(57)【要約】【課題】干渉波による虚像であるか否かを短時間で判別する。【解決手段】送信アンテナ３と、所定のインターバルを挟み送信アンテナ３から送信する第１の変調波及び第２の変調波を生成する三角波生成部９と、送信された電波が対象物により反射された電波を受信する複数の受信アンテナ１１〜１ｎと、複数の受信アンテナ１１〜１ｎにより受信された、第１、第２の変調波に対応するそれぞれの受信信号に出現する所定値以上のピークに基づいて、該ピークが対象物により反射された信号であるか、干渉波による信号であるかを判別する受信強度算出部２２とを備える。【選択図】図１
2013213761.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信アンテナと、
所定のインターバルを挟み前記送信アンテナから送信する第１の変調波及び第２の変調波を生成する三角波生成部と、
前記送信された電波が対象物により反射された電波を受信する受信アンテナと、
前記受信アンテナにより受信された、前記第１、第２の変調波に対応するそれぞれの受信信号に出現する所定値以上のピークに基づいて、該ピークが自レーダが発する送信波が対象物で反射された信号であるか、他レーダが発する送信波が対象物を含む反射物で反射された信号であるかを判別する信号強度算出部と
を備えることを特徴とするレーダ装置。
【請求項２】
前記信号強度算出部は、
前記第１の変調波に対応する受信信号に出現する所定値以上のピークと前記第２の変調波に対応する受信信号に出現する所定値以上のピークとが示す、対象物までの距離に基づいて、該ピークが自レーダが発する送信波が対象物で反射された信号であるか、他レーダが発する送信波が対象物を含む反射物で反射された信号であるかを判別する
ことを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項３】
前記信号強度算出部は、
前記第１の変調波に対応する受信信号に出現する所定値以上のピークと前記第２の変調波に対応する受信信号に出現する所定値以上のピークとが示す、対象物までの距離と対象物の相対速度とに基づいて、該ピークが自レーダが発する送信波が対象物で反射された信号であるか、他レーダが発する送信波が対象物を含む反射物で反射された信号であるかを判別する
ことを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項４】
前記信号強度算出部は、
前記第１、第２の変調波に対応するそれぞれの受信信号を周波数スペクトル化し、
前記第１の変調波に対応する受信信号に出現する所定値以上のピークの周波数と、前記第２の変調波に対応する受信信号に出現する所定値以上のピークの周波数とを比較し、それぞれの周波数が同一の距離に相当する値である場合に、前記受信信号が、自レーダが発する送信波が対象物で反射された信号であると判別し、それぞれの周波数が同一の距離に相当しない値である場合に、他レーダが発する送信波が対象物を含む反射物で反射された信号であると判別する
ことを特徴とする請求項２に記載のレーダ装置。
【請求項５】
前記信号強度算出部は、
前記第１、第２の変調波に対応するそれぞれの受信信号を周波数スペクトル化し、
前記第１の変調波に対応する受信信号に出現する所定値以上のピークの周波数と、前記第２の変調波に対応する受信信号に出現する所定値以上のピークの周波数とを比較し、それぞれの周波数が同一の距離及び同一の相対速度に相当する値である場合に、前記受信信号が、自レーダが発する送信波が対象物で反射された信号であると判別し、それぞれの周波数が同一の距離及び同一の相対速度に相当しない値である場合に、他レーダが発する送信波が対象物を含む反射物で反射された信号であると判別する
ことを特徴とする請求項３に記載のレーダ装置。
【請求項６】
前記第１の変調波と前記第２の変調波とは、
それぞれに設定された中心周波数を中心に、それぞれに設定された掃引時間で、それぞれに設定された変調幅で掃引される送信信号である
ことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のレーダ装置。
【請求項７】
前記三角波生成部は、
前記第１の変調波及び第２の変調波の双方のインターバル、またはいずれか一方のインターバルを可変する
ことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のレーダ装置。
【請求項８】
前記三角波生成部は、
前記第１の変調波及び第２の変調波の双方のインターバル、またはいずれか一方のインターバルを乱数により決定する
ことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のレーダ装置。
【請求項９】
前記三角波生成部は、
前記第１の変調波及び第２の変調波の双方のインターバル、またはいずれか一方のインターバルを、当該レーダ装置を構成するハードウェアから出力される、ばらつきを有する出力値に基づいて、あるいは、該ハードウェアの出力値を用いて計算された計算結果に基づいて決定する
ことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のレーダ装置。
【請求項１０】
車両の前方に搭載された複数のレーダ装置からなる車載レーダシステムであって、
前記複数のレーダ装置は、各々、
送信アンテナと、
所定のインターバルを挟み前記送信アンテナから送信する第１の変調波及び第２の変調波を生成する三角波生成部と、
前記送信された電波が対象物により反射された電波を受信する受信アンテナと、
前記受信アンテナにより受信された、前記第１、第２の変調波に対応するそれぞれの受信信号に出現する所定値以上のピークに基づいて、該ピークが自レーダが発する送信波が対象物で反射された信号であるか、他レーダが発する送信波が対象物を含む反射物で反射された信号であるかを判別する信号強度算出部と
を備えることを特徴とする車載レーダシステム。
【請求項１１】
前記複数のレーダ装置は、
それぞれに設定された中心周波数を中心に、それぞれに設定された掃引時間で、それぞれに設定された変調幅で掃引される、前記第１の変調波と前記第２の変調波とを、それぞれ異なるインターバルで前記送信アンテナから送信する
ことを特徴とする請求項１０に記載の車載レーダシステム。
【請求項１２】
前記信号強度算出部は、
前記第１、第２の変調波に対応するそれぞれの受信信号を周波数スペクトル化し、
前記第１の変調波に対応する受信信号に出現する所定値以上のピークの周波数と、前記第２の変調波に対応する受信信号に出現する所定値以上のピークの周波数とを比較し、それぞれの周波数が同一の距離に相当する値である場合に、前記受信信号が、自レーダが発する送信波が対象物で反射された信号であると判別し、それぞれの周波数が同一の距離に相当しない値である場合に、他レーダが発する送信波が対象物を含む反射物で反射された信号であると判別する
ことを特徴とする請求項１０または１１に記載の車載レーダシステム。
【請求項１３】
前記信号強度算出部は、
前記第１、第２の変調波に対応するそれぞれの受信信号を周波数スペクトル化し、
前記第１の変調波に対応する受信信号に出現する所定値以上のピークの周波数と、前記第２の変調波に対応する受信信号に出現する所定値以上のピークの周波数とを比較し、それぞれの周波数が同一の距離及び同一の相対速度に相当する値である場合に、前記受信信号が、自レーダが発する送信波が対象物で反射された信号であると判別し、それぞれの周波数が同一の距離及び同一の相対速度に相当しない値である場合に、他レーダが発する送信波が対象物を含む反射物で反射された信号であると判別する
ことを特徴とする請求項１０または１１に記載の車載レーダシステム。
【請求項１４】
前記信号強度算出部によって、前記受信信号が、自レーダが発する送信波が対象物で反射された信号であると判別された場合には、障害物があることの警報、または／及び車速制御を行い、前記受信信号が、他レーダが発する送信波が対象物を含む反射物で反射された信号であると判別された場合には、前記警報、または／及び前記車速制御を行わない制御部を更に備えることを特徴とする請求項１２または１３に記載の車載レーダシステム。
【請求項１５】
第１の変調波及び第２の変調波を所定のインターバルを挟み送信アンテナから送信するステップと、
受信アンテナにより受信された、前記第１、第２の変調波に対応するそれぞれの受信信号に出現する所定値以上のピークに基づいて、該ピークが自レーダが発する送信波が対象物で反射された信号であるか、他レーダが発する送信波が対象物を含む反射物で反射された信号であるかを判別するステップと
をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーダ装置、車載レーダシステム、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車における安全支援システムへの需要が高まり、その中でも車載用ミリ波レーダ（以下、レーダという）は、低コスト化が進み、レーダ搭載の車両は増加し、また１台の車両に複数のレーダを配置するシステムも提案されている。車載レーダとしては、ＦＭ−ＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）レーダ、多周波ＣＷ（Continuous Wave）レーダ、及びパルスレーダ等の方式を利用した電子走査型のレーダが多く用いられている。
【０００３】
図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、レーダを搭載した車両と干渉波の発生との関係を示す概念図である。図６（ａ）には、レーダを搭載した２台の車両が対向状態にある場合の例を示している。また、図６（ｂ）には、レーダを搭載した２台の車両が並走状態になった場合の例を示している。そして、図６（ｃ）には、複数のレーダを搭載した１台の車両での例を示している。
【０００４】
図６（ａ）〜（ｃ）では、いずれもレーダＡ１の送信波が、レーダＡ２で受信される例を示したものである。同図において、レーダＡ２が、レーダＡ１の送信波及びレーダＡ１の送信波に対する反射波を受信する場合の電波を、干渉波と呼ぶ。干渉波は、受信するタイミングによっては、レーダＡ２において誤検知を誘発し、レーダを使用した車速制御システムは、前方に障害物は存在するものの、走行上安全な距離が確保されているにも関わらず、減速制御を掛ける可能性がある。このため、ユーザに不快な思いを与える可能性がある。また、後続車両が存在する場合には、減速制御を掛けることで、円滑な走行を妨害する可能性がある。
【０００５】
次に、干渉波による誤検知メカニズムについて、ＦＭ−ＣＷレーダを例に説明する。
図７（ａ）、（ｂ）は、干渉波がないときのＦＭ−ＣＷ方式の障害物検知メカニズムを示す概念図である。図７（ａ）に示すように、レーダは、変調波（送信信号）を送信し、対象物に反射して返ってくる電波（受信信号）を受信し、送信信号と遅延した受信信号をミキシングすることで、周波数差の成分に変換し、対象物との距離と相対速度とを算出する。
【０００６】
図７（ｂ）には、上記周波数差を周波数解析し、送信信号の上り変調部分の周波数差ｆｕと、下り変調部分の周波数差ｆｄとを示している。ＦＭ−ＣＷレーダでは、周波数差ｆｕと周波数差ｆｄとを組み合せて（ペアリングと言う）、対象物との相対距離、相対速度を算出する。なお、ドップラシフトによる相対速度検出の説明については省略する。
【０００７】
一方、図８（ａ）、（ｂ）は、干渉波があるときのＦＭ−ＣＷ方式の障害物検知メカニズムを示す概念図である。図８（ａ）に示すように、干渉波が送信信号と受信信号との間に入った場合、図８（ｂ）に示すように、受信波成分より、近距離側に干渉波による虚像が発生するため、車速を制御するシステムでは、干渉波による虚像に基づいて、誤った減速制御が行われる可能性がある。
【０００８】
そこで、従来、干渉波の除去方法に対する技術が提案されている。
（１）交差偏波を利用する。
最も一般的に使用されるのが斜め偏波である。偏波面を、水平や垂直ではなく、斜め（主に４５度）に配置することで、対向状態にあるレーダからの電波を受信しても、偏波面が交差するので、干渉波による影響の低減が可能である。
【０００９】
（２）干渉状態を検出し、変調帯域、変調周期を変化させる。
例えば、特許文献１には、干渉を検知した場合に、干渉を避けるように送信信号の周波数帯域や周波数の変調周期を変化させる方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００２−１６８９４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上述した斜め偏波を用いる場合には、図６（ａ）のような対向状態のみ有効であり、図６（ｂ）、図６（ｃ）のように同方向の状態の場合は、効果が極めて少ない。偏波としては、円偏波も適用可能であるが、構造が複雑となるため、コスト増やサイズ増といった課題を有する。
【００１２】
また、上述した特許文献１に記載の技術のように、送信波の周波数帯域や変調周期を変化させると、相対距離や相対速度の分解能が変わってしまうため、分解能に合わせたパラメータ設定をしている後段の処理に影響を及ぼしてしまうという問題がある。また、干渉を検知してから、送信信号を変化させるため、最低でも干渉を検知するまでの間は、干渉状態が発生して、干渉波による虚像を出力してしまう期間が存在してしまうという問題がある。
【００１３】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、干渉波による虚像であるか否かを短時間で判別することができるレーダ装置、車載レーダシステム、及びプログラムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上述した課題を解決するために、本発明は、送信アンテナと、所定のインターバルを挟み前記送信アンテナから送信する第１の変調波及び第２の変調波を生成する三角波生成部と、前記送信された電波が対象物により反射された電波を受信する受信アンテナと、前記受信アンテナにより受信された、前記第１、第２の変調波に対応するそれぞれの受信信号に出現する所定値以上のピークに基づいて、該ピークが自レーダが発する送信波が対象物で反射された信号であるか、他レーダが発する送信波が対象物を含む反射物で反射された信号であるかを判別する信号強度算出部とを備えることを特徴とするレーダ装置である。
【００１５】
本発明は、上記の発明において、前記信号強度算出部は、前記第１の変調波に対応する受信信号に出現する所定値以上のピークと前記第２の変調波に対応する受信信号に出現する所定値以上のピークとが示す、対象物までの距離に基づいて、該ピークが自レーダが発する送信波が対象物で反射された信号であるか、他レーダが発する送信波が対象物を含む反射物で反射された信号であるかを判別することを特徴とする。
【００１６】
本発明は、上記の発明において、前記信号強度算出部は、前記第１の変調波に対応する受信信号に出現する所定値以上のピークと前記第２の変調波に対応する受信信号に出現する所定値以上のピークとが示す、対象物までの距離と対象物の相対速度とに基づいて、該ピークが自レーダが発する送信波が対象物で反射された信号であるか、他レーダが発する送信波が対象物を含む反射物で反射された信号であるかを判別することを特徴とする。
【００１７】
本発明は、上記の発明において、前記信号強度算出部は、前記第１、第２の変調波に対応するそれぞれの受信信号を周波数スペクトル化し、前記第１の変調波に対応する受信信号に出現する所定値以上のピークの周波数と、前記第２の変調波に対応する受信信号に出現する所定値以上のピークの周波数とを比較し、それぞれの周波数が同一の距離に相当する値である場合に、前記受信信号が、自レーダが発する送信波が対象物で反射された信号であると判別し、それぞれの周波数が同一の距離に相当しない値である場合に、他レーダが発する送信波が対象物を含む反射物で反射された信号であると判別することを特徴とする。
【００１８】
本発明は、上記の発明において、前記信号強度算出部は、前記第１、第２の変調波に対応するそれぞれの受信信号を周波数スペクトル化し、前記第１の変調波に対応する受信信号に出現する所定値以上のピークの周波数と、前記第２の変調波に対応する受信信号に出現する所定値以上のピークの周波数とを比較し、それぞれの周波数が同一の距離及び同一の相対速度に相当する値である場合に、前記受信信号が、自レーダが発する送信波が対象物で反射された信号であると判別し、それぞれの周波数が同一の距離及び同一の相対速度に相当しない値である場合に、他レーダが発する送信波が対象物を含む反射物で反射された信号であると判別することを特徴とする。
【００１９】
本発明は、上記の発明において、前記第１の変調波と前記第２の変調波とは、それぞれに設定された中心周波数を中心に、それぞれに設定された掃引時間で、それぞれに設定された変調幅で掃引される送信信号であることを特徴とする。
【００２０】
本発明は、上記の発明において、前記三角波生成部は、前記第１の変調波及び第２の変調波の双方のインターバル、またはいずれか一方のインターバルを可変することを特徴とする。
【００２１】
本発明は、上記の発明において、前記三角波生成部は、前記第１の変調波及び第２の変調波の双方のインターバル、またはいずれか一方のインターバルを乱数により決定することを特徴とする。
【００２２】
本発明は、上記の発明において、前記三角波生成部は、前記第１の変調波及び第２の変調波の双方のインターバル、またはいずれか一方のインターバルを、当該レーダ装置を構成するハードウェアから出力される、ばらつきを有する出力値に基づいて、あるいは、該ハードウェアの出力値を用いて計算された計算結果に基づいて決定することを特徴とする。
【００２３】
また、上述した課題を解決するために、本発明は、車両の前方に搭載された複数のレーダ装置からなる車載レーダシステムであって、前記複数のレーダ装置は、各々、送信アンテナと、所定のインターバルを挟み前記送信アンテナから送信する第１の変調波及び第２の変調波を生成する三角波生成部と、前記送信された電波が対象物により反射された電波を受信する受信アンテナと、前記受信アンテナにより受信された、前記第１、第２の変調波に対応するそれぞれの受信信号に出現する所定値以上のピークに基づいて、該ピークが自レーダが発する送信波が対象物で反射された信号であるか、他レーダが発する送信波が対象物を含む反射物で反射された信号であるかを判別する信号強度算出部とを備えることを特徴とする車載レーダシステムである。
【００２４】
本発明は、上記の発明において、前記複数のレーダ装置は、それぞれに設定された中心周波数を中心に、それぞれに設定された掃引時間で、それぞれに設定された変調幅で掃引される、前記第１の変調波と前記第２の変調波とを、それぞれ異なるインターバルで前記送信アンテナから送信することを特徴とする。
【００２５】
本発明は、上記の発明において、前記信号強度算出部は、前記第１、第２の変調波に対応するそれぞれの受信信号を周波数スペクトル化し、前記第１の変調波に対応する受信信号に出現する所定値以上のピークの周波数と、前記第２の変調波に対応する受信信号に出現する所定値以上のピークの周波数とを比較し、それぞれの周波数が同一の距離に相当する値である場合に、前記受信信号が、自レーダが発する送信波が対象物で反射された信号であると判別し、それぞれの周波数が同一の距離に相当しない値である場合に、他レーダが発する送信波が対象物を含む反射物で反射された信号であると判別することを特徴とする。
【００２６】
本発明は、上記の発明において、前記信号強度算出部は、前記第１、第２の変調波に対応するそれぞれの受信信号を周波数スペクトル化し、前記第１の変調波に対応する受信信号に出現する所定値以上のピークの周波数と、前記第２の変調波に対応する受信信号に出現する所定値以上のピークの周波数とを比較し、それぞれの周波数が同一の距離及び同一の相対速度に相当する値である場合に、前記受信信号が、自レーダが発する送信波が対象物で反射された信号であると判別し、それぞれの周波数が同一の距離及び同一の相対速度に相当しない値である場合に、他レーダが発する送信波が対象物を含む反射物で反射された信号であると判別することを特徴とする。
【００２７】
本発明は、上記の発明において、前記信号強度算出部によって、前記受信信号が、自レーダが発する送信波が対象物で反射された信号であると判別された場合には、障害物があることの警報、または／及び車速制御を行い、前記受信信号が、他レーダが発する送信波が対象物を含む反射物で反射された信号であると判別された場合には、前記警報、または／及び前記車速制御を行わない制御部を更に備えることを特徴とする。
【００２８】
また、上述した課題を解決するために、本発明は、第１の変調波及び第２の変調波を所定のインターバルを挟み送信アンテナから送信するステップと、受信アンテナにより受信された、前記第１、第２の変調波に対応するそれぞれの受信信号に出現する所定値以上のピークに基づいて、該ピークが自レーダが発する送信波が対象物で反射された信号であるか、他レーダが発する送信波が対象物を含む反射物で反射された信号であるかを判別するステップとをコンピュータに実行させることを特徴とするプログラムである。
【発明の効果】
【００２９】
この発明によれば、干渉波による虚像であるか否かを短時間で判別することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態におけるレーダ装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】本実施形態によるレーダ装置を用いた車載レーダシステムを示す概念図である。
【図３】本実施形態によるレーダ装置の障害物検知メカニズムを示す概念図である。
【図４】本実施形態によるレーダ装置Ａ１、Ａ２の動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】本実施形態の受信強度算出部によるピーク検出動作（ステップＳ１６）を説明するためのフローチャートである。
【図６】レーダを搭載した車両と干渉波の発生との関係を示す概念図である。
【図７】干渉波がないときのＦＭ−ＣＷ方式の障害物検知メカニズムを示す概念図である。
【図８】干渉波があるときのＦＭ−ＣＷ方式の障害物検知メカニズムを示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
【００３２】
図１は、本発明の実施形態におけるレーダ装置の構成例を示すブロック図である。図１において、レーダ装置は、受信アンテナ１１〜１ｎ（ｎは正の整数）と、ミキサ２１〜２ｎ（ｎは正の整数）と、送信アンテナ３と、分配器４と、フィルタ５１〜５ｎ（ｎは正の整数）、ＳＷ（スイッチ）６と、ＡＤＣ（Ａ／Ｄコンバータ、受信波取得部）７と、制御部８と、三角波生成部９と、ＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator）１０と、信号処理部２０とを備えている。なお、図１に示す構成例では、１つの送信アンテナ３と複数の受信アンテナ１１〜１ｎとを用いているが、これに限らず、１つの送信アンテナと１つの受信アンテナ、１つの送信アンテナと複数の受信アンテナ、複数の送信アンテナと１つの受信アンテナ、あるいは複数の送信アンテナと複数の受信アンテナなどの組み合わせであってもよい。また、受信アンテナと送信アンテナとを共用してもよいし、時分割で切り替えて用いるようにしてもよい。
【００３３】
上記信号処理部２０は、記憶部２１と、受信強度算出部（信号強度算出部）２２と、ＤＢＦ処理部２３と、距離検出部２４と、速度検出部２５と、方位検出部２６と、物標引継ぎ処理部２７と、物標出力処理部２９とを備える。
【００３４】
図２は、本実施形態によるレーダ装置を用いた車載レーダシステムを示す概念図である。また、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本実施形態によるレーダ装置の障害物検知メカニズムを示す概念図である。図２に示すように、本実施形態では、車両に２つのレーダ装置Ａ１、Ａ２を搭載した場合に、一方のレーダ装置Ａ１の送信波が、他方のレーダＡ２で受信される例を示したものである（その逆もあり得る）。すなわち、前述した図６（ｃ）に示す場合に相当する。
【００３５】
レーダ装置Ａ１は、図３（ａ）に示すように、変調波ＭＡと変調波ＭＢを所定のインターバルＩＮＴ１を挟んで送信信号として送信する。同様に、レーダ装置Ａ２は、図３（ａ）に示すように、変調波ＭＡと変調波ＭＢを所定のインターバルＩＮＴ２を挟んで送信信号として送信する。インターバルＩＮＴ１とインターバルＩＮＴ２とは、レーダ装置Ａ１とレーダ装置Ａ２とで異なるものとする。また、変調波ＭＡと変調波ＭＢは、中心周波数ｆ０を中心に、それぞれに設定された掃引時間で、変調幅Δｆで掃引される。但し、中心周波数ｆ０、掃引時間（変調波幅）、変調幅Δｆは、変調波ＭＡ、ＭＢそれぞれに独立して設定可能となっている。なお、変調波ＭＡと変調波ＭＢは、同一でも異なる周期でもかまわない。
【００３６】
例えば、レーダ装置Ａ１の送信信号が、対象物に反射して、そのままレーダ装置Ａ１で受信される場合には、変調波ＭＡと変調波ＭＢとは、同じ遅延量分の周波数差が存在する。レーダ装置Ａ２においても同様である。
【００３７】
これに対して、レーダ装置Ａ１の送信信号が対象物に反射して、レーダ装置Ａ２に干渉波として受信される場合、図３（ａ）に示す破線のようになる。この場合、変調波ＭＡでは、図３（ｂ）に示すように、干渉波により、対象物より手前（周波数が低い側）に虚像が出力される。一方、変調波ＭＢでは、図３（ｃ）に示すように、対象物より遠い側（周波数が高い側）に虚像が出力される。なお、虚像は、干渉波によっては、同一側（変調波ＭＡ、変調波ＭＢともに近い側、または遠い側）に出力される場合があるが、この場合も異なる周波数に出力される。
【００３８】
実在する対象物のピークｆｕ、ｆｄは、変調波ＭＡ、ＭＢ共に、（周波数と距離の関係に応じて）同じ距離及び同じ相対速度（同じ周波数）を示すが、干渉波は、上記の通り、別の距離及び別の相対速度（異なる周波数）を示す。したがって、変調波ＭＡと変調波ＭＢとで、それぞれの上り、下りで検出されるピーク位置（周波数）を比較することで、一致しないピークが干渉波による虚像であると判別することが可能である。言い換えると、ピーク位置が一致した場合、そのピークが実在する対象物からのピークｆｕ、ｆｄであることと判別することができる。このように、２つのレーダ装置Ａ１、Ａ２で、２つの変調波ＭＡ、ＭＢを使用し、それぞれでインターバルＩＮＴ１、ＩＮＴ２を異ならせることで、干渉波の有無を判別することができる。
【００３９】
なお、上記は、レーダ装置Ａ１からの送信信号がレーダ装置Ａ２で受信された場合について説明したが、レーダ装置Ａ２からの送信信号がレーダ装置Ａ１で受信された場合も同様である。このように、本実施形態は、偏波等によるアンテナによる干渉抑制ではなく、２つの変調波を使用し、レーダ装置の物標出力から干渉波を取り除く方法である。
【００４０】
また、変調波ＭＡとＭＢのインターバルＩＮＴ１、ＩＮＴ２を異ならせる手法としては以下の手法が考えられる。
（ａ）一定周期毎に動的に変更する。
（ｂ）レーダ個体により固有の値とする。
（ｃ）インターバルテーブルを複数用意し、各レーダ装置Ａ１、Ａ２に割り振る。
（ｄ）任意のＡＤＣ出力値の和を算出し、希望の分解能で除算した時の余りでランダム値を作成する。
（ｅ）ＦＦＴ結果の各ポイントの値の和を算出し、希望の分解能で除算した時の余りでランダム値を作成する。
（ｆ）ＣＰＵのランダム関数を使用して、サイクル毎に変更する。
【００４１】
次に、図１を参照して、本発明のレーダ装置Ａ１、Ａ２の動作を説明する。
受信アンテナ１１〜１ｎは、送信信号が対象物にて反射し、この対象物から到来する反射波、すなわち受信信号を受信する。ミキサ２１〜２ｎ各々は、送信アンテナ３から送信される送信信号と、各受信アンテナ１１〜１ｎそれぞれにおいて受信された受信信号が増幅器により増幅された信号とを混合して、それぞれの周波数差に対応したビート信号を生成する。
【００４２】
上記送信アンテナ３は、三角波生成部９において生成された三角波信号を、ＶＣＯｌＯにおいて周波数変調した送信信号（変調波ＭＡ、ＭＢ）を所定のインターバルＩＮＴ１、ＩＮＴ２で対象物に対して送信波として送信する。
分配器４は、ＶＣＯｌＯからの周波数変調された送信信号を、上記ミキサ２１〜２ｎ、及び送信アンテナ３に分配する。
【００４３】
フィルタ５１〜５ｎは、各々、ミキサ２１〜２ｎにおいて生成された各受信アンテナ１１〜１ｎに対応したＣｈ１〜Ｃｈｎのビート信号に対して帯域制限を行い、ＳＷ（スイッチ）６へ帯域制限されたビート信号を供給する。
ＳＷ６は、制御部８から入力されるサンプリング信号に対応して、フィルタ５１〜５ｎの各々を通過した各受信アンテナ１１〜１ｎに対応したＣｈ１〜Ｃｈｎのビート信号を、順次切り替えて、ＡＤＣ７に供給する。
【００４４】
ＡＤＣ７は、上記ＳＷ６から上記サンプリング信号に同期して入力される各受信アンテナ１１〜１ｎの各々に対応したＣｈ１〜Ｃｈｎのビート信号を、上記サンプリング信号に同期して所定のサンプリング周波数でＡ／Ｄ変換してデジタル信号に変換し、信号処理部２０における記憶部２１の波形記憶領域に順次記憶させる。換言すれば、ＡＤＣ７は、ビート信号を所定の時間間隔で取得する。
【００４５】
制御部８は、マイクロコンピュータなどにより構成されており、図示しないＲＯＭなどに格納された制御プログラムに基づき、レーダ装置全体の制御を行う。
信号処理部２０内の記憶部２１は、ＡＤＣ７においてデジタル変換されたデジタル信号を各受信アンテナ１１〜１ｎに対応したチャンネルごとに格納する。
【００４６】
受信強度算出部２２は、記憶部２１に格納された各受信アンテナ１１〜１ｎに対応したチャンネルごとのビート信号に対して、フーリエ変換を行う。ここで、フーリエ変換後の複素数データの振幅を信号レベルと呼ぶこととする。
【００４７】
受信強度算出部２２は、何れかのアンテナにおける複素数データまたは、全アンテナの複素数データの加算値を周波数スペクトル化することにより、スペクトルの各ピーク値に対応するビート周波数（すなわち距離）に依存した対象物の存在として検出することができる。ここで、受信強度算出部２２が全アンテナの複素数データの加算値を用いた場合、全アンテナの複素数データの加算により、ノイズ成分が平均化されてＳ／Ｎ比が向上する。
【００４８】
そして、受信強度算出部２２は、図３（ｂ）、（ｃ）に示すビート周波数毎の信号レベルから、予め設定された数値（閾値）を超える信号レベルを検出することによって、対象物が存在していることを判定する。ここで、信号レベルのピーク値を受信波の強度と称す。
【００４９】
受信強度算出部２２は、対象物のピークを検出した場合、ピーク値のビート周波数（ビート信号の上り領域及び下り領域の双方）を対象物周波数ｆｕ、ｆｄとして距離検出部２４、速度検出部２５へ供給する。受信強度算出部２２は、周波数変調幅Δｆを距離検出部２４へ供給し、中心周波数ｆ０を速度検出部２５へ供給する。
【００５０】
受信強度算出部２２は、信号レベルのピークを検出できなかった場合、対象物がないという情報を物標出力処理部２９に供給する。
なお、ビート信号の上り部分のピーク値、またはビート信号の上り領域のピーク値とビート信号の下り領域のピーク値の平均を信号レベルとして使用してもよい。
【００５１】
次に、距離検出部２４は、受信強度算出部２２から入力される上昇部分の対象物周波数ｆｕと、下降部分の対象物周波数ｆｄとから、下記数式（１）により距離Ｒを算出する。
【００５２】
Ｒ＝（ｃ・Ｔ／（２・Δｆ））・（（ｆｕ＋ｆｄ）／２）          （１）
【００５３】
ここで、ｃは光速度、Ｔは変調時間（上昇部分／下降部分）である。
距離検出部２４は、算出された対象物との距離Ｒを示す情報を物標引継ぎ処理部２７と不図示の外部装置とへ供給する。また、距離検出部２４は、その対象物との距離Ｒを示す情報を記憶部２１に保存する。
【００５４】
また、速度検出部２５は、受信強度算出部２２から入力される上昇部分の対象物周波数ｆｕと、下降部分の対象物周波数ｆｄとから、下記数式（２）により相対速度Ｖを算出し、算出した相対速度Ｖを示す情報を物標引継ぎ処理部２７と不図示の外部装置とへ供給する。
【００５５】
Ｖ＝（ｃ／（２・ｆ０））・（（ｆｕ−ｆｄ）／２）          （２）
【００５６】
ＤＢＦ（デジタルビームフォーミング）処理部２３は、各受信アンテナが受信する受信波の位相差を利用して、入力される各アンテナに対応した時間軸でフーリエ変換された複素データを、アンテナの配列方向にさらにフーリエ変換し、すなわち空間軸フーリエ変換を行う。そして、ＤＢＦ処理部２３は、角度分解能に対応した角度チャンネル毎のスペクトルの強度を示す受信された電波の強度（受信強度）の関数を算出し、算出した受信強度の関数を示す情報を方位検出部２６に供給する。
【００５７】
方位検出部２６は、算出された角度チャンネル毎の受信強度の関数の値の大きさのうち、一番大きな値を取る角度φを対象物の方位とし、対象物の方位を示す情報を物標引継ぎ処理部２７と不図示の外部装置とへ供給する。また、方位検出部２６は、その対象物の方位を示す情報を記憶部２１に保存する。
【００５８】
物標引継ぎ処理部２７は、現在のサイクルで算出した対象物の距離、相対速度、方位の値と、記憶部２１から読み出した１サイクル前に算出された対象物の距離、相対速度、方位の値とのそれぞれの差分の絶対値が、それぞれの値毎に決められた閥値よりも小さい場合、１サイクル前に検知した対象物と今回検知した対象物を同じものと判定する。
【００５９】
その場合、物標引継ぎ処理部２７は、記憶部２１から読み出したその対象物の物標引継ぎ処理回数を１増やす。そうでない場合には、物標引継ぎ処理部２７は、新しい対象物を検知したとみなす。また、物標引継ぎ処理部２７は、今回の対象物の距離を示す情報、相対速度を示す情報、方位を示す情報、及びその対象物の物標引継ぎ処理回数を示す情報を記憶部２１に保存する。
【００６０】
物標出力処理部２９は、対象物の方位から、自車の車線上にある対象物を抽出し、自車の車線上にある対象物の識別番号を示す情報を物標として不図示の外部装置へ供給する。
【００６１】
これによって、その外部装置は、対象物が衝突の危険性を伴う通常検知対象物である場合に、衝突を回避するために減速するか、または運転手に注意を促すために警報を発することができる。
【００６２】
また、物標出力処理部２９は、２つ以上の対象物が自車の車線上にある場合、記憶部２１から読み出した物標引継ぎ処理回数が多い対象物の識別番号を物標として不図示の外部装置へ供給する。なお、物標出力処理部２９は、受信強度算出部２２から対象物がないという情報が入力された場合には、物標がないことを示す情報を不図示の外部装置へ供給する。
【００６３】
＜距離、相対速度、水平角度（方位）、及び干渉波を検出する原理＞
次に、図３（ａ）〜（ｃ）を用いて、信号処理部２０において用いられる、レーダ装置と対象物との距離、相対速度、角度（方位）、及び干渉波を検出する原理について簡単に説明する。
【００６４】
図３（ａ）〜（ｃ）は、２つの変調波ＭＡ、ＭＢを用いた送信信号、及び受信信号により、三角波の上昇領域、及び下降領域におけるビート信号の生成を説明する概念図である。図３（ａ）には、レーダ装置Ａ１において、図１の三角波生成部９で生成された信号がＶＣＯ１０において、中心周波数ｆ０、変調幅Δｆの２つの変調波ＭＡ、ＭＢで所定のインターバルＩＮＴ１（ＩＮＴ２）で周波数変調された送信信号と、レーダ装置Ａ２において、その送信信号が対象物に反射された受信信号とが示されている。ここで、図３（ａ）〜（ｃ）の例は、対象物が１つの場合である。
【００６５】
図３（ａ）に示すように、送信信号に対し、対象物からの反射波である受信信号が、レーダと対象物との距離に応じて右方向（時間遅れ方向）に遅延されて受信される。なお、図示の例では省略しているが、実際には、受信信号は、ドップラー効果によって対象物との相対速度に応じて、送信信号に対して上下方向（周波数方向）に変動する。
【００６６】
また、複数の対象物が存在する場合、フーリエ変換後には、図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、ビート信号の上り部分とビート信号の下り部分のそれぞれに対象物の数と同じ数のピークが表れる。さらに、レーダ装置Ａ１からの送信信号を受信するため、これが干渉波による虚像としてピークが表れる。レーダと対象物の距離に比例して、受信信号が遅延し、図３（ａ）における受信信号は右方向にシフトするので、レーダと対象物との距離が離れるほど、図３（ｂ）、（ｃ）におけるビート信号の周波数は高くなる。
【００６７】
受信強度算出部２２は、複数の対象物に対応する信号レベルのピークが複数検出された場合には、上りの部分及び下りの部分のピーク値ごとに、周波数が小さいものから順番に番号を付けて、物標出力処理部２９へ供給する。ここで、上り及び下りの部分において、同じ番号のピークは、同じ対象物に対応しており、それぞれの識別番号を対象物の番号とする。
【００６８】
前述したように、レーダ装置Ａ１は、図３（ａ）に示すように、変調波ＭＡと変調波ＭＢを所定のインターバルＩＮＴ１を挟んで送信信号として送信する。同様に、レーダ装置Ａ２は、図３（ａ）に示すように、変調波ＭＡと変調波ＭＢを、インターバルＩＮＴ１とは異なる、所定のインターバルＩＮＴ２を挟んで送信信号として送信する。
【００６９】
受信強度算出部２２によるフーリエ変換の結果、図３（ｂ）、（ｃ）に示されるように、対象物が１つの場合、上り領域、及び下り領域にそれぞれに１つのピークｆｕ、ｆｄが出現することになる。ここで、図３（ｂ）、（ｃ）では横軸が周波数、縦軸が信号強度となっている。しかし、レーダ装置Ａ１の送信信号が対象物に反射して、レーダ装置Ａ２に干渉波として受信される場合、レーダ装置Ａ２においては、変調波ＭＡに対する受信信号には、図３（ｂ）に示すように、干渉波により、対象物より手前（周波数が低い側）に虚像が出現する。一方、変調波ＭＢに対する受信信号には、図３（ｃ）に示すように、対象物より遠い側（周波数が高い側）に虚像が出現する。
【００７０】
対象物のピークによる対象物周波数ｆｕ、ｆｄは、変調波ＭＡ、ＭＢ共に、（周波数と距離の関係に応じて）同じ距離（同じ周波数）を示すが、干渉波による虚像は、変調波ＭＡ、ＭＢのそれぞれで、別の距離（異なる周波数）を示す。したがって、変調波ＭＡと変調波ＭＢとに対する受信信号のそれぞれの上り領域、及び下り領域で検出されるピーク位置（周波数）を比較することで、一致しないピークは、干渉波による虚像であり、一致するピークは、対象物であると判別する。
【００７１】
すなわち、受信強度算出部２２は、変調波ＭＡと変調波ＭＢとに対する受信信号のそれぞれの上り領域、及び下り領域において、ピーク位置（周波数）を順番に比較し、双方で一致した場合には、対象物のピークｆｕ、ｆｄを、対象物周波数ｆｕ、ｆｄとして距離検出部２４、速度検出部２５へ供給し、周波数変調幅Δｆを距離検出部２４へ供給し、中心周波数ｆ０を速度検出部２５へ供給する。一方、受信強度算出部２２は、ピーク自体、もしくは、双方で一致したピークを検出できなかった場合、対象物がないという情報を物標出力処理部２９に供給する。
【００７２】
図４は、本実施形態によるレーダ装置Ａ１、Ａ２の動作を説明するためのフローチャートである。なお、以下では、レーダ装置Ａ２側の受信動作として説明するが、レーダ装置Ａ１も同様であることは言うまでもない。
【００７３】
まず、ＡＤＣ７は、変調波ＭＡに対するビート信号がＡＤ変換されたＡＤ変換データを記憶部２１に格納する（ステップＳ１０）。次に、受信強度算出部２２は、記憶部２１から変調波ＭＡに対するＡＤ変換データを読み出し、そのＡＤ変換データをフーリエ変換することにより、周波数毎の受信強度を算出する（ステップＳ１１）。次に、ＤＢＦ処理部２３は、受信強度算出部２２により算出された、変調波ＭＡに対する、周波数毎の受信強度に対して、ＤＢＦ処理することにより、チャネル毎の受信強度と相対距離の関係を算出する（ステップＳ１２）。
【００７４】
次に、ＡＤＣ７は、変調波ＭＢに対するビート信号がＡＤ変換されたＡＤ変換データを記憶部２１に格納する（ステップＳ１３）。次に、受信強度算出部２２は、記憶部２１から変調波ＭＢに対するＡＤ変換データを読み出し、そのＡＤ変換データをフーリエ変換することにより、周波数毎の受信強度を算出する（ステップＳ１４）。次に、ＤＢＦ処理部２３は、受信強度算出部２２により算出された、変調波ＭＢに対する、周波数毎の受信強度に対して、ＤＢＦ処理することにより、チャネル毎の受信強度と相対距離の関係を算出する（ステップＳ１５）。
【００７５】
次に、受信強度算出部２２、距離検出部２４、及び速度検出部２５は、干渉波による虚像を排除しつつ、対象物からの反射波に由来するピークを検出し、該ピークに基づいて、対象物までの距離、対象物の相対速度を算出する（ステップＳ１６）。このとき、受信強度算出部２２は、上述したように、変調波ＭＡと変調波ＭＢとに対する受信信号のそれぞれの上り領域、及び下り領域において、ピーク位置（周波数）を順番に比較し、双方で一致したピークを検出できなかった場合、対象物がないという情報を物標出力処理部２９に供給する。一方、双方で位置が一致したピークを検出した場合には、対象物のピークに対応する対象物周波数ｆｕ、ｆｄを距離検出部２４、速度検出部２５へ供給し、周波数変調幅Δｆを距離検出部２４へ供給し、中心周波数ｆ０を速度検出部２５へ供給する。距離検出部２４は、対象物周波数ｆｕ、ｆｄ、及び周波数変調幅Δｆに基づいて対象物の相対距離を算出し、速度検出部２５は、対象物周波数ｆｕ、ｆｄ、及び中心周波数ｆ０に基づいて対象物の相対速度を算出する。次に、方位検出部２６は、対象物の方位を算出する（ステップＳ１７）。
【００７６】
次に、物標出力処理部２９は、前回までの物標と今回抽出した対象物を関連づける（ステップＳ１８）。次に、物標出力処理部２９は、対象物の中から優先順位の高い物標を抽出し、抽出した物標を外部に出力する（ステップＳ１９）。そして、当該処理を終了する。
【００７７】
図５は、本実施形態の受信強度算出部２２、距離検出部２４、及び速度検出部２５による距離相対速度算出処理の動作（ステップＳ１６）を説明するためのフローチャートである。受信強度算出部２２は、まず、変調波ＭＡの上り領域で低周波数から高周波数へと周波数を変えながらピーク検出を行うため、まず、変調波ＭＡの上りピークのループをスタートさせ（ステップＳ３０）、次いで、変調波ＭＡの下りピークのループをスタートさせる（ステップＳ３１）。
【００７８】
次に、距離検出部２４、及び速度検出部２５により、距離、相対速度を仮に算出し（ステップＳ３２）、変調波ＭＢ相当の上り、下りピーク位置を逆算する（ステップＳ３３）。次に、変調波ＭＢの上りピークのループをスタートさせる（ステップＳ３４）。該変調波ＭＢの上りピークのループでは、変調波ＭＢの上り領域におけるピークが、変調波ＭＡからの逆算位置と一致するか否か、すなわち変調波ＭＡの上り領域の同じ位置にピークがあるか否かを判定する（ステップＳ３５）。そして、一致しない場合、すなわち変調波ＭＡの上り領域の同じ位置にピークがない場合には（ステップＳ３５のＮＯ）、当該ループを繰り返すことで、変調波ＭＢの上り領域における次のピークに対し、順次上記比較を繰り返す。
【００７９】
一方、一致した場合、すなわち変調波ＭＡの上り領域の同じ位置にピークがある場合には（ステップＳ３５のＹＥＳ）、変調波ＭＢの下りピークのループをスタートさせる（ステップＳ３６）。該変調波ＭＢの下りピークのループでは、変調波ＭＢの下り領域におけるピークが、変調波ＭＡからの逆算位置と一致するか否か、すなわち変調波ＭＡの下り領域の同じ位置にピークがあるか否かを判定する（ステップＳ３７）。そして、一致しない場合、すなわち変調波ＭＡの下り領域の同じ位置にピークがない場合には（ステップＳ３７のＮＯ）、当該ループを繰り返すことで、変調波ＭＢの下り領域における次のピークに対し、順次上記比較を繰り返す。
【００８０】
一方、一致した場合、すなわち変調波ＭＢの下り領域の同じ位置にピークがある場合には（ステップＳ３７のＹＥＳ）、距離検出部２４は、そのピークに対応する、対象物周波数ｆｕ、ｆｄ、及び周波数変調幅Δｆに基づいて対象物の相対距離を算出し、速度検出部２５は、そのピークに対応する、対象物周波数ｆｕ、ｆｄ、及び中心周波数ｆ０に基づいて対象物の相対速度を算出して出力する（ステップＳ３８）。
【００８１】
上述した距離相対速度算出処理によれば、変調波ＭＢの上り、または下り領域に出力したピークが、変調波ＭＡの上り、または下り領域の同じ位置（周波数）に出現しない場合、すなわちピークの位置（周波数）が一致しない場合には、距離、相対速度は出力されず、変調波ＭＢの上り、または下り領域に出力したピークが、変調波ＭＡの上り、または下り領域の同じ位置（周波数）に出現している場合、すなわちピークの位置（周波数）が一致した場合にのみ、距離、相対速度が出力されることになる。
【００８２】
上述した実施形態によれば、干渉波による虚像であるか否かを短時間で判別することができる。また、干渉を変調仕様の変更による分解能の変化を招くことなく、即時に干渉波の影響を抑えられるため、普及が進む車載用レーダにおいて、非常に有効的な手法であると考える。
【００８３】
なお、本発明の実施形態では、レーダ装置として電子走査型レーダ装置について説明したが、これに限らず、機械走査型レーダ装置であってもよい。
【００８４】
なお、本発明の実施形態では、図４に示す、ステップＳ１０〜Ｓ１２の変調波ＭＡの信号処理と、ステップＳ１３〜Ｓ１５の変調波ＭＢの信号処理とをシリーズで処理するようにしたが、これに限らず、並列処理するようにしてもよい。
【００８５】
また、本発明の実施形態では、レーダ装置についてのみ説明したが、該レーダ装置からの出力信号（距離、相対速度、方位、物標）に基づいて、障害物があることを警報したり、車速を制御する制御部を更に含めるようにしてもよい。この場合、制御部は、受信強度算出部２２によって、受信信号が、自レーダが発する送信波が対象物で反射された信号であると判別された場合には、障害物があることの警報や、車速制御を行い、受信信号が、他レーダが発する送信波が対象物を含む反射物で反射された信号であると判別された場合、すなわち干渉波である場合には、警報や、車速制御を行わないという制御を行う。
【００８６】
また、本発明の実施形態である信号処理部２０の機能またはその機能の一部をコンピュータで実現するようにしてもよい。この場合、その機能を実現するためのコンピュータ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コンピュータプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳ（Operating system）や周辺機器のハードウェアを含むものとする。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、光ディスク、メモリカード等の可搬型記録媒体、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。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を送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバー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のように、一定期間プログラムを保持するものを含んでもよい。また上記のコンピュータプログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、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コンピュータプログラムとの組み合わせにより実現するものであってもよい。
【００８７】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【符号の説明】
【００８８】
１１〜１ｎ  受信アンテナ
２１〜２ｎ  ミキサ
３  送信アンテナ
４  分配器
５１〜５ｎ  フィルタ
６  ＳＷ
７  ＡＤＣ（受信波取得部）
８  制御部
９  三角波生成部
１０  ＶＯＣ
２０  信号処理部
２１  記憶部
２２  受信強度算出部（信号強度算出部）
２３  ＤＢＦ処理部
２４  距離検出部
２５  速度検出部
２６  方位検出部
２７  物標引継ぎ処理部
２９  物標出力処理部
【図１】
2013213761.tif 000003
【図２】
2013213761.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2013213761.tif 000009
【図８】
2013213761.tif 000010