(57)【要約】【課題】目標物の目標長が短い場合であっても、雑音を目標物と誤検出することなく、確実に目標物を検出することができる目標物検出装置を提供する。【解決手段】目標物検出装置１００は、送信波を送信し、目標物２００から反射される送信波の反射波を受信する送受信部１１０と、送受信部１１０から目標物２００の一端部と他端部までのそれぞれの距離である第１及び第２の距離を算出する距離算出部１２２と、送受信部１１０からの距離と到来方位の単位距離当たりの変化率である方位変化率との関係を示す情報である方位変化率情報を生成する方位変化率生成部１２４と、第１の距離及び第２の距離と方位変化率情報とに基づいて、目標物２００が検出対象か否かを判定する目標物判定部１３０と、を有する。【選択図】      図１
2015021855.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信波を送信し、目標物から反射される前記送信波の反射波を受信する送受信部と、
前記送受信部からの距離と前記反射波の信号Ｓ／Ｎ比との関係を示す情報である信号Ｓ／Ｎ比情報に基づいて、前記送受信部から前記目標物の一端部と他端部までのそれぞれの距離である第１及び第２の距離を算出する距離算出部と、
前記送受信部からの距離と前記反射波の到来方位との関係を示す情報である到来方位情報に基づいて、前記送受信部からの距離と前記到来方位の単位距離当たりの変化率である方位変化率との関係を示す情報である方位変化率情報を生成する方位変化率生成部と、
前記距離算出部により算出される前記第１の距離及び前記第２の距離と、前記方位変化率生成部により生成される前記方位変化率情報とに基づいて、前記目標物が検出対象か否かを判定する目標物判定部と、を有する目標物検出装置。
【請求項２】
前記距離算出部は、前記信号Ｓ／Ｎ比が所定の閾値以上となる前記送受信部からの距離を前記第１の距離として算出し、
前記第１の距離より大きく且つ前記信号Ｓ／Ｎ比が前記閾値を初めて下回る前記送受信部からの距離を前記第２の距離として算出する請求項１に記載の目標物検出装置。
【請求項３】
前記方位変化率生成部は、前記送受信部からの距離ｒにおける前記到来方位と、前記送受信部からの距離ｒ＋Δｒ（Δｒ：距離分解能）における前記到来方位と、の差分値を、Δｒで除算することで、前記送受信部からの距離ｒ＋Δｒにおける前記方位変化率を算出することにより、前記方位変化率情報を生成する請求項１又は２に記載の目標物検出装置。
【請求項４】
前記目標物判定部は、前記第１の距離から前記第２の距離までの前記方位変化率が、所定の範囲内であるか否かに基づいて、前記目標物が検出対象か否かを判定する請求項１から３のいずれか１項に記載の目標物検出装置。
【請求項５】
送受信部が、送信波を送信し、目標物から反射される前記送信波の反射波を受信する送受信ステップと、
前記送受信部からの距離と前記反射波の信号Ｓ／Ｎ比との関係を示す情報である信号Ｓ／Ｎ比情報に基づいて、前記送受信部から前記目標物の一端部と他端部までのそれぞれの距離である第１及び第２の距離を算出する距離算出ステップと、
前記送受信部からの距離と前記反射波の到来方位との関係を示す情報である到来方位情報に基づいて、前記送受信部からの距離と前記到来方位の単位距離当たりの変化率である方位変化率との関係を示す情報である方位変化率情報を生成する方位変化率生成ステップと、
前記距離算出ステップにより算出される前記第１の距離及び前記第２の距離と、前記方位変化率生成ステップにより生成される前記方位変化率情報とに基づいて、前記目標物が検出対象か否かを判定する目標物判定ステップと、を含む目標物検出方法。
【請求項６】
コンピュータに、
送受信部が、送信波を送信し、目標物から反射される前記送信波の反射波を受信する送受信ステップと、
前記送受信部からの距離と前記反射波の信号Ｓ／Ｎ比との関係を示す情報である信号Ｓ／Ｎ比情報に基づいて、前記送受信部から前記目標物の一端部と他端部までのそれぞれの距離である第１及び第２の距離を算出する距離算出ステップと、
前記送受信部からの距離と前記反射波の到来方位との関係を示す情報である到来方位情報に基づいて、前記送受信部からの距離と前記到来方位の単位距離当たりの変化率である方位変化率との関係を示す情報である方位変化率情報を生成する方位変化率生成ステップと、
前記距離算出ステップにより算出される前記第１の距離及び前記第２の距離と、前記方位変化率生成ステップにより生成される前記方位変化率情報とに基づいて、前記目標物が検出対象か否かを判定する目標物判定ステップと、を実行させるためのプログラム。
【請求項７】
請求項６に記載されたプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、目標物検出装置等に関し、例えば、水中の目標物を検出する目標物検出装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば電波や音波等を送信し、目標物からの反射波を用いて目標物を検出する装置として、レーダーやソーナー等が広く知られている。
【０００３】
上記に関連して、特許文献１には、ソーナーにおいて、任意の方位に対してそれぞれ等しい受波指向性を有する左右２つの受信ビーム（以下、スプリットビームという）を形成し、左右２つのスプリットビーム出力を相関演算することによって、目標物からの反射波の位相差を求め、求めた位相差の時間軸上の分散である位相誤差分散から目標物を検出する技術が記載されている。
【０００４】
また、特許文献２には、上述した位相誤差分散に加え、反射波に基づいて算出される振幅等の特徴素を用いて目標物を検出するソーナーの技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５９−０７２０７３号公報
【特許文献２】特開平１１−０５２０４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した特許文献１及び特許文献２に例示した位相誤差分散を用いた技術では、目標物の目標長が短い場合、位相誤差分散を収束させるだけの十分な反射波の信号長が無いため、雑音を受信したときの位相誤差分散と区別がつかず、目標物を誤検出してしまう等の問題があった。また、海面においては、検出したい目標物とソーナーとの相対角度によってソーナーが検出する目標物の目標長が変化し、目標長に応じてエコー長も変化する。したがって、目標物目標物からの反射波を受信している時に位相誤差分散値が収束するような最適な分散処理区間を定めるのが困難であり、検出精度が低下する等といった問題があった。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、例えば、目標物の目標長が短い場合であっても、雑音を目標物と誤検出することなく、確実に目標物を検出することができる目標物検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の目標物検出装置は、送信波を送信し、目標物から反射される前記送信波の反射波を受信する送受信部と、前記送受信部からの距離と前記反射波の信号Ｓ／Ｎ比との関係を示す情報である信号Ｓ／Ｎ（Signal／Noise）比情報に基づいて、前記送受信部から前記目標物の一端部と他端部までのそれぞれの距離である第１及び第２の距離を算出する距離算出部と、前記送受信部からの距離と前記反射波の到来方位との関係を示す情報である到来方位情報に基づいて、前記送受信部からの距離と前記到来方位の単位距離当たりの変化率である方位変化率との関係を示す情報である方位変化率情報を生成する方位変化率生成部と、前記距離算出部により算出される前記第１の距離及び前記第２の距離と、前記方位変化率生成部により生成される前記方位変化率情報とに基づいて、前記目標物が検出対象か否かを判定する目標物判定部と、を有する。
【０００９】
本発明の目標物検出方法は、送受信部が、送信波を送信し、目標物から反射される前記送信波の反射波を受信する送受信ステップと、前記送受信部からの距離と前記反射波の信号Ｓ／Ｎ比との関係を示す情報である信号Ｓ／Ｎ比情報に基づいて、前記送受信部から前記目標物の一端部と他端部までのそれぞれの距離である第１及び第２の距離を算出する距離算出ステップと、前記送受信部からの距離と前記反射波の到来方位との関係を示す情報である到来方位情報に基づいて、前記送受信部からの距離と前記到来方位の単位距離当たりの変化率である方位変化率との関係を示す情報である方位変化率情報を生成する方位変化率生成ステップと、前記距離算出ステップにより算出される前記第１の距離及び前記第２の距離と、前記方位変化率生成ステップにより生成される前記方位変化率情報とに基づいて、前記目標物が検出対象か否かを判定する目標物判定ステップと、を含む。
【００１０】
本発明のプログラムは、コンピュータに、送受信部が、送信波を送信し、目標物から反射される前記送信波の反射波を受信する送受信ステップと、前記送受信部からの距離と前記反射波の信号Ｓ／Ｎ比との関係を示す情報である信号Ｓ／Ｎ比情報に基づいて、前記送受信部から前記目標物の一端部と他端部までのそれぞれの距離である第１及び第２の距離を算出する距離算出ステップと、前記送受信部からの距離と前記反射波の到来方位との関係を示す情報である到来方位情報に基づいて、前記送受信部からの距離と前記到来方位の単位距離当たりの変化率である方位変化率との関係を示す情報である方位変化率情報を生成する方位変化率生成ステップと、前記距離算出ステップにより算出される前記第１の距離及び前記第２の距離と、前記方位変化率生成ステップにより生成される前記方位変化率情報とに基づいて、前記目標物が検出対象か否かを判定する目標物判定ステップと、を実行させる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明にかかる目標物検出装置によれば、雑音を目標物と誤検出することなく、確実に目標物を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態における目標物検出装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態における目標物検出装置の送受信部と目標物の位置関係を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態における目標物検出装置の動作フローを示す図である。
【図４】本発明の実施の形態における目標物検出装置の送受信部からの距離と信号Ｓ／Ｎ比との関係を示す信号Ｓ／Ｎ比情報の一例を表す図である。
【図５】本発明の実施の形態における目標物検出装置の送受信部からの距離と信号Ｓ／Ｎ比との関係を示す信号Ｓ／Ｎ比情報の一例を表す図である。
【図６】本発明の実施の形態における目標物検出装置の送受信部からの距離と反射波の到来方位との関係を示す到来方位情報の一例を表す図である。
【図７】本発明の実施の形態における目標物検出装置の送受信部からの距離と方位変化率との関係を示す方位変化率情報の一例を表す図である。
【図８】本発明の実施の形態における目標物検出装置の送受信部からの距離と方位変化率との関係を示す方位変化率情報の一例を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１を用いて本発明の実施の形態における目標物検出装置１００の詳細な構成を説明する。図１は、本発明の実施の形態における目標物検出装置１００の構成を示すブロック図である。
【００１４】
図１に示されるように、目標物検出装置１００は、送受信部１１０と、制御部１２０と、目標物判定部１３０と、表示部１４０とを含んで構成されている。
【００１５】
図１に示されるように、送受信部１１０は、制御部１２０に接続されている。また、送受信部１１０は、電波や音波などの送信波を送信し、目標物２００から反射される送信波の反射波を受信する。なお、送受信部１１０は、目標物２００から反射される反射波の信号以外に、例えば雑音等の信号も同時に受信している。以下では、反射波及び雑音等の信号を総称して受信信号という。送受信部１１０は、受信信号を制御部１２０へ出力する。また、送受信部１１０は、送信波を送信した時間と受信信号を受信した時間及び受信信号が送受信部１１０に入射した方向も制御部１２０へ出力する。
【００１６】
送受信部１１０は、例えば、ソーナーやレーダーなどの電波や音波や光波などの送信波を送信し、目標物の反射波を受信する送受信機である。しかしながら、送受信部１１０は、ソーナーやレーダーに限らない。なお、ここでは、送受信部１１０は、アクティブソーナーである例を示している。しかしながら、送受信部１１０は、必ずしもアクティブソーナーである必要はなく、上述のように、レーダー等であってもよい。
【００１７】
図１に示されるように、制御部１２０は、送受信部１１０と、目標物判定部１３０と、表示部１４０と接続されている。制御部１２０は、目標検出装置１００の全体を制御する。また、制御部１２０は、信号Ｓ／Ｎ比生成部１２１と、距離算出部１２２と、到来方位生成部１２３と、方位変化率生成部１２４とを含んで構成されている。また、制御部１２０は、送受信部１１０が受信した受信信号等を取得する。また、制御部１２０は、距離算出部１２２の算出結果と方位変化率生成部１２４の生成結果を目標物判定部１３０へ出力する。また、制御部１２０は、信号Ｓ／Ｎ比生成部１２１、距離算出部１２２、到来方位生成部１２３及び方位変化率生成部１２４から出力される各種の結果と、目標物判定部１３０の判定結果を表示部１４０へ出力する。
【００１８】
図１に示されるように、信号Ｓ／Ｎ比生成部１２１は、制御部１２０内に含まれる。信号Ｓ／Ｎ比生成部１２１は、送受信部１１０から各受信信号の発生源までの間の距離と各受信信号の信号Ｓ／Ｎ比[ｄＢ]との関係を示す情報である信号Ｓ／Ｎ比情報を生成する。具体的には、信号Ｓ／Ｎ比生成部１２１は、送受信部１１０により受信される反射波の信号を含む受信信号に対して、例えばレプリカ相関処理等の既知の相関処理を行うことによって、信号Ｓ／Ｎ比情報を生成する。なお、信号Ｓ／Ｎ比生成部１２１が行うレプリカ相関処理は、例えば、送受信部１１０が送信した送信波の信号の標本となる信号と送受信部１１０が受信した反射波の信号を含む受信波の受信信号との相関度を計算する処理のことである。このレプリカ相関処理は、相互相関処理とも呼ばれる。なお、信号Ｓ／Ｎ比生成部１２１の具体的な処理内容については、後述の動作フローの説明の中で詳しく述べる。
【００１９】
図１に示されるように、距離算出部１２２は、制御部１２０内に含まれる。距離算出部１２２は、信号Ｓ／Ｎ比生成部１２１により生成される信号Ｓ／Ｎ比情報に基づいて、送受信部１１０から目標物２００の一端部と他端部までのそれぞれの距離である第１及び第２の距離を算出する。なお、前述したように、距離算出部１２２により算出された算出結果は、制御部１２０によって目標物判定部１３０に出力される。なお、距離算出部１２２の具体的な処理内容については、後述の動作フローの説明の中で詳しく述べる。
【００２０】
図１に示されるように、到来方位生成部１２３は、制御部１２０内に含まれる。到来方位生成部１２３は、送受信部１１０から各受信信号の発生源までの間の距離と各受信信号の到来方位との関係を示す情報である到来方位情報を生成する。なお、到来方位生成部１２３の具体的な処理内容については、後述の動作フローの説明の中で詳しく述べる。
【００２１】
図１に示されるように、方位変化率生成部１２４は、制御部１２０内に含まれる。方位変化率生成部１２４は、到来方位生成部１２３により生成される到来方位情報に基づいて、送受信部１１０から各受信信号の発生源までの間の距離と各受信信号の到来方位の単位距離当たりの変化率である方位変化率との関係を示す情報である方位変化率情報を生成する。なお、前述したように、方位変化率生成部１２４により生成された生成結果は、制御部１２０によって目標物判定部１３０に出力される。なお、方位変化率生成部１２４の具体的な処理内容については、後述の動作フローの説明の中で詳しく述べる。
【００２２】
図１に示されるように、目標物判定部１３０は、制御部１２０に接続されている。また、目標物判定部１３０は、距離算出部１２２により算出される第１の距離及び第２の距離と、方位変化率生成部１２４により生成される方位変化率情報とを用いて、目標物２００が検出対象か否かを判定する。なお、前述したように、目標物判定部１３０によって判定された目標物２００の判定結果は、制御部１２０によって表示部１４０に出力される。なお、目標物判定部１３０の具体的な処理内容については、後述の動作フローの説明の中で詳しく述べる。
【００２３】
図１に示されるように、表示部１４０は、制御部１２０に接続されている。表示部１４０は、信号Ｓ／Ｎ比生成部１２１、距離算出部１２２、到来方位生成部１２３、方位変化率生成部１２４の各種結果と、目標物判定部１３０の判定結果を表示提供する。これにより、作業者は、送受信部１１０から目標物２００までの距離とその方位及び目標物２００が検出対象か否かを視覚的に確認することができる。
【００２４】
ここで、送受信部１１０と目標物２００との位置関係について、図２を用いて説明する。図２は、本発明の実施の形態における目標物検出装置１００の送受信部１１０と目標物２００の位置関係を示す図である。図２に示されるように、送受信部１１０と目標物２００が図２に示される位置関係で配置されているものとする。また、送受信部１１０から目標物２００の一端部までの間の距離をｒ１、送受信部１１０から目標物２００の他端部までの間の距離をｒ２とする。図２に示されるように、目標物２００の一端部と他端部は、ともに送受信部１１０の中心を通る同一線ＯＬ上にあるものとする。目標物２００の一端部は、直線ＯＬと目標物２００の外周とが、最初に交差する点をさし、目標物２００の他端部は、直線ＯＬと目標物２００の外周とが、次に交差する点とする。すなわち、目標物２００の一端部と他端部は、直線ＯＬのうちで目標物２００と重なり合う両端部にそれぞれ対応する。
【００２５】
また、基準となる方向（図中北方向）に対して、受信信号が送受信部１１０に入射した方向を到来方位とする。図２に示されるように、目標物２００から反射される反射波の到来方位をθとする。ここでは、基準となる方向は、送受信部１１０の中心を通る北方向に合致した向きとしたが、これに限られるものではない。
【００２６】
次に、図３を用いて、本発明の実施の形態における目標物検出装置１００の動作について詳細に説明する。図３は、本発明の実施の形態における目標物検出装置１００の動作フローを示す図である。
【００２７】
まず、図３に示されるように、送受信部１１０は、送信波を送信し、目標物２００から反射される反射波の信号を含む受信信号を受信する（ステップ（以下、Ｓとする）１１０）。送受信部１１０は、受信信号を制御部１２０へ出力する。
【００２８】
次に、図３に示されるように、信号Ｓ／Ｎ比生成部１２１は、送受信部１１０により入力された受信信号に基づいて、信号Ｓ／Ｎ比情報を生成する（Ｓ１２０）。信号Ｓ／Ｎ比生成部１２１は、信号Ｓ／Ｎ比情報を距離算出部１２２へ出力する。そして、距離算出部１２２は、信号Ｓ／Ｎ比生成部１２１により生成される信号Ｓ／Ｎ比情報に基づいて、送受信部１１０から目標物２００の一端部と他端部までのそれぞれの距離である第１の距離ｒ１及び第２の距離ｒ２を算出する（Ｓ１２１）。距離算出部１２２は、算出結果を目標物判定部１３０へ出力する。
【００２９】
ここで、Ｓ１２０とＳ１２１のより詳細な処理について図４及び５を用いて説明する。
【００３０】
まず、Ｓ１２０の処理について図４を用いて詳細に説明する。図４は、本発明の実施の形態における目標物検出装置１００の送受信部１１０からの距離と信号Ｓ／Ｎ比との関係を示す信号Ｓ／Ｎ比情報の一例を表す図である。具体的には、図４は、送受信部１１０から反射波の信号を含む各受信信号の発生源までの間の距離４８００[ｙｄ（yard）]〜５１００[ｙｄ]と各受信信号の信号Ｓ／Ｎ比の関係を示している。なお、図４では、縦軸に信号Ｓ／Ｎ比[ｄＢ]、横軸に送受信部１１０からの距離[ｙｄ]を設定した。
【００３１】
図４に示されるように、信号Ｓ／Ｎ比生成部１２１は、Ｓ１１０によって受信される目標物２００からの反射波の信号を含む受信信号に対して、レプリカ相関処理等の相関処理を行い、送受信部１１０から各受信信号の発生源までの間の距離と各受信信号の信号Ｓ／Ｎ比との関係を示す情報である信号Ｓ／Ｎ比情報を生成する。なお、図４に例示される信号Ｓ／Ｎ比情報は、本実施の形態を説明するための例示であり、送受信部１１０から各受信信号の発生源までの間の距離は、４８００[ｙｄ]〜５１００[ｙｄ]に限るものではない。また、送受信部１１０から各受信信号の発生源までの間の距離に対する各信号Ｓ／Ｎ比の値も、図４に示される値に限るものではない。
【００３２】
次に、Ｓ１２１の処理について図４及び５を用いて詳細に説明する。図５は、本発明の実施の形態における目標物検出装置１００の送受信部１１０からの距離と信号Ｓ／Ｎ比との関係を示す信号Ｓ／Ｎ比情報の一例を表す図である。この図５は、図４の送受信部１１０からの距離４９００[ｙｄ]〜４９５０[ｙｄ]に該当する部分を拡大した図である。
【００３３】
まず、距離算出部１２２は、図４及び５に例示される信号Ｓ／Ｎ比生成部１２１により生成された信号Ｓ／Ｎ比情報を取得する。次に、距離算出部１２２は、図４及び５に示されるように、信号Ｓ／Ｎ比が予め設定した所定の閾値（ここでは、６ｄＢ）以上となる送受信部１１０からの距離を第１の距離ｒ１として算出する。図４及び５の例では、第１の距離ｒ１＝４９２４［ｙｄ］であった。
【００３４】
そして、距離算出部１２２は、図４及び５に示されるように、第１の距離ｒ１より大きく且つ信号Ｓ／Ｎ比が閾値を初めて下回る送受信部１１０からの距離を第２の距離ｒ２として算出する。図４及び５の例では、第２の距離ｒ２＝４９２６［ｙｄ］であった。
【００３５】
前述したように、ここでは、所定の閾値が６ｄＢである例を示している。しかしながら、所定の閾値は、６ｄＢに限られるものではなく、信号Ｓ／Ｎ比の信号検出感度等を考慮して任意の値に設定される。
【００３６】
なお、ここでは、目標物２００が１つの場合を例示している。しかしながら、目標物２００は、複数であってもよい。目標物２００が複数の場合、距離算出部１２２は、第２の距離ｒ２より大きい送受信部１１０からの距離における信号Ｓ／Ｎ比情報に対して、所定の閾値以上となる送受信部１１０からの距離を算出し、算出した送受信部１１０からの距離より大きく且つ信号Ｓ／Ｎ比が閾値を初めて下回る送受信部１１０からの距離を算出する処理を繰り返す。これにより、目標物２００が複数の場合であっても、距離算出部１２２は、送受信部１１０から各目標物の一端部と他端部までのそれぞれの距離を算出することができる。
【００３７】
図３に戻って、到来方位生成部１２３は、送受信部１１０により入力された受信信号と受信信号の到来方位に基づいて、到来方位情報を生成する（Ｓ１３０）。到来方位生成部１２３は、到来方位情報を方位変化率生成部１２４へ出力する。そして、方位変化率生成部１２４は、到来方位生成部１２３により生成される到来方位情報に基づいて、送受信部１１０からの距離と方位変化率との関係を示す方位変化率情報を生成する（Ｓ１３１）。方位変化率生成部１２４は、方位変化率情報を目標物判定部１３０へ出力する。Ｓ１３０とＳ１３１の詳細な処理については後述する。なお、ここでは、Ｓ１２０、Ｓ１２１の処理後に、Ｓ１３０、Ｓ１３１の処理を行う例を示している。しかしながら、Ｓ１４０の処理前に、Ｓ１２０、Ｓ１２１、Ｓ１３０、Ｓ１３１の全処理が行われていればよく、例えば、Ｓ１３０、Ｓ１３１の処理後に、Ｓ１２０、Ｓ１２１の処理を行ってもよい。また、Ｓ１２０、Ｓ１２１の処理と同時にＳ１３０、Ｓ１３１の処理が行われてもよい。
【００３８】
ここで、Ｓ１３０とＳ１３１の処理について図６及び７を用いて詳しく説明する。
【００３９】
まず、Ｓ１３０の処理について図６を用いて説明する。図６は、本発明の実施の形態における目標物検出装置１００の送受信部１１０からの距離と反射波の到来方位との関係を示す到来方位情報の一例を表す図である。具体的には、図６は、送受信部１１０から反射波の信号を含む各受信信号の発生源までの間の距離４８００[ｙｄ]〜５１００[ｙｄ]と各受信信号の到来方位[ｄｅｇ（degree）]の関係を示している。なお、図６では、縦軸に到来方位[ｄｅｇ]、横軸に送受信部１１０からの距離[ｙｄ]を設定した。
【００４０】
図６に示されるように、到来方位生成部１２３は、Ｓ１１０により受信される目標物２００からの反射波の信号を含む各受信信号の各到来方位と、送受信部１１０から各受信信号の発生源までの間の距離との関係を示す到来方位情報を生成する。なお、図６に例示される到来方位情報は、本実施の形態を説明するための例示であり、送受信部１１０から各受信信号の発生源までの間の距離は、４８００[ｙｄ]〜５１００[ｙｄ]に限るものではない。また、送受信部１１０から各受信信号の発生源までの間の距離に対する到来方位の値も、図６に示される値に限るものではない。
【００４１】
次に、Ｓ１３１の処理について図６及び７を用いて説明する。まず、方位変化率生成部１２４は、到来方位生成部１２３から図６に例示される到来方位情報を取得する。次に、方位変化率生成部１２４は、図６に例示される到来方位情報に基づいて、送受信部１１０から各受信信号の発生源までの間の距離における各方位変化率を算出する。具体的には、方位変化率生成部１２４は、送受信部１１０からの距離ｒにおける受信信号の到来方位と、送受信部１１０からの距離ｒ＋Δｒ（Δｒ：距離分解能）における受信信号の到来方位と、の差分値を、Δｒで除算することにより、送受信部１１０からの距離ｒ＋Δｒにおける到来方位の単位距離当たりの変化率である方位変化率[ｄｅｇ／ｙｄ]を算出する。
【００４２】
すなわち、送受信部１１０からの距離ｒ＋Δｒにおける方位変化率DiffData[ｒ＋Δｒ]は、下記の（１）式で表される。
【００４３】
DiffData[ｒ＋Δｒ]＝（Direction[ｒ＋Δｒ]−Direction[ｒ]）／Δｒ  ・・・（１）
Direction：到来方位
上述のようにして方位変化率生成部１２４により生成される方位変化率情報の一例を、図７に示す。図７は、本発明の実施の形態における目標物検出装置１００の送受信部１１０からの距離と方位変化率との関係を示す方位変化率情報の一例を表す図である。具体的には、図７は、送受信部１１０から反射波の信号を含む受信信号の発生源までの間の距離４８００[ｙｄ]〜５１００[ｙｄ]と方位変化率の関係を示している。なお、図７では、縦軸に方位変化率[ｄｅｇ/ｙｄ]、横軸に送受信部１１０からの距離[ｙｄ]を設定した。なお、図７に例示される方位変化率情報は、本実施の形態を説明するための例示であり、送受信部１１０からの距離は、４８００[ｙｄ]〜５１００[ｙｄ]に限るものではない。また、送受信部１１０からの距離に対する方位変化率の値も、図７に示される値に限るものではない。
【００４４】
図３に戻って、最後に、目標物判定部１３０は、距離算出部１２２により算出される第１の距離ｒ１及び第２の距離ｒ２と、方位変化率生成部１２４により生成される方位変化率情報とを用いて、目標物２００が検出対象か否かを判定する（Ｓ１４０）。
【００４５】
ここで、Ｓ１４０の処理について図８を用いて詳細に説明する。図８は、本発明の実施の形態における目標物検出装置１００の送受信部１１０からの距離と方位変化率との関係を示す方位変化率情報の一例を表す図である。この図８は、図７の送受信部１１０からの距離４９００[ｙｄ]〜４９５０[ｙｄ]に該当する部分を拡大した図である。
【００４６】
まず、目標物判定部１３０は、距離算出部１２２から第１の距離ｒ１及び第２の距離ｒ２を取得し、方位変化率生成部１２４から図７及び８に例示される方位変化率情報を取得する。
【００４７】
次に、目標物判定部１３０は、図８に示されるように、第１の距離ｒ１から第２の距離ｒ２までの方位変化率が、所定の範囲内（ここでは、所定の閾値として±０．０５[ｄｅｇ／ｙｄ]）であるか否かを判定する。第１の距離ｒ１から第２の距離ｒ２までの方位変化率が所定の範囲内である場合、目標物判定部１３０は、目標物２００が検出対象であると判定する。なぜなら、雑音等は、あらゆる方位で発生するため、送受信部１１０からの距離における到来方位に連続性はなく、方位変化率は大きくなる。一方、例えば、図２に示されるように、目標物２００の一端部から他端部までの距離における到来方位は連続性があり、方位変化率は小さくなる。したがって、目標物判定部１３０は、第１の距離ｒ１から第２の距離ｒ２までの方位変化率が所定の範囲内である場合、目標物２００が検出対象であると判定することができる。
【００４８】
また、第１の距離ｒ１から第２の距離ｒ２までの方位変化率が所定の範囲内でない場合、目標物判定部１３０は、目標物２００が検出対象ではないと判定する。
【００４９】
すなわち、目標物判定部１３０は、下記の（２）式を満たす場合、目標物２００が検出対象であると判定する。
【００５０】
ｒ１≦ｒ≦ｒ２の条件下で、
DiffData[ｒ１]≦Threshold,DiffData[ｒ１＋Δｒ]≦Threshold≦…DiffData[ｒ２]≦ThreShold  ・・・（２）
ThreShold：所定の閾値（ここでは、±０．０５[ｄｅｇ／ｙｄ]）
なお、ここでは、目標物判定部１３０が、目標物２００を検出対象か否か判定する所定の範囲内として、閾値が±０．０５[ｄｅｇ／ｙｄ]である例を示している。しかしながら、閾値は上記の値に限られるものではなく、例えば、方位変化率生成部１２４により生成される方位変化率情報に応じて任意の値に設定される。なお、目標物２００が複数ある場合であっても、目標物判定部１３０は、距離算出部１２２により算出される送受信部１１０から各目標物の一端部と他端部までのそれぞれの距離と、方位変化率情報とに基づいて、各目標物が検出対象か否かを判定することができる。
【００５１】
以上に説明したように、本発明の実施の形態における目標物検出装置１００は、送受信部１１０と、距離算出部１２２と、方位変化率生成部１２４と、目標物判定部１３０とを有している。送受信部１１０は、送信波を送信し、目標物２００から反射される送信波の反射波を受信する。距離算出部１２２は、送受信部１１０からの距離と反射波の信号Ｓ／Ｎ比との関係を示す情報である信号Ｓ／Ｎ比情報に基づいて、送受信部１１０から目標物２００の一端部と他端部までのそれぞれの距離である第１及び第２の距離を算出する。方位変化率生成部１２４は、送受信部１１０からの距離と反射波の到来方位との関係を示す情報である到来方位情報に基づいて、送受信部１１０からの距離と到来方位の単位距離当たりの変化率である方位変化率との関係を示す情報である方位変化率情報を生成する。目標物判定部１３０は、距離算出部１２２により算出される第１の距離及び第２の距離と、方位変化率生成部１２４により生成される方位変化率情報とに基づいて、目標物２００が検出対象か否かを判定する。
【００５２】
このように、本発明の実施の形態における目標物検出装置１００は、第１及び第２の距離と方位変化率情報とを用いて、目標物２００が検出対象か否かを判定する。このため、特許文献１及び２に記載の技術のように、位相誤差分散を用いて目標物を検出することがない。目標物検出装置１００は、第１の距離ｒ１から第２の距離ｒ２までの方位変化率をみることで、方位変化率が所定の範囲内である場合は、第１の距離ｒ１から第２の距離ｒ２の間にある目標物２００として検出し、方位変化率が所定の範囲外である場合は、雑音等として判定する。そのため、目標物２００が検出対象か雑音かの判別が明確化される。また、目標物検出装置１００は、反射波の信号長に依存することなく、目標物２００を検出する。従って、目標物２００の目標長が短い場合であっても、雑音を目標物２００と誤検出せず、確実に目標物２００を検出することができる。
【００５３】
また、本発明の実施の形態における目標物検出装置１００において、距離算出部１２２は、信号Ｓ／Ｎ比が所定の閾値以上となる送受信部１１０からの距離を第１の距離として算出し、第１の距離より大きく且つ信号Ｓ／Ｎ比が閾値を初めて下回る送受信部１１０からの距離を第２の距離として算出する。これにより、送受信部１１０から目標物２００の一端部と他端部までのそれぞれの距離である第１及び第２の距離を、より正確に算出することができる。
【００５４】
また、本発明の実施の形態における目標物検出装置１００において、方位変化率生成部１２４は、送受信部１１０からの距離ｒにおける到来方位と、送受信部１１０からの距離ｒ＋Δｒ（Δｒ：距離分解能）における到来方位と、の差分値を、Δｒで除算することで、送受信部１１０からの距離ｒ＋Δｒにおける方位変化率を算出することにより、方位変化率情報を生成する。これにより、距離分解能Δｒごとの方位変化率を算出することができ、目標物２００の検出精度をより高めることができる。
【００５５】
また、本発明の実施の形態における目標物検出方法は、送受信ステップと、距離算出ステップと、方位変化率算出ステップと、目標物判定ステップと、を含んでいる。送受信ステップは、送受信部１１０が、送信波を送信し、目標物２００から反射される送信波の反射波を受信する。距離算出ステップは、送受信部１１０からの距離と反射波の信号Ｓ／Ｎ比との関係を示す情報である信号Ｓ／Ｎ比情報に基づいて、送受信部１１０から目標物２００の一端部と他端部までのそれぞれの距離である第１及び第２の距離を算出する。方位変化率算出ステップは、送受信部１１０からの距離と反射波の到来方位との関係を示す情報である到来方位情報に基づいて、送受信部１１０からの距離と到来方位の単位距離当たりの変化率である方位変化率との関係を示す情報である方位変化率情報を生成する。目標物判定ステップは、距離算出ステップにより算出される第１の距離及び第２の距離と、方位変化率生成ステップにより生成される方位変化率情報とに基づいて、目標物２００が検出対象か否かを判定する。この目標物検出方法は、上述した目標物検出装置１００の装置の発明を方法の発明としたものであるから、上述した目標物検出装置１００と同様の作用効果を奏する。
【００５６】
また、本発明の実施の形態におけるプログラムは、コンピュータに、送受信ステップと、距離算出ステップと、方位変化率算出ステップと、目標物判定ステップと、を実行させる。送受信ステップは、送受信部１１０が、送信波を送信し、目標物２００から反射される送信波の反射波を受信する。距離算出ステップは、送受信部１１０からの距離と反射波の信号Ｓ／Ｎ比との関係を示す情報である信号Ｓ／Ｎ比情報に基づいて、送受信部１１０から目標物２００の一端部と他端部までのそれぞれの距離である第１及び第２の距離を算出する。方位変化率算出ステップは、送受信部１１０からの距離と反射波の到来方位との関係を示す情報である到来方位情報に基づいて、送受信部１１０からの距離と到来方位の単位距離当たりの変化率である方位変化率との関係を示す情報である方位変化率情報を生成する。目標物判定ステップは、距離算出ステップにより算出される第１の距離及び第２の距離と、方位変化率生成ステップにより生成される方位変化率情報とに基づいて、目標物２００が検出対象か否かを判定する。このプログラムは、上述した目標物検出装置１００の装置の発明をプログラムの発明としたものであるから、上述した目標物検出装置１００と同様の作用効果を奏する。
【００５７】
以上、実施の形態を基に本発明を説明した。実施の形態は例示であり、本発明の主旨から逸脱しない限り、上述の実施の形態に対して、様々な変更、増減、組合せを加えてもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１００  目標物検出装置
１１０  送受信部
１２０  制御部
１２１  信号Ｓ／Ｎ比生成部
１２２  距離算出部
１２３  到来方位生成部
１２４  方位変化率生成部
１３０  目標物判定部
１４０  表示部
２００  目標物
【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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