(57)【要約】【課題】レーダ装置を搭載した移動体の移動速度を、高精度に推定することができる移動速度推定装置、静止物体分類装置及び移動速度推定方法を提供することである。【解決手段】移動速度推定装置は、速度位置測定部と、位置推定部と、物体分類部と、移動速度推定部とを備える。速度位置測定部は、物体により反射された電磁波を受信するレーダ装置の出力に基づいて、物体とレーダ装置との相対速度及び相対位置を繰り返し測定する。位置推定部は、測定された物体の相対速度及び相対位置に基づいて、物体とレーダ装置との相対位置を複数時刻で推定する。物体分類部は、推定された物体の相対位置と、測定された物体の相対位置と、の比較に基づいて、物体を静止物体に分類する。移動速度推定部は、静止物体に分類された物体と、レーダ装置と、の相対速度に基づいて、レーダ装置を搭載した移動体の移動速度を推定する。【選択図】図１
2015087352.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体により反射された電磁波を受信するレーダ装置の出力に基づいて、前記物体と前記レーダ装置との相対速度及び相対位置を繰り返し測定する速度位置測定部と、
測定された前記物体の相対速度及び相対位置に基づいて、前記物体と前記レーダ装置との相対位置を複数時刻で推定する位置推定部と、
推定された前記物体の相対位置と、測定された前記物体の相対位置と、の比較に基づいて、前記物体を静止物体に分類する物体分類部と、
静止物体に分類された前記物体と、前記レーダ装置と、の相対速度に基づいて、前記レーダ装置を搭載した移動体の移動速度を推定する移動速度推定部と、
を備える移動速度推定装置。
【請求項２】
前記位置推定部は、カルマンフィルタに基づいて、前記物体と前記レーダ装置との相対位置を推定することを特徴とする請求項１に記載の移動速度推定装置。
【請求項３】
前記移動速度推定部は、静止物体に分類された前記物体と、前記レーダ装置と、の相対速度の分布の中央値に基づいて、前記レーダ装置を搭載した移動体の移動速度を推定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の移動速度推定装置。
【請求項４】
前記移動速度推定部は、静止物体に分類された前記物体と、前記レーダ装置と、の相対速度の履歴に基づいて、前記レーダ装置を搭載した移動体の移動速度を推定することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の移動速度推定装置。
【請求項５】
前記位置推定部は、期待値最大化アルゴリズムにより、前記物体と前記レーダ装置との相対位置を推定することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の移動速度推定装置。
【請求項６】
物体により反射された電磁波を受信するレーダ装置の出力に基づいて、前記物体と前記レーダ装置との相対速度及び相対位置を繰り返し測定する速度位置測定部と、
測定された前記物体の相対速度及び相対位置に基づいて、前記物体と前記レーダ装置との相対位置を複数時刻で推定する位置推定部と、
推定された前記物体の相対位置と、測定された前記物体の相対位置と、の比較に基づいて、前記物体を静止物体に分類する物体分類部と、
を備える静止物体分類装置。
【請求項７】
移動速度推定装置における移動速度推定方法であって、
速度位置測定部が、物体により反射された電磁波を受信するレーダ装置の出力に基づいて、前記物体と前記レーダ装置との相対速度及び相対位置を複数時刻で測定するステップと、
位置推定部が、測定された前記物体の相対速度及び相対位置に基づいて、前記物体と前記レーダ装置との相対位置を複数時刻で推定するステップと、
物体分類部が、推定された前記物体の相対位置と、測定された前記物体の相対位置と、の比較に基づいて、前記物体を静止物体に分類するステップと、
移動速度推定部が、静止物体に分類された前記物体と、前記レーダ装置と、の相対速度に基づいて、前記レーダ装置を搭載した移動体の移動速度を推定するステップと、
を有する移動速度推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、移動速度推定装置、静止物体分類装置及び移動速度推定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーダ装置を用いて車両の絶対速度を計測する絶対速度計測装置（移動速度推定装置）が、特許文献１に開示されている。また、レーダ装置を用いて車両の相対速度を検出する車両移動状況検出装置（移動速度推定装置）が、特許文献２に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３３７０２５号公報
【特許文献２】特開２０１０−４３９６０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、移動速度推定装置は、レーダ装置を搭載した移動体の移動速度を、高精度に推定することができない、という問題がある。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、レーダ装置を搭載した移動体の移動速度を、高精度に推定することができる移動速度推定装置、静止物体分類装置及び移動速度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】
【０００６】
実施形態の移動速度推定装置は、速度位置測定部と、位置推定部と、物体分類部と、移動速度推定部とを備える。速度位置測定部は、物体により反射された電磁波を受信するレーダ装置の出力に基づいて、物体とレーダ装置との相対速度及び相対位置を繰り返し測定する。位置推定部は、測定された物体の相対速度及び相対位置に基づいて、物体とレーダ装置との相対位置を複数時刻で推定する。物体分類部は、推定された物体の相対位置と、測定された物体の相対位置と、の比較に基づいて、物体を静止物体に分類する。移動速度推定部は、静止物体に分類された物体と、レーダ装置と、の相対速度に基づいて、レーダ装置を搭載した移動体の移動速度を推定する。
【０００７】
実施形態の静止物体分類装置は、速度位置測定部と、位置推定部と、物体分類部とを備える。速度位置測定部は、物体により反射された電磁波を受信するレーダ装置の出力に基づいて、物体とレーダ装置との相対速度及び相対位置を繰り返し測定する。位置推定部は、測定された物体の相対速度及び相対位置に基づいて、物体とレーダ装置との相対位置を複数時刻で推定する。物体分類部は、推定された物体の相対位置と、測定された物体の相対位置と、の比較に基づいて、物体を静止物体に分類する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】一実施形態における、移動速度推定システムの構成例を示すブロック図である。
【図２】一実施形態における、移動速度推定装置を搭載した移動体の例を示す外観図である。
【図３】一実施形態における、物体とレーダ装置との相対位置の例を示す俯瞰図である。
【図４】一実施形態における、相対速度の分布の例を示す図である。
【図５】一実施形態における、ノイズが除かれた相対速度の分布の例を示す図である。
【図６】一実施形態における、物体とレーダ装置との測定された相対位置の例を示す図である。
【図７】一実施形態における、物体を静止物体の候補に分類する処理の第１例を示す図である。
【図８】一実施形態における、物体を静止物体の候補に分類する処理の第２例を示す図である。
【図９】一実施形態における、静止物体に分類された物体の例を示す図である。
【図１０】一実施形態における、静止物体の相対速度の分布の例を示す図である。
【図１１】一実施形態における、移動速度推定装置の動作手順の例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１には、移動速度推定システムの構成例が、ブロック図により示されている。移動速度推定システム１０は、レーダ装置１００と、移動速度推定装置２００と、速度提示装置３００とを備える。移動速度推定装置２００は、レーダ装置１００を搭載して移動する移動体の移動速度を、高精度に推定することが可能である。
【００１０】
レーダ装置１００は、予め定められた設置方向に電磁波を照射することにより、覆域を形成する。ここで、レーダ装置１００は、予め定められた短時間サイクルで、電磁波の周波数をスイープさせてもよい。レーダ装置１００は、ＦＭＣＷ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）レーダ方式により、電磁波を照射してもよい。なお、レーダ装置１００は、他の方式（例えば、パルスドップラー方式）により電磁波を照射してもよく、その方式は特に限定されない。
【００１１】
レーダ装置１００は、形成した覆域内に位置している物体により反射された電磁波を受信する。レーダ装置１００は、１台又は複数台のレーダ部を備える。図１では、レーダ装置１００は、一例として、レーダ部１００ａと、レーダ部１００ｂと、レーダ部１００ｃと、レーダ部１００ｄとを備える。
【００１２】
レーダ部１００ａは、受信した電磁波に応じた信号を出力する。レーダ部１００ｂ〜レーダ部１００ｄについても同様である。移動速度推定システム１０は、レーダ部１００ａ〜レーダ部１００ｄのように複数台のレーダ部を備える場合には、ダイバーシティ効果により、ロバストに移動体の移動体速度を推定することができる。
【００１３】
移動速度推定装置２００は、受信した電磁波に応じた信号（レーダ装置１００の出力）に基づいて、高精度に移動体の移動体速度を推定する。移動速度推定装置２００は、静止物体分類装置２１０と、移動速度推定部２２０とを備える。静止物体分類装置２１０は、速度位置測定部２１１と、位置推定部２１２と、物体分類部２１３と、記憶部２１４とを備える。
【００１４】
これらの機能部のうち一部または全部は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等のプロセッサが、記憶部２１４に記憶されたプログラムを実行することにより機能するソフトウェア機能部である。また、これらの機能部のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）やＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）等のハードウェア機能部であってもよい。記憶部２１４は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）、レジスタ等を含む。
【００１５】
速度位置測定部２１１には、受信した電磁波に応じた信号が、レーダ装置１００の出力として入力される。また、速度位置測定部２１１には、静止物体の候補を識別するための識別情報（例えば、座標情報）が、物体分類部２１３から入力される。速度位置測定部２１１は、レーダ装置１００の出力に基づいて、物体とレーダ装置１００との相対速度及び相対位置を、所定周期で繰り返し測定する。測定結果は、履歴として記憶部２１４に記憶される。
【００１６】
速度位置測定部２１１は、例えば、ＭＲＡＶ（Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｒａｎｇｅ ａｆｔｅｒ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｖｅｌｏｃｉｔｙ）方式により、物体とレーダ装置１００との相対速度及び相対位置を測定してもよい。なお、速度位置測定部２１１は、他の方式により相対速度及び相対位置を測定してもよく、その方式は限定されない。
【００１７】
速度位置測定部２１１は、測定された相対速度の分布から、ノイズを検出する。例えば、速度位置測定部２１１は、測定された相対速度の分布において、他の相対速度から所定速度以上に外れている相対速度を、ノイズとして検出してもよい。速度位置測定部２１１は、ノイズとして検出されなかった相対速度で移動した物体を、静止物体の候補に定める。ここで、速度位置測定部２１１は、物体分類部２１３により既に分類された静止物体の候補から更に候補を絞るように、静止物体の候補を定めてもよい。
【００１８】
位置推定部２１２は、速度位置測定部２１１により複数時刻で測定された物体の相対速度及び相対位置を示す履歴情報を、記憶部２１４から取得する。位置推定部２１２は、複数時刻で測定された物体の相対速度及び相対位置に基づいて、物体とレーダ装置１００との相対位置を、測定された時刻毎に複数時刻で推定する。また、位置推定部２１２は、測定された物体の相対速度及び相対位置に基づいて、物体とレーダ装置１００との相対速度を、測定された時刻毎に複数時刻で推定してもよい。
【００１９】
より具体的には、位置推定部２１２は、静止物体の候補に分類されている物体の相対速度ベクトルが継続すると仮定し、期待値最大化（ＥＭ：Ｅｘｐｅｃｔａｔｉｏｎ Ｍａｘｉｍｉｚａｔｉｏｎ）アルゴリズムにより、物体とレーダ装置１００との相対速度及び相対位置の少なくとも一方を推定してもよい。また、位置推定部２１２は、相対速度の期待値にカルマンフィルタを適用して、物体とレーダ装置１００との相対速度及び相対位置の少なくとも一方を推定してもよい。
【００２０】
物体分類部２１３は、位置推定部２１２により推定された物体の相対位置と、速度位置測定部２１１により測定された物体の相対位置との比較に基づいて、物体を静止物体に分類する。物体分類部２１３を備える静止物体分類装置２１０の詳細については、図４〜図１０を用いて後述する。
【００２１】
移動速度推定部２２０は、静止物体に分類された物体と、レーダ装置１００と、の相対速度に基づいて、レーダ装置１００を搭載した移動体４００の移動速度を推定する。ここで、移動速度推定部２２０は、静止物体に分類された物体と、レーダ装置１００と、の相対速度の分布の中央値に基づいて、移動体４００の移動速度を推定してもよい。
【００２２】
また、移動速度推定部２２０は、静止物体に分類された物体と、レーダ装置１００と、の相対速度の履歴（時系列データ）に基づいて、移動体４００の移動速度を推定してもよい。また、移動速度推定部２２０は、推定した移動速度に基づいて、例えば、累積移動距離及び移動軌跡などを示す運動情報を算出してもよい。移動速度推定部２２０を備える移動速度推定装置２００の詳細については、図４〜図１１を用いて後述する。
【００２３】
速度提示装置３００には、移動体４００の運動を示す情報が、移動速度推定装置２００から入力される。速度提示装置３００は、移動体４００の運動を示す情報を提示する。例えば、速度提示装置３００は、表示装置でもよい。速度提示装置３００は、表示装置である場合、移動体４００の運動を示す情報を画面に表示する。また、例えば、速度提示装置３００は、音声出力装置でもよい。速度提示装置３００は、音声出力装置である場合、移動体４００の運動を示す情報を、所定の音声処理により生成された音声で出力する。
【００２４】
図２には、移動速度推定装置２００を搭載した移動体の例が、外観図により示されている。レーダ装置１００、移動速度推定装置２００及び速度提示装置３００は、移動体４００に搭載されて、移動体４００と共に移動する。移動体４００は、例えば、車両、航空機、船舶又はホバークラフトであり、移動可能な物体であれば特に限定されない。
【００２５】
レーダ部１００ａは、予め定められた第１設置方向に電磁波を照射することにより、第１覆域１１０ａを形成し、形成した第１覆域１１０ａ内に位置している物体により反射された電磁波を受信する。レーダ部１００ｂは、予め定められた第２設置方向に電磁波を照射することにより、第２覆域１１０ｂを形成し、形成した第２覆域１１０ｂ内に位置している物体により反射された電磁波を受信する。
【００２６】
レーダ部１００ｃは、予め定められた第３設置方向に電磁波を照射することにより、第３覆域１１０ｃを形成し、形成した第３覆域１１０ｃ内に位置している物体により反射された電磁波を受信する。レーダ部１００ｄは、予め定められた第４設置方向に電磁波を照射することにより、第４覆域１１０ｄを形成し、形成した第４覆域１１０ｄ内に位置している物体により反射された電磁波を受信する。なお、覆域は、少なくとも一部の領域が重複していてもよい。また、上述したように、レーダ装置１００が備えるレーダ部は１台でもよい。
【００２７】
図３には、物体とレーダ装置１００との相対位置の例が、俯瞰図により示されている。以下、移動体４００は、一例として、面Ｓ（例えば、地面、水面）を移動するものとして説明を続ける。また、以下、面Ｓに便宜的に定められた２次元座標系（ＸＹ座標系）に基づいて説明を続ける。移動体４００は、所定の移動速度で、面Ｓ上をＹ軸の正方向に移動するものとする。
【００２８】
また、移動体４００に対してＹ軸の正方向には、一例として、第１物体５００と、第２物体５１０と、第３物体５２０と、第４物体５３０と、第５物体６００と、第６物体６１０とが位置しているものとする。第１物体５００、第２物体５１０、第３物体５２０、第４物体５３０、第５物体６００及び第６物体６１０は、それぞれ静止物体でもよいし、静止物体以外（移動物体）でもよい。これらの物体は、静止物体分類装置２１０により、静止物体又は静止物体以外に分類される。
【００２９】
以下、移動速度推定装置２００に便宜的に定められた２次元座標系（ｘｙ座標系）に基づいて説明する。レーダ部１００ａは、ｙ軸の正方向（第１設置方向）に、第１覆域１１０ａを形成する。レーダ部１００ｂは、ｙ軸の正方向（第２設置方向）に、第２覆域１１０ｂを形成する。なお、図３では、第３覆域１１０ｃ及び第４覆域１１０ｄについては、図示が省略されている。
【００３０】
以下、第１物体５００、第２物体５１０、第３物体５２０、第４物体５３０、第５物体６００及び第６物体６１０は、第１覆域１１０ａ又は第２覆域１１０ｂに位置しているものとする。なお、移動速度推定装置２００に定められたｙ軸は、移動体４００の移動方向に応じて、Ｙ軸と平行になってもよいし、Ｙ軸と平行とならなくてもよい。
【００３１】
次に、移動速度推定装置２００の詳細について説明する。
図４には、相対速度の分布（ヒストグラム）の例が示されている。横軸は、物体とレーダ装置１００との相対速度を表す。縦軸は、検知された物体の個数を表す。速度位置測定部２１１は、測定された相対速度の分布から、ノイズを検出する。図４では、相対速度ベクトルＶ２で移動した物体の相対速度が、所定の検出処理により、ノイズとして検出される。
【００３２】
図５には、ノイズが除かれた相対速度の分布（ヒストグラム）の例が示されている。横軸は、物体とレーダ装置１００との相対速度を表す。縦軸は、検知された物体の個数を表す。速度位置測定部２１１は、所定の検出処理により検出されたノイズを、相対速度の分布から除く。例えば、速度位置測定部２１１は、相対速度の分布における複数のピークを比較する処理により検出されたノイズを、相対速度の分布から除いてもよい。また、速度位置測定部２１１は、前回の測定時刻（時刻ｔ−１）における相対速度の分布から大きく外れた相対速度を、今回の測定時刻（時刻ｔ）における相対速度の分布からノイズを除いてもよい。
【００３３】
位置推定部２１２は、静止物体の候補の相対速度ベクトルＶ１と、相対位置とに基づいて、所定の統計処理（統合処理）により、物体とレーダ装置１００との相対位置を推定する。例えば、相対速度ベクトルＶ１は、相対速度ベクトルＶ１ａ〜Ｖ１ｅ（図６を用いて後述する）の中央値でもよい。なお、速度位置測定部２１１が実行する統計処理は、中央値を求める処理に限定されず、いかなる処理であってもよい。
【００３４】
図６には、物体とレーダ装置１００との測定された相対位置の例が示されている。時刻ｔ−１は、第１の測定時刻である。また、時刻ｔは、第１の測定時刻より後の第２の測定時刻である。これらの測定時刻は、電磁波の周波数スイープのサイクルに応じた時刻でもよい。
【００３５】
第１物体５００は、時刻ｔ−１では、図６に「５００‐２」と示された相対位置にある。また、第１物体５００は、相対速度ベクトルＶ１ａで移動し、時刻ｔにおいて、図６に「５００‐１」と示された相対位置にあるものとする。
第２物体５１０は、時刻ｔ−１において、図６に「５１０‐２」と示された相対位置にある。また、第２物体５１０は、相対速度ベクトルＶ１ｂで移動し、時刻ｔにおいて、図６に「５１０‐１」と示された相対位置にあるものとする。
【００３６】
第３物体５２０は、時刻ｔ−１において、図６に「５２０‐２」と示された相対位置にある。また、第３物体５２０は、相対速度ベクトルＶ１ｃで移動し、時刻ｔにおいて、図６に「５２０‐１」と示された相対位置にあるものとする。
第４物体５３０は、時刻ｔ−１において、図６に「５３０‐２」と示された相対位置にある。また、第４物体５３０は、相対速度ベクトルＶ１ｄで移動し、時刻ｔにおいて、図６に「５３０‐１」と示された相対位置にあるものとする。
【００３７】
第５物体６００は、時刻ｔ−１において、図６に「６００‐２」と示された相対位置にある。また、第５物体６００は、相対速度ベクトルＶ２で移動し、時刻ｔにおいて、図６に「６００‐１」と示された相対位置にあるものとする。
第６物体６１０は、時刻ｔ−１において、図６に「６１０‐２」と示された相対位置にある。また、第６物体６１０は、相対速度ベクトルＶ１ｅで移動し、時刻ｔにおいて、図６に「６１０‐１」と示された相対位置にあるものとする。
【００３８】
図７には、物体を静止物体の候補に分類する処理の第１例が示されている。図７では、速度位置測定部２１１は、相対速度ベクトルＶ２で移動した第５物体６００を、図５に示す相対速度の分布に基づいて、静止物体の候補から除外する。換言すれば、速度位置測定部２１１は、ノイズとして検出されなかった相対速度で移動した第１物体５００、第２物体５１０、第３物体５２０、第４物体５３０及び第５物体６００を、静止物体の候補に定める。
【００３９】
図７では、位置推定部２１２は、時刻ｔにおける第１物体５００の相対位置を推定する。ここで、位置推定部２１２は、最近傍（ＮＮ：Ｎｅａｒｅｓｔ Ｎｅｉｇｈｂｏｒ）相関に基づいて、第１範囲５０１内で第１物体５００の対応点を求めることにより、時刻ｔにおける第１物体５００の相対位置を推定してもよい。例えば、位置推定部２１２は、図７に「５００‐２」と示された、時刻ｔ−１における第１物体５００の相対位置を、相対速度ベクトルＶ１だけ移動させて対応点を定め、その対応点を中心とする第１範囲５０１を、時刻ｔにおける第１物体５００の相対位置の誤差範囲と推定する。
【００４０】
位置推定部２１２は、時刻ｔにおける他の静止物体の候補の相対位置を、同様に推定する。つまり、位置推定部２１２は、時刻ｔにおける第２物体５１０の相対位置の第２範囲５１１、第３物体５２０の相対位置の第３範囲５２１、第４物体５３０の相対位置の第４範囲５３１、及び、第６物体６１０の相対位置の第５範囲６１１を、同様に推定する。
なお、第１範囲５０１の半径、第２範囲５１１の半径、第３範囲５２１の半径、第４範囲５３１の半径、及び、第５範囲６１１の半径は、それぞれ予め定められた距離である。また、第１範囲５０１〜第５範囲６１１のそれぞれの形状は、円形状でなくてもよく、特に限定されない。
【００４１】
物体分類部２１３は、図７に「５００‐１」と示された、時刻ｔにおける第１物体５００の相対位置が、推定された相対位置の誤差範囲、すなわち、第１範囲５０１に含まれているか否かを判定する。図７では、「５００‐１」と示された相対位置が第１範囲５０１に含まれているので、物体分類部２１３は、第１物体５００を静止物体の候補に分類する。つまり、物体分類部２１３は、第１範囲５０１内に対応点が見つかった物体を、静止物体の候補に分類する。分類処理を同様に実行することにより、図７では、物体分類部２１３は、第２物体５１０〜第４物体５３０を、静止物体の候補に分類することになる。
【００４２】
物体分類部２１３は、図７に「６１０‐１」と示された、時刻ｔにおける第６物体６１０の相対位置が、推定された相対位置の誤差範囲、すなわち、第５範囲６１１に含まれているか否かを判定する。図７では、「６１０‐１」と示された相対位置が第５範囲６１１に含まれていないので、物体分類部２１３は、第５範囲６１１を静止物体の候補から除外する。
【００４３】
図８には、物体を静止物体の候補に分類する処理の第２例が示されている。物体分類部２１３は、静止物体の候補のうち、静止物体の候補以外（移動物体）の相対位置から所定距離内に位置している物体を、静止物体の候補から除外してもよい。これにより、物体分類部２１３は、より高精度に、物体を静止物体に分類することができる。
【００４４】
物体分類部２１３は、図８に「６００‐２」と示された、時刻ｔ−１における第５物体６００（静止物体の候補以外）の相対位置を中心とする第６範囲６０２に、静止物体の候補が含まれているか否かを判定する。また、物体分類部２１３は、図８に「６１０‐２」と示された、時刻ｔ−１における第６物体６１０（静止物体の候補以外）の相対位置を中心とする第７範囲６１２に、静止物体の候補が含まれているか否かを判定する。
【００４５】
図８に「５３０‐１」と示された、時刻ｔにおける第４物体５３０（静止物体の候補）の相対位置の一部領域が、第７範囲６１２に含まれているので、物体分類部２１３は、第４物体５３０を静止物体の候補から除外する。なお、第６範囲６０２の半径、及び、第７範囲６１２の半径は、それぞれ予め定められた距離である。また、第６範囲６０２及び第７範囲６１２のそれぞれの形状は、円形状でなくてもよく、特に限定されない。
【００４６】
図９には、静止物体に分類された物体の例が示されている。図６〜図８を用いて説明した分類処理により、第１物体５００と、第２物体５１０と、第３物体５２０とが、静止物体に分類されている。第１物体５００（静止物体）は、相対速度ベクトルＶ１ａで移動し、時刻ｔにおいて、図９に「５００‐１」と示された相対位置にある。第２物体５１０（静止物体）は、相対速度ベクトルＶ１ｂで移動し、時刻ｔにおいて、図９に「５１０‐１」と示された相対位置にある。第３物体５２０（静止物体）は、相対速度ベクトルＶ１ｃで移動し、時刻ｔにおいて、図９に「５２０‐１」と示された相対位置にある。
【００４７】
図１０には、静止物体の相対速度の分布（ヒストグラム）の例が示されている。横軸は、物体とレーダ装置１００との相対速度を表す。縦軸は、検知された物体の個数を表す。移動速度推定部２２０は、分類された静止物体の相対速度の分布に基づいて、移動体４００の移動速度を推定する。図１０では、移動速度推定部２２０は、静止物体の相対速度ベクトルＶ１Ａを、レーダ装置１００の移動速度、すなわち、分類された移動体４００の移動速度と推定する。移動速度推定部２２０は、静止物体群についての所定の統計処理により、静止物体の相対速度ベクトルＶ１Ａを定める。例えば、相対速度ベクトルＶ１Ａは、図９に示す相対速度ベクトルＶ１ａ〜Ｖ１ｃの中央値でもよい。なお、移動速度推定部２２０が実行する統計処理は、特に限定されない。
【００４８】
次に、移動速度推定装置の動作手順の例を説明する。
図１１は、移動速度推定装置の動作手順の例を示すフローチャートである。レーダ装置１００は、第１覆域１１０ａ及び第２覆域１１０ｂに電磁波を照射する。レーダ装置１００は、第１覆域１１０ａ又は第２覆域１１０ｂに位置している物体（例えば、第１物体５００など）により反射された電磁波を受信する。
【００４９】
（ステップＳ１）速度位置測定部２１１は、物体により反射されてレーダ装置１００に受信された電磁波に基づいて、物体とレーダ装置１００との相対速度及び相対位置を測定する。
（ステップＳ２）速度位置測定部２１１は、測定された相対速度の分布から、ノイズを検出する。
【００５０】
（ステップＳ３）速度位置測定部２１１は、ノイズとして検出されなかった相対速度で移動した物体を、静止物体の候補に定める。ここで、速度位置測定部２１１は、物体分類部２１３が静止物体の候補を既に分類している場合、物体分類部２１３が既に分類した静止物体の候補のうちから、静止物体の候補を定めてもよい。
【００５１】
（ステップＳ４）位置推定部２１２は、静止物体の候補の相対速度と、静止物体の候補の相対位置の履歴と、に基づいて、静止物体の候補とレーダ装置１００との相対位置を推定する。
（ステップＳ５）物体分類部２１３は、相対位置が推定された静止物体の候補のうち、推定された静止物体の候補の相対位置から所定距離内に位置している物体を、静止物体の候補に残す。
【００５２】
（ステップＳ６）物体分類部２１３は、残された静止物体の候補のうち、静止物体の候補以外（移動物体）の相対位置から所定距離内に位置している物体を、静止物体の候補から除外することにより、静止物体に分類する。ここで、静止物体の候補以外（移動物体）の相対位置は、前回の測定時刻に測定された相対位置でもよい。
【００５３】
（ステップＳ７）移動速度推定部２２０は、除外されずに残された静止物体の相対速度の分布に基づいて、レーダ装置１００を搭載している移動体４００の移動速度を推定する。移動速度推定部２２０は、移動体４００の移動速度を示す情報等を、速度提示装置３００に出力する。速度提示装置３００は、移動体４００の運動を示す情報を提示する。例えば、速度提示装置３００は、移動体４００の運動を示す情報として、移動体４００の移動速度を示す情報を提示してもよい。
【００５４】
（ステップＳ８）移動速度推定部２２０は、移動速度を推定する処理を終了させるか否かを判定する。移動速度を推定する処理を終了させる場合（ステップＳ８：ＹＥＳ）、移動速度推定部２２０は、移動速度を推定する処理を終了させる。一方、移動速度を推定する処理を終了させない場合（ステップＳ８：ＮＯ）、移動速度推定部２２０は、ステップＳ１に処理を戻す。
【００５５】
以上のように、実施形態の移動速度推定装置２００は、速度位置測定部２１１と、位置推定部２１２と、物体分類部２１３と、移動速度推定部２２０とを備える。速度位置測定部２１１は、物体（例えば、第１物体５００など）により反射された電磁波を受信するレーダ装置１００の出力に基づいて、物体とレーダ装置１００との相対速度及び相対位置を繰り返し測定する。位置推定部２１２は、測定された物体の相対速度及び相対位置に基づいて、物体とレーダ装置１００との相対位置を複数時刻で推定する。物体分類部２１３は、推定された物体の相対位置と、測定された物体の相対位置と、の比較に基づいて、物体を静止物体に分類する。移動速度推定部２２０は、静止物体に分類された物体と、レーダ装置１００と、の相対速度に基づいて、レーダ装置１００を搭載した移動体４００の移動速度を推定する。
【００５６】
移動速度推定装置２００における移動速度推定方法であって、移動速度推定方法は、速度位置測定部２１１が実行するステップと、位置推定部２１２が実行するステップと、物体分類部２１３が実行するステップと、移動速度推定部２２０が実行するステップとを有する。速度位置測定部２１１は、物体（例えば、第１物体５００など）により反射された電磁波を受信するレーダ装置１００の出力に基づいて、物体とレーダ装置１００との相対速度及び相対位置を複数時刻で測定する。位置推定部２１２は、測定された物体の相対速度及び相対位置に基づいて、物体とレーダ装置１００との相対位置を複数時刻で推定する。物体分類部２１３は、推定された物体の相対位置と、測定された物体の相対位置と、の比較に基づいて、物体を静止物体に分類する。移動速度推定部２２０は、静止物体に分類された物体と、レーダ装置１００と、の相対速度に基づいて、レーダ装置１００を搭載した移動体の移動速度を推定する。
【００５７】
この構成により、移動速度推定部２２０は、静止物体に分類された物体と、レーダ装置１００と、の相対速度に基づいて、レーダ装置１００を搭載した移動体４００の移動速度を推定する。例えば、実施形態の移動速度推定装置２００は、電磁波を周波数スイープさせる短時間に測定した相対速度に基づいて、移動体４００の周囲の物体の相対位置を長時間測定し、長時間測定した物体のうち、静止物体に分類された相対速度及び相対位置の履歴に基づいて、移動体４００の移動速度を推定してもよい。
【００５８】
これにより、実施形態の移動速度推定装置２００及び移動速度推定方法は、レーダ装置１００の移動速度、すなわち、レーダ装置１００を搭載した移動体４００の移動速度（運動）を、高精度に推定することができる。また、実施形態の移動速度推定装置２００は、移動体４００の移動速度を、高分解能で推定することができる。また、実施形態の移動速度推定装置２００は、移動体４００の移動速度を、高い応答性で推定することができる。また、実施形態の移動速度推定装置２００は、移動体４００の移動速度を、ロバストに推定することができる。
【００５９】
また、実施形態の移動速度推定装置２００は、近くの静止物体の候補のみならず、電磁波が照射された遠くの静止物体の候補の相対速度及び相対位置に基づいて移動体４００の移動速度を推定する（アクティブに推定する）ので、物体が撮像された画像に基づいて推定する（パッシブに推定する）場合と比較して、高精度に移動体４００の移動速度を推定することができる。また、実施形態の移動速度推定装置２００は、天候等の環境変化に左右されずに、移動体４００の移動速度を推定することができる。
【００６０】
また、実施形態の移動速度推定装置２００は、移動体４００が車輪を有する場合でも、移動体４００の車輪径の磨耗や空転などの影響を受けずに、移動体４００の移動速度を高精度に推定することができる。また、実施形態の移動速度推定装置２００は、移動体４００が車輪を有しない場合でも、移動体４００の移動速度を高精度に推定することができる。また、実施形態の移動速度推定装置２００は、人工衛星からの測位電波を受信できない場所でも、移動体４００の移動速度を高精度に推定することができる。
【００６１】
位置推定部２１２は、カルマンフィルタに基づいて、物体とレーダ装置１００との相対位置を推定してもよい。位置推定部２１２は、カルマンフィルタに基づいて、物体とレーダ装置１００との相対速度を推定してもよい。
【００６２】
移動速度推定部２２０は、静止物体に分類された物体と、レーダ装置１００と、の相対速度の分布の中央値に基づいて、レーダ装置１００を搭載した移動体４００の移動速度を推定してもよい。
【００６３】
移動速度推定部２２０は、静止物体に分類された物体と、レーダ装置１００と、の相対速度の履歴に基づいて、レーダ装置１００を搭載した移動体４００の移動速度を推定してもよい。
【００６４】
位置推定部２１２は、期待値最大化アルゴリズム（ＥＭアルゴリズム）により、物体とレーダ装置１００との相対位置を推定してもよい。位置推定部２１２は、期待値最大化アルゴリズムにより、物体とレーダ装置１００との相対速度を推定してもよい。
【００６５】
実施形態の静止物体分類装置２１０は、速度位置測定部２１１と、位置推定部２１２と、物体分類部２１３とを備える。速度位置測定部２１１は、物体により反射された電磁波を受信するレーダ装置１００の出力に基づいて、物体とレーダ装置１００との相対速度及び相対位置を繰り返し測定する。位置推定部２１２は、測定された物体の相対速度及び相対位置に基づいて、物体とレーダ装置１００との相対位置を複数時刻で推定する。物体分類部２１３は、推定された物体の相対位置と、測定された物体の相対位置と、の比較に基づいて、物体を静止物体に分類する。
【００６６】
この構成により、物体分類部２１３は、推定された物体の相対位置と、測定された物体の相対位置と、の比較に基づいて、物体を静止物体に分類する。これにより、実施形態の静止物体分類装置２１０は、物体を静止物体に高精度に分類することができる。また、実施形態の静止物体分類装置２１０は、物体を静止物体に、ロバストに分類することができる。
【００６７】
以上述べた少なくともひとつの実施形態の移動速度推定装置２００によれば、静止物体に分類された物体とレーダ装置１００との相対速度に基づいて移動速度を推定する移動速度推定部２２０を備えることにより、移動体４００の移動速度を高精度に推定することが可能となる。
【００６８】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【００６９】
なお、上記に説明した移動速度推定装置２００及び静止物体分類装置２１０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、実行処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳ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。
【００７０】
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。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、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、ＣＤ−ＲＯＭ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。
【００７１】
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良い。
さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすで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）であっても良い。
【符号の説明】
【００７２】
１０…移動速度推定システム、１００…レーダ装置、１００ａ…第１レーダ部、１００ｂ…第２レーダ部、１００ｃ…第３レーダ部、１００ｄ…第４レーダ部、１１０ａ…第１覆域、１１０ｂ…第２覆域、１１０ｃ…第３覆域、１１０ｄ…第４覆域、２００…移動速度推定装置、２１０…静止物体分類装置、２１１…速度位置測定部、２１２…位置推定部、２１３…物体分類部、２１４…記憶部、２２０…移動速度推定部、３００…速度提示装置、４００…移動体、５００…第１物体、５０１…第１範囲、５１０…第２物体、５１１…第２範囲、５２０…第３物体、５２１…第３範囲、５３０…第４物体、５３１…第４範囲、６００…第５物体、６０２…第６範囲、６１０…第６物体、６１１…第５範囲、６１２…第７範囲、Ｓ…面
【図１】
2015087352.tif 000003
【図２】
2015087352.tif 000004
【図３】
2015087352.tif 000005
【図４】
2015087352.tif 000006
【図５】
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【図６】
2015087352.tif 000008
【図７】
2015087352.tif 000009
【図８】
2015087352.tif 000010
【図９】
2015087352.tif 000011
【図１０】
2015087352.tif 000012
【図１１】
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