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公開番号2024058388
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-25
出願番号2022165719
出願日2022-10-14
発明の名称物体推定装置、及びプログラム
出願人日本信号株式会社
代理人弁理士法人朝日特許事務所
主分類G01S 13/42 20060101AFI20240418BHJP(測定;試験)
要約【課題】レーダ装置において、或る物体の影響によりその物体よりも反射強度の低い物体が検知されなくなることを防止する。
【解決手段】指示部111は、レーダ2に第1走査を指示する。取得部112は、第1走査によるIF信号を取得する。適用部113は、IF信号に第1窓関数を適用する。変換部114は、第1窓関数が適用されたIF信号に対して離散フーリエ変換をして周波数成分を抽出する。推定部115は、周波数成分に基づいて、高強度物体の方向を推定する。指示部111は、推定した高強度物体の方向を除外した領域に対する第2走査をレーダ2に指示する。取得部112は、第2走査によるIF信号を取得する。適用部113は、IF信号に第2窓関数を適用する。変換部114は、第2窓関数が適用されたIF信号に対して離散フーリエ変換をして周波数成分を抽出する。推定部115は、周波数成分に基づいて、低強度物体の方向を推定する。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
レーダの受信信号に第１窓関数を適用して第１物体の方向を推定し、該方向を避けて再走査したレーダの再走査受信信号に前記第１窓関数よりも分解能が低い第２窓関数を適用して前記第１物体よりも反射強度の低い第２物体の方向を推定する物体推定装置。
続きを表示（約 690 文字）【請求項２】
被走査領域の周囲の異なる位置に配置された２以上のフェーズドアレイレーダの受信信号を用いて、前記第１物体及び前記第２物体の方向を推定する請求項１に記載の物体推定装置。
【請求項３】
前記第１物体の方向を推定した後、前記第２物体の方向を推定する処理を複数回にわたって繰り返し、前記方向が連続して推定される回数が所定条件を満たさない場合に、推定を取り消す請求項１又は２に記載の物体推定装置。
【請求項４】
前記受信信号に前記第１窓関数を適用しフーリエ変換をすることにより前記第１物体までの距離を推定し、前記再走査受信信号に前記第２窓関数を適用しフーリエ変換をすることにより前記第２物体までの距離を推定する請求項１又は２に記載の物体推定装置。
【請求項５】
前記レーダはチャープ信号を発信し、発信した該チャープ信号と受信信号とを組合せた中間周波数信号にフーリエ変換をすることにより前記距離を推定する請求項４に記載の物体推定装置。
【請求項６】
前記第１窓関数はハミング窓関数であり、前記第２窓関数はブラックマン窓関数である請求項１又は２に記載の物体推定装置。
【請求項７】
コンピュータに、
レーダの受信信号に第１窓関数を適用して第１物体の方向を推定するステップと、
前記方向を避けて再走査したレーダの再走査受信信号に前記第１窓関数よりも分解能が低い第２窓関数を適用して前記第１物体よりも反射強度の低い第２物体の方向を推定するステップと、
を実行させるためのプログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体推定装置の技術に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
レーダ装置による計測方式にＴＯＦ（Time of Flight）方式がある。ＴＯＦ方式は、送信した電磁波が対象物に当たって反射し戻ってくるまでの時間を用いてその対象物までの距離を計測する方式である。送信する電磁波はパルス波が用いられることもあるが、分解能を向上させるため、パルス波に周波数変調をかけたチャープ信号を用いるパルス圧縮と呼ばれる技術も多く用いられている。レーダ装置による物体の位置の推定は、例えば踏切内の支障物を検知すること等に適用されている。
【０００３】
レーダ装置における信号処理については、様々な技術が開発されている。例えば、特許文献１は、チャープ信号を送信する合成開口レーダの受信信号をフーリエ変換して得られた周波数領域データから、外来干渉波を除去するための周波数マスクの周波数に対応する値を取り除きパルス圧縮して、そのデータに分解能劣化かサイドローブ増加のいずれが発生するかを判別して、複数の窓関数の中から判別結果に応じた１つの窓関数を選択して乗算し、逆フーリエ変換して時間領域信号を得る信号処理方法を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２１－６３７７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、レーダ装置を用いて、例えば踏切内を監視する場合、監視すべき領域は、車両同士が衝突する危険性のある領域（以下、危険領域ともいう）である。この危険領域は、例えば、列車が通過する軌道、及び／又は自動車が通過する車道に相当する領域等である。
【０００６】
一方、踏切内において、これらの危険領域に属しない安全な領域（以下、安全領域ともいう）には、例えば、中央分離帯、及び軌道間のスペース等が上げられる。安全領域には、例えば、配電盤、電柱、植樹帯、広告・看板等の物体が設置されていることがある。
【０００７】
これら安全領域に、比較的、反射強度の高い物体（以下、高強度物体、又は第１物体ともいう）が設置されていると、この高強度物体によって反射された電磁波が他の物体から反射された電磁波と干渉し、他の物体の検知を妨げることがある。
【０００８】
例えば、レーダ装置によって送信された電磁波のメインローブの方向に比較的、反射強度の低い物体（以下、低強度物体、又は第２物体ともいう）が侵入していたとしても、安全領域に設置された高強度物体が、その電磁波のサイドローブの方向で検知されると、その影響によって、この低強度物体は見落とされてしまうことがある。
【０００９】
この場合、特許文献１に示すように窓関数を用いることで分解能を向上させることが考えられる。しかし、レーダの信号処理において、サイドローブの低減と分解能の向上とはトレードオフの関係にある。そのため、分解能の向上には、サイドローブの許容条件に応じた限界が存在する。また、特許文献１に示す技術は、単に選択された一つの窓関数を適用するに過ぎないため、決められた範囲へ侵入した物体を検知する場合、その範囲内に元から存在している高強度物体の影響を排除することが困難である。
【００１０】
また、安全領域に設置された物体は、工事等で移動することがあり、移動することがなくても季節、天候、時間帯等に応じて反射強度が変わることもある。
（【００１１】以降は省略されています）

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