(57)【要約】【課題】対象物の方向をより短い測定時間でより正確に検出することを可能とする。【解決手段】対象物が存在する場合における少なくとも１つの送信素子と複数の受信素子との間の信号の伝搬路を表す第１の複素伝達関数と、前記対象物が存在しない場合における少なくとも１つの前記送信素子と複数の前記受信素子との間の信号の伝搬路を表す第２の複素伝達関数と、の差分である、複素差分伝達関数を算出する複素差分伝達関数算出部と、前記複素差分伝達関数に基づいて、少なくとも前記受信素子からの前記対象物の方向である第１の方向を検出する方向検出部と、を備えることを特徴とする、検出装置を提供する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物が存在する場合における少なくとも１つの送信素子と複数の受信素子との間の信号の伝搬路を表す第１の複素伝達関数と、前記対象物が存在しない場合における少なくとも１つの前記送信素子と複数の前記受信素子との間の信号の伝搬路を表す第２の複素伝達関数と、の差分である、複素差分伝達関数を算出する複素差分伝達関数算出部と、
前記複素差分伝達関数に基づいて、少なくとも前記受信素子からの前記対象物の方向である第１の方向を検出する方向検出部と、
を備えることを特徴とする、検出装置。
【請求項２】
前記複素差分伝達関数に基づいて、前記送信素子に対する複数の前記受信素子の相関を表す受信相関行列を算出する受信相関行列算出部と、
前記受信相関行列に基づいて、複数の前記受信素子における信号の到来方向を示す評価関数を算出する評価関数算出部と、
を更に備え、
前記方向検出部は、前記評価関数に基づいて前記第１の方向を検出する、
ことを特徴とする、請求項１に記載の検出装置。
【請求項３】
前記複素差分伝達関数算出部は、複数の前記送信素子及び複数の前記受信素子に対する前記複素差分伝達関数を算出し、
前記方向検出部は、前記複素差分伝達関数に基づいて、前記送信素子からの前記対象物の方向である第２の方向を更に検出し、
前記第１の方向及び前記第２の方向に基づいて、前記受信素子及び前記送信素子に対する前記対象物の位置を検出する位置検出部、を更に備える、
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の検出装置。
【請求項４】
前記複素差分伝達関数に基づいて、前記受信素子に対する複数の前記送信素子の相関を表す送信相関行列を算出する送信相関行列算出部と、
前記送信相関行列に基づいて、複数の前記送信素子における信号の出発方向を示す評価関数を算出する評価関数算出部と、
を更に備え、
前記方向検出部は、前記評価関数に基づいて前記第２の方向を検出する、
ことを特徴とする、請求項３に記載の検出装置。
【請求項５】
前記送信素子に対する複数の前記受信素子の相関を表す受信相関行列を算出する受信相関行列算出部と、
前記受信素子に対する複数の前記送信素子の相関を表す送信相関行列を算出する送信相関行列算出部と、
を更に備え、
前記位置検出部は、前記対象物が複数存在する場合に、前記受信相関行列の固有ベクトルと前記受信素子における前記第１の方向に対応するステアリングベクトルとの内積値、前記送信相関行列の固有ベクトルと前記送信素子における前記第２の方向に対応するステアリングベクトルとの内積値、前記受信相関行列の固有値、及び、前記送信相関行列の固有値、に基づいて、前記第１の方向を示す直線と前記第２の方向を示す直線との交点に対応する位置の中から、前記対象物が存在しない虚像の位置が除去された前記対象物の位置を検出する、
ことを特徴とする、請求項３又は４に記載の検出装置。
【請求項６】
前記受信相関行列の固有値及び前記送信相関行列の固有値を降順に並び替えた際に、少なくとも降順において互いに１番目に位置する固有値同士である最大固有値同士を含む、互いに同じ順序に位置する固有値同士に対して、
前記受信相関行列の固有値に対応する固有ベクトルとの内積値が最大となる前記受信素子のステアリングベクトルに対応する前記第１の方向と、前記送信相関行列の固有値に対応する固有ベクトルとの内積値が最大となる前記送信素子のステアリングベクトルに対応する前記第２の方向と、に基づいて前記対象物の位置を検出する、
ことを特徴とする、請求項５に記載の検出装置。
【請求項７】
対象物が存在する場合における少なくとも１つの送信素子と複数の受信素子との間の信号の伝搬路を表す第１の複素伝達関数と、前記対象物が存在しない場合における少なくとも１つの前記送信素子と複数の前記受信素子との間の信号の伝搬路を表す第２の複素伝達関数と、の差分である、複素差分伝達関数を算出するステップと、
前記複素差分伝達関数に基づいて、少なくとも前記受信素子からの前記対象物の方向である第１の方向を検出するステップと、
を含むことを特徴とする、検出方法。
【請求項８】
コンピュータに、
対象物が存在する場合における少なくとも１つの送信素子と複数の受信素子との間の信号の伝搬路を表す第１の複素伝達関数と、前記対象物が存在しない場合における少なくとも１つの前記送信素子と複数の前記受信素子との間の信号の伝搬路を表す第２の複素伝達関数と、の差分である、複素差分伝達関数を算出する機能と、
前記複素差分伝達関数に基づいて、少なくとも前記受信素子からの前記対象物の方向である第１の方向を検出する機能と、
を実現させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出装置、検出方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
所定の領域への対象物（例えば人等）の侵入を検知するセキュリティシステム（ｓｅｃｕｒｉｔｙ  ｓｙｓｔｅｍ）やセキュリティ装置として、無線信号を利用した検出装置が提案されている。例えば、非特許文献１には、所定の領域に無線信号を送信し、複数のアンテナ（ａｎｔｅｎｎａ）からなるアレイアンテナ（ａｒｒａｙ  ａｎｔｅｎｎａ）によって当該信号を受信し、当該信号の伝搬路を表す情報である伝搬チャネル（ｃｈａｎｎｅｌ）情報を解析することによって、対象物の方向を検出する方法が開示されている。具体的には、非特許文献１に記載の方法では、一定時間測定されて取得された伝搬チャネル情報を伝搬チャネル行列と呼ばれる行列の形式で表現し、当該伝搬チャネル行列の各要素をフーリエ変換（Ｆｏｕｒｉｅｒ  ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）する。そして、フーリエ変換された伝搬チャネル行列のうち、例えば対象物である人体が影響を及ぼすことが想定される周波数範囲の情報のみを抽出することにより、当該対象物の方向を検出することができる。
【０００３】
ここで、非特許文献１において、アレイアンテナによって受信された信号から対象物の方向を求めるアルゴリズム（ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）としては、非特許文献２に開示されているＭＵＳＩＣ（ＭＵｌｔｉｐｌｅ  ＳＩｇｎａｌ  Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ）法と呼ばれる方法が用いられている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】今野、南湖、本間、西森、竹村、満井、佐藤、恒川、「多重波環境におけるマイクロ波センサを用いた生体方向推定法」、電子情報通信学会ソサイエティ大会、２０１３年９月、Ｂ−１−１９１
【非特許文献２】Ｒ．  Ｓｃｈｍｉｄｔ，  “Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ｅｍｉｔｔｅｒ  ｌｏｃａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｓｉｇｎａｌ  ｐａｒａｍｅｔｅｒ  ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ，”  ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ａｎｔｅｎｎａｓ  ａｎｄ  Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ，  Ｖｏｌ.  ３４，  Ｉｓｓｕｅ  ３，  ｐｐ．  ２７６−２８０，  Ｍａｒｃｈ，  １９８６
【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、上述した非特許文献１の方法によれば、対象物の方向を検出するために上記伝搬チャネル行列を算出する際に、伝搬チャネル情報の測定を一定時間、例えば１０秒程度以上行う必要がある。従って、対象物が移動している場合には、測定中における対象物の位置や方向が大きく変化するため、その方向を正確に検出することは困難であった。
【０００６】
一方、非特許文献２に記載のＭＵＳＩＣ法のみを用いた場合には、原理的には、より短い時間で対象物の方向を検出することが可能である。しかしながら、ＭＵＳＩＣ法においては、屋内環境等、対象物以外からの反射波が複数存在するような雑音の多い環境にあっては、これらの雑音の影響により、対象物の方向を正確に検出することが困難であるという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、対象物の方向をより短い測定時間でより正確に検出することが可能な、新規かつ改良された検出装置、検出方法及びプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、対象物が存在する場合における少なくとも１つの送信素子と複数の受信素子との間の信号の伝搬路を表す第１の複素伝達関数と、前記対象物が存在しない場合における少なくとも１つの前記送信素子と複数の前記受信素子との間の信号の伝搬路を表す第２の複素伝達関数と、の差分である、複素差分伝達関数を算出する複素差分伝達関数算出部と、前記複素差分伝達関数に基づいて、少なくとも前記受信素子からの前記対象物の方向である第１の方向を検出する方向検出部と、を備えることを特徴とする、検出装置が提供される。
【０００９】
本発明によれば、対象物が存在する場合における複素伝達関数と、対象物が存在しない場合における複素伝達関数との差分である複素差分伝達関数に基づいて、受信素子からの対象物の方向が検出される。このように、対象物の有無での伝搬路の差分を表す複素差分伝達関数が用いられることにより、より短い測定時間で対象物の方向を検出することが可能となる。
【００１０】
また、前記複素差分伝達関数に基づいて、前記送信素子に対する複数の前記受信素子の相関を表す受信相関行列を算出する受信相関行列算出部と、前記受信相関行列に基づいて、複数の前記受信素子における信号の到来方向を示す評価関数を算出する評価関数算出部と、を更に備え、前記方向検出部は、前記評価関数に基づいて前記第１の方向を検出してもよい。
【００１１】
本発明によれば、複素差分伝達関数に基づいて算出される受信相関行列を用いて、受信素子における信号の到来方向を示す評価関数が算出される。従って、当該評価関数は、対象物の有無での伝搬路の差分が反映されたものとなるため、例えば一定期間測定された複素伝達関数を用いなくても、より短い測定時間で受信素子からの対象物の方向を検出することが可能となる。
【００１２】
また、前記複素差分伝達関数算出部は、複数の前記送信素子及び複数の前記受信素子に対する前記複素差分伝達関数を算出し、前記方向検出部は、前記複素差分伝達関数に基づいて、前記送信素子からの前記対象物の方向である第２の方向を更に検出し、前記第１の方向及び前記第２の方向に基づいて、前記受信素子及び前記送信素子に対する前記対象物の位置を検出する位置検出部、を更に備えてもよい。
【００１３】
本発明によれば、受信素子からの対象物の方向に加えて、送信素子からの対象物の方向も検出される。更に、受信素子からの対象物の方向と送信素子からの対象物の方向とに基づいて、受信素子及び送信素子に対する対象物の位置が検出される。また、当該送信素子からの対象物の方向も、対象物が存在する場合における複素伝達関数と、対象物が存在しない場合における複素伝達関数との差分である複素差分伝達関数に基づいて検出される。従って、受信素子からの対象物の方向の検出及び送信素子からの対象物の方向の検出が、ともに、より短い測定時間で実行可能であるため、受信素子及び送信素子に対する対象物の位置の検出も、より短い測定時間で行うことが可能となる。
【００１４】
また、前記複素差分伝達関数に基づいて、前記受信素子に対する複数の前記送信素子の相関を表す送信相関行列を算出する送信相関行列算出部と、前記送信相関行列に基づいて、複数の前記送信素子における信号の出発方向を示す評価関数を算出する評価関数算出部と、を更に備え、前記方向検出部は、前記評価関数に基づいて前記第２の方向を検出してもよい。
【００１５】
本発明によれば、複素差分伝達関数に基づいて算出される送信相関行列を用いて、送信素子における信号の出発方向を示す評価関数が算出される。従って、当該評価関数は、対象物の有無での伝搬路の差分が反映されたものとなるため、例えば一定期間測定された複素伝達関数を用いなくても、より短い測定時間で送信素子からの対象物の方向を検出することが可能となる。
【００１６】
また、前記送信素子に対する複数の前記受信素子の相関を表す受信相関行列を算出する受信相関行列算出部と、前記受信素子に対する複数の前記送信素子の相関を表す送信相関行列を算出する送信相関行列算出部と、を更に備え、前記位置検出部は、前記対象物が複数存在する場合に、前記受信相関行列の固有ベクトルと前記受信素子における前記第１の方向に対応するステアリングベクトルとの内積値、前記送信相関行列の固有ベクトルと前記送信素子における前記第２の方向に対応するステアリングベクトルとの内積値、前記受信相関行列の固有値、及び、前記送信相関行列の固有値、に基づいて、前記第１の方向を示す直線と前記第２の方向を示す直線との交点に対応する位置の中から、前記対象物が存在しない虚像の位置が除去された前記対象物の位置を検出してもよい。
【００１７】
本発明によれば、受信素子からの対象物の方向を示す直線と、送信素子からの対象物の方向を示す直線との交点に対応する位置の中から、虚像の位置が除去された対象物の位置が検出される。従って、虚像の影響が除去された、より正確な対象物の位置検出を行うことが可能となる。
【００１８】
また、前記受信相関行列の固有値及び前記送信相関行列の固有値を降順に並び替えた際に、少なくとも降順において互いに１番目に位置する固有値同士である最大固有値同士を含む、互いに同じ順序に位置する固有値同士に対して、前記受信相関行列の固有値に対応する固有ベクトルとの内積値が最大となる前記受信素子のステアリングベクトルに対応する前記第１の方向と、前記送信相関行列の固有値に対応する固有ベクトルとの内積値が最大となる前記送信素子のステアリングベクトルに対応する前記第２の方向と、に基づいて前記対象物の位置を検出してもよい。
【００１９】
本発明によれば、受信相関行列の固有値及び送信相関行列の固有値と、対象物とが対応付けられて、受信素子及び送信素子に対する対象物の位置の検出が行われる。従って、虚像の影響が除去された、より正確な対象物の位置検出を行うことが可能となる。
【００２０】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、対象物が存在する場合における少なくとも１つの送信素子と複数の受信素子との間の信号の伝搬路を表す第１の複素伝達関数と、前記対象物が存在しない場合における少なくとも１つの前記送信素子と複数の前記受信素子との間の信号の伝搬路を表す第２の複素伝達関数と、の差分である、複素差分伝達関数を算出するステップと、前記複素差分伝達関数に基づいて、少なくとも前記受信素子からの前記対象物の方向である第１の方向を検出するステップと、を含むことを特徴とする、検出方法が提供される。
【００２１】
本発明によれば、対象物が存在する場合における複素伝達関数と、対象物が存在しない場合における複素伝達関数との差分である複素差分伝達関数に基づいて、受信素子からの対象物の方向が検出される。このように、対象物の有無での伝搬路の差分を表す複素差分伝達関数が用いられることにより、より短い測定時間で対象物の方向を検出することが可能となる。
【００２２】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、コンピュータに、対象物が存在する場合における少なくとも１つの送信素子と複数の受信素子との間の信号の伝搬路を表す第１の複素伝達関数と、前記対象物が存在しない場合における少なくとも１つの前記送信素子と複数の前記受信素子との間の信号の伝搬路を表す第２の複素伝達関数と、の差分である、複素差分伝達関数を算出する機能と、前記複素差分伝達関数に基づいて、少なくとも前記受信素子からの前記対象物の方向である第１の方向を検出する機能と、を実現させるためのプログラムが提供される。
【００２３】
本発明によれば、対象物が存在する場合における複素伝達関数と、対象物が存在しない場合における複素伝達関数との差分である複素差分伝達関数に基づいて、受信素子からの対象物の方向が検出される。このように、対象物の有無での伝搬路の差分を表す複素差分伝達関数が用いられることにより、より短い測定時間で対象物の方向を検出することが可能となる。
【発明の効果】
【００２４】
以上説明したように本発明によれば、対象物の方向をより短い測定時間でより正確に検出することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１の実施形態における対象物の検出処理の概要について説明するための説明図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る検出装置の一構成例を示す機能ブロック（ｂｌｏｃｋ）図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る検出方法の処理手順の一例を示すフロー（ｆｌｏｗ）図である。
【図４】本発明の第１の実施形態における対象物の検出処理の結果を示すグラフ（ｇｒａｐｈ）図である。
【図５】本発明の第２の実施形態における対象物の検出処理の概要について説明するための説明図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る検出装置の一構成例を示す機能ブロック図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る検出方法の処理手順の一例を示すフロー図である。
【図８】本発明の第３の実施形態における対象物の検出処理の概要について説明するための説明図である。
【図９】本発明の第３の実施形態に係る検出装置の一構成例を示す機能ブロック図である。
【図１０】第３の実施形態における評価関数Ｐｒ（θｒ）の一例を示すグラフ図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係る検出方法の処理手順の一例を示すフロー図である。
【図１２】本発明の第１、第２及び第３の実施形態に係る検出装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２７】
＜１．第１の実施形態＞
［１−１．第１の実施形態の概要］
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施形態の概要について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態における対象物の検出処理の概要について説明するための説明図である。
【００２８】
本発明の第１の実施形態における対象物の検出処理では、まず、送信装置１１１（以下、Ｔｘ１１１とも呼称する。）の送信アンテナ１１２から信号が所定の領域に向かって送信される。そして、当該所定の領域に存在する対象物５１０（例えば人）によって反射された信号が受信装置１２１（以下、Ｒｘ１２１とも呼称する。）の受信アレイアンテナ１２２によって受信される。受信した信号に対して、下記［１−２．検出装置の構成］で詳述する処理を施すことにより、受信アレイアンテナ１２２からの対象物５１０の方向が検出される。
【００２９】
ここで、送信装置１１１及び受信装置１２１によってやり取りされる信号は、例えばマイクロ波（ｍｉｃｒｏｗａｖｅ）等の電波である。ただし、本実施形態はかかる例に限定されず、当該信号としては、他の周波数帯域の電磁波や、空気中を伝搬し得る他の種類の信号が用いられてもよい。
【００３０】
送信装置１１１は、１つの送信アンテナ１１２を有し、当該送信アンテナ１１２から所定の領域に向かって信号を送信する。送信装置１１１は、送信装置１１１を駆動し所定の特性を有する信号を送信させる駆動回路を含み得る。当該駆動回路は、例えば、信号を発生させる信号源、信号を変調する変調回路及び信号を増幅する増幅器等を有し、所定の特性（例えば、振幅、周波数、位相等）の信号を送信可能に構成される。ここで、送信装置１１１及びその駆動回路の具体的な構成は、電波等の各種の信号を送信可能に構成される一般的な既存の送信装置の構成と同様であってよいため、その詳細な説明は省略する。また、上記送信アンテナ１１２は、信号を外部に向かって送信するための構成である送信素子の一例であり、送信装置１１１が有する送信素子はかかる例に限定されない。送信装置１１１は、所定の領域に向かって信号を送信できるように構成されればよく、送信素子として送信アンテナ１１２以外の他の構成を有してもよい。
【００３１】
受信装置１２１は、複数の受信アンテナ１２３によって構成される受信アレイアンテナ１２２を有し、当該受信アレイアンテナ１２２によって信号を受信する。受信装置１２１は、受信装置１２１を駆動し所定の特性を有する信号を受信させる駆動回路を含み得る。当該駆動回路は、例えば、信号を復調する復調回路及び信号を増幅する増幅器等を有し、送信装置１１１が送信する信号の特性に応じて、当該特性を有する信号を受信可能に構成される。ここで、受信装置１２１及びその駆動回路の具体的な構成は、電波等の各種の信号を受信可能に構成される一般的な既存の受信装置の構成と同様であってよいため、その詳細な説明は省略する。また、上記受信アレイアンテナ１２２を構成する受信アンテナ１２３は、信号を受信するための構成である受信素子の一例であり、受信装置１２１が有する受信素子はかかる例に限定されない。受信装置１２１は、送信装置１１１によって送信された信号を受信できるように構成されればよく、受信素子として受信アンテナ１２３以外の他の構成を有してもよい。
【００３２】
図１に示す例では、底面（床面）を構成する四角形の一辺が長さＬ、他辺が長さＷの略直方体の形状を有する部屋５００の中に、送信装置１１１、受信装置１２１及び対象物５１０が配置されている。また、部屋５００の側壁のうちの一つには、その一面に複数のガラス窓５２０（ｇｌａｓｓ  ｗｉｎｄｏｗ５２０）が配置される。
【００３３】
また、図１に示す例では、送信装置１１１及び受信装置１２１は、送信アンテナ１１２の送信面及び受信アレイアンテナ１２２の受信面が略同一の平面となるように、対象物５１０に対して同じ方向に並べて配置されている。ただし、第１の実施形態はかかる例に限定されず、例えば後述する図５や図８に示すように、送信装置１１１及び受信装置１２１は、送信アンテナ１１２の送信面と受信アレイアンテナ１２２の受信面とが対象物５１０が存在する領域を挟むように配置されてもよい。ここで、図１に示すように、第１の実施形態では、受信アレイアンテナ１２２からの対象物５１０の方向は、受信アレイアンテナ１２２における受信アンテナ１２３の配列方向に対する法線であって受信アレイアンテナ１２２の受信面上における基準点Ｑｒを通る法線からの角度θｒとして表現され得る。
【００３４】
第１の実施形態における対象物５１０の検出処理は、図１に示すような屋内環境における対象物５１０の検出に対して好適に適用され得る。ただし、第１の実施形態はかかる例に限定されず、第１の実施形態における対象物５１０の検出処理は屋外等他の環境に対して適用されてもよい。また、図１に示す部屋５００の環境は、第１の実施形態における対象物５１０の検出処理が適用され得る環境の一例であり、第１の実施形態はかかる例に限定されない。例えば部屋５００の形状、壁の材質、並びに、ガラス窓５２０の有無、配置位置及び形状等が適宜変更された部屋５００に対しても、第１の実施形態における対象物５１０の検出処理は適用可能である。また、図１に示す例では、対象物５１０の数が１つの場合を図示しているが、第１の実施形態はかかる例に限定されない。第１の実施形態における対象物５１０の検出処理は、複数の対象物５１０に対しても適用可能である。
【００３５】
以上、図１を参照して、本発明の第１の実施形態における対象物５１０の検出処理の概要について説明した。以下では、下記［１−２．検出装置の構成］において、第１の実施形態における対象物５１０の検出処理を実現するための検出装置の一構成例について説明する。また、下記［１−３．検出方法の処理手順］において、第１の実施形態における対象物５１０の検出処理における処理手順の流れの一例について説明する。更に、下記［１−４．第１の実施形態における実施例］において、第１の実施形態における対象物５１０の検出処理の実施例を示すとともにその効果について説明する。
【００３６】
［１−２．検出装置の構成］
図２を参照して、本発明の第１の実施形態に係る検出装置の一構成例について説明する。図２は、本発明の第１の実施形態に係る検出装置の一構成例を示す機能ブロック（ｂｌｏｃｋ）図である。
【００３７】
図２を参照すると、第１の実施形態に係る検出装置１０は、送信部１１０、受信部１２０、記憶部１３０及び制御部１４０を備える。なお、図２に示す検出装置１０の各機能は、例えば、後述する図１２に示すハードウェア（ｈａｒｄｗａｒｅ）構成によって実現され得る。
【００３８】
送信部１１０は、例えば図１に示す送信装置１１１によって構成され、所定の領域に対して信号を送信する機能を有する。送信部１１０は、後述する制御部１４０の送信駆動制御部１４７によりその駆動が制御され、所定の領域に対して所定の特性を有する信号を送信することができる。
【００３９】
受信部１２０は、例えば図１に示す受信装置１２１によって構成され、送信部１１０によって送信された信号を受信する機能を有する。受信部１２０は、後述する制御部１４０の受信駆動制御部１４１によりその駆動が制御され、送信部１１０によって送信される所定の特性を有する信号を受信することができる。なお、図２では、送信部１１０から受信部１２０へ信号が伝搬する様子を模式的に破線の矢印で示している。図面が煩雑になることを避けるため、図２では図示を省略しているが、実際には、例えば対象物５１０等によって反射された信号が受信部１２０によって受信され得る。
【００４０】
記憶部１３０は、例えば各種の記憶装置によって構成され、制御部１４０において処理される各種の情報を記憶する。具体的には、記憶部１３０は、後述する制御部１４０の各機能（受信駆動制御部１４１、送信駆動制御部１４７、複素伝達関数測定部１４２、複素差分伝達関数算出部１４３、受信相関行列算出部１４４、評価関数算出部１４５及び方向検出部１４６）によって処理される各種の情報や、処理された結果についての情報を記憶することができる。例えば、記憶部１３０は、少なくとも、後述する制御部１４０の複素伝達関数測定部１４２によって算出される、第２の複素伝達関数についての情報を記憶する。また、例えば、記憶部１３０は、受信アレイアンテナ１２２における基準点Ｑｒの位置（絶対座標）についての情報を記憶してもよい。更に、記憶部１３０は、後述する制御部１４０の送信駆動制御部１４７が送信部１１０を駆動する条件及び受信駆動制御部１４１が受信部１２０を駆動する条件についての情報（駆動条件情報）を記憶してもよい。
【００４１】
制御部１４０は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等の各種のプロセッサ（Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）によって構成され、検出装置１０の動作を統合的に制御する。制御部１４０は、その機能として、受信駆動制御部１４１、送信駆動制御部１４７、複素伝達関数測定部１４２、複素差分伝達関数算出部１４３、受信相関行列算出部１４４、評価関数算出部１４５及び方向検出部１４６を有する。なお、これらの各機能は、制御部１４０を構成するプロセッサが所定のプログラム（ｐｒｏｇｒａｍ）に従って動作することにより実現され得る。
【００４２】
送信駆動制御部１４７は、送信部１１０の駆動を制御する。例えば、送信駆動制御部１４７は、所定の駆動条件情報に基づいて送信部１１０の駆動を制御し、送信アンテナ１１２から所定の特性の信号を所定の領域に向かって送信させる。また、送信駆動制御部１４７は、駆動条件情報に基づいて、送信部１１０が信号を送信する時間や、信号を送信する間隔等を制御してもよい。このように、駆動条件情報には、送信部１１０が送信する信号の特性や、当該信号を送信する時間、間隔等の情報が含まれてよい。
【００４３】
受信駆動制御部１４１は、受信部１２０の駆動を制御する。例えば、受信駆動制御部１４１は、所定の駆動条件情報に基づいて受信部１２０の駆動を制御し、受信アレイアンテナ１２２によって、送信部１１０によって送信される所定の特性を有する信号を受信させる。ここで、受信駆動制御部１４１は、例えば記憶部１３０を参照することにより、送信駆動制御部１４７が送信部１１０を駆動させた際の駆動条件情報を取得することができる。このように、受信駆動制御部１４１が、送信駆動制御部１４７が送信部１１０を駆動させた際の駆動条件を認識可能であるため、受信駆動制御部１４１は、送信部１１０の駆動に応じた駆動条件で、受信部１２０を駆動させることができる。従って、例えば、受信駆動制御部１４１は、送信部１１０が信号を送信する時間や、信号を送信する間隔等に応じて、同様の時間及び間隔で信号を受信するように受信部１２０を駆動させてもよい。
【００４４】
ここで、第１の実施形態では、送信装置１１１が送信アンテナ１１２の方向を変更する駆動機構を備えてもよく、受信装置１２１が受信アレイアンテナ１２２の方向を変更する駆動機構を備えてもよい。送信駆動制御部１４７は、送信装置１１１の当該駆動機構の駆動を制御することにより、送信部１１０に、送信アンテナ１１２の方向を適宜変更させながら信号を送信させることができる。また、受信駆動制御部１４１は、受信装置１２１の当該駆動機構の駆動を制御することにより、受信部１２０に、受信アレイアンテナ１２２の方向を適宜変更させながら信号を受信させることができる。なお、受信アレイアンテナ１２２の方向の変更は、送信アンテナ１１２の方向の変更と連動して行われ得る。送信部１１０が信号を送信可能な領域は、送信装置１１１の送信アンテナ１１２の配置位置及び配置方向によって決定され得る。また、受信部１２０が信号を受信可能な領域は、受信装置１２１の受信アレイアンテナ１２２の配置位置及び配置方向によって決定され得る。このように、送信装置１１１における送信アンテナ１１２の方向や、受信装置１２１における受信アレイアンテナ１２２の方向が動的に変更可能であることにより、検出対象とする領域を動的に変更しながら対象物５１０の検出処理を行うことが可能となる。
【００４５】
なお、送信駆動制御部１４７及び受信駆動制御部１４１が送信部１１０及び受信部１２０をそれぞれ駆動させるための駆動条件は、例えば、送信装置１１１における送信アンテナ１１２の配置位置及び配置方向や、受信装置１２１における受信アレイアンテナ１２２の配置位置及び配置方向、対象物５１０が屋内に存在するか屋外に存在するか等、対象物５１０の検出処理が行われる環境に基づいて、信号の送受信が精度良く行われるように、予めユーザ（Ｕｓｅｒ）によって設定されてよい。例えば、対象物５１０の検出処理が行われる環境に基づいて、減衰や雑音がより少ない特性を有する信号が送受信されるように、送信部１１０及び受信部１２０の駆動条件が適宜設定されてよい。また、設定された駆動条件についての情報は、記憶部１３０に記憶されていてよい。送信駆動制御部１４７及び受信駆動制御部１４１は、記憶部１３０を参照することにより、所定の駆動条件に基づいて送信部１１０及び受信部１２０を駆動させることができる。
【００４６】
複素伝達関数測定部１４２は、送信アンテナ１１２と受信アレイアンテナ１２２との間における信号の伝搬路を表す複素伝達関数を測定する。ここで、複素伝達関数は、送信アンテナ１１２と受信アレイアンテナ１２２との間で送受信される信号の伝搬路を表す情報である伝搬チャネル情報に対応する関数である。例えば、複素伝達関数測定部１４２は、受信部１２０から受信した信号に関する情報を取得することにより、複素伝達関数を測定することができる。また、複素伝達関数測定部１４２は、記憶部１３０、送信駆動制御部１４７及び／又は受信駆動制御部１４１から、送信部１１０及び受信部１２０を駆動させた際の駆動条件情報を取得し、当該駆動条件情報に含まれる送受信された信号の特性についての情報や送信アンテナ１１２及び受信アレイアンテナ１２２の配置位置及び配置方向についての情報等に更に基づいて複素伝達関数を測定してもよい。
【００４７】
複素伝達関数測定部１４２によって行われる処理について詳細に説明する。第１の実施形態では、受信部１２０は、複数の受信アンテナ１２３によって構成される受信アレイアンテナ１２２を有する。従って、例えば、ｍｒ個（ｍｒ≧２）の受信アンテナ１２３によって構成される受信アレイアンテナ１２２を用いて、１つの送信アンテナ１１２により送信された信号（すなわち、１系統の信号）を受信する場合には、当該送信アンテナ１１２と受信アレイアンテナ１２２との間にはｍｒ×１個の伝搬路が存在する。複素伝達関数測定部１４２は、当該伝搬路の数に対応するｍｒ×１個の複素伝達関数を測定することができる。
【００４８】
ここで、第１の実施形態では、複素伝達関数測定部１４２は、対象物５１０が存在する場合における複素伝達関数（以下、第１の複素伝達関数とも呼称する。）及び対象物５１０が存在しない場合における複素伝達関数（以下、第２の複素伝達関数とも呼称する。）の両方の複素伝達関数を測定する。第２の複素伝達関数は、例えば、実際に対象物５１０に対する検出処理が行われる環境において、第１の複素伝達関数の測定処理が行われる前に予め測定される。
【００４９】
対象物５１０が存在する場合において、受信アレイアンテナ１２２のｉ番目（ｉ＝１〜ｍｒ）の受信アンテナ１２３で受信される信号の伝搬路を表す複素伝達関数をｈｉとすると、受信アンテナ１２３の数ｍｒに対応するｍｒ個の複素伝達関数ｈ１〜ｈｍｒは、ｈｉを第（ｉ）成分とするｍｒ行１列の行列として表すことができる。当該行列のことを複素伝達関数行列Ｈと呼称する。複素伝達関数行列Ｈは、下記数式（１）で表される。複素伝達関数測定部１４２は複素伝達関数ｈ１〜ｈｍｒを測定するものであるが、複素伝達関数行列Ｈを測定しているとも言える。なお、以下の説明では、対象物５１０が存在する場合における複素伝達関数行列Ｈのことを第１の複素伝達関数行列Ｈとも呼称する。
【００５０】
【数１】
2015117961.tif 000003
……（１）
【００５１】
また、同様に、対象物５１０が存在しない場合において受信アレイアンテナ１２２のｉ番目の受信アンテナ１２３で受信される信号の伝搬路を表す複素伝達関数をｈｎｏｉとすると、対象物５１０が存在しない場合における複素伝達関数行列Ｈｎｏは下記数式（２）で表現される。複素伝達関数測定部１４２は複素伝達関数ｈｎｏ１〜ｈｎｏｍｒを測定するものであるが、複素伝達関数行列Ｈｎｏを測定しているとも言える。なお、以下の説明では、対象物５１０が存在しない場合における複素伝達関数行列Ｈｎｏのことを第２の複素伝達関数行列Ｈｎｏとも呼称する。
【００５２】
【数２】
2015117961.tif 000004
……（２）
【００５３】
このように、複素伝達関数測定部１４２は、複素伝達関数が行列の形式で表現された、対象物５１０が存在する場合における複素伝達関数行列Ｈ及び対象物５１０が存在しない場合における複素伝達関数行列Ｈｎｏを測定することができる。複素伝達関数測定部１４２は、第１の複素伝達関数の測定処理が行われる前に予め測定した第２の複素伝達関数についての情報（又は第２の複素伝達関数行列Ｈｎｏについての情報）を、例えば記憶部１３０に格納する。また、複素伝達関数測定部１４２は、測定した第１の複素伝達関数についての情報（又は第１の複素伝達関数行列Ｈについての情報）を、複素差分伝達関数算出部１４３に提供する。
【００５４】
複素差分伝達関数算出部１４３は、第１の複素伝達関数と第２の複素伝達関数との差分である複素差分伝達関数を算出する。例えば、複素差分伝達関数算出部１４３は、第１の複素伝達関数から第２の複素伝達関数を差し引くことにより、複素差分伝達関数を算出する。第１の複素伝達関数から第２の複素伝達関数を差し引くことにより、例えば壁等の対象物５１０以外の構造物による反射成分が複素伝達関数から除去され、対象物５１０による反射成分のみが抽出され得る。複素差分伝達関数算出部１４３は、複素伝達関数測定部１４２から第１の複素伝達関数についての情報を取得し、記憶部１３０を参照して第２の複素伝達関数についての情報を取得することにより、複素差分伝達関数を算出することができる。
【００５５】
上記数式（１）、（２）に示すように、第１の複素伝達関数及び第２の複素伝達関数は行列の形式で表現されるため、複素差分伝達関数も同様に行列の形式で表現され得る。具体的には、複素差分伝達関数を各要素に有する複素差分伝達関数行列Ｈ’は、下記数式（３）で表現される。
【００５６】
【数３】
2015117961.tif 000005
……（３）
【００５７】
このように、複素差分伝達関数算出部１４３は、複素差分伝達関数が行列の形式で表現された複素差分伝達関数行列Ｈ’を算出することができる。複素差分伝達関数算出部１４３は、算出した複素差分伝達関数行列Ｈ’についての情報を、受信相関行列算出部１４４に提供する。
【００５８】
受信相関行列算出部１４４は、複素差分伝達関数行列Ｈ’に基づいて、送信アンテナ１１２に対する受信アレイアンテナ１２２の複数の受信アンテナ１２３の相関を表す受信相関行列Ｒｒを算出する。具体的には、受信相関行列Ｒｒは、下記数式（４）で定義される。
【００５９】
【数４】
2015117961.tif 000006
……（４）
【００６０】
ここで、Ｈ’の右上に示す上付きの「Ｈ」は、複素共役転置を表す。受信相関行列算出部１４４は、算出した受信相関行列Ｒｒについての情報を、評価関数算出部１４５に提供する。なお、受信相関行列算出部１４４は、受信相関行列Ｒｒを算出する際に、所定の周波数帯域において計算された受信相関行列を周波数方向で平均化することにより、受信相関行列Ｒｒを求めてもよい。当該平均化の処理により、方向検出の精度をより向上させることができる。
【００６１】
評価関数算出部１４５は、受信相関行列Ｒｒに基づいて、受信アレイアンテナ１２２における信号の到来方向を示す評価関数Ｐｒ（θｒ）を算出する。当該評価関数Ｐｒ（θｒ）は、受信アレイアンテナ１２２における信号の到来方向を示すものであるため、当該評価関数Ｐｒ（θｒ）には、対象物５１０によって反射された信号の到来方向、すなわち受信アレイアンテナ１２２からの対象物５１０の方向についての情報が含まれていると言える。ここで、当該評価関数Ｐｒ（θｒ）としては、アレイアンテナにおける信号の到来方向を推定する、各種の到来方向推定方法における評価関数が用いられてよい。第１の実施形態では、評価関数算出部１４５は、公知の各種の到来方向推定方法における評価関数Ｐｒ（θｒ）を算出することができる。ここでは、一例として、評価関数算出部１４５がＭＵＳＩＣ法における評価関数Ｐｒ（θｒ）を算出する場合について説明する。
【００６２】
評価関数算出部１４５によって行われる評価関数Ｐｒ（θｒ）の算出処理について詳細に説明する。まず、評価関数算出部１４５は、受信相関行列Ｒｒを固有値分解することにより、当該受信相関行列Ｒｒの固有ベクトルＵ（ｅｉｇｅｎ  ｖｅｃｔｏｒ  Ｕ）と、当該固有ベクトルＵの複素共役転置ベクトルであるＵＨを算出する。受信相関行列Ｒｒの固有値分解は、下記数式（５）で表現される。
【００６３】
【数５】
2015117961.tif 000007
……（５）
【００６４】
ここで、固有ベクトルＵは、受信相関行列Ｒｒの固有ベクトルｕｉによって構成される行列であり、下記数式（６）で表現される。なお、ｕｉはｉ列目の固有ベクトルを示しており、その要素数はｍｒ個である。
【００６５】
【数６】
2015117961.tif 000008
……（６）
【００６６】
また、Ｄｒは対角要素が受信相関行列Ｒｒの固有値λｒ１，・・・，λｒｍｒである対角行列であり、下記数式（７）で表される。なお、以下の説明では、受信相関行列Ｒｒの固有値λｒ１，・・・，λｒｍｒを総称して固有値λｒとも呼称する。
【００６７】
【数７】
2015117961.tif 000009
……（７）
【００６８】
次に、評価関数算出部１４５は、下記数式（８）で表現される評価関数Ｐｒ（θｒ）を算出する。
【００６９】
【数８】
2015117961.tif 000010
……（８）
【００７０】
ここで、Ｌは方向検出の対象である対象物５１０の数である。上記数式（８）から、第１の実施形態においては、受信アレイアンテナ１２２に設けられる受信アンテナ１２３の数ｍｒは、対象物５１０の数Ｌよりも多いことが求められる。換言すれば、受信アレイアンテナ１２２を構成する受信アンテナ１２３の数ｍｒが、対象物５１０の数Ｌよりも多い場合であれば、第１の実施形態における対象物５１０の検出処理が適用可能であると言える。
【００７１】
また、ａｒ（θｒ）は受信アレイアンテナ１２２におけるステアリングベクトル（ｓｔｅｅｒｉｎｇ  ｖｅｃｔｏｒ）であり、下記数式（９）で表される。
【数９】
2015117961.tif 000011
……（９）
【００７２】
ステアリングベクトルａｒ（θｒ）は、角度θｒに対する受信アレイアンテナ１２２を構成する各受信アンテナ１２３の振幅比及び位相差を表すベクトルであり、対象物５１０の方向を検出する際の角度θｒの基準となる位置（図１に示す基準点Ｑｒ）に対する各受信アンテナ１２３の位置に基づいて決定される。なお、ステアリングベクトルａｒ（θｒ）の具体的な設定方法は、一般的なＭＵＳＩＣ法におけるステアリングベクトルの設定方法と同様であってよい。評価関数算出部１４５は、算出した評価関数Ｐｒ（θｒ）についての情報を、方向検出部１４６に提供する。
【００７３】
方向検出部１４６は、評価関数Ｐｒ（θｒ）に基づいて、少なくとも受信アレイアンテナ１２２からの対象物５１０の方向を検出する。上述したように、当該評価関数Ｐｒ（θｒ）は、受信アレイアンテナ１２２における信号の到来方向を示すものであるため、当該評価関数Ｐｒ（θｒ）には、対象物５１０によって反射された信号の到来方向、すなわち受信アレイアンテナ１２２からの対象物５１０の方向についての情報が含まれていると言える。具体的には、上記数式（８）に示す評価関数Ｐｒ（θｒ）によって表現される特性は、ＭＵＳＩＣスペクトル（ｓｐｅｃｔｒｕｍ）と呼ばれるものであり、評価関数Ｐｒ（θｒ）におけるピーク（ｐｅａｋ）位置に対応する角度θｒが、受信アレイアンテナ１２２からの対象物５１０が存在する方向に対応している。よって、方向検出部１４６は、評価関数Ｐｒ（θｒ）におけるピーク位置を抽出することにより、受信アレイアンテナ１２２に対する対象物５１０の存在する方向を示す角度θｒを求めることができ、受信アレイアンテナ１２２からの対象物５１０の方向を検出することができる。対象物５１０が複数存在する場合には、評価関数Ｐｒ（θｒ）におけるピーク位置に対応する角度θｒが複数抽出されることとなる。なお、以下の説明では、受信相関行列Ｒｒに基づいて検出される受信アレイアンテナ１２２からの対象物５１０の方向のことを、第１の方向とも呼称する。
【００７４】
なお、図１に示すように、角度θｒは、受信アレイアンテナ１２２の受信面上に設定される基準点Ｑｒを基準とする角度であるため、方向検出部１４６によって検出される受信アレイアンテナ１２２からの対象物５１０の方向は、厳密には当該基準点Ｑｒからの対象物５１０の方向であるとも言える。ただし、当該基準点Ｑｒは、受信アレイアンテナ１２２の受信面上に設定されればよく、その位置は例えばユーザによって適宜設定され得る。従って、基準点Ｑｒが設定される位置によっては、方向検出部１４６によって検出される受信アレイアンテナ１２２からの対象物５１０の方向は、例えば受信アレイアンテナ１２２を構成する受信アンテナ１２３のいずれかからの対象物５１０の方向でもあり得る。以下の説明においては、評価関数Ｐｒ（θｒ）に基づいて方向検出部１４６によって検出される対象物５１０の方向（すなわち、第１の方向）のことを、便宜的に、受信アレイアンテナ１２２からの対象物５１０の方向等と呼称するが、第１の実施形態においては、方向検出部１４６によって検出される第１の方向は、基準点Ｑｒからの対象物５１０の方向であってもよいし、受信アレイアンテナ１２２を構成する受信アンテナ１２３のいずれかからの対象物５１０の方向であってもよい。
【００７５】
方向検出部１４６によって検出された第１の方向についての情報は、例えば記憶部１３０に格納される。また、図１には明示されないが、検出装置１０は、例えば表示画面に各種の情報を表示する表示部や、外部の他の機器との間で各種の情報を送受信する通信部等の機能を更に備えてもよい。そして、方向検出部１４６によって検出された第１の方向についての情報は、例えば当該表示部に表示されてユーザに対して通知されたり、当該通信部を介して外部の他の機器に送信されて当該他の機器の記憶部に保存されたりしてよい。このように、第１の実施形態では、方向検出部１４６によって検出された第１の方向についての情報が出力される先は任意であってよい。例えば、検出装置１０の表示部や外部の他の機器の表示部に、検出結果がリアルタイム（ｒｅａｌ  ｔｉｍｅ）で表示されてもよいし、検出装置１０の記憶部１３０や外部の他の機器の記憶部に所定の期間の検出結果が履歴として保存されてもよい。
【００７６】
以上、図２を参照して、本発明の第１の実施形態に係る検出装置１０の一構成例について説明した。以上説明したように、第１の実施形態では、複素伝達関数測定部１４２によって、対象物５１０が存在する場合における複素伝達関数（第１の複素伝達関数）及び対象物５１０が存在しない場合における複素伝達関数（第２の複素伝達関数）の両方が測定される。また、複素差分伝達関数算出部１４３によって、第１の複素伝達関数と第２の複素伝達関数との差分である複素差分伝達関数が算出される。そして、当該複素差分伝達関数に基づいて、受信アレイアンテナ１２２からの対象物５１０の方向が検出される。このように、第１の実施形態では、対象物５１０の有無での伝搬路の差分を表す複素差分伝達関数を用いることにより、より短い測定時間で対象物５１０の方向の検出処理を行うことができる。
【００７７】
ここで、例えば上述した非特許文献１に記載の方法では、対象物の方向を検出するために、伝搬チャネル情報（すなわち、複素伝達関数）の測定を一定時間、例えば１０秒程度以上行う必要があった。しかしながら、第１の実施形態では、受信アレイアンテナ１２２によって信号が受信されたら即座に第１の複素伝達関数の測定及び複素差分伝達関数の算出が可能であるため、例えばｍｓオーダー（ｏｒｄｅｒ）程度のごく短い時間で対象物５１０の方向を検出することができる。
【００７８】
また、第１の実施形態では、複素伝達関数が行列の形式で表現された複素伝達関数行列が用いられる。複素伝達関数行列は、複数の信号が受信信号に含まれるような、いわゆるマルチパス（ｍｕｌｔｉｐａｔｈ）環境に容易に対応することが可能である。従って、第１の実施形態によれば、マルチパス環境においても対象物５１０の方向をより短い測定時間でより精度良く検出することが可能となる。
【００７９】
なお、第１の実施形態では、評価関数算出部１４５によって行われる演算処理は、一般的にＭＵＳＩＣ法において行われる演算処理と同様であってよい。従って、第１の実施形態における評価関数Ｐｒ（θｒ）の算出処理は、一般的なＭＵＳＩＣ法での評価関数の算出処理において用いられる相関行列を上記数式（４）に示す受信相関行列Ｒｒに置換したものであり得る。
【００８０】
また、上記では、信号の到来方向を推定する方法としてＭＵＳＩＣ法を用いる場合について説明したが、第１の実施形態はかかる例に限定されない。第１の実施形態では、評価関数算出部１４５は、到来方向を推定する他の方法における評価関数を算出してもよく、方向検出部１４６は、他の方法における評価関数に基づいて対象物５１０の方向を検出してもよい。到来方向を推定する他の方法としては、例えば、ビームフォーマ（ｂｅａｍｆｏｒｍｅｒ）法、Ｃａｐｏｎ法及び線形予測法等を用いることができる。評価関数算出部１４５は、一般的にこれらの各方法の評価関数の算出処理において用いられる相関行列を、上記数式（４）に示す受信相関行列Ｒｒに置換することにより、これらの各方法に対応する評価関数を算出することが可能である。なお、ビームフォーマ法、Ｃａｐｏｎ法及び線形予測法における評価関数の具体的な算出方法としては、これらの各方法において用いられる公知の各種の手法を用いることができるため、その詳細な説明は省略する。
【００８１】
また、第１の実施形態に係る検出装置１０の機能構成は図２に示す例に限定されない。例えば、図２に示す検出装置１０が有する機能は、必ずしも単一の装置によって実現されなくてもよく、ネットワーク（ｎｅｔｗｏｒｋ）によって互いに接続された複数の装置の協働によって実現されてもよい。例えば、図２に機能ブロックとして図示される制御部１４０が有する各機能が、ネットワークによって互いに接続された複数の情報処理装置の制御部によって行われることにより、各機能において行われる各種の演算処理を並列化して行うことができ、検出処理に伴う計算時間の更なる低減が実現され得る。また、例えば、検出装置１０の機能のうち、送信部１１０及び受信部１２０と、その他の機能とが、別個の装置によって構成されてもよい。例えば、少なくとも送信部１１０及び受信部１２０を備える端末が対象物５１０の検出処理が行われる環境に設置され、当該端末と、例えばクラウド（ｃｌｏｕｄ）上に設置される演算処理に特化したワークステーション（ｗｏｒｋｓｔａｔｉｏｎ）等の情報処理装置とが有線又は無線のネットワークによって互いに通信可能に接続されることにより、検出装置１０の各機能が実現されてもよい。少なくとも送信部１１０及び受信部１２０を備える端末のみを対象物５１０の検出処理が行われる環境に設置することにより、当該端末をより小型化することが可能となる。
【００８２】
［１−３．検出方法の処理手順］
次に、図３を参照して、本発明の第１の実施形態に係る検出方法の処理手順について説明する。図３は、本発明の第１の実施形態に係る検出方法の処理手順の一例を示すフロー（ｆｌｏｗ）図である。なお、図３に示す各処理は、上述した検出装置１０の機能構成によって実現されることができ、例えば、検出装置１０の制御部１４０を構成するプロセッサが所定のプログラムに従って動作することにより実現され得る。
【００８３】
図３を参照すると、本発明の第１の実施形態に係る検出方法においては、まず、例えば複素伝達関数測定部１４２によって、送信アンテナ１１２と受信アレイアンテナ１２２との間における信号の伝搬路を表す複素伝達関数が測定される（ステップＳ１０１（ｓｔｅｐ  Ｓ１０１））。ステップＳ１０１に示す処理では、対象物５１０が存在する場合における複素伝達関数（第１の複素伝達関数）及び対象物５１０が存在しない場合における複素伝達関数（第２の複素伝達関数）の両方が測定される。例えば、第２の複素伝達関数は、第１の複素伝達関数が測定される前に予め測定される。また、複素伝達関数は、送信アンテナ１１２と受信アレイアンテナ１２２との間における信号の伝搬路の数ｍｒ×１に対応する数だけ存在し得るため、行列の形式で表現され得る。従って、ステップＳ１０１における処理では、複素伝達関数が行列の形式で表現された、対象物５１０が存在する場合における複素伝達関数行列Ｈ及び対象物５１０が存在しない場合における複素伝達関数行列Ｈｎｏが測定され得る。
【００８４】
次に、例えば複素差分伝達関数算出部１４３によって、対象物５１０が存在する場合における複素伝達関数と対象物５１０が存在しない場合における複素伝達関数との差分である複素差分伝達関数が算出される（ステップＳ１０３）。実際には、複素伝達関数が行列の形式で表現され得るため、複素差分伝達関数算出部１４３によって、対象物５１０が存在する場合における複素伝達関数行列Ｈと対象物５１０が存在しない場合における複素伝達関数行列Ｈｎｏとの差分である複素差分伝達関数行列Ｈ’が算出され得る。
【００８５】
次に、例えば受信相関行列算出部１４４によって、複素差分伝達関数行列Ｈ’に基づいて、送信アンテナ１１２に対する受信アレイアンテナ１２２の複数の受信アンテナ１２３の相関を表す受信相関行列Ｒｒが算出される（ステップＳ１０５）。受信相関行列Ｒｒは、例えば上記数式（４）を用いて算出され得る。
【００８６】
次に、例えば評価関数算出部１４５によって、受信相関行列Ｒｒが固有値分解され、受信相関行列Ｒｒの固有値λｒ、受信相関行列Ｒｒの固有ベクトルＵ及びステアリングベクトルａｒ（θｒ）が算出される（ステップＳ１０７）。そして、同じく例えば評価関数算出部１４５によって、これらの算出結果に基づいて、受信アレイアンテナ１２２における信号の到来方向を示す評価関数Ｐｒ（θｒ）が算出される（ステップＳ１０９）。ステアリングベクトルａｒ（θｒ）及び評価関数Ｐｒ（θｒ）は、例えば上記数式（９）及び上記数式（８）をそれぞれ用いて算出され得る。
【００８７】
次に、例えば方向検出部１４６によって、評価関数Ｐｒ（θｒ）に基づいて、少なくとも受信アレイアンテナ１２２からの対象物５１０の方向が検出される（ステップＳ１１１）。評価関数Ｐｒ（θｒ）は、受信アレイアンテナ１２２における信号の到来方向を示すものであるため、当該評価関数Ｐｒ（θｒ）には、対象物５１０によって反射された信号の到来方向、すなわち受信アレイアンテナ１２２からの対象物５１０の方向についての情報が含まれていると言える。例えば、評価関数Ｐｒ（θｒ）においては、そのピーク位置に対応する角度θｒが、対象物５１０が存在する方向に対応している。従って、ステップＳ１１１に示す処理では、方向検出部１４６によって、評価関数Ｐｒ（θｒ）におけるピーク位置が抽出されることにより、受信アレイアンテナ１２２に対する対象物５１０が存在する方向を示す角度θｒが求められ、受信アレイアンテナ１２２からの対象物５１０の方向が検出され得る。
【００８８】
以上、図３を参照して、本発明の第１の実施形態に係る検出方法の処理手順について説明した。なお、上記では、ステップＳ１０９に示す処理において、評価関数Ｐｒ（θｒ）として、上記数式（８）に示すＭＵＳＩＣ法における評価関数Ｐｒ（θｒ）が算出されているが、第１の実施形態はかかる例に限定されない。第１の実施形態では、ステップＳ１０９に示す処理において、評価関数算出部１４５によって、到来方向を推定する他の方法における評価関数が算出されてもよく、ステップＳ１１１に示す処理において、方向検出部１４６によって、当該他の方法における評価関数に基づいて対象物５１０の方向が検出されてもよい。信号の到来方向を推定する他の方法としては、例えば、ビームフォーマ法、Ｃａｐｏｎ法及び線形予測法等が用いられてよい。
【００８９】
［１−４．第１の実施形態における実施例］
次に、第１の実施形態における実施例について説明する。本発明者らは、本発明の効果について確認するために、上述した第１の実施形態に係る検出装置１０を用いて、図３に示す処理手順により、対象物５１０の方向を検出する実験を行った。
【００９０】
当該実験を行った環境について説明する。当該実験は、図１に示す屋内環境において行った。具体的には、底面（床面）の一辺の長さＬ＝７．０（ｍ）、他辺の長さＷ＝６．０（ｍ）の略直方体形状を有する部屋５００の一隅に、図１に示すように第１の実施形態に係る検出装置１０を配置した。部屋５００の周囲の壁はコンクリート（ｃｏｎｃｒｅｔｅ）によって構成されており、側壁のうちの一つには、一面に複数のガラス窓５２０が配置されている。
【００９１】
検出装置１０の受信アレイアンテナ１２２としては、４素子の受信アンテナ１２３が水平方向に０．５波長間隔で配列されたアレイアンテナを用いた。また、送信アンテナ１１２は、単素子のアンテナであり、受信アレイアンテナ１２２の近傍に配置されている。具体的には、図１に示すように、送信アンテナ１１２及び受信アレイアンテナ１２２は、その送受信面が略同一平面内に位置するように配置されている。試験周波数は２．４（ＧＨｚ）帯とし、送信電力は１０（ｄＢｍ）とした。また、対象物５１０として、１人の人を、受信アレイアンテナ１２２からの角度θｒがθｒ＝−４０（ｄｅｇ）であり、受信アレイアンテナ１２２からの距離が２（ｍ）である位置に配置した。ここで、図１に示すように、角度θｒは、受信アレイアンテナ１２２における受信アンテナ１２３の配列方向に対する法線であって受信アレイアンテナ１２２の受信面上における基準点Ｑｒを通る法線からの角度θｒとして定義されている。
【００９２】
以上説明した条件において、本発明の第１の実施形態に係る検出装置１０を用いて、図３に示す処理手順により、対象物５１０の検出処理を行った。図４に、本発明の第１の実施形態における対象物５１０の検出処理の結果を示す。図４は、本発明の第１の実施形態における対象物５１０の検出処理の結果を示すグラフ（ｇｒａｐｈ）図である。図４では、横軸に角度θｒを取り、縦軸に評価関数Ｐｒ（θｒ）をプロットしている。上述したように、評価関数Ｐｒ（θｒ）におけるピークの位置に対応する角度θｒが、受信アレイアンテナ１２２からの対象物５１０が存在する方向を示している。また、図４では、説明のため、実際に対象物５１０が存在する方向に対応する角度であるθｒ＝−４０（ｄｅｇ）の位置を破線で図示している。
【００９３】
図４において、実線で示す曲線Ｃは、第１の実施形態における対象物５１０の検出処理を計２０１回行ったうち、最良値を示した評価関数Ｐｒ（θｒ）（すなわち、ピーク位置に対応する角度θｒが−４０（ｄｅｇ）に最も近かった評価関数Ｐｒ（θｒ））を表している。また、一点鎖線で示す曲線Ｄは、第１の実施形態における対象物５１０の検出処理を計２０１回行ったうち、最悪値を示した評価関数Ｐｒ（θｒ）（すなわち、ピーク位置に対応する角度θｒが−４０（ｄｅｇ）から最も遠かった評価関数Ｐｒ（θｒ））を表している。更に、図４では、比較のため、例えば上記特許文献２に記載された一般的なＭＵＳＩＣ法によって求められた評価関数Ｐｒ（θｒ）を、点線で示す曲線Ｂとして図示している。
【００９４】
図４を参照すると、本発明の第１の実施形態においては、評価関数Ｐｒ（θｒ）が、対象物５１０が存在する方向に対応して極大値を取ることが分かる。図４に示すように、第１の実施形態において最良値を示した評価関数Ｐｒ（θｒ）における当該極大値に対応する角度θｒは約−３８（ｄｅｇ）であり、実際に対象物５１０が存在する角度である−４０（ｄｅｇ）とほぼ等しい値が検出されていると言える。また、第１の実施形態において最悪値を示した評価関数Ｐｒ（θｒ）における当該極大値に対応する角度θｒは約−３０（ｄｅｇ）であり、実際に対象物５１０が存在する角度である−４０（ｄｅｇ）から約１０（ｄｅｇ）のずれが生じた。しかしながら、対象物５１０が受信アレイアンテナ１２２から２（ｍ）の位置に存在すること、及び、対象物５１０として用いた人の体の大きさ（特に検出方向における体の幅）を考慮すれば、当該１０（ｄｅｇ）程度のずれ量は、許容できる値であると言える。
【００９５】
一方、曲線Ｃに示すように、一般的なＭＵＳＩＣ法によって求められた評価関数Ｐｒ（θｒ）においては、その極大値に対応する角度θｒは約１（ｄｅｇ）であり、実際に対象物５１０が存在する角度である−４０（ｄｅｇ）から大きく異なっている。この結果から、本発明の第１の実施形態によれば、例えば非特許文献２に記載された従来の方法に比べて、対象物５１０の方向がより正確に検出され得ることが分かる。
【００９６】
以上、図４を参照して、第１の実施形態における実施例について説明した。図４に示すように、本発明の第１の実施形態によれば、例えば非特許文献２に記載された従来の方法に比べて、対象物５１０の方向をより正確に検出することが可能となることが分かる。また、上述したように、第１の実施形態では、対象物５１０の有無での伝搬路の差分を表す複素差分伝達関数を用いることにより、例えば非特許文献１に記載された従来の方法に比べて、より短い測定時間（例えばｍｓオーダー（ｏｒｄｅｒ）程度のごく短い時間）で対象物５１０の方向の検出処理を行うことができる。このように、第１の実施形態によれば、対象物５１０の方向をより短い測定時間でより正確に検出することが可能となることが分かった。
【００９７】
＜２．第２の実施形態＞
［２−１．第２の実施形態の概要］
次に、図５を参照して、本発明の第２の実施形態の概要について説明する。図５は、本発明の第２の実施形態における対象物の検出処理の概要について説明するための説明図である。
【００９８】
図５を参照すると、複数の送信アンテナ２１３からなる送信アレイアンテナ２１２を有する送信装置２１１（以下、Ｔｘ２１１とも呼称する。）と、複数の受信アンテナ１２３からなる受信アレイアンテナ１２２を有する受信装置１２１とが、所定の領域を挟んで対向して配置されている。当該所定の領域内には、対象物５１０（例えば人）が存在している。なお、図５に示す例では、対象物５１０が４つ存在する場合について図示しているが、第２の実施形態はかかる例に限定されず、対象物５１０の数は任意の数であってよい。
【００９９】
受信装置１２１の具体的な構成は、図１を参照して説明した第１の実施形態における受信装置１２１の構成と同様であってよいため、詳細な説明は省略する。また、送信装置２１１は、図１を参照して説明した第１の実施形態における送信装置１１１に対して送信アンテナ１１２が送信アレイアンテナ２１２に置き換えられたものに対応する。送信装置２１１における当該送信アレイアンテナ２１２以外の構成（例えば駆動回路等）は、図１に示す送信装置１１１の構成と同様であってよいため、詳細な説明は省略する。
【０１００】
第２の実施形態では、送信装置２１１の送信アレイアンテナ２１２から信号が所定の領域に向かって送信される。そして、当該所定の領域に存在する対象物５１０によって反射された信号が受信装置１２１の受信アレイアンテナ１２２によって受信される。受信した信号に対して、下記［２−２．検出装置の構成］で詳述する処理を施すことにより、受信アレイアンテナ１２２及び送信アレイアンテナ２１２からの対象物５１０の方向が検出される。更に、受信アレイアンテナ１２２からの対象物５１０の方向と、送信アレイアンテナ２１２からの対象物５１０の方向との交点に対応する位置を算出することにより、受信アレイアンテナ１２２及び送信アレイアンテナ２１２に対する対象物５１０の位置が検出される。
【０１０１】
第２の実施形態では、受信アレイアンテナ１２２からの対象物５１０の方向は、受信アレイアンテナ１２２における受信アンテナ１２３の配列方向に対する法線であって受信アレイアンテナ１２２の受信面上における基準点Ｑｒを通る法線からの角度θｒとして表現され得る。また、送信アレイアンテナ２１２からの対象物５１０の方向は、送信アレイアンテナ２１２における送信アンテナ２１３の配列方向に対する法線であって送信アレイアンテナ２１２の送信面上における基準点Ｑｔを通る法線からの角度θｔとして表現され得る。
【０１０２】
ここで、上述した第１の実施形態では、１つの送信アンテナ１１２を有する送信装置１１１と、複数の受信アンテナ１２３からなる受信アレイアンテナ１２２を有する受信装置１２１とを用いて、受信アレイアンテナ１２２からの対象物５１０の方向が検出されており、送信アンテナ１１２からの対象物５１０の方向は検出されていなかった。一方、上述したように、第２の実施形態では、送信装置２１１が複数の送信アンテナ２１３からなる送信アレイアンテナ２１２を有する。そして、複数の送信アンテナ２１３からなる送信アレイアンテナ２１２を有する送信装置２１１と、複数の受信アンテナ１２３からなる受信アレイアンテナ１２２を有する受信装置１２１とを用いることにより、受信アレイアンテナ１２２からの対象物５１０の方向に加えて、送信アレイアンテナ２１２からの対象物５１０の方向が検出される。更に、検出されたこれらの方向を示す直線の交点に位置を検出することにより、受信アレイアンテナ１２２及び送信アレイアンテナ２１２に対する対象物５１０の位置が検出される。
【０１０３】
以上、図５を参照して、本発明の第２の実施形態における対象物５１０の検出処理の概要について説明した。以下では、下記［２−２．検出装置の構成］において、第２の実施形態における対象物５１０の検出処理を実現するための検出装置の一構成例について説明する。また、下記［２−３．検出方法の処理手順］において、第２の実施形態における対象物５１０の検出処理における処理手順の流れの一例について説明する。
【０１０４】
［２−２．検出装置の構成］
図６を参照して、本発明の第２の実施形態に係る検出装置の一構成例について説明する。図６は、本発明の第２の実施形態に係る検出装置の一構成例を示す機能ブロック図である。
【０１０５】
図６を参照すると、第２の実施形態に係る検出装置２０は、送信部２１０、受信部１２０、記憶部１３０及び制御部２４０を備える。なお、図６に示す検出装置２０の各機能は、例えば、後述する図１２に示すハードウェア構成によって実現され得る。ここで、第２の実施形態に係る検出装置２０は、図２に示す第１の実施形態に係る検出装置１０に対して、一部の機能が変更されたものに対応する。従って、以下の検出装置２０の構成についての説明では、第１の実施形態との相違点について主に説明することとし、重複する事項については詳細な説明を省略する。
【０１０６】
送信部２１０は、例えば図５に示す送信装置２１１によって構成され、所定の領域に対して信号を送信する機能を有する。送信部２１０は、後述する制御部２４０の送信駆動制御部１４７によりその駆動が制御され、所定の領域に対して所定の特性を有する信号を送信することができる。なお、図６においても、図１と同様に、送信部１１０から受信部１２０へ信号が伝搬する様子を破線の矢印で示している。
【０１０７】
受信部１２０及び記憶部１３０の機能は、図２に示す第１の実施形態に係る検出装置１０の受信部１２０及び記憶部１３０の機能と同様であってよいため、詳細な説明は省略する。なお、第２の実施形態では、記憶部１３０は、受信アレイアンテナ１２２における基準点Ｑｒの位置（絶対座標）についての情報とともに、送信アレイアンテナ２１２における基準点Ｑｔの位置（絶対座標）についての情報を記憶してもよい。
【０１０８】
制御部２４０は、例えばＣＰＵ、ＤＳＰ等の各種のプロセッサによって構成され、検出装置２０の動作を統合的に制御する。制御部２４０は、その機能として、受信駆動制御部１４１、送信駆動制御部１４７、複素伝達関数測定部２４２、複素差分伝達関数算出部１４３、受信相関行列算出部１４４、送信相関行列算出部２４７、評価関数算出部２４５、方向検出部２４６及び位置検出部２４８を有する。なお、これらの各機能は、制御部２４０を構成するプロセッサが所定のプログラムに従って動作することにより実現され得る。
【０１０９】
送信駆動制御部１４７は、送信部２１０の駆動を制御する。例えば、送信駆動制御部１４７は、予めユーザによって設定され得る駆動条件情報に基づいて送信部２１０の駆動を制御し、送信アレイアンテナ２１２から所定の特性の信号を所定の領域に向かって送信させる。また、受信駆動制御部１４１は、受信部１２０の駆動を制御する。例えば、受信駆動制御部１４１は、予めユーザによって設定され得る駆動条件情報に基づいて受信部１２０の駆動を制御し、受信アレイアンテナ１２２によって、送信部２１０によって送信される所定の特性を有する信号を受信させる。送信駆動制御部１４７及び受信駆動制御部１４１の機能は、送信駆動制御部１４７によって駆動制御を行う対象が送信部１１０から送信部２１０に変更された以外は、図２に示す第１の実施形態に係る検出装置１０の送信駆動制御部１４７及び受信駆動制御部１４１の機能と同様であってよいため、詳細な説明は省略する。
【０１１０】
複素伝達関数測定部２４２は、送信アレイアンテナ２１２と受信アレイアンテナ１２２との間における信号の伝搬路を表す複素伝達関数を測定する。ここで、複素伝達関数は、送信アレイアンテナ２１２と受信アレイアンテナ１２２との間で送受信される信号の伝搬路を表す情報である伝搬チャネル情報に対応する関数である。例えば、複素伝達関数測定部２４２は、受信部１２０から受信した信号に関する情報を取得することにより、複素伝達関数を測定することができる。また、複素伝達関数測定部２４２は、記憶部１３０、送信駆動制御部１４７及び／又は受信駆動制御部１４１から、送信部２１０及び受信部１２０を駆動させた際の駆動条件情報を取得し、当該駆動条件情報に含まれる送受信された信号の特性についての情報や送信アレイアンテナ２１２及び受信アレイアンテナ１２２の配置位置及び配置方向の情報等に更に基づいて複素伝達関数を測定してもよい。
【０１１１】
ここで、第２の実施形態では、送信部２１０におけるｍｔ本（ｍｔ≧２）の送信アンテナ２１３と、受信部１２０におけるｍｒ本（ｍｒ≧２）の受信アンテナ１２３との間に、ｍｒ×ｍｔの信号の伝搬路が存在する。従って、複素伝達関数測定部２４２は、当該伝搬路の数ｍｒ×ｍｔに対応するｍｒ×ｍｔ個の複素伝達関数を測定することができる。これらｍｒ×ｍｔ個の複素伝達関数は、当該複素伝達関数を各要素とするｍｒ行ｍｔ列の複素伝達関数行列Ｈとして表現され得る。このように、複素伝達関数測定部２４２は複素伝達関数行列Ｈを測定しているとも言える。
【０１１２】
ここで、第１の実施形態では、複素伝達関数行列Ｈはｍｒ行１列の行列として表現されていた。第２の実施形態における複素伝達関数行列Ｈは、第１の実施形態における複素伝達関数行列Ｈに対して、その列数が拡張されたものに対応している。複素伝達関数測定部２４２の機能は、測定する複素伝達関数行列Ｈの構成が異なるだけであり、他の機能は、図２に示す第１の実施形態に係る検出装置１０の複素伝達関数測定部１４２の機能と同様であってよい。従って、第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、複素伝達関数測定部２４２は、対象物５１０が存在する場合における複素伝達関数（第１の複素伝達関数）及び対象物５１０が存在しない場合における複素伝達関数（第２の複素伝達関数）の両方の複素伝達関数を測定する。第２の複素伝達関数の測定は、例えば、実際に対象物５１０に対する検出処理が行われる環境において、第１の複素伝達関数の測定が行われる前に予め測定される。
【０１１３】
第２の実施形態における、対象物５１０が存在する場合における複素伝達関数行列Ｈ（第１の複素伝達関数行列Ｈ）は、下記数式（１０）で表される。
【０１１４】
【数１０】
2015117961.tif 000012
……（１０）
【０１１５】
また、同様に、第２の実施形態における、対象物５１０が存在しない場合における複素伝達関数行列Ｈｎｏ（第２の複素伝達関数行列Ｈｎｏ）は、下記数式（１１）で表される。
【０１１６】
【数１１】
2015117961.tif 000013
……（１１）
【０１１７】
このように、第２の実施形態では、複素伝達関数測定部２４２は、複素伝達関数が行列の形式で表現された、対象物５１０が存在する場合における複素伝達関数行列Ｈ及び対象物５１０が存在しない場合における複素伝達関数行列Ｈｎｏを測定することができる。複素伝達関数測定部２４２は、第１の複素伝達関数の測定処理が行われる前に予め測定した第２の複素伝達関数についての情報（又は第２の複素伝達関数行列Ｈｎｏについての情報）を、例えば記憶部１３０に格納する。また、複素伝達関数測定部２４２は、測定した第１の複素伝達関数についての情報（又は第１の複素伝達関数行列Ｈについての情報）を、複素差分伝達関数算出部１４３に提供する。
【０１１８】
複素差分伝達関数算出部１４３は、第１の複素伝達関数と第２の複素伝達関数との差分である複素差分伝達関数を算出する。複素差分伝達関数算出部１４３は、複素伝達関数測定部２４２から第１の複素伝達関数についての情報を取得し、記憶部１３０を参照して第２の複素伝達関数についての情報を取得することにより、複素差分伝達関数を算出することができる。ここで、複素差分伝達関数算出部１４３の機能は、図２に示す第１の実施形態に係る検出装置１０の複素差分伝達関数算出部１４３の機能と同様であってよい。複素差分伝達関数算出部１４３は、上記数式（３）に従って、第１の複素伝達関数行列Ｈから第２の複素伝達関数行列Ｈｎｏを差し引くことにより、複素差分伝達関数Ｈ’を算出することができる。複素差分伝達関数算出部１４３は、算出した複素差分伝達関数行列Ｈ’についての情報を、受信相関行列算出部１４４及び送信相関行列算出部２４７に提供する。
【０１１９】
受信相関行列算出部１４４は、複素差分伝達関数行列Ｈ’に基づいて、送信アンテナ２１３に対する受信アレイアンテナ１２２の複数の受信アンテナ１２３の相関を表す受信相関行列Ｒｒを算出する。受信相関行列算出部１４４の機能は、図２に示す第１の実施形態に係る検出装置１０の受信相関行列算出部１４４の機能と同様であってよい。受信相関行列算出部１４４は、上記数式（４）に従って、受信相関行列Ｒｒを算出することができる。受信相関行列算出部１４４は、算出した受信相関行列Ｒｒについての情報を、評価関数算出部２４５に提供する。
【０１２０】
送信相関行列算出部２４７は、複素差分伝達関数行列Ｈ’に基づいて、受信アンテナ１２３に対する送信アレイアンテナ２１２の複数の送信アンテナ２１３の相関を表す送信相関行列Ｒｔを算出する。具体的には、送信相関行列Ｒｔは、下記数式（１２）で定義される。
【０１２１】
【数１２】
2015117961.tif 000014
……（１２）
【０１２２】
送信相関行列算出部２４７は、算出した送信相関行列Ｒｔについての情報を、評価関数算出部２４５に提供する。なお、受信相関行列算出部１４４と同様に、送信相関行列算出部２４７は、送信相関行列Ｒｔを算出する際に、所定の周波数帯域において計算された送信相関行列を周波数方向で平均化することにより、送信相関行列Ｒｔを求めてもよい。当該平均化の処理により、方向検出の精度をより向上させることができる。
【０１２３】
評価関数算出部２４５は、受信相関行列Ｒｒに基づいて、受信アレイアンテナ１２２における信号の到来方向を示す評価関数Ｐｒ（θｒ）を算出する。また、評価関数算出部２４５は、送信相関行列Ｒｔに基づいて、送信アレイアンテナ２１２における信号の出発方向を示す評価関数Ｐｔ（θｔ）を算出する。当該評価関数Ｐｔ（θｔ）は、送信アレイアンテナ２１２における信号の出発方向を示すものであるため、当該評価関数Ｐｔ（θｔ）には、対象物５１０に向かって送信された信号の出発方向、すなわち送信アレイアンテナ２１２からの対象物５１０の方向についての情報が含まれていると言える。このように、評価関数算出部２４５は、図２に示す第１の実施形態に係る評価関数算出部１４５の機能に加えて、送信アレイアンテナ２１２における信号の出発方向を示す評価関数Ｐｔ（θｔ）を算出する機能を有する。
【０１２４】
なお、当該評価関数Ｐｒ（θｒ）、Ｐｔ（θｔ）としては、アレイアンテナにおける信号の到来方向及び出発方向を推定する、各種の到来方向推定方法及び出発方向推定方法における評価関数が用いられてよい。第２の実施形態では、評価関数算出部２４５は、公知の各種の到来方向推定方法及び出発方向推定方法における評価関数Ｐｒ（θｒ）、Ｐｔ（θｔ）を算出することができる。ここでは、一例として、評価関数算出部２４５がＭＵＳＩＣ法における評価関数Ｐｒ（θｒ）、Ｐｔ（θｔ）を算出する場合について説明する。
【０１２５】
ここで、受信アレイアンテナ１２２における信号の到来方向を示す評価関数Ｐｒ（θｒ）の算出方法は、上記［１−２．検出装置の構成］で説明した方法と同様であってよいため、詳細な説明は省略する。ここでは、評価関数算出部２４５によって行われる、送信アレイアンテナ２１２における信号の出発方向を示す評価関数Ｐｔ（θｔ）の算出方法について詳しく説明する。
【０１２６】
まず、評価関数算出部２４５は、送信相関行列Ｒｔを固有値分解することにより、当該送信相関行列Ｒｔの固有ベクトルＶと、当該固有ベクトルＶの複素共役転置ベクトルであるＶＨを算出する。送信相関行列Ｒｔの固有値分解は、下記数式（１３）で表現される。
【０１２７】
【数１３】
2015117961.tif 000015
……（１３）
【０１２８】
ここで、固有ベクトルＶは、送信相関行列Ｒｔの固有ベクトルｖｉによって構成される行列であり、下記数式（１４）で表現される。なお、ｖｉはｉ列目の固有ベクトルを示しており、その要素数はｍｔ個である。
【０１２９】
【数１４】
2015117961.tif 000016
……（１４）
【０１３０】
また、Ｄｔは対角要素が送信相関行列Ｒｔの固有値λｔ１，・・・，λｔｍｔである対角行列であり、下記数式（１５）で表される。なお、以下の説明では、送信相関行列Ｒｔの固有値λｔ１，・・・，λｔｍｔを総称して固有値λｔとも呼称する。
【０１３１】
【数１５】
2015117961.tif 000017
……（１５）
【０１３２】
次に、評価関数算出部２４５は、下記数式（１６）で表現される評価関数Ｐｔ（θｔ）を算出する。
【０１３３】
【数１６】
2015117961.tif 000018
……（１６）
【０１３４】
ここで、Ｌは方向検出の対象である対象物５１０の数である。上記数式（１６）から、第２の実施形態においては、送信アレイアンテナ２１２に設けられる送信アンテナ２１３の数ｍｔは、対象物５１０の数Ｌよりも多いことが求められる。換言すれば、送信アレイアンテナ２１２を構成する送信アンテナ２１３の数ｍｔが、対象物５１０の数Ｌよりも多い場合であれば、第２の実施形態における対象物５１０の検出処理が適用可能であると言える。
【０１３５】
また、ａｔ（θｔ）は送信アレイアンテナ２１２におけるステアリングベクトルであり、下記数式（１７）で表される。
【数１７】
2015117961.tif 000019
……（１７）
【０１３６】
ステアリングベクトルａｔ（θｔ）は、角度θｔに対する送信アレイアンテナ２１２を構成する各送信アンテナ２１３の振幅比及び位相差を表すベクトルであり、対象物５１０の方向を検出する際の角度θｔの基準となる位置（図５に示す基準点Ｑｔ）に対する各送信アンテナ２１３の位置に基づいて決定される。なお、ステアリングベクトルａｔ（θｔ）の具体的な設定方法は、一般的なＭＵＳＩＣ法におけるステアリングベクトルの設定方法と同様であってよい。
【０１３７】
以上、評価関数算出部２４５による評価関数Ｐｔ（θｔ）の算出方法について詳しく説明した。評価関数算出部２４５は、算出した評価関数Ｐｒ（θｒ）、Ｐｔ（θｔ）についての情報を、方向検出部２４６に提供する。
【０１３８】
方向検出部２４６は、評価関数Ｐｒ（θｒ）に基づいて、受信アレイアンテナ１２２からの対象物５１０の方向を検出する。また、方向検出部２４６は、評価関数Ｐｔ（θｔ）に基づいて、送信アレイアンテナ２１２からの対象物５１０の方向を検出する。このように、方向検出部２４６は、図２に示す第１の実施形態に係る方向検出部１４６の機能に加えて、評価関数Ｐｔ（θｔ）に基づいて送信アレイアンテナ２１２からの対象物５１０の方向を検出する機能を有する。
【０１３９】
具体的には、評価関数Ｐｒ（θｒ）と同様に、上記数式（１６）に示す評価関数Ｐｔ（θｔ）によって表現される特性は、ＭＵＳＩＣスペクトルと呼ばれるものであり、評価関数Ｐｔ（θｔ）におけるピーク位置に対応する角度θｔが、送信アレイアンテナ２１２からの対象物５１０が存在する方向に対応している。よって、方向検出部２４６は、評価関数Ｐｔ（θｔ）におけるピーク位置を抽出することにより、送信アレイアンテナ２１２に対する対象物５１０の存在する方向を示す角度θｔを求めることができ、送信アレイアンテナ２１２からの対象物５１０の方向を検出することができる。対象物５１０が複数存在する場合には、評価関数Ｐｔ（θｔ）におけるピーク位置に対応する角度θｔが複数抽出されることとなる。なお、以下の説明では、送信相関行列Ｒｔに基づいて検出される送信アレイアンテナ２１２からの対象物５１０の方向のことを、第２の方向とも呼称する。
【０１４０】
上記［１−２．検出装置の構成］で説明した方法と同様の方法により、方向検出部２４６は、評価関数Ｐｒ（θｒ）におけるピーク位置に対応する角度θｒを抽出することにより、受信アレイアンテナ１２２に対する対象物５１０の存在する方向を示す角度θｒを求めることができ、受信アレイアンテナ１２２からの対象物５１０の方向を検出することができる。方向検出部２４６は、検出した第１の方向及び第２の方向についての情報を位置検出部２４８に提供する。方向検出部２４６は、第１の方向及び第２の方向についての情報として、受信アレイアンテナ１２２及び送信アレイアンテナ２１２からの対象物５１０の方向を示す角度θｒ、θｔについての情報を、位置検出部２４８に提供してもよい。
【０１４１】
位置検出部２４８は、方向検出部２４６によって検出された第１の方向及び第２の方向に基づいて、受信アレイアンテナ１２２及び送信アレイアンテナ２１２に対する対象物５１０の位置を検出する。方向検出部２４６による検出結果から、角度θｒによって表される受信アレイアンテナ１２２からの対象物５１０の方向が分かる。また、同様に、方向検出部２４６による検出結果から、角度θｔによって表される送信アレイアンテナ２１２からの対象物５１０の方向が分かる。更に、位置検出部２４８は、例えば記憶部１３０を参照することにより、受信アレイアンテナ１２２における基準点Ｑｒの位置（絶対座標）についての情報及び送信アレイアンテナ２１２における基準点Ｑｔの位置（絶対座標）についての情報を得ることができる。従って、位置検出部２４８は、受信アレイアンテナ１２２の位置、送信アレイアンテナ２１２の位置、第１の方向及び第２の方向に基づいて、これらの方向が示す直線の交点に対応する位置を、受信アレイアンテナ１２２及び送信アレイアンテナ２１２に対する対象物５１０が存在する位置として検出することができる。対象物５１０が複数存在する場合には、評価関数Ｐｒ（θｒ）におけるピーク位置に対応する角度θｒと、評価関数Ｐｔ（θｔ）におけるピーク位置に対応する角度θｔとが、それぞれ複数個検出され得るので、位置検出部２４８は、それらの角度が示す複数の直線の各交点に対応する位置を、対象物５１０が存在する位置としてそれぞれ検出することができる。
【０１４２】
なお、図５に示すように、角度θｒは、受信アレイアンテナ１２２の受信面上に設定される基準点Ｑｒを基準とする角度であるため、方向検出部２４６によって検出される受信アレイアンテナ１２２からの対象物５１０の方向は、厳密には当該基準点Ｑｒからの対象物５１０の方向であるとも言える。同様に、角度θｔは、送信アレイアンテナ２１２の送信面上に設定される基準点Ｑｔを基準とする角度であるため、方向検出部２４６によって検出される送信アレイアンテナ２１２からの対象物５１０の方向は、厳密には当該基準点Ｑｔからの対象物５１０の方向であるとも言える。ただし、当該基準点Ｑｒ、Ｑｔは、受信アレイアンテナ１２２の受信面上及び送信アレイアンテナ２１２の送信面上にそれぞれ設定されればよく、これらの位置は例えばユーザによって適宜設定され得る。従って、基準点Ｑｒが設定される位置によっては、方向検出部２４６によって検出される受信アレイアンテナ１２２からの対象物５１０の方向は、例えば受信アレイアンテナ１２２を構成する受信アンテナ１２３のいずれかからの対象物５１０の方向でもあり得る。同様に、基準点Ｑｔが設定される位置によっては、方向検出部２４６によって検出される送信アレイアンテナ２１２からの対象物５１０の方向は、例えば送信アレイアンテナ２１２を構成する送信アンテナ２１３のいずれかからの対象物５１０の方向でもあり得る。
【０１４３】
以下の説明においては、評価関数Ｐｒ（θｒ）に基づいて方向検出部２４６によって検出される対象物５１０の方向（すなわち、第１の方向）のことを、便宜的に、受信アレイアンテナ１２２からの対象物５１０の方向等と呼称するが、第２の実施形態においては、方向検出部２４６によって検出される第１の方向は、基準点Ｑｒからの対象物５１０の方向であってもよいし、受信アレイアンテナ１２２を構成する受信アンテナ１２３のいずれかからの対象物５１０の方向であってもよい。また、同様に、以下の説明においては、評価関数Ｐｔ（θｔ）に基づいて方向検出部２４６によって検出される対象物５１０の方向（すなわち、第２の方向）のことを、便宜的に、送信アレイアンテナ２１２からの対象物５１０の方向等と呼称するが、第２の実施形態においては、方向検出部２４６によって検出される第２の方向は、基準点Ｑｔからの対象物５１０の方向であってもよいし、送信アレイアンテナ２１２を構成する送信アンテナ２１３のいずれかからの対象物５１０の方向であってもよい。更に、同様に、以下の説明では、第１の方向及び第２の方向に基づいて位置検出部２４８によって検出される対象物５１０の位置のことを、便宜的に、受信アレイアンテナ１２２及び送信アレイアンテナ２１２に対する対象物５１０の位置等と呼称するが、第２の実施形態においては、位置検出部２４８によって検出される対象物５１０の位置は、第１の方向を示す角度θｒ及び第２の方向を示す角度θｔの基準となる位置に対する対象物５１０の位置であってよい。
【０１４４】
以上、図６を参照して、本発明の第２の実施形態に係る検出装置２０の一構成例について説明した。第２の実施形態では、第１の実施形態によって得られる効果に加えて、以下の効果が得られる。
【０１４５】
第２の実施形態においては、方向検出部２４６によって、第１の実施形態で検出される受信アレイアンテナ１２２からの対象物５１０の方向（第１の方向）に加えて、送信アレイアンテナ２１２からの対象物５１０の方向（第２の方向）が検出される。そして、位置検出部２４８によって、受信アレイアンテナ１２２の位置、送信アレイアンテナ２１２の位置、第１の方向及び第２の方向に基づいて、受信アレイアンテナ１２２及び送信アレイアンテナ２１２に対する対象物５１０の位置が検出される。
【０１４６】
ここで、第２の実施形態における第２の方向の検出においても、第１の実施形態における第１の方向の検出と同様に、第１の複素伝達関数と第２の複素伝達関数との差分である複素差分伝達関数を用いた検出処理が行われる。従って、第２の方向の検出処理も、より短い測定時間で行うことができる。このように、第２の実施形態では、対象物５１０の有無での伝搬路の差分を表す複素差分伝達関数を用いることにより、例えば非特許文献１に記載された従来の方法に比べて、より短い測定時間（例えばｍｓオーダー（ｏｒｄｅｒ）程度のごく短い時間）で受信アレイアンテナ１２２及び送信アレイアンテナ２１２からの対象物５１０の方向の検出処理を行うことができる。また、受信アレイアンテナ１２２及び送信アレイアンテナ２１２からの対象物５１０の方向の検出は、例えば図４に示すように、非特許文献２に示す従来の方法に比べてより正確に行うことができる。従って、第２の実施形態では、受信アレイアンテナ１２２及び送信アレイアンテナ２１２からの対象物５１０の方向の検出、更には、検出されたこれらの方向に基づく受信アレイアンテナ１２２及び送信アレイアンテナ２１２に対する対象物５１０の位置の検出を、より短い測定時間でより正確に行うことが可能となる。
【０１４７】
なお、第１の実施形態と同様、第２の実施形態では、評価関数算出部２４５によって行われる演算処理は、一般的にＭＵＳＩＣ法において行われる演算処理と同様であってよい。従って、第２の実施形態における評価関数Ｐｒ（θｒ）、Ｐｔ（θｔ）の算出処理は、一般的なＭＵＳＩＣ法での評価関数の算出処理において用いられる相関行列を上記数式（４）及び上記数式（１２）に示す受信相関行列Ｒｒ又は送信相関行列Ｒｔにそれぞれ置換したものであり得る。
【０１４８】
また、上記では、信号の到来方向を推定する方法としてＭＵＳＩＣ法を用いる場合について説明したが、第２の実施形態はかかる例に限定されない。第２の実施形態では、評価関数算出部２４５は、信号の到来方向及び出発方向を推定する他の方法における評価関数を算出してもよく、方向検出部２４６は、当該他の方法における評価関数に基づいて対象物５１０の方向を検出してもよい。到来方向及び出発方向を推定する他の方法としては、例えば、ビームフォーマ法、Ｃａｐｏｎ法及び線形予測法等を用いることができる。評価関数算出部２４５は、一般的にこれらの各方法の評価関数の算出処理において用いられる相関行列を、上記数式（４）、（１２）に示す受信相関行列Ｒｒ又は送信相関行列Ｒｔにそれぞれ置換することにより、これらの各方法に対応する評価関数を算出することが可能である。
【０１４９】
また、第２の実施形態に係る検出装置２０も、第１の実施形態と同様に、図６には明示されない各種の構成、例えば、表示画面に各種の情報を表示する表示部や、外部の他の機器との間で各種の情報を送受信する通信部等の機能を更に備えてもよい。そして、方向検出部２４６によって検出された第１及び第２の方向についての情報や、位置検出部２４８によって検出された対象物５１０の位置についての情報が、例えば当該表示部に表示されてユーザに対して通知されたり、当該通信部を介して外部の他の機器に送信されて当該他の機器の記憶部に保存されたりしてよい。このように、第２の実施形態では、方向検出部２４６によって検出された第１及び第２の方向についての情報や、位置検出部２４８によって検出された対象物５１０の位置についての情報が出力される先は任意であってよい。例えば、検出装置２０の表示部や外部の他の機器の表示部に、検出結果がリアルタイムで表示されてもよいし、検出装置２０の記憶部１３０や外部の他の機器の記憶部に所定の期間の検出結果が履歴として保存されてもよい。
【０１５０】
また、第２の実施形態に係る検出装置２０の機能構成は図６に示す例に限定されない。第１の実施形態に係る検出装置１０と同様に、第２の実施形態に係る検出装置２０が有する機能は、必ずしも単一の装置によって実現されなくてもよく、ネットワークによって互いに接続された複数の装置の協働によって実現されてもよい。
【０１５１】
［２−３．検出方法の処理手順］
次に、図７を参照して、本発明の第２の実施形態に係る検出方法の処理手順について説明する。図７は、本発明の第２の実施形態に係る検出方法の処理手順の一例を示すフロー図である。なお、図７に示す各処理は、上述した検出装置２０の機能構成によって実現されることができ、例えば、検出装置２０の制御部２４０を構成するプロセッサが所定のプログラムに従って動作することにより実現され得る。
【０１５２】
また、図７に示す第２の実施形態に係る検出方法の処理手順は、図３を参照して説明した第１の実施形態に係る検出方法の処理手順に対して、その一部が変更されたものに対応する。従って、以下の第２の実施形態に係る検出方法の処理手順についての説明では、第１の実施形態との相違点について主に説明することとし、重複する事項についてはその詳細な説明は省略する。
【０１５３】
図７を参照すると、本発明の第２の実施形態に係る検出方法においては、まず、例えば複素伝達関数測定部２４２によって、送信アレイアンテナ２１２と受信アレイアンテナ１２２との間における信号の伝搬路を表す複素伝達関数が測定される（ステップＳ２０１）。ステップＳ２０１に示す処理は、算出される複素伝達関数の数が、受信アレイアンテナ１２２を構成する受信アンテナ１２３の数ｍｒ及び送信アレイアンテナ２１２を構成する送信アンテナ２１３の数ｍｔに対応するｍｒ×ｍｔに拡張されること以外は、図３に示す第１の実施形態におけるステップＳ１０１に示す処理と同様であってよい。ステップＳ２０１に示す処理では、複素伝達関数が行列の形式で表現された、対象物５１０が存在する場合における複素伝達関数行列Ｈ及び対象物５１０が存在しない場合における複素伝達関数行列Ｈｎｏが測定され得る。
【０１５４】
次に、例えば複素差分伝達関数算出部１４３によって、対象物５１０が存在する場合における複素伝達関数と対象物５１０が存在しない場合における複素伝達関数との差分である複素差分伝達関数が算出される（ステップＳ１０３）。次いで、例えば受信相関行列算出部１４４によって、複素差分伝達関数行列Ｈ’に基づいて、送信アンテナ１１２に対する受信アレイアンテナ１２２の複数の受信アンテナ１２３の相関を表す受信相関行列Ｒｒが算出される（ステップＳ１０５）。これらステップＳ１０３及びステップＳ１０５に示す処理は、図３に示す第１の実施形態におけるステップＳ１０３及びステップＳ１０５に示す処理と同様であってよいため、詳細な説明は省略する。
【０１５５】
第２の実施形態では、次に、例えば送信相関行列算出部２４７によって、受信アンテナ１２３に対する送信アレイアンテナ２１２の複数の送信アンテナ２１３の相関を表す送信相関行列Ｒｔが算出される（ステップＳ２０６）。送信相関行列Ｒｔは、例えば上記数式（１２）を用いて算出され得る。なお、ステップＳ１０５に示す受信相関行列Ｒｒを算出する処理と、ステップＳ２０６に示す送信相関行列Ｒｔを算出する処理とは、どちらの処理が先に行われてもよいし、並列して行われてもよい。
【０１５６】
次に、例えば評価関数算出部２４５によって、受信相関行列Ｒｒ及び送信相関行列Ｒｔが固有値分解され、受信相関行列Ｒｒの固有値λｒ、受信相関行列Ｒｒの固有ベクトルＵ、送信相関行列Ｒｔの固有値λｔ、送信相関行列Ｒｔの固有ベクトルＶ及びステアリングベクトルａｒ（θｒ）、ａｔ（θｔ）が算出される（ステップＳ２０７）。そして、同じく例えば評価関数算出部２４５によって、これらの算出結果に基づいて、受信アレイアンテナ１２２における信号の到来方向を示す評価関数Ｐｒ（θｒ）及び送信アレイアンテナ２１２における信号の出発方向を示す評価関数Ｐｔ（θｔ）が算出される（ステップＳ２０９）。ステアリングベクトルａｒ（θｒ）、ａｔ（θｔ）及び評価関数Ｐｒ（θｒ）、Ｐｔ（θｔ）は、例えば上記数式（９）、（１７）、（８）、（１６）をそれぞれ用いて算出され得る。
【０１５７】
次に、例えば方向検出部２４６によって、評価関数Ｐｒ（θｒ）に基づいて受信アレイアンテナ１２２からの対象物５１０の方向が検出されるとともに、評価関数Ｐｔ（θｔ）に基づいて送信アレイアンテナ２１２からの対象物５１０の方向が検出される（ステップＳ２１１）。具体的には、評価関数Ｐｒ（θｒ）、Ｐｔ（θｔ）におけるピーク位置に対応する角度θｒ、θｔが抽出され、受信アレイアンテナ１２２及び送信アレイアンテナ２１２に対する対象物５１０が存在する方向を示す角度θｒ、θｔが求められることにより、受信アレイアンテナ１２２からの対象物５１０の方向（第１の方向）及び送信アレイアンテナ２１２からの対象物５１０の方向（第２の方向）が検出され得る。
【０１５８】
次に、例えば位置検出部２４８によって、ステップＳ２１１で検出された第１の方向及び第２の方向に基づいて、受信アレイアンテナ１２２及び送信アレイアンテナ２１２に対する対象物５１０の位置が検出される（ステップＳ２１３）。具体的には、受信アレイアンテナ１２２の位置、送信アレイアンテナ２１２の位置、第１の方向及び第２の方向に基づいて、これらの方向が示す直線の交点に対応する位置が、受信アレイアンテナ１２２及び送信アレイアンテナ２１２に対する対象物５１０が存在する位置として検出され得る。
【０１５９】
以上、図７を参照して、本発明の第２の実施形態に係る検出方法の処理手順について説明した。なお、上記では、ステップＳ２０９に示す処理において、評価関数Ｐｒ（θｒ）、Ｐｔ（θｔ）として、上記数式（８）及び上記数式（１６）に示すＭＵＳＩＣ法における評価関数Ｐｒ（θｒ）、Ｐｔ（θｔ）が算出されているが、第２の実施形態はかかる例に限定されない。第２の実施形態では、ステップＳ２０９に示す処理において、信号の到来方向及び出発方向を推定する他の方法における評価関数が算出されてもよく、ステップＳ２１１、Ｓ２１３に示す処理において、当該他の方法における評価関数に基づいて対象物５１０の方向及び位置が検出されてもよい。信号の到来方向及び出発方向を推定する他の方法としては、例えば、ビームフォーマ法、Ｃａｐｏｎ法及び線形予測法等が用いられてよい。
【０１６０】
＜３．第３の実施形態＞
［３−１．第３の実施形態の概要］
次に、図８を参照して、本発明の第３の実施形態の概要について説明する。図８は、本発明の第３の実施形態における対象物の検出処理の概要について説明するための説明図である。
【０１６１】
図８を参照すると、複数の送信アンテナ２１３からなる送信アレイアンテナ２１２を有する送信装置２１１と、複数の受信アンテナ１２３からなる受信アレイアンテナ１２２を有する受信装置１２１とが、所定の領域を挟んで対向して配置されている。当該所定の領域内には、複数の対象物５１０（例えば人）が存在している。なお、送信装置２１１及び受信装置１２１の具体的な構成は、図５を参照して説明した第２の実施形態における送信装置２１１及び受信装置１２１の構成と同様であってよいため、詳細な説明は省略する。
【０１６２】
このように、図８に示す構成は、図５に示す第２の実施形態における対象物５１０の検出処理における構成と同様である。上記［２−１．第２の実施形態の概要］で説明したように、当該構成においては、受信アレイアンテナ１２２及び送信アレイアンテナ２１２に対する対象物５１０の位置を検出することが可能となる。具体的には、受信アレイアンテナ１２２からの対象物５１０の方向を示す直線と、送信アレイアンテナ２１２からの対象物５１０の方向を示す直線との交点に対応する位置として、当該対象物５１０の位置が検出され得る。
【０１６３】
ここで、図８に示すように、複数の対象物５１０の位置が検出される場合について考える。上記［２−２．検出装置の構成］で説明したように、複数の対象物５１０が存在する場合には、評価関数Ｐｒ（θｒ）、Ｐｔ（θｔ）におけるピーク位置が、対象物５１０の数に対応する数だけ現れる。従って、複数の当該ピーク位置に対応する複数の角度θｒ、θｔが抽出されることとなり、受信アレイアンテナ１２２からの対象物５１０の方向を示す直線及び送信アレイアンテナ２１２からの対象物５１０の方向を示す直線も、それぞれ複数本検出され得る。
【０１６４】
上述したように、受信アレイアンテナ１２２からの対象物５１０の方向を示す直線と、送信アレイアンテナ２１２からの対象物５１０の方向を示す直線との交点に対象物５１０が存在し得るはずであるが、これらの直線が複数本存在する場合には、図８に示すように、実際には対象物５１０が存在しない位置にも交点が存在することとなる。このような対象物５１０が存在しない位置に現れる交点は、対象物５１０の検出処理を行った際に、実際には対象物５１０が存在しないにもかかわらず、あたかも対象物５１０が存在するかのように検出されてしまう可能性がある。このように誤検出された対象物５１０のことを、虚像とも呼称する。図８では、虚像が検出され得る位置である虚像位置５３０のうちのいくつかを黒丸で図示している。
【０１６５】
本発明の第３の実施形態における対象物５１０の検出処理では、受信アレイアンテナ１２２によって受信された信号に対して、下記［３−２．検出装置の構成］で詳述する処理を施すことにより、複数の対象物５１０が存在する場合において、虚像位置５３０が除去された対象物５１０の検出処理を行うことができる。このように、受信アレイアンテナ１２２からの対象物５１０の方向を示す直線と、送信アレイアンテナ２１２からの対象物５１０の方向を示す直線との交点に対応する位置の中から、虚像位置５３０が除去された対象物５１０の検出を行うことにより、より正確な対象物５１０の位置検出を行うことが可能となる。以下では、下記［３−２．検出装置の構成］において、第３の実施形態における対象物５１０の検出処理を実現するための検出装置の一構成例について説明する。また、下記［３−３．検出方法の処理手順］において、第３の実施形態における対象物５１０の検出処理における処理手順の流れの一例について説明する。
【０１６６】
なお、図８に示す例では、対象物５１０が３つ存在する場合について図示している。以下の第３の実施形態についての説明においても、対象物５１０が３つ存在する場合を例に挙げて説明を行うが、第３の実施形態はかかる例に限定されない。第３の実施形態においては、対象物５１０の数は限定されず、１よりも多い任意の数であってよい。対象物５１０の数が他の場合であっても、以下に説明する処理と同様の処理を行うことにより、虚像位置５３０が除去された対象物５１０の検出を行うことが可能である。
【０１６７】
［３−２．検出装置の構成］
図９を参照して、本発明の第３の実施形態に係る検出装置の一構成例について説明する。図９は、本発明の第３の実施形態に係る検出装置の一構成例を示す機能ブロック図である。
【０１６８】
図９を参照すると、第３の実施形態に係る検出装置３０は、送信部２１０、受信部１２０、記憶部１３０及び制御部３４０を備える。なお、図９に示す検出装置３０の各機能は、例えば、後述する図１２に示すハードウェア構成によって実現され得る。ここで、第３の実施形態に係る検出装置３０は、図６に示す第２の実施形態に係る検出装置２０に対して、一部の機能が変更されたものに対応する。従って、以下の検出装置３０の構成についての説明では、第２の実施形態との相違点について主に説明することとし、重複する事項については詳細な説明を省略する。
【０１６９】
検出装置３０における送信部２１０、受信部１２０及び記憶部１３０の機能は、図６に示す第２の実施形態における送信部２１０、受信部１２０及び記憶部１３０の機能と同様であってよいため、その詳細な説明は省略する。
【０１７０】
制御部３４０は、例えばＣＰＵ、ＤＳＰ等の各種のプロセッサによって構成され、検出装置３０の動作を統合的に制御する。制御部３４０は、その機能として、受信駆動制御部１４１、送信駆動制御部１４７、複素伝達関数測定部２４２、複素差分伝達関数算出部１４３、受信相関行列算出部１４４、送信相関行列算出部２４７、評価関数算出部２４５、方向検出部２４６及び位置検出部３４８を有する。なお、これらの各機能は、制御部３４０を構成するプロセッサが所定のプログラムに従って動作することにより実現され得る。
【０１７１】
ここで、制御部３４０が有する機能のうち、受信駆動制御部１４１、送信駆動制御部１４７、複素伝達関数測定部２４２、複素差分伝達関数算出部１４３、受信相関行列算出部１４４、送信相関行列算出部２４７、評価関数算出部２４５及び方向検出部２４６の機能は、第２の実施形態に係る制御部２４０が有するこれらの機能と同様であってよい。このように、第３の実施形態に係る制御部３４０は、第２の実施形態に係る制御部２４０に対して、位置検出部２４８の機能が変更されたものに対応している。従って、以下では、制御部３４０が有する機能の中でも、位置検出部３４８について詳しく説明する。
【０１７２】
位置検出部３４８は、受信相関行列Ｒｒの固有値λｒと、受信相関行列Ｒｒの固有ベクトルＵと、送信相関行列Ｒｔの固有値λｔと、送信相関行列Ｒｔの固有ベクトルＶと、受信アレイアンテナ１２２におけるステアリングベクトルａｒ（θｒ）と、送信アレイアンテナ２１２におけるステアリングベクトルａｔ（θｔ）と、に基づいて、虚像位置５３０が除去された対象物５１０の位置を検出する。具体的には、位置検出部３４８は、受信相関行列Ｒｒの固有ベクトルＵと受信アレイアンテナ１２２における第１の方向に対応するステアリングベクトルａｒ（θｒ）との内積値、送信相関行列Ｒｔの固有ベクトルＶと送信アレイアンテナ２１２における第２の方向に対応するステアリングベクトルａｔ（θｔ）との内積値、受信相関行列Ｒｒの固有値λｒ、及び、送信相関行列Ｒｔの固有値λｔに基づいて、受信アレイアンテナ１２２からの対象物５１０の方向を示す直線と送信アレイアンテナ２１２からの対象物５１０の方向を示す直線との交点に対応する位置の中から、虚像位置５３０が除去された対象物５１０の位置を検出する。
【０１７３】
具体的に数値を挙げて、第３の実施形態に係る位置検出部３４８における対象物５１０の検出処理について説明する。例えば、受信アレイアンテナ１２２における受信アンテナ１２３の数及び送信アレイアンテナ２１２における送信アンテナ２１３の数が、ともに４本（すなわち、ｍｒ＝４、ｍｔ＝４）であるとする。また、図８に示すように、対象物５１０が３つ存在するとする。このとき、検出装置３０の評価関数算出部２４５により、受信アレイアンテナ１２２に対する評価関数Ｐｒ（θｒ）を算出すると、当該評価関数Ｐｒ（θｒ）は、例えば図１０に示すような特性を有する。図１０は、第３の実施形態における評価関数Ｐｒ（θｒ）の一例を示すグラフ図である。
【０１７４】
図１０を参照すると、評価関数Ｐｒ（θｒ）には、対象物５１０の数に対応して、３つのピークが現れていることが分かる。これらのピーク位置に対応する角度θｒは、それぞれ、−４２（ｄｅｇ）、−１８（ｄｅｇ）、２６（ｄｅｇ）である。このように、評価関数算出部２４５による算出結果から、例えば方向検出部２４６によって、評価関数Ｐｒ（θｒ）におけるピーク位置及び当該ピーク位置に対応する角度θｒが抽出される。
【０１７５】
まず、位置検出部３４８は、受信相関行列Ｒｒの固有値λｒと、送信相関行列Ｒｔの固有値λｔとを、ともに降順に並べ替える処理を行う。降順に並べ替えた後における受信相関行列Ｒｒの固有値をλｒ１，λｒ２，λｒ３，λｒ４とし、降順に並べ替えた後における送信相関行列Ｒｔの固有値をλｔ１，λｔ２，λｔ３，λｔ４とする。すなわち、固有値λｒのうち、最大固有値はλｒ１であり、最小固有値はλｒ４である。また、固有値λｔのうち、最大固有値はλｔ１であり、最小固有値はλｔ４である。ここで、受信相関行列Ｒｒの固有値λｒと、送信相関行列Ｒｔの固有値λｔとを、ともに降順に並べ替えると、ｉ番目（ｉ＝１〜４）の固有値同士は、比較的近い値になる。当該ｉ番目の固有値同士は、同一の対象物５１０に対応していると考えることができる。
【０１７６】
また、受信相関行列Ｒｒの固有値λｒと、送信相関行列Ｒｔの固有値λｔとを、ともに降順に並べ替えた場合には、固有値の値が大きいものから順に対象物５１０に対応していると考えられる。つまり、最大固有値であるλｒ１及びλｔ１が第１の対象物５１０に対応しており、次に大きい値を有する固有値であるλｒ２及びλｔ２が第２の対象物５１０に対応しており、次に大きい値を有する固有値であるλｒ３及びλｔ３が第３の対象物５１０に対応している。このように、位置検出部３４８は、受信相関行列Ｒｒの固有値λｒと、送信相関行列Ｒｔの固有値λｔとを、降順に並べ替え、その値が大きいものから順に抽出することにより、各対象物５１０に対応する固有値λｒ、λｔを抽出することができる。
【０１７７】
次に、位置検出部３４８は、方向検出部２４６から評価関数Ｐｒ（θｒ）のピーク位置に関する情報を取得し、当該情報に基づいて、評価関数Ｐｒ（θｒ）における各ピーク位置を示す角度θｒに対応するステアリングベクトルａｒ（θｒ）と、受信相関行列Ｒｒの固有ベクトルｕ１，・・・，ｕ４との内積を、その全ての組み合わせについて計算する。当該内積計算の結果の一例を下記表１に示す。なお、固有ベクトルｕ１，・・・，ｕ４は、降順に並び替えられた固有値λｒ１，λｒ２，λｒ３，λｒ４にそれぞれ対応している。
【０１７８】
【表１】
2015117961.tif 000020
【０１７９】
上記表１の各列（すなわち、各固有ベクトルｕ１，・・・，ｕ４に対応する列）に注目すると、各列の中に、内積値が最も大きくなる、固有ベクトルｕ１，・・・，ｕ４とステアリングベクトルａｒ（θｒ）との組み合わせが存在することが分かる。例えば、固有ベクトルｕ１に対応する列では、ｕ１とθｒ＝１８（ｄｅｇ）に対応するａｒ（１８）との内積値が、ｕ１と他のステアリングベクトルａｒ（θｒ）との内積値よりも大きな値を有している。表１では、説明のため、各列において最も大きい値を有する内積値に下線を付して示している。なお、本例では、対象物５１０の数は３であり、固有ベクトルｕ４に対応する対象物５１０は存在しないと考えられるため、固有ベクトルｕ４に対応する列においては下線の記載は省略している。
【０１８０】
このようにして、各固有ベクトルｕ１，・・・，ｕ４に対して、各固有ベクトルとの内積値が最大となるステアリングベクトルａｒ（θｒ）及び当該最大の内積値を与えるステアリングベクトルａｒ（θｒ）に対応する角度θｒが抽出される。上記表１の例であれば、位置検出部３４８は、固有ベクトルｕ１に対応するステアリングベクトルａｒ（θｒ）及び角度θｒとしてａｒ（１８）及びθｒ＝１８（ｄｅｇ）を抽出し、固有ベクトルｕ２に対応するステアリングベクトルａｒ（θｒ）及び角度θｒとしてａｒ（２６）及びθｒ＝２６（ｄｅｇ）を抽出し、固有ベクトルｕ３に対応するステアリングベクトルａｒ（θｒ）及び角度θｒとしてａｒ（−４２）及びθｒ＝−４２（ｄｅｇ）を抽出する。
【０１８１】
同様に、位置検出部３４８は、送信アレイアンテナ２１２に対しても、方向検出部２４６から評価関数Ｐｔ（θｔ）のピーク位置に関する情報を取得し、当該情報に基づいて、評価関数Ｐｔ（θｔ）における各ピーク位置を示す角度θｔに対応するステアリングベクトルａｔ（θｔ）と、送信相関行列Ｒｔの固有ベクトルｖ１，・・・，ｖ４との内積を、その全ての組み合わせについて計算する。そして、その計算結果から、位置検出部３４８は、各固有ベクトルｖ１，・・・，ｖ４に対して、各固有ベクトルとの内積値が最大となるステアリングベクトルａｔ（θｔ）及び当該最大の内積値を与えるステアリングベクトルａｔ（θｔ）に対応する角度θｔを抽出する。
【０１８２】
当該抽出結果に基づいて、位置検出部３４８は、最大固有値であるλｒ１及びλｔ１に対応する第１の対象物に対応する角度θｒ及びθｔと、２番目に大きな値を有する固有値であるλｒ２及びλｔ２に対応する第２の対象物に対応する角度θｒ及びθｔと、３番目に大きな値を有する固有値であるλｒ３及びλｔ３に対応する第３の対象物に対応する角度θｒ及びθｔと、を抽出することができる。抽出されたこれらの対象物５１０と角度θｒ及びθｔとの関係は、虚像の影響が除去された対象物５１０と角度θｒ及びθｔとの関係である。従って、位置検出部３４８は、当該抽出結果に基づいて対象物５１０の位置を検出することにより、受信アレイアンテナ１２２からの対象物５１０の方向を示す直線と送信アレイアンテナ２１２からの対象物５１０の方向を示す直線との交点に対応する位置の中から、虚像位置５３０が除外された対象物５１０の位置を検出することができる。
【０１８３】
以上、図９を参照して、本発明の第３の実施形態に係る検出装置３０の一構成例について説明した。第３の実施形態では、第２の実施形態によって得られる効果に加えて、以下の効果が得られる。
【０１８４】
第３の実施形態においては、第２の実施形態における構成に加えて、位置検出部３４８によって虚像の影響が除去された対象物５１０の位置の検出処理が行われる。具体的には、位置検出部３４８は、受信相関行列Ｒｒの固有値λｒ及び送信相関行列Ｒｔの固有値λｔを降順に並び替えた際に、少なくとも降順において互いに１番目に位置する固有値同士である最大固有値同士を含む、互いに同じ順序に位置する固有値同士に対して、受信相関行列Ｒｒの固有値に対応する固有ベクトルとの内積値が最大となる受信アレイアンテナ１２２のステアリングベクトルａｒ（θｒ）に対応する第１の方向と、送信相関行列Ｒｔの固有値に対応する固有ベクトルとの内積値が最大となる送信アレイアンテナ２１２のステアリングベクトルａｔ（θｔ）に対応する第２の方向と、に基づいて対象物５１０の位置を検出する。より具体的には、位置検出部３４８は、受信相関行列Ｒｒの固有値λｒ及び送信相関行列Ｒｔの固有値λｔを降順に並び替え、受信相関行列Ｒｒの降順における１番目の固有値である最大固有値に対応する固有ベクトルとの内積が最大となる受信アレイアンテナ１２２のステアリングベクトルａｒ（θｒ）に対応する第１の方向と、送信相関行列Ｒｔの降順における１番目の固有値である最大固有値に対応する固有ベクトルとの内積が最大となる送信アレイアンテナ２１２のステアリングベクトルａｔ（θｔ）に対応する第２の方向と、に基づいて第１番目の対象物５１０の位置を検出し、受信相関行列Ｒｒの降順における２番目以降の固有値に対応する固有ベクトルとの内積が最大となる受信アレイアンテナ１２２のステアリングベクトルａｒ（θｒ）に対応する第１の方向と、送信相関行列Ｒｔの降順における２番目以降の固有値に対応する固有ベクトルとの内積が最大となる送信アレイアンテナ２１２のステアリングベクトルａｔ（θｔ）に対応する第２の方向と、に基づいて第２番目以降の対象物５１０の位置を検出する。
【０１８５】
このように、第３の実施形態では、各対象物５１０に対応する受信相関行列Ｒｒの固有値λｒ及び送信相関行列Ｒｔの固有値λｔが抽出され、それらの固有値に対応する角度θｒ、θｔが、受信相関行列Ｒｒの固有ベクトルＵとステアリングベクトルａｒ（θｒ）との内積値及び送信相関行列Ｒｔの固有ベクトルＶとステアリングベクトルａｔ（θｔ）との内積値に基づいて抽出されることにより、虚像位置５３０が除外された対象物５１０の位置が検出される。従って、第３の実施形態においては、より短い測定時間で対象物５１０の位置が検出可能であるとともに、虚像の影響が除去された、より正確な対象物５１０の位置検出が実現される。
【０１８６】
また、第３の実施形態に係る検出装置３０も、第１及び第２の実施形態と同様に、図９には明示されない各種の構成、例えば、表示画面に各種の情報を表示する表示部や、外部の他の機器との間で各種の情報を送受信する通信部等の機能を更に備えてもよい。そして、方向検出部２４６によって検出された第１及び第２の方向についての情報や、位置検出部３４８によって検出された虚像位置５３０が除去された対象物５１０の位置についての情報が、例えば当該表示部に表示されてユーザに対して通知されたり、当該通信部を介して外部の他の機器に送信されて当該他の機器の記憶部に保存されたりしてよい。このように、第３の実施形態では、方向検出部２４６によって検出された第１及び第２の方向についての情報や、位置検出部３４８によって検出された虚像位置５３０が除去された対象物５１０の位置についての情報が出力される先は任意であってよい。例えば、検出装置３０の表示部や外部の他の機器の表示部に、検出結果がリアルタイムで表示されてもよいし、検出装置３０の記憶部１３０や外部の他の機器の記憶部に所定の期間の検出結果が履歴として保存されてもよい。
【０１８７】
また、第３の実施形態に係る検出装置３０の機能構成は図９に示す例に限定されない。第１及び第２の実施形態に係る検出装置１０、２０と同様に、第３の実施形態に係る検出装置３０が有する機能は、必ずしも単一の装置によって実現されなくてもよく、ネットワークによって互いに接続された複数の装置の協働によって実現されてもよい。
【０１８８】
［３−３．検出方法の処理手順］
次に、図１１を参照して、本発明の第３の実施形態に係る検出方法の処理手順について説明する。図１１は、本発明の第３の実施形態に係る検出方法の処理手順の一例を示すフロー図である。なお、図１１に示す各処理は、上述した検出装置３０の機能構成によって実現されることができ、例えば、検出装置３０の制御部３４０を構成するプロセッサが所定のプログラムに従って動作することにより実現され得る。
【０１８９】
また、図１１に示す第３の実施形態に係る検出方法の処理手順は、図７を参照して説明した第２の実施形態に係る検出方法の処理手順に対して、その一部が変更されたものに対応する。従って、以下の第３の実施形態に係る検出方法の処理手順についての説明では、第２の実施形態との相違点について主に説明することとし、重複する事項についてはその詳細な説明は省略する。
【０１９０】
図１１を参照すると、第３の実施形態に係る検出方法の処理手順においては、評価関数Ｐｒ（θｒ）、Ｐｔ（θｔ）を算出し、そのピーク位置に対応する角度θｒ、θｔを抽出するまでの処理、すなわち、ステップＳ１０１〜ステップＳ２１１に示す処理は、上述した第２の実施形態におけるこれらの処理と同様であってよい。第３の実施形態に係る検出方法の処理手順は、第２の実施形態に係る検出方法の処理手順に対して、対象物５１０の位置を検出する旨の処理であるステップＳ２１３に示す処理の内容が変更されたものに対応している。従って、以下では、第３の実施形態に係る検出方法の処理手順の中でも、これらの処理について詳しく説明する。
【０１９１】
第３の実施形態においては、ステップＳ１１１に示す処理（対象物の方向を検出する処理）に次いで、例えば、位置検出部３４８によって、受信相関行列Ｒｒの固有値λｒと、受信相関行列Ｒｒの固有ベクトルＵと、送信相関行列Ｒｔの固有値λｔと、送信相関行列Ｒｔの固有ベクトルＶと、受信アレイアンテナ１２２におけるステアリングベクトルａｒ（θｒ）と、送信アレイアンテナ２１２におけるステアリングベクトルａｔ（θｔ）と、に基づいて、受信アレイアンテナ１２２からの対象物５１０の方向を示す直線と送信アレイアンテナ２１２からの対象物５１０の方向を示す直線との交点に対応する位置の中から、虚像位置５３０が除去された対象物５１０の位置が検出される（ステップＳ３１３）。当該虚像位置５３０が除去された対象物５１０の位置検出の具体的な方法については、上記［３−２．検出装置の構成］で説明しているため、詳細な説明は省略する。
【０１９２】
以上、図１１を参照して、本発明の第３の実施形態に係る検出方法の処理手順について説明した。第３の実施形態によれば、第２の実施形態に係る検出方法の処理手順に加えて、虚像位置５３０が除去された対象物５１０の位置検出が行われるため、より短い測定時間で対象物５１０の位置が検出可能であるとともに、虚像の影響が除去されたより正確な対象物５１０の位置検出が実現される。
【０１９３】
＜４．ハードウェア構成＞
次に、図１２を参照して、本発明の第１、第２及び第３の実施形態に係る検出装置のハードウェア構成の一例について説明する。図１２は、本発明の第１、第２及び第３の実施形態に係る検出装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。なお、図１２に示す検出装置９００は、例えば、図２、図６及び図９に示す検出装置１０、２０、３０を実現し得る。
【０１９４】
検出装置９００は、ＣＰＵ９０１、ＲＯＭ９０３（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ  ９０３）、およびＲＡＭ９０５（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ  ９０５）を含む。また、検出装置９００は、ホストバス９０７（ｈｏｓｔ  ｂｕｓ  ９０７）、ブリッジ９０９（ｂｒｉｄｇｅ  ９０９）、外部バス９１１、インターフェース９１３（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  ９１３）、送信装置９１４、受信装置９１６、入力装置９１５、出力装置９１７、ストレージ装置９１９（ｓｔｏｒａｇｅ  ｄｅｖｉｃｅ  ９１９）、通信装置９２１、ドライブ９２３（ｄｒｉｖｅ  ９２３）、接続ポート９２５（ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ  ｐｏｒｔ  ９２５）を含んでもよい。検出装置９００は、ＣＰＵ９０１に代えて、又はこれとともに、ＤＳＰ若しくはＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）と呼ばれるような処理回路を有してもよい。
【０１９５】
ＣＰＵ９０１は、演算処理装置及び制御装置として機能し、ＲＯＭ９０３、ＲＡＭ９０５、ストレージ装置９１９又はリムーバブル記録媒体９２９（ｒｅｍｏｖａｂｌｅ  ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ  ｍｅｄｉｕｍ  ９２９）に記録された各種プログラムに従って、検出装置９００内の動作全般又はその一部を制御する。ＲＯＭ９０３は、ＣＰＵ９０１が使用するプログラムや演算パラメータ（ｐａｒａｍｅｔｅｒ）等を記憶する。ＲＡＭ９０５は、ＣＰＵ９０１の実行において使用するプログラムや、その実行時のパラメータ等を一次記憶する。ＣＰＵ９０１、ＲＯＭ９０３及びＲＡＭ９０５は、ＣＰＵバス等の内部バスにより構成されるホストバス９０７により相互に接続されている。更に、ホストバス９０７は、ブリッジ９０９を介して、ＰＣＩ（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ  Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ／Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）バス等の外部バス９１１に接続されている。ＣＰＵ９０１は、本実施形態では、例えば上述した検出装置１０、２０、３０の制御部１４０、２４０、３４０に対応する。
【０１９６】
ホストバス９０７は、ブリッジ９０９を介して、ＰＣＩ（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ  Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ／Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）バスなどの外部バス９１１に接続されている。
【０１９７】
送信装置９１４は、少なくとも１つの送信アンテナを有し、当該送信アンテナから所定の領域に向かって例えばマイクロ波等の電波からなる信号を送信する。送信装置９１４は、送信装置９１４を駆動し所定の特性を有する信号を送信させる駆動回路を含み得る。当該駆動回路は、例えば、信号を発生させる信号源、信号を変調する変調回路及び信号を増幅する増幅器等を有し、所定の特性（例えば、振幅、周波数、位相等）の信号を送信可能に構成される。送信装置９１４は、本実施形態では、例えば上述した図１、図５及び図８に示す送信装置１１１、２１１に対応するものであり、検出装置１０、２０、３０の送信部１１０、２１０を構成し得る。
【０１９８】
受信装置９１６は、少なくとも１つの受信アンテナを有し、当該受信アンテナによって例えばマイクロ波等の電波からなる信号を受信する。受信装置９１６は、受信装置９１６を駆動し所定の特性を有する信号を受信させる駆動回路を含み得る。当該駆動回路は、例えば、信号を復調する復調回路及び信号を増幅する増幅器等を有し、例えば送信装置９１４が送信する信号の特性に応じて、当該特性を有する信号を受信可能に構成される。受信装置９１６は、本実施形態では、例えば上述した図１、図５及び図８に示す受信装置１２１に対応するものであり、検出装置１０、２０、３０の受信部１２０を構成し得る。
【０１９９】
入力装置９１５は、例えば、マウス（ｍｏｕｓｅ）、キーボード（ｋｅｙｂｏａｒｄ）、タッチパネル（ｔｏｕｃｈ  ｐａｎｅｌ）、ボタン（ｂｕｔｔｏｎ）、スイッチ（ｓｗｉｔｃｈ）及びレバー（ｌｅｖｅｒ）等、ユーザによって操作される装置によって構成される。また、入力装置９１５は、例えば、赤外線やその他の電波を利用したリモートコントロール装置（ｒｅｍｏｔｅ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｄｅｖｉｃｅ）であってもよいし、検出装置９００の操作に対応した携帯電話やＰＤＡ等の外部接続機器９３１であってもよい。更に、入力装置９１５は、例えば、上記の操作手段を用いてユーザにより入力された情報に基づいて入力信号を生成し、ＣＰＵ９０１に出力する入力制御回路などから構成されている。検出装置９００のユーザは、この入力装置９１５を操作することにより、検出装置９００に対して各種のデータ（ｄａｔａ）を入力したり処理動作を指示したりすることができる。本実施形態においては、例えば、ユーザが、入力装置９１５を介して、対象物５１０の方向検出及び位置検出に関する各種の情報や指示（例えば、受信部１２０及び送信部１１０、２１０の駆動条件についての情報や、方向検出又は位置検出の開始指示等）を検出装置９００に対して入力してもよい。
【０２００】
出力装置９１７は、取得した情報をユーザに対して視覚的又は聴覚的に通知することが可能な装置で構成される。このような装置として、ＣＲＴディスプレイ（ｄｉｓｐｌａｙ）装置、液晶ディスプレイ装置、プラズマディスプレイ（ｐｌａｓｍａ  ｄｉｓｐｌａｙ）装置、ＥＬディスプレイ装置及びランプ（ｌａｍｐ）等の表示装置や、スピーカ（ｓｐｅａｋｅｒ）及びヘッドホン（ｈｅａｄｐｈｏｎｅ）等の音声出力装置や、プリンタ（ｐｒｉｎｔｅｒ）装置等がある。出力装置９１７は、例えば、検出装置９００が行った各種処理により得られた結果を出力する。具体的には、表示装置は、検出装置９００が行った各種処理により得られた結果を、テキスト（ｔｅｘｔ）、イメージ（ｉｍａｇｅ）、表、グラフ等、様々な形式で視覚的に表示する。当該表示装置は、本実施形態では、例えば上述した検出装置１０、２０、３０の表示部（図２、図６及び図９では図示せず。）に対応する。本実施形態では、当該表示装置に、検出された対象物５１０の方向や位置についての情報が表示されてよい。他方、音声出力装置は、再生された音声データや音響データ等からなるオーディオ（ａｕｄｉｏ）信号をアナログ（ａｎａｌｏｇ）信号に変換して聴覚的に出力する。
【０２０１】
ストレージ装置９１９は、検出装置９００の記憶部の一例として構成されたデータ格納用の装置である。ストレージ装置９１９は、例えば、ＨＤＤ等の磁気記憶部デバイス、半導体記憶デバイス、光記憶デバイス又は光磁気記憶デバイス等により構成される。このストレージ装置９１９は、ＣＰＵ９０１が実行するプログラムや各種データ及び外部から取得した各種のデータ等を格納する。ストレージ装置９１９は、本実施形態では、例えば上述した検出装置１０、２０、３０の記憶部１３０に対応する。本実施形態においては、検出装置１０、２０、３０において処理される各種の情報（例えば検出された対象物５１０の方向や位置についての情報）が、ストレージ装置９１９に記憶されてもよい。
【０２０２】
通信装置９２１は、例えば、通信網（ネットワーク）９２７に接続するための通信デバイス等で構成された通信インターフェースである。通信装置９２１は、例えば、有線若しくは無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）又はＷＵＳＢ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ＵＳＢ）用の通信カード等である。また、通信装置９２１は、光通信用のルータ（ｒｏｕｔｅｒ）、ＡＤＳＬ（Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  Ｌｉｎｅ）用のルータ又は各種通信用のモデム（ｍｏｄｅｍ）等であってもよい。この通信装置９２１は、例えば、インターネット（ｉｎｔｅｒｎｅｔ）や他の通信機器との間で、例えばＴＣＰ／ＩＰ等の所定のプロトコル（ｐｒｏｔｏｃｏｌ）に則して信号等を送受信することができる。また、通信装置９２１に接続されるネットワーク９２７は、有線又は無線によって接続されたネットワーク等により構成され、例えば、インターネット、家庭内ＬＡＮ、赤外線通信、ラジオ（ｒａｄｉｏ）波通信又は衛星通信等であってもよい。通信装置９２１は、本実施形態では、例えば上述した検出装置１０、２０、３０の通信部（図２、図６及び図９では図示せず。）に対応する。本実施形態においては、検出装置１０、２０、３０において処理される各種の情報（例えば検出された対象物５１０の方向や位置についての情報）が、通信装置９２１によってネットワーク９２７を介して他の装置との間で送受信されてもよい。
【０２０３】
ドライブ９２３は、記録媒体用リーダライタ（ｒｅａｄｅｒ  ｗｒｉｔｅｒ）であり、検出装置９００に内蔵、あるいは外付けされる。ドライブ９２３は、装着されている磁気ディスク（ｄｉｓｋ）、光ディスク、光磁気ディスク又は半導体メモリ（ｍｅｍｏｒｙ）等のリムーバブル記録媒体９２９に記録されている情報を読み出して、ＲＡＭ９０５に出力する。また、ドライブ９２３は、装着されている磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク又は半導体メモリ等のリムーバブル記録媒体９２９に情報を書き込むことも可能である。リムーバブル記録媒体９２９は、例えば、ＤＶＤメディア（ｍｅｄｉｕｍ）、ＨＤ−ＤＶＤメディア、Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標）メディア等である。また、リムーバブル記録媒体９２９は、コンパクトフラッシュ（登録商標）（ＣｏｍｐａｃｔＦｌａｓｈ：ＣＦ）、フラッシュメモリ（ｆｌａｓｈ  ｍｅｍｏｒｙ）又はＳＤメモリカード（Ｓｅｃｕｒｅ  Ｄｉｇｉｔａｌ  ｍｅｍｏｒｙ  ｃａｒｄ）等であってもよい。また、リムーバブル記録媒体９２９は、例えば、非接触型ＩＣチップ（ｃｈｉｐ）を搭載したＩＣカード（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  ｃａｒｄ）又は電子機器等であってもよい。本実施形態では、検出装置１０、２０、３０において処理される各種の情報（例えば検出された対象物５１０の方向や位置についての情報）が、ドライブ９２３によってリムーバブル記録媒体９２９から読み出されたり、リムーバブル記録媒体９２９に書き込まれたりしてもよい。
【０２０４】
接続ポート９２５は、機器を検出装置９００に直接接続するためのポートである。接続ポート９２５の一例として、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）ポート、ＩＥＥＥ１３９４ポート及びＳＣＳＩ（Ｓｍａｌｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）ポート等がある。接続ポート９２５の別の例として、ＲＳ−２３２Ｃポート、光オーディオ端子及びＨＤＭＩ（登録商標）（Ｈｉｇｈ−Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）ポート等がある。この接続ポート９２５に外部接続機器９３１を接続することで、検出装置９００は、外部接続機器９３１から直接各種のデータを取得したり、外部接続機器９３１に各種のデータを提供したりする。本実施形態では、検出装置１０、２０、３０において処理される各種の情報（例えば検出された対象物５１０の方向や位置についての情報）が、接続ポート９２５を介して外部接続機器９３１から取得されたり、外部接続機器９３１に出力されたりしてもよい。
【０２０５】
以上、本開示の実施形態に係る検出装置９００の機能を実現可能なハードウェア構成の一例を示した。上記の各構成要素は、汎用的な部材を用いて構成されていてもよいし、各構成要素の機能に特化したハードウェアにより構成されていてもよい。従って、本実施形態を実施する時々の技術レベルに応じて、適宜、利用するハードウェア構成を変更することが可能である。
【０２０６】
また、上記図２、図６及び図９に示す、第１、第２及び第３の実施形態に係る検出装置１０、２０、３０の各機能は、汎用的な部材や回路を用いて構成されていてもよいし、各機能に特化したハードウェアにより構成されていてもよい。また、これらの機能を、ＣＰＵ等のプロセッサが全て行ってもよい。従って、本実施形態を実施する時々の技術レベルに応じて、適宜、利用する構成を変更することが可能である。
【０２０７】
なお、上述のような本実施形態に係る検出装置１０、２０、３０、９００の各機能を実現するためのコンピュータプログラム（ｃｏｍｐｕｔｅｒ  ｐｒｏｇｒａｍ）を作製し、ＰＣ等に実装することが可能である。また、このようなコンピュータプログラムが格納された、コンピュータで読み取り可能な記録媒体も提供することができる。当該記録媒体は、例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、フラッシュメモリ等である。また、上記のコンピュータプログラムは、記録媒体を用いずに、例えばネットワークを介して配信されてもよい。
【０２０８】
＜５．補足＞
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【０２０９】
１０、２０、３０    検出装置
１１０、２１０    送信部
１２０    受信部
１３０    記憶部
１４０、２４０、３４０    制御部
１４１    受信駆動制御部
１４２、２４２    複素伝達関数測定部
１４３    複素差分伝達関数測定部
１４４    受信相関行列算出部
１４５、２４５    評価関数算出部
１４６、２４６    方向検出部
１４７    送信駆動制御部
２４７    送信相関行列算出部
２４８、３４８    位置検出部
【図１】
2015117961.tif 000021
【図２】
2015117961.tif 000022
【図３】
2015117961.tif 000023
【図４】
2015117961.tif 000024
【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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