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】P2024104601
(43)【公開日】2024-08-05
(54)【発明の名称】物体検知装置、物体検知方法及びプログラム
(51)【国際特許分類】
G01S 13/87 20060101AFI20240729BHJP
G01S 13/26 20060101ALI20240729BHJP
【ＦＩ】
G01S13/87
G01S13/26
【審査請求】未請求
【請求項の数】13
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023008906
(22)【出願日】2023-01-24
(71)【出願人】
【識別番号】000004237
【氏名又は名称】日本電気株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100110928
【弁理士】
【氏名又は名称】速水 進治
(72)【発明者】
【氏名】山之内 慎吾
(72)【発明者】
【氏名】中島 良介
(72)【発明者】
【氏名】池田 昇平
(72)【発明者】
【氏名】工藤 健太郎
【テーマコード（参考）】
5J070
【Ｆターム（参考）】
5J070AB08
5J070AC02
5J070AC06
5J070AK15
5J070AK22
5J070BD01
(57)【要約】
【課題】複数の対象物が異なる速度で移動する場合でも、インコヒーレンスパラメータ値の推定を可能にし、帯域補間法によるレーダの高分解能化を実現する。
【解決手段】
本発明は、互いに異なる周波数帯で、一定時間内に周波数を変化させた電波パルスを照射し、物体からの反射波を受信し、ベースバンド信号を生成する第一の送受信部１０１１及び第二の送受信部１０１２と、第一の送受信部１０１１と第二の送受信部１０１２が合計で３つ以上の電波パルスを照射した時に得られるベースバンド信号から、第一の送受信部１０１２が生成したベースバンド信号と第二の送受信部１０１２が生成したベースバンド信号の位相ずれを推定し、推定結果に基づき、第一の送受信部１０１１が照射した電波パルスの周波数帯から第二の送受信部１０１２が照射した電波パルスの周波数帯までを補間した帯域補間信号を生成する演算部１０１４と、を備えた物体検知装置１０００を提供する。
【選択図】図１
【解決手段】
本発明は、互いに異なる周波数帯で、一定時間内に周波数を変化させた電波パルスを照射し、物体からの反射波を受信し、ベースバンド信号を生成する第一の送受信部１０１１及び第二の送受信部１０１２と、第一の送受信部１０１１と第二の送受信部１０１２が合計で３つ以上の電波パルスを照射した時に得られるベースバンド信号から、第一の送受信部１０１２が生成したベースバンド信号と第二の送受信部１０１２が生成したベースバンド信号の位相ずれを推定し、推定結果に基づき、第一の送受信部１０１１が照射した電波パルスの周波数帯から第二の送受信部１０１２が照射した電波パルスの周波数帯までを補間した帯域補間信号を生成する演算部１０１４と、を備えた物体検知装置１０００を提供する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
物体を検知する物体検知装置であって、
一定時間内に周波数を変化させた電波パルスを前記物体検知装置に対して相対運動する前記物体に照射し、前記物体からの反射波を受信し、照射した電波と受信した反射波からベースバンド信号を生成する第一の送受信部と、
前記第一の送受信部とは異なる周波数帯で一定時間内に周波数を変化させた電波パルスを前記物体に照射し、前記物体からの反射波を受信し、照射した電波と受信した反射波からベースバンド信号を生成する第二の送受信部と、
前記第一の送受信部と前記第二の送受信部が合計で３つ以上の電波パルスを照射した時に得られる前記ベースバンド信号から、前記第一の送受信部が生成した前記ベースバンド信号と前記第二の送受信部が生成した前記ベースバンド信号の位相ずれを推定する位相ずれ推定部と、
前記位相ずれ推定部において推定された前記第一の送受信部が生成した前記ベースバンド信号と前記第二の送受信部が生成した前記ベースバンド信号の位相ずれを補正した上で、前記第一の送受信部が生成した前記ベースバンド信号と前記第二の送受信部が生成した前記ベースバンド信号から、前記第一の送受信部が照射した電波パルスの周波数帯から前記第二の送受信部が照射した電波パルスの周波数帯までを補間した帯域補間信号を生成する帯域補間部と、を備える事を特徴とする物体検知装置。
一定時間内に周波数を変化させた電波パルスを前記物体検知装置に対して相対運動する前記物体に照射し、前記物体からの反射波を受信し、照射した電波と受信した反射波からベースバンド信号を生成する第一の送受信部と、
前記第一の送受信部とは異なる周波数帯で一定時間内に周波数を変化させた電波パルスを前記物体に照射し、前記物体からの反射波を受信し、照射した電波と受信した反射波からベースバンド信号を生成する第二の送受信部と、
前記第一の送受信部と前記第二の送受信部が合計で３つ以上の電波パルスを照射した時に得られる前記ベースバンド信号から、前記第一の送受信部が生成した前記ベースバンド信号と前記第二の送受信部が生成した前記ベースバンド信号の位相ずれを推定する位相ずれ推定部と、
前記位相ずれ推定部において推定された前記第一の送受信部が生成した前記ベースバンド信号と前記第二の送受信部が生成した前記ベースバンド信号の位相ずれを補正した上で、前記第一の送受信部が生成した前記ベースバンド信号と前記第二の送受信部が生成した前記ベースバンド信号から、前記第一の送受信部が照射した電波パルスの周波数帯から前記第二の送受信部が照射した電波パルスの周波数帯までを補間した帯域補間信号を生成する帯域補間部と、を備える事を特徴とする物体検知装置。
【請求項2】
前記第一の送受信部と前記第二の送受信部が照射する電波パルスの照射時間を同一に設定し、かつ前記第一の送受信部と前記第二の送受信部から照射する電波パルスの中心周波数と帯域幅の比を同一に設定する制御部と、
を備える事を特徴とする、請求項１に記載の物体検知装置。
を備える事を特徴とする、請求項１に記載の物体検知装置。
【請求項3】
前記位相ずれ推定部は、
前記ベースバンド信号に基づいて、前記ベースバンド信号の極を推定する極推定部と、
前記極の推定値に基づいて、電波パルスの周波数に対し線形に変化する位相ずれを表す周波数インコヒーレンスパラメータを推定する周波数インコヒーレンスパラメータ推定部と、
前記ベースバンド信号及び前記極の推定値に基づいて、前記ベースバンド信号の振幅係数を推定する振幅係数推定部と、
前記振幅係数の推定値に基づいて、電波パルスの周波数に依存しない位相ずれを表す位相インコヒーレンスパラメータを推定する位相インコヒーレンスパラメータ推定部と、
を備える事を特徴とする、請求項２に記載の物体検知装置。
前記ベースバンド信号に基づいて、前記ベースバンド信号の極を推定する極推定部と、
前記極の推定値に基づいて、電波パルスの周波数に対し線形に変化する位相ずれを表す周波数インコヒーレンスパラメータを推定する周波数インコヒーレンスパラメータ推定部と、
前記ベースバンド信号及び前記極の推定値に基づいて、前記ベースバンド信号の振幅係数を推定する振幅係数推定部と、
前記振幅係数の推定値に基づいて、電波パルスの周波数に依存しない位相ずれを表す位相インコヒーレンスパラメータを推定する位相インコヒーレンスパラメータ推定部と、
を備える事を特徴とする、請求項２に記載の物体検知装置。
【請求項4】
前記極推定部は、前記合計で３つ以上の電波パルスを照射した時に得られる３つ以上の前記ベースバンド信号各々の極を推定する請求項３に記載の物体検知装置。
【請求項5】
前記周波数インコヒーレンスパラメータ推定部は、３つ以上の前記ベースバンド信号各々の極の推定値に基づいて、前記周波数インコヒーレンスパラメータを推定する請求項４に記載の物体検知装置。
【請求項6】
前記振幅係数推定部は、３つ以上の前記ベースバンド信号と３つ以上の前記ベースバンド信号各々の極の推定値とに基づき、３つ以上の前記ベースバンド信号各々の前記振幅係数を推定する請求項４に記載の物体検知装置。
【請求項7】
前記位相インコヒーレンスパラメータ推定部は、３つ以上の前記ベースバンド信号各々の前記振幅係数の推定値に基づいて、前記位相インコヒーレンスパラメータを推定する請求項６に記載の物体検知装置。
【請求項8】
電波によって物体を検知するための物体検知方法であって、
少なくとも１つのコンピュータが、
一定時間内に周波数を変化させた電波パルスを物体検知装置に対して相対運動する前記物体に照射し、前記物体からの反射波を受信し、照射した電波と受信した反射波からベースバンド信号を生成する第一の送受信ステップと、
前記第一の送受信ステップとは異なる周波数帯で一定時間内に周波数を変化させた電波パルスを前記物体に照射し、前記物体からの反射波を受信し、照射した電波と受信した反射波からベースバンド信号を生成する第二の送受信ステップと、
前記第一の送受信ステップと前記第二の送受信ステップにおいて合計で３つ以上の電波パルスを照射した時に得られる前記ベースバンド信号から、前記第一の送受信ステップで生成した前記ベースバンド信号と前記第二の送受信ステップで生成した前記ベースバンド信号の位相ずれを推定する位相ずれ推定ステップと、
前記位相ずれ推定ステップにおいて推定された前記第一の送受信ステップで生成した前記ベースバンド信号と前記第二の送受信ステップで生成した前記ベースバンド信号の位相ずれを補正した上で、前記第一の送受信ステップで生成した前記ベースバンド信号と前記第二の送受信ステップで生成した前記ベースバンド信号から、前記第一の送受信ステップで照射した電波パルスの周波数帯から前記第二の送受信ステップで照射した電波パルスの周波数帯までを補間した帯域補間信号を生成する帯域補間ステップと、を実行する事を特徴とする物体検知方法。
少なくとも１つのコンピュータが、
一定時間内に周波数を変化させた電波パルスを物体検知装置に対して相対運動する前記物体に照射し、前記物体からの反射波を受信し、照射した電波と受信した反射波からベースバンド信号を生成する第一の送受信ステップと、
前記第一の送受信ステップとは異なる周波数帯で一定時間内に周波数を変化させた電波パルスを前記物体に照射し、前記物体からの反射波を受信し、照射した電波と受信した反射波からベースバンド信号を生成する第二の送受信ステップと、
前記第一の送受信ステップと前記第二の送受信ステップにおいて合計で３つ以上の電波パルスを照射した時に得られる前記ベースバンド信号から、前記第一の送受信ステップで生成した前記ベースバンド信号と前記第二の送受信ステップで生成した前記ベースバンド信号の位相ずれを推定する位相ずれ推定ステップと、
前記位相ずれ推定ステップにおいて推定された前記第一の送受信ステップで生成した前記ベースバンド信号と前記第二の送受信ステップで生成した前記ベースバンド信号の位相ずれを補正した上で、前記第一の送受信ステップで生成した前記ベースバンド信号と前記第二の送受信ステップで生成した前記ベースバンド信号から、前記第一の送受信ステップで照射した電波パルスの周波数帯から前記第二の送受信ステップで照射した電波パルスの周波数帯までを補間した帯域補間信号を生成する帯域補間ステップと、を実行する事を特徴とする物体検知方法。
【請求項9】
前記少なくとも１つのコンピュータが、さらに、
前記第一の送受信ステップと前記第二の送受信ステップで照射する電波パルスの照射時間を同一に設定し、かつ前記第一の送受信ステップと前記第二の送受信ステップで照射する電波パルスの中心周波数と帯域幅の比を同一に設定する制御ステップ、
を実行する事を特徴とする、請求項８に記載の物体検知方法。
前記第一の送受信ステップと前記第二の送受信ステップで照射する電波パルスの照射時間を同一に設定し、かつ前記第一の送受信ステップと前記第二の送受信ステップで照射する電波パルスの中心周波数と帯域幅の比を同一に設定する制御ステップ、
を実行する事を特徴とする、請求項８に記載の物体検知方法。
【請求項10】
前記位相ずれ推定ステップは、
前記ベースバンド信号に基づいて、前記ベースバンド信号の極を推定する極推定ステップと、
前記極の推定値に基づいて、前記電波パルスの周波数に対し線形に変化する位相ずれを表す周波数インコヒーレンスパラメータを推定する周波数インコヒーレンスパラメータ推定ステップと、
前記ベースバンド信号及び前記極の推定値に基づいて、前記ベースバンド信号の振幅係数を推定する振幅係数推定ステップと、
前記振幅係数の推定値に基づいて、前記電波パルスの周波数に依存しない位相ずれを表す位相インコヒーレンスパラメータを推定する位相インコヒーレンスパラメータ推定ステップと、
を備える事を特徴とする、請求項９に記載の物体検知方法。
前記ベースバンド信号に基づいて、前記ベースバンド信号の極を推定する極推定ステップと、
前記極の推定値に基づいて、前記電波パルスの周波数に対し線形に変化する位相ずれを表す周波数インコヒーレンスパラメータを推定する周波数インコヒーレンスパラメータ推定ステップと、
前記ベースバンド信号及び前記極の推定値に基づいて、前記ベースバンド信号の振幅係数を推定する振幅係数推定ステップと、
前記振幅係数の推定値に基づいて、前記電波パルスの周波数に依存しない位相ずれを表す位相インコヒーレンスパラメータを推定する位相インコヒーレンスパラメータ推定ステップと、
を備える事を特徴とする、請求項９に記載の物体検知方法。
【請求項11】
一定時間内に周波数を変化させた電波パルスを前記物体検知装置に対して相対運動する物体に照射し、前記物体からの反射波を受信し、照射した電波と受信した反射波からベースバンド信号を生成する第一の送受信部と、
前記第一の送受信部とは異なる周波数帯で一定時間内に周波数を変化させた電波パルスを前記物体に照射し、前記物体からの反射波を受信し、照射した電波と受信した反射波からベースバンド信号を生成する第二の送受信部と、
プロセッサと、を備え、物体を検知する物体検知装置において、
前記第一の送受信部と前記第二の送受信部が合計で３つ以上の電波パルスを照射した時に得られる前記ベースバンド信号から、前記第一の送受信部が生成した前記ベースバンド信号と前記第二の送受信部が生成した前記ベースバンド信号の位相ずれを推定する位相ずれ推定ステップと、
前記位相ずれ推定ステップにおいて推定された前記第一の送受信部が生成した前記ベースバンド信号と前記第二の送受信部が生成した前記ベースバンド信号の位相ずれを補正した上で、前記第一の送受信部が生成した前記ベースバンド信号と前記第二の送受信部が生成した前記ベースバンド信号から、前記第一の送受信部が照射した電波パルスの周波数帯から前記第二の送受信部が照射した電波パルスの周波数帯までを補間した帯域補間信号を生成する帯域補間ステップと、を実行させる事を特徴とするプログラム。
前記第一の送受信部とは異なる周波数帯で一定時間内に周波数を変化させた電波パルスを前記物体に照射し、前記物体からの反射波を受信し、照射した電波と受信した反射波からベースバンド信号を生成する第二の送受信部と、
プロセッサと、を備え、物体を検知する物体検知装置において、
前記第一の送受信部と前記第二の送受信部が合計で３つ以上の電波パルスを照射した時に得られる前記ベースバンド信号から、前記第一の送受信部が生成した前記ベースバンド信号と前記第二の送受信部が生成した前記ベースバンド信号の位相ずれを推定する位相ずれ推定ステップと、
前記位相ずれ推定ステップにおいて推定された前記第一の送受信部が生成した前記ベースバンド信号と前記第二の送受信部が生成した前記ベースバンド信号の位相ずれを補正した上で、前記第一の送受信部が生成した前記ベースバンド信号と前記第二の送受信部が生成した前記ベースバンド信号から、前記第一の送受信部が照射した電波パルスの周波数帯から前記第二の送受信部が照射した電波パルスの周波数帯までを補間した帯域補間信号を生成する帯域補間ステップと、を実行させる事を特徴とするプログラム。
【請求項12】
前記物体検知装置において、
前記第一の送受信部と前記第二の送受信部が照射する電波パルスの照射時間を同一に設定し、かつ前記第一の送受信部と前記第二の送受信部から照射する電波パルスの中心周波数と帯域幅の比を同一に設定する制御ステップを、実行させる事を特徴とする、請求項１１に記載のプログラム。
前記第一の送受信部と前記第二の送受信部が照射する電波パルスの照射時間を同一に設定し、かつ前記第一の送受信部と前記第二の送受信部から照射する電波パルスの中心周波数と帯域幅の比を同一に設定する制御ステップを、実行させる事を特徴とする、請求項１１に記載のプログラム。
【請求項13】
前記位相ずれ推定ステップは、
前記ベースバンド信号に基づいて、前記ベースバンド信号の極を推定する極推定ステップと、
前記極の推定値に基づいて、電波パルスの周波数に対し線形に変化する位相ずれを表す周波数インコヒーレンスパラメータを推定する周波数インコヒーレンスパラメータ推定ステップと、
前記ベースバンド信号及び前記極の推定値に基づいて、前記ベースバンド信号の振幅係数を推定する振幅係数推定ステップと、
前記振幅係数の推定値に基づいて、電波パルスの周波数に依存しない位相ずれを表す位相インコヒーレンスパラメータを推定する位相インコヒーレンスパラメータ推定ステップと、
を備える事を特徴とする、請求項１２に記載のプログラム。
前記ベースバンド信号に基づいて、前記ベースバンド信号の極を推定する極推定ステップと、
前記極の推定値に基づいて、電波パルスの周波数に対し線形に変化する位相ずれを表す周波数インコヒーレンスパラメータを推定する周波数インコヒーレンスパラメータ推定ステップと、
前記ベースバンド信号及び前記極の推定値に基づいて、前記ベースバンド信号の振幅係数を推定する振幅係数推定ステップと、
前記振幅係数の推定値に基づいて、電波パルスの周波数に依存しない位相ずれを表す位相インコヒーレンスパラメータを推定する位相インコヒーレンスパラメータ推定ステップと、
を備える事を特徴とする、請求項１２に記載のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電波を検知対象物に照射し、対象物から反射された電波により検知対象物の存在を認識及び識別するための物体検知装置、物体検知方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
レーダの高分解能化の手法として、帯域補間法が非特許文献１及び非特許文献２において開示されている。
【0003】
帯域補間法を実施する際のレーダ装置の構成図を図５に示す。帯域補間法の実施にあたり、図５で示すように、バンド１で動作するレーダ１１はバンド１の電波１３を対象物１０に照射し、対象物１０から反射された電波を受信する。レーダ１１は受信した電波からベースバンド信号を生成し、そのベースバンド信号を用いて対象物１０の検知を行う。また、バンド２で動作するレーダ１２はバンド２の電波１４を対象物１０に照射し、対象物１０から反射された電波を受信する。レーダ１２は受信した電波からベースバンド信号を生成し、そのベースバンド信号を用いて対象物１０の検知を行う。
【0004】
図６に、バンド１の電波１３を用いたレーダ１１による測定で得たベースバンド信号１と、バンド２の電波１４を用いたレーダ１２による測定で得たベースバンド信号２を示す。帯域補間法では、バンド１のベースバンド信号１とバンド２のベースバンド信号２のそれぞれをモデル化する。次いで、図７で示すようにバンド１のベースバンド信号１とバンド２のベースバンド信号２をそれぞれ外挿する。そして、図７で示すようにベースバンド信号１とベースバンド信号２が補間帯域を通じて接続されるように帯域補間ベースバンド信号３を生成し、帯域補間を行う。図６の帯域補間前では帯域幅はバンド１単独もしくはバンド２単独の値になる。これに対し、図７の帯域補間後では帯域幅がバンド１と補間帯域とバンド２の合計値に拡張されるため、レーダの高分解能化が実現される。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0005】
【非特許文献1】Kevin M. Cuomo, Jean E. Piou, and Joseph T. Mayhan, "Ultrawide -Band Coherent Processing", IEEE TRANSACTIONS ON ANTENNAS AND PROPAGATION, VOL. 47, NO. 6, JUNE 1999
【非特許文献2】Yong Qiang Zou, Xun Zhang Gao, Xiang Li & Yong Xiang Liu, "A Matrix Pencil Algorithm Based Multiband Iterative Fusion Imaging Method", Scientific Reports | 6:19440 | DOI: 10.1038/srep19440
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
図５で示した帯域補間法を実施する際のレーダ装置の構成において、バンド１のレーダ１１で得たベースバンド信号１とバンド２のレーダ１２で得たベースバンド信号２の間に位相ずれ（インコヒーレンス）が発生する。バンド１のベースバンド信号１とバンド２のベースバンド信号２を用いて帯域補間を実施する際、位相ずれを表すインコヒーレンスパラメータの値を正しく推定した上で、そのインコヒーレンスパラメータを補正する必要がある。
【0007】
非特許文献１及び非特許文献２では、対象物１０が移動していない（すなわちレーダ１１及びレーダ１２と対象物１０の相対速度が０である）前提で、インコヒーレンスパラメータを推定する方法が開示されている。一方で、対象物１０が移動している（すなわちレーダ１１及びレーダ１２と対象物１０の相対速度が０でない）場合のインコヒーレンスパラメータの推定方法は開示されていない。
【0008】
一般に、検知する対象物が複数あり、かつそれらの移動速度が対象物毎に異なる場合、対象物毎にインコヒーレンスパラメータが異なる値を持つようになる。したがって対象物が移動する場合に帯域補間を行うためには、各対象物のインコヒーレンスパラメータ値を個別に推定する事が要求される。しかしながら、帯域補間の実施前で分解能が改善していない状況では、各対象物を分離して検知する事が困難なため、各対象物のインコヒーレンスパラメータ値を個別に推定する事は困難である。
【0009】
本発明が解決しようとする課題の一例は、上述した問題を鑑み、複数の対象物が異なる速度で移動する場合でも、インコヒーレンスパラメータ値の推定を可能にし、帯域補間法によるレーダの高分解能化を実現する事である。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明の一態様によれば、
物体を検知する物体検知装置であって、
一定時間内に周波数を変化させた電波パルスを前記物体検知装置に対して相対運動する前記物体に照射し、前記物体からの反射波を受信し、照射した電波と受信した反射波からベースバンド信号を生成する第一の送受信部と、
前記第一の送受信部とは異なる周波数帯で一定時間内に周波数を変化させた電波パルスを前記物体に照射し、前記物体からの反射波を受信し、照射した電波と受信した反射波からベースバンド信号を生成する第二の送受信部と、
前記第一の送受信部と前記第二の送受信部が合計で３つ以上の電波パルスを照射した時に得られる前記ベースバンド信号から、前記第一の送受信部が生成した前記ベースバンド信号と前記第二の送受信部が生成した前記ベースバンド信号の位相ずれを推定する位相ずれ推定部と、
前記位相ずれ推定部において推定された前記第一の送受信部が生成した前記ベースバンド信号と前記第二の送受信部が生成した前記ベースバンド信号の位相ずれを補正した上で、前記第一の送受信部が生成した前記ベースバンド信号と前記第二の送受信部が生成した前記ベースバンド信号から、前記第一の送受信部が照射した電波パルスの周波数帯から前記第二の送受信部が照射した電波パルスの周波数帯までを補間した帯域補間信号を生成する帯域補間部と、を備える事を特徴とする物体検知装置が提供される。
物体を検知する物体検知装置であって、
一定時間内に周波数を変化させた電波パルスを前記物体検知装置に対して相対運動する前記物体に照射し、前記物体からの反射波を受信し、照射した電波と受信した反射波からベースバンド信号を生成する第一の送受信部と、
前記第一の送受信部とは異なる周波数帯で一定時間内に周波数を変化させた電波パルスを前記物体に照射し、前記物体からの反射波を受信し、照射した電波と受信した反射波からベースバンド信号を生成する第二の送受信部と、
前記第一の送受信部と前記第二の送受信部が合計で３つ以上の電波パルスを照射した時に得られる前記ベースバンド信号から、前記第一の送受信部が生成した前記ベースバンド信号と前記第二の送受信部が生成した前記ベースバンド信号の位相ずれを推定する位相ずれ推定部と、
前記位相ずれ推定部において推定された前記第一の送受信部が生成した前記ベースバンド信号と前記第二の送受信部が生成した前記ベースバンド信号の位相ずれを補正した上で、前記第一の送受信部が生成した前記ベースバンド信号と前記第二の送受信部が生成した前記ベースバンド信号から、前記第一の送受信部が照射した電波パルスの周波数帯から前記第二の送受信部が照射した電波パルスの周波数帯までを補間した帯域補間信号を生成する帯域補間部と、を備える事を特徴とする物体検知装置が提供される。
【0011】
また、本発明の他の一態様によれば、
電波によって物体を検知するための物体検知方法であって、
少なくとも１つのコンピュータが、
一定時間内に周波数を変化させた電波パルスを物体検知装置に対して相対運動する前記物体に照射し、前記物体からの反射波を受信し、照射した電波と受信した反射波からベースバンド信号を生成する第一の送受信ステップと、
前記第一の送受信ステップとは異なる周波数帯で一定時間内に周波数を変化させた電波パルスを前記物体に照射し、前記物体からの反射波を受信し、照射した電波と受信した反射波からベースバンド信号を生成する第二の送受信ステップと、
前記第一の送受信ステップと前記第二の送受信ステップにおいて合計で３つ以上の電波パルスを照射した時に得られる前記ベースバンド信号から、前記第一の送受信ステップで生成した前記ベースバンド信号と前記第二の送受信ステップで生成した前記ベースバンド信号の位相ずれを推定する位相ずれ推定ステップと、
前記位相ずれ推定ステップにおいて推定された前記第一の送受信ステップで生成した前記ベースバンド信号と前記第二の送受信ステップで生成した前記ベースバンド信号の位相ずれを補正した上で、前記第一の送受信ステップで生成した前記ベースバンド信号と前記第二の送受信ステップで生成した前記ベースバンド信号から、前記第一の送受信ステップで照射した電波パルスの周波数帯から前記第二の送受信ステップで照射した電波パルスの周波数帯までを補間した帯域補間信号を生成する帯域補間ステップと、を実行する事を特徴とする物体検知方法が提供される。
電波によって物体を検知するための物体検知方法であって、
少なくとも１つのコンピュータが、
一定時間内に周波数を変化させた電波パルスを物体検知装置に対して相対運動する前記物体に照射し、前記物体からの反射波を受信し、照射した電波と受信した反射波からベースバンド信号を生成する第一の送受信ステップと、
前記第一の送受信ステップとは異なる周波数帯で一定時間内に周波数を変化させた電波パルスを前記物体に照射し、前記物体からの反射波を受信し、照射した電波と受信した反射波からベースバンド信号を生成する第二の送受信ステップと、
前記第一の送受信ステップと前記第二の送受信ステップにおいて合計で３つ以上の電波パルスを照射した時に得られる前記ベースバンド信号から、前記第一の送受信ステップで生成した前記ベースバンド信号と前記第二の送受信ステップで生成した前記ベースバンド信号の位相ずれを推定する位相ずれ推定ステップと、
前記位相ずれ推定ステップにおいて推定された前記第一の送受信ステップで生成した前記ベースバンド信号と前記第二の送受信ステップで生成した前記ベースバンド信号の位相ずれを補正した上で、前記第一の送受信ステップで生成した前記ベースバンド信号と前記第二の送受信ステップで生成した前記ベースバンド信号から、前記第一の送受信ステップで照射した電波パルスの周波数帯から前記第二の送受信ステップで照射した電波パルスの周波数帯までを補間した帯域補間信号を生成する帯域補間ステップと、を実行する事を特徴とする物体検知方法が提供される。
【0012】
また、本発明の他の一態様によれば、
一定時間内に周波数を変化させた電波パルスを前記物体検知装置に対して相対運動する物体に照射し、前記物体からの反射波を受信し、照射した電波と受信した反射波からベースバンド信号を生成する第一の送受信部と、
前記第一の送受信部とは異なる周波数帯で一定時間内に周波数を変化させた電波パルスを前記物体に照射し、前記物体からの反射波を受信し、照射した電波と受信した反射波からベースバンド信号を生成する第二の送受信部と、
プロセッサと、を備え、物体を検知する物体検知装置において、
前記第一の送受信部と前記第二の送受信部が合計で３つ以上の電波パルスを照射した時に得られる前記ベースバンド信号から、前記第一の送受信部が生成した前記ベースバンド信号と前記第二の送受信部が生成した前記ベースバンド信号の位相ずれを推定する位相ずれ推定ステップと、
前記位相ずれ推定ステップにおいて推定された前記第一の送受信部が生成した前記ベースバンド信号と前記第二の送受信部が生成した前記ベースバンド信号の位相ずれを補正した上で、前記第一の送受信部が生成した前記ベースバンド信号と前記第二の送受信部が生成した前記ベースバンド信号から、前記第一の送受信部が照射した電波パルスの周波数帯から前記第二の送受信部が照射した電波パルスの周波数帯までを補間した帯域補間信号を生成する帯域補間ステップと、を実行させる事を特徴とするプログラムが提供される。
一定時間内に周波数を変化させた電波パルスを前記物体検知装置に対して相対運動する物体に照射し、前記物体からの反射波を受信し、照射した電波と受信した反射波からベースバンド信号を生成する第一の送受信部と、
前記第一の送受信部とは異なる周波数帯で一定時間内に周波数を変化させた電波パルスを前記物体に照射し、前記物体からの反射波を受信し、照射した電波と受信した反射波からベースバンド信号を生成する第二の送受信部と、
プロセッサと、を備え、物体を検知する物体検知装置において、
前記第一の送受信部と前記第二の送受信部が合計で３つ以上の電波パルスを照射した時に得られる前記ベースバンド信号から、前記第一の送受信部が生成した前記ベースバンド信号と前記第二の送受信部が生成した前記ベースバンド信号の位相ずれを推定する位相ずれ推定ステップと、
前記位相ずれ推定ステップにおいて推定された前記第一の送受信部が生成した前記ベースバンド信号と前記第二の送受信部が生成した前記ベースバンド信号の位相ずれを補正した上で、前記第一の送受信部が生成した前記ベースバンド信号と前記第二の送受信部が生成した前記ベースバンド信号から、前記第一の送受信部が照射した電波パルスの周波数帯から前記第二の送受信部が照射した電波パルスの周波数帯までを補間した帯域補間信号を生成する帯域補間ステップと、を実行させる事を特徴とするプログラムが提供される。
【発明の効果】
【0013】
本発明の一態様によれば、複数の対象物が異なる速度で移動する場合でも、インコヒーレンスパラメータ値の推定を可能にし、帯域補間法によるレーダの高分解能化を実現する物体検知装置、物体検知方法及びプログラムが実現される。
【図面の簡単な説明】
【0014】
上述した目的及びその他の目的、特徴及び利点は、以下に述べる公的な実施の形態、及びそれに付随する以下の図面によってさらに明らかになる。
【0015】
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明による物体検知装置、物体検知方法及びプログラムの好適な実施形態について添付図を参照して説明する。なお、以降に示す各図面において、同一又は相当部分の部位については、同一符号を付して示すこととし、その説明は繰り返さないことにする。
【0017】
以下、本発明の実施の形態における、物体検知装置、物体検知方法及びプログラムについて、図面を参照しながら説明する。本実施の形態では、複数の対象物が異なる速度で移動する場合でも、インコヒーレンスパラメータ値の推定を可能にし、帯域補間法によるレーダの高分解能化を実現する、物体検知装置、物体検知方法及びプログラムが開示される。
【0018】
（第一の実施の形態）
図１は、第一の実施の形態に係る物体検知装置１０００の概要を示す機能ブロック図である。物体検知装置１０００は、物体を検知する装置である。物体検知装置１０００は、第一の送受信部１０１１と、第二の送受信部１０１２と、制御部１０１３と、演算部１０１４とを有する。
図１は、第一の実施の形態に係る物体検知装置１０００の概要を示す機能ブロック図である。物体検知装置１０００は、物体を検知する装置である。物体検知装置１０００は、第一の送受信部１０１１と、第二の送受信部１０１２と、制御部１０１３と、演算部１０１４とを有する。
【0019】
第一の送受信部１０１１は、一定時間内に周波数を変化させた電波パルス（電波１００１）を、物体検知装置１０００に対して相対運動する対象物１００５（物体）に照射し、対象物１００５からの反射波（電波１００２）を受信する。そして、第一の送受信部１０１１は、照射した電波１００１と受信した反射波（電波１００２）からベースバンド信号を生成する。
【0020】
第二の送受信部１０１２は、第一の送受信部１０１１とは異なる周波数帯で一定時間内に周波数を変化させた電波パルス（電波１００３）を、対象物１００５に照射し、対象物１００５からの反射波（電波１００４）を受信する。そして、第二の送受信部１０１２は、照射した電波１００３と受信した反射波（電波１００４）からベースバンド信号を生成する。
【0021】
制御部１０１３は、第一の送受信部１０１１及び第二の送受信部１０１２を制御する。
【0022】
演算部１０１４は、第一の送受信装置１０１１が生成したベースバンド信号と第二の送受信装置１０１２が生成したベースバンド信号の位相ずれを推定する。演算部１０１４は、第一の送受信装置１０１１と第二の送受信装置１０１２が合計で３つ以上の電波パルスを照射した時に得られるベースバンド信号から上記位相ずれを推定する。
【0023】
また、演算部１０１４は、推定された位相ずれを補正した上で、第一の送受信部１０１１及び第二の送受信部１０１２のベースバンド信号から、第一の送受信部１０１１の周波数帯から第二の送受信部１０１２の周波数帯までを補間した帯域補間信号を生成する。「第一の送受信部１０１１の周波数帯」は、第一の送受信部１０１１が照射した電波パルスの周波数帯である。「第二の送受信部１０１２の周波数帯」は、第二の送受信部１０１２が照射した電波パルスの周波数帯である。
【0024】
演算部１０１４は、「位相ずれ推定部」及び「帯域補間部」として機能する。
【0025】
このような物体検知装置１０００によれば、複数の対象物が異なる速度で移動する場合でも、インコヒーレンスパラメータ値の推定を可能にし、帯域補間法によるレーダの高分解能化を実現する事ができる。
【0026】
（第二の実施の形態）
［装置構成］
最初に図１を用いて第二の実施の形態における物体検知装置１０００の構成について説明する。第二の実施の形態における物体検知装置１０００は、第一の実施の形態における物体検知装置１０００を具体化したものである。
［装置構成］
最初に図１を用いて第二の実施の形態における物体検知装置１０００の構成について説明する。第二の実施の形態における物体検知装置１０００は、第一の実施の形態における物体検知装置１０００を具体化したものである。
【0027】
図１に示す第二の実施の形態における物体検知装置１０００は、電波によって物体（以下、「対象物１００５」と表記する）を検知するための装置である。図１に示すように、物体検知装置１０００は、第一の送受信部１０１１と、第二の送受信部１０１２と、制御部１０１３と、演算部１０１４とを備えている。
【0028】
第一の送受信部１０１１は、中心周波数ｆｃ１を持つバンド１の電波の送受信を行う。第二の送受信部１０１２は、中心周波数ｆｃ２を持つバンド２の電波の送受信を行う。制御部１０１３は、第一の送受信部１０１１と第二の送受信部１０１２の制御を行う。演算部１０１４は、第一の送受信部１０１１と第二の送受信部１０１２から出力されるベースバンド信号に基づいて対象物１００５の検知を行う。
【0029】
第一の送受信部１０１１は、バンド１の電波１００１を対象物１００５に照射する第一の送信部１１０１と、対象物１００５から反射されたバンド１の電波１００２を受信する第一の受信部１１０２を備えている。また、第二の送受信部１０１２は、バンド２の電波１００３を対象物１００５に照射する第二の送信部１１０３と、対象物１００５から反射されたバンド２の電波１００４を受信する第二の受信部１１０４を備えている。
【0030】
次に、図２に第二の実施の形態における演算部１０１４の内部構成を示す。第二の実施の形態における演算部１０１４は、図２で示すように、位相ずれ推定部１３００と、帯域補間部１３０５と、物体検知部１３０６を備えている。位相ずれ推定部１３００は、極推定部１３０１と、周波数インコヒーレンスパラメータ推定部１３０２と、振幅係数推定部１３０３と、位相インコヒーレンスパラメータ推定部１３０４を備えている。
【0031】
［装置動作］
第一の実施の形態では、物体検知装置１０００を動作させることによって、物体検知方法が実施される。以下では、物体検知装置１０００の動作説明を通じて、第一の実施の形態における物体検知方法を説明する。
第一の実施の形態では、物体検知装置１０００を動作させることによって、物体検知方法が実施される。以下では、物体検知装置１０００の動作説明を通じて、第一の実施の形態における物体検知方法を説明する。
【0032】
第一の実施の形態における物体検知方法の説明において、図１乃至図３を参照する。図１は、物体検知装置１０００の構成を示す。図２は、演算部１０１４の構成を示す。図３は、第一の送信部１１０１から照射するバンド１の電波１００１と第二の送信部１１０３から照射するバンド２の電波１００３の周波数と照射タイミングを示す。
【0033】
図３で示すように、バンド１の第一の電波パルス１２０１と、バンド２の第二の電波パルス１２０２と、バンド１の第三の電波パルス１２０３の３つの電波パルスを用いる事が、第二の実施の形態の特徴である。なお、図３はあくまで一例であり、その他の構成を採用する事もできる。例えば、図３に示すように、バンド１の第一の電波パルス１２０１、及びバンド２の第二の電波パルス１２０２をこの順に照射した後、バンド２の第三の電波パルスを照射してもよい。
【0034】
非特許文献１及び非特許文献２に記載の従来例（図５及び図６参照）では、バンド１とバンド２の二つの信号から未知情報である対象物１０の位置変数を消去して、インコヒーレンスパラメータ値を推定する。ただし、対象物１０がレーダ１１及びレーダ１２に対し０でない相対速度で移動する場合、消去すべき未知情報が対象物１０の位置変数と速度変数の二つとなる。このような場合、バンド１とバンド２の二つの信号では得られる方程式の数が不足するため、対象物１０の位置変数と速度変数を消去して、インコヒーレンスパラメータ値を推定する事ができない。
【0035】
上記の従来例における問題点を解決するため、第二の実施の形態では、バンド１の第一の電波パルス１２０１と、バンド２の第二の電波パルス１２０２と、バンド１の第三の電波パルス１２０３の３つの電波パルスを用いる。このため、対象物１００５が物体検知装置１０００に対し０でない相対速度で移動し、消去すべき未知情報が対象物１００５の位置変数と速度変数の二つである場合でも、それら未知情報の消去に必要な数の方程式を確保できる。結果、インコヒーレンスパラメータ値の推定が可能となる。
【0036】
図１に示した装置構成において、第一の送信部１１０１は、検知対象となる対象物１００５に向けて、中心周波数ｆｃ１を持つバンド１の電波１００１を、図３内の第一の電波パルス１２０１として示した照射タイミングと周波数の設定に基づいて照射する。具体的には、第一の電波パルス１２０１は、電波パルス幅ＰＷ１の時間内に、中心周波数ｆｃ１とバンド幅ＢＷ１の周波数スイープを行う。第一の受信部１１０２は、対象物１００５から反射されたバンド１の電波１００２を受信する。さらに第一の受信部１１０２は、第一の送信部１１０１から照射した電波１００１と受信した電波１００２を用いてベースバンド信号を生成し、同ベースバンド信号を演算部１０１４に出力する。
【0037】
ここで、対象物１００５がＭ個存在したとする。そして、その中のｍ番目（ｍ＝１、２、・・・、Ｍ）の対象物１００５ｍが、物体検知装置１０００から距離ｒｍの位置に存在し、物体検知装置１０００に対し相対速度ｖｍで移動しているものとする。
【0038】
この時、バンド１の第一の電波パルス１２０１を送受信して得られるベースバンド信号ｓ１（ｋ）は、以下の式（１）で示す全極モデルにより与えられる。
【0039】
【数1】
【0040】
ここで、ｋはベースバンド信号ｓ１（ｋ）のサンプリング番号であり、ベースバンド信号ｓ１（ｋ）のサンプリング点数をＮ１としてｋ＝０、１、・・・、Ｎ１－１の値を取る。
【0041】
式（１）におけるｐｍは、ｍ番目の対象物１００５ｍから反射された電波１００２ｍから生成されるベースバンド信号ｓ１（ｋ）の極であり、以下の式（２）で定義される。
【0042】
【数2】
【0043】
ここでΔｆはベースバンド信号ｓ１（ｋ）のステップ周波数であり、Δｆ＝ＢＷ１／（Ｎ１－１）で与えられる。ｃは光速である。また式（２）内のｒｍ１"は以下の式（３）で定義される距離の次元を持つ変数である。
【0044】
【数3】
【0045】
ここでα１はバンド１におけるチャープ率でありα1＝πＢＷ１／ＰＷ１で与えられる。
【0046】
式（１）におけるｂｍは、ｍ番目の対象物１００５ｍから反射された電波１００２ｍから生成されるベースバンド信号の振幅係数であり、以下の式（４）で定義される。
【0047】
【数4】
【0048】
Ｅｍはｍ番目の対象物１００５ｍから反射された電波１００２ｍの強度を表す実数値の変数である。また式（４）内のｒｍ１'は以下の式（５）で定義される距離の次元を持つ変数である。
【0049】
【数5】
【0050】
また式（４）内のｆｍｉｎ１はベースバンド信号ｓ１（ｋ）の最小周波数であり、以下の式（６）で与えられる。
【0051】
【数6】
【0052】
次に、第二の送信部１１０３は、対象物１００５に向けて、中心周波数ｆｃ２を持つバンド２の電波１００３を、図３内の第二の電波パルス１２０２として示した照射タイミングと周波数の設定に基づいて照射する。具体的には、第二の電波パルス１２０２は、第一の電波パルス１２０１の照射開始時間からパルス繰り返し間隔ＰＲＩが経過した時点で照射を開始する。また第二の電波パルス１２０２は、パルス幅ＰＷ２の時間内に、中心周波数ｆｃ２とバンド幅ＢＷ２の周波数スイープを行う。第二の受信部１１０４は、対象物１００５から反射されたバンド２の電波１００４を受信する。さらに第二の受信部１１０４は、第二の送信部１１０３から照射した電波１００３と受信した電波１００４を用いてベースバンド信号を生成し、同ベースバンド信号を演算部１０１４に出力する。
【0053】
ここで、上記と同様に、対象物１００５がＭ個存在したとする。そして、その中のｍ番目（ｍ＝１、２、・・・、Ｍ）の対象物１００５ｍが、物体検知装置１０００から距離ｒｍの位置に存在し、物体検知装置１０００に対し相対速度ｖｍで移動しているものとする。
【0054】
この時、バンド２の第二の電波パルス１２０２を送受信して得られるベースバンド信号ｓ２（ｋ´)は、以下の式（７）で示す全極モデルにより与えられる。
【0055】
【数7】
【0056】
ここで、ｋ´はベースバンド信号ｓ２（ｋ´）のサンプリング番号であり、ベースバンド信号ｓ２（ｋ´)のサンプリング点数をＮ２としてｋ´＝０、１、・・・、Ｎ２－１の値を取る。
【0057】
式（７）におけるｑｍは、ｍ番目の対象物１００５ｍから反射された電波１００４ｍから生成されるベースバンド信号ｓ２（ｋ´）の極であり、以下の式（８）で定義される。
【0058】
【数8】
【0059】
ここでΔｆはベースバンド信号ｓ２（ｋ´）のステップ周波数であり、Δｆ＝ＢＷ2／（Ｎ2－１）で与えられる。式（８）内のθは、バンド１の送受信部１０１１とバンド２の送受信部１０１２が同期していない事もしくは同期ずれにより生じる位相ずれを表す周波数インコヒーレンスパラメータである。式（８）内のｒｍ2"は以下の式（９）で定義される距離の次元を持つ変数である。
【0060】
【数9】
【0061】
ここでα2はバンド２におけるチャープ率でありα2＝πＢＷ2／ＰＷ2で与えられる。
【0062】
式（７）におけるｄｍは、ｍ番目の対象物１００５ｍから反射された電波１００４ｍから生成されるベースバンド信号の振幅係数であり、以下の式（１０）で定義される。
【0063】
【数10】
【0064】
Ｅｍはｍ番目の対象物１００５ｍから反射された電波１００４ｍの強度を表す実数値の変数である。式（１０）内のηは、バンド１の送受信部１０１１とバンド２の送受信部１０１２が同期していない事もしくは同期ずれにより生じる位相ずれを表す位相インコヒーレンスパラメータである。また式（１０）内のｒｍ2'は以下の式（１１）で定義される距離の次元を持つ変数である。
【0065】
【数11】
【0066】
また式（１０）内のｆｍｉｎ２はベースバンド信号ｓ２（ｋ´）の最小周波数であり以下の式（１２）で与えられる。
【0067】
【数12】
【0068】
次に、第一の送信部１１０１は、検知対象となる対象物１００５に向けて、中心周波数ｆｃ１を持つバンド１の電波１００１を、図３内の第三の電波パルス１２０３として示した照射タイミングと周波数の設定に基づいて照射する。具体的には、第三の電波パルス１２０３は、第二の電波パルス１２０２の照射開始時間からパルス繰り返し間隔ＰＲＩが経過した時点で照射を開始する。また第三の電波パルス１２０３は、パルス幅ＰＷ１の時間内に、中心周波数ｆｃ１とバンド幅ＢＷ１の周波数スイープを行う。第一の受信部１１０２は、対象物１００５から反射されたバンド１の電波１００２を受信する。さらに第一の受信部１１０２は、第一の送信部１１０１から照射した電波１００１と受信した電波１００２を用いてベースバンド信号を生成し、同ベースバンド信号を演算部１０１４に出力する。
【0069】
ここで、上記と同様に、対象物１００５がＭ個存在したとする。そして、その中のｍ番目（ｍ＝１、２、・・・、Ｍ）の対象物１００５ｍが、物体検知装置１０００から距離ｒｍの位置に存在し、物体検知装置１０００に対し相対速度ｖｍで移動しているものとする。
【0070】
この時、バンド１の第三の電波パルス１２０３を送受信して得られるベースバンド信号ｓ３（ｋ）は、以下の式（１３）で示す全極モデルにより与えられる。
【0071】
【数13】
【0072】
ここで、ｋはベースバンド信号ｓ３（ｋ）のサンプリング番号であり、第一の電波パルス１２０１で得られるベースバンド信号ｓ１（ｋ）と同じくｋ＝０、１、・・・、Ｎ１－１の値を取る。
【0073】
式（１３）におけるｕｍは、ｍ番目の対象物１００５ｍから反射された電波１００２ｍから生成されるベースバンド信号ｓ３（ｋ）の極であり、以下の式（１４）で定義される。
【0074】
【数14】
【0075】
Δｆはベースバンド信号ｓ３（ｋ）のステップ周波数であり、Δｆ＝ＢＷ１／（Ｎ１－１）で与えられる。式（１４）内のｒｍ3"は以下の式（１５）で定義される距離の次元を持つ変数である。
【0076】
【数15】
【0077】
式（１３）におけるｇｍは、ｍ番目の対象物１００５ｍから反射された電波１００２ｍから生成されるベースバンド信号の振幅係数であり、以下の式（１６）で定義される。
【0078】
【数16】
【0079】
式（１６）内のｆｍｉｎ１はベースバンド信号ｓ３（ｋ）の最小周波数であり、上記式（６）で与えられる。式（１６）内のｒｍ3'は以下の式（１７）で定義される距離の次元を持つ変数である。
【0080】
【数17】
【0081】
第一の電波パルス１２０１で得られるベースバンド信号ｓ１（ｋ）と、第二の電波パルス１２０２で得られるベースバンド信号ｓ２（ｋ´)と、第三の電波パルス１２０３で得られるベースバンド信号ｓ３（ｋ）は、それぞれ図２で示した演算部１０１３内の極推定部１３０１に入力される。
【0082】
次に、極推定部１３０１（図２参照）の動作について説明する。極推定部１３０１は、入力された第一の電波パルス１２０１で得られるベースバンド信号ｓ１（ｋ）から、ベースバンド信号ｓ１（ｋ）の極ｐｍを推定する。極の推定方法としては、非特許文献２に記載されているmatrix pencil法を用いてよい。matrix pencil法による極の推定方法は以下のとおりである。
【0083】
まず、ＭＤＬ(minimum description length)やＡＩＣ(Akaike information criterion)により対象物１００５の個数Ｍを推定し、その推定値をＭ～とする。
【0084】
次に、以下の式（１８）と（１９）で示す（Ｎ１－Ｍ０）行×Ｍ０列の行列Ｘ０とＸ１をそれぞれベースバンド信号ｓ１（ｋ）から生成する。
【0085】
【数18】
【0086】
【数19】
【0087】
式（１８）と（１９）内のＭ０はpencil parameterと呼ばれる変数であり、Ｍ～≦Ｍ０≦（Ｎ１－Ｍ～）を満たす自然数の値に設定する。次に、行列Ｘ０とＸ１をそれぞれ式（２０）と（２１）で示すように特異値分解する。
【0088】
【数20】
【0089】
【数21】
【0090】
式（２０）と式（２１）内のΔM～とΣM～は次数Ｍ～の対角行列であり、ΔM0-M～とΣM0-M～は次数Ｍ０－Ｍ～の対角行列である。またＵ０、Ｖ０、Ｕ１、Ｖ１は（Ｎ１－Ｍ０）行×Ｍ～列の行列であり、Ｕ0´、Ｖ0´、Ｕ1´、Ｖ1´は（Ｎ１－Ｍ０）行×（Ｍ０－Ｍ～）列の行列である。
【0091】
次に、特異値分解で得た行列から、式（２２）で示す行列Ｘ0sと、式（２３）で示す行列Ｘ1sを生成する。
【0092】
【数22】
【0093】
【数23】
【0094】
以下の式（２４）で与えられる一般化固有値問題を解いて得られる固有値λが、極の推定値p～
ｍ（ｍ＝１、２、・・・Ｍ~）となる。
【0095】
【数24】
【0096】
極推定部１３０１は、同様の手順を第二の電波パルス１２０２で得られるベースバンド信号ｓ２（ｋ´）にも適用し、ベースバンド信号ｓ２（ｋ´）の極ｑ～
ｍ（ｍ＝１、２、・・・Ｍ～）を推定する。また、極推定部１３０１は、同様の手順を第三の電波パルス１２０３で得られるベースバンド信号ｓ３（ｋ）にも適用し、ベースバンド信号ｓ３（ｋ）の極ｕ～
ｍ（ｍ＝１、２、・・・Ｍ～）を推定する。
【0097】
極推定部１３０１で生成された極の推定値ｐ～
ｍとｑ～
ｍとｕ～
ｍ（ｍ＝１、２、・・・Ｍ～）は、周波数インコヒーレンスパラメータ推定部１３０２に入力される。
【0098】
次に、周波数インコヒーレンスパラメータ推定部１３０２（図２参照）の動作について説明する。周波数インコヒーレンスパラメータ推定部１３０２は、極の推定値ｐ～
ｍとｑ～
ｍとｕ～
ｍ（ｍ＝１、２、・・・Ｍ～）に基づいて、電波パルスの周波数に対し線形に変化する位相ずれを表す周波数インコヒーレンスパラメータを推定する。周波数インコヒーレンスパラメータ推定部１３０２に入力された極の推定値ｐ～
ｍとｑ～
ｍとｕ～
ｍ（ｍ＝１、２、・・・Ｍ～）を用いて、周波数インコヒーレンスパラメータの推定値θ～は以下の式（２５）のように表現される。
【0099】
【数25】
【0100】
式（２５）内のθｍ（ｍ＝１、２、・・・Ｍ～）は対象物１００５ｍの物体検知装置１０００に対する相対速度ｖｍが０でない場合に発生する周波数インコヒーレンスパラメータであり、以下の式（２６）で与えられる。
【0101】
【数26】
【0102】
なお式（２５）と（２６）は、式（２）、（３）、（８）、（９）、（１４）及び（１５）を用いて得られる周波数インコヒーレンスパラメータθと極ｐｍとｑｍとｕｍの関係式において、パラメータ（θ,ｐｍ,ｑｍ,ｕｍ）をそれらの推定値（θ～,ｐ～
ｍ,ｑ～
ｍ,ｕ～
ｍ）に置換して得られるものである。
【0103】
ここで、図１内の制御部１０１３は、相対速度ｖｍの効果で発生する周波数インコヒーレンスパラメータθｍの内、式（２６）内の右辺第１項の成分を消去するための制御を行う。具体的には、制御部１０１３は、第一の送受信部１０１１のパルス幅ＰＷ１と第二の送受信部１０１２のパルス幅ＰＷ２が等しくなるように、パルス幅ＰＷ１とＰＷ２を設定する。さらに、制御部１０１３は、相対速度ｖｍの効果で発生する周波数インコヒーレンスパラメータθｍの内、式（２６）内の右辺第２項の成分を消去するための制御を行う。具体的には、制御部１０１３は、ｆｃ２／α２＝ｆｃ１／α１を満たすように、第一の送受信部１０１１の中心周波数ｆｃ１とチャープ率α1と第二の送受信部１０１２の中心周波数ｆｃ２とチャープ率α２をそれぞれ設定する。なお、パルス幅がＰＷ１＝ＰＷ２の条件を満たす場合、ｆｃ２／α２＝ｆｃ１／α１の条件は中心周波数と帯域幅の条件ｆｃ２／ＢＷ２＝ｆｃ１／ＢＷ１と等価である。上記パルス幅と中心周波数とチャープ率もしくはバンド幅の制御により、対象物１００５ｍの物体検知装置１０００に対する相対速度ｖｍの値によらず常に相対速度ｖｍの効果で発生する周波数インコヒーレンスパラメータθｍ（ｍ＝１、２、・・・Ｍ～）を０にできる。
【0104】
第二の実施の形態では、制御部１０１３は、第一の送受信部１０１１と第二の送受信部１０１２のパルス幅と中心周波数とチャープ率もしくはバンド幅を上記のように設定（制御）する。そして、当該前提のもと、周波数インコヒーレンスパラメータ推定部１３０２は、入力された極の推定値ｐ～
ｍとｑ～
ｍとｕ～
ｍ（ｍ＝１、２、・・・Ｍ～）を用い、以下の式（２７）で周波数インコヒーレンスパラメータの推定値θ～を算出する。式（２７）は、式（２５）内の右辺第２項の成分を消去したものである。
【0105】
【数27】
【0106】
このように、第二の実施の形態では、第一の送受信部１０１１と第二の送受信部１０１２のパルス幅と中心周波数とチャープ率もしくはバンド幅の条件設定により、相対速度ｖｍの効果で発生するインコヒーレンスパラメータを消去する。当該手法は、非特許文献１及び非特許文献２に記載の従来例には無い第二の実施の形態の特徴である。
【0107】
次に、振幅係数推定部１３０３（図２参照）の動作について説明する。振幅係数推定部１３０３は、ベースバンド信号ｓ１（ｋ）と、ベースバンド信号ｓ１（ｋ）の極の推定値ｐ～
ｍ（ｍ＝１、２、・・・Ｍ～）を用いて、以下の式（２８）によりベースバンド信号ｓ１（ｋ）の振幅係数ｂｍの推定値ｂ～
ｍを生成する。ベースバンド信号ｓ１（ｋ）は、バンド１の第一の電波パルス１２０１を送受信して得られる信号であり、第一の送受信部１０１１により生成される。ベースバンド信号ｓ１（ｋ）の極の推定値ｐ～
ｍ（ｍ＝１、２、・・・Ｍ～）は、極推定部１３０１で生成された値である。
【0108】
【数28】
【0109】
式（２８）においてＴはベクトルの転置、Ｈは行列のエルミート共役を表す。また式（２８）内における行列Ｐ～は極の推定値ｐ～
ｍ（ｍ＝１、２、・・・Ｍ～）で構成されるVandermonde行列であり、式（２９）で与えられる。
【0110】
【数29】
【0111】
上記と同様の手順により、振幅係数推定部１３０３は、ベースバンド信号ｓ２（ｋ´）と、ベースバンド信号ｓ２（ｋ´）の極の推定値ｑ～
ｍ（ｍ＝１、２、・・・Ｍ～）を用いて、ベースバンド信号ｓ２（ｋ´）の振幅係数ｄｍの推定値ｄ～
ｍを生成する。ベースバンド信号ｓ２（ｋ´）は、バンド２の第二の電波パルス１２０２を送受信して得られる信号であり、第二の送受信部１０１２により生成される。ベースバンド信号ｓ２（ｋ´）の極の推定値ｑ～
ｍ（ｍ＝１、２、・・・Ｍ～）は、極推定部１３０１で生成された値である。
【0112】
さらに振幅係数推定部１３０３は、ベースバンド信号ｓ３（ｋ）と、ベースバンド信号ｓ３（ｋ）の極の推定値ｕ～
ｍ（ｍ＝１、２、・・・Ｍ～）を用いて、ベースバンド信号ｓ３（ｋ）の振幅係数ｇｍの推定値ｇ～
ｍを生成する。ベースバンド信号ｓ３（ｋ）は、バンド１の第一の電波パルス１２０１を送受信して得られる信号であり、第一の送受信部１０１１により生成される。ベースバンド信号ｓ３（ｋ）の極の推定値ｕ～
ｍ（ｍ＝１、２、・・・Ｍ～）は、極推定部１３０１で生成された値である。
【0113】
振幅係数推定部１３０３で生成された振幅係数の推定値b～
ｍとd～
ｍとg～
ｍ（ｍ＝１、２、・・・Ｍ～）は、位相インコヒーレンスパラメータ推定部１３０４に入力される。
【0114】
次に、位相インコヒーレンスパラメータ推定部１３０４（図２参照）の動作について説明する。位相インコヒーレンスパラメータ推定部１３０４は、振幅係数の推定値ｂ～
ｍとｄ～
ｍとｇ～
ｍ（ｍ＝１、２、・・・Ｍ～）に基づいて、電波パルスの周波数に依存しない位相ずれを表す位相インコヒーレンスパラメータを推定する。位相インコヒーレンスパラメータ推定部１３０４に入力された振幅係数の推定値ｂ～
ｍとｄ～
ｍとｇ～
ｍ（ｍ＝１、２、・・・Ｍ～）を用いて、位相インコヒーレンスパラメータの推定値η～は以下の式（３０）のように表現される。
【0115】
【数30】
【0116】
式（３０）内のηｍ（ｍ＝１、２、・・・Ｍ～）は対象物１００５ｍの物体検知装置１０００に対する相対速度ｖｍが０でない場合に発生する位相インコヒーレンスパラメータである。
【0117】
第二の実施の形態では、相対速度ｖｍによらず周波数インコヒーレンスパラメータθｍを消去するためのパルス幅の条件（ＰＷ１＝ＰＷ２）と、中心周波数とチャープ率の条件（ｆｃ２／α２＝ｆｃ１／α１）を適用する事は既に述べた。それらの条件を適用する場合において、相対速度ｖｍの効果で発生する位相インコヒーレンスパラメータηｍ（ｍ＝１、２、・・・Ｍ～）は以下の式（３１）で与えられる。
【0118】
【数31】
【0119】
なお式（３０）と（３１）は、式（３）～（５）と（９）～（１１）と（１５）～（１７）を用いて得られる位相インコヒーレンスパラメータηと振幅係数ｂｍとｄｍとｇｍの関係式において、パラメータ（η,ｂｍ,ｄｍ,ｇｍ）をそれらの推定値（η～,ｂ～
ｍ,ｄ～
ｍ,ｇ～
ｍ）に置換して得られるものである。
【0120】
通常、ｃ＞＞ｖｍ、ｆｃ１＞＞|ｆｍｉｎ１|=ＢＷ1／２、ｆｃ２＞＞|ｆｍｉｎ２|=ＢＷ２／２が成り立つ。このため、式（３１）における相対速度ｖｍの効果で発生する位相インコヒーレンスパラメータηｍ（ｍ＝１、２、・・・Ｍ～）は無視できる程０に近い値となる。したがって、位相インコヒーレンスパラメータ推定部１３０４は、入力された振幅係数の推定値ｂ～
ｍとｄ～
ｍとｇ～
ｍ（ｍ＝１、２、・・・Ｍ～）を用い、以下の式（３２）で位相インコヒーレンスパラメータの推定値η～を算出する。
【0121】
【数32】
【0122】
次に、帯域補間部１３０５（図２参照）の動作について説明する。帯域補間部１３０５には、ベースバンド信号ｓ１（ｋ）と、ベースバンド信号ｓ２（ｋ´）と、周波数インコヒーレンスパラメータの推定値θ～と、位相インコヒーレンスパラメータの推定値η～が入力される。ベースバンド信号ｓ１（ｋ）は、バンド１の第一の電波パルス１２０１を送受信して得られる信号（測定値）であり、第一の送受信部１０１１により生成される。ベースバンド信号ｓ２（ｋ´）は、バンド２の第二の電波パルス１２０２を送受信して得られる信号（測定値）であり、第二の送受信部１０１２により生成される。周波数インコヒーレンスパラメータの推定値θ～は、周波数インコヒーレンスパラメータ推定部１３０２で生成された値である。位相インコヒーレンスパラメータの推定値η～は、位相インコヒーレンスパラメータ推定部１３０４で生成された値である。
【0123】
帯域補間部１３０５は、以下の式（３３）で示すように、ベースバンド信号ｓ２（ｋ´）に対し周波数インコヒーレンスパラメータと位相インコヒーレンスパラメータの補正を行う。帯域補間部１３０５は、以下の式（３３）で示すように、周波数インコヒーレンスパラメータの推定値θ～と位相インコヒーレンスパラメータの推定値η～を用いて、当該補正を行う。
【0124】
【数33】
【0125】
式（３３）において、ｓ２´（ｋ´）が周波数インコヒーレンスパラメータと位相インコヒーレンスパラメータを補正した後のバンド２におけるベースバンド信号となる。
【0126】
次に、バンド１とバンド２、及びバンド１とバンド２の間の補間帯域の全てが定義域となる帯域補間後のベースバンド信号のモデルとして式（３４）の全極モデルを用いる。
【0127】
【数34】
【0128】
帯域補間後のベースバンド信号を生成するには、式（３４）の全極モデル内における振幅係数ｈｍと極ｗｍ（ｍ＝１、２、・・・、Ｍ～）の値を決定する必要がある。式（３４）の全極モデル内における振幅係数ｈｍと極ｗｍの決定方法として、以下の式（３５）で示す条件に基づき、式（３４）の全極モデル内における振幅係数ｈｍと極ｗｍを決定する方法が挙げられる。式（３５）は、バンド１におけるベースバンド信号のモデル値ｓ（ｋ）と測定値ｓ１（ｋ）の二乗誤差と、バンド２におけるベースバンド信号のモデル値ｓ（ｋ´）とインコヒーレンスパラメータ補正後の測定値ｓ２´（ｋ´）の二乗誤差の和Ｅを最小化する条件である。
【0129】
【数35】
【0130】
上記で得られた帯域補間後のベースバンド信号のモデル値ｓ（ｋ）は物体検知部１３０６に入力される。
【0131】
最後に、物体検知部１３０６は、帯域補間部１３０５で生成された帯域補間後のベースバンド信号のモデル値ｓ（ｋ）に基づいて、対象物１００５の位置及び速度の検知を行う。帯域補間後のベースバンド信号のモデル値ｓ（ｋ）に基づく対象物１００５の位置及び速度の検知は、周知の技術を用いて実現される。
【0132】
［プログラム］
ここで、第二の実施の形態におけるプログラムを実行することによって物体検知装置１０００を実現するコンピュータ（演算装置）について図４を用いて説明する。図４は第二の実施の形態における物体検知装置１０００を実現するコンピュータの一例を示すブロック図である。
ここで、第二の実施の形態におけるプログラムを実行することによって物体検知装置１０００を実現するコンピュータ（演算装置）について図４を用いて説明する。図４は第二の実施の形態における物体検知装置１０００を実現するコンピュータの一例を示すブロック図である。
【0133】
図４に示すように、コンピュータ１１０は、ＣＰＵ１１１と、メインメモリ１１２と、記憶装置１１３と、入力インターフェイス１１４と、表示コントローラ１１５と、データリーダ／ライタ１１６と、通信インターフェイス１１７とを備える。これらの各部は、バス１２１を介して、互いにデータ通信可能に接続される。
【0134】
ＣＰＵ１１１は、記憶装置１１３に格納された、第二の実施の形態におけるプログラム（コード）をメインメモリ１１２に展開し、これらを所定順序で実行することにより、各種の演算を実施する。メインメモリ１１２は、典型的には、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等の揮発性の記憶装置である。また、第二の実施の形態におけるプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体１２０に格納された状態で提供される。なお、第二の形態におけるプログラムは、通信インターフェイス１１７を介して接続されたインターネット上で流通するものであっても良い。
【0135】
また、記憶装置１１３の具体例としては、ハードディスクドライブの他、フラッシュメモリ等の半導体記憶装置が挙げられる。入力インターフェイス１１４は、ＣＰＵ１１１と、キーボード及びマウスといった入力機器１１８との間のデータ伝送を仲介する。表示コントローラ１１５は、ディスプレイ装置１１９と接続され、ディスプレイ装置１１９での表示を制御する。なお、コンピュータ１１０は、ＣＰＵ１１１に加えて、又はＣＰＵ１１１に代えて、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、又はＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）を備えていても良い。
【0136】
ディスプレイ装置１１９は、演算部１０１４において検出ないし計算された結果の少なくとも一部を表示してもよい。演算部１０１４において検出ないし計算された結果は、以下を含む。
・極推定部１３０１で計算された極の推定値
・周波数インコヒーレンスパラメータ推定部１３０２で計算された周波数インコヒーレンスパラメータの推定値
・振幅係数推定部１３０３で計算された振幅係数の推定値
・位相インコヒーレンスパラメータ推定部１３０４で計算された位相インコヒーレンスパラメータの推定値
・帯域補間部１３０５で計算された帯域補間後のベースバンド信号
・物体検知部１３０６で検知した対象物１００５の位置及び速度
・極推定部１３０１で計算された極の推定値
・周波数インコヒーレンスパラメータ推定部１３０２で計算された周波数インコヒーレンスパラメータの推定値
・振幅係数推定部１３０３で計算された振幅係数の推定値
・位相インコヒーレンスパラメータ推定部１３０４で計算された位相インコヒーレンスパラメータの推定値
・帯域補間部１３０５で計算された帯域補間後のベースバンド信号
・物体検知部１３０６で検知した対象物１００５の位置及び速度
【0137】
データリーダ／ライタ１１６は、ＣＰＵ１１１と記録媒体１２０との間のデータ伝送を仲介し、記録媒体１２０からのプログラムの読み出し、及びコンピュータ１１０における処理結果の記録媒体１２０への書き込みを実行する。通信インターフェイス１１７は、ＣＰＵ１１１と、他のコンピュータとの間のデータ伝送を仲介する。
【0138】
記録媒体１２０の具体例としては、ＣＦ（Compact Flash（登録商標））及びＳＤ（Secure Digital）等の汎用的な半導体記憶デバイスが挙げられる。その他、記録媒体１２０の具体例としては、フレキシブルディスク（Flexible Disk）等の磁気記録媒体や、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disk Read Only Memory）などの光学記録媒体が挙げられる。
【0139】
なお、第二の実施の形態における物体検知装置１０００は、プログラムがインストールされたコンピュータではなく、各部に対応したハードウェアを用いることによっても実現可能である。更に、物体検知装置１０００は、一部がプログラムで実現され、残りの部分がハードウェアで実現されていてもよい。
【0140】
［効果］
以下において、第二の実施の形態の効果を要約する。
以下において、第二の実施の形態の効果を要約する。
【0141】
対象物１００５が物体検知装置１０００に対し０でない相対速度で移動する場合、インコヒーレンスパラメータ値の推定において消去すべき未知情報が対象物１００５の位置変数と速度変数の二つとなる。そこで、第二の実施の形態の物体検知装置１０００及び物体検知方法では、バンド１の第一の電波パルス１２０１と、バンド２の第二の電波パルス１２０２と、バンド１の第三の電波パルス１２０３の３つの電波パルスを用いる。このため、対象物１００５の位置変数と速度変数の消去に必要な数の方程式を確保し、インコヒーレンスパラメータ値の推定が可能となる。
【0142】
また、第二の実施の形態の物体検知装置１０００及び物体検知方法によれば、第一の送受信部１０１１と第二の送受信部１０１２のパルス幅と中心周波数とチャープ率もしくはバンド幅の条件、適切に制御する事ができる。これにより、対象物１００５ｍと物体検知装置１０００の相対速度ｖｍの効果で発生するインコヒーレンスパラメータの消去を可能にする効果がある。
【0143】
上記により、対象物１００５が物体検知装置１０００が０でない相対速度で移動している場合においても、インコヒーレンスパラメータ値の推定を可能にし、帯域補間法によるレーダの高分解能化を実現できる効果がある。
【0144】
ここで、変形例を説明する。上記実施形態では、図３で示すように、バンド１の第一の電波パルス１２０１と、バンド２の第二の電波パルス１２０２と、バンド１の第三の電波パルス１２０３の３つの電波パルスを用いた。変形例として、４つ以上の電波パルスを用いてもよい。この場合の処理は、４つ以上の電波パルスの中から、３つの電波パルスを選択してインコヒーレンスパラメータの推定を行う。４つ以上の電波パルスの中から３つの電波パルスを選択する手法は特段制限されず、あらゆる手法を採用できる。また、３つの電波パルスを一組として、複数の様々な電波パルスの組に対してそれぞれインコヒーレンスパラメータを推定してもよい。そして、推定した複数の組のインコヒーレンスパラメータの統計値を算出する事で、熱雑音などのランダムノイズの影響を低減し、インコヒーレンスパラメータの推定精度を向上する方法を用いても良い。統計値は、平均値、中央値、最頻値等であるが、これらに限定されない。
【0145】
以上、本発明の好適な実施形態の構成を説明した。しかし、前述の各特許文献等に開示されている内容は、本発明に引用をもって繰り込むことも可能とする。本発明の全開示（特許請求の範囲を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施の形態の変更・調整が可能である。また、本発明の特許請求の範囲の枠内において種々の開示要素の多様な組み合わせあるいは選択も可能である。すなわち、本発明は、特許請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって、当業者であればなし得ることが可能な各種変形、修正を含むことは勿論である。
【0146】
上記の実施の形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下に限られない。
１． 物体を検知する物体検知装置であって、
一定時間内に周波数を変化させた電波パルスを前記物体検知装置に対して相対運動する前記物体に照射し、前記物体からの反射波を受信し、照射した電波と受信した反射波からベースバンド信号を生成する第一の送受信部と、
前記第一の送受信部とは異なる周波数帯で一定時間内に周波数を変化させた電波パルスを前記物体に照射し、前記物体からの反射波を受信し、照射した電波と受信した反射波からベースバンド信号を生成する第二の送受信部と、
前記第一の送受信部と前記第二の送受信部が合計で３つ以上の電波パルスを照射した時に得られる前記ベースバンド信号から、前記第一の送受信部が生成した前記ベースバンド信号と前記第二の送受信部が生成した前記ベースバンド信号の位相ずれを推定する位相ずれ推定部と、
前記位相ずれ推定部において推定された前記第一の送受信部が生成した前記ベースバンド信号と前記第二の送受信部が生成した前記ベースバンド信号の位相ずれを補正した上で、前記第一の送受信部が生成した前記ベースバンド信号と前記第二の送受信部が生成した前記ベースバンド信号から、前記第一の送受信部が照射した電波パルスの周波数帯から前記第二の送受信部が照射した電波パルスの周波数帯までを補間した帯域補間信号を生成する帯域補間部と、を備える事を特徴とする物体検知装置。
２． 前記第一の送受信部と前記第二の送受信部が照射する電波パルスの照射時間を同一に設定し、かつ前記第一の送受信部と前記第二の送受信部から照射する電波パルスの中心周波数と帯域幅の比を同一に設定する制御部と、
を備える事を特徴とする、１に記載の物体検知装置。
３． 前記位相ずれ推定部は、
前記ベースバンド信号に基づいて、前記ベースバンド信号の極を推定する極推定部と、
前記極の推定値に基づいて、電波パルスの周波数に対し線形に変化する位相ずれを表す周波数インコヒーレンスパラメータを推定する周波数インコヒーレンスパラメータ推定部と、
前記ベースバンド信号及び前記極の推定値に基づいて、前記ベースバンド信号の振幅係数を推定する振幅係数推定部と、
前記振幅係数の推定値に基づいて、電波パルスの周波数に依存しない位相ずれを表す位相インコヒーレンスパラメータを推定する位相インコヒーレンスパラメータ推定部と、
を備える事を特徴とする、２に記載の物体検知装置。
４． 前記極推定部は、前記合計で３つ以上の電波パルスを照射した時に得られる３つ以上の前記ベースバンド信号各々の極を推定する３に記載の物体検知装置。
５． 前記周波数インコヒーレンスパラメータ推定部は、３つ以上の前記ベースバンド信号各々の極の推定値に基づいて、前記周波数インコヒーレンスパラメータを推定する４に記載の物体検知装置。
６． 前記振幅係数推定部は、３つ以上の前記ベースバンド信号と３つ以上の前記ベースバンド信号各々の極の推定値とに基づき、３つ以上の前記ベースバンド信号各々の前記振幅係数を推定する４又は５に記載の物体検知装置。
７． 前記位相インコヒーレンスパラメータ推定部は、３つ以上の前記ベースバンド信号各々の前記振幅係数の推定値に基づいて、前記位相インコヒーレンスパラメータを推定する６に記載の物体検知装置。
８． 電波によって物体を検知するための物体検知方法であって、
少なくとも１つのコンピュータが、
一定時間内に周波数を変化させた電波パルスを物体検知装置に対して相対運動する前記物体に照射し、前記物体からの反射波を受信し、照射した電波と受信した反射波からベースバンド信号を生成する第一の送受信ステップと、
前記第一の送受信ステップとは異なる周波数帯で一定時間内に周波数を変化させた電波パルスを前記物体に照射し、前記物体からの反射波を受信し、照射した電波と受信した反射波からベースバンド信号を生成する第二の送受信ステップと、
前記第一の送受信ステップと前記第二の送受信ステップにおいて合計で３つ以上の電波パルスを照射した時に得られる前記ベースバンド信号から、前記第一の送受信ステップで生成した前記ベースバンド信号と前記第二の送受信ステップで生成した前記ベースバンド信号の位相ずれを推定する位相ずれ推定ステップと、
前記位相ずれ推定ステップにおいて推定された前記第一の送受信ステップで生成した前記ベースバンド信号と前記第二の送受信ステップで生成した前記ベースバンド信号の位相ずれを補正した上で、前記第一の送受信ステップで生成した前記ベースバンド信号と前記第二の送受信ステップで生成した前記ベースバンド信号から、前記第一の送受信ステップで照射した電波パルスの周波数帯から前記第二の送受信ステップで照射した電波パルスの周波数帯までを補間した帯域補間信号を生成する帯域補間ステップと、を実行する事を特徴とする物体検知方法。
９． 前記少なくとも１つのコンピュータが、さらに、
前記第一の送受信ステップと前記第二の送受信ステップで照射する電波パルスの照射時間を同一に設定し、かつ前記第一の送受信ステップと前記第二の送受信ステップで照射する電波パルスの中心周波数と帯域幅の比を同一に設定する制御ステップ、
を実行する事を特徴とする、８に記載の物体検知方法。
１０． 前記位相ずれ推定ステップは、
前記ベースバンド信号に基づいて、前記ベースバンド信号の極を推定する極推定ステップと、
前記極の推定値に基づいて、前記電波パルスの周波数に対し線形に変化する位相ずれを表す周波数インコヒーレンスパラメータを推定する周波数インコヒーレンスパラメータ推定ステップと、
前記ベースバンド信号及び前記極の推定値に基づいて、前記ベースバンド信号の振幅係数を推定する振幅係数推定ステップと、
前記振幅係数の推定値に基づいて、前記電波パルスの周波数に依存しない位相ずれを表す位相インコヒーレンスパラメータを推定する位相インコヒーレンスパラメータ推定ステップと、
を備える事を特徴とする、９に記載の物体検知方法。
１１． 一定時間内に周波数を変化させた電波パルスを前記物体検知装置に対して相対運動する物体に照射し、前記物体からの反射波を受信し、照射した電波と受信した反射波からベースバンド信号を生成する第一の送受信部と、
前記第一の送受信部とは異なる周波数帯で一定時間内に周波数を変化させた電波パルスを前記物体に照射し、前記物体からの反射波を受信し、照射した電波と受信した反射波からベースバンド信号を生成する第二の送受信部と、
プロセッサと、を備え、物体を検知する物体検知装置において、
前記第一の送受信部と前記第二の送受信部が合計で３つ以上の電波パルスを照射した時に得られる前記ベースバンド信号から、前記第一の送受信部が生成した前記ベースバンド信号と前記第二の送受信部が生成した前記ベースバンド信号の位相ずれを推定する位相ずれ推定ステップと、
前記位相ずれ推定ステップにおいて推定された前記第一の送受信部が生成した前記ベースバンド信号と前記第二の送受信部が生成した前記ベースバンド信号の位相ずれを補正した上で、前記第一の送受信部が生成した前記ベースバンド信号と前記第二の送受信部が生成した前記ベースバンド信号から、前記第一の送受信部が照射した電波パルスの周波数帯から前記第二の送受信部が照射した電波パルスの周波数帯までを補間した帯域補間信号を生成する帯域補間ステップと、を実行させる事を特徴とするプログラム。
１２． 前記物体検知装置において、
前記第一の送受信部と前記第二の送受信部が照射する電波パルスの照射時間を同一に設定し、かつ前記第一の送受信部と前記第二の送受信部から照射する電波パルスの中心周波数と帯域幅の比を同一に設定する制御ステップを、実行させる事を特徴とする、１１に記載のプログラム。
１３． 前記位相ずれ推定ステップは、
前記ベースバンド信号に基づいて、前記ベースバンド信号の極を推定する極推定ステップと、
前記極の推定値に基づいて、電波パルスの周波数に対し線形に変化する位相ずれを表す周波数インコヒーレンスパラメータを推定する周波数インコヒーレンスパラメータ推定ステップと、
前記ベースバンド信号及び前記極の推定値に基づいて、前記ベースバンド信号の振幅係数を推定する振幅係数推定ステップと、
前記振幅係数の推定値に基づいて、電波パルスの周波数に依存しない位相ずれを表す位相インコヒーレンスパラメータを推定する位相インコヒーレンスパラメータ推定ステップと、
を備える事を特徴とする、１２に記載のプログラム。
１． 物体を検知する物体検知装置であって、
一定時間内に周波数を変化させた電波パルスを前記物体検知装置に対して相対運動する前記物体に照射し、前記物体からの反射波を受信し、照射した電波と受信した反射波からベースバンド信号を生成する第一の送受信部と、
前記第一の送受信部とは異なる周波数帯で一定時間内に周波数を変化させた電波パルスを前記物体に照射し、前記物体からの反射波を受信し、照射した電波と受信した反射波からベースバンド信号を生成する第二の送受信部と、
前記第一の送受信部と前記第二の送受信部が合計で３つ以上の電波パルスを照射した時に得られる前記ベースバンド信号から、前記第一の送受信部が生成した前記ベースバンド信号と前記第二の送受信部が生成した前記ベースバンド信号の位相ずれを推定する位相ずれ推定部と、
前記位相ずれ推定部において推定された前記第一の送受信部が生成した前記ベースバンド信号と前記第二の送受信部が生成した前記ベースバンド信号の位相ずれを補正した上で、前記第一の送受信部が生成した前記ベースバンド信号と前記第二の送受信部が生成した前記ベースバンド信号から、前記第一の送受信部が照射した電波パルスの周波数帯から前記第二の送受信部が照射した電波パルスの周波数帯までを補間した帯域補間信号を生成する帯域補間部と、を備える事を特徴とする物体検知装置。
２． 前記第一の送受信部と前記第二の送受信部が照射する電波パルスの照射時間を同一に設定し、かつ前記第一の送受信部と前記第二の送受信部から照射する電波パルスの中心周波数と帯域幅の比を同一に設定する制御部と、
を備える事を特徴とする、１に記載の物体検知装置。
３． 前記位相ずれ推定部は、
前記ベースバンド信号に基づいて、前記ベースバンド信号の極を推定する極推定部と、
前記極の推定値に基づいて、電波パルスの周波数に対し線形に変化する位相ずれを表す周波数インコヒーレンスパラメータを推定する周波数インコヒーレンスパラメータ推定部と、
前記ベースバンド信号及び前記極の推定値に基づいて、前記ベースバンド信号の振幅係数を推定する振幅係数推定部と、
前記振幅係数の推定値に基づいて、電波パルスの周波数に依存しない位相ずれを表す位相インコヒーレンスパラメータを推定する位相インコヒーレンスパラメータ推定部と、
を備える事を特徴とする、２に記載の物体検知装置。
４． 前記極推定部は、前記合計で３つ以上の電波パルスを照射した時に得られる３つ以上の前記ベースバンド信号各々の極を推定する３に記載の物体検知装置。
５． 前記周波数インコヒーレンスパラメータ推定部は、３つ以上の前記ベースバンド信号各々の極の推定値に基づいて、前記周波数インコヒーレンスパラメータを推定する４に記載の物体検知装置。
６． 前記振幅係数推定部は、３つ以上の前記ベースバンド信号と３つ以上の前記ベースバンド信号各々の極の推定値とに基づき、３つ以上の前記ベースバンド信号各々の前記振幅係数を推定する４又は５に記載の物体検知装置。
７． 前記位相インコヒーレンスパラメータ推定部は、３つ以上の前記ベースバンド信号各々の前記振幅係数の推定値に基づいて、前記位相インコヒーレンスパラメータを推定する６に記載の物体検知装置。
８． 電波によって物体を検知するための物体検知方法であって、
少なくとも１つのコンピュータが、
一定時間内に周波数を変化させた電波パルスを物体検知装置に対して相対運動する前記物体に照射し、前記物体からの反射波を受信し、照射した電波と受信した反射波からベースバンド信号を生成する第一の送受信ステップと、
前記第一の送受信ステップとは異なる周波数帯で一定時間内に周波数を変化させた電波パルスを前記物体に照射し、前記物体からの反射波を受信し、照射した電波と受信した反射波からベースバンド信号を生成する第二の送受信ステップと、
前記第一の送受信ステップと前記第二の送受信ステップにおいて合計で３つ以上の電波パルスを照射した時に得られる前記ベースバンド信号から、前記第一の送受信ステップで生成した前記ベースバンド信号と前記第二の送受信ステップで生成した前記ベースバンド信号の位相ずれを推定する位相ずれ推定ステップと、
前記位相ずれ推定ステップにおいて推定された前記第一の送受信ステップで生成した前記ベースバンド信号と前記第二の送受信ステップで生成した前記ベースバンド信号の位相ずれを補正した上で、前記第一の送受信ステップで生成した前記ベースバンド信号と前記第二の送受信ステップで生成した前記ベースバンド信号から、前記第一の送受信ステップで照射した電波パルスの周波数帯から前記第二の送受信ステップで照射した電波パルスの周波数帯までを補間した帯域補間信号を生成する帯域補間ステップと、を実行する事を特徴とする物体検知方法。
９． 前記少なくとも１つのコンピュータが、さらに、
前記第一の送受信ステップと前記第二の送受信ステップで照射する電波パルスの照射時間を同一に設定し、かつ前記第一の送受信ステップと前記第二の送受信ステップで照射する電波パルスの中心周波数と帯域幅の比を同一に設定する制御ステップ、
を実行する事を特徴とする、８に記載の物体検知方法。
１０． 前記位相ずれ推定ステップは、
前記ベースバンド信号に基づいて、前記ベースバンド信号の極を推定する極推定ステップと、
前記極の推定値に基づいて、前記電波パルスの周波数に対し線形に変化する位相ずれを表す周波数インコヒーレンスパラメータを推定する周波数インコヒーレンスパラメータ推定ステップと、
前記ベースバンド信号及び前記極の推定値に基づいて、前記ベースバンド信号の振幅係数を推定する振幅係数推定ステップと、
前記振幅係数の推定値に基づいて、前記電波パルスの周波数に依存しない位相ずれを表す位相インコヒーレンスパラメータを推定する位相インコヒーレンスパラメータ推定ステップと、
を備える事を特徴とする、９に記載の物体検知方法。
１１． 一定時間内に周波数を変化させた電波パルスを前記物体検知装置に対して相対運動する物体に照射し、前記物体からの反射波を受信し、照射した電波と受信した反射波からベースバンド信号を生成する第一の送受信部と、
前記第一の送受信部とは異なる周波数帯で一定時間内に周波数を変化させた電波パルスを前記物体に照射し、前記物体からの反射波を受信し、照射した電波と受信した反射波からベースバンド信号を生成する第二の送受信部と、
プロセッサと、を備え、物体を検知する物体検知装置において、
前記第一の送受信部と前記第二の送受信部が合計で３つ以上の電波パルスを照射した時に得られる前記ベースバンド信号から、前記第一の送受信部が生成した前記ベースバンド信号と前記第二の送受信部が生成した前記ベースバンド信号の位相ずれを推定する位相ずれ推定ステップと、
前記位相ずれ推定ステップにおいて推定された前記第一の送受信部が生成した前記ベースバンド信号と前記第二の送受信部が生成した前記ベースバンド信号の位相ずれを補正した上で、前記第一の送受信部が生成した前記ベースバンド信号と前記第二の送受信部が生成した前記ベースバンド信号から、前記第一の送受信部が照射した電波パルスの周波数帯から前記第二の送受信部が照射した電波パルスの周波数帯までを補間した帯域補間信号を生成する帯域補間ステップと、を実行させる事を特徴とするプログラム。
１２． 前記物体検知装置において、
前記第一の送受信部と前記第二の送受信部が照射する電波パルスの照射時間を同一に設定し、かつ前記第一の送受信部と前記第二の送受信部から照射する電波パルスの中心周波数と帯域幅の比を同一に設定する制御ステップを、実行させる事を特徴とする、１１に記載のプログラム。
１３． 前記位相ずれ推定ステップは、
前記ベースバンド信号に基づいて、前記ベースバンド信号の極を推定する極推定ステップと、
前記極の推定値に基づいて、電波パルスの周波数に対し線形に変化する位相ずれを表す周波数インコヒーレンスパラメータを推定する周波数インコヒーレンスパラメータ推定ステップと、
前記ベースバンド信号及び前記極の推定値に基づいて、前記ベースバンド信号の振幅係数を推定する振幅係数推定ステップと、
前記振幅係数の推定値に基づいて、電波パルスの周波数に依存しない位相ずれを表す位相インコヒーレンスパラメータを推定する位相インコヒーレンスパラメータ推定ステップと、
を備える事を特徴とする、１２に記載のプログラム。
【符号の説明】
【0147】
１１０ コンピュータ
１１１ ＣＰＵ
１１２ メインメモリ
１１３ 記憶装置
１１４ 入力インターフェイス
１１５ 表示コントローラ
１１６ データリーダ／ライタ
１１７ 通信インターフェイス
１１８ 入力機器
１１９ ディスプレイ装置
１２０ 記録媒体
１２１ バス
１０００ 物体検知装置
１００１、１００３ 電波（送信信号）
１００２、１００４ 電波（受信信号）
１００５ 対象物（検知対象となる物体）
１０１１ 第一の送受信部（バンド１）
１０１１ 第二の送受信部（バンド２）
１０１３ 制御部
１０１４ 演算部
１１０１ 第一の送信部
１１０２ 第一の受信部
１１０３ 第二の送信部
１１０４ 第二の受信部
１３００ 位相ずれ推定部
１３０１ 極推定部
１３０２ 周波数インコヒーレンスパラメータ推定部
１３０３ 振幅係数推定部
１３０４ 位相インコヒーレンスパラメータ推定部
１３０５ 帯域補間部
１３０６ 物体検知部
１１１ ＣＰＵ
１１２ メインメモリ
１１３ 記憶装置
１１４ 入力インターフェイス
１１５ 表示コントローラ
１１６ データリーダ／ライタ
１１７ 通信インターフェイス
１１８ 入力機器
１１９ ディスプレイ装置
１２０ 記録媒体
１２１ バス
１０００ 物体検知装置
１００１、１００３ 電波（送信信号）
１００２、１００４ 電波（受信信号）
１００５ 対象物（検知対象となる物体）
１０１１ 第一の送受信部（バンド１）
１０１１ 第二の送受信部（バンド２）
１０１３ 制御部
１０１４ 演算部
１１０１ 第一の送信部
１１０２ 第一の受信部
１１０３ 第二の送信部
１１０４ 第二の受信部
１３００ 位相ずれ推定部
１３０１ 極推定部
１３０２ 周波数インコヒーレンスパラメータ推定部
１３０３ 振幅係数推定部
１３０４ 位相インコヒーレンスパラメータ推定部
１３０５ 帯域補間部
１３０６ 物体検知部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】