知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(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】P2023034316
(43)【公開日】2023-03-13
(54)【発明の名称】電子機器、電子機器の制御方法、及びプログラム
(51)【国際特許分類】
G01S 13/931 20200101AFI20230306BHJP
G01S 13/34 20060101ALI20230306BHJP
G01S 7/02 20060101ALI20230306BHJP
【ＦＩ】
G01S13/931
G01S13/34
G01S7/02 216
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021140484
(22)【出願日】2021-08-30
(71)【出願人】
【識別番号】000006633
【氏名又は名称】京セラ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100147485
【弁理士】
【氏名又は名称】杉村 憲司
(74)【代理人】
【識別番号】230118913
【弁護士】
【氏名又は名称】杉村 光嗣
(74)【代理人】
【識別番号】100132045
【弁理士】
【氏名又は名称】坪内 伸
(72)【発明者】
【氏名】童 方偉
(72)【発明者】
【氏名】佐原 徹
(72)【発明者】
【氏名】本間 拓也
(72)【発明者】
【氏名】黒田 淳
(72)【発明者】
【氏名】山本 顕嗣
【テーマコード（参考）】
5J070
【Ｆターム（参考）】
5J070AB18
5J070AB24
5J070AC01
5J070AC02
5J070AC06
5J070AC13
5J070AD05
5J070AD10
5J070AE01
5J070AE09
5J070AF03
5J070AG05
5J070AG09
5J070AH12
5J070AH19
5J070AH31
5J070AH35
5J070AH50
5J070AK15
(57)【要約】
【課題】物体を良好に検出し得る電子機器、電子機器の制御方法、及びプログラムを提供する。
【解決手段】電子機器は、送信波を送信する送信アンテナと、送信波が反射された反射波を受信する受信アンテナと、送信波の放射パターンを制御する制御部と、送信波として送信される送信信号及び反射波として受信される受信信号に基づいて物体を検出する信号処理部と、を備える。制御部は、送信波が所定の単位で複数回送信される場合に放射パターンを変化させた送信波を少なくとも１回含むように制御する。信号処理部は、物体を複数回検出した結果のそれぞれにクラスタリングを行うことにより得られる複数のクラスタのうち、それぞれの代表点から所定の距離以内に他のクラスタの代表点が所定の回数以上存在するクラスタに基づいて、物体の検出結果を出力する。
【選択図】図２
【解決手段】電子機器は、送信波を送信する送信アンテナと、送信波が反射された反射波を受信する受信アンテナと、送信波の放射パターンを制御する制御部と、送信波として送信される送信信号及び反射波として受信される受信信号に基づいて物体を検出する信号処理部と、を備える。制御部は、送信波が所定の単位で複数回送信される場合に放射パターンを変化させた送信波を少なくとも１回含むように制御する。信号処理部は、物体を複数回検出した結果のそれぞれにクラスタリングを行うことにより得られる複数のクラスタのうち、それぞれの代表点から所定の距離以内に他のクラスタの代表点が所定の回数以上存在するクラスタに基づいて、物体の検出結果を出力する。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
送信波を送信する送信アンテナと、
前記送信波が反射された反射波を受信する受信アンテナと、
前記送信波の放射パターンを制御する制御部と、
前記送信波として送信される送信信号及び前記反射波として受信される受信信号に基づいて物体を検出する信号処理部と、
を備える電子機器であって、
前記制御部は、前記送信波が所定の単位で複数回送信される場合に放射パターンを変化させた送信波を少なくとも１回含むように制御し、
前記信号処理部は、前記物体を前記複数回検出した結果のそれぞれにクラスタリングを行うことにより得られる複数のクラスタのうち、それぞれの代表点から所定の距離以内に他のクラスタの代表点が所定の回数以上存在するクラスタに基づいて、前記物体の検出結果を出力する、電子機器。
前記送信波が反射された反射波を受信する受信アンテナと、
前記送信波の放射パターンを制御する制御部と、
前記送信波として送信される送信信号及び前記反射波として受信される受信信号に基づいて物体を検出する信号処理部と、
を備える電子機器であって、
前記制御部は、前記送信波が所定の単位で複数回送信される場合に放射パターンを変化させた送信波を少なくとも１回含むように制御し、
前記信号処理部は、前記物体を前記複数回検出した結果のそれぞれにクラスタリングを行うことにより得られる複数のクラスタのうち、それぞれの代表点から所定の距離以内に他のクラスタの代表点が所定の回数以上存在するクラスタに基づいて、前記物体の検出結果を出力する、電子機器。
【請求項2】
前記信号処理部は、前記物体を前記複数回検出した結果のそれぞれにクラスタリングを行うことにより得られる複数のクラスタのうち、それぞれの代表点から前記所定の距離以内に他のクラスタの代表点が前記複数回以上存在するクラスタに基づいて、前記物体の検出結果を出力する、請求項１に記載の電子機器。
【請求項3】
前記制御部は、前記送信波の位相を制御し、前記送信波が所定の単位で複数回送信される場合に位相を変化させた送信波を少なくとも１回含むように制御する、請求項１又は２に記載の電子機器。
【請求項4】
前記制御部は、前記送信波の放射方向の変化が所定の範囲以内になるように、前記送信波の位相を変化させる、請求項１から３のいずれかに記載の電子機器。
【請求項5】
前記制御部は、前記送信波の放射方向の変化が１°以上１５°以内になるように、前記送信波の位相を変化させる、請求項４に記載の電子機器。
【請求項6】
前記送信波を前記所定の単位で１フレームにおいて前記複数回送信する、請求項１から５のいずれかに記載の電子機器。
【請求項7】
前記信号処理部は、前記物体を前記複数回検出した結果のそれぞれにクラスタリングを行うことにより得られる複数のクラスタのうち代表点同士が所定の距離以内にあるクラスタから、前記選抜クラスタを選定する、請求項１から６のいずれかに記載の電子機器。
【請求項8】
前記信号処理部は、前記選抜クラスタの代表点の平均値、中央値、最小値、又は最大値のいずれかを、前記物体の検出結果として出力する、請求項１から７のいずれかに記載の電子機器。
【請求項9】
送信アンテナによって送信波を送信するステップと、
前記送信波が反射された反射波を受信アンテナによって受信するステップと、
前記送信波の放射パターンを制御するステップと、
前記送信波として送信される送信信号及び前記反射波として受信される受信信号に基づいて物体を検出するステップと、
前記送信波が所定の単位で複数回送信される場合に放射パターンを変化させた送信波を少なくとも１回含むように制御するステップと、
前記物体を前記複数回検出した結果のそれぞれにクラスタリングを行うことにより得られる複数のクラスタのうち、それぞれの代表点から所定の距離以内に他のクラスタの代表点が所定の回数以上存在するクラスタに基づいて、前記物体の検出結果を出力するステップと、
を含む、電子機器の制御方法。
前記送信波が反射された反射波を受信アンテナによって受信するステップと、
前記送信波の放射パターンを制御するステップと、
前記送信波として送信される送信信号及び前記反射波として受信される受信信号に基づいて物体を検出するステップと、
前記送信波が所定の単位で複数回送信される場合に放射パターンを変化させた送信波を少なくとも１回含むように制御するステップと、
前記物体を前記複数回検出した結果のそれぞれにクラスタリングを行うことにより得られる複数のクラスタのうち、それぞれの代表点から所定の距離以内に他のクラスタの代表点が所定の回数以上存在するクラスタに基づいて、前記物体の検出結果を出力するステップと、
を含む、電子機器の制御方法。
【請求項10】
電子機器に、
送信アンテナによって送信波を送信するステップと、
前記送信波が反射された反射波を受信アンテナによって受信するステップと、
前記送信波の放射パターンを制御するステップと、
前記送信波として送信される送信信号及び前記反射波として受信される受信信号に基づいて物体を検出するステップと、
前記送信波が所定の単位で複数回送信される場合に放射パターンを変化させた送信波を少なくとも１回含むように制御するステップと、
前記物体を前記複数回検出した結果のそれぞれにクラスタリングを行うことにより得られる複数のクラスタのうち、それぞれの代表点から所定の距離以内に他のクラスタの代表点が所定の回数以上存在するクラスタに基づいて、前記物体の検出結果を出力するステップと、
を実行させる、プログラム。
送信アンテナによって送信波を送信するステップと、
前記送信波が反射された反射波を受信アンテナによって受信するステップと、
前記送信波の放射パターンを制御するステップと、
前記送信波として送信される送信信号及び前記反射波として受信される受信信号に基づいて物体を検出するステップと、
前記送信波が所定の単位で複数回送信される場合に放射パターンを変化させた送信波を少なくとも１回含むように制御するステップと、
前記物体を前記複数回検出した結果のそれぞれにクラスタリングを行うことにより得られる複数のクラスタのうち、それぞれの代表点から所定の距離以内に他のクラスタの代表点が所定の回数以上存在するクラスタに基づいて、前記物体の検出結果を出力するステップと、
を実行させる、プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、電子機器、電子機器の制御方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
例えば自動車に関連する産業などの分野において、自車両と所定の物体との間の距離などを測定する技術が重要視されている。特に、近年、ミリ波のような電波を送信し、障害物などの物体に反射した反射波を受信することで、物体との間の距離などを測定するレーダ（RADAR（Radio Detecting and Ranging））の技術が、種々研究されている。このような距離などを測定する技術の重要性は、運転者の運転をアシストする技術、及び、運転の一部又は全部を自動化する自動運転に関連する技術の発展に伴い、今後ますます高まると予想される。
【0003】
上述のレーダのような技術において、受信信号に基づいて物体を検出したか否かを判定するアルゴリズムとして、種々のクラスタリング手法が知られている。例えば、特許文献１は、検出対象の特徴に基づいてクラスタリングを適応的に調整することにより、クラスタリングの品質を改善し、検出精度を向上させる試みを開示している。また、密度に準拠してデータをクラスタリングするアルゴリズムとして、ＤＢＳＣＡＮ(Density-based spatial clustering of applications with noise)が広く用いられている。物体の検出を判定する際に、クラスタリングが適切に実行されないと、物体を良好に検出できないことも想定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０２１－３４０２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
送信された送信波が所定の物体に反射した反射波を受信することにより、当該物体を良好に検出する技術が望まれている。
【0006】
本開示の目的は、物体を良好に検出し得る電子機器、電子機器の制御方法、及びプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
一実施形態に係る電子機器は、
送信波を送信する送信アンテナと、
前記送信波が反射された反射波を受信する受信アンテナと、
前記送信波の放射パターンを制御する制御部と、
前記送信波として送信される送信信号及び前記反射波として受信される受信信号に基づいて物体を検出する信号処理部と、
を備える。
前記制御部は、前記送信波が所定の単位で複数回送信される場合に放射パターンを変化させた送信波を少なくとも１回含むように制御する。
前記信号処理部は、記物体を前記複数回検出した結果のそれぞれにクラスタリングを行うことにより得られる複数のクラスタのうち、それぞれの代表点から所定の距離以内に他のクラスタの代表点が所定の回数以上存在するクラスタに基づいて、前記物体の検出結果を出力する。
送信波を送信する送信アンテナと、
前記送信波が反射された反射波を受信する受信アンテナと、
前記送信波の放射パターンを制御する制御部と、
前記送信波として送信される送信信号及び前記反射波として受信される受信信号に基づいて物体を検出する信号処理部と、
を備える。
前記制御部は、前記送信波が所定の単位で複数回送信される場合に放射パターンを変化させた送信波を少なくとも１回含むように制御する。
前記信号処理部は、記物体を前記複数回検出した結果のそれぞれにクラスタリングを行うことにより得られる複数のクラスタのうち、それぞれの代表点から所定の距離以内に他のクラスタの代表点が所定の回数以上存在するクラスタに基づいて、前記物体の検出結果を出力する。
【0008】
一実施形態に係る電子機器の制御方法は、
送信アンテナによって送信波を送信するステップと、
前記送信波が反射された反射波を受信アンテナによって受信するステップと、
前記送信波の放射パターンを制御するステップと、
前記送信波として送信される送信信号及び前記反射波として受信される受信信号に基づいて物体を検出するステップと、
前記送信波が所定の単位で複数回送信される場合に放射パターンを変化させた送信波を少なくとも１回含むように制御するステップと、
前記物体を前記複数回検出した結果のそれぞれにクラスタリングを行うことにより得られる複数のクラスタのうち、それぞれの代表点から所定の距離以内に他のクラスタの代表点が所定の回数以上存在するクラスタに基づいて、前記物体の検出結果を出力するステップと、
を含む。
送信アンテナによって送信波を送信するステップと、
前記送信波が反射された反射波を受信アンテナによって受信するステップと、
前記送信波の放射パターンを制御するステップと、
前記送信波として送信される送信信号及び前記反射波として受信される受信信号に基づいて物体を検出するステップと、
前記送信波が所定の単位で複数回送信される場合に放射パターンを変化させた送信波を少なくとも１回含むように制御するステップと、
前記物体を前記複数回検出した結果のそれぞれにクラスタリングを行うことにより得られる複数のクラスタのうち、それぞれの代表点から所定の距離以内に他のクラスタの代表点が所定の回数以上存在するクラスタに基づいて、前記物体の検出結果を出力するステップと、
を含む。
【0009】
一実施形態に係るプログラムは、
電子機器に、
送信アンテナによって送信波を送信するステップと、
前記送信波が反射された反射波を受信アンテナによって受信するステップと、
前記送信波の放射パターンを制御するステップと、
前記送信波として送信される送信信号及び前記反射波として受信される受信信号に基づいて物体を検出するステップと、
前記送信波が所定の単位で複数回送信される場合に放射パターンを変化させた送信波を少なくとも１回含むように制御するステップと、
前記物体を前記複数回検出した結果のそれぞれにクラスタリングを行うことにより得られる複数のクラスタのうち、それぞれの代表点から所定の距離以内に他のクラスタの代表点が所定の回数以上存在するクラスタに基づいて、前記物体の検出結果を出力するステップと、
を実行させる。
電子機器に、
送信アンテナによって送信波を送信するステップと、
前記送信波が反射された反射波を受信アンテナによって受信するステップと、
前記送信波の放射パターンを制御するステップと、
前記送信波として送信される送信信号及び前記反射波として受信される受信信号に基づいて物体を検出するステップと、
前記送信波が所定の単位で複数回送信される場合に放射パターンを変化させた送信波を少なくとも１回含むように制御するステップと、
前記物体を前記複数回検出した結果のそれぞれにクラスタリングを行うことにより得られる複数のクラスタのうち、それぞれの代表点から所定の距離以内に他のクラスタの代表点が所定の回数以上存在するクラスタに基づいて、前記物体の検出結果を出力するステップと、
を実行させる。
【発明の効果】
【0010】
一実施形態によれば、物体を良好に検出し得る電子機器、電子機器の制御方法、及びプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】一実施形態に係る電子機器の使用態様を説明する図である。
【図2】一実施形態に係る電子機器の構成を概略的に示す機能ブロック図である。
【図3】一実施形態に係る電子機器が処理する信号の構成を説明する図である。
【図4】一実施形態に係る電子機器による信号の処理を説明する図である。
【図5】一実施形態に係る電子機器による信号の処理を説明する図である。
【図6】一実施形態に係る電子機器による信号の処理を説明する図である。
【図7】一実施形態に係る電子機器の動作を説明するフローチャートである。
【図8】一実施形態に係る電子機器の動作を説明するフローチャートである。
【図9】一実施形態に係る電子機器の動作の例を示す図である。
【図10】一実施形態に係る電子機器の動作の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【0013】
一実施形態に係る電子機器は、例えば自動車などのような乗り物（移動体）に搭載されることで、当該移動体の周囲に存在する所定の物体をターゲットとして検出することができる。このために、一実施形態に係る電子機器は、移動体に設置した送信アンテナから、移動体の周囲に送信波を送信することができる。また、一実施形態に係る電子機器は、移動体に設置した受信アンテナから、送信波が反射された反射波を受信することができる。送信アンテナ及び受信アンテナの少なくとも一方は、例えば移動体に設置されたレーダセンサ等に備えられてもよい。
【0014】
以下、典型的な例として、一実施形態に係る電子機器が、乗用車のような自動車に搭載される構成について説明する。しかしながら、一実施形態に係る電子機器が搭載されるのは、自動車に限定されない。一実施形態に係る電子機器は、自動運転自動車、バス、タクシー、トラック、タクシー、オートバイ、自転車、船舶、航空機、ヘリコプター、トラクターなどの農作業装置、除雪車、清掃車、パトカー、救急車、及びドローンなど、種々の移動体に搭載されてよい。また、一実施形態に係る電子機器が搭載されるのは、必ずしも自らの動力で移動する移動体にも限定されない。例えば、一実施形態に係る電子機器が搭載される移動体は、トラクターにけん引されるトレーラー部分などとしてもよい。また、一実施形態に係る電子機器は、必ずしも移動体に搭載されなくてもよい。例えば、一実施形態に係る電子機器は、地面に対して固定された他の機器に取り付けられ又は内蔵されてもよい。また、一実施形態に係る電子機器は、例えば地面などに固定されてもよい。
【0015】
一実施形態に係る電子機器は、センサ及び所定の物体の少なくとも一方が移動し得るような状況において、センサと物体との間の距離などを測定することができる。また、一実施形態に係る電子機器は、センサ及び物体の双方が静止していても、センサと物体との間の距離などを測定することができる。また、本開示に含まれる自動車は、全長、全幅、全高、排気量、定員、又は積載量などによって限定されない。例えば、本開示の自働車には、排気量が６６０ｃｃより大きい自動車、及び排気量が６６０ｃｃ以下の自動車、いわゆる軽自動車なども含まれる。また、本開示に含まれる自動車は、エネルギーの一部若しくは全部に電気を利用し、モータを利用する自動車も含まれる。
【0016】
（一実施形態に係る電子機器の構成）
まず、一実施形態に係る電子機器による物体の検出の例を説明する。
まず、一実施形態に係る電子機器による物体の検出の例を説明する。
【0017】
【0018】
図１に示す移動体１００には、一実施形態に係る送信アンテナ及び受信アンテナを備える電子機器１が設置されている。また、図１に示す移動体１００は、一実施形態に係る電子機器１を搭載（例えば内蔵）していてもよい。電子機器１の具体的な構成については後述する。電子機器１は、後述のように、例えば送信アンテナ及び受信アンテナの少なくとも一方を備えるものとしてよい。図１に示す移動体１００は、乗用車のような自動車の車両としてよいが、任意のタイプの移動体としてよい。図１において、移動体１００は、例えば図に示すＹ軸正方向（進行方向）に移動（走行又は徐行）していてもよいし、他の方向に移動していてもよいし、また移動せずに静止していてもよい。
【0019】
図１に示すように、移動体１００には、送信アンテナを備える電子機器１が設置されている。図１に示す例において、送信アンテナ及び受信アンテナを備える電子機器１は、移動体１００の前方に１つだけ設置されている。ここで、電子機器１が移動体１００に設置される位置は、図１に示す位置に限定されるものではなく、適宜、他の位置としてもよい。例えば、図１に示すような電子機器１を、移動体１００の左側、右側、及び／又は、後方などに設置してもよい。また、このような電子機器１の個数は、移動体１００における測定の範囲及び／又は精度など各種の条件（又は要求）に応じて、１つ以上の任意の数としてよい。電子機器１は、移動体１００の内部に設置されているとしてもよい。移動体１００の内部とは、例えばバンパー内の空間、ボディ内の空間、ヘッドライト内の空間、又は運転スペースの空間などでよい。
【0020】
電子機器１は、送信アンテナから送信波として電磁波を送信する。例えば移動体１００の周囲に所定の物体（例えば図１に示す物体２００）が存在する場合、電子機器１から送信された送信波の少なくとも一部は、当該物体によって反射されて反射波となる。そして、このような反射波を例えば電子機器１の受信アンテナによって受信することにより、移動体１００に搭載された電子機器１は、当該物体をターゲットとして検出することができる。
【0021】
送信アンテナを備える電子機器１は、典型的には、電波を送受信するレーダ（RADAR（Radio Detecting and Ranging））センサとしてよい。しかしながら、電子機器１は、レーダセンサに限定されない。一実施形態に係る電子機器１は、例えば光波によるLIDAR（Light Detection and Ranging、Laser Imaging Detection and Ranging）の技術に基づくセンサとしてもよい。これらのようなセンサは、例えばパッチアンテナなどを含んで構成することができる。RADAR及びLIDARのような技術は既に知られているため、より詳細な説明は、適宜、簡略化又は省略することがある。
【0022】
図１に示す移動体１００に搭載された電子機器１は、送信アンテナから送信された送信波の反射波を受信アンテナから受信する。このようにして、電子機器１は、移動体１００から所定の距離内に存在する所定の物体２００をターゲットとして検出することができる。例えば、図１に示すように、電子機器１は、自車両である移動体１００と所定の物体２００との間の距離Ｌを測定することができる。また、電子機器１は、自車両である移動体１００と所定の物体２００との相対速度も測定することができる。さらに、電子機器１は、所定の物体２００からの反射波が、自車両である移動体１００に到来する方向（到来角θ）も測定することができる。
【0023】
ここで、物体２００とは、例えば移動体１００に隣接する車線を走行する対向車、移動体１００に並走する自動車、及び移動体１００と同じ車線を走行する前後の自動車などの少なくともいずれかとしてよい。また、物体２００とは、オートバイ、自転車、ベビーカー、歩行者などの人間、動物、昆虫その他の生命体、ガードレール、中央分離帯、道路標識、歩道の段差、壁、マンホール、又は障害物など、移動体１００の周囲に存在する任意の物体としてよい。さらに、物体２００は、移動していてもよいし、停止していてもよい。例えば、物体２００は、移動体１００の周囲に駐車又は停車している自動車などとしてもよい。
【0024】
図１において、電子機器１の大きさと、移動体１００の大きさとの比率は、必ずしも実際の比率を示すものではない。また、図１において、電子機器１は、移動体１００の外部に設置した状態を示してある。しかしながら、一実施形態において、電子機器１は、移動体１００の各種の位置に設置してよい。例えば、一実施形態において、電子機器１は、移動体１００のバンパーの内部に設置して、移動体１００の外観に現れないようにしてもよい。
【0025】
以下、典型的な例として、電子機器１の送信アンテナは、ミリ波（３０ＧＨｚ以上）又は準ミリ波（例えば２０ＧＨｚ～３０ＧＨｚ付近）などのような周波数帯の電波を送信するものとして説明する。例えば、センサ５の送信アンテナは、７７ＧＨｚ～８１ＧＨｚのように、４ＧＨｚの周波数帯域幅を有する電波を送信してもよい。
【0026】
図２は、一実施形態に係る電子機器１の構成例を概略的に示す機能ブロック図である。以下、一実施形態に係る電子機器１の構成の一例について説明する。
【0027】
ミリ波方式のレーダによって距離などを測定する際、周波数変調連続波レーダ（以下、ＦＭＣＷレーダ（Frequency Modulated Continuous Wave radar）と記す）が用いられることが多い。ＦＭＣＷレーダは、送信する電波の周波数を掃引して送信信号が生成される。したがって、例えば７９ＧＨｚの周波数帯の電波を用いるミリ波方式のＦＭＣＷレーダにおいて、使用する電波の周波数は、例えば７７ＧＨｚ～８１ＧＨｚのように、４ＧＨｚの周波数帯域幅を持つものとなる。７９ＧＨｚの周波数帯のレーダは、例えば２４ＧＨｚ、６０ＧＨｚ、７６ＧＨｚの周波数帯などの他のミリ波／準ミリ波レーダよりも、使用可能な周波数帯域幅が広いという特徴がある。以下、例として、このような実施形態について説明する。
【0028】
図２に示すように、一実施形態に係る電子機器１は、信号処理部１０を備えている。信号処理部１０は、信号発生処理部１１、受信信号処理部１２、及び通信インタフェース１３を備えてよい。また、一実施形態に係る電子機器１は、送信部として、送信ＤＡＣ２１、送信回路２２、ミリ波送信回路２３、位相制御部２４、及び、送信アンテナアレイ２５を備えている。また、一実施形態に係る電子機器１は、受信部として、受信アンテナアレイ３１、ミキサ３２、受信回路３３、及び、受信ＡＤＣ３４を備えている。一実施形態に係る電子機器１は、図２に示す機能部のうち少なくともいずれかを含まなくてもよいし、図２に示す機能部以外の機能部を含んでもよい。図２に示す電子機器１は、ミリ波帯域等の電磁波を用いた一般的なレーダと基本的に同様に構成した回路を用いて構成してよい。一方で、一実施形態に係る電子機器１において、信号処理部１０による信号処理は、従来の一般的なレーダとは異なる処理を含む。
【0029】
一実施形態に係る電子機器１が備える信号処理部１０は、電子機器１を構成する各機能部の制御をはじめとして、電子機器１全体の動作の制御を行うことができる。特に、信号処理部１０は、電子機器１が扱う信号について各種の処理を行う。信号処理部１０は、種々の機能を実行するための制御及び処理能力を提供するために、例えばＣＰＵ(Central Processing Unit)又はＤＳＰ(Digital Signal Processor)のような、少なくとも１つのプロセッサを含んでよい。信号処理部１０は、まとめて１つのプロセッサで実現してもよいし、いくつかのプロセッサで実現してもよいし、それぞれ個別のプロセッサで実現してもよい。プロセッサは、単一の集積回路として実現されてよい。集積回路は、ＩＣ（Integrated Circuit）ともいう。プロセッサは、複数の通信可能に接続された集積回路及びディスクリート回路として実現されてよい。プロセッサは、他の種々の既知の技術に基づいて実現されてよい。一実施形態において、信号処理部１０は、例えばＣＰＵ（ハードウェア）及び当該ＣＰＵで実行されるプログラム（ソフトウェア）として構成してよい。信号処理部１０は、信号処理部１０の動作に必要なメモリを適宜含んでもよい。
【0030】
信号処理部１０の信号発生処理部１１は、電子機器１から送信する信号を発生する。一実施形態に係る電子機器１において、信号発生処理部１１は、例えばチャープ信号のような送信信号（送信チャープ信号）を生成してよい。特に、信号発生処理部１１は、周波数が周期的に線形に変化する信号（線形チャープ信号）を生成してもよい。例えば、信号発生処理部１１は、周波数が時間の経過に伴って７７ＧＨｚから８１ＧＨｚまで周期的に線形に増大するチャープ信号としてもよい。また、例えば、信号発生処理部１１は、周波数が時間の経過に伴って７７ＧＨｚから８１ＧＨｚまで線形の増大（アップチャープ）及び減少（ダウンチャープ）を周期的に繰り返す信号を生成してもよい。信号発生処理部１１が生成する信号は、例えば信号処理部１０において予め設定されていてもよい。また、信号発生処理部１１が生成する信号は、例えば信号処理部１０の記憶部などに予め記憶されていてもよい。レーダのような技術分野で用いられるチャープ信号は既知であるため、より詳細な説明は、適宜、簡略化又は省略する。信号発生処理部１１によって生成された信号は、送信ＤＡＣ２１に供給される。このため、信号発生処理部１１は、送信ＤＡＣ２１に接続されてよい。
【0031】
送信ＤＡＣ（デジタル・アナログ・コンバータ）２１は、信号発生処理部１１から供給されるデジタル信号をアナログ信号に変換する機能を有する。送信ＤＡＣ２１は、一般的なデジタル・アナログ・コンバータを含めて構成してよい。送信ＤＡＣ２１によってアナログ化された信号は、送信回路２２に供給される。このため、送信ＤＡＣ２１は、送信回路２２に接続されてよい。
【0032】
送信回路２２は、送信ＤＡＣ２１によってアナログ化された信号を中間周波数(Intermediate Frequency：ＩＦ)の帯域に変換する機能を有する。送信回路２２は、一般的なＩＦ帯域の送信回路を含めて構成してよい。送信回路２２によって処理された信号は、ミリ波送信回路２３に供給される。このため、送信回路２２は、ミリ波送信回路２３に接続されてよい。
【0033】
ミリ波送信回路２３は、送信回路２２によって処理された信号を、ミリ波（ＲＦ波）として送信する機能を有する。ミリ波送信回路２３は、一般的なミリ波の送信回路を含めて構成してよい。ミリ波送信回路２３によって処理された信号は、位相制御部２４に供給される。このため、ミリ波送信回路２３は、位相制御部２４に接続されてよい。また、ミリ波送信回路２３によって処理された信号は、ミキサ３２にも供給される。このため、このため、ミリ波送信回路２３は、ミキサ３２にも接続されてよい。
【0034】
位相制御部２４は、ミリ波送信回路２３から供給された送信信号の位相を制御（調整）する。具体的には、位相制御部２４は、例えば信号処理部１０などによる制御に基づいて、ミリ波送信回路２３から供給された信号の位相を適宜早めたり遅らせたりすることにより、送信信号の位相を調整してよい。この場合、位相制御部２４は、複数の送信アンテナ（送信アンテナアレイ２５）から送信されるそれぞれの送信波Ｔの経路差に基づいて、それぞれの送信信号の位相を調整してもよい。位相制御部２４がそれぞれの送信信号の位相を適宜調整することにより、送信アンテナアレイ２５から送信される送信波Ｔは、所定の方向において強め合ってビームを形成する（ビームフォーミング）。この場合、ビームフォーミングの方向と、送信アンテナアレイ２５を構成する複数の送信アンテナがそれぞれ送信する送信信号の制御すべき位相量との相関関係は、例えば任意のメモリに記憶しておいてよい。位相制御部２４は、例えば任意のフェイズシフタなどを含んで構成されてもよい。位相制御部２４によって位相制御された送信信号は、送信アンテナアレイ２５に供給されてよい。また、位相制御部２４は、ミリ波送信回路２３の後段の位置のみではなく、適宜な位置に配置されてもよい。例えば、位相制御部２４は、信号発生処理部１１内部に配置され、複数の送信アンテナに対応した位相を予め送信信号に加えても良い。
【0035】
送信アンテナアレイ２５は、複数の送信アンテナをアレイ状に配列させたものである。図２においては、送信アンテナアレイ２５の構成を簡略化して示してある。送信アンテナアレイ２５は、ミリ波送信回路２３によって処理され位相制御部２４によって位相制御された信号を、電子機器１の外部に送信する。送信アンテナアレイ２５は、一般的なミリ波レーダにおいて用いられる送信アンテナアレイを含めて構成してよい。
【0036】
このようにして、一実施形態に係る電子機器１は、送信アンテナ（送信アンテナアレイ２５）を備え、送信アンテナアレイ２５から送信波として送信信号（例えば送信チャープ信号）を送信することができる。
【0037】
例えば、図２に示すように、電子機器１の周囲に物体２００が存在する場合を想定する。この場合、送信アンテナアレイ２５から送信された送信波の少なくとも一部は、物体２００によって反射される。送信アンテナアレイ２５から送信された送信波のうち、物体２００によって反射されるものの少なくとも一部は、受信アンテナアレイ３１に向けて反射され得る。
【0038】
受信アンテナアレイ３１は、反射波を受信する。ここで、当該反射波は、送信アンテナアレイ２５から送信された送信波のうち物体２００によって反射されたものの少なくとも一部としてよい。
【0039】
受信アンテナアレイ３１は、複数の受信アンテナをアレイ状に配列させたものである。図２においては、受信アンテナアレイ３１の構成を簡略化して示してある。受信アンテナアレイ３１は、送信アンテナアレイ２５から送信された送信波が反射された反射波を受信する。受信アンテナアレイ３１は、一般的なミリ波レーダにおいて用いられる受信アンテナアレイを含めて構成してよい。受信アンテナアレイ３１は、反射波として受信された受信信号を、ミキサ３２に供給する。このため、受信アンテナアレイ３１は、ミキサ３２に接続されてよい。
【0040】
ミキサ３２は、ミリ波送信回路２３によって処理された信号（送信信号）と、受信アンテナアレイ３１によって受信された受信信号とを、中間周波数(ＩＦ)の帯域に変換する。ミキサ３２は、一般的なミリ波レーダにおいて用いられるミキサを含めて構成してよい。ミキサ３２は、合成された結果として生成される信号を、受信回路３３に供給する。このため、ミキサ３２は、受信回路３３に接続されてよい。
【0041】
受信回路３３は、ミキサ３２によってＩＦ帯域に変換された信号をアナログ処理する機能を有する。受信回路３３は、一般的なＩＦ帯域に変換する受信回路を含めて構成してよい。受信回路３３によって処理された信号は、受信ＡＤＣ３４に供給される。このため、受信回路３３は、受信ＡＤＣ３４に接続されてよい。
【0042】
受信ＡＤＣ（アナログ・デジタル・コンバータ）３４は、受信回路３３から供給されるアナログ信号をデジタル信号に変換する機能を有する。受信ＡＤＣ３４は、一般的なアナログ・デジタル・コンバータを含めて構成してよい。受信ＡＤＣ３４によってデジタル化された信号は、信号処理部１０の受信信号処理部１２に供給される。このため、受信ＡＤＣ３４は、信号処理部１０に接続されてよい。
【0043】
信号処理部１０の受信信号処理部１２は、受信ＤＡＣ３４から供給されるデジタル信号に各種の処理を施す機能を有する。例えば、受信信号処理部１２は、受信ＤＡＣ３４から供給されるデジタル信号に基づいて、電子機器１から物体２００までの距離を算出する（測距）。また、受信信号処理部１２は、受信ＤＡＣ３４から供給されるデジタル信号に基づいて、物体２００の電子機器１に対する相対速度を算出する（測速）。さらに、受信信号処理部１２は、受信ＤＡＣ３４から供給されるデジタル信号に基づいて、物体２００の電子機器１から見た方位角を算出する（測角）。具体的には、受信信号処理部１２には、Ｉ／Ｑ変換されたデータが入力されてよい。このようなデータが入力されることにより、受信信号処理部１２は、距離（Range）方向及び速度（Velocity）方向の高速フーリエ変換（２Ｄ－ＦＦＴ）をそれぞれ行う。その後、受信信号処理部１２は、ＣＦＡＲ（Constant False Alarm Rate）などの処理による雑音点の除去による誤警報の抑制と一定確率化を行う。そして、受信信号処理部１２は、ＣＦＡＲの基準を満たす点に対して到来角度推定を行うことにより、物体２００の位置を得ることとなる。受信信号処理部１２によって測距、測速、及び測角された結果として生成される情報は、通信インタフェース１３に供給されてよい。また、信号処理部１０は、データ伝送のインタフェースとして、ＵＡＲＴ（Universal Asynchronous Receiver Transmitter）を用いるとしてもよい。
【0044】
信号処理部１０の通信インタフェース１３は、信号処理部１０の情報を例えば外部機器などに出力するインタフェースを含んで構成される。通信インタフェース１３は、物体２００の位置、速度、及び角度の少なくともいずれかの情報を、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）などの信号として、信号処理部１０の外部に出力してよい。物体２００の位置、速度、角度の少なくともいずれかの情報は、通信インタフェース１３を経て、電子機器１の外部に供給される。また、通信インタフェース１３は、信号処理部１０によって物体が検出された結果（検出結果）を、電子機器１の外部に供給してもよい。
【0045】
図２に示すように、一実施形態に係る電子機器１は、例えばＥＣＵ（Electronic Control Unit）などのような外部機器に、信号処理部１０による検出結果を出力してよい。ここで、外部機器とは、例えば移動体１００の様々な動作を制御してもよい。この場合、外部機器は、少なくとも１以上のＥＣＵにより構成されるものとしてもよい。
【0046】
図３は、信号処理部１０の信号発生処理部１１が生成するチャープ信号の例を説明する図である。
【0047】
図３は、ＦＣＭ（Fast-Chirp Modulation（高速チャープ変調））方式を用いた場合における１フレームの時間的構造を示す。図３は、ＦＣＭ方式の受信信号の一例を示している。ＦＣＭは、図３においてｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４，…，ｃｎのように示すチャープ信号を、短い間隔（例えば最大測距距離から算出される電磁波のレーダと物標との間の往復時間以上）で繰り返す方式である。ＦＣＭにおいては、受信信号の信号処理の都合上、図３に示すようなサブフレーム単位に区分けして、送受信の処理を行うことが多い。
【0048】
図３において、横軸は経過する時間を表し、縦軸は周波数を表す。図３に示す例において、信号発生処理部１１は、周波数が周期的に線形に変化する線形チャープ信号を生成する。図３においては、各チャープ信号を、ｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４，…，ｃｎのように示してある。図３に示すように、それぞれのチャープ信号において、時間の経過に伴って周波数が線形に増大する。
【0049】
図３に示す例において、ｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４，…，ｃｎのようにいくつかのチャープ信号を含めて、１つのサブフレームとしている。すなわち、図３に示すサブフレーム１及びサブフレーム２などは、それぞれｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４，…，ｃｎのようにいくつかのチャープ信号を含んで構成されている。また、図３に示す例において、サブフレーム１，サブフレーム２，…，サブフレームＮのようにいくつかのサブフレームを含めて、１つのフレーム（１フレーム）としている。すなわち、図３に示す１フレームは、Ｎ個のサブフレームを含んで構成されている。また、図３に示す１フレームをフレーム１として、その後に、フレーム２，フレーム３，…などが続いてよい。これらのフレームは、それぞれフレーム１と同様に、Ｎ個のサブフレームを含んで構成されてよい。また、フレーム同士の間には、所定の長さのフレームインターバルを含めてもよい。図３に示す１つのフレームは、例えば３０ミリ秒から５０ミリ秒程度の長さとしてよい。
【0050】
一実施形態に係る電子機器１において、信号発生処理部１１は、任意の数のフレームとして送信信号を生成してよい。また、図３においては、一部のチャープ信号は省略して示している。このように、信号発生処理部１１が生成する送信信号の時間と周波数との関係は、例えば信号処理部１０の記憶部などに記憶しておいてよい。
【0051】
このように、一実施形態に係る電子機器１は、複数のチャープ信号を含むサブフレームから構成される送信信号を送信してよい。また、一実施形態に係る電子機器１は、サブフレームを所定数含むフレームから構成される送信信号を送信してよい。
【0052】
以下、電子機器１は、図３に示すようなフレーム構造の送信信号を送信するものとして説明する。しかしながら、図３に示すようなフレーム構造は一例であり、例えば１つのサブフレームに含まれるチャープ信号は任意としてよい。すなわち、一実施形態において、信号発生処理部１１は、任意の数（例えば任意の複数）のチャープ信号を含むサブフレームを生成してよい。また、図３に示すようなサブフレーム構造も一例であり、例えば１つのフレームに含まれるサブフレームは任意としてよい。すなわち、一実施形態において、信号発生処理部１１は、任意の数（例えば任意の複数）のサブフレームを含むフレームを生成してよい。信号発生処理部１１は、異なる周波数の信号を生成してよい。信号発生処理部１１は、周波数ｆがそれぞれ異なる帯域幅の複数の離散的な信号を生成してもよい。
【0053】
図４は、図３に示したサブフレームの一部を、他の態様で示した図である。図４は、信号処理部１０の受信信号処理部１２（図２）において行う処理である２Ｄ－ＦＦＴ（Two Dimensional Fast Fourier Transform）を行った結果として、図３に示した送信信号を受信した受信信号の各サンプルを示したものである。
【0054】
図４に示すように、サブフレーム１，…，サブフレームＮのような各サブフレームにおいて各チャープ信号ｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４，…，ｃｎが格納されている。図４において、各チャープ信号ｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４，…，ｃｎは、それぞれ横方向に配列された升目によって示す各サンプルから構成されている。図４に示す受信信号は、図２に示した受信信号処理部１２において、２Ｄ－ＦＦＴ、ＣＦＡＲ、及び各サブフレームの統合信号処理が施される。
【0055】
【0056】
図５において、横方向はレンジ（距離）を表し、縦方向は速度を表している。図５に示す、塗りつぶされた点群ｓ１は、ＣＦＡＲ処理において閾値を超えた信号を示す点群である。図５に示す、塗りつぶされていない点群ｓ２は、ＣＦＡＲ処理において閾値を超えなかった、点群のないｂｉｎ（２Ｄ－ＦＦＴサンプル）を示す。図５において算出されたレンジ－ドップラー平面上の点群は、方向推定によりレーダからの方位が算出されて、物体２００を示す点群として、２次元平面上の位置及び速度が算出される。ここで、方向推定は、ビームフォーマ及び／又は部分空間法により算出されてよい。代表的な部分空間法のアルゴリズムには、ＭＵＳＩＣ（MUltiple SIgnal Classification）、及び、ＥＳＰＲＩＴ（Estimation of Signal Parameters via Rotation Invariance Technique）などがある。
【0057】
図６は、受信信号処理部１２が、方向推定を行った後に、図５に示したレンジ－ドップラー平面から、ＸＹ平面への点群座標の変換を行った結果の例を示す図である。図６に示すように、受信信号処理部１２は、ＸＹ平面上に点群ＰＧをプロットすることができる。ここで、点群ＰＧは、各点Ｐから構成されている。また、それぞれの点Ｐは、角度θ、及び、極座標における半径方向の速度Ｖｒを有している。
【0058】
受信信号処理部１２は、２Ｄ－ＦＦＴ及び角度推定の結果の少なくともいずれかに基づいて、送信波Ｔが送信された範囲に存在する物体を検出する。受信信号処理部１２は、それぞれ推定された距離の情報、速度の情報、及び角度情報に基づいて例えばクラスタリング処理を行うことにより、物体検出を行ってもよい。データをクラスタリング（グルーピング）する際に用いるアルゴリズムとして、例えばＤＢＳＣＡＮ（Density-based spatial clustering of applications with noise）などが知られている。これは、密度に準拠したクラスタリングを行うアルゴリズムである。クラスタリング処理においては、例えば検出される物体を構成するポイントの平均電力を算出してもよい。受信信号処理部１２において検出された物体の距離の情報、速度の情報、角度情報、及び電力の情報は、例えば外部機器などに供給されてもよい。この場合、移動体１００が自動車である場合、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）のような通信インタフェース１３を介して通信を行ってもよい。
【0059】
以上のように、電子機器１は、送信アンテナ（送信アンテナアレイ２５）と、受信アンテナ（受信アンテナアレイ３１）と、信号処理部１０と、位相制御部２４と、を備えてよい。送信アンテナ（送信アンテナアレイ２５）は、送信波Ｔを送信する。受信アンテナ（受信アンテナアレイ３１）は、送信波Ｔが反射された反射波Ｒを受信する。また、位相制御部２４は、送信アンテナアレイ２５が送信する送信波の放射パターンを制御する。例えば、位相制御部２４は、送信アンテナアレイ２５に含まれる送信アンテナの少なくとも１つが送信する送信波の位相を制御して（変化させて）よい。そして、信号処理部１０は、送信波Ｔとして送信される送信信号、及び、反射波Ｒとして受信される受信信号に基づいて、電子機器１の周囲において送信波Ｔを反射する物体（例えば物体２００など）を検出する。
【0060】
次に、一実施形態に係る電子機器１の動作を説明するに際し、まず、一般的なレーダの技術などにおける物体の検出について検討する。
【0061】
一実施形態に係る電子機器１は、送信波が反射された反射波を１回受信することにより、電子機器１の周囲において送信波を反射する物体を検出してよい。ここで、反射波を「１回」受信するとは、例えばミリ波レーダの場合、送信アンテナから放射される電波の所定の放射パターンの１つの単位（例えば１フレーム）を受信することとしてよい。この場合、電波の所定の放射パターンの１つの単位とは、その次の１つの単位と同じ放射パターンを有するものとしてもよい。以降の１つの単位についても、同様としてもよい。このような物体検出処理は、例えばミリ波レーダなどにおいて多くの場面で採用されている。
【0062】
ミリ波レーダの技術を用いた物体検出に関して、一般的に未検出(false-negative)及び誤検出(false-positive)のような課題が知られている。ここで、未検出とは、検出が望まれる対象を検出しないことを意味し、誤検出とは、検出が望まれない対象を検出してしまうことを意味するものとしてよい。レーダセンサの感度を下げ過ぎると未検出の問題が発生し得る一方、レーダセンサの感度を上げ過ぎると誤検出の問題が発生し得る。このように、誤検出の問題は、物体の検出率とトレードオフの関係にある。
【0063】
一般的に、ミリ波レーダのようなレーダセンサで物体の検出を行うと、その検出信号にはノイズ（ノイズ点）が含まれる。上述のように、送信波が反射された反射波を１回受信することにより対象物体を検出する場合も、周囲の環境によって、ノイズが発生し得る。このようなノイズの原因としては、例えば対象として検出が望まれない物体の存在、マルチパスの影響、及び／又は、レーダセンサの仕様（特性）などが想定される。例えば、対象とすべき物体に反射された反射波がさらに他の物体に反射するなどして複数の経路を伝播すると（マルチパス）、１つの物体が複数の物体として検出されるなどの問題を生じ得る。
【0064】
レーダセンサにおいて、上述のようなノイズが発生すると、例えばクラスタリングなどのような処理に影響を及ぼして、物体を検出する精度の低下を招き得る。例えば、上述のようなノイズは、物体を検出する際に実行される前述のＤＢＳＣＡＮなどのような処理に影響を及ぼし得る。
【0065】
例えばＤＢＳＣＡＮのようなクラスタリングにおいて、あるクラスタからある程度離れたノイズ点は、当該クラスタに含まれない。このため、当該クラスタに含まれる点群の代表点を算出する場合において、前述のノイズ点は当該代表点の位置に影響を与えない。ここで、クラスタに含まれる点群の代表点とは、例えば点群（クラスタ）に含まれる各点のＸ座標の平均値及びＹ座標の平均値として算出される点とするなど、各種の算出方法に基づくものとしてよい。一方、あるクラスタからある程度離れていないノイズ点は、当該クラスタに含まれてしまうことがある。このため、当該クラスタに含まれる点群の代表点を算出する場合において、前述のノイズ点は当該代表点の位置に影響を与え得る。このように、通常のＤＢＳＣＡＮのようなクラスタリングを行うと、あるクラスタの代表点の位置は、ノイズ点による影響を受け得る。したがって、通常のクラスタリングにおいては、ノイズ点の影響により物体の検出精度が低下し得る。
【0066】
そこで、一実施形態に係る電子機器１は、上述のような状況に鑑みて、物体の検出精度を向上し得る策を講じる。このために、一実施形態に係る電子機器１は、まず、（１）送信アンテナから送信波を送信する際、送信波の放射パターンを比較的短時間において少し変化させた送信を含み、複数回送信する。ここで、「送信波の放射パターンを変化させる」とは、送信波の位相を変化させることを含んでよい。そして、一実施形態に係る電子機器１は、（２）複数回受信した反射波に基づいて信号処理を実行する際に、好適な点群を選択して（又は好適でない点群を除外して）検出結果を算出する。これにより、一実施形態に係る電子機器１は、物体の検出精度を向上し得る。したがって、一実施形態に係る電子機器１によれば、物体を良好に検出し得る。以下、このような実施形態について、さらに説明する。
【0067】
まず、上記の項目（１）について説明する。
【0068】
一実施形態に係る電子機器１は、例えば図３に示したように、１フレーム（又は１サブフレーム）などを単位として、複数回連続して送信波を送信する。このように、１フレーム（又は１サブフレーム）などを単位として送信された送信波は、物体によってそれぞれ反射されて反射波となる。したがって、一実施形態に係る電子機器１は、１フレーム（又は１サブフレーム）などを単位として、送信波が複数回連続して反射された反射波をそれぞれ受信することにより、物体の検出を行う。
【0069】
ここで、１フレームなどを単位として複数回連続して送信波を送信する際、それぞれの送信波の放射パターンを変化させずに（すなわち同じ放射パターンの送信波を）複数回送信したとする。この場合、送信波が複数回連続して反射された反射波をそれぞれ受信しても、それぞれの反射波にはほとんど変化がなく、ほとんど同じ検出結果となることも想定される。
【0070】
一方、一実施形態に係る電子機器１は、１フレームなどを単位とした送信波を複数回連続して送信する際に、少なくとも１回の送信波の放射パターンを変化させてよい。これにより、一実施形態に係る電子機器１は、同じ物体を、異なる観点から、異なる特徴を含むものとして、複数回検出することができる。送信波の放射パターンを変化させる際、電子機器１の位相制御部２４は、例えば、送信アンテナアレイ２５に含まれる送信アンテナの少なくとも１つが送信する送信波の位相を変化させてよい。
【0071】
例えば、送信アンテナアレイ２５に含まれる全ての送信アンテナから同じ位相（同相）の送信波を送信する場合、当該送信波は、送信アンテナがアレイ状に並べられた方向と垂直な方向（直進方向と記す）に伝播する。この場合、送信波の波面は、送信アンテナがアレイ状に並べられた方向と平行になる。すなわち、送信波の放射方向は、送信アンテナがアレイ状に並べられた方向と垂直になる。
【0072】
一方、送信アンテナアレイ２５に含まれる送信アンテナの少なくとも１つから送信される送信波の位相が、他の送信アンテナから送信される送信波の位相と僅かに異なる場合、当該送信波は、前記直進方向から僅かにずれた方向に伝播する。この場合、送信波の波面は、送信アンテナがアレイ状に並べられた方向と平行にならない。すなわち、送信波の放射方向は、送信アンテナがアレイ状に並べられた方向と垂直にならない。
【0073】
送信波の放射方向が変化するのは、複数の送信アンテナから送信される送信波の位相の差は、送信波の伝播する距離の差を生じさせることに起因する。複数の送信アンテナから送信される送信波の位相の差は、送信波を送信するタイミングの差として制御してもよい。
【0074】
上述のように、放射パターンが異なる複数回の送信波が物体によって反射されると、電子機器１は、それぞれ物体によって反射される反射波を、異なる反射波として受信することができる。このように、一実施形態に係る電子機器１は、送信波の放射パターンを変化させることにより、同じ物体によって反射される反射波が異なり得ることを利用して、当該物体を複数の観点から検出することができる。例えば、同じ物体であっても、照射される光の方向などが異なると、視覚的に異なる像として認識されることがある。このような現象と似たような原理により、一実施形態に係る電子機器１は、送信する送信波の態様を変化させて、同じ物体を異なる態様で検出してよい。
【0075】
このように、一実施形態に係る電子機器１において、位相制御部２４は、送信波が所定の単位で複数回送信される場合に、放射パターンを変化させた送信波を少なくとも１回含むように制御してよい。例えば、一実施形態に係る電子機器１において、位相制御部２４は、送信波が所定の単位で複数回送信される場合に、位相を変化させた送信波を少なくとも１回含むように制御してもよい。この場合、位相制御部２４は、送信アンテナアレイ２５に含まれる送信アンテナの少なくとも１つが送信する送信波の位相を制御して（変化させて）よい。
【0076】
また、一実施形態において、位相制御部２４は、放射パターンを変化させた送信波を、１回より多く、すなわち２回以上含むように制御してもよい。また、一実施形態において、位相制御部２４は、送信波の放射パターンを毎回変化させるように制御してもよい。また、このような放射パターンの変化は、毎回同じ微小量の変化としてもよいし、異なる微小量の変化を含んでもよいし、例えば毎回ランダムに異なる微小量の変化としてもよい。
【0077】
上述のように、一実施形態に係る電子機器１は、送信アンテナアレイ２５に含まれる送信アンテナの少なくとも１つが送信する送信波の位相を変化させることにより、送信波の放射方向を変化させる。この場合、送信波の放射方向を大きく変化させると、送信波が同じ物体よって反射されずに、異なる物体によって反射され得る。すなわち、この場合、複数回送信される送信波によって、異なる物体が検出されてしまうおそれがある。このため、一実施形態に係る電子機器１は、送信アンテナアレイ２５に含まれる送信アンテナの少なくとも１つが送信する送信波の位相を変化させる際、送信波の放射方向が所定値を超えて大きく変化しないようにしてもよい。送信波の放射方向を変化させる許容値は、検出の対象及び／又は環境によって種々規定することができる。一例として、送信波の放射方向を変化させる許容値は、１°から３°の範囲としてもよい。また、一例として、送信波の放射方向を変化させる許容値は、０．５°から５°の範囲としてもよい。さらに、一例として、送信波の放射方向を変化させる許容値は、十数度までの範囲としてもよい。このように、一実施形態に係る電子機器１において、位相制御部２４は、送信波の放射方向の変化が例えば１°以上であって１５°以内になるように、送信波の位相を変化させてもよい。
【0078】
このように、送信波の送信パターン又は位相を変化させる際には、例えばデフォルト値から所定の微小量だけ変化させてもよいし、例えばデフォルト値から毎回ランダムな微小量だけ変化させてもよい。
【0079】
また、一実施形態に係る電子機器１は、上述のような送信波を所定の単位で複数回送信する場合、例えば１フレームのような短い時間において複数回送信してよい。例えば５０ｍｓのような比較的短い時間内に複数回の送信波を送信することにより、検出対象の物体が大きく移動する前に検出することを可能にする。このように、一実施形態に係る電子機器１は、送信波を所定の単位で１フレームにおいて複数回送信してもよい。例えば、簡単な場合としては、１フレームにおいて１つの単位をなす送信波を、複数回送信してもよい。
【0080】
次に、上記の項目（２）について説明する。
【0081】
上記の項目（２）において、一実施形態に係る電子機器１は、複数回受信した反射波に基づいて信号処理を実行する。この信号処理において、一実施形態に係る電子機器１は、ノイズを低減するための処理を行う。
【0082】
図７及び図８は、一実施形態に係る電子機器１の動作を説明するフローチャートである。図７は、電子機器１による送信波の送信から、物体検出の信号処理を行うための予備処理までの動作を示している。また、図８は、図７に示した予備処理の結果に基づいて行われる、一実施形態に係る物体検出処理を示している。以下、図７及び図８を参照して、一実施形態に係る電子機器１の動作を説明する。
【0083】
図７に示す動作が開始すると、一実施形態に係る電子機器１は、上述のように、放射パターンの異なる送信波を複数回送信する（ステップＳ１１）。ステップＳ１１において、電子機器１は、送信波の放射パターン（位相）を変化させて、例えば１フレームのような短時間で複数回送信する。ステップＳ１１における動作はすでに説明したため、より詳細な説明は省略する。
【0084】
ステップＳ１１において送信波が送信されると、電子機器１は、反射波を受信する（ステップＳ１２）。ステップＳ１１において、電子機器１は、送信波が複数回送信している。このため、ステップＳ１２において、電子機器１は、当該送信波が物体によって反射された反射波を複数回受信する。
【0085】
ステップＳ１２において反射波が受信されたら、電子機器１の信号処理部１０は、反射波に基づく受信信号、すなわち物体の検出結果にそれぞれクラスタリングを行う（ステップＳ１３）。ステップＳ１３において行われるクラスタリングは、例えば上述のＤＢＳＣＡＮなどとしてよいが、これに限定されるものではない。以下、説明の便宜のため、ステップＳ１３においては、クラスタリングとしてＤＢＳＣＡＮを行うものとして説明する。また、ステップＳ１３における処理は、例えば信号処理部１０の受信信号処理部１２が実行するものとしてよい。ステップＳ１３以降の処理についても、同様とする。ステップＳ１３において、信号処理部１０は、複数回受信した受信信号のそれぞれに対し、すなわち、複数回の検出結果のそれぞれに対し、クラスタリングの演算を行ってよい。
【0086】
ステップＳ１３においてクラスタリングが行われたら、信号処理部１０は、当該クラスタリングによって、クラスタが所定回数以上検出されたか否かを判定する（ステップＳ１４）。例えば、１回目の検出においてはクラスタが検出されず、２回目及び３回目の検出においてクラスタが検出された場合、ステップＳ１４において、信号処理部１０は、２回のクラスタを検出したとしてよい。また、ステップＳ１４において、信号処理部１０は、後の処理に必要な所定の回数以上のクラスタが検出されたか否かを判定してよい。ここで、後の処理とは、例えば後述の図８において説明するような、ノイズ点の影響を除去する処理としてよい。ステップＳ１４において、信号処理部１０は、クラスタが例えば２回以上又は３回以上検出されたか否か判定してよい。
【0087】
ステップＳ１４においてクラスタが所定回数以上検出されない場合、信号処理部１０は、図７に示す動作を終了してよい。一方、ステップＳ１４においてクラスタが所定回数以上検出された場合、信号処理部１０は、次のステップＳ１５の処理を実行してよい。
【0088】
ステップＳ１５において、信号処理部１０は、クラスタリングされたクラスタの代表点を算出するとともに、これら代表点同士の距離を算出する（ステップＳ１５）。ここで、クラスタの代表点とは、上述した「クラスタに含まれる点群の代表点」としてよい。すなわち、クラスタの代表点とは、例えば点群（クラスタ）に含まれる各点のＸ座標の平均値及びＹ座標の平均値として算出される点とするなど、各種の算出方法に基づくものとしてよい。また、ステップＳ１５において、反射波を複数回受信したことにより検出結果が複数存在する場合、クラスタの代表点も複数算出される。そして、ステップＳ１５において、信号処理部１０は、複数のクラスタの代表点同士の距離を算出する。
【0089】
例えば、信号処理部１０は、１回目の検出に基づくクラスタの代表点と、２回目の検出に基づくクラスタの代表点との間の距離を算出してよい。同様に、信号処理部１０は、１回目の検出に基づくクラスタの代表点と、３回目の検出に基づくクラスタの代表点との間の距離を算出してよい。同様に、信号処理部１０は、２回目の検出に基づくクラスタの代表点と、３回目の検出に基づくクラスタの代表点との間の距離を算出してよい。ステップＳ１５において、信号処理部１０は、複数のクラスタの代表点の全てについて、代表点同士の距離を算出してよい。
【0090】
ステップＳ１５においてクラスタの代表点同士の距離が算出されたら、信号処理部１０は、これらの距離がそれぞれ所定の閾値よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ１６）。ステップＳ１６においては、これらのクラスタが同じグループに属するものか否かを判定する。このため、ステップＳ１６における所定の閾値は、例えば１ｍなどのように同じグループと想定可能な距離としてよい。
【0091】
ステップＳ１６において代表点同士の距離が所定の閾値よりも小さい場合、信号処理部１０は、これらの代表点に対応するクラスタ同士が同じグループであると判定する（ステップＳ１７）。ここで、クラスタ同士が同じグループとは、これらのクラスタ（点群）が、同じ物体を検出した結果であるものとしてよい。一方、ステップＳ１６において代表点同士の距離が所定の閾値よりも小さくない場合、信号処理部１０は、これらの代表点に対応するクラスタ同士が同じグループでない、すなわち異なるグループであると判定する（ステップＳ１８）。ここで、クラスタ同士が異なるグループとは、これらのクラスタ（点群）が、同じ物体を検出した結果ではなく、異なる物体を検出した結果であるものとしてよい。
【0092】
図７に示す動作は、例えば送信波の１フレーム（又は１サブフレーム）などを単位として、繰り返し実行してよい。また、一実施形態において、上述したステップＳ１１からステップＳ１３までの動作をループさせてもよい。すなわち、一実施形態において、電子機器１は、ある放射パターンの送信波によって物体を検出してクラスタリングを行い、放射パターンを変化させた送信波で物体を検出してクラスタリングを行う、という動作を必要な回数繰り返してもよい。この場合、クラスタリングの結果は、例えば信号処理部１０において、任意のメモリなどに保存してもよい。
【0093】
また、上述したステップＳ１５からステップＳ１８までの動作に代えて、信号処理部１０は、例えば複数のクラスタの代表点にさらにＤＢＳＣＡＮのようなクラスタリングを行うことにより、クラスタ同士が同じグループであるか否かを判定してもよい。すなわち、この場合、信号処理部１０は、複数回の検出結果のそれぞれに対応するクラスタの代表点を、新たな点群として、この点群にＤＢＳＣＡＮのようなクラスタリングを行ってもよい。
【0094】
【0095】
図８に示す動作が開始すると、信号処理部１０は、図７のステップＳ１７において同じグループと判定された複数のクラスタそれぞれの代表点から所定の範囲（距離）内に存在する他のクラスタの代表点を計数（カウント）する（ステップＳ２１）。ここで、所定の範囲（距離）とは、同じ対象物を検出していると想定される範囲（距離）として、適宜設定してよい。例えば、所定の範囲（距離）とは、複数のクラスタそれぞれの代表点から１ｍの範囲（距離）としてもよい。
【0096】
例えば、図７のステップＳ１７において、クラスタＡ、クラスタＢ、クラスタＣ、及びクラスタＤの４つのクラスタが同じグループと判定されたとする。この場合、ステップＳ２１において、信号処理部１０は、クラスタＡの代表点から１ｍの範囲（距離）内に、クラスタＢ、クラスタＣ、及びクラスタＤの代表点が存在すするか否かを判定する。例えば、クラスタＢの代表点はクラスタＡの代表点から０．６ｍの位置にあり、クラスタＣの代表点はクラスタＡの代表点から０．８ｍの位置にあり、クラスタＤの代表点はクラスタＡの代表点から１．２ｍの位置にあったとする。この場合、信号処理部１０は、クラスタＡの代表点から１ｍの範囲（距離）内に存在する他のクラスタは２つとカウントする。
【0097】
ステップＳ２１において複数のクラスタそれぞれの代表点から所定の範囲（距離）内に存在する他のクラスタの代表点がカウントされたら、信号処理部１０は、カウントされた代表点が所定の数以上か否か判定する（ステップＳ２２）。ここで、所定の数とは、例えば１回、２回、又は３回などとしてよい。ステップＳ２２においてカウントされた代表点が所定の数以上である場合、信号処理部１０は、その代表点を含むクラスタの点群を対象物として検出してよい（ステップＳ２３）。このようにして、ステップＳ２３において検出される出力は、電子機器１から出力される検出結果としてよい。一方、ステップＳ２２においてカウントされた代表点が所定の数以上でない場合、信号処理部１０は、その代表点を含むクラスタの点群を対象物として検出しない（ステップＳ２４）。
【0098】
例えば、ステップＳ２２における所定の数を２回とする。上述の例において、クラスタＡの代表点から１ｍの範囲（距離）内に存在する他のクラスタは２つ（クラスタＢ及びクラスタＣ）であった。この場合、ステップＳ２２においてカウントされる代表点は２つであるため、クラスタＡ、クラスタＢ、及びクラスタＣに含まれる点群は、対象物として検出してよい。すなわち、クラスタＡ、Ｂ、及びＣは、選抜クラスタとする。このように、選抜クラスタとは、例えばステップＳ２１の処理において所定範囲内とカウントされたクラスタ（例えば上述の説明におけるクラスタＢ、Ｃ）、及び、カウントの基礎となった代表点を含むクラスタ（例えば上述の説明におけるクラスタＡ）を示すものとしてよい。一方、ステップＳ２２における所定の数を３回とする。上述の例において、クラスタＡの代表点から１ｍの範囲（距離）内に存在する他のクラスタは２つ（クラスタＢ及びクラスタＣ）であった。この場合、ステップＳ２２においてカウントされる代表点は２つであるため、クラスタＢ及びクラスタＣに含まれる点群は、対象物として検出しない。また、この場合、クラスタＤに含まれる点群も、対象物として検出しない。
【0099】
また、ステップＳ２３において出力される検出対象のクラスタの代表点は、上記選抜クラスタの代表点から算出される平均値、中央値、最小値、又は最大値などとしてよい。また、例えば、ステップＳ２１において利用されるクラスタの代表点、又は、ステップＳ２３において出力される検出対象のクラスタの代表点は、例えば各クラスタに含まれる各点のＸ座標の平均値及びＹ座標の平均値として算出される点などとしてもよい。また、例えば、ステップＳ２３において出力される検出対象のクラスタの代表点は、例えば選抜クラスタに含まれる各点のＸ座標の平均値及びＹ座標の中央値として算出される点などとしてもよい。このように、信号処理部１０は、選抜クラスタの代表点の平均値、中央値、最小値、又は最大値のいずれかを、物体の検出結果として出力してもよい。
【0100】
このように、一実施形態に係る電子機器１において、信号処理部１０は、所定のクラスタに基づいて、物体の検出結果を出力してよい。ここで、所定のクラスタとは、物体を複数回検出した結果のそれぞれにクラスタリングを行うことにより得られる複数のクラスタのうち、それぞれの代表点から所定の距離以内に他のクラスタの代表点が所定の回数以上存在するクラスタとしてよい。
【0101】
また、上述のように、一実施形態に係る電子機器１において、信号処理部１０は、図７のステップＳ１４からステップＳ１８までに示したように、複数のクラスタのうち同じグループに属するクラスタを用いて、図８に示す処理を実行してもよい。このように、信号処理部１０は、物体を複数回検出した結果のそれぞれにクラスタリングを行うことにより得られる複数のクラスタのうち代表点同士が所定の距離以内にあるクラスタから、選抜クラスタを選定してもよい。
【0102】
例えば、図７のステップＳ１７において、図９の（１）乃至（３）に示すクラスタが同じグループに属するクラスタと判定されたとする。例えば、図９の（１）に示すクラスタの代表点は、１回目に受信した反射波に基づいてクラスタリングした結果とする。同様に、図９の（２）に示すクラスタの代表点は、２回目に受信した反射波に基づいてクラスタリングした結果とする。また、図９の（３）に示すクラスタの代表点は、３回目に受信した反射波に基づいてクラスタリングした結果とする。
【0103】
例えば、図８のステップＳ２２における所定の数は、２であるとする。また、図９の（２）に示すクラスタの代表点の近傍には、マルチパスの影響を受けたクラスタの代表点が存在するものとする。この場合、図８のステップＳ２２において、図９の（１）に示すクラスタの代表点の近傍には、クラスタ（２）及び（３）に示すクラスタの代表点が存在し、カウントされるクラスタは２となる。したがって、図９の（１）、（２）、及び（３）のクラスタの代表点は、対象物の検出とし、選抜クラスタとしてよい。一方、図９の（２）に示すマルチパスクラスタの代表点は、（１）に示すクラスタの代表点の近傍範囲内にない。したがって、この場合、対象物として検出しない。このため、物体の検出結果は、（２）のマルチパスクラスタの代表点が除外された、クラスタ（１）、（２）、及び（３）のクラスタの代表点が選抜クラスタの代表点として出力される。一実施形態において、選抜クラスタの代表点の平均値等が、図９の（Ａ）に示すクラスタの代表点として出力されてよい。このように、一実施形態によれば、マルチパスクラスタの代表点は除去される。
【0104】
例えば、図８のステップＳ２２における所定の数は、２であるとする。また、図１０の（２）及び（３）に示すクラスタの代表点の近傍には、マルチパスの影響を受けたクラスタの代表点（マルチパスクラスタの代表点）が存在するものとする。今回は、図１０の（２）のマルチパスクラスタの代表点の近傍範囲内にクラスタ代表点をカウントし、図１０の（３）のマルチパスクラスタの代表点は１つしかないので、所定数の２に満たない。したがって、この場合、対象物の検出としない。すなわち、（２）及び（３）のマルチパスクラスタの代表点は除外される。
【0105】
一方、図１０の（１）、（２）又は（３）のいずれのクラスタの代表点の近傍範囲内にクラスタの代表点をカウントしても、カウント数は２となる。例えば、図１０の（１）に示すクラスタの代表点の近傍範囲内には、（２）及び（３）のクラスタの代表点が存在する。また、図１０の（２）に示すクラスタの代表点の近傍範囲内には、（１）及び（３）のクラスタ代表点が存在する。さらに、図１０の（３）に示すクラスタの代表点の近傍範囲内には、（２）及び（３）のクラスタ代表点が存在する。したがって、この場合、（１）、（２）、及び（３）のクラスタの代表点は対象物の検出とし、選抜クラスタとしてよい。また、この場合、（２）及び（３）のマルチパスクラスタの代表点は、いずれのクラスタの代表点の近傍範囲内でもないため、対象物の検出とせずに、除去されてよい。このため、物体の検出結果は、選抜クラスタの代表点の平均値等として、図９の（Ａ）に示すクラスタの代表点として出力される。図１０に示す破線は、各代表点の相対的な位置関係を示すための概念的な基準線である。
【0106】
このように、一実施形態に係る電子機器１によれば、複数回の検出結果に対して信号処理を行うことにより、物体の検出精度を向上することができる。すなわち、一実施形態に係る電子機器１によれば、物体の検出精度を低減し得るクラスタを除去することができる。このように、一実施形態に係る電子機器１によれば、ノイズ点すなわちマルチパスによる影響を除去することができる。
【0107】
図８のステップＳ２２において、所定の数は、適宜設定されるものとして説明した。しかしながら、図８のステップＳ２２における所定の数は、例えば、電子機器１における送信波の送信及び／又は反射波の受信に基づいて設定されてもよい。例えば、図８のステップＳ２２における所定の数は、送信波が送信された回数と同じ数としてもよい。また、例えば、図８のステップＳ２２における所定の数は、反射波が受信された回数と同じ数としてもよい。このように、一実施形態に係る電子機器１において、信号処理部１０は、所定のクラスタに基づいて、物体の検出結果を出力してよい。ここで、所定のクラスタとは、物体を複数回検出した結果のそれぞれにクラスタリングを行うことにより得られる複数のクラスタのうち、それぞれの代表点から所定の距離以内に他のクラスタの代表点が、送信波が送信される回数以上存在するクラスタとしてよい。
【0108】
【0109】
上述した実施形態において、放射パターンを変化させる際、位相制御部２４は送信波の位相を制御した（変化させた）。しかしながら、一実施形態に係る電子機器１は、放射パターンを変化させる際、送信波の位相のみならず、当該送信波の振幅を変化させてもよい。
【0110】
本開示を諸図面及び実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形又は修正を行うことが容易であることに注意されたい。したがって、これらの変形又は修正は本開示の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各機能部に含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能である。複数の機能部等は、１つに組み合わせられたり、分割されたりしてよい。上述した本開示に係る各実施形態は、それぞれ説明した各実施形態に忠実に実施することに限定されるものではなく、適宜、各特徴を組み合わせたり、一部を省略したりして実施され得る。つまり、本開示の内容は、当業者であれば本開示に基づき種々の変形および修正を行うことができる。したがって、これらの変形および修正は本開示の範囲に含まれる。例えば、各実施形態において、各機能部、各手段、各ステップなどは論理的に矛盾しないように他の実施形態に追加し、若しくは、他の実施形態の各機能部、各手段、各ステップなどと置き換えることが可能である。また、各実施形態において、複数の各機能部、各手段、各ステップなどを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。また、上述した本開示の各実施形態は、それぞれ説明した各実施形態に忠実に実施することに限定されるものではなく、適宜、各特徴を組み合わせたり、一部を省略したりして実施することもできる。
【0111】
上述した実施形態は、電子機器１としての実施のみに限定されるものではない。例えば、上述した実施形態は、電子機器１のような機器の制御方法として実施してもよい。さらに、例えば、上述した実施形態は、電子機器１のような機器及び／又は任意のコンピュータが実行するプログラムとして実施してもよい。
【0112】
また、上述した実施形態に係る電子機器１は、送信アンテナアレイ２５及び受信アンテナアレイ３１など、いわゆるレーダセンサを構成する部品を含むものとして説明した。しかしながら、一実施形態に係る電子機器は、例えば信号処理部１０のような構成として実施してもよい。この場合、信号処理部１０は、例えば、送信アンテナアレイ２５及び受信アンテナアレイ３１などが扱う信号を処理する機能を有するものとして実施してよい。
【符号の説明】
【0113】
１ 電子機器
１０ 信号処理部
１１ 信号発生処理部
１２ 受信信号処理部
１３ 通信インタフェース
２１ 送信ＤＡＣ
２２ 送信回路
２３ ミリ波送信回路
２４ 位相制御部
２５ 送信アンテナアレイ
３１ 受信アンテナアレイ
３２ ミキサ
３３ 受信回路
３４ 受信ＡＤＣ
１０ 信号処理部
１１ 信号発生処理部
１２ 受信信号処理部
１３ 通信インタフェース
２１ 送信ＤＡＣ
２２ 送信回路
２３ ミリ波送信回路
２４ 位相制御部
２５ 送信アンテナアレイ
３１ 受信アンテナアレイ
３２ ミキサ
３３ 受信回路
３４ 受信ＡＤＣ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】