(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のレーダ装置が送信する第１レーダ信号の送信方向毎および前記第１のレーダ装置からの第１距離毎に区切られた複数の第１空間セルにおいて、前記第１のレーダ装置が受信する対象物体からの第１反射信号に関する第１測定値を算出する第１の情報生成部と、
第２のレーダ装置が送信する第２レーダ信号の送信方向毎および前記第２のレーダ装置からの第２距離毎の区切られた複数の第２空間セルにおいて、前記第２のレーダ装置が受信する前記対象物体からの第２反射信号に関する第２測定値を算出する第２の情報生成部と、
前記第１測定値に基づいて、前記複数の第１空間セルのうち、前記対象物体が存在すると推定される１つ以上の前記第１空間セルを第１の対象物体領域として選択し、前記第２測定値に基づいて、前記複数の第２空間セルのうち、前記対象物体が存在すると推定される１つ以上の前記第２空間セルを第２の対象物体領域として選択する領域算出部と、
前記第１の対象物体領域と、前記第２の対象物体領域とをペアリングする空間セルペアリング部と、
前記ペアリングされた第１の対象物体領域および第２の対象物体領域のうちのいずれかの領域を選択する空間セル選択部と、
前記第１の対象物体領域が選択された場合は、前記第２の対象物体領域の前記第２測定値を用いて、第１補間測定値を算出し、
前記第２の対象物体領域が選択された場合は、前記第１の対象物体領域の前記第１測定値を用いて、第２補間測定値を算出する測定値補間部と、
前記第１測定値と前記第１補間測定値との組合せ、または、前記第２測定値と前記第２補間測定値との組合せを用いて、前記対象物体の速度を推定する速度推定部と、
前記対象物体の推定された速度と前記第１測定値と前記第１補間測定値との組合せ、または、前記対象物体の推定された速度と前記第２測定値と前記第２補間測定値との組合せを用いて、前記対象物体を判断する物体確定部と、
を具備する物体検出装置。
【請求項２】
前記空間セル選択部は、
前記第１の対象物体領域を構成する各第１空間セルの大きさおよび前記第２の対象物体領域を構成する各第２空間セルの大きさに基づいて、前記ペアリングされた第１の対象物体領域および第２の対象物体領域のうちのいずれか領域を選択する、
請求項１に記載の物体検出装置。
【請求項３】
前記第１のレーダ装置および前記第２のレーダ装置による測定領域を前記第１のレーダ装置および前記第２のレーダ装置からの距離に応じて複数の分割領域に分割する領域分割部を更に具備し、
前記空間セル選択部は、
前記ペアリングされた第１の対象物体領域および第２の対象物体領域が、前記複数の分割領域のうち、前記第２のレーダ装置よりも前記第１のレーダ装置に近い第１分割領域にある場合、前記第１の対象物体領域を選択し、
前記ペアリングされた第１の対象物体領域および前記第２の対象物体領域が、前記複数の分割領域のうち、前記第１のレーダ装置よりも前記第２のレーダ装置に近い第２分割領域にある場合、前記第２の対象物体領域を選択し、
前記ペアリングされた第１の対象物体領域と第２の対象物体領域が、前記複数の分割領域のうち、前記第１のレーダ装置と前記第２のレーダ装置と同じ距離の領域を含む第３分割領域にある場合、前記第１の対象物体領域および前記第２の対象物体領域のいずれも選択せず、
前記測定値補間部は、
前記選択された第１の対象物体領域が入力された場合、前記第２の対象物体領域の前記第２測定値に基づいて、前記第１の対象物体領域の前記第１補間測定値を算出し、
前記選択された第２の対象物体領域が入力された場合、前記第１の対象物体領域の測定値に基づいて、前記第２の対象物体領域の前記第２補間測定値を算出し、
前記第１の対象物体領域および前記第２の対象物体領域のいずれも入力されなかった場合、前記第１の対象物体領域の前記第１測定値および前記第２の対象物体領域の前記第２測定値を補間しない、
請求項１に記載の物体検出装置。
【請求項４】
前記空間セル選択部は、
前記ペアリングされた第１の対象物体領域に含まれる第１測定値の数と前記第２の対象物体領域に含まれる第２測定値の数とを比較し、個数の多い方の測定値の数を基準数として選択し、
前記測定値補間部は、
前記第１測定値と前記第１補間測定値とのペアを決定し、前記第１の対象物体領域に含まれる第１測定値の数が基準数として選択された場合、
前記第１の対象物体領域に含まれる第１測定値とペアリングされた前記第２の対象物体領域に含まれる第２測定値を用いて、前記第１の対象物体領域における補間測定値を算出し、
前記第２の対象物体領域に含まれる前記第２測定値と前記第１の対象物体領域に基づく前記第２補間測定値とのペアを決定し、前記第２の対象物体領域に含まれる第２測定値の数が基準数として選択された場合、
前記ペアリングされた前記第２の対象物体領域に含まれる第２測定値と前記第１の対象物体領域に含まれる第１測定値を用いて、前記第２の対象物体領域における補間測定値を算出する、
請求項１に記載の物体検出装置。
【請求項５】
前記速度推定部は、
前記第１の対象物体領域に含まれる第１測定値と前記第１の対象物体領域における補間測定値とのペア、または、前記第２の対象物体領域に含まれる第２測定値と前記第２の対象物体領域における補間測定値とのペアに基づいて、前記対象物体の速度を推定する、
請求項４に記載の物体検出装置。
【請求項６】
前記速度推定部により推定された前記対象物体の速度に基づいて、前記第１測定値と前記第１補間測定値の誤差、または、前記第２測定値と前記第２補間測定値の誤差を算出する誤差算出部と、
算出された前記誤差に基づいて、前記選択された第１の対象物体領域または前記選択された第２の対象物体領域を構成する１つ以上の空間セルの再選択を行う領域調整部と、を更に具備し、
前記速度推定部は、
前記再選択された空間セルの測定値と、前記第１補間測定値もしくは前記第２補間測定値、または、回帰演算された前記第１補間測定値もしくは前記第２補間測定値とに基づいて、前記対象物体の速度を再度推定する、
請求項１ないし５のいずれかに記載の物体検出装置。
【請求項７】
第１のレーダ装置が送信する第１レーダ信号の送信方向毎および前記第１のレーダ装置からの第１距離毎に区切られた複数の第１空間セルにおいて、前記第１のレーダ装置が受信する対象物体からの第１反射信号に関する第１測定値を算出する第１の情報生成部と、
第２のレーダ装置が送信する第２レーダ信号の送信方向毎および前記第２のレーダ装置からの第２距離毎の区切られた複数の第２空間セルに対して、前記第２のレーダ装置が受信する前記対象物体からの第２反射信号に関する第２測定値を算出する第２の情報生成部と、
前記第１のレーダ装置および前記第２のレーダ装置による測定領域の一部に１つ以上の基準セルを設定する基準セル設定部と、
１つ以上の前記第１空間セルのうち前記各基準セルに対応する前記第１測定値および１つ以上の前記第２空間セルのうち前記各基準セルに対応する前記第２測定値を、各基準セルに対応付ける測定値処理部と、
前記各基準セルに対応付けされた第１測定値に基づいて、前記複数の第１空間セルのうち、前記対象物体が存在すると推定される１つ以上の第１空間セルを第１の対象物体領域として選択し、
前記各基準セルに対応付けされた第２測定値に基づいて、前記複数の第２空間セルのうち、前記対象物体が存在すると推定される１つ以上の第２空間セルを第２の対象物体領域として選択する領域算出部と、
前記第１の対象物体領域と、前記第２の対象物体領域とをペアリングする空間セルペアリング部と、
前記第１測定値と、前記第２測定値とを用いて、前記対象物体の速度を推定する速度推定部と、
前記対象物体の推定された速度と、前記第１測定値と、前記第２測定値とを用いて、前記対象物体を判断する物体確定部と、
を具備する物体検出装置。
【請求項８】
前記物体確定部は、
前記対象物体の位置、形状、大きさ、および種別を判断する、
請求項１ないし７のいずれかに記載の物体検出装置。
【請求項９】
前記第１測定値は、
前記第１のレーダ装置が受信した反射強度を示す第１の電力プロファイル情報と、前記第１のレーダ装置が受信したレーダ信号のドップラー値を示す第１のドップラープロファイル情報と、を含み、
前記第２測定値は、
前記第２のレーダ装置が受信したレーダ信号の反射強度を示す第２の電力プロファイル情報と、前記第２のレーダ装置が受信したレーダ信号のドップラー値を示す第２のドップラープロファイル情報とを、含む、
請求項１ないし８のいずれかに記載の物体検出装置。
【請求項１０】
第１のレーダ装置が送信する第１レーダ信号の送信方向毎および前記第１のレーダ装置からの第１距離毎に区切られた複数の第１空間セルにおいて、前記第１のレーダ装置が受信する対象物体からの第１反射信号に関する第１測定値を算出し、
第２のレーダ装置が送信する第２レーダ信号の送信方向毎および前記第２のレーダ装置からの第２距離毎に区切られた複数の第２空間セルにおいて、前記第２のレーダ装置が受信する前記対象物体からの第２反射信号に関する第２測定値を算出し、
前記第１測定値に基づいて、前記複数の第１空間セルのうち、前記対象物体が存在すると推定される１つ以上の前記第１空間セルを第１の対象物体領域として選択し、
前記第２測定値に基づいて、前記複数の第２空間セルのうち、前記対象物体が存在すると推定される１つ以上の前記第２空間セルを第２の対象物体領域として選択し、
前記第１の対象物体領域と、前記第２の対象物体領域とをペアリングし、
前記ペアリングされた前記第１の対象物体領域と前記第２の対象物体領域のうちのいずれかの領域を選択し、
前記第１の対象物体領域が選択された場合は、前記第２の対象物体領域の前記第２測定値を用いて、第１補間測定値を算出し、
前記第２の対象物体領域が選択された場合は、前記第１の対象物体領域の前記第１測定値を用いて、第２補間測定値を算出し、
前記第１測定値と前記第１補間測定値との組合せ、または、前記第２測定値と前記第２補間測定値との組合せを用いて、前記対象物体の速度を推定し、
前記対象物体の推定された速度と前記第１測定値と前記第１補間測定値との組合せ、または、前記対象物体の推定された速度と前記第２測定値と前記第２補間測定値との組合せを用いて、前記対象物体を判断する、
物体検出方法。
【請求項１１】
前記第１の対象物体領域を構成する各第１空間セルの大きさおよび前記第２の対象物体領域を構成する各第２空間セルの大きさに基づいて、前記ペアリングされた第１の対象物体領域および第２の対象物体領域のうちのいずれかの領域を選択する、
請求項１０に記載の物体検出方法。
【請求項１２】
推定した前記対象物体の速度に基づいて、前記第１測定値と前記第１補間測定値との誤差、または、前記第２測定値と前記第２補間測定値の誤差を算出し、
算出した前記誤差に基づいて、前記選択された第１の対象物体領域または前記選択された第２の対象物体領域を構成する１つ以上の空間セルの再選択を行い、
前記再選択された空間セルの測定値と、前記第１補間測定値もしくは前記第２補間測定値、または、回帰演算された前記第１補間測定値もしくは前記第２補間測定値とに基づいて、前記対象物体の速度を再度推定する、
請求項１０または１１に記載の物体検出方法。
【請求項１３】
第１のレーダ装置が送信する第１レーダ信号の送信方向毎および前記第１のレーダ装置からの第１距離毎に区切られた複数の第１空間セルにおいて、前記第１のレーダ装置が受信する対象物体からの第１反射信号に関する第１測定値を算出し、
第２のレーダ装置が送信する第２レーダ信号の送信方向毎および前記第２のレーダ装置からの第２距離毎の区切られた複数の第２空間セルに対して、前記第２のレーダ装置が受信する前記対象物体からの第２反射信号に関する第２測定値を算出し、
前記第１のレーダ装置および前記第２のレーダ装置による測定領域の一部に１つ以上の基準セルを設定し、
１つ以上の前記第１空間セルのうち前記各基準セルに対応する前記第１測定値および１つ以上の前記第２空間セルのうち前記各基準セルに対応する第２測定値を、各基準セルに対応付け、
前記各基準セルに対応付けされた第１測定値に基づいて、前記複数の第１空間セルのうち、前記対象物体が存在すると推定される１つ以上の第１空間セルを第１の対象物体領域として選択し、
前記各基準セルに対応付けされた第２測定値に基づいて、前記複数の第２空間セルのうち、前記対象物体が存在すると推定される１つ以上の第２空間セルを第２の対象物体領域として選択し、
前記第１の対象物体領域と、前記第２の対象物体領域とをペアリングし、
前記第１測定値と、前記第２測定値とを用いて、前記対象物体の速度を推定し、
前記対象物体の推定された速度と、前記第１測定値と、前記第２測定値とを用いて、前記対象物体を判断する、
物体検出方法。
【請求項１４】
前記対象物体の位置、形状、大きさ、および種別を判断する、
請求項１０ないし１３のいずれかに記載の物体検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、物体検出装置および物体検出方法に関し、より特定的には、道路インフラシステム、または、監視システムに搭載され、道路、駅、空港、港または講堂のような施設およびその周辺に存在する物体の位置と速度を正確に検出することのできる物体検出装置および物体検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、道路インフラシステムに物体検出装置が搭載されつつある。物体検出装置は、道路または道路周辺に設置され、レーダを用いて道路または道路周辺に存在する物体（例えば、車両、歩行者、二輪車など）を検出し、交通状況の監視と交通の管理を行う。
【０００３】
物体検出装置は、交通状況の監視として、例えば、交通量の検出、車両のスピード違反または信号無視などの検出を行う。また、物体検出装置は、交通の管理として、例えば、検出した交通量に基づいて、信号機の制御を行う。あるいは、物体検出装置は、交通の管理として、例えば、車両の死角に存在する物体を検出し、検出した物体の情報を車両の運転手に通知する。
【０００４】
このように、道路インフラシステムに搭載された物体検出装置は、交通の効率化と交通事故の防止を実現することができる。
【０００５】
また、従来、施設およびその周辺を監視するためにレーダ装置が設置され、レーダ装置は、空または地上からの物体を検知し、関連セキュリティシステムに検知結果の情報を提供することで、不審者の侵入などを防いでいる。
【０００６】
例えば、特許文献１には、レーダを用いて物体の存在範囲と物体の進行方向を検出する技術が開示されている。この技術では、複数の送受信アンテナを異なる位置に配置し、各アンテナを基準とした位置およびドップラー速度を検出し、更に複数の検出結果を合成し、物体の範囲と速度を算出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１４−５５８８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した特許文献１の技術では、異なる空間分解能への対応が不十分であった。
【０００９】
本開示は、異なる空間分解能の影響を抑えることができる物体検出装置および物体検出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本開示の物体検出装置は、第１のレーダ装置が送信する第１レーダ信号の送信方向毎および前記第１のレーダ装置からの第１距離毎に区切られた複数の第１空間セルにおいて、前記第１のレーダ装置が受信する対象物体からの第１反射信号に関する第１測定値を算出する第１の情報生成部と、第２のレーダ装置が送信する第２レーダ信号の送信方向毎および前記第２のレーダ装置からの第２距離毎の区切られた複数の第２空間セルにおいて、前記第２のレーダ装置が受信する前記対象物体からの第２反射信号に関する第２測定値を算出する第２の情報生成部と、前記第１測定値に基づいて、前記複数の第１空間セルのうち、前記対象物体が存在すると推定される１つ以上の前記第１空間セルを第１の対象物体領域として選択し、前記第２測定値に基づいて、前記複数の第２空間セルのうち、前記対象物体が存在すると推定される１つ以上の前記第２空間セルを第２の対象物体領域として選択する領域算出部と、前記第１の対象物体領域と、前記第２の対象物体領域とをペアリングする空間セルペアリング部と、前記ペアリングされた第１の対象物体領域および第２の対象物体領域のうちのいずれかの領域を選択する空間セル選択部と、前記第１の対象物体領域が選択された場合は、前記第２の対象物体領域の前記第２測定値を用いて、第１補間測定値を算出し、前記第２の対象物体領域が選択された場合は、前記第１の対象物体領域の前記第１測定値を用いて、第２補間測定値を算出する測定値補間部と、前記第１測定値と前記第１補間測定値との組合せ、または、前記第２測定値と前記第２補間測定値との組合せを用いて、前記対象物体の速度を推定する速度推定部と、前記対象物体の推定された速度と前記第１測定値と前記第１補間測定値との組合せ、または、前記対象物体の推定された速度と前記第２測定値と前記第２補間測定値との組合せを用いて、前記対象物体を判断する物体確定部と、を具備する。
【００１１】
また、本開示の物体検出装置は、第１のレーダ装置が送信する第１レーダ信号の送信方向毎および前記第１のレーダ装置からの第１距離毎に区切られた複数の第１空間セルにおいて、前記第１のレーダ装置が受信する対象物体からの第１反射信号に関する第１測定値を算出する第１の情報生成部と、第２のレーダ装置が送信する第２レーダ信号の送信方向毎および前記第２のレーダ装置からの第２距離毎の区切られた複数の第２空間セルに対して、前記第２のレーダ装置が受信する前記対象物体からの第２反射信号に関する第２測定値を算出する第２の情報生成部と、前記第１のレーダ装置および前記第２のレーダ装置による測定領域の一部に１つ以上の基準セルを設定する基準セル設定部と、１つ以上の前記第１空間セルのうち前記各基準セルに対応する前記第１測定値および１つ以上の前記第２空間セルのうち前記各基準セルに対応する前記第２測定値を、各基準セルに対応付ける測定値処理部と、前記各基準セルに対応付けされた第１測定値に基づいて、前記複数の第１空間セルのうち、前記対象物体が存在すると推定される１つ以上の第１空間セルを第１の対象物体領域として選択し、前記各基準セルに対応付けされた第２測定値に基づいて、前記複数の第２空間セルのうち、前記対象物体が存在すると推定される１つ以上の第２空間セルを第２の対象物体領域として選択する領域算出部と、前記第１の対象物体領域と、前記第２の対象物体領域とをペアリングする空間セルペアリング部と、前記第１測定値と、前記第２測定値とを用いて、前記対象物体の速度を推定する速度推定部と、前記対象物体の推定された速度と、前記第１測定値と、前記第２測定値とを用いて、前記対象物体を判断する物体確定部と、を具備する。
【００１２】
また、本開示の物体検出方法は、第１のレーダ装置が送信する第１レーダ信号の送信方向毎および前記第１のレーダ装置からの第１距離毎に区切られた複数の第１空間セルにおいて、前記第１のレーダ装置が受信する対象物体からの第１反射信号に関する第１測定値を算出し、第２のレーダ装置が送信する第２レーダ信号の送信方向毎および前記第２のレーダ装置からの第２距離毎に区切られた複数の第２空間セルにおいて、前記第２のレーダ装置が受信する前記対象物体からの第２反射信号に関する第２測定値を算出し、前記第１測定値に基づいて、前記複数の第１空間セルのうち、前記対象物体が存在すると推定される１つ以上の前記第１空間セルを第１の対象物体領域として選択し、前記第２測定値に基づいて、前記複数の第２空間セルのうち、前記対象物体が存在すると推定される１つ以上の前記第２空間セルを第２の対象物体領域として選択し、前記第１の対象物体領域と、前記第２の対象物体領域とをペアリングし、前記ペアリングされた前記第１の対象物体領域と前記第２の対象物体領域のうちのいずれかの領域を選択し、前記第１の対象物体領域が選択された場合は、前記第２の対象物体領域の前記第２測定値を用いて、第１補間測定値を算出し、前記第２の対象物体領域が選択された場合は、前記第１の対象物体領域の前記第１測定値を用いて、第２補間測定値を算出し、前記第１測定値と前記第１補間測定値との組合せ、または、前記第２測定値と前記第２補間測定値との組合せを用いて、前記対象物体の速度を推定し、前記対象物体の推定された速度と前記第１測定値と前記第１補間測定値との組合せ、または、前記対象物体の推定された速度と前記第２測定値と前記第２補間測定値との組合せを用いて、前記対象物体を判断する。
【００１３】
また、本開示の物体検出方法は、第１のレーダ装置が送信する第１レーダ信号の送信方向毎および前記第１のレーダ装置からの第１距離毎に区切られた複数の第１空間セルにおいて、前記第１のレーダ装置が受信する対象物体からの第１反射信号に関する第１測定値を算出し、第２のレーダ装置が送信する第２レーダ信号の送信方向毎および前記第２のレーダ装置からの第２距離毎の区切られた複数の第２空間セルに対して、前記第２のレーダ装置が受信する前記対象物体からの第２反射信号に関する第２測定値を算出し、前記第１のレーダ装置および前記第２のレーダ装置による測定領域の一部に１つ以上の基準セルを設定し、１つ以上の前記第１空間セルのうち前記各基準セルに対応する前記第１測定値および１つ以上の前記第２空間セルのうち前記各基準セルに対応する第２測定値を、各基準セルに対応付け、前記各基準セルに対応付けされた第１測定値に基づいて、前記複数の第１空間セルのうち、前記対象物体が存在すると推定される１つ以上の第１空間セルを第１の対象物体領域として選択し、前記各基準セルに対応付けされた第２測定値に基づいて、前記複数の第２空間セルのうち、前記対象物体が存在すると推定される１つ以上の第２空間セルを第２の対象物体領域として選択し、前記第１の対象物体領域と、前記第２の対象物体領域とをペアリングし、前記第１測定値と、前記第２測定値とを用いて、前記対象物体の速度を推定し、前記対象物体の推定された速度と、前記第１測定値と、前記第２測定値とを用いて、前記対象物体を判断する。
【発明の効果】
【００１４】
本開示によれば、異なる空間分解能の影響を抑えることができる物体検出装置および物体検出方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本開示に係る物体検出装置がレーダ装置とともに道路インフラシステムで利用される一例を示す概念図
【図２】本開示の実施の形態１に係る物体検出装置の主要構成を示すブロック図
【図３】本開示の実施の形態１における電力プロファイル情報の一例を示す図
【図４】本開示の実施の形態１におけるドップラープロファイル情報の一例を示す図
【図５】本開示の実施の形態１における２つのレーダ装置が同一の対象物体に対してレーダを照射した場合の一例を示す図
【図６】本開示の実施の形態１における空間セルの一例を示す図
【図７】本開示の実施の形態１における測定値補間部の処理の一例を説明する図
【図８】本開示の実施の形態１における速度推定部の処理の一例を説明する図
【図９】本開示の実施の形態２に係る物体検出装置の主要構成を示すブロック図
【図１０】本開示の実施の形態３に係る物体検出装置の主要構成を示すブロック図
【図１１】本開示の実施の形態３における基準セルの一例を示す図
【図１２】本開示の実施の形態４に係る物体検出装置の主要構成を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（本開示に至る経緯）
まず、本開示に至る経緯について説明する。本開示は、道路インフラシステムに用いられる物体検出装置に関する。
【００１７】
道路インフラシステムに搭載された物体検出装置は、道路または道路周辺に設置され、レーダを用いて道路または道路周辺に存在する物体（例えば、車両、歩行者、二輪車など）を検出する。
【００１８】
レーダは、カメラなどの光学的センサと比べて、夜間でも通常通りに利用できるというメリットがあり、霧または雨などの悪天候に対しても優れた耐性を有する。しかし、道路または道路周辺に設置された物体検出装置がレーダを用いて物体を検出する場合、車両に設置された物体検出装置がレーダを用いて物体を検出する場合と比べ、高い物体識別性能が要求される。
【００１９】
その理由の１つは、道路または道路周辺では、物体の種類と数が多くなるからである。例えば交差点では、進行方向の異なる車両、バイク、歩行者、自転車などの物体が多数存在し、それらの物体が近接したり、すれ違ったりする。そのため、レーダにとってオクルージョンが発生しやすくなる。よって、道路または道路周辺に設置された物体検出装置では、高い物体識別性能が要求される。
【００２０】
また、別の理由は、道路または道路周辺では、レーダにより測定されたドップラー速度が物体識別の特徴として顕著でなくなるからである。ドップラー速度はレーダを中心点とした半径方向の速度である。よって、道路または道路周辺に設置された物体検出装置のレーダにより測定される物体のドップラー速度の変動は、車両に設置された物体検出装置のレーダにより測定されるドップラー速度に比べて大きい。道路または道路周辺では、状況によっては、物体の進行方向が半径方向と垂直する接線方向になり、ドップラー速度を検出できない場合もある。よって、道路または道路周辺に設置された物体検出装置では、高い物体識別性能が要求される。
【００２１】
道路または道路周辺に設置された物体検出装置では、高い物体識別性能を備えていれば、特徴の異なる物体を個別に検出できるので、交通量を正確に把握したり、衝突危険性を正確に予測したりできる。逆に、高い物体識別性能を備えていないと、特徴の異なる物体を個別に検出することは困難であり、物体の検出漏れが発生することとなる。また、高い物体識別性能を備えていないと、交通状況を正確に把握することは困難であり、衝突危険性を正確に予測することは困難である。
【００２２】
また、空港や建物などの施設またはその周辺に設置される監視システム用レーダ装置に対しては、空における飛行体や鳥、地上における各種車両や侵入者を正確に検出し、関連セキュリティシステムと連動し、不審者の侵入を防止し施設の安全を確保する要求もある。
【００２３】
例えば、特許文献１の技術では、各アンテナの測定値を空間点に対する測定値として捉え、ガウシアンフィルタを用いたぼかし処理によって測定点周囲の空間点（メッシュ）におけるドップラー速度を補間し、各アンテナに対応するドップラー速度を合成し、鳥の群れの速度を求めている。
【００２４】
しかし、特許文献１の技術は、各アンテナの空間分解能がほぼ同等の空間領域を用いて処理を行う場合には有効であるが、各アンテナの空間分解能が異なる空間領域を用いて処理を行う場合、分解能の粗いアンテナからの有効データ数が不足になり（理論的根拠のないガウシアンフィルタを用いたぼかし処理では有効データを増やせないため）、正確な合成を実現できない。すなわち、特許文献１の技術では、異なる空間分解能への対応が不十分であった。
【００２５】
また、特許文献１のぼかし処理には、ノイズの影響範囲を拡大するといった問題もある。特許文献１の技術は、反射強度の弱い鳥を検出対象の物体としているため、ノイズの影響を考慮していないが、車両または歩行者を検出対象の物体とする場合、ノイズの影響を考慮しなければならない。
【００２６】
複数のレーダを用いて物体を検出する場合、測定値の補間性を強化するため、アンテナを異なる位置に設置し、異なる方向のレーダで測定することが必要となる。そのため、空間分解能が大きく異なる空間領域も多数存在する。例えば、現状スペックのミリ波レーダ用アンテナ２台を標準的な交差点の対角に設置する場合、試算によれば空間分解能の相違が最大２０倍にもなる。
【００２７】
このような事情に鑑み、異なる空間分解能の影響を抑えることに着目し、本開示に至った。
【００２８】
本開示によれば、異なる空間分解能の影響を抑えることができる物体検出装置および物体検出方法を提供できる。その結果、道路または道路周辺に存在する車両、二輪車、または歩行者などの位置と速度を漏れなく正確に検出でき、衝突事故、特に歩行者や二輪車関連の交通事故を未然に防止できる。
【００２９】
（本開示の利用イメージ）
次に、本開示に係る物体検出装置の設置場所について図１を用いて説明する。図１は、本開示に係る物体検出装置がレーダ装置とともに道路インフラシステムで利用される概念図である。
【００３０】
図１において、ＡおよびＢは、それぞれ、レーダ装置を示す。レーダ装置Ａ、Ｂは、それぞれ、ポールなどのサポート装置Ｌによって支持されている。レーダ装置Ａ、Ｂは、それぞれ、所定の角度間隔で順次方向を変えながらレーダ信号を送信する送信部と、レーダ信号が対象物体に反射した反射信号を受信する受信部と、反射信号をベースバンドに変換し、レーダ信号の送信方向毎の遅延プロファイル（伝搬遅延特性）を取得する信号処理部と、を有する。なお、レーダ装置Ａ、Ｂは、それぞれ、送信部と受信部を備え、信号処理部を共有してもよい。
【００３１】
図１において、Ｗは、本開示に係る物体検出装置を示す。物体検出装置Ｗは、レーダ装置Ａ、Ｂと接続され、レーダ装置Ａ、Ｂから測定情報を受信する。なお、その伝送方式は、特に限定は無く、有線通信方式であっても無線通信方式であってもよい。
【００３２】
図１において、Ｓは路面を示す。路面Ｓは、直進の道路でもよいし、交差点の一部であってもよい。
【００３３】
図１において、Ｔは１つの対象物体を示す。対象物体Ｔは、例えば、車両、バイク、自転車、歩行者などに該当する。
【００３４】
図１において、レーダ装置Ａ、Ｂが設置される位置は、道路の上方、路側、交差点の上方、または、交差点の各コーナーであってもよい。なお、本開示は、レーダ装置Ａ、Ｂを設置する位置や設置する方法を限定しない。レーダ装置Ａ、Ｂが交差点にある横断歩道の周囲に存在する対象物体（例えば、車両、歩行者、二輪車など）を検出できれば好都合である。
【００３５】
また、本開示は、レーダ装置Ａの検知範囲とレーダ装置Ｂの検知範囲の位置関係についても制限しない。ただし、本開示は、レーダ装置Ａの検知範囲とレーダ装置Ｂの検知範囲の重畳範囲に対して適用するため、レーダ装置Ａとレーダ装置Ｂは、重畳範囲が大きくなるように設置されるのが好ましい。
【００３６】
また、本開示は、レーダ装置Ａの構成、および、レーダ装置Ｂの構成についても制限しない。レーダ装置Ａおよびレーダ装置Ｂは、いずれも既存の市販品や公知技術で構成される製品でもよい。
【００３７】
また、図１に示す概念図において、物体検出装置Ｗは、レーダ装置Ａおよびレーダ装置Ｂと別々に設けられるとしたが、レーダ装置Ａまたはレーダ装置Ｂに含まれるとしてもよい。
【００３８】
次に、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する各実施の形態は一例であり、本開示はこれらの実施の形態により限定されるものではない。
【００３９】
（実施の形態１）
まず、本開示の実施の形態１に係る物体検出装置について図面を用いて説明する。図２は、本開示の実施の形態１に係る物体検出装置１００の主要構成を示すブロック図である。
【００４０】
本開示の実施の形態１に係る物体検出装置１００は、レーダ装置Ａ、Ｂに接続され、レーダ装置Ａ、Ｂを用いて対象物体を検出する。なお、レーダ装置Ａは「第１のレーダ装置」の一例であり、レーダ装置Ｂは「第２のレーダ装置」の一例である。
【００４１】
物体検出装置１００は、第１の情報生成部２０１、第２の情報生成部２０２、領域算出部２０３、空間セルペアリング部２０４、空間セル選択部２０５、測定値補間部２０６、速度推定部２０７、誤差算出部２０８、領域調整部２０９、物体確定部２１０を有する。物体検出装置１００の各構成は、ＬＳＩ回路などのハードウェアで実現可能である。
【００４２】
第１の情報生成部２０１は、レーダ装置Ａの信号処理部から出力された遅延プロファイルにより、レーダ信号の送信方向（方位角）毎に、レーダ装置からの距離を所定の間隔で区切った空間セル（第１空間セルの一例）毎に、反射信号の受信電力の代表値（以下、反射強度という）を算出する。そして、第１の情報生成部２０１は、各空間セルの反射強度を示す電力プロファイル情報を生成する。なお、反射強度は、一般的に連続値であるが、処理を簡単にするために第１の情報生成部２０１が量子化処理を行ってもよい。
【００４３】
また、第１の情報生成部２０１は、レーダ装置Ａの信号処理部から出力された遅延プロファイルにより、レーダ信号の送信方向（方位角）毎に、レーダ装置からの距離を所定の間隔で区切った空間セル（第１空間セルの一例）毎に、対象物体のドップラー値を算出する。そして、第１の情報生成部２０１は、各空間セルのドップラー値を示すドップラープロファイル情報を生成する。
【００４４】
そして、第１の情報生成部２０１は、電力プロファイル情報およびドップラープロファイル情報を領域算出部２０３へ出力する。なお、第１の情報生成部２０１で生成される電力プロファイル情報は「第１の電力プロファイル情報」の一例であり、第１の情報生成部２０１で生成されるドップラープロファイル情報は「第１のドップラープロファイル情報」の一例である。
【００４５】
ここで、第１の情報生成部２０１が生成する電力プロファイル情報およびドップラープロファイル情報の例について、以下に説明する。
【００４６】
まず、電力プロファイル情報について図３を用いて説明する。図３は、本開示の実施の形態１における電力プロファイル情報の一例を示す図である。
【００４７】
図３において、横軸はレーダ装置Ａの方位角を示し、縦軸はレーダ装置Ａからの距離を示す。
【００４８】
図３の例では、横軸の方位角を１０°毎に区切り、縦軸の距離を１０ｍ毎に区切って空間セルを構成している。各空間セルは、空間分解能を示している。なお、本実施の形態において、空間セルの角度範囲および距離範囲は、上記のものに限定されない。各範囲は、高い分解能を得られるという点で、より小さい方が好ましい。
【００４９】
図３において、各空間セルの濃淡は、反射強度を示し、色が濃い程、反射強度が強いことを示している。なお、説明を簡単にするために、特定の空間セル以外の空間セルの色は同じ白色としている。
【００５０】
また、本実施の形態では、各空間セルの反射強度は、その空間セルの範囲における受信電力の最大値とする。ただし、本開示はこれに限られず、各空間セルの反射強度を、その空間セルの範囲における受信電力の平均値等、他の値を用いてもよい。
【００５１】
次に、ドップラープロファイル情報について図４を用いて説明する。図４は、本開示の実施の形態１におけるドップラープロファイル情報の一例を示す図である。
【００５２】
図４において、横軸はレーダ装置Ａの方位角を示し、縦軸はレーダ装置Ａからの距離を示す。また、図４の例では、横軸の方位角を１０°毎に区切り、縦軸の距離を１０ｍ毎に区切って空間セルを構成している。図４に示した空間各セルは、図３に示した電力プロファイル情報の各空間セルに対応している。
【００５３】
図４において、各空間セルの濃淡は、ドップラー値を示し、色が濃い程、ドップラー値が大きいことを示している。なお、説明を簡単にするために、特定の空間セル以外の空間セルの色は同じ白色としている。
【００５４】
以上、電力プロファイル情報およびドップラープロファイル情報の例について説明した。以下では、図３、図４に示す各空間セルを、適宜、１つの点として取り扱って説明を行う。
【００５５】
第２の情報生成部２０２は、レーダ装置Ｂの信号処理部から出力された遅延プロファイルにより、レーダ信号の送信方向毎に、レーダ装置からの距離を所定の間隔で区切った空間セル（第２空間セルの一例）毎に、反射強度を算出する。そして、第２の情報生成部２０２は、各空間セルの反射強度を示す電力プロファイル情報を生成する。なお、反射強度は、一般的に連続値であるが、処理を簡単にするために第２の情報生成部２０２が量子化処理を行ってもよい。
【００５６】
また、第２の情報生成部２０２は、レーダ装置Ｂの信号処理部から出力された遅延プロファイルにより、レーダ信号の送信方向毎に、レーダ装置からの距離を所定の間隔で区切った空間セル（第２空間セルの一例）毎に、対象物体のドップラー値を測定する。そして、第２の情報生成部２０２は、各空間セルのドップラー値を示すドップラープロファイル情報を生成する。
【００５７】
そして、第２の情報生成部２０２は、電力プロファイル情報およびドップラープロファイル情報を領域算出部２０３へ出力する。なお、第２の情報生成部２０２で生成される電力プロファイル情報は「第２の電力プロファイル情報」の一例であり、第２の情報生成部２０２で生成されるドップラープロファイル情報は「第２のドップラープロファイル情報」の一例である。
【００５８】
このように、第２の情報生成部２０２の機能は、第１の情報生成部２０１の機能と同じである。ただし、レーダ装置Ｂとレーダ装置Ａとは配置位置が異なるため、第２の情報生成部２０２が生成した電力プロファイル情報およびドップラープロファイル情報は、第１の情報生成部２０１が生成した電力プロファイル情報およびドップラープロファイル情報と異なる。
【００５９】
例えば、図５に示すように、レーダ装置Ａとレーダ装置Ｂが同一の対象物体Ｔ（例えば、交差点付近を走行中の車両）から反射信号を受信する場合、レーダ装置Ａは、対象物体Ｔの部位ａ１、ａ２、ａ３から反射信号を受信し、レーダ装置Ｂは、対象物体Ｔの部位ｂ１、ｂ２から反射信号を受信する。よって、レーダ装置Ａから第１の情報生成部２０１へ出力される遅延プロファイルと、レーダ装置Ｂから第２の情報生成部２０２へ出力される遅延プロファイルとは、異なる。そのため、第１の情報生成部２０１で生成される電力プロファイル情報およびドップラープロファイル情報と、第２の情報生成部２０２で生成される電力プロファイル情報およびドップラープロファイル情報とでは、対象物体Ｔに関連するセルの数、位置、および値（例えば、反射強度、ドップラー値）が異なる。この傾向は、レーダの高分解能化により更に顕著になる。
【００６０】
領域算出部２０３は、第１の情報生成部２０１で生成された電力プロファイルおよびドップラープロファイル情報に基づいて、複数の空間セルのうち、対象物体領域（以下、第１の対象物体領域という）を選択する。また、領域算出部２０３は、第２の情報生成部２０２で生成された電力プロファイルおよびドップラープロファイル情報に基づいて、複数の空間セルのうち、対象物体領域（以下、第２の対象物体領域という）を選択する。対象物体領域とは、対象物体Ｔが存在すると推定される少なくとも１つの空間セルである。
【００６１】
上述した対象物体領域の算出は、公知のレーダ信号処理技術により実現できる。対象物体領域は、空間セルの集合体である。但し、対象物体領域は、連続領域である必要はなく、複数の不連続点または不連続サブ領域の集合体であってもよい。上述した第１の対象物体領域、第２の対象物体領域、およびそれらの領域を構成する空間セルについては、図６を用いて後述する。
【００６２】
そして、領域算出部２０３は、第１の対象物体領域および第２の対象物体領域を示す対象物体領域情報を空間セルペアリング部２０４へ出力する。対象物体領域情報には、第１の対象物体領域および第２の対象物体領域を構成する各空間セルの測定値（例えば、距離、方位角、反射強度、ドップラー値）が含まれる。
【００６３】
空間セルペアリング部２０４は、対象物体領域情報に基づいて、第１の対象物体領域と第２の対象物体領域が、同一の対象物体Ｔに対応するかの判別を行う。例えば、空間セルペアリング部２０４は、予め定められたレーダ装置Ａおよびレーダ装置Ｂの配置位置に基づいて、第１の対象物体領域と第２の対象物体領域との間の空間距離を算出する。この空間距離が予め定められた閾値より小さければ、空間セルペアリング部２０４は、第１の対象物体領域と第２の対象物体領域とをペアリングする。
【００６４】
ペアリングの結果、例えば、第１の対象物体領域を構成する１つの空間セルと、第２の対象物体領域の所在空間の１つの空間セルとがペアとなる場合もあるし、第１の対象物体領域を構成する１つの空間セルと、第２の対象物体領域の所在空間の複数の空間セルとがペアとなる場合もある。また、例えば、第２の対象物体領域を構成する１つの空間セルと、第１の対象物体領域の所在空間の１つまたは複数の空間セルとがペアとなる場合もある。
【００６５】
そして、空間セルペアリング部２０４は、ペアリングされた空間セルを示すペアリング情報を空間セル選択部２０５へ出力する。ペアリング情報には、ペアリングされた各対象物体領域の各空間セルの測定値（例えば、距離、方位角、反射強度、ドップラー値）が含まれる。
【００６６】
空間セル選択部２０５は、ペアリング情報と、レーダ装置Ａとレーダ装置Ｂの空間分解能とに基づいて、ペアリングされた第１の対象物体領域および第２の対象物体領域のいずれかを選択する。
【００６７】
ここで、空間セルの選択の例について図６を用いて説明する。図６は、レーダ装置Ａ、Ｂを対向して設置した場合の、レーダ装置Ａ、Ｂにそれぞれ対応する空間セルの分布の例を示している。図６において、縦軸および横軸は、レーダ装置Ａからの距離を示している。また、図６において、Ｆ１は、第１の対象物体領域の例を示している。Ｆ２は、第２の対象物体領域の例を示している。第１の対象物体領域Ｆ１は、複数の空間セルａで構成されている。第２の対象物体領域Ｆ２は、複数の空間セルｂで構成されている。なお、空間セルａは「第１空間セル」の一例であり、空間セルｂは「第２空間セル」の一例である。
【００６８】
図６に示すように、空間セルａは、レーダ装置Ａから遠ざかる程大きくなっており、空間セルｂは、レーダ装置Ｂから遠ざかる程大きくなっている。よって、レーダ装置Ａに近い位置にある空間セルａと、レーダ装置Ｂから遠い位置にある空間セルｂとがペアリングされている場合、空間セルａは空間セルｂよりも小さい。同様に、レーダ装置Ｂに近い位置にある空間セルｂと、レーダ装置Ａから遠い位置にある空間セルａとがペアリングされている場合、空間セルａは空間セルｂよりも大きい。
【００６９】
このような場合、空間セル選択部２０５は、ペアリングされている対象物体領域のうち、対象物体領域を構成する空間セルの大きさが小さい方の対象物体領域を選択する。例えば、第１の対象物体領域Ｆ１と、第２の対象物体領域Ｆ２とがペアリングされている場合、空間セル選択部２０５は、Ｆ１に属する空間セルの大きさの平均値と、Ｆ２に属する空間セルの大きさの平均値とを比較し、平均値が小さい方の対象物体領域を選択する。
【００７０】
以上、空間セルの選択の例について説明した。
【００７１】
そして、空間セル選択部２０５は、選択した空間セルと、ペアリングされた空間セルとを示す選択結果情報を測定値補間部２０６へ出力する。選択結果情報には、選択された対象物体領域がどちらであるか（例えば、第１の対象物体領域Ｆ１と第２の対象物体領域Ｆ２のどちらが選択されたか）を示す値、ペアリングされた各対象物体領域の各空間セルの測定値（例えば、距離、方位角、反射強度、ドップラー値）が含まれる。
【００７２】
測定値補間部２０６は、空間セル選択部２０５で選択された対象物体領域の空間セルの測定値に対して、空間セル選択部２０５で選択されなかった対象物体領域の空間セルの測定値を用いて補間処理する。ここで補間される測定値は、例えば、ドップラー値である。
【００７３】
ここで、図７を用いて、測定値の補間の例について説明する。図７Ａは、ペアリングされた第１の対象物体領域Ｆ１の空間セルａと第２の対象物体領域Ｆ２の空間セルｂの例を示している。図７Ｂは、測定値が補間される空間セルａとその補間に用いられる空間セルｂの例を示している。
【００７４】
図７Ａでは、例えば、１つの空間セルｂ１と、複数の空間セルａ１〜ａ１４とがペアリングされている。また、図７Ａでは、例えば、複数の空間セルａ１〜ａ１４が空間セル選択部２０５で選択された空間セルであり、空間セルｂ１が空間セル選択部２０５で選択されなかった空間セルである。なお、図７Ａでは、空間セルｂ１と、空間セルｂ１と大部分（例えば、所定の大きさ以上）が重畳する空間セルａとがペアリングされた例としたが、空間セルｂ１と、空間セルｂ１と少なくとも一部が重畳する全ての空間セルａとがペアリングされていてもよい。
【００７５】
図７Ａにおいて、測定値補間部２０６は、空間セルｂ１の影響を受ける複数の空間セルａ１〜ａ１４に対してドップラー値の補間を行う。ここでは、例として、空間セルａ８のドップラー値が補間される場合について、図７Ｂを用いて説明する。
【００７６】
図７Ｂに示すように、空間セルｂ１の周囲には、空間セルｂ２〜ｂ４が存在しているとする。この場合、測定値補間部２０６は、空間セルｂ１〜ｂ４のドップラー値から、バイリニア補間により空間セルａ８のドップラー値を補間する。
【００７７】
なお、図７Ｂでは、補間に用いられる空間セルｂ１の周囲の空間セルｂを空間セルｂ２〜ｂ４としたが、空間セルｂ１の周囲に存在する空間セルｂであれば、その数および位置は限定されない。
【００７８】
また、測定値補間部２０６は、バイリニア補間に限定されず、例えば、非線形的な補間方法を用いてもよい。また、測定値補間部２０６は、例えば、空間セルｂ１〜ｂ４のドップラー値のうちの最大値、または、空間セルｂ１〜ｂ４のドップラー値の平均値を用いて、空間セルａ８のドップラー値を補間してもよい。または、測定値補間部２０６は、例えば、空間セルｂ１のドップラー値をそのまま空間セルａ８のドップラー値に決定してもよい。
【００７９】
測定値補間部２０６は、上述した空間セルａ８に対する補間と同じように、その他の空間セルａ１〜ａ１４に対してもドップラー値の補間を行う。
【００８０】
以上、測定値の補間の例について説明した。
【００８１】
そして、測定値補間部２０６は、補間結果情報を速度推定部２０７へ出力する。補間結果情報には、空間セル選択部２０５により選択された対象物体領域を構成する各空間セルの実際の測定値と、ペアリングされた各対象物体領域の各空間セルの補間測定値（例えば、距離、方位角、反射強度、ドップラー値）と、が含まれる。
【００８２】
速度推定部２０７は、補間結果情報に基づいて、対象物体Ｔの実際の速度（絶対速度ともいう）を推定する。
【００８３】
ここで、図８を用いて、対象物体Ｔの実際の速度の推定の例について説明する。ここでは、例として、補間測定値が空間セルｂの測定値により算出されているとする。
【００８４】
図８において、θaは空間セルａの方位角を示し、ＶＲａは空間セルａのドップラー値を示しており、θbは空間セルｂの方位角を示し、ＶＲｂは空間セルｂのドップラー値を示している。方位角の基準方向は、レーダ装置Ａとレーダ装置Ｂとで共通する。ドップラー値は、各レーダ装置に対する半径方向の速度である。
【００８５】
速度推定部２０７は、レーダ装置Ａの設置高度およびレーダ装置Ａと対象物体Ｔとの間の距離が既知であることから、ドップラー値ＶＲａを、ｘｙ平面（路面Ｓ）における分量（以下、平面分量という）ＶＲａｓと、垂直方向ｚにおける分量（以下、垂直方向分量という）ＶＲａｚとに分解する。
【００８６】
また、速度推定部２０７は、レーダ装置Ｂの設置高度およびレーダ装置Ｂと対象物体Ｔとの間の距離が既知であることから、ドップラー値ＶＲｂを、平面分量ＶＲｂｓと、垂直方向分量ＶＲｂｚとに分解する。
【００８７】
更に、速度推定部２０７は、平面分量ＶＲａｓと平面分量ＶＲｂｓのそれぞれを、ｘ方向分量とｙ方向分量とに分解する。
【００８８】
ここで、空間セルａの実際の測定値を（θｉ,Ｖｓ,ｉ）,ｉ＝１〜ｍとする。また、空間セルｂの測定値より算出された補間測定値を（θｉ,Ｖｓ,ｉ）,ｉ＝ｍ＋１〜ｍ＋ｎとする。上記ｍ＋ｎ個の測定値は、同一の対象物体Ｔの異なる反射点に対応するため、対象物体Ｔの実際の速度を（Ｖｘ,Ｖｙ）と表せば、以下の数式（１）が成立する。
【数１】
0006770299.tif 000002
【００８９】
上記数式（１）において、Ｖｘは、ｘｙ平面におけるｘ軸方向の速度であり、Ｖｙは、ｘｙ平面におけるｙ軸方向の速度である。上記数式（１）については、文献（F. Folster and H. Rohling, Lateral Velocity Estimation Based on Automotive Radar Sensors, Internal Conference on Radar, 2006.）を参照されたい。
【００９０】
速度推定部２０７は、上記数式（１）により、対象物体Ｔの実際の速度を算出する。具体的な算出方法として、例えば、最小二乗法などの回帰計算手法を利用できる。このような対象物体の速度の算出では、測定値補間部２０６によって補間された測定値の数が実際の測定値の数（つまり、ｎとｍ）と近くなるため、回帰計算と異常値判断の精度が改善される。
【００９１】
そして、速度推定部２０７は、推定結果情報を誤差算出部２０８へ出力する。この推定結果情報には、推定した対象物体Ｔの実際の速度値と、空間セル選択部２０５により選択された各空間セルの実際の測定値（例えば、距離、方位角、反射強度、ドップラー値）と、測定値補間部２０６により補間された各空間セルの補間測定値（例えば、距離、方位角、反射強度、ドップラー値）と、が含まれる。
【００９２】
誤差算出部２０８は、推定結果情報に基づいて、実際の測定値と補間測定値の誤差を算出する。例えば、誤差算出部２０８は、誤差の大きい測定値、つまり、対象物体Ｔの実際の速度に合わないドップラー値の空間セルを抽出する。例えば、誤差算出部２０８は、最小二乗法を利用する場合、回帰計算の結果が直線であるため、測定値と当該直線との間の距離で誤差を測ることができる。
【００９３】
誤差が所定閾値より大きい（または、所定閾値以上である）場合、誤差算出部２０８は、誤差の分布を示す誤差分布情報と、速度推定部２０７から入力した推定結果情報とを領域調整部２０９へ出力する。
【００９４】
一方、誤差が所定閾値以下である（または、所定閾値より小さい）場合、誤差算出部２０８は、速度推定部２０７から入力した推定結果情報を物体確定部２１０へ出力する。または、後述する領域調整部２０９による処理を経た場合、誤差算出部２０８は、調整後の推定結果情報を物体確定部２１０へ出力する。
【００９５】
領域調整部２０９は、誤差分布情報および推定結果情報に基づいて、選択された対象物体領域の少なくとも１つの空間セルの再選択を行う。すなわち、領域調整部２０９は、算出された誤差に基づいて、誤差の大きい空間セルから一定数の空間セルを除外し、対象物体領域を調整する。そして、領域調整部２０９は、調整後の対象物体領域を示す調整結果情報を速度推定部２０７へ出力する。調整結果情報には、調整後の対象物体領域を構成する空間セルの測定値（例えば、方位角、距離、ドップラー値）が含まれる。上記空間セルに対応する測定値として実際の測定値または補間測定値のいずれかを用いる。速度推定部２０７は、調整結果情報に基づいて、再度回帰計算を実施する。このようにして、誤差が所定閾値より小さくなるまで、速度推定部２０７、誤差算出部２０８、領域調整部２０９において各処理が繰り返される。なお、領域調整部２０９から出力される調整結果情報が、速度推定部２０７に入力される場合、測定値補間部２０６は、補間測定値についての回帰演算を省略する。
【００９６】
なお、領域調整部２０９は、調整結果情報を領域算出部２０３へ出力してもよい。その場合、領域算出部２０３は、調整結果情報に基づいて、再度対象物体領域を算出する。この場合、測定値補間部２０６は、補間測定値についての回帰演算を実施する。
【００９７】
物体確定部２１０は、推定結果情報または調整後の推定結果情報に基づいて、対象物体Ｔの位置、大きさ、形状、種別（例えば、大型車両、小型車両、二輪車、歩行者など）の少なくとも１つを判別する。そして、物体確定部２１０は、判別結果を示す情報と、対象物体Ｔの実際の速度を示す情報とを、物体検出装置１００の外部のセキュリティシステム３００へ出力する。セキュリティシステム３００が道路インフラシステムである場合、セキュリティシステム３００は、信号機の制御または検出した物体の情報を車両の運転手に通知する。セキュリティシステム３００が施設監視用システムである場合、セキュリティシステム３００は、不審者、不審車両の侵入を防ぐために、警報を鳴らす。
【００９８】
なお、本開示の実施の形態１では、物体確定部２１０における具体的な判別方法を限定しない。例えば、物体確定部２１０は、対象物体の種別に対応する対象物体領域のサイズおよび形状のテンプレートモデルを予め保持し、テンプレートモデルと対象物体領域の情報とを比較することによって、判別を行ってもよい。あるいは、物体確定部２１０は、対象物体の種別に対応する反射強度の分布のテンプレートモデルと比較することによって、判別を行ってもよい。
【００９９】
また、本開示の実施の形態１では、物体検出装置１００が誤差算出部２０８および領域調整部２０９を備える構成としたが、物体検出装置１００が誤差算出部２０８および領域調整部２０９を備えない構成としてもよい（後述する実施の形態２〜４も同様）。
【０１００】
以上説明した本開示の実施の形態１によれば、異なる空間分解能の影響を抑えることができる物体検出装置および物体検出方法を提供できる。その結果、道路または道路周辺に存在する車両、二輪車、または歩行者などの位置と速度を正確に検出でき、衝突事故、特に歩行者や二輪車関連の交通事故を未然に防止できる。
【０１０１】
（実施の形態２）
次に、本開示の実施の形態２に係る物体検出装置について図面を用いて説明する。図９は、本開示の実施の形態２に係る物体検出装置１０１の主要構成を示すブロック図である。図９において、図２と共通する構成には、図２と同一の符号を付し、その詳しい説明を省略する。図９に示す物体検出装置１０１は、領域分割部９０１を更に備え、かつ、図２に示す空間セル選択部２０５および測定値補間部２０６がそれぞれ空間セル選択部９０５および測定値補間部９０６に置き換わる構成を採る。
【０１０２】
領域分割部９０１は、レーダ装置Ａ、Ｂにより測定が行われる領域を複数の領域、例えば、３つの領域（分割領域の一例）に分割する。３つの領域は、例えば、レーダ装置Ｂよりもレーダ装置Ａに近い領域（以下、レーダ装置Ａ近傍領域という。第１分割領域の一例）、レーダ装置Ａよりもレーダ装置Ｂに近い領域（以下、レーダ装置Ｂ近傍領域という。第２分割領域の一例）、レーダ装置Ａからの距離とレーダ装置Ｂからの距離が同じ領域（以下、中間領域という。第３分割領域の一例）に分割する。そして、領域分割部９０１は、分割結果を示す分割結果情報を空間セル選択部９０５へ出力する。分割結果情報は、レーダ装置Ａ近傍領域、レーダ装置Ｂ近傍領域、中間領域それぞれを構成する空間セルの距離および方位角の値が含まれる。
【０１０３】
空間セル選択部９０５は、空間セルペアリング部２０４から入力したペアリング情報と、領域分割部９０１から入力した分割結果情報とに基づいて、ペアリングされた第１の対象物体領域または第２の対象物体領域のいずれかを選択する。あるいは、空間セル選択部９０５は、ペアリング情報および分割結果情報に基づいて、ペアリングされた第１の対象物体領域および第２の対象物体領域のいずれも選択しないことを決定する。実施の形態１で説明したとおり、ペアリング情報には、ペアリングされた各対象物体領域の各空間セルの測定値（例えば、距離、方位角、反射強度、ドップラー値）が含まれる。
【０１０４】
例えば、空間セル選択部９０５は、ペアリングされた第１の対象物体領域Ｆ１および第２の対象物体領域Ｆ２が、レーダ装置Ａ近傍領域にある場合、第１の対象物体領域Ｆ１を選択する。例えば、空間セル選択部９０５は、ペアリングされた空間セルａ、ｂが所定数以上レーダ装置Ａ近傍領域の空間セルと重複している場合、第１の対象物体領域Ｆ１を構成する空間セルａ（図６参照）を選択する。
【０１０５】
また、例えば、空間セル選択部９０５は、ペアリングされた第１の対象物体領域Ｆ１および第２の対象物体領域Ｆ２が、レーダ装置Ｂ近傍領域にある場合、第１の対象物体領域Ｆ２を選択する。例えば、空間セル選択部９０５は、ペアリングされた空間セルａ、ｂが所定数以上レーダ装置Ｂ近傍領域の空間セルと重複している場合、第２の対象物体領域Ｆ２を構成する空間セルｂ（図６参照）を選択する。
【０１０６】
また、例えば、空間セル選択部９０５は、ペアリングされた第１の対象物体領域Ｆ１および第２の対象物体領域Ｆ２が、中間領域にある場合、第１の対象物体領域Ｆ１および第２の対象物体領域Ｆ２のいずれも選択しない。例えば、空間セル選択部９０５は、ペアリングされた空間セルａ、ｂが所定数以上中間領域の空間セルと重複している場合、第１の対象物体領域Ｆ１を構成する空間セルａ（図６参照）および第２の対象物体領域Ｆ２を構成する空間セルｂ（図６参照）のいずれも選択しない。
【０１０７】
そして、いずれかの対象物体領域を選択した場合、空間セル選択部９０５は、選択結果情報を測定値補間部９０６へ出力する。この選択結果情報には、選択された対象物体領域の空間セルがどちらであるか（例えば、空間セルａと空間セルｂのどちらが選択されたか）を示す値、ペアリングされた各対象物体領域の各空間セルの測定値（例えば、距離、方位角、反射強度、ドップラー値）が含まれる。
【０１０８】
一方で、いずれの対象物体領域も選択しなかった場合、空間セル選択部９０５は、選択結果情報を測定値補間部９０６へ出力する。この選択結果情報には、いずれの対象物体領域も選択されなかった旨を示す値、ペアリングされた各対象物体領域の各空間セルの測定値（例えば、距離、方位角、反射強度、ドップラー値）が含まれる。
【０１０９】
測定値補間部９０６は、例えば選択結果情報にいずれかの空間セルが選択されたことを示す値が含まれている場合、空間セル選択部９０５で選択された空間セルの補間測定値（例えば、ドップラー値）を、空間セル選択部９０５で選択されなかった空間セルの測定値（例えば、ドップラー値）を用いて補間処理する。
【０１１０】
例えば、測定値補間部９０６は、選択結果情報に空間セルａが選択されたことを示す値が含まれている場合、空間セルｂとペアリングされた空間セルａの補間ドップラー値を空間セルｂのドップラー値を用いて補間する。また、例えば、測定値補間部９０６は、選択結果情報に空間セルｂが選択されたことを示す値が含まれている場合、空間セルaとペアリングされた空間セルｂの補間ドップラー値を空間セルａのドップラー値を用いて補間する。
【０１１１】
また、例えば、測定値補間部９０６は、選択結果情報に空間セルａおよび空間セルｂのいずれも選択されなかったことを示す値が含まれている場合、ドップラー値の補間を行わず、空間セルａのドップラー値および空間セルｂのドップラー値をそのままとする。
【０１１２】
以上説明した本開示の実施の形態２によれば、上述した実施の形態１の効果を得ることができ、更に、領域分割部９０１で分割された領域の空間セルに基づいて補間の対象となる空間セルを選択するので、空間セル選択部９０５における計算量を減らすことができる。
【０１１３】
（実施の形態３）
次に、本開示の実施の形態３に係る物体検出装置について図面を用いて説明する。図１０は、本開示の実施の形態３に係る物体検出装置１０２の主要構成を示すブロック図である。図１０において、図２と共通する構成には、図２と同一の符号を付しその詳しい説明を省略する。図１０に示す物体検出装置１０２は、基準セル設定部１００１および測定値変換部（測定値処理部とも呼ぶ）１００２を更に備え、かつ、図２に示す速度推定部２０７が速度推定部１００３に置き換わり、空間セル選択部２０５および測定値補間部２０６を備えない構成を採る。
【０１１４】
基準セル設定部１００１は、基準セルを設定する。基準セルは、レーダ装置Ａ、Ｂにより測定が行われる領域の少なくとも一部分の領域を構成するセルである。基準セルの一例を図１１に示す。図１１は、交差点において設定された基準領域およびその領域を構成する基準セルを示す。例えば、基準領域ＢＦ１は、交差点の内側に対応する領域であり、複数の基準セルＣ１により構成されている。また、例えば、基準領域ＢＦ２は、交差点の内側において基準領域ＢＦ１より更に狭い領域であり、複数の基準セルＣ２により構成されている。基準セル設定部１００１は、基準領域ＢＦ１および基準セルＣ１、または、基準領域ＢＦ２および基準セルＣ２のどちらを設定してもよい。
【０１１５】
なお、基準セル設定部１００１により設定される各基準セルの位置、形状、および数は、図１１に限定されない。例えば、基準セルは、重要エリアとされる横断歩道とその近傍に設定されることが好ましい。
【０１１６】
そして、基準セル設定部１００１は、設定した基準セルを示す基準セル情報を測定値変換部１００２へ出力する。基準セル情報には、例えば、基準セルの方位角、距離などの値が含まれる。
【０１１７】
測定値変換部１００２は、第１の情報生成部２０１から入力した電力プロファイル情報およびドップラープロファイル情報の少なくとも１つの空間セルの測定値を、基準空間セル設定部１００１から入力した基準セル情報の各空間セルに対応付ける。また、測定値変換部１００２は、第２の情報生成部２０２から入力した電力プロファイル情報およびドップラープロファイル情報の少なくとも１つの空間セルの測定値を、基準空間セル設定部１００１から入力した基準セル情報の各空間セルに対応付ける。
【０１１８】
ここで、基準セル情報が図１１に示した基準領域ＢＦ１およびその領域を構成する複数の空間セルＣ１を示す場合を例として説明する。
【０１１９】
この場合、測定値変換部１００２は、第１の情報生成部２０１から入力した電力プロファイル情報およびドップラープロファイル情報に示される各空間セルの測定値を、基準セル情報に示される各基準セルＣ１に対応付ける。これにより、第１の情報生成部２０１から入力された電力プロファイル情報およびドップラープロファイル情報は、各基準セルＣ１の測定値を示す情報に変換される。
【０１２０】
また、測定値変換部１００２は、第２の情報生成部２０２から入力した電力プロファイル情報およびドップラープロファイル情報に示される各空間セルの測定値を、基準セル情報に示される各基準セルＣ１に対応付ける。これにより、第２の情報生成部２０２から入力された電力プロファイル情報およびドップラープロファイル情報は、各基準セルＣ１の測定値を示す情報に変換される。
【０１２１】
そして、測定値変換部１００２は、第１の情報生成部２０１から入力した後で上記のように変換した電力プロファイル情報およびドップラープロファイル情報と、第２の情報生成部２０２から入力した後で上記のように変換した電力プロファイル情報およびドップラープロファイル情報とを、領域算出部２０３に出力する。領域算出部２０３は、測定値変換部１００２から入力した電力プロファイル情報およびドップラープロファイル情報に基づいて、実施の形態１で説明したとおり、第１の対象物体領域と第２の対象物体領域を算出する。
【０１２２】
速度推定部１００３は、空間セルペアリング部２０４から出力されたペアリングされた基準セルの測定値を用いて、速度の推定を行う。速度推定部１００３の処理プロセスは、基本的には速度推定部２０７と同じであるが、入力データが測定値および補間測定値から測定値に変化した点が相違する。
【０１２３】
以上説明した本開示の実施の形態３によれば、上述した実施の形態１の効果を得ることができ、更に、各レーダ装置がレーダの照射するエリアと同じエリアを監視する他のセンサまたはカメラと連動する場合に効率的である。
【０１２４】
（実施の形態４）
次に、本開示の実施の形態４に係る物体検出装置について図面を用いて説明する。図１２は、本開示の実施の形態４に係る物体検出装置１０３の主要構成を示すブロック図である。図１２において、図２と共通する構成には、図２と同一の符号を付しその詳しい説明を省略する。図１２に示す物体検出装置１０３は、空間セル選択部の一例として基準数選択部１２０５を備え、かつ、図２に示す測定値補間部２０６、速度推定部２０７および領域調整部２０９がそれぞれ測定値補間部１２０６、速度推定部１２０７および領域調整部１２０９に置き換わる構成を採る。
【０１２５】
基準数選択部１２０５は、空間セルペアリング部２０４から入力したペアリング情報に基づいて、対象物体領域Ｆ２とペアリングされた対象物体領域Ｆ１の空間セル（例えば、空間セルａ）の測定値の数と、対象物体領域Ｆ１とペアリングされた対象物体領域Ｆ２の空間セル（例えば、空間セルｂ）の測定値の数とを比較し、個数の多い方の測定値の数を基準数として選択する。
【０１２６】
そして、基準数選択部１２０５は、選択した基準数を示す基準数情報を測定値補間部１２０６へ出力する。基準数情報には、例えば、基準数が選択された対象物体領域（例えば、対象物体領域Ｆ１または対象物体領域Ｆ２）を示す値、ぺアリングされた各対象物体領域の各空間セルの測定値（例えば、距離、方位角、反射強度、ドップラー値）が含まれる。
【０１２７】
測定値補間部１２０６は、基準数として選択された測定値と、基準数として選択されなかった測定値による補間測定値とのペアを決定する。そして、例えば、対象物体領域Ｆ１（空間セルａ）の測定値の数が基準数として選択された場合、測定値補間部１２０６は、空間セルａの補間測定値を、空間セルａの測定値とペアである空間セルｂの実際の測定値に基づいて補間する。または、例えば、対象物体領域Ｆ２（空間セルｂ）の測定値の数が基準数として選択されている場合、測定値補間部１２０６は、空間セルｂの補間測定値を、空間セルｂの測定値とペアである空間セルａの実際の測定値に基づいて補間する。
【０１２８】
このような補間の結果、空間セルａに含まれる測定値の数と空間セルａに対する補間測定値の数が同等になる。
【０１２９】
そして、測定値補間部１２０６は、補間結果を示す補間結果情報を速度推定部１２０７へ出力する。
【０１３０】
速度推定部１２０７は、対象物体領域Ｆ１に含まれる測定値と対象物体領域Ｆ１における補間測定値とのペア、または、対象物体領域Ｆ２に含まれる測定値と対象物体領域Ｆ２における補間測定値とのペアに基づいて、対象物体の速度を推定する。例えば、速度推定部１２０７は、補間結果情報に示される測定値のペアに対して重み付き加算を行い、回帰計算の測定値と見なし、回帰を行う。具体的に、以下の数式（２）を利用する。
【数２】
0006770299.tif 000003
【０１３１】
但し、重み係数は下記条件式（３）を満たす。
【数３】
0006770299.tif 000004
【０１３２】
また、上記数式（２）において、Ｖａ,ｉとＶｂ,ｉは、それぞれ、空間セルａのドップラー測定値と空間セルｂによる補間ドップラー値である。また、上記数式（２）において、θa,ｉとθｂ,ｉは、それぞれ、方位角である。ＶｘとＶｙが実際速度の推定値である。
【０１３３】
速度推定部１２０７は、上記数式（２）、（３）に基づき算出した結果を示す推定結果情報を誤差算出部２０８へ出力する。
【０１３４】
領域調整部１２０９は、誤差算出部２０８から入力した誤差分布情報および推定結果情報に基づいて、誤差の大きい空間セルから一定数の空間セルを除外し、対象物体領域を調整する。このとき、図２に示した領域調整部２０９とは異なり、領域調整部１２０９は、空間セルａと空間セルｂをペアで除外する。そして、領域調整部１２０９は、調整後の対象物体領域を示す調整結果情報を速度推定部１２０７へ出力する。以降の動作は、実施の形態１と同様である。
【０１３５】
以上説明した本開示の実施の形態４によれば、上述した実施の形態１の効果を得ることができ、更に、重み係数ｗ１とｗ２を導入し自動的に算出することによってレーダ装置ＡとレーダＢ装置の測定値を適応的に利用するので、異なるレーダ測定精度に対応できる。
【０１３６】
なお、上記各実施の形態では、本開示をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本開示はソフトウェアで実現することも可能である。
【０１３７】
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュアラブル・プロセッサを利用してもよい。
【０１３８】
さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。
【産業上の利用可能性】
【０１３９】
本開示に係る物体検出装置および物体検出方法は、道路インフラシステムに用いるのに好適である。インフラシステムに用いる場合、道路および交差点にいる歩行者、二輪車、車両などを検出し、交通状況を監視すると共に、インフラシステムを制御したり車両運転者に情報伝達したりし、交通量の管理と交通事故の回避を行うことを実現できる。
【符号の説明】
【０１４０】
１００、１０１、１０２、１０３  物体検出装置
２０１  第１の情報生成部
２０２  第２の情報生成部
２０３  領域算出部
２０４  空間セルペアリング部
２０５、９０５  空間セル選択部
２０６、９０６、１２０６  測定値補間部
２０７、１００３、１２０７  速度推定部
２０８  誤差算出部
２０９、１２０９  領域算出部
２１０  物体確定部
３００  セキュリティシステム
９０１  領域分割部
１００１  基準セル設定部
１００２  測定値変換部
１２０５  基準数選択部
【図１】
0006770299.tif 000005
【図２】
0006770299.tif 000006
【図３】
0006770299.tif 000007
【図４】
0006770299.tif 000008
【図５】
0006770299.tif 000009
【図６】
0006770299.tif 000010
【図７】
0006770299.tif 000011
【図８】
0006770299.tif 000012
【図９】
0006770299.tif 000013
【図１０】
0006770299.tif 000014
【図１１】
0006770299.tif 000015
【図１２】
0006770299.tif 000016