、道路Ｒｄにおける移動体の密度を測定する。ここで、移動体の密度は、交通状況の一例である。
【０２０９】
より詳細には、密度算出部９は、レーダ部４から分布情報を受けると、受けた分布情報に基づいて、ピークを検出するピーク検出処理を行う。
【０２１０】
より詳細には、密度算出部９は、たとえば、分布情報の示す分布において、測定対象距離Ｒおよび測定対象速度ｖｍに対する信号強度の勾配を算出し、算出した勾配の符号が反転する座標にピークが存在すると判断する。
【０２１１】
密度算出部９は、ピークを検出できた場合、検出したピークごとに、対応の信号強度（以下、ピーク強度とも称する。）、測定対象距離Ｒおよび測定対象速度ｖｍを取得する。
【０２１２】
ここでは、密度算出部９は、たとえば、Ｐｎ１〜Ｐｎ３等の複数のピークを検出する（図１９参照）。
【０２１３】
図２０は、本発明の実施の形態に係る電波センサの変形例における密度算出部が処理する信号強度の分布の一例を示す図である。なお、図２０において、縦軸は測定対象距離Ｒを示し、横軸は測定対象速度ｖｍを示す。
【０２１４】
図２０を参照して、密度算出部９は、検出した複数のピークに基づいて、車両１８１の密度を算出する。
【０２１５】
より詳細には、たとえば、車両１８１からの反射波の強度が大きい場合、当該車両１８１からの反射波に基づく複数のピークが検出されることがある。たとえば、ピークＰｎ１〜Ｐｎ３が、１つの車両１８１からの反射波に基づくピークであるとする。また、ピークＰｎ２，Ｐｎ１，Ｐｎ３は、たとえば、この順に信号強度が小さくなる。
【０２１６】
密度算出部９が、Ｐｎ１〜Ｐｎ３のピークの個数に基づいて、車両１８１が３台検出したと判断してしまうと、道路Ｒｄにおける車両１８１の台数を実際の台数より多くカウントしてしまうので、以下のように、ピークを集約する処理を行う。
【０２１７】
すなわち、密度算出部９は、たとえば、ピークＰｎ１〜Ｐｎ３のうち、ピークＰｎ１を選択する。
【０２１８】
密度算出部９は、選択したピークＰｎ１の測定対象距離Ｒを基準として用いることにより、所定のサイズを有する範囲Ｒｐを設定する。
【０２１９】
密度算出部９は、設定した範囲Ｒｐに、選択したピークＰｎ１のピーク強度と比べて大きいピーク強度を有するピークが存在するか否かを判定する。
【０２２０】
この例では、密度算出部９は、ピークＰｎ１のピーク強度より大きいピーク強度を有するピークＰｎ２が存在することを確認し、選択したピークＰｎ１を破棄する。
【０２２１】
図２１は、本発明の実施の形態に係る電波センサの変形例における密度算出部が処理する信号強度の分布の一例を示す図である。なお、図２１の見方は、図２０と同様である。
【０２２２】
図２１を参照して、密度算出部９は、ピークＰｎ２，Ｐｎ３のうち、たとえばピークＰｎ２を選択する。
【０２２３】
密度算出部９は、ピークＰｎ１と同様に、選択したピークＰｎ２の測定対象距離Ｒを基準として用いることにより範囲Ｒｐを設定する。
【０２２４】
密度算出部９は、設定した範囲Ｒｐに、選択したピークＰｎ２のピーク強度と比べて、大きいピーク強度を有するピークが存在するか否かを判定する。
【０２２５】
この例では、密度算出部９は、ピークＰｎ２のピーク強度より大きいピーク強度を有するピークが存在しないことを確認し、選択したピークＰｎ２を維持する。
【０２２６】
図２２は、本発明の実施の形態に係る電波センサの変形例における密度算出部が処理する信号強度の分布の一例を示す図である。なお、図２２の見方は、図２０と同様である。
【０２２７】
図２２を参照して、密度算出部９は、ピークＰｎ２，Ｐｎ３のうち、未選択のピークＰｎ３を選択する。
【０２２８】
密度算出部９は、ピークＰｎ１，Ｐｎ２と同様に、選択したピークＰｎ３の測定対象距離Ｒを基準として用いることにより範囲Ｒｐを設定する。
【０２２９】
密度算出部９は、設定した範囲Ｒｐに、選択したピークＰｎ３のピーク強度と比べて、大きいピーク強度を有するピークが存在するか否かを判定する。
【０２３０】
図２３は、本発明の実施の形態に係る電波センサの変形例における密度算出部が処理する信号強度の分布の一例を示す図である。なお、図２３の見方は、図２０と同様である。
【０２３１】
図２３を参照して、この例では、密度算出部９は、ピークＰｎ３のピーク強度より大きいピーク強度を有するピークＰｎ２が存在することを確認し、選択したピークＰｎ３を破棄する。
【０２３２】
このように、１つの車両１８１からの反射波に基づくピークＰｎ１〜Ｐｎ３をピークＰｎ２に集約する構成により、１つの車両１８１に対応して１つのピークＰｎ２を割り当てることができるので、道路Ｒｄにおける車両１８１の台数をより正確にカウントすることができる。
【０２３３】
密度算出部９は、ピークＰｎ１〜Ｐｎ３以外のピークについても、同様に集約処理を行う。
【０２３４】
図２４は、本発明の実施の形態に係る安全運転支援システムにおける電波センサの変形例の道路における設置例を上方から見た状態を示す図である。
【０２３５】
図１８および図２４を参照して、制御部５０は、たとえば、記憶部４７におけるルックアップテーブルＴｂｌ１（図１６参照）における設定１の内容を設定する。
【０２３６】
制御部５０は、設定１の近端Ｄｃ、目標距離Ｄｃおよび遠端Ｄｆを示すエリア情報を密度算出部９へ出力する。
【０２３７】
密度算出部９は、制御部５０からエリア情報を受けて、受けたエリア情報の示す近端Ｄｃおよび遠端Ｄｆを用いて、対象エリアＡ１においてたとえば２２．８メートルの長さを有する検知区間を５つ設定する。
【０２３８】
密度算出部９は、集約処理後の各ピークの測定対象距離Ｒが、設定した５つの検知区間のいずれに属するかを決定する。
【０２３９】
密度算出部９は、検知区間ごとに、属するピークの個数をカウントする。ここで、カウントしたピークの個数は、対応の検知区間内における車両１８１の台数を表す。また、この台数を対応の検知区間の長さで除することにより、密度を算出することができる。
【０２４０】
具体的には、密度算出部９は、検知区間ごとに、カウントした個数を、対応の検知区間の長さすなわち２２．８メートルで除することにより、当該検知区間における車両１８１の密度を算出する。
【０２４１】
密度算出部９は、検知区間ごとの車両１８１の密度を示す密度情報を渋滞検知部１６へ出力する。
【０２４２】
渋滞検知部１６は、密度算出部９によって測定された車両１８１の密度に基づいて、道路Ｒｄにおける渋滞の末尾位置を推定する。
【０２４３】
図２５は、本発明の実施の形態に係る電波センサの変形例が検知対象とする車両の速度と当該車両の密度との関係の一例を示す図である。
【０２４４】
図２５を参照して、渋滞検知部１６は、密度算出部９から密度情報を受けると、受けた密度情報に基づいて、道路Ｒｄにおける渋滞の末尾位置を推定する。
【０２４５】
渋滞検知部１６は、たとえば、渋滞の発生の有無の判断基準として用いるしきい値Ｔｈ２を保持する。
【０２４６】
しきい値Ｔｈ２は、たとえば、対象とする道路Ｒｄの種類に応じた値が工場出荷時に設定される。
【０２４７】
具体的には、たとえば、渋滞の発生の有無の判断基準が４０キロメートル毎時である場合、非特許文献６（大口  敬、「第４章  交通工学」、［ｏｎｌｉｎｅ］、公益財団法人  国際交通安全学会、［平成２９年７月７日検索］、インターネット〈ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｉａｔｓｓ．ｏｒ．ｊｐ／ｃｏｍｍｏｎ／ｐｄｆ／ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ／ｃｏｍｍｅｍｏｒａｔｉｖｅ−ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ／ｉａｔｓｓ４０＿ｔｈｅｏｒｙ＿０４．ｐｄｆ〉）の内容に基づいて、４０台毎キロメートルの密度がしきい値Ｔｈ２として設定される。
【０２４８】
また、たとえば、渋滞の発生の有無の判断基準が２０キロメートル毎時である場合、非特許文献６の内容に基づいて、６０台毎キロメートルの密度がしきい値Ｔｈ２として設定される。
【０２４９】
渋滞検知部１６は、たとえば、密度情報の示す検知区間ごとの車両１８１の密度において、しきい値Ｔｈ２以上の密度を有する検知区間が存在しない場合、対象エリアＡ１において渋滞が発生していないと判断する。
【０２５０】
一方、渋滞検知部１６は、たとえば、しきい値Ｔｈ２以上の密度を有する検知区間が存在する場合、対象エリアＡ１において渋滞が発生していると判断する。
【０２５１】
この場合、渋滞検知部１６は、しきい値Ｔｈ２以上の密度を有する検知区間を、渋滞している検知区間（以下、渋滞区間とも称する。）として抽出する。
【０２５２】
渋滞検知部１６は、抽出した渋滞区間のうち、最も上流側に位置する渋滞区間を道路Ｒｄにおける渋滞の末尾位置として決定する。
【０２５３】
なお、渋滞検知部１６は、抽出した渋滞区間のうち、最も下流側に位置する渋滞区間を末尾位置として決定してもよい。
【０２５４】
また、渋滞検知部１６は、抽出した渋滞区間のうち、最も上流側に位置する渋滞区間と最も下流側に位置する渋滞区間との中間に位置する渋滞区間を末尾位置として決定してもよい。
【０２５５】
また、渋滞検知部１６は、たとえば、密度算出部９が車線ごとかつ検知区間ごとに密度を算出する場合、車線ごとに末尾位置を決定する。渋滞検知部１６は、たとえば、車線ごとに末尾位置が異なってしまう場合、最も上流に位置する末尾位置を採用してもよいし、各車線における末尾位置の平均を採用してもよい。
【０２５６】
渋滞検知部１６は、判断結果を示す渋滞検知情報を制御部５０へ出力する。
【０２５７】
なお、本発明の実施の形態に係る安全運転支援システムでは、対象エリアＡ１は、電波センサ１０１に対して道路Ｒｄの上流側に位置する構成であるとしたが、これに限定するものではない。対象エリアＡ１は、電波センサ１０１に対して道路Ｒｄの下流側に位置する構成であってもよい。この場合、電波センサ１０１は、対象エリアＡ１を遠方から手前に掃引することによって渋滞の末尾位置を推定する。
【０２５８】
また、本発明の実施の形態に係る安全運転支援システムでは、車両１８１を移動体の一例として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。車両１８１以外の移動する物体を移動体として検知する構成であってもよい。
【０２５９】
また、本発明の実施の形態に係る安全運転支援システムでは、信号処理部５は、車両１８１の測定対象速度ｖｍを測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。信号処理部５は、たとえば、車両１８１の測定対象距離Ｒおよび測定対象方位角θに基づく位置の時系列変化に基づいて車両１８１の速度を測定する構成であってもよい。
【０２６０】
また、本発明の実施の形態に係る電波センサでは、渋滞検知部６は、対象エリアＡ１における車両１８１の測定対象速度ｖｍに基づいて渋滞の末尾位置を推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。渋滞検知部６は、たとえば、対象エリアＡ１における各車両１８１の位置の分布に基づいて渋滞の末尾位置を推定する構成であってもよい。
【０２６１】
また、本発明の実施の形態に係る電波センサでは、送信部１は、アレイアンテナを用いて電波の指向性を制御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１は、たとえば、送信アンテナの向きを機械的に制御することにより電波の指向性を制御する構成であってもよい。
【０２６２】
また、本発明の実施の形態に係る電波センサでは、照射範囲の上限および下限を設定する構成であるとしたが、これに限定するものではない。照射範囲の上限および下限を設定しない構成であってもよい。
【０２６３】
また、本発明の実施の形態に係る電波センサは、道路Ｒｄにおける渋滞の末尾位置を推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。電波センサ１０１は、たとえば、渋滞の末尾位置を推定せずに、電波の照射範囲を決定する構成であってもよい。具体的には、電波センサ１０１は、たとえば、対象エリアＡ１に含まれる道路Ｒｄが渋滞している場合に、照射範囲をより上流側に設定する。また、電波センサ１０１は、たとえば、対象エリアＡ１に含まれる道路Ｒｄが渋滞していない場合に、照射範囲をより下流側に設定する。
【０２６４】
また、本発明の実施の形態に係る電波センサは、車両１８１の測定対象速度ｖｍおよび車両１８１の密度を交通状況として測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。電波センサ１０１は、交通状況として他の値を測定する構成であってもよい。
【０２６５】
ところで、特許文献１に記載の交通流監視装置では、画像を用いて交通流を監視するため、たとえば、夜間における光量不足、および雨天時における雨等により、画像に基づく計測が困難となることがある。また、カメラレンズの汚れおよび虫等の映り込みによって交通流の映像が妨げられる場合においても、同様に計測が困難となる。
【０２６６】
また、特許文献２に記載の車両渋滞検出装置では、レーザレーダを用いているため、夜間および雨天時での計測は可能であるが、車両を検出可能な距離が制限されるため、より遠方の渋滞を検知する場合、遠方にもレーザレーダを設けることが求められる。
【０２６７】
これに対して、本発明の実施の形態に係る電波センサでは、送信部１は、道路Ｒｄへ電波を送信し、当該電波の照射範囲を変更可能である。受信部２は、電波を受信する。信号処理部５および密度算出部９は、受信部２によって受信された電波に基づいて、道路Ｒｄにおける交通状況を測定する。そして、制御部１０，５０は、信号処理部５および密度算出部９によって測定された交通状況に基づいて、照射範囲を決定する。
【０２６８】
このように、電波を用いて交通状況を測定する構成により、たとえば、夜間および雨天時においても道路Ｒｄにおける車両１８１を検知することができるので、交通状況をより正しく測定することができる。また、測定した交通状況に基づいて照射範囲を決定し、決定した照射範囲へ電波を送信する構成により、たとえば、照射範囲において十分な電波強度を確保して車両１８１を精度よく検知することができ、また、渋滞が拡大し、渋滞の末尾位置が遠方へ移動した場合においても、照射範囲をより遠方へ変更することができる。これにより、遠方に他の電波センサを設けることなく、道路Ｒｄにおける広い範囲において交通状況を測定することができる。したがって、道路における交通状況を良好に測定することができる。
【０２６９】
また、本発明の実施の形態に係る電波センサでは、送信部１は、道路Ｒｄへ電波を送信し、当該電波の照射範囲を変更可能である。受信部２は、電波を受信する。渋滞検知部６，１６は、受信部２によって受信された電波に基づいて、道路Ｒｄにおける渋滞の末尾位置を推定する。そして、制御部１０，５０は、渋滞検知部６，１６によって推定された渋滞の末尾位置に基づいて、照射範囲を決定する。
【０２７０】
このように、電波を用いて渋滞の末尾位置を推定する構成により、たとえば、夜間および雨天時においても道路Ｒｄにおける車両１８１を検知することができるので、渋滞の末尾位置を精度よく推定することができる。また、推定した末尾位置に基づいて照射範囲を決定し、決定した照射範囲へ電波を送信する構成により、たとえば、照射範囲において十分な電波強度を確保して車両１８１を精度よく検知することができ、また、渋滞が拡大し、渋滞の末尾位置が遠方へ移動した場合においても、照射範囲をより遠方へ変更することができる。これにより、遠方に他の電波センサを設けることなく、道路における広い範囲において渋滞の末尾を精度よく推定することができる。したがって、道路における渋滞の末尾位置を良好に推定することができる。
【０２７１】
また、本発明の実施の形態に係る電波センサでは、送信部１は、照射範囲が電波センサ１０１から離れるほど、送信する電波のビームの半値幅を狭くする。
【０２７２】
このような構成により、照射範囲がより遠方に位置する場合においても、当該照射範囲において十分な電波強度を確保することができる。
【０２７３】
また、本発明の実施の形態に係る電波センサでは、渋滞検知部６，１６は、信号処理部５および密度算出部９によって測定された交通状況に基づいて、道路Ｒｄにおける渋滞の末尾位置を推定する。制御部１０，５０は、渋滞検知部６，１６によって推定された末尾位置に基づいて照射範囲を決定する。
【０２７４】
このように、より正しく測定された交通状況に基づいて渋滞の末尾位置を推定する構成により、渋滞の末尾位置をより正しく推定することができるので、推定した末尾位置を含むように照射範囲を決定することができる。これにより、たとえば、渋滞が拡大したり、または縮小したりする場合においても、電波の照射範囲を適宜変更することで、渋滞の末尾位置を捕捉し続けることができるので、道路における広い範囲において渋滞の末尾を認識することができる。
【０２７５】
また、本発明の実施の形態に係る電波センサでは、信号処理部５は、受信部２によって受信された電波に基づいて、道路Ｒｄにおける移動体の速度を測定する。そして、渋滞検知部６は、信号処理部５によって測定された移動体の速度に基づいて渋滞の末尾位置を推定する。
【０２７６】
たとえば、渋滞の発生の有無の判断基準に、車両１８１の速度が用いられることがある。上記の構成により、たとえば、移動体の速度に基づいて、照射領域における、渋滞が発生していると判断される部分と渋滞が発生していないと判断される部分とを認識することができるので、認識した両部分の境界から渋滞の末尾位置を簡易に推定することができる。
【０２７７】
また、本発明の実施の形態に係る電波センサでは、交通状況は、道路Ｒｄにおける移動体の速度および移動体の密度の少なくともいずれか一方を含む。
【０２７８】
たとえば、渋滞の発生の有無の判断基準に、車両１８１の速度または車両１８１の密度が用いられることがある。上記の構成により、たとえば、渋滞の発生の有無の判断、および渋滞の末尾位置の検出等に有用な情報を取得することができるので、より適切な照射範囲を決定することができる。
【０２７９】
また、本発明の実施の形態に係る電波センサでは、送信部１は、複数の送信アンテナ素子２１を含む。そして、送信部１は、送信アンテナ素子２１から放射される電波間の位相差を用いて照射範囲を規定する。
【０２８０】
このような構成により、送信アンテナ素子２１から放射される電波間の位相差を適宜設定することで、たとえばモータ等の物理的な機構を設けることなく電波の指向性の向きを変更することができるので、送信電波の伝搬方向を簡易に制御することができる。すなわち、照射範囲を簡易に変更することができる。
【０２８１】
また、本発明の実施の形態に係る電波センサでは、渋滞検知部６，１６は、信号処理部５および密度算出部９によって測定された交通状況に基づいて、道路Ｒｄにおける渋滞の末尾位置を推定する。通信部８は、渋滞検知部６，１６によって推定された渋滞の末尾位置を示す渋滞分析情報を出力する。そして、通信部８は、上限として設定された照射範囲から、下限として設定された照射範囲までに渋滞の末尾位置が含まれない場合、上記渋滞分析情報を出力しない。
【０２８２】
このような構成により、誤った末尾位置を上位装置１５１に通知してしまうことを防ぐことができるので、正しい末尾位置を通知された上位装置１５１によって、たとえば、渋滞の正しい開始位置をドライバに通知することができる。
【０２８３】
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。
【０２８４】
以上の説明は、以下に付記する特徴を含む。
【０２８５】
［付記１］
道路へ電波を送信し、前記電波の照射範囲を変更可能な送信部と、
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、前記道路における交通状況を測定する測定部と、
前記測定部によって測定された前記交通状況に基づいて、前記照射範囲を決定する決定部とを備え、
前記送信部は、前記決定部によって決定された前記照射範囲へ電波を送信し、
前記送信部は、２Ｄ  Ｒａｎｇｅ−Ｄｏｐｐｌｅｒ  ＦＭ−ＣＷ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ−Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｗａｖｅ）方式、ＦＭ−ＣＷ方式、２周波ＣＷ方式またはパルス圧縮方式に従って、前記道路へ電波を送信し、
前記移動体は、前記道路を走行する車両であり、
前記送信部は、複数のアンテナ素子を有するアレイアンテナを含み、
前記電波センサは、さらに、
前記送信部から送信される電波の伝搬方向を変更するために前記アンテナ素子から放射される電波間の位相差を制御する制御部を備える、電波センサ。
【符号の説明】
【０２８６】
１  送信部
２  受信部
３  差分信号生成部
４  レーダ部
５  信号処理部（測定部）
６  渋滞検知部（決定部）
８  通信部（出力部）
９  密度算出部（測定部）
１０  制御部（決定部）
１６  渋滞検知部（決定部）
２１  送信アンテナ素子
２２  アレイアンテナ部
２３  パワーアンプ
２４  可変位相器
２５  分配器
２６  送信回路
４１  送信部
４４  レーダ部
４７  記憶部
５０  制御部（決定部）
６２  アレイアンテナ部
１０１，１０２，１０３  電波センサ
１１１  無線端末装置
１５１  上位装置
１５２  無線送信装置
１８１  車両
３０１  安全運転支援システム
【図１】
2019027976.tif 000004
【図２】
2019027976.tif 000005
【図３】
2019027976.tif 000006
【図４】
2019027976.tif 000007
【図５】
2019027976.tif 000008
【図６】
2019027976.tif 000009
【図７】
2019027976.tif 000010
【図８】
2019027976.tif 000011
【図９】
2019027976.tif 000012
【図１０】
2019027976.tif 000013
【図１１】
2019027976.tif 000014
【図１２】
2019027976.tif 000015
【図１３】
2019027976.tif 000016
【図１４】
2019027976.tif 000017
【図１５】
2019027976.tif 000018
【図１６】
2019027976.tif 000019
【図１７】
2019027976.tif 000020
【図１８】
2019027976.tif 000021
【図１９】
2019027976.tif 000022
【図２０】
2019027976.tif 000023
【図２１】
2019027976.tif 000024
【図２２】
2019027976.tif 000025
【図２３】
2019027976.tif 000026
【図２４】
2019027976.tif 000027
【図２５】
2019027976.tif 000028