特許 6030012 方位測定装置、方位測定プログラム及び方位測定方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6030012

(24)【登録日】2016年10月28日

(45)【発行日】2016年11月24日

(54)【発明の名称】方位測定装置、方位測定プログラム及び方位測定方法

(51)【国際特許分類】

   G01S 3/46 20060101AFI20161114BHJP

【ＦＩ】

   G01S3/46

【請求項の数】8

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2013-58170(P2013-58170)

(22)【出願日】2013年3月21日

(65)【公開番号】特開2014-182094(P2014-182094A)

(43)【公開日】2014年9月29日

【審査請求日】2015年10月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(74)【代理人】

【識別番号】100108855

【弁理士】

【氏名又は名称】蔵田 昌俊

(74)【代理人】

【識別番号】100109830

【弁理士】

【氏名又は名称】福原 淑弘

(74)【代理人】

【識別番号】100088683

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100103034

【弁理士】

【氏名又は名称】野河 信久

(74)【代理人】

【識別番号】100075672

【弁理士】

【氏名又は名称】峰 隆司

(74)【代理人】

【識別番号】100153051

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100140176

【弁理士】

【氏名又は名称】砂川 克

(74)【代理人】

【識別番号】100158805

【弁理士】

【氏名又は名称】井関 守三

(74)【代理人】

【識別番号】100172580

【弁理士】

【氏名又は名称】赤穂 隆雄

(74)【代理人】

【識別番号】100179062

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 正

(74)【代理人】

【識別番号】100124394

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 立志

(74)【代理人】

【識別番号】100112807

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 貴志

(74)【代理人】

【識別番号】100111073

【弁理士】

【氏名又は名称】堀内 美保子

(72)【発明者】

【氏名】鶴田 誠

【審査官】 請園 信博

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−１２０５５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０４７９９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０８５８２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２５０８３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２３１０３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００７／１０５４８８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００４−１０８８５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０２７５２７１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００９−２０４５２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０７４９９０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｓ ３／００ − ３／７４

Ｇ０１Ｓ ７／００ − ７／４２

１３／００ − １３／９５

Ｇ０１Ｓ ５／００ − ５／１４

１９／００ − １９／５５

Ｇ０１Ｓ １／７２ − １／８２

３／８０ − ３／８６

５／１８ − ５／３０

７／５２ − ７／６４

１５／００ − １５／９６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

到来波を複数のアンテナで受信した受信信号に基づき、前記到来波に含まれる信号の送信源の方位を推定する方位推定部と、
指示信号を受け取ると、前記推定された送信源毎の方位に対してフィルタリング処理をそれぞれ実施する複数の粒子フィルタ部と、
前記受信信号に基づき、方位測定誤差が発生し得る環境であるか否かを判断し、前記方位測定誤差が発生し得る環境であると判断した場合、独立する送信源の数を測定し、前記独立する送信源の数と対応する数の前記粒子フィルタ部に前記指示信号を出力する電波環境識別部と
を具備する方位測定装置。

【請求項2】

前記電波環境識別部は、
前記受信信号に基づいて周波数選択性フェージングが発生しているか否かを判断し、
前記周波数選択性フェージングが発生している場合、前記方位測定誤差が発生し得る環境であると判断し、
前記受信信号に含まれる信号間の遅延差に基づいて、前記独立する送信源の数を測定する請求項１記載の方位測定装置。

【請求項3】

前記電波環境識別部は、
前記到来波に含まれる信号の送信源の方位を推定し、
前記受信信号に基づいて周波数選択性フェージングが発生しているか否かを判断し、
前記周波数選択性フェージングが発生している場合、前記方位測定誤差が発生し得る環境であると判断し、
前記推定する方位差に基づいて、前記独立する送信源の数を測定する請求項１記載の方位測定装置。

【請求項4】

前記電波環境識別部は、
前記受信信号の瞬時ＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）が予め設定する閾値未満であるか否かを判断し、
前記瞬時ＳＮＲが前記閾値未満である場合、前記方位測定誤差が発生し得る環境であると判断し、前記独立する送信源の数を測定する請求項１記載の方位測定装置。

【請求項5】

前記電波環境識別部は、
前記受信信号を複数のサブバンドに分割し、前記サブバンドについての相関行列の固有ベクトルの要素の絶対値の分散が予め設定する閾値以上であるか否かを判断し、
前記分散が前記閾値以上である場合、前記方位測定誤差が発生し得る環境であると判断し、前記独立する送信源の数を測定する請求項１記載の方位測定装置。

【請求項6】

前記電波環境識別部は、２以上の送信源を、１つの独立する送信源として扱う場合、前記２以上の送信源について推定された方位を、前記複数の粒子フィルタ部のうちいずれか１つで前記フィルタリング処理を実施させる請求項２又は３に記載の方位測定装置。

【請求項7】

到来波を複数のアンテナで受信した受信信号に基づき、前記到来波に含まれる信号の送信源の方位を推定し、
前記受信信号に基づき、方位測定誤差が発生し得る環境であるか否かを判断し、
前記方位測定誤差が発生し得る環境であると判断した場合、独立する送信源の数を測定し、
前記独立する送信源の数と対応する数の粒子フィルタ部に、前記推定した方位に対するフィルタリング処理を実施させる方位測定方法。

【請求項8】

到来波を複数のアンテナで受信した受信信号に基づき、前記到来波に含まれる信号の送信源の方位を推定する処理と、
前記受信信号に基づき、方位測定誤差が発生し得る環境であるか否かを判断し、前記方位測定誤差が発生し得る環境であると判断した場合、独立する送信源の数を測定し、前記独立する送信源の数と対応する数の粒子フィルタ部へ指示信号を出力する処理と、
前記指示信号を受け取った粒子フィルタ部において、前記推定した送信源毎の方位に対してフィルタリング処理を実施する処理と
を方位測定装置のコンピュータに実行させる方位測定プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、信号の送信源の方位を測定する方位測定装置と、この装置で用いられる方位測定プログラム及び方位測定方法に関する。

【背景技術】

【0002】

粒子フィルタは、非線形・非ガウスモデルを含めて取扱えるために、原理的に適用範囲が極めて広いといわれている。加えて、アルゴリズムがシンプルであるが故に実装が容易な技術となっている。

【0003】

一方、粒子フィルタには、複数対象を追跡する場合、一部の対象にだけ粒子が集中し、粒子が全く集まらない対象については追跡を逃してしまうという問題がある。この問題を解消するため、粒子数を増加させる必要がある。しかしながら、粒子数の増加は、計算量の増加に結び付くため、コスト面で見合わなくなる問題がある。このように、粒子フィルタは、適用可能な用途が限定的となる場合がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００８−１２８７２６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

以上のように、粒子フィルタは、方位測定対象が複数存在する場合、粒子が全く集まらない対象を測定することは不可能である。一方、粒子数を増加させて、複数の対象についての方位を測定しようとしても、計算量の増加に結び付くため、コスト面で見合わなくなる場合がある。

【0006】

そこで、目的は、粒子フィルタを用いつつ、計算量を抑え、かつ、独立した送信源の方位を測定することが可能な方位測定装置と、この装置で用いられる方位測定プログラム及び方位測定方法とを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

実施形態によれば、方位測定装置は、方位推定部、複数の粒子フィルタ部及び電波環境識別部を具備する。方位推定部は、到来波を複数のアンテナで受信した受信信号に基づき、前記到来波に含まれる信号の送信源の方位を推定する。粒子フィルタは、指示信号を受け取ると、前記推定された送信源毎の方位に対してフィルタリング処理をそれぞれ実施する。電波環境識別部は、前記受信信号に基づき、方位測定誤差が発生し得る環境であるか否かを判断し、前記方位測定誤差が発生し得る環境であると判断した場合、独立する送信源の数を測定し、前記独立する送信源の数と対応する数の前記粒子フィルタ部に前記指示信号を出力する。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本実施形態に係る方位測定装置を有するレーダ装置の機能構成を示すブロック図である。

【図2】図１に示される電波環境識別部においてサブバンド毎の固有ベクトル間の相関係数を計算する際の模式図である。

【図3】図１に示される電波環境識別部においてサブバンド毎の固有ベクトル間の相関係数を計算する際の模式図である。

【図4】図２に示す受信信号の固有ベクトルの類似度を示す模式図である。

【図5】図３に示す受信信号の固有ベクトルの類似度を示す模式図である。

【図6】固有ベクトルの要素の絶対値の分散と関連するエラーが発生する頻度を示す図である。

【図7】図１に示す方位測定装置が方位測定処理を実施する際のシーケンス図を示す図である。

【図8】図１に示す電波環境識別部が電波環境を識別する際のフローチャートを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。

【0010】

図１は、本実施形態に係る方位測定装置３０を有するレーダ装置の機能構成を示すブロック図である。図１に示すレーダ装置は、アレーアンテナ１０−１〜１０−Ｎ、受信処理部２０及び方位測定装置３０を備える。

【0011】

アレーアンテナ１０−１〜１０−Ｎは、到来波である電波を受信し、受信信号を受信処理部２０へ出力する。到来波には、独立した信号、及び、マルチパスにより生じる相互に干渉し合う信号が含まれる。マルチパスにより生じる信号は、時間選択性フェージングの影響、及び／又は、周波数選択性フェージングの影響を受ける。

【0012】

受信処理部２０は、アレーアンテナ１０−１〜１０−Ｎで受信されるＲＦ（Radio Frequency）帯の受信信号を、ＩＦ（Intermediate Frequency）帯又はベースバンド帯の信号へ周波数変換する。また、受信処理部２０は、周波数変換後の信号をアナログ−デジタル変換する。受信処理部２０は、デジタル変換した受信信号を方位測定装置３０へ出力する。

【0013】

方位測定装置３０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、並びに、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等のＣＰＵが処理を実行するためのプログラムやデータの格納領域等を含む。方位測定装置３０は、ＣＰＵにアプリケーション・プログラムを実行させることで、電波環境識別部３１、方位推定部３２、遅延部３３、粒子フィルタ部３４−１〜３４−Ｍ及び切替部３５を備える。

【0014】

電波環境識別部３１は、受信処理部２０から出力される受信信号を参照し、電波環境を分析する。電波環境識別部３１の具体的な処理の例を以下に説明する。

【0015】

電波環境識別部３１は、図２及び図３に示すように、受信信号を予め設定した周波数幅を有するサブバンドに分ける。図２は到来波に周波数選択性フェージングの影響を受けている信号が含まれている場合の周波数スペクトラムの模式図を示し、図３は到来波にそのような信号が含まれていない場合の周波数スペクトラムを示す。電波環境識別部３１は、各サブバンドに対する相関行列の固有ベクトルを計算し、サブバンド毎の固有ベクトル間の相関係数を計算する。

【0016】

電波環境識別部３１は、サブバンド毎の固有ベクトル間の相関係数から、到来波に周波数選択性フェージングの影響を受けている信号があるか否かを判断する。図４は到来波に周波数選択性フェージングの影響を受けている信号が含まれている場合の固有ベクトルの類似度を示し、図５は到来波にそのような信号が含まれていない場合の固有ベクトルの類似度を示す。図４に示すように固有ベクトルの類似度に、周波数に依存した変動がある場合、電波環境識別部３１は、周波数選択性フェージングの影響を受けている信号があると判断する。

【0017】

周波数選択性フェージングの影響を受けている信号がある場合、到来波には、所定の時間差で複数の信号が含まれる。電波環境識別部３１は、固有ベクトルの類似度がピークを示す周波数間の周波数差に基づいて、周波数選択性フェージングを及ぼし合う信号間の遅延差を算出する。電波環境識別部３１は、算出した遅延差が予め設定した遅延差以上の信号は別々の送信源から送信された信号とし、算出した遅延差が予め設定した遅延差未満の信号は同一の送信源から送信された信号であるとする。このように、電波環境識別部３１は、受信信号に含まれる信号を送信した、独立した送信源の数を判定する。電波環境識別部３１は、粒子フィルタ部３４−１〜３４−Ｍのうち、判定した送信源の数に応じた数の粒子フィルタ部に対し、遅延部３３から出力される方位情報についてのフィルタリング処理を実施するように指示を出す。このとき、電波環境識別部３１は、粒子フィルタ部３４−１〜３４−Ｍへフィルタリング処理を実施する指示を出すと共に、各粒子フィルタ部３４−１〜３４−Ｍでフィルタリング処理の対象とする送信源についても指定する。また、電波環境識別部３１は、粒子フィルタ部３４−１〜３４−Ｍでフィルタリング処理された方位情報を、推定方位情報として後段へ出力するように、切替部３５に対して指示を出す。

【0018】

なお、電波環境識別部３１は、受信信号に含まれる信号の送信源の方位を推定するようにしても良い。このとき、電波環境識別部３１は、送信源の方位の差が予め設定した角度未満である場合、それらの送信源は同一であるとし、送信源の方位の差が予め設定した角度以上である場合は、別々の送信源であるとする。

【0019】

到来波に周波数選択性フェージングの影響を受けている信号がない場合であっても、時間選択性フェージングの影響を受けている信号が含まれる場合がある。電波環境識別部３１は、受信信号の瞬時ＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）の変動を時系列で確認し、瞬時ＳＮＲが予め設定した閾値以上となるか否かを判断する。瞬時ＳＮＲが閾値未満である場合、電波環境識別部３１は、時間選択性フェージングの影響を受ける信号が含まれるとして、粒子フィルタ部３４−１〜３４−Ｍのいずれかに対して、遅延部３３から出力される方位情報についてフィルタリング処理を実施するように指示を出す。また、電波環境識別部３１は、粒子フィルタ部３４−１〜３４−Ｍでフィルタリング処理された方位情報を、推定方位情報として後段へ出力するように、切替部３５に対して指示を出す。

【0020】

瞬時ＳＮＲが閾値以上となる場合、電波環境識別部３１は、固有ベクトルの要素の絶対値の分散が予め設定する閾値以上であるか否かを判断する。図６は、固有ベクトルの要素の絶対値の分散と関連するエラー（方位誤差）［ｄｅｇ．］が、どの程度の頻度で発生するかを示す図である。図６によれば、分散が大きい場合、大きな方位誤差が発生する頻度が高くなることがわかる。そこで、電波環境識別部３１は、分散が所定の値以上となる場合には、粒子フィルタ部によるフィルタリング処理を実施するようにしている。分散が閾値以上である場合、電波環境識別部３１は、粒子フィルタ部３４−１〜３４−Ｍのいずれかに対して、フィルタリング処理を実施するように指示を出す。また、電波環境識別部３１は、粒子フィルタ部３４−１〜３４−Ｍでフィルタリング処理された方位情報を、推定方位情報として後段へ出力するように、切替部３５に対して指示を出す。

【0021】

分散が閾値未満である場合、電波環境識別部３１は、電波環境が良好であるとして、方位推定部３２から出力される方位情報を、推定方位情報として後段へ出力するように、切替部３５に対して指示を出す。

【0022】

方位推定部３２は、任意の方位推定方式、例えば、ＭＵＳＩＣ又はＥＳＰＲＩＴ等により、受信処理部２０から供給される受信信号に含まれる信号の送信源の方位を推定する。方位推定部３２は、推定した方位情報を、遅延部３３及び切替部３５へ出力する。ところで、粒子フィルタ部３４−１〜３４−Ｍの目的は、電波環境による方位推定誤差の増大を抑制することである。つまり、電波環境が良好な状況では、演算コストを費やしてまで粒子フィルタ部３４−１〜３４−Ｍを動作させる必要はない。そこで、電波環境識別部３１により、電波環境が良好であると判断された場合には、方位推定部３２で推定された方位が推定方位情報として後段へ出力されることになる。

【0023】

遅延部３３は、アレーアンテナ１０−１〜１０−Ｎで受信され受信処理部２０で受信処理された受信信号と、方位推定部３２から出力される方位情報とを受け取る。遅延部３３は、受け取った受信信号及び受け取った方位情報を、電波環境識別部３１での処理にかかる時間分だけ遅延させて、粒子フィルタ部３４−１〜３４−Ｍへ出力する。

【0024】

粒子フィルタ部３４−１〜３４−Ｍは、遅延部３３から、受信信号と、方位情報とを受け取る。粒子フィルタ部３４−１〜３４−Ｍは、適用するシステムの条件に応じ、Linear-Gaussian SSM（State Space Model）、Non-Linear Non-Gaussian Model及びGeneralized SSM等のモデルが適用される。粒子フィルタ部３４−１〜３４−Ｍは、受信信号を、粒子を選択する際の基準設定に用いる。なお、上記のうちいずれを選択しても構わないが、Linear-Gaussian SSM、Non-Linear Non-Gaussian Model、Generalized SSMの順に推定方位誤差が小さくなる。一方、演算量は、Linear-Gaussian SSM、Non-Linear Non-Gaussian Model、Generalized SSMの順に増加する。すなわち、粒子フィルタを適用した場合、演算量と方位推定誤差との間にはトレードオフの関係がある。

【0025】

粒子フィルタ部３４−１〜３４−Ｍは、電波環境識別部３１から指示を受けると、遅延部３３から出力される方位情報に対してフィルタリング処理を実施する。例えば、粒子フィルタ部３４−１〜３４−Ｍのうち、電波環境識別部３１から単一の方位情報についてフィルタリング処理をするように指示を受けた粒子フィルタは、単一の方位情報についてフィルタリング処理を実施する。また、粒子フィルタ部３４−１〜３４−Ｍのうち、電波環境識別部３１から、複数の方位情報についてまとめてフィルタリング処理をするように指示を受けた粒子フィルタは、同一の送信源であると判断された送信源についての複数の方位情報のフィルタリング処理をまとめて実施する。

【0026】

また、粒子フィルタ部３４−１〜３４−Ｍは、方位推定部３２から出力される方位情報に、この方位情報から算出される中心値から所定値以上離れたデータが含まれる場合、このデータを方位情報から除去するようにしても構わない。これにより、粒子フィルタ部３４−１〜３４−Ｍにおける計算量が抑制されることになる。

【0027】

切替部３５は、電波環境識別部３１からの指示従い、粒子フィルタ部３４−１〜３４−Ｍから出力される方位情報、又は、方位推定部３２から出力される方位情報を、推定方位情報として後段へ出力する。

【0028】

次に、以上のように構成された方位測定装置３０による方位測定処理を詳細に説明する。図７は、本実施形態に係る方位測定装置３０が方位測定処理を実施する際のシーケンス図である。

【0029】

まず、電波環境識別部３１、方位推定部３２及び遅延部３３は、受信処理部２０から出力される受信信号を受け取る。

【0030】

電波環境識別部３１は、受け取った受信信号を参照し、電波環境を識別する（シーケンスＳ７１）。図８は、電波環境識別部３１が電波環境を識別する際のフローチャートを示す図である。

【0031】

図８において、まず、電波環境識別部３１は、受信信号の各サブバンドの固有ベクトル間の相関係数を計算する（ステップＳ８１）。電波環境識別部３１は、サブバンド毎の固有ベクトル間の相関係数から、到来波に周波数選択性フェージングの影響を受けている信号があるか否かを判断する（ステップＳ８２）。

【0032】

周波数選択性フェージングの影響を受けている信号がある場合（ステップＳ８２のＹｅｓ）、電波環境識別部３１は、ピークを示す周波数間の周波数差に基づいて、周波数選択性フェージングを及ぼし合う信号間の遅延差を算出する（ステップＳ８３）。到来波に周波数選択性フェージングの影響を受けている信号がない場合（ステップＳ８２のＮｏ）、電波環境識別部３１は、受信信号の瞬時ＳＮＲが予め設定した閾値未満となるか否かを判断する（ステップＳ８４）。

【0033】

電波環境識別部３１は、ステップＳ８３において算出した遅延差に基づき、独立した送信源の数を判定する（ステップＳ８５）。電波環境識別部３１は、粒子フィルタ部３４−１〜３４−Ｍのうち、判定した送信源の数に応じた数の粒子フィルタ部に対し、遅延部３３から出力される方位情報についてのフィルタリング処理を実施するように指示を出す。また、電波環境識別部３１は、粒子フィルタ部３４−１〜３４−Ｍでフィルタリング処理された方位情報を、推定方位情報として後段へ出力するように、切替部３５に対して指示を出す（ステップＳ８６）。

【0034】

ステップＳ８４において、瞬時ＳＮＲが閾値未満である場合（ステップＳ８４のＹｅｓ）、電波環境識別部３１は、時間選択性フェージングの影響を受ける信号が含まれるとして、粒子フィルタ部３４−１〜３４−Ｍのいずれかに対して、遅延部３３から出力される方位情報についてフィルタリング処理を実施するように指示を出す。また、電波環境識別部３１は、粒子フィルタ部３４−１〜３４−Ｍでフィルタリング処理された方位情報を、推定方位情報として後段へ出力するように、切替部３５に対して指示を出す（ステップＳ８７）。瞬時ＳＮＲが閾値以上となる場合（ステップＳ８４のＮｏ）、電波環境識別部３１は、固有ベクトルの要素の絶対値の分散が予め設定する閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ８８）。

【0035】

固有ベクトルの要素の絶対値の分散が閾値以上である場合（ステップＳ８８のＹｅｓ）、電波環境識別部３１は、粒子フィルタ部３４−１〜３４−Ｍのいずれかに対して、フィルタリング処理を実施するように指示を出す。また、電波環境識別部３１は、粒子フィルタ部３４−１〜３４−Ｍでフィルタリング処理された方位情報を、推定方位情報として後段へ出力するように、切替部３５に対して指示を出す。（ステップＳ８９）。固有ベクトルの要素の絶対値の分散が予め設定する閾値未満である場合（ステップＳ８８のＮｏ）、電波環境識別部３１は、電波環境が良好であるとして、方位推定部３２から出力される方位情報を、推定方位情報として後段へ出力するように、切替部３５に対して指示を出す（ステップＳ８１０）。

【0036】

電波環境識別部３１は、図８に示す処理に従い、粒子フィルタ部３４−１〜３４−Ｍ及び切替部３５へ指示を出す（シーケンスＳ７２，Ｓ７３）。

【0037】

方位推定部３２は、ＭＵＳＩＣ又はＥＳＰＲＩＴ等により、受信処理部２０から供給される受信信号に含まれる信号の送信源の方位を推定する（シーケンスＳ７４）。方位推定部３２は、方位情報を遅延部３３及び切替部３５へ出力する（シーケンスＳ７５）。

【0038】

遅延部３３は、方位推定部３２から出力される方位情報を、電波環境識別部３１での処理時間分だけ遅らせて（シーケンスＳ７６）、粒子フィルタ部３４−１〜３４−Ｍへ出力する（シーケンスＳ７７）。

【0039】

切替部３５は、電波環境識別部３１から与えられる切替指示に従い、後段へ出力する情報を、方位推定部３２から出力される方位情報、又は、粒子フィルタ部３４−１〜３４−Ｍから出力される方位情報に切り替える（シーケンスＳ７８）。

【0040】

電波環境識別部３１からの指示を受けた粒子フィルタ部３４−１〜３４−Ｍは、電波環境識別部３１から指定される方位情報に対してフィルタリング処理を実施し、フィルタリング処理後の方位情報を切替部３５へ出力する（シーケンスＳ７９）。このとき、複数の方位情報がフィルタリング対象として指定された粒子フィルタ部は、これらの方位情報をまとめてフィルタリングし、フィルタリング後の方位情報を切替部３５へ出力する。

【0041】

以上のように、上記実施形態では、電波環境識別部３１は、電波環境に基づき、方位測定誤差が増大し得る状態か否かを判断する。電波環境識別部３１は、方位測定誤差が増大する場合に絞り、粒子フィルタ部３４によるフィルタリング処理を実施するようにしている。これにより、電波環境の劣化による方位測定誤差を最小化することが可能となる。また、電波環境識別部３１は、ブラインド信号処理及び非ブラインド信号処理に係らず、電波環境の劣化による方位測定誤差を最小化することが可能となる。

【0042】

一方、特許文献１では、センサネットワークにおけるタグからの信号到達時間差に関して粒子フィルタが２段階の構造を特徴とする位置情報を補償する発明について記載されている。特許文献１に係る発明では、粒子フィルタのディスアドバンテージを考慮すると、常にタグが単一であるという仮定が必要である。そのために、ＴＤＭＡとして送信タイミングを制御するか、又は、スペクトラム拡散としてＣＤＭＡを適用する等の制約条件が必要となる。

【0043】

また、上記実施形態では、方位測定装置３０は、複数の粒子フィルタ部３４−１〜３４−Ｍを備える。電波環境識別部３１は、信号間の遅延差及び／又は方位差に基づいて、到来波に含まれる信号が同一の送信源から送信される信号であるか否かを判断する。そして、電波環境識別部３１は、異なる送信源から送信される信号については、それぞれ単独の粒子フィルタ部３４でフィルタリング処理を実施し、同一の送信源から送信されるマルチパス信号については、同一の信号であるとして、１つの粒子フィルタ部３４でフィルタリング処理を実施する。これにより、独立な複数の送信源の方位を、各粒子フィルタにおいて粒子数を増やさずに、高精度に推定することが可能となる。また、複数の信号がマルチパスによるものである場合には、それらの信号の送信源が同一であるとして、１つの粒子フィルタ部３４でフィルタリング処理するため、動作する粒子フィルタ部３４の数を抑えることが可能となる。つまり、演算量を削減することが可能となる。

【0044】

したがって、本実施形態に係る方位測定装置３０によれば、粒子フィルタを用いつつ、計算量を抑え、かつ、独立した送信源の方位を測定することができる。すなわち、粒子フィルタを適用した場合の、演算量と方位推定誤差との間にあるトレードオフの関係を解消することができる。

【0045】

本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、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。この実施形態は、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。この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】

【0046】

１０−１〜１０−Ｎ…アレーアンテナ、２０…受信処理部、３０…方位測定装置、３１…電波環境識別部、３２…方位推定部、３３…遅延部、３４，３４−１〜３４−Ｍ…粒子フィルタ部、３５…切替部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】