(57)【要約】【課題】物体の方位の検出を効果的に実現することができるレーダ装置などを提供する。【解決手段】レーダ装置は、無線により送信された信号が反射された信号を受信する受信アンテナ部と、前記受信アンテナ部により受信された信号に基づいて、到来波の数が所定の数未満であるかまたは前記所定の数以上であるかを判定する所定到来波数判定部と、前記所定到来波数判定部により前記到来波の数が前記所定の数未満であると判定された場合には方位の検出にＭＣＯＶ法を使用するように切り替え、前記所定到来波数判定部により前記到来波の数が前記所定の数以上であると判定された場合には方位の検出にＢｕｒｇ法を使用するように切り替える処理切り替え部と、を備える。【選択図】図１
2015148567.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線により送信された信号が反射された信号を受信する受信アンテナ部と、
前記受信アンテナ部により受信された信号に基づいて、到来波の数が所定の数未満であるかまたは前記所定の数以上であるかを判定する所定到来波数判定部と、
前記所定到来波数判定部により前記到来波の数が前記所定の数未満であると判定された場合には方位の検出にＭＣＯＶ法を使用するように切り替え、前記所定到来波数判定部により前記到来波の数が前記所定の数以上であると判定された場合には方位の検出にＢｕｒｇ法を使用するように切り替える処理切り替え部と、
を備えるレーダ装置。
【請求項２】
前記所定到来波数判定部は、前記受信アンテナ部により受信された信号から得られた複素数データに基づいて算出された次数Ｌｏ（Ｌｏは１以上の整数）の固有値が所定の閾値未満である場合には、前記到来波の数がＬｏ以下であると判定し、一方、前記受信アンテナ部により受信された信号から得られた複素数データに基づいて算出された次数Ｌｏの固有値が前記所定の閾値を超える場合には、前記到来波の数が（Ｌｏ＋１）以上であると判定する、
請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項３】
前記次数Ｌｏとして、ＭＣＯＶ法で扱うことができる最大の到来波数Ｌｍａｘに対応する次数Ｌｍａｘが用いられる、
請求項２に記載のレーダ装置。
【請求項４】
前記次数Ｌｏの固有値に関する前記所定の閾値として、前記次数Ｌｏに対応する到来波の存在の有無を判定するときに用いられる値より大きい値が用いられる、
請求項２または請求項３のいずれか１つに記載のレーダ装置。
【請求項５】
受信アンテナ部が、無線により送信された信号が反射された信号を受信し、
所定到来波数判定部が、前記受信アンテナ部により受信された信号に基づいて、到来波の数が所定の数未満であるかまたは前記所定の数以上であるかを判定し、
処理切り替え部が、前記所定到来波数判定部により前記到来波の数が前記所定の数未満であると判定された場合には方位の検出にＭＣＯＶ法を使用するように切り替え、前記所定到来波数判定部により前記到来波の数が前記所定の数以上であると判定された場合には方位の検出にＢｕｒｇ法を使用するように切り替える、
方位検出方法。
【請求項６】
所定到来波数判定部が、無線により送信された信号が反射された信号を受信する受信アンテナ部により受信された信号に基づいて、到来波の数が所定の数未満であるかまたは前記所定の数以上であるかを判定するステップと、
処理切り替え部が、前記所定到来波数判定部により前記到来波の数が前記所定の数未満であると判定された場合には方位の検出にＭＣＯＶ法を使用するように切り替え、前記所定到来波数判定部により前記到来波の数が前記所定の数以上であると判定された場合には方位の検出にＢｕｒｇ法を使用するように切り替えるステップと、
をコンピュータに実行させるための方位検出プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーダ装置、方位検出方法および方位検出プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＦＭＣＷ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ  Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｗａｖｅ）などを用いる車載用のレーダ装置では、車両の前方などに存在する物体（人や車両など）の距離（相対距離）や速度や方位を検出することが行われる。方位を検出する方法として、例えば、スペクトル推定法が使用される（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１３５６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、スペクトル推定法では、受信波の数（チャネル（ＣＨ）数）に応じて、扱うことができる到来波の数に限界がある。このため、例えば、固有値などのパラメータに基づいて次数を推定し、推定した次数に基づいて、扱うことができる最大の到来波数まで可変に設定する方法が考えられる。しかし、この方法では、扱うことができる到来波数に柔軟性がなかった。
【０００５】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、物体の方位の検出を効果的に実現することができるレーダ装置、方位検出方法および方位検出プログラムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るレーダ装置は、無線により送信された信号が反射された信号を受信する受信アンテナ部と、前記受信アンテナ部により受信された信号に基づいて、到来波の数が所定の数未満であるかまたは前記所定の数以上であるかを判定する所定到来波数判定部と、前記所定到来波数判定部により前記到来波の数が前記所定の数未満であると判定された場合には方位の検出にＭＣＯＶ法を使用するように切り替え、前記所定到来波数判定部により前記到来波の数が前記所定の数以上であると判定された場合には方位の検出にＢｕｒｇ法を使用するように切り替える処理切り替え部と、を備える。
【０００７】
（２）本発明の一態様は、上記した（１）に記載のレーダ装置において、前記所定到来波数判定部は、前記受信アンテナ部により受信された信号から得られた複素数データに基づいて算出された次数Ｌｏ（Ｌｏは１以上の整数）の固有値が所定の閾値未満である場合には、前記到来波の数がＬｏ以下であると判定し、一方、前記受信アンテナ部により受信された信号から得られた複素数データに基づいて算出された次数Ｌｏの固有値が前記所定の閾値を超える場合には、前記到来波の数が（Ｌｏ＋１）以上であると判定する、構成が用いられてもよい。
【０００８】
（３）本発明の一態様は、上記した（２）に記載のレーダ装置において、前記次数Ｌｏとして、ＭＣＯＶ法で扱うことができる最大の到来波数Ｌｍａｘに対応する次数Ｌｍａｘが用いられる、構成が用いられてもよい。
【０００９】
（４）本発明の一態様は、上記した（２）または上記した（３）のいずれか１つに記載のレーダ装置において、前記次数Ｌｏの固有値に関する前記所定の閾値として、前記次数Ｌｏに対応する到来波の存在の有無を判定するときに用いられる値より大きい値が用いられる、構成が用いられてもよい。
【００１０】
（５）上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る方位検出方法は、受信アンテナ部が、無線により送信された信号が反射された信号を受信し、所定到来波数判定部が、前記受信アンテナ部により受信された信号に基づいて、到来波の数が所定の数未満であるかまたは前記所定の数以上であるかを判定し、処理切り替え部が、前記所定到来波数判定部により前記到来波の数が前記所定の数未満であると判定された場合には方位の検出にＭＣＯＶ法を使用するように切り替え、前記所定到来波数判定部により前記到来波の数が前記所定の数以上であると判定された場合には方位の検出にＢｕｒｇ法を使用するように切り替える。
【００１１】
（６）上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る方位検出プログラムは、所定到来波数判定部が、無線により送信された信号が反射された信号を受信する受信アンテナ部により受信された信号に基づいて、到来波の数が所定の数未満であるかまたは前記所定の数以上であるかを判定するステップと、処理切り替え部が、前記所定到来波数判定部により前記到来波の数が前記所定の数未満であると判定された場合には方位の検出にＭＣＯＶ法を使用するように切り替え、前記所定到来波数判定部により前記到来波の数が前記所定の数以上であると判定された場合には方位の検出にＢｕｒｇ法を使用するように切り替えるステップと、をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、物体の方位の検出を効果的に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係るレーダ装置の概略的な構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る方位検出部の構成を示すブロック図である。
【図３】ＭＣＯＶ法において到来波数に対して必要となる受信チャネル数を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る方位検出部などにおいて行われる動作の一例を示すフローチャートである。
【図５】固有値の算出の一例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
［レーダ装置の概要の説明］
図１は、本発明の一実施形態に係るレーダ装置１の概略的な構成を示すブロック図である。
本実施形態では、車両に搭載される車載用でありＦＭＣＷ方式を使用するミリ波のレーダ装置１を例として説明する。
また、本実施形態では、レーダ装置１における受信チャネルの数がｎ（ｎは２以上の整数）個である例を示す。
【００１５】
本実施形態に係るレーダ装置１は、三角波生成部１１と、電圧制御発振器（ＶＣＯ：Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）１２と、分配器１３と、送信アンテナ１４を備える。
また、本実施形態に係るレーダ装置１は、受信アンテナ部２１と、ｎ個のミキサ２２−１〜２２−ｎと、ｎ個のフィルタ２３−１〜２３−ｎと、スイッチ（ＳＷ）２４と、ＡＤＣ（Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ）コンバータ）２５と、制御部２６と、信号処理部１０１を備える。
受信アンテナ部２１は、ｎ個の受信アンテナ（アンテナ素子）３１−１〜３１−ｎを備える。
【００１６】
また、本実施形態に係るレーダ装置１は、三角波生成部１１とＶＣＯ１２との間に増幅器（アンプ）４１を備えており、分配器１３と送信アンテナ１４との間に増幅器４２を備えており、分配器１３とそれぞれのミキサ２２−１〜２２−ｎとの間に増幅器４３−１〜４３−ｎを備えており、それぞれの受信アンテナ３１−１〜３１−ｎとそれぞれのミキサ２２−１〜２２−ｎとの間に増幅器５１−１〜５１−ｎを備えており、スイッチ２４とＡＤＣ２５との間に増幅器５２を備えている。
【００１７】
信号処理部１０１は、メモリ１１１と、周波数分解処理部１１２と、ピーク検知部１１３と、ピーク組み合わせ部１１４と、距離検出部１１５と、速度検出部１１６と、ペア確定部１１７と、相関行列算出部１１８と、固有値算出部１１９と、判定部１２０と、方位検出部１２１を備える。
【００１８】
本実施形態に係るレーダ装置１において行われる動作の例を示す。なお、本実施形態では、図１に示される方位検出部１２１以外の構成部については、例えば、公知のレーダ装置と同様な動作が行われるため説明を簡略化する。
三角波生成部１１は、制御部２６から入力された三角波生成のための信号に基づいて、三角波の信号を生成して、増幅器４１を介してＶＣＯ１２に出力する。
ＶＣＯ１２は、三角波生成部１１から入力された信号に基づいて、変調を施した信号（本実施形態では、ＦＭＣＷ信号）を分配器１３に出力する。
分配器１３は、ＶＣＯ１２から入力された信号を２つに分配して、一方の分配信号を増幅器４２を介して送信アンテナ１４に出力し、他方の分配信号をそれぞれの増幅器４３−１〜４３−ｎを介してそれぞれのミキサ２１−１〜２１−ｎに出力する。
【００１９】
送信アンテナ１４は、分配器１３から増幅器４２を介して入力された信号を無線により送信する。
この無線信号（無線の送信波）は、ターゲット（反射物体となる対象物）によって反射された場合に、反射波として戻ってくる。この場合、この反射波は、受信アンテナ部２１（それぞれの受信アンテナ３１−１〜３１−ｎ）により受信される。それぞれの受信アンテナ３１−１〜３１−ｎは、この受信波（受信された反射波）をそれぞれの増幅器５１−１〜５１−ｎを介してそれぞれのミキサ２２−１〜２２−ｎに出力する。
【００２０】
それぞれのミキサ２２−１〜２２−ｎは、それぞれの受信アンテナ３１−１〜３１−ｎからそれぞれの増幅器５１−１〜５１−ｎを介して入力された受信波（受信信号）と分配器１３からそれぞれの増幅器４３−１〜４３−ｎを介して入力された信号（送信信号）とをミキシングし、当該ミキシングにより得られるビート信号をそれぞれのフィルタ２３−１〜２３−ｎに出力する。
それぞれのフィルタ２３−１〜２３−ｎは、それぞれのミキサ２２−１〜２２−ｎから入力されたビート信号をフィルタリング（帯域制限）して、当該帯域制限されたビート信号をスイッチ２４に出力する。
【００２１】
スイッチ２４は、制御部２６により制御されてスイッチング動作を行い、ｎ個のフィルタ２３−１〜２３−ｎから入力されるビート信号を切り替えて、増幅器５２を介してＡＤＣ２５に出力する。具体的には、スイッチ２４は、制御部２６から入力されるサンプリング信号に対応して、それぞれのフィルタ２３−１〜２３−ｎを通過したそれぞれの受信アンテナ３１−１〜３１−ｎ（それぞれのチャネル１〜ｎ）に対応したビート信号を、順次切り替えて、増幅器５２を介してＡＤＣ２５に出力する。
【００２２】
ＡＤＣ２５は、制御部２６により制御されて、スイッチ２４から入力されたビート信号をＡ／Ｄ変換して、信号処理部１０１に出力する。具体的には、ＡＤＣ２５は、スイッチ２４からサンプリング信号に同期して入力されるそれぞれの受信アンテナ３１−１〜３１−ｎ（それぞれのチャネル１〜ｎ）に対応したビート信号を、制御部２６から入力されるサンプリング信号に同期してＡ／Ｄ変換することで、アナログ信号からデジタル信号へ変換し、このデジタル信号を信号処理部１０１におけるメモリ１１１の波形記憶領域に順次記憶させる。これにより、それぞれの受信アンテナ３１−１〜３１−ｎ（それぞれのチャネル１〜ｎ）ごとに対応した受信データ（ビート信号のデータ）が信号処理部１０１に送られる。
【００２３】
制御部２６は、例えば、マイクロコンピュータなどにより構成されており、図示しないＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）などに格納された制御プログラムに基づいて、レーダ装置１全体の制御を行う。本実施形態では、制御部２６は、三角波生成のための信号を三角波生成部１１に出力する。また、制御部２６は、サンプリング信号をスイッチ２４およびＡＤＣ２５に出力して、スイッチ２４におけるスイッチング動作およびＡＤＣ２５におけるＡ／Ｄ変換動作を制御する。
【００２４】
メモリ１１１は、ＡＤＣ２５から入力されるデータにより、波形記憶領域に対して、受信信号（ビート信号）がＡ／Ｄ変換された時系列データ（上昇部分および下降部分）を、受信アンテナ３１−１〜３１−ｎごとに対応させて記憶する。例えば、上昇部分および下降部分のそれぞれにおいて２５６個をサンプリングした場合、２×２５６個×受信アンテナ数（アンテナ素子数であり、チャネル数に相当する。）のデータが、波形記憶領域に記憶される。
【００２５】
周波数分解処理部１１２は、メモリ１１１に記憶された受信アンテナ３１−１〜３１−ｎごとのデータ（上昇部分および下降部分）について、例えばＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）を用いたフーリエ変換などにより、それぞれの受信アンテナ３１−１〜３１−ｎに対応するビート信号を、あらかじめ設定された分解能に応じて周波数成分に変換することにより、ビート周波数を示す周波数ポイントと、そのビート周波数の複素数データをピーク検知部１１３に出力する。
例えば、受信アンテナ３１−１〜３１−ｎごとに上昇部分および下降部分のそれぞれについて２５６個のサンプリングが為されたデータを有する場合、受信アンテナ３１−１〜３１−ｎごとの複素数の周波数領域データとして、上昇部分および下降部分のそれぞれにおいて１２８個の複素数データ（２×１２８個×受信アンテナ数のデータ）が得られる。また、ビート周波数は周波数ポイントにより示される。
【００２６】
ピーク検知部１１３は、周波数分解処理部１１２から入力された受信アンテナ３１−１〜３１−ｎごとの複素数データ（上昇部分および下降部分）について、ピークを検知（検出）して、その結果を示すデータをピーク組み合わせ部１１４に出力する。
例えば、ピーク検知部１１３は、周波数変換されたビート周波数の三角波の上昇部分および下降部分のそれぞれの信号強度（または、振幅など）に関し、あらかじめ設定された閾値（ピーク検知閾値）を超えるピーク値を有するビート周波数を検出することにより、ビート周波数ごとにターゲットの存在（閾値を超えるピーク値の存在）を検出して、ターゲットが存在するビート周波数（ターゲット周波数）を検出する。ターゲット周波数は、ターゲットとの距離（相対距離）に応じた周波数となる。
【００２７】
ピーク組み合わせ部１１４は、ピーク検知部１１３から入力された受信アンテナ３１−１〜３１−ｎごとのデータに基づいて、上昇部分および下降部分のそれぞれのターゲット周波数（ビート周波数）とそのピーク値をマトリクス状に総当たりに組み合わせ、これにより、上昇部分および下降部分のそれぞれのターゲット周波数をすべて組み合わせて、順次、距離検出部１１５および速度検出部１１６に出力する。
【００２８】
距離検出部１１５は、ピーク組み合わせ部１１４から順次入力される受信アンテナ３１−１〜３１−ｎごとのデータに基づいて、それぞれの組み合わせごとに、上昇部分および下降部分のターゲット周波数を加算した結果によりターゲットとの距離を演算して、その結果を示すデータをペア確定部１１７に出力する。
速度検出部１１６は、ピーク組み合わせ部１１４から順次入力される受信アンテナ３１−１〜３１−ｎごとのデータに基づいて、それぞれの組み合わせごとに、上昇部分および下降部分のターゲット周波数の差分の結果によりターゲットとの相対速度を演算して、その結果を示すデータをペア確定部１１７に出力する。
【００２９】
ペア確定部１１７は、距離検出部１１５から入力されるデータおよび速度検出部１１６から入力されるデータに基づいて、受信アンテナ３１−１〜３１−ｎごとに、上昇部分と下降部分とでターゲットのペア（例えば、距離、相対速度、ピーク値のペア）を確定し、その結果のデータを周波数分解処理部１１２に出力する。
周波数分解処理部１１２は、ペア確定部１１７から入力されるデータに基づいて、方位検出を行うための受信アンテナ３１−１〜３１−ｎの特定周波数ポイントデータ（複素数データ）を相関行列算出部１１８に出力する。ここで、ある受信アンテナ（チャネル）の特定周波数ポイントにペアがあれば、他の受信アンテナ（チャネル）の同一の周波数ポイントのデータとセットにして、方位検出を行うための複素数データとする。なお、方位検出を行うための複素数データとしては、上り部分と下り部分の両方の複素数データが用いられてもよく、または、上り部分と下り部分のいずれか一方の複素数データが用いられてもよい。
【００３０】
相関行列算出部１１８は、周波数分解処理部１１２から入力された複素数データに基づいて、あらかじめ定められた相関行列を算出し、その結果を示すデータ（本実施形態では、入力された複素数データを含む。）を固有値算出部１１９に出力する。
固有値算出部１１９は、相関行列算出部１１８から入力されたデータに基づいて、相関行列に対して固有値を算出し、その結果を示すデータ（本実施形態では、入力された複素数データを含む。）を判定部１２０および方位検出部１２１に出力する。
判定部１２０は、固有値算出部１１９から入力されたデータに基づいて、次数を判定し、その結果を示すデータを方位検出部１２１に出力する。
方位検出部３１は、固有値算出部１１９から入力されたデータ（本実施形態では、複素数データを含む。）や、判定部１２０から入力されたデータに基づいて、ターゲットの方位（方位角度）を検出して出力する。
【００３１】
［方位検出部の詳細な説明］
図２は、本発明の一実施形態に係る方位検出部１２１の構成を示すブロック図である。
本実施形態に係る方位検出部１２１は、所定固有値判定部２０１と、処理切り替え部２０２と、ＭＣＯＶ処理部２０３と、Ｂｕｒｇ処理部２０４を備える。
本実施形態に係る方位検出部１２１では、方位検出の方式として、スペクトル推定法の一つであるＭＣＯＶ法（改良共分散法）のアルゴリズムと、スペクトル推定法の他の一つであるＢｕｒｇ法のアルゴリズムと、を切り替えて実行する。なお、ＭＣＯＶ法やＢｕｒｇ法としては、それぞれ、公知のアルゴリズムが用いられてもよい。
【００３２】
ＭＣＯＶ法では、受信チャネルの数をＫとし、到来波の数をＬとすると、到来波の数Ｌに対して必要となる受信チャネルの数Ｋは、Ｋ≧３Ｌ／２、で表される。ここで、受信チャネルの数Ｋは、例えば、サブアレー素子の数（Ｎとする。）に依存し、本実施形態では、２Ｎ≧Ｌ、が必要であり、Ｎ＝Ｋ−Ｌ、である。なお、本実施形態では、受信チャネルの数Ｋは、受信アンテナ３１−１〜３１−ｎの数ｎと同じであるとする。
ＭＣＯＶ法では、受信チャネルの数Ｋによって、扱うことができる到来波の数Ｌが決まる。このため、ＭＣＯＶ法では、受信チャネルの数Ｋが定まった時点で、それに対応する到来波の数Ｌ以下の数の到来波しか推定することができないことが定まる。
【００３３】
一方、Ｂｕｒｇ法では、漸化式を解くアプローチを用いるものであり、受信チャネルの数Ｋに対して１つ少ない数（Ｋ−１）以下の到来波を扱うことができる。つまり、Ｂｕｒｇ法では、到来波の数Ｌに対して必要となる受信チャネルの数Ｋは、Ｋ≧Ｌ＋１、で表される。なお、Ｂｕｒｇ法では、サブアレー素子を使用しない。
【００３４】
図３は、ＭＣＯＶ法において到来波数に対して必要となる受信チャネル数を示す図である。
図３のグラフにおいて、横軸は到来波の個数（設定次数）Ｌ［個］を表しており、縦軸はその到来波数Ｌを扱うために必要な最小の受信チャネル（ＣＨ）の数Ｋｍｉｍ［個］を表わしている。この数Ｋｍｉｍは、Ｋ≧３Ｌ／２を満たすＫのうちで最小の整数に相当する。
【００３５】
ＭＣＯＶ法とＢｕｒｇ法を比較する。
到来波数Ｌが１である場合には、ＭＣＯＶ法では受信チャネル数Ｋが２以上必要であり、Ｂｕｒｇ法では受信チャネル数Ｋが２以上必要であり、受信チャネル数Ｋの点ではいずれの方式が使用されてもよい。
到来波数Ｌが２である場合には、ＭＣＯＶ法では受信チャネル数Ｋが３以上必要であり、Ｂｕｒｇ法では受信チャネル数Ｋが３以上必要であり、受信チャネル数Ｋの点ではいずれの方式が使用されてもよい。
到来波数Ｌが３である場合には、ＭＣＯＶ法では受信チャネル数Ｋが５以上必要であり、Ｂｕｒｇ法では受信チャネル数Ｋが４以上必要である。
到来波数Ｌが４である場合には、ＭＣＯＶ法では受信チャネル数Ｋが６以上必要であり、Ｂｕｒｇ法では受信チャネル数Ｋが５以上必要である。
到来波数Ｌが５である場合には、ＭＣＯＶ法では受信チャネル数Ｋが８以上必要であり、Ｂｕｒｇ法では受信チャネル数Ｋが６以上必要である。
以降も同様に、到来波数Ｌが６以上である場合には、Ｂｕｒｇ法では受信チャネル数Ｋが（Ｌ＋１）以上必要であり、Ｂｕｒｇ法と比べてＭＣＯＶ法では受信チャネル数Ｋがより多く必要である。
【００３６】
このように、到来波数Ｌが３以上である場合には、ＭＣＯＶ法よりもＢｕｒｇ法の方が、必要となる最小の受信チャネル数Ｋが少なく、言い換えれば、同一の受信チャネル数Ｋであれば、ＭＣＯＶ法よりもＢｕｒｇ法の方が、扱うことができる到来波数Ｌが多い。ＭＣＯＶ法やＢｕｒｇ法では、扱うことができる到来波数Ｌを超えると、正しい推定結果を得ることができない。このため、到来波数Ｌが、ＭＣＯＶ法で扱うことができる到来波数を超えるが、Ｂｕｒｇ法で扱うことができる到来波数の範囲であれば、Ｂｕｒｇ法を使用する方が推定の精度が高くなると考えられる。但し、到来波数Ｌが扱うことができる到来波数の範囲であれば、一般に、ＭＣＯＶ法の方がＢｕｒｇ法よりも推定の精度が高いため、ＭＣＯＶ法を使用する方が好ましい。
そこで、本実施形態に係る方位検出部１２１では、到来波数ＬがＭＣＯＶ法で扱うことができる到来波数の範囲である場合にはＭＣＯＶ法を使用し、到来波数ＬがＭＣＯＶ法で扱うことができる到来波数を超える場合にはＢｕｒｇ法を使用するように制御する。
【００３７】
図４は、本発明の一実施形態に係る方位検出部１２１などにおいて行われる動作の一例を示すフローチャートである。
まず、方位検出部１２１は、周波数分解処理部１１２から出力される複素数データ（本実施形態では、ＦＦＴの結果のデータ）に基づいて算出される固有値を取得する。
ここで、本実施形態では、複素数データから固有値を算出する処理は、相関行列算出部１１８および固有値算出部１１９により行われる。すなわち、相関行列算出部１１８は、周波数分解処理部１１２から出力される複素数データを入力する（ステップＳ１）。そして、相関行列算出部１１８は入力した複素数データに基づいて相関行列を算出し、周波数分解処理部１１２は当該相関行列について固有値を算出する（ステップＳ２）。
【００３８】
方位検出部１２１において、所定固有値判定部２０１は、算出された固有値について、所定の次数Ｌｍａｘの固有値が所定の閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ３）。
ここで、所定の次数Ｌｍａｘは、受信チャネル数Ｋに対して、Ｋ≧３Ｌ／２を満たすＬのうち最大のＬに相当する。つまり、所定の次数Ｌｍａｘは、受信チャネル数Ｋに対して、ＭＣＯＶ法で扱うことができる最大の到来波数（設定可能な最大の次数）に相当する。
本実施形態では、所定固有値判定部２０１が、所定の次数Ｌｍａｘの固有値が所定の閾値以上ではないと判定した場合には、到来波数ＬがＬｍａｘ以下の数であると判定し、すなわち、ＭＣＯＶ法で扱うことができる到来波数の範囲であると判定し、処理切り替え部２０２は、ＭＣＯＶ法を使用するように切り替える（ステップＳ４）。
一方、所定固有値判定部２０１が、所定の次数Ｌｍａｘの固有値が所定の閾値以上であると判定した場合には、到来波数ＬがＬｍａｘを超えて（Ｌｍａｘ＋１）以上の数であると判定し、すなわち、ＭＣＯＶ法で扱うことができる到来波数を超えると判定し、処理切り替え部２０２は、Ｂｕｒｇ法を使用するように切り替える（ステップＳ５）。
【００３９】
処理切り替え部２０２によりＭＣＯＶ法を使用するように切り替えられた場合には（ステップＳ４）、ＭＣＯＶ処理部２０３は、ＭＣＯＶ法を実行して方位の推定結果を抽出し、これにより、ターゲットの方位（例えば、水平方向に相当する横位置）を算出して、その方位を検出する（ステップＳ６）。
一方、処理切り替え部２０２によりＢｕｒｇ法を使用するように切り替えられた場合には（ステップＳ５）、Ｂｕｒｇ処理部２０４は、Ｂｕｒｇ法を実行して方位の推定結果を抽出し、これにより、ターゲットの方位（例えば、水平方向に相当する横位置）を算出して、その方位を検出する（ステップＳ６）。
【００４０】
具体的な一例を示すと、方位検出部１２１では、所定の次数Ｌｍａｘが３であるときに、第３次の次数の固有値λ３が所定の閾値以上である場合には、到来波数Ｌが４（＝Ｌｍａｘ＋１）以上であると判定して、Ｂｕｒｇ法（例えば、４次のＢｕｒｇ法）を実行するように制御する。
【００４１】
ここで、所定の次数Ｌｍａｘの固有値に関して設定される所定の閾値としては、任意の値が設定されてもよく、例えば、所定の次数Ｌｍａｘの固有値が当該閾値以上ではない場合には到来波数ＬがＬｍａｘ以下の数である可能性が高く、所定の次数Ｌｍａｘの固有値が当該閾値以上である場合には到来波数Ｌが（Ｌｍａｘ＋１）以上の数である可能性が高いような値が用いられる。また、所定の閾値としては、次数Ｌｍａｘごとに異なる値が用いられてもよい。また、所定の閾値としては、例えば、理論的に計算された値が設定されてもよく、または、実験的に求められた値が設定されてもよい。
【００４２】
このように、本実施形態に係る方位検出部１２１の所定固有値判定部２０１は、固有値の大きさに基づいて、到来波数Ｌを推定する。通常、ある次数の固有値の大きさが大きいほど、その次数の受信波（および、より小さい次数の受信波）が存在する可能性が高いといえる。このため、所定の次数の固有値に対して、当該次数の受信波が存在するとみなす閾値（ここで、説明の便宜上、閾値Ａと呼ぶ。）を決定することができ、本実施形態では、その閾値Ａよりも大きい閾値を設定して、当該次数より１つ多い次数の受信波が存在するとみなす閾値として用いている。
【００４３】
なお、他の構成例として、方位検出部１２１では、所定固有値判定部２０１による判定処理を行う代わりに、判定部１２０により判定された次数（到来波数に相当し得る。）を到来波数とみなして、当該次数に対応する到来波数がＬｍａｘ以下である場合にはステップＳ４（ＭＣＯＶ法の処理）へ移行し、当該次数に対応する到来波数が（Ｌｍａｘ＋１）以上である場合にはステップＳ５（Ｂｕｒｇ法の処理）へ移行する、構成が用いられてもよい。このように、方位検出部１２１では、所定固有値判定部２０１による判定処理を行う代わりに、到来波数の値またはその推定値を取得して、取得した値がＬｍａｘ以下であるかまたは（Ｌｍａｘ＋１）以上であるかを判定する構成が用いられてもよい。
【００４４】
また、他の構成例として、相関行列算出部１１８や固有値算出部１１９や判定部１２０の機能の全部または一部が、方位検出部１２１に一体として備えられる構成が用いられてもよい。
また、他の構成例として、方位検出部１２１において判定部１２０による判定結果が使用されない場合には、判定部１２０の機能が備えられない構成が用いられてもよい。
【００４５】
図５を参照して、固有値の算出の一例を説明する。
本実施形態では、特許文献１（特に、段落００８４〜００９０およびその関連個所と、図１１など）に記載された計算方法と同じ計算方法を用いて、固有値を算出する。
図５には、固有値の算出の概要を示してあり、その内容は特許文献１に記載されたものと同様であるため、詳しい説明を省略する。
なお、固有値の算出に、他の計算方法が用いられてもよい。
【００４６】
以上のように、本実施形態に係るレーダ装置１では、受信信号から得られた複素数データを用いて算出される固有値の大きさに基づいて到来波数を判定し、判定した到来波数がＭＣＯＶ法で扱うことができる最大の到来波数を超える場合には、Ｂｕｒｇ法を使用するように切り替える。これにより、本実施形態に係るレーダ装置１では、例えば、ＭＣＯＶ法のみを使用する場合と比べて、同一の受信チャネル数であるときに、より多くの到来波数に対して、扱うことができる到来波数の範囲で方位の検出を行うことができ、ＭＣＯＶ法と比べてＢｕｒｇ法の方が精度は低いものの、全体的には、正しく方位を検出することができる可能性を高めることができる。このように、本実施形態に係るレーダ装置１では、物体（ターゲット）の方位（例えば、受信波の方位）の検出を効果的に実現することができる。
【００４７】
［以上の実施形態に係る構成例］
一構成例として、無線により送信された信号が反射された信号を受信する受信アンテナ部２１と、前記受信アンテナ部２１により受信された信号に基づいて、到来波の数が所定の数（図４の例では、（Ｌｍａｘ＋１））未満であるかまたは前記所定の数以上であるかを判定する所定到来波数判定部（本実施形態では、所定固有値判定部２０１の機能）と、前記所定到来波数判定部により前記到来波の数が前記所定の数未満であると判定された場合には方位の検出にＭＣＯＶ法を使用するように切り替え、前記所定到来波数判定部により前記到来波の数が前記所定の数以上であると判定された場合には方位の検出にＢｕｒｇ法を使用するように切り替える処理切り替え部２０２と、を備えるレーダ装置１である。
【００４８】
一構成例として、レーダ装置１において、前記所定到来波数判定部は、前記受信アンテナ部２１により受信された信号から得られた複素数データに基づいて算出された次数Ｌｏ（Ｌｏは１以上の整数）の固有値が所定の閾値未満である場合には、前記到来波の数がＬｏ以下であると判定し、一方、前記受信アンテナ部２１により受信された信号から得られた複素数データに基づいて算出された次数Ｌｏの固有値が前記所定の閾値を超える場合には、前記到来波の数が（Ｌｏ＋１）以上であると判定する。なお、前記次数Ｌｏの固有値が前記所定の閾値と一致する場合には、例えば、前記所定の閾値未満である場合と同じ判定がされてもよく、または、前記所定の閾値を超える場合と同じ判定がされてもよい。
【００４９】
一構成例として、レーダ装置１において、前記次数Ｌｏとして、ＭＣＯＶ法で扱うことができる最大の到来波数Ｌｍａｘに対応する次数Ｌｍａｘが用いられる。
一構成例として、レーダ装置１において、前記次数Ｌｏの固有値に関する前記所定の閾値として、前記次数Ｌｏに対応する到来波の存在の有無を判定するときに用いられる値より大きい値が用いられる。
【００５０】
一構成例として、受信アンテナ部２１が、無線により送信された信号が反射された信号を受信し、所定到来波数判定部（本実施形態では、所定固有値判定部２０１の機能）が、前記受信アンテナ部２１により受信された信号に基づいて、到来波の数が所定の数（図４の例では、（Ｌｍａｘ＋１））未満であるかまたは前記所定の数以上であるかを判定し、処理切り替え部２０２が、前記所定到来波数判定部により前記到来波の数が前記所定の数未満であると判定された場合には方位の検出にＭＣＯＶ法を使用するように切り替え、前記所定到来波数判定部により前記到来波の数が前記所定の数以上であると判定された場合には方位の検出にＢｕｒｇ法を使用するように切り替える、方位検出方法（本実施形態では、レーダ装置１において行われる方法）である。
【００５１】
一構成例として、所定到来波数判定部（本実施形態では、所定固有値判定部２０１の機能）が、無線により送信された信号が反射された信号を受信する受信アンテナ部２１により受信された信号に基づいて、到来波の数が所定の数（図４の例では、（Ｌｍａｘ＋１））未満であるかまたは前記所定の数以上であるかを判定するステップと、処理切り替え部２０２が、前記所定到来波数判定部により前記到来波の数が前記所定の数未満であると判定された場合には方位の検出にＭＣＯＶ法を使用するように切り替え、前記所定到来波数判定部により前記到来波の数が前記所定の数以上であると判定された場合には方位の検出にＢｕｒｇ法を使用するように切り替えるステップと、をコンピュータに実行させるための方位検出プログラム（本実施形態では、レーダ装置１において使用されるプログラム）である。
【００５２】
［以上の実施形態のまとめ］
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【００５３】
また、以上に示した実施形態に係る装置（例えば、レーダ装置１）の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、処理を行うことができる。
【００５４】
なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、オペレーティング・システム（ＯＳ：Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）や周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ）等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。
【００５５】
さらに、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（例えばＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ））のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
また、上記のプログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記のプログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上記のプログラムは、前述した機能をコンピュータシステムに既に記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１…レーダ装置、１１…三角波生成部、１２…電圧制御発振器（ＶＣＯ）、１３…分配器、１４…送信アンテナ、２１…受信アンテナ部、２２−１〜２２−ｎ…ミキサ、２３−１〜２３−ｎ…フィルタ、２４…スイッチ（ＳＷ）、２５…ＡＤＣ、２６…制御部、３１−１〜３１−ｎ…受信アンテナ、４１〜４２、４３−１〜４３−ｎ、５１−１〜５１−ｎ、５２…増幅器（アンプ）、１０１…信号処理部、１１１…メモリ、１１２…周波数分解処理部、１１３…ピーク検知部、１１４…ピーク組み合わせ部、１１５…距離検出部、１１６…速度検出部、１１７…ペア確定部、１１８…相関行列算出部、１１９…固有値算出部、１２０…判定部、１２１…方位検出部、２０１…所定固有値判定部、２０２…処理切り替え部、２０３…ＭＣＯＶ処理部、２０４…Ｂｕｒｇ処理部
【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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