(57)【要約】【課題】目標物の検出精度を向上させることができるレーダ装置を提供することである。【解決手段】実施形態のレーダ装置は、送受信部と、検出部と、設定部とをもつ。送受信部は、電波を送受信する。検出部は、送受信部によって送信される電波に基づいて、目標物を検出する。設定部は、目標物との距離、または目標物の想定速度に基づいて、検出部における目標物の検出感度を設定する。【選択図】図２
2017044567.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電波を送受信する送受信部と、
前記送受信部によって送信される電波に基づいて、目標物を検出する検出部と、
前記目標物との距離、または前記目標物の想定速度に基づいて、前記検出部における前記目標物の検出感度を設定する設定部と、
を備えるレーダ装置。
【請求項２】
前記設定部は、前記目標物との距離または前記目標物の想定速度に基づいて、前記送受信部によって受信される電波の強度に対する閾値であって、前記目標物であるか否かを決定するための閾値を設定することにより、前記目標物の検出感度を設定する、
請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項３】
前記設定部は、前記目標物との距離が長くなるのに応じて、前記検出部における前記目標物の検出感度を高く設定する、
請求項１または２に記載のレーダ装置。
【請求項４】
前記設定部は、前記目標物の想定速度が高くなるのに応じて、前記検出部における前記目標物の検出感度を高く設定する、
請求項１から３のうちいずれか１項に記載のレーダ装置。
【請求項５】
前記設定部は、予め定められた前記目標物のレーダ反射断面積に基づいて、前記検出部における前記目標物の検出感度を設定する、
請求項１から４のうちいずれか１項に記載のレーダ装置。
【請求項６】
前記設定部は、前記目標物のレーダ反射断面積が大きくなるのに応じて、前記検出部における前記目標物の検出感度を低く設定する、
請求項１から５のうちいずれか１項に記載のレーダ装置。
【請求項７】
自装置の位置と地図情報とに基づいて、前記検出部の検出領域内において前記目標物が検出不可となる非検出領域を導出する非検出領域導出部をさらに備え、
前記設定部は、前記非検出領域導出部によって導出された非検出領域よりも自装置側に近い前記検出部の検出領域において、前記検出部における前記目標物の検出感度を高く設定する、
請求項１から６のうちいずれか１項に記載のレーダ装置。
【請求項８】
前記設定部は、前記送受信部により電波が送信される際の電波の放射方向を表す角度と、前記送受信部によって送信される電波の放射方向の距離との双方に基づいて、前記検出部の検出領域内において区分されるメッシュ領域ごとに、前記検出部における前記目標物の検出感度を設定する、
請求項１から７のうちいずれか１項に記載のレーダ装置。
【請求項９】
前記設定部は、前記非検出領域導出部によって導出された非検出領域と前記検出部の検出領域との境界を含む前記メッシュ領域に設定する前記検出部における前記目標物の検出感度を、前記境界を含まない前記メッシュ領域に設定する前記検出部における前記目標物の検出感度に比して高く設定する、
請求項８に記載のレーダ装置。
【請求項１０】
前記設定部は、前記非検出領域導出部によって導出された非検出領域と前記検出部の検出領域との境界を含む前記メッシュ領域よりも自装置側に近いメッシュ領域に設定する前記検出部における前記目標物の検出感度を、前記境界を含む前記メッシュ領域と等距離に位置するメッシュ領域に設定する前記検出部における前記目標物の検出感度に比して高く設定する、
請求項８または９に記載のレーダ装置。
【請求項１１】
前記検出部による検出結果を表示する表示部をさらに備える、
請求項１から１０のうちいずれか１項に記載のレーダ装置。
【請求項１２】
前記検出部は、前記非検出領域導出部によって導出された非検出領域内において、前記目標物を検出しない、
請求項１１に記載のレーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、レーダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーダの検出領域において目標物を探索する技術が知られている。しかしながら、従来の技術では、レーダの探索距離に応じて目標物の検出精度にばらつきが生じる場合があった。また、従来の技術では、目標物の速度に応じて目標物からの反射波の電波強度にばらつきが生じる場合があった。この結果、目標物の検出精度が悪化する場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１７７８５８号公報
【特許文献２】特開２００１−３４３４５５号公報
【特許文献３】特開２００３−０４３１３２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、目標物の検出精度を向上させることができるレーダ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態のレーダ装置は、送受信部と、検出部と、設定部とをもつ。送受信部は、電波を送受信する。検出部は、送受信部によって送信される電波に基づいて、目標物を検出する。設定部は、目標物との距離、または目標物の想定速度に基づいて、検出部における目標物の検出感度を設定する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１の実施形態のレーダ装置１００の利用形態の具体例を示す図。
【図２】第１の実施形態におけるレーダ装置１００の構成の一例を示す概略図。
【図３】見通し距離Ｌを説明するための図。
【図４】目標諸元情報１３２の一例を示す図。
【図５】第１の実施形態における制御部１１０の処理の流れの一例を示すフローチャート。
【図６】閾値ＴＨと見通し距離Ｌとの関係例を示す図。
【図７】見通し内領域ｒａにおいて、関数Ｆによって閾値ＴＨを設定する領域と、関数Ｆ＃によって閾値ＴＨを設定する領域とを表す図。
【図８】閾値ＴＨと見通し距離Ｌとの他の関係例を示す図。
【図９】閾値ＴＨと見通し距離Ｌとの他の関係例を示す図。
【図１０】閾値ＴＨと目標物の想定速度νとの関係例を示す図。
【図１１】閾値ＴＨと目標物の想定速度νとの他の関係例を示す図。
【図１２】閾値ＴＨと目標物の想定速度νとの他の関係例を示す図。
【図１３】閾値ＴＨと目標物のレーダ反射断面積σとの関係例を示す図。
【図１４】閾値ＴＨと目標物のレーダ反射断面積σとの他の関係例を示す図。
【図１５】閾値ＴＨと目標物のレーダ反射断面積σとの他の関係例を示す図。
【図１６】閾値ＴＨを導出するためのマップデータの一例を示す図。
【図１７】表示部１５０によって表示される画面の一例を示す図。
【図１８】メッシュ領域の一例を示す図。
【図１９】区分けした複数のメッシュ領域のうち、見通し内領域ｒａと見通し外領域ｒｂとの境界を含むメッシュ領域が存在している状況を示す図。
【図２０】メッシュ領域ごとに閾値ＴＨが対応付けられたテーブルデータの一例を示す図。
【図２１】第３の実施形態におけるレーダ装置１００Ｂの構成の一例を示す概略図。
【図２２】データ間引き処理部１２２の間引き処理を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、実施形態のレーダ装置を、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装置１００の利用形態の具体例を示す図である。同図において、境界線２−１及び境界線２−２は、レーダ装置１００の検出領域Ｒと、それ以外の領域との境界を表す。すなわち、レーダ装置１００の検出領域Ｒは、境界線２−１と境界線２−２との間の領域である。目標物３−１および３−２は、レーダ装置１００が検出対象とする目標物を表す。
【０００９】
レーダ装置１００は、目標物を検出するために検出領域Ｒに向けて電波を放射する。レーダ装置１００は、検出領域Ｒの中で細分化された領域のそれぞれに向けて順次電波を放射してもよいし、検出領域Ｒの全域に向けて一度に電波を放射してもよい。反射波４は、レーダ装置１００によって放射された電波が、目標物３−１の表面等においてレーダ装置１００側に向けて反射された電波である。レーダ装置１００は、反射波４を受信することによって目標物３−１を検出する。
【００１０】
同図において、遮蔽物５は、レーダ装置１００の検出領域Ｒ内に存在し、レーダ装置１００によって放射される電波を遮る物体である。遮蔽物５は、例えば、山やビルなどである。レーダ装置１００によって放射された電波は、遮蔽物５によって遮られるため、レーダ装置１００は、自装置から見て遮蔽物５よりも遠方側に位置する領域ｒｂに存在する目標物３−２を検出することができない。例えば、遮蔽物５の後方に位置する領域ｒｂは、レーダ装置１００を点光源とした場合に、遮蔽物５の影となる領域である。実際には電波が迂回して到達するような現象も生じ得るが、以下の説明ではこれを考慮しないものとする。以下、領域ｒｂを、見通し外領域ｒｂと称して説明する。また、検出領域Ｒのうち見通し外領域ｒｂを除く領域を、見通し内領域ｒａと称して説明する。見通し外領域ｒｂは、非検出領域の一例である。
【００１１】
図２は、第１の実施形態におけるレーダ装置１００の構成の一例を示す概略図である。本実施形態におけるレーダ装置１００は、例えば、アンテナ装置１０２と、信号処理部１０４と、制御部１１０と、記憶部１３０と、表示部１５０とを備える。
【００１２】
アンテナ装置１０２は、例えば、パラボラアンテナである。アンテナ装置１０２は、例えば、図示しない駆動機構によって指向角が機械的に変更されながら電波を送受信する。アンテナ装置１０２は、信号処理部１０４によって出力された信号を電波に変換して外部に送信する。また、アンテナ装置１０２は、外部から受信した電波を電気信号に変換して信号処理部１０４に出力する。以下、アンテナ装置１０２によって出力される信号を受信信号と称して説明する。受信信号には、電波を反射する物体によって反射された反射波の他に、例えば、レーダ装置１００の内部において生じるホワイトノイズやクラッタといったノイズ等を含む。また、受信信号には、ノイズのみが含まれている場合がある。
【００１３】
アンテナ装置１０２は、上述したパラボラアンテナの他、フェーズドアレイアンテナや、パッチアンテナ、ポールアンテナ、シャントフィードアンテナ、スロットアンテナなどであってもよい。アンテナ装置１０２がフェーズドアレイアンテナである場合、レーダ装置１００は、フェーズドアレイアンテナを構成するアレイ状のアンテナ素子に入力する信号の位相を制御することによって、指向角を変動させる。なお、レーダ装置１００は、アンテナ装置１０２の指向角を、アジマス方向（水平方向）とエレベーション方向（垂直方向）との双方において、３６０度回転するように変動させてもよいし、アジマス方向あるいはエレベーション方向のいずれか一方において３６０度回転するように変動させてもよい。また、レーダ装置１００は、アジマス方向あるいはエレベーション方向のいずれか一方において、アンテナ装置１０２の指向角を一定の角度範囲（例えば９０度）内で変動させてもよい。
【００１４】
信号処理部１０４は、制御部１１０によって出力される信号に対して、変調、増幅、周波数変換、ノイズ除去といった信号処理を行ってアンテナ装置１０２に出力する。これにより、アンテナ装置１０２は、制御部１１０によって出力された信号に基づいた電波を送信する。
【００１５】
また、信号処理部１０４は、アンテナ装置１０２によって出力される受信信号に対して、復調、増幅、周波数変換、ノイズ除去、パルス圧縮といった信号処理を行って制御部１１０に出力する。例えば、信号処理部１０４は、ノイズ除去として、ＭＴＩ（Moving Target Indicators）等のフィルタを用いてクラッタ抑圧処理を行う。また、信号処理部１０４は、パルス圧縮として、例えば、遅延量の異なる複数の遅延フィルタに受信信号を透過させて、時間軸方向に関して遅延（或いは時間が早まる方向にシフト）させる。信号処理部１０４は、複数の遅延フィルタを透過した受信信号を加算する。これによって、信号処理部１０４は、受信信号の信号レベルを向上させ、制御部１１０において処理しやすいものとする。信号処理部１０４は、信号処理を行った受信信号を制御部１１０に出力する。以下、信号処理部１０４によって出力される信号を、処理済信号と称して説明する。
【００１６】
なお、アンテナ装置１０２および信号処理部１０４が、送信側と受信側で共通化された構成であるものとして説明したが、アンテナ装置１０２および信号処理部１０４のうち一方または双方は、送信側と受信側で分離された構成であってもよい。また、信号処理部１０４の一部機能は、制御部１１０が行ってもよい。
【００１７】
制御部１１０は、例えば、電波送受信制御部１１２と、目標物検出部１１４と、自己位置特定部１１６と、非検出領域導出部１１８と、閾値設定部１２０と、を備える。上述した制御部１１０の機能部のうち一部または全部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサが記憶部１３０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。プログラムは、例えば、ＬＡＮ（Local Area Network）やＷＡＮ（Wide Area Network）等のネットワークを介してアプリケーションサーバからダウンロードされてもよいし、ＳＤカードなどの可搬型記憶媒体に格納されたものがレーダ装置１００にインストールされてもよい。また、制御部１１０の機能部のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等のハードウェア機能部であってもよい。
【００１８】
電波送受信制御部１１２は、アンテナ装置１０２および信号処理部１０４を制御して、所望の目標物を検出するための探索用電波を大気中に送信させる。例えば、電波送受信制御部１１２は、電波の形状、電波送信時の出力レベル（電力）、電波送信時の指向角、送信周波数、送信タイミング等のパラメータを決定して、アンテナ装置１０２の駆動機構（フェーズドアレイアンテナの場合は移相器などを含む）および信号処理部１０４に対して出力する。
【００１９】
例えば、電波送受信制御部１１２は、所定の角度幅Δθでアンテナ装置１０２の指向角（ビームポジション）を変更しながら電波の出力レベルを一定として、パルス状の探索用電波を断続的に送信するように、アンテナ装置１０２の駆動機構および信号処理部１０４を制御する。なお、電波送受信制御部１１２は、探索用電波を１回送信させる度に指向角を変更してもよいし、ある指向角において複数回にわたり探索用電波を送信させてもよい。なお、電波送受信制御部１１２と、上述したアンテナ装置１０２および信号処理部１０４とを合わせたものは、送受信部に相当する。
【００２０】
目標物検出部１１４は、信号処理部１０４によって出力された処理済信号に基づいて、目標物を検出する。処理済信号は、例えば、送信から受信までの「時間」に応じて信号強度が割り当てられた信号である。この「時間」は、目標物との距離に対応する値である。目標物検出部１１４は、処理済信号の信号強度を示すアナログ値またはデジタル値を、閾値ＴＨによって２値化する。例えば、目標物検出部１１４は、処理済信号の信号強度が閾値ＴＨを超える場合に“１”の値を割り振り、信号強度が閾値ＴＨ未満の場合に“０”の値を割り振る。目標物検出部１１４は、“１”の値を割り振られた部分に対応する「時間」に基づいて目標物までの距離を導出すると共に、その時点において設定されている指向角に基づいて、目標物の三次元位置を決定する。これらの処理の一部は、信号処理部１０４の機能であってもよい。
【００２１】
なお、アンテナ装置１０２にフェーズドアレイアンテナを用いる場合、目標物検出部１１４は、複数の指向角に対応した目標物の三次元位置を導出することもできる。目標物検出部１１４は、決定した目標物の三次元位置を表す位置情報を、輝度値などの画素情報に変換して、表示部１５０等に表示させる。目標物検出部１１４は、目標物の三次元位置を表す位置情報を外部装置に出力してもよい。
【００２２】
自己位置特定部１１６は、自装置の位置を特定する。例えば、レーダ装置１００が、特定の場所に敷設される場合、位置情報は静的な情報として予め記憶部１３０に格納される。また、自装置の位置情報は、予めプロセッサが参照するプログラムの一部として記憶部１３０に格納されていてもよい。また、例えば、レーダ装置１００が自動車や船舶等の移動体に搭載される場合、自己位置特定部１１６は、図示しないＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信機等を用いて自装置の位置を特定してもよい。
【００２３】
非検出領域導出部１１８は、自己位置特定部１１６によって特定された自装置の位置と、記憶部１３０に予め記憶させておいた地図情報１３６とに基づいて、検出領域Ｒ内において見通し外領域ｒｂを導出する。地図情報１３６は、例えば、遮蔽物の代表点（例えば重心）の位置情報と、遮蔽物の幅や高さなどの形状情報とを含む三次元の空間情報である。遮蔽物の代表点の位置情報は、例えば緯度、経度、および高度によって表される。また、見通し外領域ｒｂは、上述した目標物検出部１１４が目標物を検出しないと定義される領域であり、レーダ装置１００は、この領域における各種処理（目標物までの距離の導出処理や目標物の三次元位置の決定処理等）を実施しない。これによって、レーダ装置１００は、見通し外領域ｒｂにおいて目標物を誤って検出しなくなる。
【００２４】
また、非検出領域導出部１１８は、探索用電波の送信時に変更するアンテナ装置１０２の指向角（角度幅Δθ）ごとに、自己位置特定部１１６によって特定された自装置の位置から見通し外領域ｒｂまでの距離を導出する。すなわち、非検出領域導出部１１８は、電波の送受信時のビームポジションごとに自装置の位置から見通し外領域ｒｂまでの距離を導出する。以下、自装置の位置から見通し外領域ｒｂまでの距離を、見通し距離Ｌと称して説明する。なお、検出領域Ｒ内に見通し外領域ｒｂが存在しない場合、非検出領域導出部１１８は、自装置の位置から検出領域Ｒの最大有効距離を、見通し距離Ｌとして扱うものとする。
【００２５】
図３は、見通し距離Ｌを説明するための図である。図３の例は、エレベーション方向におけるアンテナ装置１０２の指向角の変動幅が水平方向から垂直方向までの９０度である場合を表している。図中の横軸Ｘは、水平方向を表し、縦軸Ｙは、垂直方向を表している。また、原点Ｏは、自装置の位置を表している。例えば、距離Ｌｂの地点に遮蔽物が存在し、その高さＨがＨ＝Ｌｂｓｉｎθｂの関係を有する場合において、レーダ装置１００の指向角が水平面（＝仰角０度）から仰角θｂまでの角度幅（＝θｂ）である場合、見通し距離Ｌは、原点Ｏから遮蔽物までの距離Ｌｂとなる。なお、実際には遮蔽物が垂直に立っている場合、遮蔽物の上端付近で見通し距離はＬｂよりも長くなる筈であるが、図３では係る点を考慮しないものとした。一方、レーダ装置１００の指向角が、仰角θｂから垂直面（＝仰角９０度）までの角度幅にある場合、見通し距離Ｌは、原点Ｏから検出領域Ｒの境界までの距離Ｌａとなる。
【００２６】
閾値設定部１２０は、非検出領域導出部１１８によって導出された見通し距離Ｌ、目標物の想定速度ν、目標物のレーダ反射断面積σ（Radar cross-section：ＲＣＳ）、またはこれらの組み合わせに基づいて、検出領域Ｒにおける目標物に対する検出感度を設定する。
【００２７】
具体的には、閾値設定部１２０は、見通し外領域ｒａについて、見通し距離Ｌ、目標物の想定速度ν、目標物のレーダ反射断面積σ、またはこれらの組み合わせに基づいて、処理済信号の信号強度を２値化する閾値ＴＨを設定することにより、目標物に対する検出感度を設定する。ここで、目標物の想定速度νとは、検出領域Ｒ内を通過する可能性のある目標物ごとに予め定められた速度であり、例えば、この速度は、レーダ装置１００が主に検出対象とする目標物の平均的な移動速度として設定される。また、目標物のレーダ反射断面積σとは、レーダ装置１００が主に検出対象とする目標物が有する電波の反射特性を示す値である。例えば、目標物の想定速度νとレーダ反射断面積σとを表す情報は、目標諸元情報１３２として予め記憶部１３０に格納されている。なお、閾値設定部１２０は、見通し外領域ｒｂについては、設定する閾値ＴＨを、例えば、想定される処理済信号（受信信号）の最大信号強度と同値、或いは数倍程度の値に閾値ＴＨを設定する。これによって、レーダ装置１００は、見通し外領域ｒｂの目標物の誤検出の発生を抑制することができる。上述した閾値設定部１２０は、設定部の一例である。
【００２８】
図４は、目標諸元情報１３２の一例を示す図である。例えば、目標諸元情報１３２には、旅客機やヘリコプターといった目標物ごとに、上空飛行時の平均的な速度νと、平均的なレーダ反射断面積σとが対応付けられている。閾値設定部１２０は、このような目標諸元情報１３２を参照して閾値ＴＨを設定することにより、目標物の種類ごとに、目標物に対する検出感度を設定する。
【００２９】
記憶部１３０は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＳＤカード等の不揮発性の記憶媒体、ＲＡＭ（Random Access Memory）、レジスタ等の揮発性の記憶媒体、またはこれらの組み合わせによって実現される。記憶部１３０は、プロセッサが実行するプログラムを格納する他、プロセッサが処理した結果を一時的に格納する。また、記憶部１３０は、後述する目標諸元情報１３２、閾値設定情報１３４、および地図情報１３６を格納する。
【００３０】
表示部１５０は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）や有機ＥＬ（Electroluminescence）ディスプレイなどの表示装置を含む。表示部１５０は、制御部１１０によって出力される情報に基づいて、画像を表示する。
【００３１】
以下、制御部１１０の処理の流れについて、フローチャートを用いて説明する。図５は、第１の実施形態における制御部１１０の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【００３２】
まず、自己位置特定部１１６は、例えば、記憶部１３０に格納される自装置の位置情報を参照して自装置の位置を特定する（ステップＳ１００）。次に、非検出領域導出部１１８は、自己位置特定部１１６によって特定された自装置の位置と、記憶部１３０に予め記憶させておいた地図情報１３６とに基づいて、検出領域Ｒ内において見通し外領域ｒｂを導出し、検出領域Ｒから見通し外領域ｒｂを除いた見通し内領域ｒａを導出する（ステップＳ１０２）。
【００３３】
次に、非検出領域導出部１１８は、探索用電波の送信時に変更するアンテナ装置１０２の指向角（角度幅Δθ）ごとに、自己位置特定部１１６によって特定された自装置の位置から見通し外領域ｒｂまでの距離を表す見通し距離Ｌを導出する（ステップＳ１０４）。
【００３４】
次に、閾値設定部１２０は、非検出領域導出部１１８によって導出された見通し距離Ｌ、目標物の想定速度ν、目標物のレーダ反射断面積σ、またはこれらの組み合わせに基づいて、処理済信号の信号強度を２値化する閾値ＴＨを設定する（ステップＳ１０６）。
【００３５】
以下、図を参照して閾値ＴＨの設定方法について説明する。図６は、閾値ＴＨと見通し距離Ｌとの関係例を示す図である。閾値ＴＨは、例えば、見通し距離Ｌを変数とした関数Ｆ（Ｌ）によって定義される。図中に示すように、関数Ｆは、例えば、見通し距離Ｌが大きくなるのに応じて閾値ＴＨが小さくなる傾向を表している。関数Ｆ＃については後述する。
【００３６】
一般的に、検出領域Ｒ内において、自装置に近い領域ほど、受信信号に含まれる目標物からの反射波の成分とクラッタ等のノイズの成分との比、すなわちＳＮ比が高くなり、自装置から遠ざかる領域ほどＳＮ比が低くなるという傾向を有しているため、速度一定で検出領域Ｒ内に進入してくる目標物を想定した場合、レーダ装置１００は、自装置に近い目標物ほど検出しやすく、また反対に自装置に遠い目標物ほど検出しにくいものである。この場合、閾値ＴＨを検出領域Ｒ内において一定とすると、自装置に近い領域ほど目標物の検出頻度が高くなり、自装置に遠い領域ほど目標物の検出頻度が低くなる。この結果、近接側と遠方側とで同じ閾値ＴＨを使用すると、遠方側の検出感度が不十分なものとなる。従って、レーダ装置１００は、検出領域Ｒにおいて、自装置から遠い領域ほど閾値を低下させ、検出感度を向上させる。この結果、レーダ装置１００は、距離に応じた適切な閾値を設定し、目標物の検出精度を向上させることができる。
【００３７】
また、図６に示す関数Ｆ＃は、遮蔽物５が検出領域Ｒに存在する場合、すなわち見通し外領域ｒｂが導出された場合に適用されるものである。例えば、関数Ｆ＃は、遮蔽物５の手前までの見通し内領域ｒａ内の閾値ＴＨを、通常時（遮蔽物５が存在しない場合）の閾値ＴＨに比して小さくするように定義されている。
【００３８】
例えば、見通し外領域ｒｂを通過して見通し内領域ｒａに目標物が進行してきた場合、目標物は見通し内領域ｒａ内に進入した直後に、急にレーダ装置１００によって検知可能になる。一般的にレーダ装置１００は、直近の検出結果だけでなく、過去の検出結果を考慮しながら目標物を検出するものであるため（トラッキング）、見通し内領域ｒａに設定されている閾値が高いと、目標物の発見が遅れてしまう傾向がある。そのため、レーダ装置１００は、自装置から見て見通し外領域ｒｂの手前側に位置する見通し内領域ｒａの閾値ＴＨを、通常時よりも低く設定することにより、目標物が探索用電波の検出領域外から検出領域Ｒ内に進入してくる場合でも検出を素早く行うことができる。
【００３９】
例えば、閾値設定部１２０は、見通し距離ＬがＬｂの範囲において、この関数Ｆ＃に従って通常時の閾値ＴＨから減少方向にシフトさせた閾値ＴＨを設定する。図７は、見通し内領域ｒａにおいて、関数Ｆによって閾値ＴＨを設定する領域と、関数Ｆ＃によって閾値ＴＨを設定する領域とを表す図である。図示の例では、指向角θｂの範囲であり、且つ見通し外領域ｒｂを除く見通し内領域ｒａは、関数Ｆ＃によって閾値ＴＨが設定される。また、指向角（θａ−θｂ）の範囲の見通し内領域ｒａは、関数Ｆによって閾値ＴＨが設定される。なお、閾値ＴＨには、ノイズによる誤検出を一定程度以下に抑制するための下限閾値ＴＨｍｉｎが設定されており、この下限閾値ＴＨｍｉｎを下回る範囲において閾値ＴＨは設定されない。これによって、レーダ装置１００は、見通し外領域ｒｂよりも自装置側に近い見通し内領域ｒａにおいて閾値ＴＨを小さくするものの、見通し外領域ｒｂについては（例えば閾値ＴＨを大きくして）目標物を検出しないようにするため、探索用電波が届かない（届きにくい）見通し外領域ｒｂにおいて、誤って目標物が検出されてしまうのを抑制することができる。
【００４０】
例えば、閾値設定部１２０は、上述した目標諸元情報１３２を参照して見通し距離Ｌを表す情報を抽出し、図中に示す関数Ｆあるいは関数Ｆ＃に従い閾値ＴＨを設定する。なお、上述した関数Ｆ、Ｆ＃や下限閾値ＴＨｍｉｎ等は、閾値設定情報１３４として予め記憶部１３０に格納されているものとする。
【００４１】
図８および図９は、閾値ＴＨと見通し距離Ｌとの他の関係例を示す図である。図８に示す関数Ｆおよび関数Ｆ＃は、見通し距離Ｌの増加に伴って、直線的（線形的）に閾値ＴＨが小さくなる傾向を表している。また、図９に示す関数Ｆおよび関数Ｆ＃は、見通し距離Ｌの増加に伴って、ステップ状に閾値ＴＨが小さくなる傾向を表している。
【００４２】
また、閾値ＴＨは、目標物の想定速度νに応じて設定されてもよい。図１０は、閾値ＴＨと目標物の想定速度νとの関係例を示す図である。閾値ＴＨは、例えば、目標物の想定速度νを変数とした関数Ｆ（ν）によって定義される。図中に示すように、関数Ｆは、例えば、目標物の想定速度νが大きくなるのに応じて閾値ＴＨが小さくなる傾向を表している。
【００４３】
一般的に、目標物の想定速度νが大きいほど目標物に探索用電波を照射できる確率が下がるため、結果として目標物の検出頻度は低くなる。従って、目標物の想定速度νが大きいほど検出感度を高めて、速度νの小さい目標物と同等の検出確率を担保する必要がある。そのため、レーダ装置１００は、検出領域Ｒにおいて、目標物の想定速度νが大きいほど閾値を低下させる。
【００４４】
図１１および図１２は、閾値ＴＨと目標物の想定速度νとの他の関係例を示す図である。図１１に示す関数Ｆおよび関数Ｆ＃は、目標物の想定速度νの増加に伴って、直線的（線形的）に閾値ＴＨが低下する傾向を表している。また、図１２に示す関数Ｆおよび関数Ｆ＃は、目標物の想定速度νの増加に伴って、ステップ状に閾値ＴＨが低下する傾向を表している。
【００４５】
例えば、閾値設定部１２０は、上述した目標諸元情報１３２を参照して目標物の想定速度νを表す情報を抽出し、図中に示す関数Ｆあるいは関数Ｆ＃に従い閾値ＴＨを設定する。
【００４６】
また、閾値ＴＨは、目標物のレーダ反射断面積σに応じて設定されてもよい。図１３は、閾値ＴＨと目標物のレーダ反射断面積σとの関係例を示す図である。閾値ＴＨは、例えば、目標物のレーダ反射断面積σを変数とした関数Ｆ（σ）によって定義される。図中に示すように、関数Ｆは、例えば、目標物のレーダ反射断面積σが大きくなるのに応じて閾値ＴＨが大きくなる傾向を表している。
【００４７】
一般的に、目標物のレーダ反射断面積σが小さいほど目標物からの反射波の電波強度が弱くなるため、結果として目標物の検出頻度は低くなる。従って、目標物のレーダ反射断面積σが小さいほど検出感度を高めて、レーダ反射断面積σの大きい目標物と同等の検出確率を担保する必要がある。そのため、レーダ装置１００は、検出領域Ｒにおいて、目標物のレーダ反射断面積σが大きいほど閾値を大きくする。
【００４８】
図１４および図１５は、閾値ＴＨと目標物のレーダ反射断面積σとの他の関係例を示す図である。図１４に示す関数Ｆおよび関数Ｆ＃は、目標物のレーダ反射断面積σの増加に伴って、直線的（線形的）に閾値ＴＨが大きくなる傾向を表している。また、図１５に示す関数Ｆおよび関数Ｆ＃は、目標物のレーダ反射断面積σの増加に伴って、ステップ状に閾値ＴＨが大きくなる傾向を表している。
【００４９】
例えば、閾値設定部１２０は、上述した目標諸元情報１３２を参照して目標物のレーダ反射断面積σを表す情報を抽出し、図中に示す関数Ｆあるいは関数Ｆ＃に従い閾値ＴＨを設定する。
【００５０】
なお、閾値設定部１２０は、見通し距離Ｌ、目標物の想定速度ν、および目標物のレーダ反射断面積σの全てを考慮して、閾値ＴＨを設定してもよい。この場合、例えば、閾値ＴＨを設定するための関数は、これら３要素を変数としたＦ（Ｌ、ν、σ）として表される。例えば、閾値設定部１２０は、関数Ｆ（Ｌ、ν、σ）に基づいて閾値ＴＨを設定する。また、閾値設定部１２０は、上記説明した見通し距離Ｌに基づく閾値ＴＨ、目標物の想定速度νに基づく閾値ＴＨ、および目標物のレーダ反射断面積σに基づく閾値ＴＨの加重和を求めるなどして閾値ＴＨを設定してもよい。
【００５１】
また、閾値設定部１２０は、関数Ｆ、Ｆ＃の代わりに、この関数Ｆ、Ｆ＃に相当するマップデータを参照することによって閾値ＴＨを導出してもよい。図１６は、閾値ＴＨを導出するためのマップデータの一例を示す図である。図１６の例では、閾値ＴＨは、レーダ反射断面積σと速度νとによって決定されることを表しており、これらレーダ反射断面積σと速度νとの関係は、見通し距離Ｌごとに定められている。例えば、図１６に示すようなマップデータは、閾値設定情報１３４として予め記憶部１３０に格納されているものとする。
【００５２】
ここで、フローチャートの説明に戻る。次に、電波送受信制御部１１２は、アンテナ装置１０２の指向角を決定し、探索用電波の放射方向を表すビームポジションを決定する（ステップＳ１０８）。次に、電波送受信制御部１１２は、アンテナ装置１０２および信号処理部１０４を制御して、探索用電波を送信させる（ステップＳ１１０）。
【００５３】
次に、電波送受信制御部１１２は、探索用電波の送信後に信号処理部１０４を制御して、探索用電波を送信してから次に探索用電波を送信するまでの期間においてアンテナ装置１０２によって受信された電波の受信信号に対して種々の信号処理を実施させ（ステップＳ１１２）、処理済信号を出力させる。
【００５４】
次に、目標物検出部１１４は、信号処理部１０４によって出力された処理済信号の信号強度が、閾値設定部１２０によって設定された閾値ＴＨ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１１４）。目標物検出部１１４は、処理済信号の信号強度が閾値ＴＨ以上である場合、検出領域Ｒ内に目標物が存在している（あるいは存在していた）と判定する（ステップＳ１１６）。次に、目標物検出部１１４は、検出領域Ｒ内に目標物が存在している場合、目標物までの距離を算出し、ビームポジションおよび目標物までの距離に基づいて目標物の三次元位置を算出する（ステップＳ１１８）。次に、目標物検出部１１４は、目標物の三次元位置を表す位置情報を輝度値などの画素情報に変換して、表示部１５０等に出力し（ステップＳ１２０）、ステップＳ１０８の処理に戻る。
【００５５】
一方、目標物検出部１１４は、処理済信号の信号強度が閾値ＴＨ未満である場合、検出領域Ｒ内に目標物が存在していない（あるいは存在していなかった）と判定し（ステップＳ１２２）、ステップＳ１０８の処理に戻る。
【００５６】
図１７は、表示部１５０によって表示される画面の一例を示す図である。図示のように、表示部１５０の表示画面には、例えば、ビームポジション（指向角）ごとに閾値ＴＨが表示される。また、表示部１５０の表示画面には、ビームポジション（指向角）ごとに、見通し内領域ｒａ内に存在する目標物の数と、その目標物までの距離とが表示される。なお、図中に示す閾値ＴＨの数値例は、正規化されたものであり、例えば、単位は［Ｗ］や［ｄＢｍ］等である。
【００５７】
以上説明した第１の実施形態におけるレーダ装置１００によれば、見通し距離Ｌ、または目標物の想定速度νに基づいて、目標物であるか否かを判定するための閾値ＴＨを設定することにより、検出領域Ｒにおける目標物の検出感度を設定することができる。この結果、レーダ装置１００は、目標物の検出精度を向上させることができる。
【００５８】
また、第１の実施形態におけるレーダ装置１００によれば、見通し距離Ｌが大きくなるのに応じて閾値ＴＨを小さくすることにより、目標物の検出精度を、更に向上させることができる。
【００５９】
また、第１の実施形態におけるレーダ装置１００によれば、目標物の想定速度νが大きくなるのに応じて閾値ＴＨを小さくすることにより、目標物の検出精度を、更に向上させることができる。
【００６０】
また、第１の実施形態におけるレーダ装置１００によれば、目標物のレーダ反射断面積σが大きくなるのに応じて閾値ＴＨを大きくすることにより、目標物の検出精度を、更に向上させることができる。
【００６１】
また、第１の実施形態におけるレーダ装置１００によれば、見通し外領域ｒｂよりも自装置側に近い見通し内領域ｒａにおいて閾値ＴＨを小さくすることにより、見通し外領域ｒｂから見通し内領域ｒａに進入して来た目標物を速やかに発見することができる。
【００６２】
また、第１の実施形態におけるレーダ装置１００によれば、見通し外領域ｒｂよりも自装置側に近い見通し内領域ｒａにおいて閾値ＴＨを小さくするものの、見通し外領域ｒｂについては（例えば閾値ＴＨを大きくして）目標物を検出しないようにするため、探索用電波が届かない（届きにくい）見通し外領域ｒｂにおいて、誤って目標物が検出されてしまうのを抑制することができる。この結果、レーダ装置１００は、誤検出を抑制することができる。
【００６３】
（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態におけるレーダ装置１００Ａについて説明する。第２の実施形態におけるレーダ装置１００Ａでは、検出領域Ｒを複数のメッシュ状の領域（以下、メッシュ領域と称する）に区分し、このメッシュ領域ごとに閾値ＴＨを設定する点で、第１の実施形態におけるレーダ装置１００と相違する。従って、係る相違点を中心に説明し、共通する部分についての説明は省略する。
【００６４】
第２の実施形態における非検出領域導出部１１８は、アンテナ装置１０２の指向角および見通し距離Ｌによって検出領域Ｒを複数のメッシュ領域に区分する。図１８は、メッシュ領域の一例を示す図である。図示のように、例えば、非検出領域導出部１１８は、アンテナ装置１０２の指向角の角度幅Δθごとに検出領域Ｒを区分し、検出領域Ｒの最大有効距離である見通し距離Ｌａを所定間隔ごとに区分する。図中に示すメッシュ領域ｒ４からｒ７は、見通し外領域ｒｂに相当する。
【００６５】
閾値設定部１２０は、非検出領域導出部１１８によって区分けされたメッシュ領域ごとに閾値ＴＨを設定する。例えば、閾値設定部１２０は、メッシュ領域ｒ１からｒ３、ｒ８からｒ１０、ｒ１１からｒ１３において、上述した閾値設定情報１３４を参照して、例えば関数Ｆに従って設定する通常時の閾値ＴＨを設定する。また、閾値設定部１２０は、メッシュ領域ｒ１４、ｒ１５に設定する閾値ＴＨを、他の等距離に位置するメッシュ領域ｒ１１からｒ１３に設定する閾値ＴＨに比して小さく設定する。これによって、レーダ装置１００は、目標物が探索用電波の検出領域外から検出領域Ｒ内に進入してくる場合でも検出を素早く行うことができる。この結果、目標物の検出精度を、更に向上させることができる。
【００６６】
また、閾値設定部１２０は、区分けした複数のメッシュ領域のうち、見通し内領域ｒａと見通し外領域ｒｂとの境界を含むメッシュ領域が存在している場合、この境界を含むメッシュ領域に設定する閾値ＴＨを、見通し内領域ｒａと見通し外領域ｒｂとの境界を含まない他のメッシュ領域に設定する閾値ＴＨに比して小さく設定する。
【００６７】
図１９は、区分けした複数のメッシュ領域のうち、見通し内領域ｒａと見通し外領域ｒｂとの境界を含むメッシュ領域が存在している状況を示す図である。図示の例では、メッシュ領域ｒ７およびｒ８において、見通し内領域ｒａと見通し外領域ｒｂとの境界が存在している。この場合、閾値設定部１２０は、本来、メッシュ領域ｒ７およびｒ８に設定する閾値ＴＨをメッシュ領域ｒ８からｒ１０に設定する閾値ＴＨと同じ値に設定するところ、例えば、メッシュ領域ｒ１１からｒ１３に設定する閾値ＴＨと同じ値に設定して、通常時よりも低い閾値ＴＨに設定する。これによって、レーダ装置１００は、目標物が探索用電波の検出領域外から検出領域Ｒ内に進入してくる場合でも検出を素早く行うことができる。この結果、目標物の検出精度を、更に向上させることができる。
【００６８】
閾値設定部１２０は、例えば、メッシュ領域ごとに設定した閾値ＴＨをテーブルデータとして記憶部１３０に記憶させる。図２０は、メッシュ領域ごとに閾値ＴＨが対応付けられたテーブルデータの一例を示す図である。
【００６９】
以上説明した第２の実施形態におけるレーダ装置１００によれば、検出領域Ｒを複数のメッシュ領域に区分けして、見通し外領域ｒｂよりも手前側のメッシュ領域、あるいは見通し内領域ｒａと見通し外領域ｒｂとの境界を含むメッシュ領域に設定する閾値ＴＨを小さくすることにより、目標物の検出精度を、更に向上させることができる。
【００７０】
（第３の実施形態）
以下、第３の実施形態におけるレーダ装置１００Ｂについて説明する。第３の実施形態におけるレーダ装置１００Ｂでは、データ間引き処理部１２２を備える点で、第１の実施形態におけるレーダ装置１００および第２の実施形態におけるレーダ装置１００Ａと相違する。従って、係る相違点を中心に説明し、共通する部分についての説明は省略する。
【００７１】
図２１は、第３の実施形態におけるレーダ装置１００Ｂの構成の一例を示す概略図である。本実施形態における制御部１１０Ｂは、上述した第１および第２の実施形態において説明した機能部の他に、データ間引き処理部１２２を備える。
【００７２】
データ間引き処理部１２２は、信号処理部１０４によって出力される処理済信号を表すデータ数を分散処理によって間引く。図２２は、データ間引き処理部１２２の間引き処理を説明するための図である。図中に示すデータ集合Ａは、処理済信号を表すデータを表している。また、データ集合Ｂは、間引き処理がなされたデータ集合Ａを表している。
【００７３】
データ集合Ａは、距離方向に関する複数のデータ要素（ａ１、ａ２、…ａｎ）のそれぞれに、信号強度（反射波の電波強度）を表す振幅値が対応付けられているデータ構造を有する。距離方向に関する各データ要素は、電波の放射方向の距離に対応しており、例えば、２０番目の距離方向のデータ要素は、１０番目の距離方向のデータ要素に対して２倍離れた距離（地点）における計測値を表している。なお、距離方向に関するデータ要素は、方位方向あるいは仰角（高低角）方向に関するデータ要素であってもよい。
【００７４】
例えば、データ間引き処理部１２２は、データ集合Ａからデータ要素ａ１からａ１０を選択して、このデータ要素ａ１からａ１０の分散ｂ１を算出する。また、データ間引き処理部１２２は、選択したデータ要素ａ１からａ１０を除くデータ集合からデータ要素ａ１１からａ２０を選択して、このデータ要素ａ１１からａ２０の分散ｂ２を算出する。データ間引き処理部１２２は、データ集合の最後のデータ要素ａｎまで繰り返し分散を算出し、算出した複数の分散ｂを算出順に配列にしたデータ集合Ｂを生成する。これによって、データ間引き処理部１２２は、処理済信号のデータ数（データ容量）を少なくしつつ、ノイズの信号レベルを低下させることができ、ＳＮ比を向上させることができる。
【００７５】
データ間引き処理部１２２は、非検出領域導出部１１８によって導出された見通し距離Ｌに応じて間引くデータ数を変更し、上述した分散処理を行う。例えば、データ間引き処理部１２２は、自装置に近い領域ほど間引くデータ数を少なくし、自装置から遠ざかる領域ほど間引くデータ数を多くする。これにより、データ間引き処理部１２２は、自装置から遠ざかる領域ほど電波のＳＮ比を高くすることができる。この結果、第３の実施形態におけるレーダ装置１００Ｂは、閾値ＴＨを変動させるのと同様に、目標物の検出精度を向上させることができる。
【００７６】
以下、その他の実施形態について説明する。
上述した第１から第３の実施形態において、レーダ装置１００、１００Ａ、１００Ｂは、見通し外領域ｒｂよりも自装置側に近い見通し内領域ｒａに探索用電波の送信する場合、電波の出力レベルを上げて検出感度を高めてもよいし、アンテナの開口面積を広くして検出感度を高めてもよい。これによって、レーダ装置１００、１００Ａ、１００Ｂは、閾値ＴＨを変動させるのと同様に、目標物の検出精度を向上させることができる。
【００７７】
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、見通し距離Ｌ、または目標物の想定速度νに基づいて、目標物であるか否かを判定するための閾値ＴＨを設定することにより、検出領域Ｒにおける目標物の検出感度を設定することができる。この結果、レーダ装置１００は、目標物の検出精度を向上させることができる。
【００７８】
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】
【００７９】
１００…レーダ装置、１０２…アンテナ装置、１０４…信号処理部、１１０…制御部、１１２…電波送受信制御部、１１４…目標物検出部、１１６…自己位置特定部、１１８…非検出領域導出部、１２０…閾値設定部、１３０…記憶部、１５０…表示部
【図１】
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【図２】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
2017044567.tif 000022
【図２１】
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【図２２】
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