(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出対象物体から放射される電波を受信し、複数の放射量観測帯域それぞれに対応する複数の帯域別検出信号を出力する帯域分割手段と、
前記複数の帯域別検出信号により表わされる電波放射量を比較することにより、前記検出対象物体以外から放射されている外来電波信号が前記帯域別検出信号のいずれかに混在しているか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により前記外来電波信号が混在していると判定された場合には、前記複数の帯域別検出信号から、当該外来電波信号が混在している帯域別検出信号を除外することにより、前記検出対象物体の放射強度に基づく画像を生成し、他方、前記判定手段により前記外来電波信号が混在していないと判定された場合には、前記複数の帯域別検出信号すべてを用いて前記検出対象物体の放射強度に基づく画像を生成する画像処理手段と、
を備えることを特徴とする物体識別装置。
【請求項２】
請求項１に記載の物体識別装置において、
前記帯域分割手段は、時系列的に所定の放射量観測帯域を順次設定することにより、前記複数の放射量観測帯域それぞれに対応する複数の帯域別検出信号を出力することを特徴とする物体識別装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の物体識別装置において、
前記帯域分割手段は、前記判定手段により前記外来電波信号が混在していると判定された場合、前記放射量観測帯域の数を変更することを特徴とする物体識別装置。
【請求項４】
請求項１に記載の物体識別装置において、さらに加えて、
前記検出対象物体から放射される電波を受信し、当該電波の受信電力を複数系統に分配する分配手段を備え、
前記分配手段からの各系統出力をそれぞれ入力する複数の前記帯域分割手段は、予め設定されている特定の帯域別検出信号をそれぞれ同時に出力することを特徴とする物体識別装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の物体識別装置において、
前記帯域分割手段は、アレイ状に配列された複数のアンテナを用いて前記検出対象物体から放射される電波を受信することを特徴とする物体識別装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の物体識別装置において、
前記帯域分割手段は、前記複数の放射量観測帯域それぞれに対応する複数の帯域別検出信号を出力する際に、帯域通過フィルタまたは帯域除去フィルタを用いることを特徴とする物体識別装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の物体識別装置において、
前記画像処理手段は、生成された画像について所定の放射強度ごとに空間領域をグループ分けすることにより前記検出対象物体を識別することを特徴とする物体識別装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載の物体識別装置を備えた車両において、
前記複数の放射量観測帯域における特定の観測帯域と干渉する電波を発生する無線機器の位置情報が記録された地図データベースを備え、
前記地図データベースに基づいて前記無線機器が発生する電波と干渉する地理領域内に当該車両が進入したと判定した場合、前記帯域分割手段は、前記複数の放射量観測帯域から前記特定の観測帯域を除去して前記帯域別検出信号を出力することを特徴とする車両。
【請求項９】
請求項８に記載の車両において、さらに加えて、
複数ある前記放射量観測帯域のいずれかの帯域と干渉する電波が存在している場合、当該電波干渉が生じる地理上の位置情報および観測帯域情報を前記地図データベースに書き込む手段を備えることを特徴とする車両。
【請求項１０】
検出対象物体から放射される電波を受信し、複数の放射量観測帯域それぞれに対応する複数の帯域別検出信号を出力するステップと、
前記複数の帯域別検出信号により表わされる電波放射量を比較することにより、前記検出対象物体以外から放射されている外来電波信号が前記帯域別検出信号のいずれかに混在しているか否かを判定するステップと、
前記外来電波信号が混在していると判定された場合には、前記複数の帯域別検出信号から、当該外来電波信号が混在している帯域別検出信号を除外することにより、前記検出対象物体の放射強度に基づく画像を生成し、他方、前記外来電波信号が混在していないと判定された場合には、前記複数の帯域別検出信号すべてを用いて前記検出対象物体の放射強度に基づく画像を生成するステップと、
を備えることを特徴とする物体識別方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体から放射される電波領域での放射量を検出して、その物体の検出を行う物体識別技術、およびこの物体識別技術を用いる乗用車等の車両に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
乗用車等の車両に搭載される外界認識装置のうち、主に先行車などの車両を検出する装置として、レーダ装置などの反射式の観測装置が用いられている。他方、歩行者を検出する装置として、物体から放射される遠赤外線の放射強度から温度を計測し、人の体温に近い物体の検出を行う遠赤外線カメラが用いられている。
また、ミリ波等の電波領域の放射量を観測する電波イメージング装置（電波受信システム）も使用されている（例えば、特許文献１参照）。このように電波領域での物体の放射量を観測することによって、隠匿携帯した金属の検出や、霧などで視界が良くない状況において周囲の物体の存在判定あるいは識別が可能であり、現在は、セキュリティ用途や航空機の離着陸時の安全装置等として利用が為されている。
【特許文献１】特開２００６−３２２８３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
遠赤外線カメラ等の受動式の放射量観測装置は、放射量を観測して放射強度から物体を識別するものである。しかし、受動式の放射量観測装置のうち、電波領域での放射量観測装置である電波イメージング装置を用いた場合、観測する周波数帯域内で動作している他の無線機器が存在すると、その無線機器から送信される電波を物体自身からの放射と誤認してしまい、物体の識別を誤ってしまうという問題があった。
【０００４】
すなわち、電波領域での物体からの放射量は、プランクの放射則で計算されるように微小なもので、無線機器から送信される電波は、それと比較して非常に大きい放射となる。そのため、実際には無線機器が存在しているにもかかわらず、高放射率かつ高温度の物体が存在しているものとして観測されるようになり、物体の識別判定において誤認を生じてしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明による物体識別装置は、帯域分割手段を有する。この帯域分割手段は、検出対象物体から放射される電波を受信し、複数の放射量観測帯域それぞれに対応する複数の帯域別検出信号を出力するものである。本発明は、さらに、前記複数の帯域別検出信号により表わされる電波放射量を比較することにより、前記検出対象物体以外から放射されている外来電波信号が前記帯域別検出信号のいずれかに混在しているか否かを判定する判定手段を備えている。そして、前記判定手段により前記外来電波信号が混在していると判定された場合には、前記複数の帯域別検出信号から、当該外来電波信号が混在している帯域別検出信号を除外することにより、前記検出対象物体の放射強度に基づく画像を生成し、他方、前記判定手段により前記外来電波信号が混在していないと判定された場合には、前記複数の帯域別検出信号すべてを用いて前記検出対象物体の放射強度に基づく画像を生成するために、画像処理手段を有する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、電波領域での観測周波数帯域を複数の受信周波数帯域に分割し、分割された複数の受信周波数帯域で観測される放射量（放射強度）の比較を行っている。したがって、例えば著しく異なる放射量（放射強度）を示す帯域においては、望ましくない電波を送信している他の無線機器などが存在すると判断して、それ以外の帯域の放射量（放射強度）を用いた物体識別を行うことで、無線機器などからの電波信号に妨害されること無く、物体からの放射量の検出を正確に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
［第１の実施形態］
図１〜図８を参照して本発明の第１の実施形態について説明する。本実施形態は、乗用車等の車両に搭載された物体識別装置に本発明を適用したものである。
図１（ａ）は、本実施形態に係る物体識別装置１００の構成を示すブロック図であり、図１（ａ）に示すように、物体識別装置１００は、電波イメージング部２００と、放射強度画像生成部３００と、物体認識処理部４００とを有している。また、物体識別装置１００には、物体認識処理部４００で得られた情報に基づいて車両の走行状態等の制御を行う車両制御装置５００が接続され、車両制御装置５００には、地図データファイル６０１を備えたナビゲーションシステム６００が接続されている。
【０００８】
物体識別装置１００において、電波イメージング部２００は、一例として、図１（ｂ）に示すように、車両ＭＢのフロントバンパー１の近傍に設置され、車両ＭＢの前方の空間に存在する物体からの電波領域の放射量を検出して、電波領域での放射強度信号を取得する。本実施形態の電波イメージング部２００が検出対象とする電波領域の周波数（観測周波数帯域）は、一例として屋外にてより遠距離までの物体観測を行うために大気の伝搬減衰の影響が少ないミリ波帯中の３０〜３９ＧＨｚ（波長で１０〜７．７ｍｍ）である。
【０００９】
図１（ａ）の放射強度画像生成部３００は、電波イメージング部２００の後述の各電波受信素子で取得された放射強度信号と各電波受信素子の配列番号とから放射強度画像を生成し、放射強度ごとに空間領域をグルーピング（分割）して、物体が存在する領域（空間位置および形状）の情報ならびに物体からの放射量の情報を抽出し、抽出された情報を物体認識処理部４００に出力する。物体認識処理部４００は、放射強度画像生成部３００から出力された物体の空間位置および形状、ならびに放射量の情報から、車両前方に存在する物体の識別を行い、識別結果を車両制御装置５００に出力する。
【００１０】
図２は、図１（ａ）に示した電波イメージング部２００の構成を示す図であり、図２において、電波イメージング部２００は、物体からの電波領域の放射を集光する誘電体レンズ部２０１と、誘電体レンズ部２０１により収束された電波を受信するアンテナ２０６ならびに電波領域の放射量を検出する電波受信素子２０４をマトリックス状に配置した受信アレイ部２０２と、受信アレイ部２０２で受信される周波数帯域を制御する通過帯域制御部２０５と、受信アレイ部２０２で観測された放射量（放射強度信号）の帯域毎の記憶と強度比較処理とを行う信号記憶演算部２０３とから構成されている。
【００１１】
図３は、図２に示した電波イメージング部２００の一つの電波受信素子２０４の構成を示す図である。図３において、前方のある方向から放射された電磁波が誘電体レンズ２０１で集光され、電波受信素子２０４で受信される。電波受信素子２０４は、アンテナ部２０６と、通過帯域可変フィルタ部２０９と、検波部２０７と、増幅部２０８とから構成されている。電波受信素子２０４は観測帯域に整合されたものとなっており、物体から放射される電磁波中の整合された観測帯域の放射強度信号を出力するものである。通過帯域可変フィルタ部２０９は、図２の通過帯域制御部２０５からの通過帯域制御信号を受けて、通過帯域を、図５（ａ）に示すように、低域通過（通過帯域Ａ）、中域通過（通過帯域Ｂ）、高域通過（通過帯域Ｃ）と切り替えるか、または図５（ｂ）に示すように、低域の通過帯域Ｄから高域の通過帯域Ｈまでの５つの通過帯域に切り替えながら、時分割で放射強度信号を出力することができる。
【００１２】
本実施形態の通過帯域可変フィルタ部２０９は、図４（ａ）の３分割の通過帯域可変フィルタ２０９ａと、図４（ｃ）の５分割の通過帯域可変フィルタ２０９ｂとの間で２段階に切り替え可能に構成されている。
図４（ａ）の３分割の通過帯域可変フィルタ２０９ａは、誘電体線路の伝送線路中に、高速スイッチング素子の一例としてのＰＩＮ型のダイオードＤＩ１，ＤＩ２，ＤＩ３，ＤＩ４を介して所定長さの共振線路ＤＣ１，ＤＣ２，ＤＣ３を組み込んだものである。ダイオードＤＩ１〜ＤＩ４のオン、オフを組み合わせて共振線路長を可変にすることで、通過帯域を図５（ａ）に示すように、全通過帯域（３０〜３９ＧＨｚ）、通過帯域Ａ（３０〜３３ＧＨｚ）、通過帯域Ｂ（３３〜３６ＧＨｚ）、および通過帯域Ｃ（３６〜３９ＧＨｚ）に時系列的に制御することができる。この場合、図４（ａ）において、共振線路の長さは通過帯域の中心波長の１／２であるため、共振線路ＤＣ１の長さａ（＝４ｍｍ）は、通過帯域Ｃの中心波長８ｍｍの１／２であり、共振線路ＤＣ１およびＤＣ２の合計の長さｂ（＝４．３５ｍｍ）は、通過帯域Ｂの中心波長８．７ｍｍの１／２であり、共振線路ＤＣ１〜ＤＣ３の合計の長さｃ（＝４．７６ｍｍ）は、通過帯域Ａの中心波長９．５ｍｍのほぼ１／２である。
【００１３】
この結果、通過帯域可変フィルタ２０９ａの通過帯域は、図４（ｂ）に示すように、ダイオードＤＩ１〜ＤＩ４をオンにすることで、全通過帯域となり、ダイオードＤＩ２，ＤＩ３をオンにして他をオフにすることで、通過帯域Ａ（共振線路長ｃ）となり、ダイオードＤＩ２，ＤＩ４をオンにして他をオフにすることで、通過帯域Ｂ（共振線路長ｂ）となり、ダイオードＤＩ３，ＤＩ４をオンにして他をオフにすることで、通過帯域Ｃ（共振線路長ａ）となる。
【００１４】
同様に、図４（ｃ）の５分割の通過帯域可変フィルタ２０９ｂは、誘電体線路の伝送線路中に、ＰＩＮ型のダイオードＤＩ５，ＤＩ６，ＤＩ７，ＤＩ８，ＤＩ９，ＤＩ１０を介して所定長さの共振線路ＤＣ５，ＤＣ６，ＤＣ７，ＤＣ８，ＤＣ９を組み込んだものである。ダイオードＤＩ５〜ＤＩ１０のオン、オフを組み合わせて共振線路長を可変にすることで、図５（ｂ）に示すように、通過帯域を全通過帯域（３０〜３９ＧＨｚ）、通過帯域Ｄ（３０〜３１．８ＧＨｚ）、通過帯域Ｅ（３１．８〜３３．６ＧＨｚ）、通過帯域Ｆ（３３．６〜３５．４ＧＨｚ）、通過帯域Ｇ（３５．４〜３７．２ＧＨｚ）、および通過帯域Ｈ（３７．２〜３９ＧＨｚ）に時系列的に制御することができる。
【００１５】
この場合、図４（ｃ）において、共振線路ＤＣ５の長さｄ（＝３．９４ｍｍ）、共振線路ＤＣ６の長さｅ（＝４．１３ｍｍ）、共振線路ＤＣ７の長さｆ（＝４．３５ｍｍ）、共振線路ＤＣ８の長さｇ（＝４．５８ｍｍ）、および共振線路ＤＣ９の長さｈ（＝４．８５ｍｍ）は、それぞれほぼ通過帯域Ｈの中心波長７．９ｍｍの１／２、通過帯域Ｇの中心波長８．３ｍｍの１／２、通過帯域Ｆの中心波長８．７ｍｍの１／２、通過帯域Ｅの中心波長９．１ｍｍの１／２、通過帯域Ｄの中心波長９．７ｍｍの１／２である。
【００１６】
この結果、通過帯域可変フィルタ２０９ｂの通過帯域は、図４（ｄ）に示すように、ダイオードＤＩ５〜ＤＩ１０をオンにすることで、全通過帯域となり、ダイオードＤＩ９，ＤＩ１０をオフにして他をオンにすることで、通過帯域Ｄ（共振線路長ｈ）となり、ダイオードＤＩ８，ＤＩ９をオフにして他をオンにすることで、通過帯域Ｅ（共振線路長ｇ）となり、ダイオードＤＩ７，ＤＩ８をオフにして他をオンにすることで、通過帯域Ｆ（共振線路長ｆ）となり、ダイオードＤＩ６，ＤＩ７をオフにして他をオンにすることで、通過帯域Ｇ（共振線路長ｅ）となり、ダイオードＤＩ５，ＤＩ６をオフにして他をオンにすることで、通過帯域Ｈ（共振線路長ｄ）となる。
【００１７】
以下に、物体からの放射について説明する。一般的に、ある温度の物体の表面からは、その温度に応じて定まった放射エネルギー（電磁波）が放射されている。物体の放射率をε、ある温度の黒体から放射されるエネルギーをＥ0 とすると、ある温度の物体から放射されるエネルギーＥは、式（１）で表される。
Ｅ＝ε×Ｅ0           …（１）
黒体から放射されるエネルギーについては、プランクの放射則で算出できるが、放射率は、物体の種類、表面状態および測定条件（温度、角度、波長）によって変化することが知られている。物質の放射率は、その物質が放射を吸収する割合に等しく、その物体の反射率と透過率との間には次の関係が成立する。
【００１８】
「反射率」＋「吸収（放射）率」＋「透過率」＝１    …（２）
本実施形態の物体識別装置１００は、物体からの放射を観測する受動方式であるため、物体の表面性状による影響は少なく、観測される放射量から物体の物性を識別することができる。また、車両用として、悪天候に対応することも可能である。これに対して、従来から使用されているレーダ装置などの能動方式の計測装置では、物体検出のために反射成分の検出を行っているが、反射成分は物体の物性にはあまり依存せず、物体の表面性状などが大きく影響するため、検出される反射量から物体を特定することは難しい。
【００１９】
ただし、物体放射は微小な信号であるため、感度を向上させるためには、観測周波数帯域を広帯域化（例えば、数ＧＨｚ程度に）する必要がある。しかしながら、観測周波数帯域を広帯域化すると、その観測周波数帯域内で他の無線機器が電波を使用している場合が有り得る。このような無線機器が発する電波信号は、通常の物体からの放射量に比べてかなり強いため、そのままでは、無線機器からの電波信号の干渉によって、放射量の大きい物体（高放射率、高温の物体）が存在すると誤認することになる。
【００２０】
本実施形態では、そのように観測周波数帯域を広帯域化したことに伴う、無線機器からの電波信号の混入に対する対策として、図４（ａ）または図４（ｃ）の通過帯域可変フィルタ２０９ａまたは２０９ｂを用いて、観測周波数帯域を３つの通信帯域Ａ〜Ｃまたは５つの通信帯域Ｄ〜Ｈに分割し、他の無線機器から送信される電波信号が観測される通信帯域を検出し、その通信帯域を除いて物体識別を行う。これによって、物体識別装置１００を車両などの移動手段に搭載した場合の様々な電波環境の変化に適応させることが可能となる。
【００２１】
以下、図５〜図７を用いて、図２に示した電波イメージング部２００の観測周波数帯域内で電波信号を出力する無線機器が存在する場合の干渉対策動作を説明する。この動作は、信号記憶演算部２０３および通信帯域制御部２０５によって制御されるとともに、電波イメージング部２００内の受信アレイ部２０２を構成するマトリックス状に配置された複数の電波受信素子２０４において並列に実行される。
【００２２】
まず、通過帯域制御部２０５から電波イメージング部２００の通過帯域可変フィルタ部２０９に観測周波数帯域を３分割に帯域分割する制御信号が入力されることで、図３に示した電波受信素子２０４のアンテナ部２０６からの放射量信号が図４（ａ）の通過帯域可変フィルタ２０９ａに供給されて、観測周波数帯域が図５（ａ）の３つの通過帯域Ａ〜Ｃに時系列で分割される。分割された通信帯域毎の放射量信号が、時系列で図２の信号記憶演算部２０３に出力される。信号記憶演算部２０３では、各電波受信素子２０４ごとに分割された観測帯域の放射強度を比較し、強度に変化があるか否かで、物体放射以外の電波信号があるか否かを判定している。
【００２３】
図６に帯域分割における信号検出例を示す。図６の事例１は与干渉物体がない場合の信号例である。物体放射の場合は、数ＧＨｚ程度の周波数変化において、大きな放射強度の変化はないため、通過領域Ａ，Ｂ，Ｃともに同様の値を示す。このときには、通常処理によって、当該電波受信素子２０４の検出信号として、通過領域Ａ，Ｂ，Ｃの観測値（強度信号）を加算した値が図１（ａ）の放射強度画像生成部３００に出力される。
【００２４】
しかしながら、観測周波数帯域内に無線機器の電波信号が存在し、無線機器が電波送信動作を行っている場合には、図６の事例２〜４に示すように通過帯域毎の観測値にばらつきが発生する。これは、無線機器の使用周波数帯域は電波法によって規定されており、帯域幅１ＧＨｚ以下の周波数領域において信号出力動作を行っているためである。例えば、通過帯域Ａ内で動作する無線機器が存在した場合には、図６の事例２に示すように通過帯域Ａで他の通過帯域Ｂ，Ｃよりも大きな放射強度が観測される。各通過帯域毎の放射量観測値を比較することで、多数決原理によって通過帯域Ａにおいて物体放射以外の他の無線機器からの電波信号が影響していると判定できる。
【００２５】
この場合、通過帯域Ａの観測値は物体の識別には不適切な信号であるため、これを除外した（間引いた）通過帯域Ｂ，Ｃの観測値を用いて物体放射量とし、帯域幅が２／３になったことを考慮して、振幅レベルの正規化を行って、後段である図１（ａ）の放射強度画像生成部３００に出力する。その正規化の一例は、通過帯域Ｂ，Ｃの観測値の和を３／２倍にして、他の通常処理が行われた電波受信素子２０４からの観測値に対して平均値を等しくすることである。また、図６の事例３は通過帯域Ｂに、事例４は通過帯域Ｃに、それぞれ物体放射以外の電波信号が存在する場合の信号観測例であり、同様に物体放射以外の電波信号が存在する通過帯域Ｂ，Ｃを除外して物体放射強度を後段に出力する。
【００２６】
図６の事例においては、観測周波数帯域を三分割した場合で、かつ無線機器などの与干渉物体が１種類の場合の対応例を示した。しかしながら、無線機器が別々の帯域に２種類以上存在する場合には、図７の事例５〜７に示すように、電波信号が存在する通過帯域を特定できないため、観測周波数帯域をさらに細分化するように通過帯域可変フィルタ部２０９の制御を変更して対応する。
【００２７】
すなわち、図７の事例５は、通過帯域ＡおよびＢに与干渉物体が存在して観測値が大きくなった例であり、図７の事例６は、通過帯域Ａに与干渉物体が存在して観測値が大きくなり、通過帯域Ｂでは観測値が中程度で与干渉物体によるものかどうかが不明な例である。これらの事例において、仮に２つの通過帯域Ａ，Ｂの観測値を間引いて、通過帯域Ｃの観測値のみを用いると、帯域が狭くなり過ぎて、物体の識別が可能な放射強度信号が得られないおそれがある。
【００２８】
一方、図７の事例７は、全部の通過帯域Ａ〜Ｃの観測値が大きくなった事例であるが、これが、全部の通過帯域Ａ〜Ｃにそれぞれ別の与干渉物体からの電波信号が混入していることを示すのか、または例えば式（１）の放射率εが大きい観測対象の物体が存在することを示すのかが判定できない。そこで、事例７においても、観測周波数帯域をより細分化して、細分化した後の全部の通過帯域でも観測値が大きいときには、その観測値は観測対象の物体からの放射強度信号であるとみなして、通常処理（全部の通過帯域の観測値の和を用いる）を行う。他方、細分化した後の通過帯域において、多数決によって観測値が大きい帯域の方が少ないときには、その観測値が大きい帯域の観測値を間引いた処理を行う。
【００２９】
本実施形態では、その観測周波数帯域をさらに細分化するために、図２の通過帯域制御部２０５から図３の通過帯域可変フィルタ部２０９に対して、図４（ｃ）に示した５分割の通過帯域可変フィルタ２０９ｂに切り替えるように制御信号を出力する。これに応じて、図３の電波受信素子２０４のアンテナ部２０６からの放射量信号が図４（ｃ）の通過帯域可変フィルタ２０９ｂに供給されて、観測周波数帯域が図５（ｂ）の５つの通過帯域Ｄ〜Ｈに時系列で分割される。分割された通信帯域毎の放射量信号が、時系列で図２の信号記憶演算部２０３に出力される。信号記憶演算部２０３では、分割された通信帯域Ｄ〜Ｈの放射強度を比較し、一例として多数決原理によって、観測値が大きい観測帯域の数が観測値が小さい通信帯域の数より少ない場合には、物体放射以外の電波信号があると判定して、その観測値が大きい観測帯域を除外して観測を行う。
【００３０】
具体的に、図７の事例６は、図５（ａ）に示すように、通過帯域ＡとＢとの境界部を覆う帯域５Ａに無線機器の電波信号がある場合を示している。この場合、観測周波数帯域を３分割から図５（ｂ）の５分割にすることによって、無線機器の帯域５Ａは通過帯域Ｅ中に入り、通過帯域Ｅの観測値のみが大きくなる。従って、通過帯域Ｅの観測値のみを間引くことによって、比較的広い帯域で物体からの放射量を検出することができる。
【００３１】
次に、図８のフローチャートを参照して、本実施形態の物体識別装置１００による物体識別処理の動作の一例につき説明する。動作を開始すると、ステップＳ１において、図２に示した電波イメージング部２００の受信アレイ部２０２内の各電波受信素子２０４において、図５（ａ）の３分割された通過帯域Ａ，Ｂ，Ｃにおける車両前方からの放射量（放射強度）を観測し、信号記憶演算部２０３に出力する。次のステップＳ２では、信号記憶演算部２０３は、ステップＳ１で得られた放射強度を通過帯域ごとに比較し、分割された各々の帯域の観測値がほぼ同等であると判断した場合はステップＳ３に進み、１つの帯域の観測値が他の帯域の観測値より著しく大きいと判断した場合にはステップＳ４に進み、２つ以上の帯域の観測値が著しく大きい（またはそのうちの一つの観測値が中程度の）場合にはステップＳ５に進む。
【００３２】
ステップＳ３では、すべての帯域の観測値の加算を行い、電波受信素子２０４の配列番号とともに図１（ａ）の放射強度画像生成部３００に出力してステップＳ６に進む。ステップＳ４では、著しく大きい値が観測される帯域以外の帯域の観測値の加算を行い、帯域が２／３になったことによる強度変化を正規化し、電波受信素子２０４の配列番号とともに放射強度画像生成部３００に出力してステップＳ６に進む。ステップＳ５では、帯域の分割数を図５（ｂ）の５分割にしてステップＳ１に戻る。
【００３３】
ステップＳ６において、放射強度画像生成部３００は、信号記憶演算部２０３から出力された放射強度値と電波受信素子の配列番号とを元に放射強度画像を生成し、放射強度ごとに空間領域をグルーピングして物体認識処理部４００に出力する。次のステップＳ７において、物体認識処理部４００では、放射強度画像生成部３００から出力された放射強度画像と、放射強度ごとにグルーピングされた空間領域の情報とから物体の識別を行う。次のステップＳ８において、その物体認識結果を図１（ａ）の車両制御装置５００（車両ＣＰＵ）へ出力して、動作を終了する。
【００３４】
また、ステップＳ５で通過帯域の分割数を増やした後のステップＳ２において、再び観測値が大きい通過帯域の数が多くなった場合には、一例として、その電波受信素子２０４に対応する画像の領域には、無線機器の存在を示す輝度または色の表示を行ってもよい。
本実施形態の物体識別装置１００によれば、以下の作用効果を有する。
【００３５】
（１）物体識別装置１００は、物体から放射される電波領域での放射量を検出する複数の電波受信素子２０４を有する電波イメージング部２００と、その複数の電波受信素子２０４からの検出信号（放射強度信号）よりその物体の空間位置及び形状の情報を抽出する放射強度画像生成部３００と、電波受信素子２０４の検出信号の観測周波数帯域を複数のより狭い通過帯域Ａ〜ＣまたはＤ〜Ｈ（受信周波数帯域）に分割する通過帯域可変フィルタ部２０９と、そのように分割された複数の通過帯域Ａ〜ＣまたはＤ〜Ｈ毎における電波受信素子２０４の検出信号の強度を比較することによって、検出対象物体からの放射以外の電波信号が混在する通過帯域があるか否かを判定し、その電波信号が混在すると判定された通過帯域以外の観測周波数帯域の電波受信素子２０４の検出信号を放射強度画像生成部３００に処理させる信号記憶演算部２０３とを備えている。
【００３６】
従って、著しく大きい放射強度を示す通過帯域においては、電波信号を送信する無線機器などが存在すると判断して、それ以外の通過帯域の放射強度を用いた物体識別処理を行うことで、無線機器などからの電波信号に妨害されることが無く、物体からの放射量の検出（観測）を正確に行うことができる。この結果、車両の走行環境などの様々な電波環境に対応することができ、安定した放射物体の識別が可能となる。
【００３７】
（２）物体識別装置１００において、通過帯域可変フィルタ部２０９は、その観測周波数帯域を少なくとも３つの通過帯域Ａ〜Ｃに分割している。従って、通過帯域に無線機器等からの電波信号が存在するか否かを、例えば多数決原理によって判定することが可能となる。
（３）電波受信素子２０４は、電波領域での放射量を受信するアンテナ部２０６と、アンテナ部２０６の検出信号を検波する検波部２０７とを有し、通過帯域可変フィルタ部２０９はアンテナ部２０６と検波部２０７との間に配置されて、その観測周波数帯域をほぼ均等に３分割または５分割した通過帯域のうち、少なくとも一つの通過帯域の信号を通過させる通過帯域可変フィルタ２０９ａ，２０９ｂを有する。
【００３８】
このように複数の通過帯域の帯域幅をほぼ等しくすることで、他の無線機器からの電波信号による干渉の有無を判断するための放射観測値の強度比較を正確に行えるようになる。
（４）通過帯域可変フィルタ部２０９は、観測周波数帯域を互いに異なる分割数の２段の通過帯域Ａ〜ＣまたはＤ〜Ｈに分割可能であり、信号記憶演算部２０３は、その電波信号が混在すると判定された通過帯域が複数個であるときに、通過帯域可変フィルタ部２０９による観測周波数帯域の分割数を増加させている。
【００３９】
これによって、例えば図５（ａ）に示すように、干渉が発生する電波信号の周波数帯域５Ａが、複数の分割された通過帯域Ａ，Ｂにまたがって存在する場合において、分割数を増やして、図５（ｂ）に示すように、干渉が発生する電波信号の周波数帯域５Ａが一つの通過帯域Ｅ内に収まるように調整することで、より効果的な干渉帯域の除去が実現できる。その結果、有効に利用できる通過帯域の割合が増加して、物体からの放射量を高精度に検出できる。
【００４０】
（５）車両ＭＢ（図１参照）は電波領域の受動型の物体識別装置１００を備えているため、通常の赤外線カメラ等では識別できない物体の識別が可能になる。
なお、上記の第１の実施形態では、帯域分割数を可変にし、各通過帯域の検出信号を時系列で観測する例を示した。しかしながら、電波の利用環境が既知で図３のアンテナ部２０６からの検出信号の観測周波数帯域の分割数を固定して良い場合には、図９の電波受信素子２０４Ａで示すように、アンテナ部２０６からの検出信号を電力分配器２１０を用いて電力分配し、帯域分割の数だけ帯域通過フィルタ２１１，２１２，２１３、検波部２０７および増幅部２０８を設けて、同時に出力して放射強度を比較演算することも考えられる。
【００４１】
図９は、観測周波数帯域の分割数を３分割に固定する場合を示し、帯域通過フィルタ２１１，２１２，２１３はそれぞれ図５（ａ）の通過帯域Ａ，Ｂ，Ｃの信号を通過させるために、低域通過フィルタ、帯域通過フィルタ、および高域通過フィルタより構成されている。この構成によれば、複数の通過帯域の信号を並列に処理できるため、処理時間が短縮できる。
【００４２】
［第２の実施形態］
次に、図１０〜図１５を参照して本発明の第２の実施形態について説明する。
第１の実施形態では、電波イメージング部２００中に通過帯域を制御する通過帯域可変フィルタ部２０９を備えていたが、この第２の実施形態は、その代わりに遮断帯域を制御する手段を用いて同様の効果を得るものである。以下、図１０および図１１において、図１（ａ）および図３に対応する部分には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。また、図１４および図１５のフローチャートにおいて、図８のフローチャートに対応するステップには同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００４３】
図１０は本実施形態の物体識別装置１００の構成を示し、図１０の物体識別装置１００は、図１（ａ）の第１の実施形態の物体識別装置１００に対して、電波受信素子２０４の代わりに電波受信素子２０４Ｂが用いられ、図１（ａ）の通過帯域制御部２０５の代わりに遮断帯域制御部２１５が設けられている点が異なっている。
図１１は、図１０中の電波受信素子２０４Ｂの構成を示し、図１１において、アンテナ部２０６と検波部２０７との間に所定の複数の周波数帯域（遮断帯域：除去帯域ともいう）の信号を遮断することができる遮断帯域可変フィルタ部２１４が設けられ、この遮断帯域可変フィルタ部２１４の遮断帯域（除去帯域）が図１０の遮断帯域制御部２１５からの遮断帯域制御信号によって制御される。また、本実施形態においても、遮断帯域可変フィルタ部２１４は、第１の分割数（例えば３分割）の遮断帯域と、第２の分割数（例えば５分割）の遮断帯域とを切り替えることができる。
【００４４】
図１２は、図１１の遮断帯域可変フィルタ部２１４によって時系列的に設定される３つの遮断帯域Ｄ（３６〜３９ＧＨｚ）、遮断帯域Ｅ（３３〜３６ＧＨｚ）、遮断帯域Ｆ（３０〜３３ＧＨｚ）を示す。なお、図１２、図１３の帯域Ｄ〜Ｆは、図４（ｄ）および図５（ｂ）の帯域Ｄ〜Ｆとは異なる意味で使用されている。
図１２に示すように、遮断帯域を遮断帯域Ｄ、遮断帯域Ｅ、遮断帯域Ｆと順次変更した場合、そのときの通過帯域は通過帯域Ｄ（３０〜３６ＧＨｚ）、通過帯域Ｅ，Ｅ’（３０〜３３ＧＨｚ，３６〜３９ＧＨｚ）、通過帯域Ｆ（３３〜３９ＧＨｚ）と変化することになる。なお、２つに分かれた通過帯域Ｅ，Ｅ’を以下では単に通過帯域Ｅと呼ぶ。これらの通過帯域Ｄ，Ｅ，Ｆにおける放射強度信号の観測値の強度比較結果を、図１３の事例１〜事例４に示す。図１３の帯域Ｄ〜Ｆは、図１２の通過帯域Ｄ〜Ｆを表している。
【００４５】
図１３の事例１は、無線機器からの被干渉がなく、全部の通過帯域の信号を使用して通常処理ができる場合であり、事例２は、通過帯域Ｄに被干渉が生じた結果、通過帯域Ｅでも観測値が著しく大きくなり、通過帯域Ｆの観測値を用いて放射画像を生成する場合である。また、事例３は、通過帯域Ｆに被干渉が生じた結果、通過帯域Ｄでも観測値が著しく大きくなり、通過帯域Ｅの観測値を用いて放射画像を生成する場合であり、事例４は、通過帯域Ｅに被干渉が生じた結果、通過帯域Ｆでも観測値が著しく大きくなり、通過帯域Ｄの観測値を用いて放射画像を生成する場合である。
【００４６】
図６のように通過帯域を制御する場合と異なり、本実施形態のように遮断帯域を制御する場合には、図１３に示すように、一つの分割された通過帯域（例えば通過帯域Ｄ）に他の無線機器からの電波信号が混入すると、二つの通過帯域（例えば通過帯域Ｄ，ＥまたはＤ，Ｆ）に影響が出ることがわかる。この場合には、干渉が生じていない他の通過帯域（例えば通過帯域ＦまたはＥ）の放射量観測値を使用して、物体の識別処理を行う。
【００４７】
本実施形態の処理方式は、例えば予め遮断すべき無線機器の使用周波数帯域が既知である場合に、干渉の有無を検出する処理を簡易にできるという利点がある。
また、遮断すべき無線機器が固定局で、設置場所も既知である場合には、その無線機器の設置場所および使用周波数の情報を図１０のナビゲーションシステム６００の地図データファイル６０１に記録しておいてもよい。このとき、図１０の物体識別装置１００を搭載した車両が、地図データファイル６０１に記録された無線機器からの干渉が予想される範囲（地域）に進入した場合に、その使用周波数の情報を遮断帯域制御部２１５に供給し、遮断帯域制御部２１５は、予め干渉が発生するであろう周波数帯域（図１２の遮断帯域Ｄ〜Ｆのいずれか）を遮断することで、干渉の有無を検出する処理を省略することもできる。
【００４８】
次に、図１４のフローチャートを参照して、図１０の第２の実施形態の物体識別装置１００による物体識別処理動作の一例を説明する。観測動作開始後、ステップＳ１０において、図１０の電波受信素子２０４Ｂにおいて遮断帯域を変化させながら放射量の観測を行い、ステップＳ１１において、観測された遮断帯域毎の放射量観測値の強度比較を行い、各遮断帯域を用いた場合の観測値がほぼ同じ場合はステップＳ１２に進み、観測値の平均値を正規化して図１０の放射強度画像生成部３００に出力し、ステップＳ６に進む。ステップＳ１１において、観測された放射量観測値中で２つの遮断領域を用いたときに著しく大きい観測値が計測される場合には、ステップＳ１３に進み、著しく大きい観測値以外（小さな放射量が観測される帯域）の観測値を正規化して、放射強度画像生成部３００に出力し、ステップＳ６に進む。ステップＳ１１において、観測された放射量観測値中で１つが他の観測値と比較して著しく大きい場合には、遮断帯域が無線機器からの電波信号の帯域と整合していないと判断してステップＳ１４に進み、遮断帯域を狭帯域化して分割数を１段増やして、ステップＳ１０に戻り再測定を行う。
【００４９】
その他の動作は、図８に示したフローチャートの動作と同様であり、無線機器などからの電波信号に妨害されること無く、物体からの放射量の観測を正確に行うことができる。
次に、図１５のフローチャートを参照して、本実施形態において、図１０の地図データファイル６０１を用いて物体識別処理を行う場合の動作の一例を説明する。図１５において、図１４のフローチャートと同一の動作を行うステップは同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。観測動作開始後、図１５のステップＳ２１において、図１０のナビゲーションシステム６００は、ＧＰＳシステム（不図示）等から物体識別装置１００が搭載されている車両の位置情報を取得する。次のステップＳ２２では、ナビゲーションシステム６００は、車両の現在位置と地図データファイル６０１に記録されている無線機器の所在位置情報とを比較し、車両が無線機器の通信エリアに入っているか否かを判断する。その通信エリアに入っている場合には、ステップＳ２３に進み、入っていない場合には、ステップＳ１０からＳ１１に進み、図１４と同様に物体からの放射量を観測する。
【００５０】
ステップＳ２３において、ナビゲーションシステム６００は、図１０の遮断帯域制御部２１５に当該無線機器の使用周波数の情報を出力し、これに応じて遮断帯域制御部２１５では、電波受信素子２０４Ｂが当該無線機器の使用周波数と干渉する周波数を遮断するように遮断帯域を制御して、放射量観測を行い、ステップＳ６に進む。
さらに、図１５のステップＳ１１からＳ１３に移行したときには、新たな無線機器が検出されたため、小さな放射量が観測される帯域の観測値を放射強度画像生成部３００に出力するとともに（これに続いてステップＳ６以降の動作が実行される）、ステップＳ２４に移行して、著しく大きい放射量が観測される２つの通過帯域が重なる領域（すなわち、その無線機器からの電波信号による干渉が観測される遮断帯域）の情報を図１０の信号記憶演算部２０３からナビゲーションシステム６００に出力する。これに応じて、ナビゲーションシステム６００は、その遮断帯域の情報と現在の車両の位置情報とを地図データファイル６０１に記録する。従って、この後、車両が同じルートを通過する際には、図１５のステップＳ２２において、既知の無線機器の電波送信範囲であることが認識できるため、予め当該無線機器と干渉する周波数帯域を遮断しておくことによって、当該無線機器を検出する動作を省略できる。
【００５１】
この第２の実施形態の物体識別装置によれば、第１の実施形態の作用効果に加えて、以下の作用効果を奏する。
（１）図１１に示すように、遮断帯域可変フィルタ部２１４は、アンテナ部２０６と検波部２０７との間に配置されており、観測周波数帯域をほぼ均等に分割した帯域のうち、任意の一つの帯域の信号を遮断する。
【００５２】
従って、遮断帯域の帯域幅をほぼ等しくすることで、通過帯域の帯域幅をほぼ等しくすることができ、他の無線機器からの電波信号による干渉の有無を判断するための放射観測値の強度比較を正確に行えるようになる。
（２）ナビゲーションシステム６００の地図データファイル６０１を用いて、予め観測範囲内に存在する無線機器の所在場所と使用周波数帯域が既知である場合には、遮断帯域の設定を当該無線機器の使用周波数帯域に設定している。これにより、干渉の有無を判断する処理を簡易化できる。
【００５３】
（３）地図データファイル６０１に記録されていない新たな無線機器による干渉が有ると判断された場合には、干渉が発生した場所と無線機器の使用周波数帯域を地図データファイル６０１に記録する。これにより、以降の当該無線機器による電波信号の干渉を効果的に除去することが可能となる。
なお、上記の実施形態では、電波イメージング部２００の観測周波数帯域は、屋外にてより遠距離までの物体観測を行うために大気の伝搬減衰の影響が少ない３０〜４０ＧＨｚ帯としたが、観測周波数帯域をそれ以外の９０〜１００ＧＨｚ帯などに設定してもよい。
【００５４】
また、本発明の物体識別装置は、車両のみならず、船舶、航空機等にも適用できるとともに、建物の監視装置、セキュリティ用途の人物識別装置等としても適用できる。
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【００５５】
本発明の主たる構成要素と実施形態との対応関係は次の通りである。すなわち、帯域分割手段は通過帯域可変フィルタ部２０９または遮断帯域可変フィルタ部２１４に、判定手段は信号記憶演算部２０３に、画像処理手段は放射強度画像生成部３００にそれぞれ対応する。
【００５６】
なお、以上の説明はあくまで一例であり、発明を解釈する際、上記の実施形態の記載事項と特許請求の範囲の記載事項との対応関係になんら限定も拘束もされない。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の第１の実施形態による物体識別装置を示すブロック図（ａ）、および、物体識別装置が搭載された車両を示す斜視図（ｂ）である。
【図２】図１（ａ）に示した電波イメージング部２００における受信アレイ部２０２等の構成を示す図である。
【図３】図２の受信アレイ部２０２を構成する電波受信素子２０４の構成を示す図である。
【図４】図３に示した通過帯域可変フィルタ部２０９の構成および通過帯域を示す図として、３分割の通過帯域可変フィルタ２０９ａの構成を示す図（ａ）、３分割の通過帯域を示す図（ｂ）、５分割の通過帯域可変フィルタ２０９ｂの構成を示す図（ｃ）、および、５分割の通過帯域を示す図（ｄ）である。
【図５】観測周波数帯域を３分割した場合の通過帯域の時間変化を示す図（ａ）、および、観測周波数帯域を５分割した場合の通過帯域の時間変化を示す図（ｂ）である。
【図６】第１の実施形態において、観測周波数帯域内に１種類の与干渉物体が存在する場合、各通過帯域における信号処理の説明に供する図である。
【図７】第１の実施形態において、観測周波数帯域内に２種類以上の与干渉物体が存在する場合、各通過帯域における信号処理の説明に供する図である。
【図８】第１の実施形態における物体識別装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図９】第１の実施形態における電波受信素子の他の構成例を示す図である。
【図１０】第２の実施形態による物体識別装置を示すブロック図である。
【図１１】図１０に示した電波受信素子２０４Ｂの構成を示す図である。
【図１２】第２の実施形態において観測周波数帯域を３つの遮断帯域に分割した場合の、通過帯域の時間変化を示す図である。
【図１３】第２の実施形態において、観測周波数帯域内に１種類の与干渉物体が存在する場合、各帯域における信号処理の説明に供する図である。
【図１４】第２の実施形態における物体識別装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図１５】第２の実施形態において、物体識別装置の地図データファイルを利用した処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５８】
１００  物体識別装置
２００  電波イメージング部
２０１  誘電体レンズ部
２０２  受信アレイ部
２０３  信号記憶演算部
２０４，２０４Ａ，２０４Ｂ  電波受信素子
２０５  通過帯域制御部
２０６  受信アンテナ
２０７  検波部
２０９  通過帯域可変フィルタ部
２１４  遮断帯域可変フィルタ部
２１５  遮断帯域制御部
３００  放射強度画像生成部
４００  物体認識処理部
５００  車両制御装置
６００  ナビゲーションシステム
【図１】
0005145810.tif 000002
【図２】
0005145810.tif 000003
【図３】
0005145810.tif 000004
【図４】
0005145810.tif 000005
【図５】
0005145810.tif 000006
【図６】
0005145810.tif 000007
【図７】
0005145810.tif 000008
【図８】
0005145810.tif 000009
【図９】
0005145810.tif 000010
【図１０】
0005145810.tif 000011
【図１１】
0005145810.tif 000012
【図１２】
0005145810.tif 000013
【図１３】
0005145810.tif 000014
【図１４】
0005145810.tif 000015
【図１５】
0005145810.tif 000016