特許 7512979 レーダ装置、及び方位推定方法

(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】

(24)【登録日】2024-07-01

(45)【発行日】2024-07-09

(54)【発明の名称】レーダ装置、及び方位推定方法

(51)【国際特許分類】

   G01S 7/02 20060101AFI20240702BHJP

   G01S 3/48 20060101ALI20240702BHJP

   G01S 13/931 20200101ALI20240702BHJP

   H01Q 21/08 20060101ALI20240702BHJP

【ＦＩ】

G01S7/02 218

G01S3/48

G01S13/931

H01Q21/08

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2021136368

(22)【出願日】2021-08-24

(65)【公開番号】P2023030942

(43)【公開日】2023-03-08

【審査請求日】2023-07-10

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】110000578

【氏名又は名称】名古屋国際弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】黒野 泰寛

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼山 卓也

(72)【発明者】

【氏名】長谷川 裕

【審査官】安井 英己

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１３／１７５５５８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１１－０７５４４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１８６９７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２１／１０６７９２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０１３１７５２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｓ ３／００－ ３／７４，

Ｇ０１Ｓ ７／００－ ７／４２，

Ｇ０１Ｓ １３／００－１３／９５，

Ｈ０１Ｑ ２１／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の送信アンテナ（Ｔｘｍ）と、
複数の受信アンテナ（Ｒｘｎ）と、
前記複数の送信アンテナと前記複数の受信アンテナとから構成される仮想アレーにより受信された第１受信信号に基づいて、ターゲットの方位を推定するように構成された方位推定部（３０，Ｓ２０）と、
前記方位推定部により推定された前記方位におけるモード行列及び前記第１受信信号の推定電力から、前記複数の送信アンテナの送信方位と前記第１受信信号の到来方位とが同一であると仮定して、前記第１受信信号を復元した信号に相当する第２受信信号を算出するように構成された復元部（３０，Ｓ３０）と、
前記第１受信信号と前記第２受信信号とから、誤差を算出するように構成された誤差算出部（３０，Ｓ３０）と、
前記誤差算出部により算出された前記誤差が、設定された判定閾値よりも大きい場合に、前記方位推定部により推定された前記方位が偽方位であると判定する偽方位判定部（３０，Ｓ４０）と、を備え、
前記誤差算出部は、前記第１受信信号の相関行列と前記第２受信信号の相関行列とから前記誤差を算出するように構成されている、
レーダ装置。

【請求項2】

前記誤差算出部は、所定周期で繰り返し前記誤差を算出するように構成されており、
偽方位判定部は、前記誤差算出部により算出された複数回分の前記誤差に基づいて、前記方位推定部により推定された前記方位が偽方位か否か判定するように構成されている、
請求項１に記載のレーダ装置。

【請求項3】

複数の送信アンテナ（Ｔｘｍ）と、
複数の受信アンテナ（Ｒｘｎ）と、
前記複数の送信アンテナと前記複数の受信アンテナとから構成される仮想アレーにより受信された第１受信信号に基づいて、ターゲットの方位を推定するように構成された方位推定部（３０，Ｓ２０）と、
前記方位推定部により推定された前記方位におけるモード行列及び前記第１受信信号の推定電力から、前記複数の送信アンテナの送信方位と前記第１受信信号の到来方位とが同一であると仮定して、前記第１受信信号を復元した信号に相当する第２受信信号を算出するように構成された復元部（３０，Ｓ３０）と、
前記第１受信信号と前記第２受信信号とから、誤差を算出するように構成された誤差算出部（３０，Ｓ３０）と、
前記誤差算出部により算出された前記誤差が、設定された判定閾値よりも大きい場合に、前記方位推定部により推定された前記方位が偽方位であると判定する偽方位判定部（３０，Ｓ４０）と、を備え、
前記誤差算出部は、所定周期で繰り返し前記誤差を算出するように構成されており、
偽方位判定部は、前記誤差算出部により算出された複数回分の前記誤差に基づいて、前記方位推定部により推定された前記方位が偽方位か否か判定するように構成されている、
レーダ装置。

【請求項4】

前記復元部は、前記方位推定部により推定された前記方位における前記モード行列の一般化逆行列を用いて、前記方位における前記推定電力を算出するように構成されている、
請求項１～３のいずれか１項に記載のレーダ装置。

【請求項5】

前記復元部は、前記複数の送信アンテナのうちの１つと前記複数の受信アンテナ、又は、前記複数の送信アンテナと前記複数の受信アンテナのうちの１つに基づいた前記モード行列の一般化逆行列を用いて、前記方位における前記推定電力を算出するように構成されている、
請求項１～４のいずれか１項に記載のレーダ装置。

【請求項6】

複数の送信アンテナ（Ｔｘｍ）から送信波を送信し、
前記複数の送信アンテナと複数の受信アンテナ（Ｒｘｎ）とから構成した仮想アレーにより受信された第１受信信号に基づいて、ターゲットの方位を推定し、
推定された前記方位における前記第１受信信号の推定電力を算出し、
推定された前記方位におけるモード行列と前記推定電力とから、前記複数の送信アンテナの送信方位と前記第１受信信号の到来方位とが同一であると仮定して、前記第１受信信号を復元した信号に相当する第２受信信号を算出し、
前記第１受信信号の相関行列と前記第２受信信号の相関行列とから、誤差を算出し、
算出された前記誤差が、設定された判定閾値よりも大きい場合に、推定された前記方位が偽方位であると判定する、
方位推定方法。

【請求項7】

複数の送信アンテナ（Ｔｘｍ）から送信波を送信し、
前記複数の送信アンテナと複数の受信アンテナ（Ｒｘｎ）とから構成した仮想アレーにより受信された第１受信信号に基づいて、ターゲットの方位を推定し、
推定された前記方位における前記第１受信信号の推定電力を算出し、
推定された前記方位におけるモード行列と前記推定電力とから、前記複数の送信アンテナの送信方位と前記第１受信信号の到来方位とが同一であると仮定して、前記第１受信信号を復元した信号に相当する第２受信信号を算出し、
前記第１受信信号と前記第２受信信号とから、所定周期で繰り返し誤差を算出し、
算出された複数回分の前記誤差に基づいた平均誤差が、設定された判定閾値よりも大きい場合に、推定された前記方位が偽方位であると判定する、
方位推定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、レーダ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に記載のレーダ装置は、Multiple Input and Multiple output（ＭＩＭＯ）を用いた方位推定において、送信方位と受信方位の両方を考慮したステアリングベクトルを用いて、送信方位及び受信方位の２次元方位推定を行い、送信方位と受信方位とが異なる信号を特定している。そして、上記レーダ装置は、ターゲットが存在しない偽の方位が検出されることによる方位推定精度の低下が生じないように、特定した信号に基づいて相関行列を補正している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】国際公開第２０１９／１５５６２５号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記レーダ装置は、送信方位と受信方位の両方を考慮したステアリングベクトルを用いて２次元方位推定を行うため、処理負荷が大きく、検出されたすべての方位に対して実施することは困難である。

【0005】

本開示の１つの局面は、処理負荷を抑制しつつ、偽方位を判定することが可能なレーダ装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の１つの局面のレーダ装置は、複数の送信アンテナ（Ｔｘｍ）と、複数の受信アンテナ（Ｒｘｎ）と、方位推定部（３０，Ｓ２０）と、復元部（３０，Ｓ３０）と、誤差算出部（３０，Ｓ３０）と、偽方位判定部（３０，Ｓ４０）と、を備える。方位推定部は、複数の送信アンテナと複数の受信アンテナとから構成される仮想アレーにより受信された第１受信信号に基づいて、ターゲットの方位を推定するように構成される。復元部は、方位推定部により推定された方位におけるモード行列及び第１受信信号の推定電力から、複数の送信アンテナの送信方位と第１受信信号の到来方位とが同一であると仮定して、第１受信信号を復元した信号に相当する第２受信信号を算出するように構成される。誤差算出部は、第１受信信号と第２受信信号とから、誤差を算出するように構成される。偽方位判定部は、誤差算出部により算出された誤差が、設定された判定閾値よりも大きい場合に、方位推定部により推定された方位が偽方位であると判定する。

【0007】

本開示の１つの局面のレーダ装置では、推定された方位におけるモード行列と推定電力とから、送信方位と到来方位とが同一であると仮定して、第２受信信号が算出される。第２受信信号は、第１受信信号を復元した信号に相当する。送信方位と到来方位とが同一であるという仮定が正しい場合には、第２受信信号は第１受信信号と略一致し、上記仮定が誤っている場合には、第２受信信号と第１受信信号との誤差が大きくなる。すなわち、送信方位と到来方位とが大きく異なり、推定された方位にターゲットが存在しない場合には、第２受信信号と第１受信信号との誤差が大きくなる。よって、誤差が判定閾値よりも大きい場合には、推定された方位が、実際にはターゲットが存在しない偽方位であると判定される。また、送信方向と到来方向とが同一であると仮定して、第２受信信号を算出するだけなので、２次元方向推定を行う場合と比べて、処理負荷を抑制できる。したがって、処理負荷を抑制しつつ、偽方位を判定することができる。

【0008】

本開示の別の１つの局面の方位推定方法は、複数の送信アンテナ（Ｔｘｍ）から送信波を送信し、複数の送信アンテナと複数の受信アンテナ（Ｒｘｎ）とから構成した仮想アレーにより受信された第１受信信号に基づいて、ターゲットの方位を推定し、推定された方位における第１受信信号の推定電力を算出し、推定された方位におけるモード行列と推定電力とから、複数の送信アンテナの送信方位と第１受信信号の到来方位とが同一であると仮定して、第１受信信号を復元した信号に相当する第２受信信号を算出し、第１受信信号と第２受信信号とから、誤差を算出し、算出された誤差が、設定された判定閾値よりも大きい場合に、推定された方位が偽方位であると判定する。

【0009】

上記別の１つの局面の方位推定方法は、上記レーダ装置と同様の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】第１実施形態に係るレーダ装置の概略構成を示すブロック図である。

【図2】３個の送信アンテナと２個の受信アンテナから構成される仮想アレーで受信される受信信号の位相を説明する図である。

【図3】６個の受信アンテナで受信される受信信号の位相を説明する図である。

【図4】送信方位と受信方位が同一でゴーストが発生しない状況の一例を示す図である。

【図5】送信方位と受信方位が同一でゴーストが発生しない状況の別の一例を示す図である。

【図6】送信方位と受信方位が異なりゴーストが発生する状況の一例を示す図である。

【図7】送信方位と受信方位が異なりゴーストが発生する状況の別の一例を示す図である。

【図8】送信方位と受信方位が異なる場合における仮想アレーでの受信信号の位相を示す図である。

【図9】第１実施形態に係る方位推定処理の手順を示すフローチャートである。

【図10】第１実施形態に係る仮想アレー化の概要を説明する図である。

【図11】第１実施形態に係る方位推定の概要を説明する図である。

【図12】第１実施形態に係る推定した方位における推定電力の算出処理を説明する図である。

【図13】第１実施形態に係る偽方位を判定する処理を示すフローチャートである。

【図14】第３実施形態に係る推定電力の算出に用いるモード行列に対応した送信アンテナ及び受信アンテナの一例を示す図である。

【図15】第３実施形態に係る推定電力の算出に用いるモード行列に対応した送信アンテナ及び受信アンテナの別の一例を示す図である。

【図16】第４実施形態に係る偽方位を判定する処理を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面を参照しながら、本開示の実施形態を説明する。
（１．第１実施形態）
＜１－１．レーダ装置の構成＞
本実施形態に係るレーダ装置１００の構成について、図１を参照して説明する。

【0012】

レーダ装置１００は、送信アンテナ部１０と、受信アンテナ部２０と、処理装置３０と、を備える。本実施形態では、レーダ装置１００は、移動体（具体的には車両５０）に搭載されている。

【0013】

処理装置３０は、ＣＰＵ３１、ＲＯＭ３２、ＲＡＭ３３を備え、ＣＰＵ３１が、ＲＯＭ３２に記憶されているプログラムを実行することにより、各種機能を実現する。これらの機能を実現する手法は、ソフトウェアに限るものではなく、その一部又は全部の機能を、論理回路やアナログ回路等を組み合わせたハードウェアを用いて実現してもよい。

【0014】

処理装置３０は、送信アンテナ部１０は所定周波数の送信信号を供給する。また、処理装置３０は、受信アンテナ部２０から出力された受信信号を処理して、レーダ装置１００に対するターゲットの方位、レーダ装置１００からターゲットまでの距離、レーダ装置１００に対するターゲットの速度などを算出する。

【0015】

送信アンテナ部１０は、Ｍ個の送信アンテナＴｘｍ（Ｍは２以上の整数、ｍ＝１，…，Ｍ）を有する。受信アンテナ部２０は、Ｎ個の受信アンテナＲｘｎ（Ｎは２以上の整数、ｎ＝１，…，Ｎ）を有する。レーダ装置１００は、複数のアンテナで同時に電波を送受信するMultiple Input and Multiple Output（ＭＩＭＯ）レーダ装置である。

【0016】

図２に示すように、本実施形態に係る送信アンテナ部１０は、３個の送信アンテナＴｘ１，Ｔｘ２，Ｔｘ３を有する。送信アンテナＴｘ１，Ｔｘ２，Ｔｘ３は、処理装置３０から供給された送信信号に基づいて、所定の送信方位へ同時に送信波を繰り返し送信する。

【0017】

送信アンテナＴｘ１，Ｔｘ２，Ｔｘ３は、予め設定された配列方向に沿って間隔Ｄ１で一列に配置されている。送信アンテナＴｘ１，Ｔｘ２，Ｔｘ３は、送信アンテナＴｘ１，Ｔｘ２，Ｔｘ３から所定の送信方位へ所定周波数の送信波を送信する。送信アンテナＴｘ１，Ｔｘ２，Ｔｘ３は、ターゲットまでの経路において、隣り合うアンテナ間で２×αの位相差が生じるように、配置されている。

【0018】

図２に示すように、本実施形態に係る受信アンテナ部２０は、２個の受信アンテナＲｘ１，Ｒｘ２を有する。受信アンテナＲｘ１，Ｒｘ２は、予め設定された配列方向に沿って間隔Ｄ２で一列に配列されている。受信アンテナＲｘ１，Ｒｘ２は、所定の到来方位（すなわち受信方位う）から到来した所定周波数の反射波を受信して受信信号を出力する。受信アンテナＲｘ１，Ｒｘ２は、ターゲットからの経路において、隣り合うアンテナ間でαの位相差が生じるように、配置されている。

【0019】

受信アンテナＲｘ１、Ｒｘ２の各々は、送信アンテナＴｘ１，Ｔｘ２，Ｔｘ３から送信された送信波がターゲットで反射されて生じた反射波を受信する。受信アンテナＲｘ１，Ｒｘ２の各々は、２×αずつ位相がずれた３つの反射波を繰り返し受信して、２×αずつ位相が異なる３つの受信信号を繰り返し出力する。

【0020】

受信アンテナＲｘ２の位相は、受信アンテナＲｘ１の位相とαずれている。したがって、図２に示すように、受信アンテナ部２０は、αずつ位相がずれた６個の受信信号を出力する。Ｎ個の受信アンテナＲｘｎの位相差Δφ２が、Ｍ個の送信アンテナＴｘｍの位相差Δφ１の１／Ｎであるため、受信アンテナ部２０は、Δφ２ずつ位相がずれたＭ×Ｎ個の受信信号を出力する。

【0021】

受信アンテナ部２０から出力される受信信号は、図３に示す６個の受信アンテナＲｘ１，Ｒｘ２，Ｒｘ３，Ｒｘ４，Ｒｘ５，Ｒｘ６から出力される受信信号と等しい。図３に示す６個の受信アンテナＲｘ１，Ｒｘ２，Ｒｘ３，Ｒｘ４，Ｒｘ５，Ｒｘ６は、所定の配列方向に沿って、ターゲットからの経路において、隣り合うアンテナ間でαの位相差が生じるように、配置されている。

【0022】

すなわち、レーダ装置１００は、Ｍ個の送信アンテナＴｘｍと、Ｎ個の受信アンテナＲｘｎとから、Ｍ×Ｎ個の受信アンテナを仮想的に形成している。以下では、レーダ装置１００が形成する仮想的なＭ×Ｎ個の受信アンテナを仮想アレーと称する。

【0023】

レーダ装置１００は、Ｍ＋Ｎ個のアンテナを用いて仮想アレーを形成することにより、１個の送信アンテナとＭ×Ｎ個の受信アンテナを備えるレーダ装置と同等の方位分解能を実現する。

【0024】

＜１－２．ゴーストが発生する状況＞
レーダ装置１００は、形成した仮想アレーで受信した受信信号を処理してターゲットの方位を推定する。このとき、図４及び図５に示すように、送信波の送信方位と反射波の受信方位（すなわち、反射波が到来する方向）とが一致する場合には、高い分解能で高精度に方位を推定できる。

【0025】

一方で、図６及び図７に示すように、送信方位と受信方位とが異なる場合には、ターゲットの実際の方位とは異なる偽方位が推定される。図８に示すように、送信方位と異なる方位から反射波が受信アンテナＲｘ１，Ｒｘ２へ到来した場合、ターゲットからの経路において、受信アンテナＲｘ１と受信アンテナＲｘ２との間に生じる位相差がαからβに変化する。

【0026】

よって、仮想アレーから出力される受信信号の位相は、０、β、２×α、２×α＋β、４×α、４×α＋βとなり、受信信号間の位相差が一定にならない。その結果、受信信号に基づいた方位の推定精度が低下し、偽方位が推定される（すなわち、ゴーストが生じる）。そこで、レーダ装置１００は、仮想アレーから出力される受信信号に基づいて推定した方位が、実方位か偽方位であるか判定する。

【0027】

＜１－３．方位推定処理＞
次に、本実施形態に係る処理装置３０が実行する方位推定処理について、図９のフローチャートを参照して説明する。処理装置３０は、方位推定処理を所定の周期で繰り返し実行する。

【0028】

Ｓ１０では、仮想アレー化する。具体的には、Ｍ個の送信アンテナＴｘｍとＮ個の受信アンテナＲｘｎとからＭ×Ｎ個の仮想アレーを形成し、仮想アレーで受信したＭ×Ｎ個の受信信号を取得する。そして、図１０に示すように、Ｍ×Ｎ個の受信信号を、並び変える。並び順は、図２で示している総位相が０×α、１×α、２×α、３×α、４×α、５×αとなる順である。以下では、仮想アレーにより受信された受信信号を第１受信信号ｘと称する。第１受信信号ｘは、Ｍ×Ｎ個の要素を有するベクトルである。

【0029】

続いて、Ｓ２０では、並び変えたＭ×Ｎ個の受信信号に基づいて、ターゲットの方位を推定する。例えば、図１１に示すように、ＭＵＳＩＣ法を適用して、方位スペクトルを算出し、方位スペクトルのピークに対する方位をターゲットの方位として取得する。図１１に示す例では、２つのターゲットの方位が推定される。以下、Ｓ２０で推定した方位を推定方位と称し、Ｋ個の推定方位を要素とするベクトルを方位ベクトルθと称する。Ｋは、Ｓ２０において推定した方位の数である。なお、方位の推定手法は、ＭＵＳＩＣに限らない。例えば、ＤＢＦやＣａｐｏｎ、ＥＳＰＲＩＴなどの手法を適用して、ターゲットの方位を推定してもよい。

【0030】

続いて、Ｓ３０では、フィッティングを実行する。詳しくは、送信波の送信方位と第１受信信号ｘが到来した方位（すなわち受信方位）とが同一であると仮定して、Ｋ個の推定方位におけるモード行列を並べたモード行列Ａと、Ｋ個の推定方位における第１受信信号ｘの推定電力ｓとから、第２受信信号ｙを算出する。モード行列Ａは、Ｌ×Ｋの行列である。Ｌは、Ｌ＝Ｍ×Ｎである。すなわち、本実施形態では、モード行列Ａは、６×２の行列である。モード行列ＡのＬ×Ｋの要素は、推定方位の各々に依存する。推定電力ｓは、Ｋ個の要素を有するベクトルである。

【0031】

第２受信信号ｙは、Ｍ×Ｎ個の要素を有するベクトルであり、上述の仮定に基づいて、第１受信信号ｘを復元した信号に相当する。ここでは、上述の仮定に基づいて第１受信信号ｘを復元し、後述する誤差ｅを算出する処理をフィッティングと称している。

【0032】

上述の仮定が正しい場合には、第２受信信号ｙは、第１受信信号ｘに略一致する。上述の仮定が誤っている場合、すなわち、送信方位が受信方位と異なりゴーストが発生する状況では、第２受信信号ｙは、第１受信信号ｘと一致せず、第２受信信号ｙと第１受信信号ｘとの誤差ｅが大きくなる。よって、第２受信信号ｙと第１受信信号ｘとの誤差ｅに基づいて、方位ベクトルθの各要素が実在する物体の方位か物体が存在しない偽方位かを判定できる。

【0033】

Ｓ３０では、まず、モード行列Ａの一般化逆行列を用いて、推定電力ｓを算出する。具体的には、図１２に示すように、モード行列Ａの一般化逆行列に第１受信信号ｘを乗算して、推定電力ｓを算出する。さらに、モード行列Ａに推定電力ｓを乗算して、第２受信信号ｙを算出する。すなわち、ｙ＝Ａｓの式に基づいて、第２受信信号ｙを算出する。続いて、第１受信信号ｘと第２受信信号ｙとの誤差ｅを算出する。具体的には、ｅ＝ａｂｓ（ｘ－ｙ）の式に基づいて、誤差ｅを算出する。

【0034】

次に、Ｓ４０では、偽方位判定処理を実行する。詳しくは、Ｓ４０では、図１３に示すサブルーチンを実行し、方位ベクトルθの各推定方位が、実方位か偽方位か判定する。

【0035】

Ｓ１００では、Ｓ３０で算出した誤差ｅが判定閾値よりも大きいか否か判定する。Ｓ１００において、誤差ｅが判定閾値以下であると判定した場合は、Ｓ１１０の処理へ進む。Ｓ１１０では、方位ベクトルθの各推定方位が実方位であると判定する。

【0036】

また、Ｓ１００において、誤差ｅが判定閾値よりも大きいと判定した場合は、Ｓ１２０の処理へ進む。Ｓ１２０では、方位ベクトルθの各推定方位が偽方位であると判定する。
＜１－４．効果＞
以上詳述した第１実施形態によれば、以下の効果を奏する。

【0037】

（１）レーダ装置１００は、推定方位におけるモード行列Ａと推定方位における推定電力ｓとから、送信方位と受信方位とが同一であると仮定して、第２受信信号ｙを算出する。第２受信信号ｙは、第１受信信号ｘを復元した信号に相当する。送信方位と受信方位とが同一であるという仮定が正しい場合には、第２受信信号ｙは第１受信信号ｘと略一致し、上記仮定が誤っている場合には、第２受信信号ｙと第１受信信号ｘとの誤差ｅが大きくなる。すなわち、送信方位と受信方位とが大きく異なり、推定方位にターゲットが存在しない場合には、誤差ｅが大きくなる。よって、誤差ｅが判定閾値よりも大きい場合には、推定方位が、実際にはターゲットが存在しない偽方位であると判定される。また、送信方位と受信方位とが同一であると仮定して、第２受信信号ｙを算出するだけなので、２次元方向推定を行う場合と比べて、処理負荷を抑制できる。したがって、処理負荷を抑制しつつ、偽方位を判定することができる。
（２）モード行列Ａの一般化行列を用いることで、容易に推定電力ｓを算出できる。

【0038】

（２．第２実施形態）
＜２－１．第１実施形態との相違点＞
第２実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。なお、第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。

【0039】

前述した第１実施形態では、誤差ｅとして、第１受信信号ｘと第２受信信号ｙとの差分を算出した。これに対して、第２実施形態では、誤差ｅとして、第１受信信号ｘの相関行列Ｘと第２受信信号ｙの相関行列Ｙとの差分を算出する点で、異なる。すなわち、第２実施形態では、ｅ＝ａｂｓ（Ｘ－Ｙ）の式に基づいて、誤差ｅを算出する。

【0040】

以上説明した第２実施形態によれば、第１実施形態が奏する効果（１）と同様の効果を奏するとともに、第１受信信号ｘの相関行列Ｘと第２受信信号ｙの相関行列Ｙとから、誤差を算出できる。

【0041】

（３．第３実施形態）
＜３－１．第１実施形態との相違点＞
第３実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。なお、第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。

【0042】

前述した第１実施形態では、Ｍ個の送信アンテナＴｘｍとＮ個の受信アンテナＲｘｎのすべてのアンテナに基づいたモード行列Ａと、第１受信信号ｘとを用いて、推定電力ｓを算出した。これに対し、第２実施形態では、１個の送信アンテナＴｘｍとＮ個の受信アンテナＲｘｎ、又は、Ｍ個の送信アンテナＴｘｍと１個の受信アンテナＲｘｎに基づいたモード行列ＡＡと、抽出信号ｘｘと、を用いて、推定電力ｓを算出する点で異なる。モード行列ＡＡは、Ｋ×Ｎの行列、又は、Ｋ×Ｍの行列である。抽出信号ｘｘは、第１受信信号ｘの要素から、モード行列ＡＡに対応する要素を取り出したベクトルである。すなわち、抽出信号ｘｘは、Ｎ又はＭ個の要素を有するベクトルである。

【0043】

＜３－２．推定電力の算出＞
図１４に、送信アンテナＴｘ１と、受信アンテナＲｘ１，Ｒｘ２とに基づいてモード行列ＡＡを生成する例を示す。図１４において、太枠で囲まれたアンテナに基づいてモード行列ＡＡを生成する。すなわち、１個の送信アンテナＴｘｍから送信された送信波がターゲットで反射して生じた反射波を、Ｎ個の受信アンテナＲｘｎで受信したことに応じて、Ｎ個の受信アンテナＲｘｎから出力されたＮ個の受信信号に基づいて、モード行列ＡＡを生成する。抽出信号ｘｘは、このＮ個の受信信号を要素とするベクトルとする。

【0044】

図１４に示すように、送信アンテナを１個しか用いていないため、送信方位と受信方位とが異なっていても、受信信号間の位相差が一定になる。すなわち、ゴーストが生じない受信信号の組み合わせを用いて、推定電力ｓを算出する。

【0045】

図１５に、Ｍ個の送信アンテナＴｘｍと、１個の受信アンテナＲｘｎを用いてモード行列ＡＡを生成する例を示す。図１５において、太枠で囲まれたアンテナに基づいてモード行列ＡＡを生成する。すなわち、Ｍ個の送信アンテナＴｘｍから送信された送信波がターゲットで反射して生じた反射波を、１個の受信アンテナＲｘｎで受信したことに応じて、１個の受信アンテナＲｘｎから出力されたＭ個の受信信号に基づいて、モード行列ＡＡを生成する。抽出信号ｘｘは、このＭ個の受信信号を要素とするベクトルである。

【0046】

図１５に示すように、受信アンテナを１個しか用いていないため、送信方位と受信方位とが異なっていても、受信信号間の位相差が一定になる。すなわち、ゴーストが生じない受信信号の組み合わせを用いて、推定電力ｓの精度を算出する。

【0047】

＜３－３．効果＞
以上詳述した第３実施形態によれば、前述した第１実施形態の効果（１）及び（２）と同様の効果を奏するとともに、より高精度な推定電力を算出することができる。

【0048】

（４．第４実施形態）
＜４－１．第１実施形態との相違点＞
第４実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。なお、第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。

【0049】

前述の第１実施形態では、算出された１回分（すなわち、１回の処理周期分）の誤差ｅに基づいて、推定方位が実方位か偽方位か判定した。これに対して、第４実施形態では、算出された複数回分（すなわち、複数の処理周期分）の誤差ｅに基づいて、推定方位が実方位か偽方位か判定する点で、第１実施形態と異なる。

【0050】

＜４－２．偽方位判定処理＞
次に、本実施形態に係る処理装置３０が実行する偽方位判定処理について、図１６に示すサブルーチンを参照して説明する。処理装置３０は、図１６に示すサブルーチンを実行し、方位ベクトルθの要素である各推定方位が、実方位か偽方位か判定する。

【0051】

まず、Ｓ２００では、前回の処理周期で算出した平均誤差Ｅｏと、Ｓ３０において算出した誤差ｅとから、Ｃ×Ｅｏ＋（１－Ｃ）×ｅの式を用いて加重平均値を算出し、算出した加重平均値を今回の処理周期における平均誤差Ｅｏとする。平均誤差Ｅｏは、Ｋ個の要素を有するベクトルである。Ｃは、加重平均係数である。

【0052】

続いて、Ｓ２１０では、Ｓ２００において算出した平均誤差Ｅｏが判定閾値よりも大きいか否か判定する。Ｓ２１０において、平均誤差Ｅｏが判定閾値以下であると判定した場合は、Ｓ２２０の処理へ進む。Ｓ２２０では、各推定方位が実方位であると判定する。

【0053】

また、Ｓ２１０において、平均誤差Ｅｏが判定閾値よりも大きいと判定した場合は、Ｓ２３０の処理へ進む。Ｓ２３０では、各推定要素が偽方位であると判定する。
＜４－３．効果＞
以上説明した第４実施形態によれば、前述した第１実施形態の効果（１）及び（２）と同様の効果を奏するとともに、より高精度に推定方位が偽方位か否かを判定することができる。

【0054】

（３．他の実施形態）
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。

【0055】

（ａ）第３実施形態において、誤差ｅの算出に対して、第２実施形態に係る誤差ｅの算出を適用してもよい。
（ｂ）第４実施形態において、誤差ｅの算出に対して、第２実施形態に係る誤差ｅの算出を適用してもよい。

【0056】

（ｃ）第４実施形態において、推定電力ｓの算出において、第３実施形態に係る推定電力ｓの算出を適用してもよい。
（ｄ）上述したレーダ装置の他、当該レーダ装置を構成要素とするシステム、当該レーダ装置としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した半導体メモリ等の非遷移的実態的記録媒体、方位推定方法など、種々の形態で本開示を実現することもできる。

【符号の説明】

【0057】

１０…送信アンテナ部、２０…受信アンテナ部、３０…処理装置、１００…レーダ装置、Ａ，ＡＡ…モード行列、Ｒｘ１，Ｒｘ２，Ｒｘ３，Ｒｘ４，Ｒｘ５，Ｒｘ６，Ｒｘｎ…受信アンテナ、Ｔｘ１，Ｔｘ２，Ｔｘ３，Ｔｘｍ…送信アンテナ、ｅ…誤差、ｓ…推定電力、ｘ…第１受信信号、ｙ…第２受信信号。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】