(57)【要約】【課題】目標物の位置を精度よく検出することができるレーダシステムを提供することである。【解決手段】実施形態のレーダシステムは、移動可能な３つ以上のレーダ装置と、配置決定部と、目標物位置検出部とを持つ。配置決定部は、３つ以上のレーダ装置の探索領域の一部が重複すると共に、３つ以上のレーダ装置を仮想線で結んだ場合に、仮想線が一直線とならないように３つ以上のレーダ装置の配置を決定する。目標物位置検出部は、レーダ装置の出力に基づき、目標物の位置を検出する。【選択図】図３
2016017779.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動可能な３つ以上のレーダ装置と、
前記３つ以上のレーダ装置の探索領域の一部が重複すると共に、前記３つ以上のレーダ装置を仮想線で結んだ場合に、前記仮想線が一直線とならないように前記３つ以上のレーダ装置の配置を決定する配置決定部と、
前記レーダ装置の出力に基づき、目標物の位置を検出する目標物位置検出部と、
を備えるレーダシステム。
【請求項２】
互いに離隔して配置された複数のレーダ装置と、
前記複数のレーダ装置のうちから、選択したレーダ装置の探索領域の一部が重複すると共に、前記選択したレーダ装置を仮想線で結んだ場合に、前記仮想線が一直線とならないように３つ以上のレーダ装置を選択する配置決定部と、
前記レーダ装置の出力に基づき、目標物の位置を検出する目標物位置検出部と、
を備えるレーダシステム。
【請求項３】
前記配置を決定された、または選択されたレーダ装置は、同一の周波数帯の電波を発信する、
請求項１または２記載のレーダシステム。
【請求項４】
前記目標物位置検出部が検出した目標物に対して、飛翔物を発射させる、
請求項１から３のいずれか１項に記載のレーダシステム。
【請求項５】
前記目標物における電波反射量が大きい面に直交する方向から目標物に接近するように前記飛翔物を誘導する、
請求項４記載のレーダシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、レーダシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レーダ装置を用いて目標物の位置を検出することが行われていた。しかしながら、従来の技術では、目標物の位置を精度よく検出することができない場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２７７５４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、目標物の位置を精度よく検出することができるレーダシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態のレーダシステムは、移動可能な３つ以上のレーダ装置と、配置決定部と、目標物位置検出部とを持つ。配置決定部は、３つ以上のレーダ装置の探索領域の一部が重複すると共に、３つ以上のレーダ装置を仮想線で結んだ場合に、仮想線が一直線とならないように３つ以上のレーダ装置の配置を決定する。目標物位置検出部は、レーダ装置の出力に基づき、目標物の位置を検出する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１の実施形態のレーダシステム１の全体構成図。
【図２】レーダ装置１０の構成図。
【図３】制御装置２０の機能構成図。
【図４】レーダシステム１が目標物ＯＢの位置を検出する様子を示す図。
【図５】３つのレーダ装置１０が目標物ＯＢの位置を検出することができない様子を示す図。
【図６】発射装置３０の構成図。
【図７】飛翔物４０の構成図。
【図８】制御装置２０が、レーダ装置１０の配置を決定する処理の流れを示すシーケンス図。
【図９】飛翔物４０を目標物に接近させる処理の流れを示すシーケンス図。
【図１０】ステップＳ１５０からステップＳ１８０の処理を説明するための図。
【図１１】飛翔物４０が軌道を修正する処理の流れを示すシーケンス図。
【図１２】飛翔物４０が軌道を修正する一例を示す図。
【図１３】第３の実施形態のレーダシステム１を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、実施形態のレーダシステムを、図面を参照して説明する。
【０００８】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態のレーダシステム１の全体構成図である。レーダシステム１は、例えば、レーダ装置１０−１、１０−２、１０−３と、制御装置２０と、発射装置３０−１、３０−２、３０−３と、飛翔物４０−１、４０−２、４０−３とを備える。以下、いずれのレーダ装置であるかを区別しないときは、単にレーダ装置１０と表記し、いずれの発射装置であるかを区別しないときは、単に発射装置３０と表記する。また、以下、いずれの飛翔物であるかを区別しないときは、単に飛翔物４０と表記する。
【０００９】
レーダ装置１０と制御装置２０とは、例えば、無線通信を行って情報を送受信する。また、制御装置２０と発射装置３０とは、例えば、無線通信を行って情報を送受信する。発射装置３０と発射前の飛翔物４０とは、例えば、通信端子などを介して接続され、情報を送受信する。なお、上記通信は、無線通信に代えて有線通信が行われてもよいし、発射装置３０と発射前の飛翔物４０との間で無線通信が行われてもよい。
【００１０】
レーダ装置１０は、例えば、車両などの移動体に搭載されており、移動体が移動することで移動可能である。レーダ装置１０−１は、例えば、上空から見て互いに９０度異なる方向を向いた４つのアレイアンテナ（１２−１Ｎ、１２−１Ｗ、１２−１Ｓ、１２−１Ｅ）を持つ。また、レーダ装置１０−２は、同様に、４つのアレイアンテナ（不図示）を持ち、レーダ装置１０−３は、同様に、４つのアレイアンテナ（不図示）を持つ。以下、いずれのアレイアンテナであるかを区別しないときには、単にアンテナ１２と表記する。３つ以上のレーダ装置１０は、例えば、互いに数十〔ｍ〕〜数十〔ｋｍ〕の距離をもって配置される。
【００１１】
レーダ装置１０は、４つのアンテナ１２のうちいずれか１つを周期的に選択して電波を放射させ、各方位を注視することで目標物を検出する。図１における破線で示した矢印の符号１７−１、１７−２、１７−３は、レーダ装置１０の所定のアンテナ素子が、電波を放射する方位（放射方向を水平面に投影した方向）を示している。以下、レーダ装置１０が、所定の電波を放射する方位の中心方位を「注視方位」と称する。また、１８−１、１８−２、１８−３は、レーダ装置１０の探索領域、すなわち４つのアンテナ１２が周期的に各方位を注視することで、レーダ装置１０が物体を検出可能な領域を示す。以下、レーダ装置１０が物体を検出可能な領域を「探索領域」と称する。１８−１はレーダ装置１０−１の探索領域であり、１８−２はレーダ装置１０−２の探索領域である。また、１８−３はレーダ装置１０−３の探索領域である。なお、レーダ装置１０の注視方位は、制御装置２０によって制御されてもよい。
【００１２】
本実施形態では、発射装置３０は、複数配置されているが、１つでもよい。発射装置３０−１、３０−２、３０−３とは、互いに離隔して配置され、例えば数十〔ｍ〕〜数〔ｋｍ〕の距離をもって配置されてもよい。
【００１３】
図２は、レーダ装置１０の構成図である。レーダ装置１０は、例えば、アンテナ１２と、目標物位置検出部１４と、制御装置２０と無線通信をするための通信部１６とを備える。アンテナ１２は、例えば、マトリクス状に配置したアンテナ素子を備えるアレイアンテナである。アンテナ１２は、マトリクス状に配置したアンテナ素子より電波を空気中に放射し、物体によって反射された電波を受信する。アンテナ１２は、前回の注視方位に対して単位角度ずらした注視方位に電波を放射するようにアンテナ素子が制御され、各方位を注視する。なお、レーダ装置１０−１、１０−２、１０−３のアンテナ１２が放射する電波の周波数は同一または近い帯域である。
【００１４】
なお、アンテナ１２が電波を放射する際の仰角については、特段の制限はなく、アンテナ１２は、如何なる仰角で電波を放射してもよい。また、アンテナ１２は、固定のアレイアンテナを１つのみ備え、３６０度ではなく限定的な方位範囲内で目標物の検出を行うものであってもよい。また、アンテナ１２は、水平方向に回転駆動される１つのアレイアンテナであってもよい。また、アンテナ１２は、水平方向に回転駆動されるパラボラアンテナ等の指向性アンテナであってもよい。
【００１５】
目標物位置検出部１４は、例えば、アンテナ１２が備えるアンテナ素子が受信した電波の位相差や振幅差に基づき物標の方位を検出するモノパルス方式による処理を行う。目標物位置検出部１４は、アンテナ１２が送信した電波が、目標物により反射されて反射波として、アンテナ１２により受信されるまでの時間に基づき、目標物の距離を認識する。目標物位置検出部１４は、アンテナ１２が放射した電波の指向性パターンと、アンテナ１２が受信した電波の指向性パターンとに基づき、目標物の方位を認識する。送信アンテナとしての指向性と受信アンテナとしての指向性を合成した方位が、レーダ装置１０の「注視方位」に相当する。また、目標物位置検出部１４は、予め定められた閾値以上の電波を受信した場合に、目標物までの距離や目標物の方位を検出し、検出結果を出力する。通信部１６は、目標物位置検出部１４が検出した目標物の位置や、進行速度、進行方位、電波反射量を、制御装置２０へ、例えば所定の間隔で送信する。
【００１６】
図３は、制御装置２０の機能構成図である。制御装置２０は、通信部２２と、配置決定部２４と、制御部２６と、入出力部２８と、記憶部２９とを備える。配置決定部２４と制御部２６は、例えば、制御装置２０のＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）などのプロセッサが記憶部２９に記憶されているプログラムを実行することによって機能するソフトウェア機能部である。また、配置決定部２４と制御部２６のうち一方または双方は、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よい。
【００１７】
配置決定部２４は、レーダシステム１は目標物を検出したい領域に応じて、レーダ装置１０の配置を決定する。配置決定部２４は、３つ以上のレーダ装置１０が、互いに離隔して、探索領域の一部が重複するように配置を決定する。また、配置決定部２４は、３つの以上のレーダ装置１０を仮想線で結んだ場合に、仮想線が一直線とならないようにレーダ装置１０の配置を決定する。配置決定部２４が配置を決定すると、通信部２２によってレーダ装置１０（移動体）に配置を指示する指示信号が送信される。レーダ装置１０を搭載する移動体は、指示信号の示す位置（座標）を認識した運転者によって、指示信号の示す位置に移動される。また、レーダ装置１０を搭載する移動体は、指示信号の示す位置に自動的に移動可能なものであってよい。レーダ装置１０またはこれを搭載する移動体は、例えばＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）等の位置特定装置を備え、自装置の位置と指示信号の示す位置を比較することで、指示信号の示す位置まで移動することが可能となる。
【００１８】
ここで、レーダシステム１が検出対象とする目標物は、例えば、特定の方向から入射した電波を、入射方向とは異なる方向に反射、拡散する性質、或いは特定の方向から入射した電波を吸収する性質を有することにより、電波の入射方向に応じて反射率が異なる物体である。これに対し、本実施形態のレーダシステム１は、３つのレーダ装置１０は、それぞれの探索領域の一部が重複すると共に、三角形を形成するように（仮想線が一直線とならないように）配置されており、同一または近い周波数帯域の電波を放射する。これにより、レーダシステム１は、目標物に対して異なる方向から電波を入射させ、目標物で反射させることができるため、電波の入射方向に応じて反射率が異なる物体であっても、いずれかのレーダ装置１０が目標物の位置を検出する可能性を高めることができる。この結果、目標物の位置を精度よく検出することができる。
【００１９】
図４は、レーダシステム１が目標物ＯＢの位置を検出する様子を示す図である。この図において、レーダ装置１０は、配置決定部２４により決定された配置についている状態である。目標物ＯＢは、電波の入射方向に応じて反射率が異なる物体である。目標物ＯＢは、図中、「Ｓ」方向に進行している。Ｔ−１〜Ｔ−３は、各レーダ装置１０が送信した送信波である。Ｒ−１〜Ｒ−３は、送信波Ｔ−１〜Ｔ−３が目標物ＯＢにより反射されて戻ってきた反射波である。目標物ＯＢは、Ｓ（進行）方向から到来する電波を反射する面積が小さく、Ｓ方向から到来する電波を異なる方向に拡散する性質、すなわち特定の方向から到来する電波の反射量が小さい性質を有している。このため、レーダ装置１０−２が送信した送信波Ｔ−２が、目標物ＯＢに当たり戻ってくる反射波Ｒ−２は、他の反射波Ｒ−１、Ｒ−３よりも強度が小さくなる。
【００２０】
各レーダ装置１０が受信した反射波Ｒ−１〜Ｒ−３の強度は、例えば図４の右図のようになる。レーダ装置１０−２が受信した電波の反射強度は、閾値「Ｃ」以下であるため、レーダ装置１０−２は、目標物ＯＢの位置を検出することができないが、レーダ装置１０−１、１０−３が受信した電波の反射強度は、閾値「Ｃ」以上であるため、レーダ装置１０−１，１０−３は、目標物ＯＢの位置を検出することができる。
【００２１】
一方、３つのレーダ装置１０を、仮想線で結んだ場合に、仮想線が一直線となるように配置すると、目標物ＯＢを検出できない場合がある。図５は、３つのレーダ装置１０が目標物ＯＢの位置を検出することができない様子を示す図である。図５で示すように、一直線に並んだ３つのレーダ装置１０より、送信波Ｔ−１〜Ｔ−３を送信すると、送信波Ｔ−１〜Ｔ−３の全てが、目標物ＯＢに対して電波の反射量が小さい方向から入射する場合がある。この結果、反射波Ｒ−１〜Ｒ−３は、図５の右図に示すように、目標物ＯＢの位置を検出できない強度となる。図４、図５を用いて説明したように、レーダ装置１０が、配置決定部２４により決定された位置に配置されることにより、レーダシステム１は、より精度よく目標物を検出することができる。
【００２２】
レーダ装置１０が、一度目標物を検出すると、周期的に注視方位を選択せず、目標物が移動する方位に追従して注視方位を決定してもよい。レーダ装置１０が、目標物の位置を検出した場合、例えば、以下のようにレーダ装置１０の注視方位を選択してもよい。（１）３つのレーダ装置１０の全てが、目標物を追従する。この場合、目標物を検出不能なレーダ装置１０は、目標物を検出可能なレーダ装置１０の検出結果に基づいて、注視方位を決定して、目標物を注視するようにしてよい。上記（１）によれば、３つのレーダ装置１０が、目標物を追従するので、目標物をより精度良く追従することができる。
【００２３】
（２）少なくとも１つのレーダ装置１０が、目標物を追従して、他の少なくとも１つのレーダ装置１０は、他の方位を注視する。上記（２）によれば、３つのレーダ装置のうち、いずれかのレーダ装置１０が目標物を追従して、他のレーダ装置１０は他の方位を注視するので、探索領域内の目標物の検出を、より広範囲に行うことができる。
【００２４】
（３）目標物より最も高い強度の反射波を受信したレーダ装置１０が、目標物を追従し、他のレーダ装置は、他の方位を注視する。制御装置２０は、レーダ装置１０より、例えば所定周期で、レーダ装置１０が受信した目標物からの反射波の強度を取得する。制御部２６は、所定周期ごとに、目標物から受信した反射波の強度が最も高いレーダ装置１０を抽出する。制御部２６は、受信した反射波の強度が最も高いレーダ装置１０へは、目標物を注視させ、他のレーダ装置１０には、他の方位を注視させる。これにより、最も高い強度で目標物より反射波を受信しているレーダ装置１０が、目標物を追従して、他のレーダ装置は探索領域内を注視するので、目標物の位置をより精度良く検出すると共に、探索領域内の目標物の検出を、より広範囲に行うことができる。また、電波の入射方向に応じて反射率が異なる目標物が、進行方位を変更しても、最も高い強度で目標物より反射波を受信しているレーダ装置１０が、目標物を追従するため、目標物の追従をより精度良く行うことができる。この場合、レーダ装置１０が受信した目標物からの反射波の強度に応じて、目標物を追従するレーダ装置１０を、切り替えてもよい。レーダ装置１０が、目標物を追従しているとき、制御部２６は、目標物を追従させていたレーダ装置１０が目標物より受信した電波の強度が閾値Ｃに近づいた場合、または目標物を追従させていたレーダ装置１０の電波の強度が予め定められた減衰度合となった場合、他のレーダ装置１０に、目標物を注視させてもよい。なお、３つのレーダ装置１０のうち、いずれかのレーダ装置１０が、レーダ装置１０の注視方位を制御する制御部２６を備えてもよい。
【００２５】
このように、レーダシステム１は、探索領域内に目標物が進入した場合に、いずれかのレーダ装置が、目標物から反射された閾値以上の電波を受信することができるため、目標物の位置を検出することができる。また、レーダシステム１は、目標物を早期に発見することができる。
【００２６】
図３の説明に戻る。入出力部２８は、入力操作を行うためのキーボードや、情報を出力する表示画面を備える。入出力部２８は、入力された情報を配置決定部２４および制御部２６へ出力する。また、入出力部２８は、配置決定部２４および制御部２６から取得した情報を表示画面へ出力する。制御部２６は、入出力部２８により入力された情報を、通信部２２へ出力する。制御部２６は、通信部２２から取得した情報を、入出力部２８へ出力する。制御部２６は、入出力部２８から入力された情報または通信部２２から取得した情報に基づき、各種演算を行うことができる。これらの機能の詳細については、後述する。
【００２７】
記憶部２９は、例えば、ＨＤＤ（Hard  Disc  Drive）、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically  Erasable  Programmable  Read  Only  Memory），ＲＯＭ（Read  Only  Memory），またはＲＡＭ（Random  Access  Memory）等により実現される。また、記憶部２９には、ファームウェアやアプリケーションプログラム等の各種プログラム、各種機能部による処理結果、通信部２２がレーダ装置１０や発射装置３０、飛翔物４０から取得した情報などが記憶される。また、記憶部２９には、発射装置３０および飛翔物４０の仕様が記憶されている。仕様とは、例えば、飛翔物の加速度、最大飛行距離などである。また、記憶部２９には、発射装置３０の設置場所が、地図情報に対応づけられて記憶されている。なお、発射装置３０の位置情報は、通信部２２を用いて取得してもよい。
【００２８】
図６は、発射装置３０の構成図である。発射装置３０は、通信部３２と、発射制御部３４と、駆動部３６とを備える。駆動部３６には、例えば飛翔物４０が付設されている。通信部３２は、制御装置２０の通信部２２と、例えば無線通信で情報を送受信する。また、発射装置３０の発射装置通信部（不図示）は、飛翔物４０の飛翔物通信部（不図示）と通信端子などを介して接続され、情報を送受信する。発射制御部３４は、通信部３２を用いて取得した情報を、駆動部３６へ出力する。駆動部３６は、発射制御部３４より取得した情報に基づき駆動される。駆動部３６が駆動することにより、飛翔物４０は、発射位置に配置される。
【００２９】
図７は、飛翔物４０の構成図である。飛翔物４０は、通信部４２と、飛翔物制御部４４と、飛翔物位置検出部４６と、アンテナ４８と、飛翔物駆動部５０とを備える。アンテナ４８は、電波を空気中に放射し、物体によって反射された電波を受信する。飛翔物位置検出部４６は、アンテナ４８が受信した電波に基づいて、目標物の位置や方位を検出する。飛翔物制御部４４は、飛翔物駆動部５０の駆動状態に関する情報、飛翔物４０に備えられたエンコーダなど各種計器の計測値に関する情報を取得する。また、飛翔制御部４４は、通信部４２が取得した情報や、飛翔物通信部（不図示）が取得した情報、飛翔物位置検出部４６が検出した情報、飛翔物駆動部５０から取得した情報に基づき、飛翔物駆動部５０を制御する。これにより、飛翔物４０の加速度、速度および進行方位が調整される。通信部４２は、制御装置２０と、無線通信で情報を送受信する。また、通信部４２は、飛翔制御部４４から取得した情報を、制御装置２０へ送信する。
【００３０】
図８は、制御装置２０が、レーダ装置１０の配置を決定する処理の流れを示すシーケンス図である。まず、配置決定部２４は、探索領域の一部が重複すると共に、３つのレーダ装置１０を仮想線で結んだ場合に、仮想線が一直線とならないように、各レーダ装置１０の配置を決定する（ステップＳ１００）。次に、制御装置２０は、決定した各レーダ装置１０の配置を、レーダ装置１０−１、レーダ装置１０−２およびレーダ装置１０−３へ送信する（ステップＳ１１０−１、ステップＳ１１０−２、ステップＳ１１０−３）。そして、制御装置２０より送信された配置位置の情報に基づき、それぞれのレーダ装置１０が移動する（ステップＳ１２０−１、ステップＳ１２０−２、ステップＳ１２０−３）。これにより、３つのレーダ装置１０は、探索領域の一部が重複すると共に、３つのレーダ装置１０を仮想線で結んだ場合に、仮想線が一直線とならない配置となる。
【００３１】
図９は、飛翔物４０を目標物に接近させる処理の流れを示すシーケンス図である。本実施形態では、制御部２６が発射信号を出力し、飛翔物４０は発射信号に基づいて、目標物に接近する。なお、本シーケンス図は、図４に示す場面に対応している。まず、制御装置２０は、レーダ装置１０−１の目標物位置検出部１４が検出した目標物ＯＢの位置や、進行方位、電波反射量に関する情報を取得する（ステップＳ１３０−１）。また、制御装置２０は、レーダ装置１０−２より、目標物の位置が検出不可である情報および電波反射量を取得する（ステップＳ１３０−２）。制御装置２０は、レーダ装置１０−３の目標物位置検出部１４が検出した目標物の位置や、進行方位、電波反射量に関する情報を取得する（ステップＳ１３０−３）。次に、制御装置２０の制御部２６は、目標物の位置や、進行方位、電波反射量に基づき、飛翔物４０を発射させる発射装置３０を選択する（ステップＳ１４０）。図５で示したように、レーダ装置１０−３は、レーダ装置１０−１、１０−２に比して、目標物ＯＢから反射された電波を受信した際の強度が高い。この場合、制御部２６は、目標物ＯＢの電波反射量が大きい面に対して直交する方向から、飛翔物が接近するのに適した発射装置３０−３を選択する。ここでは、目標物ＯＢの電波反射量が大きい面に対向する位置に配置されると共に、目標物ＯＢに近い発射装置３０−３が選択される。「対向する位置に配置される」とは、例えば、目標物ＯＢから発射装置３０に引いた直線の、電波反射量が大きい面の法線に対する角度が、複数の発射装置３０の中で最も小さいことをいう。対向する位置に配置されていることと、目標物ＯＢに最も近いことのいずれを重視するかは任意に決定してよく、例えば加重和を求める等して最適な発射装置３０が決定されてよい。
【００３２】
次に、制御装置２０は、選択した発射装置３０−３へ飛翔物４０−３の発射を指令する発射信号を送信する（ステップＳ１５０）。図1０は、ステップＳ１５０からステップＳ１８０の処理を説明するための図である。制御装置２０の制御部２６は、レーダ装置１０から、時刻に対応づけられた目標物ＯＢの位置、加速度、速度および進行方位（以下、「各種状態量」という）に関する情報を取得する。制御部２６は、レーダ装置１０から取得した各種状態量と、記憶部２９に記憶された発射装置３０−３および飛翔物４０−３の仕様に関する情報に基づき、飛翔物４０−３の発射タイミングおよび飛翔時の各種状態量を算出する。制御部２６は、例えば、目標物ＯＢが発射装置３０−３に最も近づく将来位置を算出する。このときの目標物ＯＢの将来位置を目標物ＯＢ＃とする。制御部２６は、目標物ＯＢ＃の位置と位置に対応する時刻に対して、飛翔物４０−３が目標物ＯＢ＃の電波反射度が高い面に直交する方向から接近するための各種状態量および発射タイミングを算出する。制御部２６は、算出した各種状態量および発射タイミングに対応する発射信号を発射装置３０−３へ出力する。なお、飛翔物４０-３の各種状態量および発射タイミングの算出方法として、例えば、飛翔物４０−３の各種状態量および仕様と、目標物ＯＢの各種状態量を参照して、参照した情報に基づき、飛翔物４０−３と目標物ＯＢとが接近するまでの数値シミュレーションを行い、数値シミュレーション結果から各種状態量を算出する方法がある。これにより、飛翔物４０が目標物ＯＢに接近するための発射タイミングや各種状態量を、目標物ＯＢの将来位置や各種状態量に応じて、算出することができる。また、目標物ＯＢの将来位置を算出する場合、例えば、α-βフィルタ、線形カルマンフィルタ、拡張カルマンフィルタなど、公知の方法を用いることができる。
【００３３】
次に、発射装置３０−３の駆動部３６は、制御装置２０により送信された発射信号に基づき駆動され、飛翔物４０−３を発射位置に配置する（ステップＳ１６０）。次に、発射装置３０−３は、制御装置２０から送信された発射信号を飛翔物４０−３へ出力する（ステップＳ１７０）。飛翔物４０−３は、発射信号に基づき、目標物ＯＢの将来位置（目標物ＯＢ＃）に向けて発射される（ステップＳ１８０）。制御部２６により出力された信号に基づき、飛翔物４０−３が発射することにより、図１０に示すように、飛翔物４０−３は、目標物ＯＢ＃の電波反射度の高い面に対して直交する方向から接近する。
【００３４】
このように、移動可能な３つ以上のレーダ装置１０の探索領域の一部が重複すると共に、３つ以上のレーダ装置１０を仮想線で結んだ場合に、仮想線が一直線とならないように３つ以上のレーダ装置１０の配置を決定し、決定した位置に配置されたレーダ装置１０の出力に基づき、目標物の位置を検出することによって、３つ以上のレーダ装置１０のうちいずれかのレーダ装置１０が目標物を早期に、且つより精度良く検出することができる。さらに、レーダシステム１は、目標物に入射された電波の反射量が大きい面に直交する方向から、目標物に対して飛翔物４０を接近させることができる。なお、本実施形態では、制御装置２０の制御部２６が、飛翔物４０の各種状態量および発射タイミングを算出したが、発射装置３０の発射制御部３４または飛翔物４０の飛翔物制御部４４が、飛翔物４０の各種状態量および発射タイミングを算出してもよい。
【００３５】
（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態について説明する。ここでは、第１の実施形態との相違点を中心に説明し、第１の実施形態と共通する機能等についての説明は省略する。第２の実施形態では、第１の実施形態が有する機能に加えて、制御装置２０は、目標物の電波反射量に応じて、飛翔物４０の軌道を修正する。
【００３６】
図１１は、飛翔物４０が軌道を修正する処理の流れを示すシーケンス図である。図１２は、飛翔物４０が軌道を修正する一例を示す図である。図１１、図１２を参照して説明する。なお、第２の実施形態は、第１の実施形態で説明したステップＳ１３０−１からステップＳ１８０までの処理を行った後の処理である。
【００３７】
まず、制御装置２０は、レーダ装置１０の目標物位置検出部１４が検出した目標物ＯＢ＃１の位置や進行方位に関する情報を取得する（ステップＳ１９０−１、ステップＳ１９０−２、ステップＳ１９０−３）。このとき、目標物ＯＢ＃１は、目標物ＯＢから「ＳＥ」方向に移動しており、進行方位は、「Ｓ」から「Ｅ」となった。これにより、レーダ装置１０のそれぞれが受信する電波反射量が変わった。例えば、レーダ装置１０−２、１０−３は、目標物ＯＢ＃１の位置を検出することができる電波を、目標物ＯＢ＃１より受信する。一方、レーダ装置１０−１は、目標物ＯＢの進行方位が「Ｅ」となったことで、目標物ＯＢ＃１から閾値以上の電波を受信することができず、目標物ＯＢ＃１の位置を検出することができなくなる。
【００３８】
制御部２６は、目標物ＯＢ＃１より大きい電波反射量の電波を受信したレーダ装置１０−３から取得した情報に基づき、飛翔物４０−３の軌道修正の経路を算出する（ステップＳ２００）。制御部２６は、飛翔物４０−３が、目標物ＯＢ＃１の電波反射量が大きい面に直行する方向から接近するように、目標物ＯＢ＃１の各種状態量と、飛翔物４０−３の通信部４２より送信される飛翔物４０−３の各種状態量とに基づき、飛翔物４０−３の軌道修正の経路および各種状態量を算出する。制御部２６は、例えば所定周期で、飛翔物４０と目標物とが接近するまでの数値シミュレーションを行う。制御部２６は、数値シミュレーションの結果に基づき、飛翔物４０の将来の各種状態量および各種状態量に対応する経路モデルを算出する。
【００３９】
次に、制御装置２０は、制御部２６が算出した各種状態量および経路モデルを飛翔物４０−３へ送信する（ステップＳ２１０）。次に、飛翔物４０−３は、送信された経路モデルを所定の加速度および速度で進行するように、自己の各種状態量を修正する（ステップＳ２２０）。このときの状態を、図１２中の「Ｐ１」で示す。飛翔物４０−３は、自己の経路を方位「ＮＷ」へ修正して、目標物ＯＢ＃１へ近づく。次に、飛翔物４０−３は、目標物ＯＢ＃１との距離が所定の距離となると、飛翔物位置検出部４６が検出した目標物ＯＢ＃１の位置に基づいて、自装置の各種状態量を修正する（ステップＳ２３０）。飛翔物４０−３は、自己が備えるアンテナ４８より電波を放射し、目標物ＯＢ＃１より反射した電波を受信して、受信した電波に基づき、目標物ＯＢ＃１の各種状態量およびこれらの変化率を検出する。飛翔物制御部４４は、検出した各種状態量およびこれらの変化率に基づき、相対運動計算を行う。そして、飛翔物制御部４４は、相対運動計算の結果に基づき、目標物ＯＢ＃１の電波反射度が高い面に対して直行する方向から接近するように、飛翔物４０−３の各種状態量を修正するための修正信号を、飛翔物駆動部５０へ出力する。飛翔物駆動部５０は、出力された信号を取得して、駆動を制御する。この結果、図１２に示すように、飛翔物４０−３は、目標物ＯＢ＃１の電波反射度が高い面に対して直行する方向から接近する。
【００４０】
このように、第２の実施形態に係るレーダシステム１は、目標物の位置や進行方位が変わった場合においても、３つ以上のレーダ装置のうち、いずれかのレーダ装置が出力した電波を用いて、目標物の位置を検出することができる。また、レーダシステム１は、早期に目標物の位置を検出することができる。さらに、レーダシステム１は、目標物の位置や進行方位が変わった場合においても、飛翔物４０の経路を修正することができるので、目標物に入射された電波の反射量が大きい面に直交する方向から、目標物に対して飛翔物４０を接近させることができる。また、第１の実施形態と同様の効果を奏する。
【００４１】
（第３の実施形態）
以下、第３の実施形態について説明する。ここでは、第１の実施形態との相違点を中心に説明し、第１の実施形態と共通する機能等についての説明は省略する。第１の実施形態では、制御装置２０がレーダ装置１０の配置を決定していたが、第３の実施形態では、制御装置２０は、複数のレーダ装置１０のうちから、探索領域の一部が重複すると共に、３つのレーダ装置１０を仮想線で結んだ場合に、仮想線が一直線とならないように、３つ以上のレーダ装置１０を選択する。
【００４２】
図１３を参照して、第３の実施形態について説明する。図１３は、第３の実施形態のレーダシステム１を示す図である。第３の実施形態のレーダシステム１は、例えば、レーダ装置１０−１から１０−６を備える。以下、いずれのレーダ装置であるかを区別しないときは、単にレーダ装置１０と表記する。レーダ装置１０は、所定の場所に予め設置されている。
【００４３】
記憶部２９には、地図情報と対応づけられて、レーダ装置１０、発射装置３０および飛翔物４０の位置や仕様などが記憶されている。配置決定部２４は、レーダシステム１で、注視したい方位と、記憶部２９に記憶されたレーダ装置１０の情報に基づき、３つ以上のレーダ装置１０を選択する。また、配置決定部２４は、通信部２２を用いて取得したレーダ装置１０の位置情報、入出力部２８に入力されたレーダ装置１０の位置情報、または衛星により送信されたレーダ装置１０の位置情報を用いて、３つ以上のレーダ装置１０を選択してもよい。配置決定部２４は、例えば、図１３において、方位「ＮＷ」を重点的に注視したい場合には、レーダ装置１０−１、１０−４、１０−５を選択する。また、配置決定部２４は、例えば、方位「ＮＥ」を重点的に注視したい場合には、レーダ装置１０−３、１０−５、１０−６を選択する。
【００４４】
このように、レーダシステム１が注視したい方位に基づき、互いに離隔して配置された複数のレーダ装置１０のうちから、選択したレーダ装置の探索領域の一部が重複すると共に、選択したレーダ装置を仮想線で結んだ場合に、仮想線が一直線とならないように、選択された３つ以上のレーダ装置の出力に基づき、目標物の位置を検出する。これにより、レーダシステム１は、レーダ装置１０が予め設置されている場合においても、選択した３つ以上のレーダ装置のうち、いずれかのレーダ装置の出力に基づいて、目標物の位置を検出することができる。また、レーダシステム１は、早期に目標物の位置を検出することができる。
【００４５】
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、３つ以上のレーダ装置の探索領域の一部が重複すると共に、３つ以上のレーダ装置を仮想線で結んだ場合に、仮想線が一直線とならないように配置されたレーダ装置の出力に基づき、目標物の位置情報を検出する機能を持つことにより、目標物の位置を精度よく検出することができる。
【００４６】
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。
【符号の説明】
【００４７】
１…レーダシステム、１０、１０−１、１０−２、１０−３…レーダ装置、１２…アンテナ、１４…目標物位置検出部、１６…通信部、１７−１、１７−２、１７−３…注視方位、１８−１、１８−２、１８−３…探索領域、２０…制御装置、２２…通信部、２４…配置決定部、２６…制御部、２８…入出力部、２９…記憶部、３０、３０−１，３０−２、３０−３…発射装置、３２…通信部、３４…発射制御部、３６…駆動部、４０、４０−１、４０−２、４０−３…飛翔物、４２…通信部、４４…飛翔物制御部、４６…飛翔物位置検出部、４８…アンテナ、５０…飛翔物駆動部
【図１】
2016017779.tif 000003
【図２】
2016017779.tif 000004
【図３】
2016017779.tif 000005
【図４】
2016017779.tif 000006
【図５】
2016017779.tif 000007
【図６】
2016017779.tif 000008
【図７】
2016017779.tif 000009
【図８】
2016017779.tif 000010
【図９】
2016017779.tif 000011
【図１０】
2016017779.tif 000012
【図１１】
2016017779.tif 000013
【図１２】
2016017779.tif 000014
【図１３】
2016017779.tif 000015