特開 2023-140436 移動体検出装置、ドップラーレーダシステム、移動体検出プログラム及び移動体検出方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023140436

(43)【公開日】2023-10-05

(54)【発明の名称】移動体検出装置、ドップラーレーダシステム、移動体検出プログラム及び移動体検出方法

(51)【国際特許分類】

   G01S 13/56 20060101AFI20230928BHJP

【ＦＩ】

G01S13/56

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022046269

(22)【出願日】2022-03-23

(71)【出願人】

【識別番号】000191238

【氏名又は名称】日清紡マイクロデバイス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100119677

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 賢治

(74)【代理人】

【識別番号】100160495

【弁理士】

【氏名又は名称】畑 雅明

(74)【代理人】

【識別番号】100173716

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 真理

(74)【代理人】

【識別番号】100115794

【弁理士】

【氏名又は名称】今下 勝博

(72)【発明者】

【氏名】菊池 陽太

【テーマコード（参考）】

5J070

【Ｆターム（参考）】

5J070AD02

5J070AE01

5J070AE09

5J070AF01

5J070AH31

5J070AH40

5J070AK40

5J070BA01

(57)【要約】

【課題】本開示は、ドップラーレーダを利用して、歩行者又は車両等の移動体を検出するにあたり、降雨の動き又は草木の揺れ等の環境雑音を、歩行者又は車両等の移動体として誤検出することを防止することを目的とする。
【解決手段】本開示は、直交検波回路が出力したＩ信号（Ｑ信号）を、検出対象速度に対応するドップラー周波数において、略１／４周期ずらした信号と、直交検波回路が出力したＱ信号（Ｉ信号）と、の第１乗算値（第２乗算値）を算出する。そして、第１乗算値の時間平均値と第２乗算値の時間平均値との差分値を算出する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ドップラーレーダを利用して移動体を検出する移動体検出装置であって、
直交検波回路が出力したＩ信号（Ｑ信号）を、検出対象速度に対応するドップラー周波数において、略１／４周期ずらした信号と、前記直交検波回路が出力したＱ信号（Ｉ信号）と、の第１乗算値（第２乗算値）を算出する乗算値算出部と、
前記第１乗算値の時間平均値と前記第２乗算値の時間平均値との差分値、又は前記第１乗算値と前記第２乗算値との差分値の時間平均値を算出する差分値算出部と、
前記差分値算出部の処理結果に基づいて、環境雑音によるドップラー信号と比べて、前記移動体によるドップラー信号を強調し、前記移動体を検出する移動体検出部と、
を備えることを特徴とする移動体検出装置。

【請求項2】

ドップラーレーダを利用して移動体を検出する移動体検出装置であって、
直交検波回路が出力したＩ信号（Ｑ信号）を、検出対象速度に対応するドップラー周波数において、略１／４周期ずらした信号と、前記直交検波回路が出力したＱ信号（Ｉ信号）と、の第１乗算値（第２乗算値）を算出する乗算値算出部と、
前記第１乗算値の時間平均値と前記第２乗算値の時間平均値との差分値、又は前記第１乗算値と前記第２乗算値との差分値の時間平均値を算出する差分値算出部と、
前記第１乗算値の時間平均値と前記第２乗算値の時間平均値との加算値、又は前記第１乗算値と前記第２乗算値との加算値の時間平均値を算出する加算値算出部と、
前記加算値算出部の処理結果の絶対値が、前記差分値算出部の処理結果の絶対値と比べて大きいときに、ドップラー信号が環境雑音によるものと判断し、前記移動体を検出せず、前記加算値算出部の処理結果の絶対値が、前記差分値算出部の処理結果の絶対値と比べて小さいときに、ドップラー信号が前記移動体によるものと判断する移動体検出部と、
を備えることを特徴とする移動体検出装置。

【請求項3】

前記差分値算出部は、前記環境雑音の接近と離反との間の変動周期と比べて同程度の移動平均期間にわたり、前記第１乗算値の時間平均値と前記第２乗算値の時間平均値との差分値、又は前記第１乗算値と前記第２乗算値との差分値の時間平均値を算出する
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の移動体検出装置。

【請求項4】

請求項１から３のいずれかに記載の移動体検出装置と、前記直交検波回路と、レーダ装置と、を備えることを特徴とするドップラーレーダシステム。

【請求項5】

請求項１から３のいずれかに記載の移動体検出装置が備える各処理部が行なう各処理ステップをコンピュータに実行させるための移動体検出プログラム。

【請求項6】

請求項１から３のいずれかに記載の移動体検出装置が備える各処理部が行なう各処理ステップを実行することを特徴とする移動体検出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ドップラーレーダを利用して移動体を検出する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

ドップラーレーダを利用して、歩行者又は車両等の移動体を検出する技術が、特許文献１等に開示されている。従来技術の移動体検出処理の原理を図１、２に示す。

【0003】

図１では、歩行者又は車両等の移動体は、ドップラーレーダ装置へと接近している。図１の上段では、直交検波回路が出力したＩ信号は、検出対象速度（歩行者の場合は約１ｍ／ｓ、車両の場合は約１０ｍ／ｓ。）に対応するドップラー周波数において、直交検波回路が出力したＱ信号と比べて、略１／４周期先行している。図１の中段では、直交検波回路が出力したＱ信号を、検出対象速度に対応するドップラー周波数において、略１／４周期ずらした信号Ｑｓは、直交検波回路が出力したＩ信号と比べて、略同相である。

【0004】

図１の下段では、直交検波回路が出力したＱ信号を、略１／４周期ずらした信号Ｑｓと、直交検波回路が出力したＩ信号と、の乗算値ＩＱｓの時間平均値ＩＱｓ－ｂａｒ（－ｂａｒは時間平均値。）は、正の値となる。時間平均値ＩＱｓ－ｂａｒが、正の接近閾値と比べて、大きいことを検出することにより、ＦＦＴ演算を実行することなく、歩行者又は車両等の移動体が、ドップラーレーダ装置へと接近していることを検出することができる。

【0005】

図２では、歩行者又は車両等の移動体は、ドップラーレーダ装置から離反している。図２の上段では、直交検波回路が出力したＩ信号は、検出対象速度（歩行者の場合は約１ｍ／ｓ、車両の場合は約１０ｍ／ｓ。）に対応するドップラー周波数において、直交検波回路が出力したＱ信号と比べて、略１／４周期遅延している。図２の中段では、直交検波回路が出力したＱ信号を、検出対象速度に対応するドップラー周波数において、略１／４周期ずらした信号Ｑｓは、直交検波回路が出力したＩ信号と比べて、略逆相である。

【0006】

図２の下段では、直交検波回路が出力したＱ信号を、略１／４周期ずらした信号Ｑｓと、直交検波回路が出力したＩ信号と、の乗算値ＩＱｓの時間平均値ＩＱｓ－ｂａｒ（－ｂａｒは時間平均値。）は、負の値となる。時間平均値ＩＱｓ－ｂａｒが、負の離反閾値と比べて、小さいことを検出することにより、ＦＦＴ演算を実行することなく、歩行者又は車両等の移動体が、ドップラーレーダ装置から離反していることを検出することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特許第５９９６３８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

従来技術の環境雑音存在時の解決課題を図３に示す。図３では、歩行者又は車両等の移動体が、ドップラーレーダ装置の近傍に存在しておらず、環境雑音（降雨の動き又は草木の揺れ等。）が、ドップラーレーダ装置により検出されることがある。

【0009】

図３の上段では、直交検波回路が出力したＩ信号を示す。図３の中段では、直交検波回路が出力したＱ信号を示す。図３の下段では、直交検波回路が出力したＱ信号を、略１／４周期ずらした信号Ｑｓと、直交検波回路が出力したＩ信号と、の乗算値ＩＱｓの時間平均値ＩＱｓ－ｂａｒ（－ｂａｒは時間平均値。）を示す。時間平均値ＩＱｓ－ｂａｒが、負の離反閾値と比べて、小さいことを誤検出することにより、歩行者又は車両等の移動体が、ドップラーレーダ装置から離反していることを誤検出することがある。

【0010】

そこで、前記課題を解決するために、本開示は、ドップラーレーダを利用して、歩行者又は車両等の移動体を検出するにあたり、降雨の動き又は草木の揺れ等の環境雑音を、歩行者又は車両等の移動体として誤検出することを防止することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

移動体は、長時間にわたり、ドップラーレーダ装置に対する接近又は離反を持続し、直交検波回路が出力したＩ信号とＱ信号との位相差の時間平均値は、略±９０度となる。一方で、環境雑音は、個別に見れば、ドップラーレーダ装置に対する接近及び離反を重畳し、直交検波回路が出力したＩ信号とＱ信号との位相差の瞬間値は、略±９０度となる。しかし、環境雑音は、全体を見れば、ドップラーレーダ装置に対する接近及び離反を繰り返し、直交検波回路が出力したＩ信号とＱ信号との位相差の時間平均値は、略０度となる。

【0012】

そこで、前記課題を解決するために、直交検波回路が出力したＩ信号（Ｑ信号）を、検出対象速度に対応するドップラー周波数において、略１／４周期ずらした信号と、直交検波回路が出力したＱ信号（Ｉ信号）と、の第１乗算値（第２乗算値）を算出する。そして、第１乗算値の時間平均値と第２乗算値の時間平均値との差分値を算出する。

【0013】

ここで、移動体については、第１乗算値の時間平均値と第２乗算値の時間平均値との差分値は、第１乗算値の時間平均値又は第２乗算値の時間平均値と比べて、略２倍となる。一方で、環境雑音については、第１乗算値の時間平均値と第２乗算値の時間平均値との差分値は、第１乗算値の時間平均値又は第２乗算値の時間平均値と比べて、略０となる。よって、信号対雑音比を改善したうえで、移動体を検出することができる。

【0014】

具体的には、本開示は、ドップラーレーダを利用して移動体を検出する移動体検出装置であって、直交検波回路が出力したＩ信号（Ｑ信号）を、検出対象速度に対応するドップラー周波数において、略１／４周期ずらした信号と、前記直交検波回路が出力したＱ信号（Ｉ信号）と、の第１乗算値（第２乗算値）を算出する乗算値算出部と、前記第１乗算値の時間平均値と前記第２乗算値の時間平均値との差分値、又は前記第１乗算値と前記第２乗算値との差分値の時間平均値を算出する差分値算出部と、前記差分値算出部の処理結果に基づいて、環境雑音によるドップラー信号と比べて、前記移動体によるドップラー信号を強調し、前記移動体を検出する移動体検出部と、を備えることを特徴とする移動体検出装置である。

【0015】

この構成によれば、ドップラーレーダを利用して、移動体を検出するにあたり、環境雑音を移動体として誤検出することを、従来と比べて確実に防止することができる。

【0016】

さらに、前記課題を解決するために、第１乗算値の時間平均値と第２乗算値の時間平均値との加算値を算出する。そして、第１乗算値の時間平均値と第２乗算値の時間平均値との加算値の絶対値が、第１乗算値の時間平均値と第２乗算値の時間平均値との差分値の絶対値と比べて、大きいかどうかに基づいて、ドップラー信号が移動体によるものか環境雑音によるものか判断し、移動体の検出を実行するか中止するかを判断する。

【0017】

ここで、移動体については、第１乗算値の時間平均値と第２乗算値の時間平均値との加算値は、第１乗算値の時間平均値又は第２乗算値の時間平均値と比べて、略０となる。一方で、環境雑音については、第１乗算値の時間平均値と第２乗算値の時間平均値との加算値は、第１乗算値の時間平均値又は第２乗算値の時間平均値と比べて、略２倍となる。よって、第１乗算値の時間平均値と第２乗算値の時間平均値との加算値と、第１乗算値の時間平均値と第２乗算値の時間平均値との差分値と、の両方に基づいて、信号（雑音）を雑音（信号）として誤判定することなく、移動体を検出することができる。

【0018】

具体的には、本開示は、ドップラーレーダを利用して移動体を検出する移動体検出装置であって、直交検波回路が出力したＩ信号（Ｑ信号）を、検出対象速度に対応するドップラー周波数において、略１／４周期ずらした信号と、前記直交検波回路が出力したＱ信号（Ｉ信号）と、の第１乗算値（第２乗算値）を算出する乗算値算出部と、前記第１乗算値の時間平均値と前記第２乗算値の時間平均値との差分値、又は前記第１乗算値と前記第２乗算値との差分値の時間平均値を算出する差分値算出部と、前記第１乗算値の時間平均値と前記第２乗算値の時間平均値との加算値、又は前記第１乗算値と前記第２乗算値との加算値の時間平均値を算出する加算値算出部と、前記加算値算出部の処理結果の絶対値が、前記差分値算出部の処理結果の絶対値と比べて大きいときに、ドップラー信号が環境雑音によるものと判断し、前記移動体を検出せず、前記加算値算出部の処理結果の絶対値が、前記差分値算出部の処理結果の絶対値と比べて小さいときに、ドップラー信号が前記移動体によるものと判断する移動体検出部と、を備えることを特徴とする移動体検出装置である。

【0019】

この構成によれば、ドップラーレーダを利用して、移動体を検出するにあたり、環境雑音を移動体として誤検出することを、さらに確実に防止することができる。

【0020】

また、本開示は、前記差分値算出部は、前記環境雑音の接近と離反との間の変動周期と比べて同程度の移動平均期間にわたり、前記第１乗算値の時間平均値と前記第２乗算値の時間平均値との差分値、又は前記第１乗算値と前記第２乗算値との差分値の時間平均値を算出することを特徴とする移動体検出装置である。

【0021】

この構成によれば、環境雑音については、第１乗算値の時間平均値と第２乗算値の時間平均値との差分値は、第１乗算値の時間平均値又は第２乗算値の時間平均値と比べて、略０となる。よって、以上に記載の効果を有する装置を提供することができる。

【0022】

また、本開示は、以上に記載の移動体検出装置と、前記直交検波回路と、レーダ装置と、を備えることを特徴とするドップラーレーダシステムである。

【0023】

この構成によれば、以上に記載の効果を有するシステムを提供することができる。

【0024】

また、本開示は、以上に記載の移動体検出装置が備える各処理部が行なう各処理ステップをコンピュータに実行させるための移動体検出プログラムである。

【0025】

この構成によれば、以上に記載の効果を有するプログラムを提供することができる。

【0026】

また、本開示は、以上に記載の移動体検出装置が備える各処理部が行なう各処理ステップを実行することを特徴とする移動体検出方法である。

【0027】

この構成によれば、以上に記載の効果を有する手順を実行することができる。

【発明の効果】

【0028】

このように、本開示は、ドップラーレーダを利用して、歩行者又は車両等の移動体を検出するにあたり、降雨の動き又は草木の揺れ等の環境雑音を、歩行者又は車両等の移動体として誤検出することを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】従来技術の移動体検出処理の原理を示す図である。

【図2】従来技術の移動体検出処理の原理を示す図である。

【図3】従来技術の環境雑音存在時の解決課題を示す図である。

【図4】本開示のドップラーレーダシステムの構成を示す図である。

【図5】本開示の移動体検出処理の原理を示す図である。

【図6】本開示の移動体検出処理の手順を示す図である。

【図7】本開示の移動体検出処理のシミュレーション結果を示す図である。

【図8】本開示の移動体検出処理のシミュレーション結果を示す図である。

【図9】本開示の移動体検出処理の実際の検出結果を示す図である。

【図10】本開示の環境雑音存在時の解決結果を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0030】

添付の図面を参照して本開示の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本開示の実施の例であり、本開示は以下の実施形態に制限されるものではない。

【0031】

（本開示のドップラーレーダシステムの構成）
本開示のドップラーレーダシステムの構成を図４に示す。ドップラーレーダシステムＳは、マイクロ波等を利用して、歩行者又は車両等の移動体Ｍを検出するために、ドップラーレーダ装置Ｒ及び移動体検出装置Ｄを備える。しかし、ドップラーレーダシステムＳは、降雨の動き又は草木の揺れ等の環境雑音Ｅを検出することがある。

【0032】

ドップラーレーダ装置Ｒは、局部発振器２、増幅器３、送信アンテナ４、受信アンテナ５、増幅器６、乗算器７、π／２移相器８、乗算器９、ハイパスフィルタ１０、ハイパスフィルタ１１、増幅器１２及び増幅器１３を備える。移動体検出装置Ｄは、Ｄ／Ａ変換器１、Ａ／Ｄ変換器１４、Ａ／Ｄ変換器１５、π／２移相器１６、乗算器１７、π／２移相器１８、乗算器１９、時間平均部２０、時間平均部２１、減算器２２、加算器２３及び移動体検出部２４を備え、図６に示すプログラムをコンピュータにインストールされる。

【0033】

Ｄ／Ａ変換器１は、局部発振器２の制御電圧を出力する。局部発振器２は、レーダ送信信号を生成する。増幅器３は、レーダ送信信号を増幅する。送信アンテナ４は、レーダ送信信号を照射する。受信アンテナ５は、レーダ反射信号を受信する。増幅器６は、レーダ反射信号を増幅する。乗算器７は、局部発振器２を用いて、Ｉ信号を出力する。乗算器９は、局部発振器２及びπ／２移相器８を用いて、Ｑ信号を出力する。

【0034】

ハイパスフィルタ１０は、Ｉ信号の直流成分を除去する。ハイパスフィルタ１１は、Ｑ信号の直流成分を除去する。増幅器１２は、Ｉ信号を増幅する（ＡＣアンプとして、Ｉ信号の直流成分を除去してもよい。）。増幅器１３は、Ｑ信号を増幅する（ＡＣアンプとして、Ｑ信号の直流成分を除去してもよい。）。Ａ／Ｄ変換器１４は、Ｉ信号を所定のサンプリングレートで量子化し、時系列データとして保存する。Ａ／Ｄ変換器１５は、Ｑ信号を所定のサンプリングレートで量子化し、時系列データとして保存する。

【0035】

π／２移相器１６、乗算器１７、π／２移相器１８、乗算器１９、時間平均部２０、時間平均部２１、減算器２２、加算器２３及び移動体検出部２４は、ドップラーレーダを利用して、歩行者又は車両等の移動体Ｍを検出するにあたり、降雨の動き又は草木の揺れ等の環境雑音Ｅを、歩行者又は車両等の移動体Ｍとして誤検出することを防止する。

【0036】

（本開示の移動体検出処理の原理及び手順）
本開示の移動体検出処理の原理を図５に示す。図５では、乗算器７、９が出力したＩ信号とＱ信号との位相差が、乗算器７、９が出力したＩ信号及びＱ信号をＳＴＦＴ解析したうえで、ＳＴＦＴ解析のピーク周波数成分の位相として算出される。そして、乗算器７、９が出力したＩ信号とＱ信号との位相差の出現頻度が、ヒストグラムにより表示される。

【0037】

移動体Ｍは、長時間にわたり、ドップラーレーダ装置Ｒに対する接近又は離反を持続し、乗算器７、９が出力したＩ信号とＱ信号との位相差の時間平均値は、略±９０度となる（図５の上段を参照。）。一方で、環境雑音Ｅは、個別に見れば、ドップラーレーダ装置Ｒに対する接近及び離反を重畳し、乗算器７、９が出力したＩ信号とＱ信号との位相差の瞬間値は、略±９０度となる（図５の下段を参照。）。しかし、環境雑音Ｅは、全体を見れば、ドップラーレーダ装置Ｒに対する接近及び離反を繰り返し、乗算器７、９が出力したＩ信号とＱ信号との位相差の時間平均値は、略０度となる（図５の下段を参照。）。

【0038】

本開示の移動体検出処理の手順を図６に示す。図５に示した移動体検出処理の原理に基づいて、図６では２種類の移動体検出処理の方法を説明する。

【0039】

乗算器１７は、乗算器７及びハイパスフィルタ１０が出力したＩ信号を、検出対象速度（歩行者の場合は約１ｍ／ｓ、車両の場合は約１０ｍ／ｓ。）に対応するドップラー周波数において、π／２移相器１６により略１／４周期ずらした信号Ｉｓと、乗算器９及びハイパスフィルタ１１が出力したＱ信号と、の乗算値ＱＩｓを算出する（ステップＳ１）。

【0040】

乗算器１９は、乗算器９及びハイパスフィルタ１１が出力したＱ信号を、検出対象速度（歩行者の場合は約１ｍ／ｓ、車両の場合は約１０ｍ／ｓ。）に対応するドップラー周波数において、π／２移相器１８により略１／４周期ずらした信号Ｑｓと、乗算器７及びハイパスフィルタ１０が出力したＩ信号と、の乗算値ＩＱｓを算出する（ステップＳ２）。

【0041】

時間平均部２０、時間平均部２１及び減算器２２は、乗算値ＱＩｓの時間平均値と乗算値ＩＱｓの時間平均値との差分値Ｄ１を算出する（ステップＳ３）。或いは、乗算値ＱＩｓと乗算値ＩＱｓとの差分値の時間平均値を算出しても、同様な結果を得られる。

【0042】

時間平均部２０、時間平均部２１及び加算器２３は、乗算値ＱＩｓの時間平均値と乗算値ＩＱｓの時間平均値との加算値Ｄ２を算出する（ステップＳ４）。或いは、乗算値ＱＩｓと乗算値ＩＱｓとの加算値の時間平均値を算出しても、同様な結果を得られる。

【0043】

まず、２種類の移動体検出処理の方法のうち、１つ目の移動体検出処理の方法を説明する。移動体検出部２４は、差分値Ｄ１に基づいて、環境雑音Ｅによるドップラー信号と比べて、移動体Ｍによるドップラー信号を強調し、移動体Ｍを検出する（ステップＳ５）。

【0044】

ここで、移動体Ｍについては、差分値Ｄ１は、乗算値ＱＩｓの時間平均値又は乗算値ＩＱｓの時間平均値と比べて、略２倍となる。一方で、環境雑音Ｅについては、差分値Ｄ１は、乗算値ＱＩｓの時間平均値又は乗算値ＩＱｓの時間平均値と比べて、略０となる。よって、信号対雑音比を改善したうえで、移動体Ｍを検出することができる。つまり、ドップラーレーダを利用して、移動体Ｍを検出するにあたり、環境雑音Ｅを移動体Ｍとして誤検出することを、従来と比べて確実に防止することができる。

【0045】

次に、２種類の移動体検出処理の方法のうち、２つ目の移動体検出処理の方法を説明する。移動体検出部２４は、加算値Ｄ２の絶対値が、差分値Ｄ１の絶対値と比べて大きいときに（ステップＳ６においてＹＥＳ）、ドップラー信号が環境雑音Ｅによるものと判断し、移動体Ｍの検出を中止する（ステップＳ７）。一方で、加算値Ｄ２の絶対値が、差分値Ｄ１の絶対値と比べて小さいときに（ステップＳ６においてＮＯ）、ドップラー信号が移動体Ｍによるものと判断し、移動体Ｍの検出を実行する（ステップＳ８）。

【0046】

ここで、移動体Ｍについては、加算値Ｄ２は、乗算値ＱＩｓの時間平均値又は乗算値ＩＱｓの時間平均値と比べて、略０となる。一方で、環境雑音Ｅについては、加算値Ｄ２は、乗算値ＱＩｓの時間平均値又は乗算値ＩＱｓの時間平均値と比べて、略２倍となる。よって、加算値Ｄ２及び差分値Ｄ１の一方ではなく加算値Ｄ２及び差分値Ｄ１の両方に基づいて、信号（雑音）を雑音（信号）として誤判定することなく、移動体Ｍを検出することができる。つまり、ドップラーレーダを利用して、移動体Ｍを検出するにあたり、環境雑音Ｅを移動体Ｍとして誤検出することを、さらに確実に防止することができる。

【0047】

ここで、時間平均部２０、時間平均部２１及び減算器２２は、環境雑音Ｅの接近と離反との間の変動周期と比べて同程度の移動平均期間にわたり、差分値Ｄ１を算出することが望ましい。すると、環境雑音Ｅについては、差分値Ｄ１は、乗算値ＱＩｓの時間平均値又は乗算値ＩＱｓの時間平均値と比べて、略０となり、以上に記載の効果を有する。

【0048】

一方で、時間平均部２０、時間平均部２１及び加算器２３は、環境雑音Ｅの接近と離反との間の変動周期と比べて同程度の移動平均期間にわたり、加算値Ｄ２を算出することが望ましい。すると、環境雑音Ｅについては、加算値Ｄ２は、乗算値ＱＩｓの時間平均値又は乗算値ＩＱｓの時間平均値と比べて、略２倍となり、以上に記載の効果を有する。

【0049】

なお、降雨の動きについては、接近と離反との間の変動周期が比較的短めであるため、移動平均期間を比較的短めにすればよい。また、草木の揺れについては、接近と離反との間の変動周期が比較的長めであるため、移動平均期間を比較的長めにすればよい。

【0050】

（本開示の移動体検出処理の具体例な結果）
本開示の移動体検出処理のシミュレーション結果を図７、８に示す。図７、８では、まず、局部発振器２の制御電圧が離散的に変更され、スパイクノイズが発生し、次に、局部発振器２の制御電圧が一定に設定され、移動体Ｍが接近と離反とを繰り返している。

【0051】

ここで、移動体検出処理のシミュレーションを容易にするために、様々な成分が重畳する環境雑音Ｅではなく、短期間の略矩形波状のスパイクノイズを採用した。そして、スパイクノイズは、局部発振器２の制御電圧の離散的変更時での、乗算器７、９が出力したドップラー信号の直流オフセット変動による、ハイパスフィルタ１０、１１が出力したドップラー信号のノイズ成分である。よって、乗算器７、９が出力したＩ信号とＱ信号との位相差の時間平均値は、レーダ周波数の離散的変化と、近距離の固定物からの反射位相変化又は送受信間の回り込み位相変化と、に応じて、略０度又は略１８０度となる。

【0052】

図７の左上欄では、Ｉ信号を示す。図７の左下欄では、Ｑ信号を示す。スパイクノイズについては、Ｉ信号とＱ信号との位相差の時間平均値は、略１８０度となる。移動体Ｍについては、Ｉ信号とＱ信号との位相差の時間平均値は、略±９０度となる。

【0053】

図７の右上欄では、乗算値ＱＩｓ、ＩＱｓを示す。図７の右下欄では、時間平均値ＱＩｓ－ｂａｒ、ＩＱｓ－ｂａｒ（－ｂａｒは時間平均値。）を示す。スパイクノイズについては、時間平均値ＱＩｓ－ｂａｒ、ＩＱｓ－ｂａｒは、互いに同符号となる。移動体Ｍについては、時間平均値ＱＩｓ－ｂａｒ、ＩＱｓ－ｂａｒは、互いに逆符号となる。

【0054】

図８の左上欄では、差分値Ｄ１を示す。図８の左下欄では、加算値Ｄ２を示す。スパイクノイズについては、差分値Ｄ１は、略０となり、加算値Ｄ２は、略２倍に増幅される。移動体Ｍについては、差分値Ｄ１は、略２倍に増幅され、加算値Ｄ２は、略０となる。

【0055】

図８の右上欄では、差分値Ｄ１の絶対値及び加算値Ｄ２の絶対値を示す。スパイクノイズについては、加算値Ｄ２の絶対値は、差分値Ｄ１の絶対値と比べて大きい。移動体Ｍについては、差分値Ｄ１の絶対値は、加算値Ｄ２の絶対値と比べて大きい。図８の右下欄では、加算値Ｄ２の絶対値が差分値Ｄ１の絶対値と比べて大きい期間について、つまり、スパイクノイズが検出された期間について、差分値Ｄ１が０に抑圧される。よって、差分値Ｄ１に基づいて、スパイクノイズが抑圧され、移動体Ｍのみが検出される。

【0056】

本開示の移動体検出処理の実際の検出結果を図９に示す。図９では、まず、環境雑音Ｅが発生し、次に、環境雑音Ｅが小さくなり、移動体Ｍが接近と離反とを繰り返している。

【0057】

図９の左上欄では、差分値Ｄ１を示す。図９の左下欄では、加算値Ｄ２を示す。環境雑音Ｅについては、差分値Ｄ１は、略０となり、加算値Ｄ２は、略２倍になる。移動体Ｍについては、差分値Ｄ１は、略２倍になり、加算値Ｄ２は、略０となる。

【0058】

図９の右上欄では、差分値Ｄ１の絶対値及び加算値Ｄ２の絶対値を示す。環境雑音Ｅについては、加算値Ｄ２の絶対値は、差分値Ｄ１の絶対値と比べて大きい。移動体Ｍについては、差分値Ｄ１の絶対値は、加算値Ｄ２の絶対値と比べて大きい。図９の右下欄では、加算値Ｄ２の絶対値が差分値Ｄ１の絶対値と比べて大きい期間について、つまり、環境雑音Ｅが検出された期間について、差分値Ｄ１が０に抑圧される。よって、実際の検出でも、差分値Ｄ１に基づいて、環境雑音Ｅが抑圧され、移動体Ｍのみが検出される。

【0059】

本開示の環境雑音存在時の解決結果を図１０に示す。図１０では、図３と同様に、歩行者又は車両等の移動体Ｍが、ドップラーレーダ装置Ｒの近傍に存在しておらず、環境雑音Ｅが、ドップラーレーダ装置Ｒにより検出されるかどうかを確認している。

【0060】

図１０の上段では、乗算器７が出力したＩ信号を示す。図１０の中段では、乗算器９が出力したＱ信号を示す。図１０の下段では、環境雑音Ｅが抑圧された差分値Ｄ１を示す。差分値Ｄ１が、正の接近閾値と比べて、小さいことを検出することにより、そして、負の離反閾値と比べて、大きいことを検出することにより、歩行者又は車両等の移動体Ｍが、ドップラーレーダ装置Ｒの近傍に存在していないことを検出することができる。

【産業上の利用可能性】

【0061】

本開示の移動体検出装置、ドップラーレーダシステム、移動体検出プログラム及び移動体検出方法は、街灯、自動販売機及びセキュリティセンサ等の、屋外へ設置するアプリケーションに適用することができ、演算コスト及び記憶コストを低減することができる。

【符号の説明】

【0062】

Ｓ：ドップラーレーダシステム
Ｒ：ドップラーレーダ装置
Ｄ：移動体検出装置
Ｍ：移動体
Ｅ：環境雑音
１：Ｄ／Ａ変換器
２：局部発振器
３：増幅器
４：送信アンテナ
５：受信アンテナ
６：増幅器
７：乗算器
８：π／２移相器
９：乗算器
１０：ハイパスフィルタ
１１：ハイパスフィルタ
１２：増幅器
１３：増幅器
１４：Ａ／Ｄ変換器
１５：Ａ／Ｄ変換器
１６：π／２移相器
１７：乗算器
１８：π／２移相器
１９：乗算器
２０：時間平均部
２１：時間平均部
２２：減算器
２３：加算器
２４：移動体検出部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】