7583685 測定システム、測定方法、及び測定プログラム

(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】2024-11-06

(45)【発行日】2024-11-14

(54)【発明の名称】測定システム、測定方法、及び測定プログラム

(51)【国際特許分類】

   G01S 17/34 20200101AFI20241107BHJP

   G01S 17/58 20060101ALI20241107BHJP

   G01S 17/66 20060101ALI20241107BHJP

【ＦＩ】

G01S17/34

G01S17/58

G01S17/66

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2021123356

(22)【出願日】2021-07-28

(65)【公開番号】P2023018954

(43)【公開日】2023-02-09

【審査請求日】2023-12-11

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】520124752

【氏名又は名称】株式会社ミライズテクノロジーズ

(74)【代理人】

【識別番号】110000567

【氏名又は名称】弁理士法人サトー

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 雅重

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 拓

(72)【発明者】

【氏名】松本 義輝

【審査官】山下 雅人

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－２８８２２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－００４８００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０８５７２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１１５９３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１９４３６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０９０１４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０６２８０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２１／０２１５８１６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１１１７５１８２７（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｓ７／００－１７／９５

Ｇ０１Ｂ９／００－１１／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

単一周波数光源（５）の搬送波を変調することで生成される周波数を変化させた副搬送波を含む送信光をターゲット（Ａ）に出力し、前記ターゲットに反射して受信される受信光をコヒーレント検波して前記ターゲットまでの距離及び前記ターゲットとの間の相対速度を測定する測定システム（１）であって、
前記受信光の同相成分と直交成分の双方に基づいて生成された信号をＦＦＴ処理して前記距離に関するピーク周波数（ｆＲ；ｆＲｘ１～ｆＲｘｍ）と前記相対速度に関するピーク周波数（ｆｄ；ｆｄｘ１～ｆｄｘｍ）とを第一の結果とする第一結果取得部（Ｂ１；Ｓ４０１ａ、Ｓ４０１ｂ）と、
前記同相成分と前記直交成分の少なくとも何れか一方の信号をＦＦＴ処理して検出されるピーク周波数（ｆ；ｆ１～ｆｎ）を第二の結果とする第二結果取得部（Ｂ２、Ｂ３；Ｓ４０２）と、
前記第一の結果と前記第二の結果の両方に基づいて複数のターゲットについての前記距離の検出信号と前記相対速度の検出信号の対応関係の組み合わせを第三の結果として決定する組合せ決定部（Ｓ１０８；Ｓ２０８、Ｓ２０９；Ｓ４０３～Ｓ４１４）と、
を備える測定システム。

【請求項2】

前記搬送波を変調するときに周波数を連続的に変化させることで前記副搬送波を生成する変調器（６）を備える請求項１記載の測定システム。

【請求項3】

前記変調器は、前記副搬送波の周波数変化をリニアとする請求項２記載の測定システム。

【請求項4】

前記組合せ決定部（Ｓ１０８）は、前記第二の結果を用い、前記第一の結果から得られた前記距離に関するピークの周波数に対しそれぞれ互いに等しい前記相対速度に関するピークの周波数だけ離間した条件を備えた前記ピークの組合せが存在するか否かを判定し、前記存在した条件を満たした前記ピークの組合せを選択する請求項１記載の測定システム。

【請求項5】

前記距離に関するピーク周波数と、選択された前記ピークの周波数との差分周波数に基づいて前記相対速度を算出する処理を含む請求項４記載の測定システム。

【請求項6】

前記組合せ決定部（Ｓ２０８、Ｓ２０９）は、前記第一の結果の前記距離に関するピーク周波数（ｆＲ）と前記第二の結果のピーク周波数（ｆ）との差分周波数（ｆΔ）を算出し、前記差分周波数（ｆΔ）と前記第一の結果の前記相対速度に関する前記ピーク周波数（ｆｄ）とが一致しているか否かを判定してピークの組合せの対応関係を決定する請求項１記載の測定システム。

【請求項7】

前記組合せ決定部（Ｓ２０８、Ｓ２０９）にて対応関係が決定された前記ピークに基づいて算出される前記相対速度の符号を、前記第一の結果の前記相対速度に関する前記ピーク周波数（ｆｄ）と照合して決定する処理を含む請求項６記載の測定システム。

【請求項8】

前記第二の結果は、前記同相成分と前記直交成分をそれぞれＦＦＴ演算し、それらのスペクトルを加算して算出される請求項１記載の測定システム。

【請求項9】

単一周波数光源（５）の搬送波を変調することで生成される周波数を変化させた副搬送波を含む送信光をターゲット（Ａ）に出力し、前記ターゲットに反射して受信される受信光をコヒーレント検波して前記ターゲットまでの距離及び前記ターゲットとの間の相対速度を測定する測定方法であって、
第一結果取得部（Ｂ１）により、前記受信光の同相成分と直交成分の双方に基づいて生成された信号をＦＦＴ処理して得られたピークを算出して第一の結果とする過程と、
第二結果取得部（Ｂ２、Ｂ３）により、前記同相成分と前記直交成分の少なくとも何れか一方の信号をＦＦＴ処理して得られたスペクトルの検出ピーク（ｆ１～ｆｎ）を第二の結果とする過程と、
組合せ決定部（Ｓ１０８；Ｓ２０８、Ｓ２０９）により、前記第一の結果と前記第二の結果の両方から複数のターゲットについての前記距離の検出信号と前記相対速度の検出信号との対応関係の組み合わせを第三の結果として決定する過程と、
を備える測定方法。

【請求項10】

単一周波数光源（５）の搬送波を変調することで生成される周波数を変化させた副搬送波を含む送信光をターゲット（Ａ）に出力し、前記ターゲットに反射して受信される受信光をコヒーレント検波して前記ターゲットまでの距離及び前記ターゲットとの間の相対速度を測定する測定システムの測定プログラムであって、
前記測定システムに、
第一結果取得部（Ｂ１）により、前記受信光の同相成分と直交成分の双方に基づいて生成された信号をＦＦＴ処理して得られたピークを算出して第一の結果とする手順と、
第二結果取得部（Ｂ２、Ｂ３）により、前記同相成分と前記直交成分の少なくとも何れか一方の信号をＦＦＴ処理して得られたスペクトルの検出ピーク（ｆ１～ｆｎ）を第二の結果とする手順と、
組合せ決定部（Ｓ１０８；Ｓ２０８、Ｓ２０９）により、前記第一の結果と前記第二の結果の両方から複数のターゲットについての前記距離の検出信号と前記相対速度の検出信号との対応関係の組み合わせを第三の結果として決定する手順と、
を実行させる測定プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、測定システム、測定方法、及び測定プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

光検出による測距装置は様々な分野で広く使用されている。自動車や自律ロボットの周辺環境認識センサや建設土木現場における形状計測等への応用を目的として、ＬｉＤＡＲ：Light Detection and Rangingの開発が進展している。ＬｉＤＡＲの中でも、周波数変調連続波ＦＭＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）方式のＬｉＤＡＲは、ピーク電力を低くできると共に、ダイナミックレンジを広くでき、測距分解能が優れている。その結果、ＦＭＣＷ方式のＬｉＤＡＲは、３Dイメージング、気象観測、自律航法、リモートセンシング、および自動運転に広く応用されている。例えば、位相ダイバーシティコヒーレント検出は光信号の強度と位相を同時に測定できるため、ＬｉＤＡＲのパフォーマンスを最適化できる。

【0003】

しかし、自律ナビゲーションなどの一部のアプリケーションでは、ターゲットが移動しているため、距離に関連したチャープ周波数にドップラー周波数シフトの影響が追加され、この影響が重畳されることになる。ＦＭＣＷ－ＬｉＤＡＲでは、通常三角波形変調が採用されており、距離と速度を分離して測定することが試みられている。ただし、従来のＦＭＣＷ－ＬｉＤＡＲの場合、距離と速度を分離するために、三角波変調のアップチャープで得られる周波数とダウンチャープで得られる周波数の両方を用いる必要があるため、ある時点での距離と速度に関する情報を同時に得ることができない。

【0004】

非特許文献１記載の技術では、距離と速度の同時測定を可能にする位相多様性コヒーレント光受信機に基づくＦＭＣＷ ＬｉＤＡＲを提案している。このＬｉＤＡＲは、副搬送波を用いたＦＭＣＷ方式を採用しており、副搬送波の周波数をチャープすると共に、一部を参照光としてヘテロダイン検波することで、ビート信号を生成して距離と速度を算出している。またヘテロダイン検波にコヒーレント検波を用いることで、距離と速度を分離している。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0005】

【文献】Zhang et.al , ”Frequency-modulated continuous-wave lidar using a phase- diversity coherent optical receiver for simultaneous ranging and velocimetry”, IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS, VOL. 31, NO. 22, NOVEMBER 15, 1822 (2019)

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

複数のターゲットから反射した光を受光すると、これらのターゲットまでの距離毎に検出信号が生成される。それぞれの検出信号が各ターゲットに対応しているため、各ターゲットまでの距離測定は可能である。

【0007】

ただし、速度に基づく検出信号も複数生成されるため、どの距離に基づく検出信号に対応したターゲットがどの速度に基づく検出信号に対応するか判別できない。各検出信号の強度に基づいて距離の検出信号と速度の検出信号とを対応させる手法も考えられるが、同程度の反射強度の場合には判別できない。

【0008】

また、原理的にターゲットとの相対速度がゼロの場合、速度ピークは生成されないため、速度ピークがある値である場合、どちらかのターゲットの相対速度は把握できるものの、どちらかのターゲットの相対速度がゼロなのか、複数のターゲットが同一速度なのか判別できない。

【0009】

本発明の目的は、複数のターゲットについての距離の検出信号と速度の検出信号の対応関係を判別できるようにした測定システム、測定方法、及び測定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】

【0010】

請求項１記載の発明は、単一周波数光源（５）の搬送波を変調することで生成される周波数を変化させた副搬送波を含む送信光をターゲットに出力し、ターゲットに反射して受信される受信光をコヒーレント検波してターゲットまでの距離及びターゲットとの間の相対速度を測定する測定システムを対象としている。第一結果取得部は、受信光の同相成分と直交成分の双方に基づいて生成された信号をＦＦＴ処理して距離に関するピーク周波数と相対速度に関するピーク周波数とを第一の結果とする。

【0011】

第二結果取得部は、同相成分と直交成分の少なくとも何れか一方の信号をＦＦＴ処理して検出されるピーク周波数を第二の結果とする。組合せ決定部は、第一の結果と第二の結果の両方に基づいて複数のターゲットについての距離の検出信号と相対速度の検出信号の対応関係の組み合わせを第三の結果として決定する。

【0012】

請求項１記載の発明によれば、組合せ決定部が、第一の結果と第二の結果の両方に基づいて複数のターゲットについての距離の検出信号と相対速度の検出信号の対応関係の組み合わせを第三の結果として決定でき、複数のターゲットについての距離の検出信号と速度の検出信号の対応関係を判別できる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】第１実施形態を示す機能ブロック図

【図2】処理の流れを説明するフローチャート

【図3】組合せ選択の処理イメージ

【図4】第２実施形態の処理の流れを説明するフローチャート

【図5】第３実施形態における第二結果取得部の処理の流れを説明するフローチャート

【図6】第４実施形態の処理の流れを説明するフローチャート

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、測定システムに係る複数の実施形態について図面を参照して説明する。以下に示す各実施形態において、先行する実施形態で説明した内容に対応する部分には同一の参照符号を付し、重複する説明を省略することがある。

【0015】

（第１実施形態）
第１実施形態について図１から図３を参照して説明する。測定システム１は、例えば自動車に搭載され、自車周辺の他車や歩行者等をターゲットＡとして検知し、衝突を未然に回避して安全安心な走行を確保することを目的として用いられる。図１に示すように、測定システム１は、変調光出力部２と、スキャナ３と、計測部４とを備える。

【0016】

変調光出力部２は、レーザ５と、変調器６と、を備える。計測部４は、コヒーレント検波器８と、Ａ／Ｄ９と、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）１０とを備える。スキャナ３は、送信用スキャナと受信用スキャナとにより構成される。送信用及び受信用のスキャナ３は、例えば角度を変更する機構を有する反射ミラーやプリズム、または光フェーズドアレイ（ＯＰＡ：Optical Phased Array）等により構成される。

【0017】

レーザ５は、それぞれＤＦＢ（Distributed Feedback）レーザ、ＤＢＲ（Distributed Bragg Reflector）レーザ、又は外部共振型レーザ等により構成される。レーザ５は、単一周波数光源として搬送波を出力する。

【0018】

変調器６は、例えばマッハツェンダー変調器を用いて周波数を変化させた副搬送波を生成する。変調器６は、レーザ５から発振光を入力すると、その入力した発振光を、外部から入力する交流信号及び直流バイアスに基づいて変調する。変調器６は、レーザ５が出力するレーザ光の搬送波を変調することで副搬送波を有する送信光を生成出力する。

【0019】

変調器６は、副搬送波の周波数変化をリニアとする。副搬送波の周波数は線形的に変化するが、所定周波数からアップチャープ又はダウンチャープの何れに変化させても良い。送信光は２分岐され、一方の光は参照光としてコヒーレント検波器８に入光され、他方の光は光サーキュレータ１１を通じてスキャナ３に入光される。

【0020】

送信用のスキャナ３は、光サーキュレータ１１を通じて入光すると、その入力した光を空間に出力する。出力光がターゲットＡに当たり反射すると、その反射光が入射光として受信用のスキャナ３に入射する。受信用のスキャナ３は、光サーキュレータ１１を通じてコヒーレント検波器８に受信光を出力する。

【0021】

コヒーレント検波器８は、９０°光ハイブリッド８ａ及びバランスドフォトダイオード８ｂを用いて構成され、スキャナ３から光サーキュレータ１１を通じて受信光を入力すると、その入力した受信光と参照光の間の振幅と位相の差分を検出し、ビート信号の同相成分Ｉと直交成分Ｑを生成して出力する。

【0022】

この場合、反射光と参照光との間には、その副搬送波周波数成分に、測定システム１からターゲットＡまでの距離に対応した変調光の往復時間差に基づく周波数差を生じる。また、反射光と参照光との間には、その搬送波周波数成分に、測定システム１とターゲットＡとの相対速度ｖに応じた周波数変化がドップラーシフトとして生じる。ビート信号にはこれらの周波数成分変化の差が現れる。

【0023】

コヒーレント検波器８は、ビート信号の同相成分Iと直交成分ＱをＡ／Ｄ９を通じてＤＳＰ１０に出力する。ＤＳＰ１０は、ビート信号のデジタル信号を入力すると、各種の処理を施すことで距離Ｒと相対速度ｖを求める。

【0024】

例えば、ＤＳＰ１０は、コヒーレント検波器８のバランスドフォトダイオード８ｂにて検出される同相成分Ｉと直交成分Ｑの２乗和平方根を振幅成分として求める。そして、ＤＳＰ１０は、当該振幅成分をＦＦＴ処理して得られたピークの周波数ｆＲを取得する。これが本形態に係る第一の結果となる。またＤＳＰ１０は、同相成分Ｉを直交成分Ｑで除算した除算値を求め当該除算値をアークタンジェントして位相成分を求めＦＦＴ処理する。ＤＳＰ１０は、デジタルＦＦＴ処理して得られたピーク周波数ｆｄを取得する。これも本形態に係る第一の結果となる。図２に示す第一結果取得部Ｂ１参照。すなわち、第一結果取得部Ｂ１は、受信光の同相成分Ｉと直交成分Ｑの双方に基づいて生成された信号をＦＦＴ処理して得られたピーク周波数を第一の結果としている。

【0025】

この後、ＤＳＰ１０は、これらのピーク周波数により距離Ｒ及び相対速度ｖを算出する。距離Ｒはピーク周波数ｆＲに依存した値として算出できる。相対速度ｖは、このピーク周波数ｆｄに依存した値として算出できる。ターゲットＡが一つの場合には、ピーク周波数ｆＲとピーク周波数ｆｄは一つのターゲットＡに対応して求められる。このため、その一つのターゲットＡに対する距離Ｒ及び相対速度ｖを算出できる。

【0026】

以下、複数のｍ個のターゲットＡを測定対象とした場合について説明する。発明が解決しようとする課題の欄で説明したように、複数のターゲットＡから反射光が入射した場合、対応したピーク周波数を検出することで、各ターゲットＡまでの距離Ｒを測定できる。ただし、速度に関するピーク周波数も複数検出されるため、どの距離に基づく検出ピークに対応したターゲットＡがどの速度に基づく検出ピークに対応するか判別できない。

【0027】

そこで本実施形態では、ＤＳＰ１０が図２に示す流れに沿う処理を行うことで、ｍ個のターゲットＡに対する距離Ｒと相対速度ｖをそれぞれ算出する。以下、詳細を説明する。まずＤＳＰ１０は、同相成分Ｉ及び直交成分Ｑを入力すると、Ｓ１０１ｉ及びＳ１０１ｑにおいて同相成分Ｉ及び直交成分Ｑに生じている歪を補正する。

【0028】

次にＤＳＰ１０は、Ｓ１０２ｉにおいて同相成分Ｉと直交成分Ｑの２乗和平方根を振幅成分として求めると共に、Ｓ１０２ｊにおいて同相成分Ｉを直交成分Ｑにて除算してアークタンジェントした位相成分を求める。次にＤＳＰ１０は、Ｓ１０３ｉ及びＳ１０３ｊにおいて、Ｓ１０２ｉ及びＳ１０２ｊの処理結果をそれぞれ個別にデジタルＦＦＴ処理する。

【0029】

次に、ＤＳＰ１０は、Ｓ１０３ｉにおいてＳ１０２ｉで求められた値に応じて距離に関するｍ個のピーク周波数ｆＲを検出すると共に、Ｓ１０３ｊにおいて、Ｓ１０２ｊで求められた値に応じて、速度に関するｍ個のピーク周波数ｆｄを検出する。ここまでは、前述した第一結果取得部Ｂ１の処理内容と同様である。

【0030】

他方、ＤＳＰ１０は、Ｓ１０５ｉ及びＳ１０５ｑにおいて同相成分Ｉ及び直交成分ＱのスペクトルをＦＦＴ処理し、Ｓ１０６においてスペクトル加算する。これにより同相成分Ｉ及び直交成分Ｑを平均化してノイズ除去でき、Ｓ１０７においてピークの周波数ｆを検出する。この検出ピークが本形態に係る第二の結果となる。図２の第二結果取得部Ｂ２参照。このピーク周波数ｆは、ビート信号の原信号の周波数に対応している。

【0031】

ＤＳＰ１０は、Ｓ１０８においてピーク周波数ｆＲ±ｆｄのピーク組み合わせを算出する。この処理が本願に係る組合せ決定部としての動作となる。ここでは、ｍ個のターゲットＡを測定対象とした場合、（ｍ個のｆＲ）±（ｍ個のｆｄ）の組み合わせを算出する。以下では、（ｍ個のｆＲ）の検出ピーク周波数を便宜的にｆＲ→ｆＲｘ１、…、ｆＲｘｍとし、（ｍ個のｆｄ）の検出ピーク周波数をｆｄ→ｆｄｘ１、…、ｆｄｘｍとする。そしてＤＳＰ１０は、Ｓ１０７にて求められたビート信号の原信号のピーク周波数ｆに基づいて複数のターゲットＡの距離Ｒに関するピーク周波数と、相対速度ｖに関するピーク周波数との対応関係を導出する。

【0032】

ｍ＝２個のターゲットＡを測定対象とした場合の例を図３に示している。距離に関する検出ピーク周波数ｆＲｘ１、ｆＲｘ２とし、速度に関する検出ピーク周波数ｆｄｘ１、ｆｄｘ２とした場合、Ｓ１０８にて求められる周波数の全組合せは、ｆＲｘ１±ｆｄｘ１、ｆＲｘ１±ｆｄｘ２、ｆＲｘ２±ｆｄｘ１、ｆＲｘ２±ｆｄｘ２となり、これらを組合せ候補として挙げることができる。

【0033】

それぞれのターゲットＡに関する検出ピークは、原理的に、原信号（Ｉ_Ｉ，Ｉ_Ｑ）のｆＲ１±ｆｄ１及びｆＲ２±ｆｄ２に表れる。図３の下図参照。このため、前述の検出ピーク周波数の組合せ候補の中から、原信号（Ｉ_Ｉ，Ｉ_Ｑ）に関して原理的に満足する条件を満たすピークの組合せを選択することで距離Ｒに関するピークの周波数と相対速度ｖに関するピークの周波数との対応関係を導出できる。

【0034】

例えば、距離Ｒに関する検出ピーク周波数ｆＲｘ１又はｆＲｘ２に対しそれぞれ互いに等しい速度に関する検出ピーク周波数ｆｄｘ１又はｆｄｘ２だけ離間した条件を備えた検出ピークの組合せが存在するか否かを原信号のピーク周波数ｆを用いて判定し、この存在条件を満たした検出ピークの組合せを選択する。このようにすることで、距離Ｒに関する検出ピーク周波数ｆＲｘ１、ｆＲｘ２が、相対速度ｖに関する検出ピーク周波数ｆｄｘ１、ｆｄｘ２の何れに対応しているか対応関係を導出できる。

【0035】

ここでは、２個のターゲットＡを検出対象とした例を説明したが、検出対象となるターゲットＡが３以上のｍ個存在している場合でも同様にこれらの関係性を決定できる。

【0036】

これにより、どの距離に基づく検出ピークに対応したターゲットＡがどの速度に基づく検出ピークに対応するか判別でき、複数のターゲットＡについての距離Ｒの検出ピークと相対速度ｖの検出ピークの対応関係を判別できる。

【0037】

距離Ｒに関する検出ピーク周波数ｆＲｘ１、ｆＲｘ２と相対速度ｖに関する検出ピーク周波数ｆｄｘ１、ｆｄｘ２の組合せを選択した場合、検出された距離に関するピーク周波数ｆＲｘ１、ｆＲｘ２からそれぞれ選択したピーク周波数ｆｄｘ１、ｆｄｘ２までの差分周波数に基づいて相対速度ｖを算出するようにしても良い。これにより、複数のターゲットＡが、それぞれどのような相対速度ｖで動いているか特定できる。

【0038】

（第２実施形態）
第２実施形態について図４を参照しながら説明する。図４に示すように、ＤＳＰ１０は、Ｓ１０１ｉ～Ｓ１０４ｉ、Ｓ１０５ｉ及びＳ１０５ｑ、Ｓ１０６、並びにＳ１０７の処理を実行した後、Ｓ２０８において、Ｓ１０７にて求められたピーク周波数ｆと距離に関するピーク周波数ｆＲとの差分周波数ｆΔを算出する。他方、ＤＳＰ１０は、Ｓ１０１ｑ～Ｓ１０４ｑの処理を並行して進める。その後、Ｓ２０９の処理を実行する。

【0039】

ＤＳＰ１０は、Ｓ２０９においてＳ１０４ｑにて求められた相対速度ｖに関するｍ個のピーク周波数ｆｄと、Ｓ１０４ｉ及びＳ１０７のみから求められた差分周波数ｆΔとが一致しているか否かを検証する。ＤＳＰ１０は、これらが一致していると判定すれば、ピーク周波数ｆｄとピーク周波数ｆＲとの対応関係を決定できる。これらのＳ２０８、Ｓ２０９の処理が組合せ決定部としての処理を示す。

【0040】

そして、対応関係が決定されたピークに基づいて各ターゲットＡの相対速度ｖを算出した後、相対速度ｖの符号を、Ｓ２０８にて検出されたピーク周波数ｆΔとＳ１０４ｑにて検出されたピーク周波数ｆｄとを照合して決定すると良い。これにより、各ターゲットＡの進行方向を決定できる。

【0041】

ＤＳＰ１０は、Ｓ２１０においてピーク周波数ｆＲ及びピーク周波数ｆｄの対応関係を相対速度ｖの方向と共に出力する。ＤＳＰ１０は、一致しているか否かを判定することで、相対速度ｖの位相成分を考慮して相対速度ｖの符号を判定でき、ターゲットＡが遠ざかっているか近づいているか判定できる。

【0042】

（第３実施形態）
第３実施形態について図５を参照しながら説明する。前述実施形態では、図２又は図４の第二結果取得部Ｂ２に示したように、同相成分Ｉ、直交成分ＱをそれぞれＦＦＴ処理した後、スペクトル加算することで原信号を平均化した形態を示したが、これに代えて、図５に示すように、第二結果取得部Ｂ３は、Ｓ３０５において同相成分Ｉ、直交成分Ｑを信号加算した後、Ｓ３０６においてデジタルＦＦＴ処理し、Ｓ３０７においてピークを検出するようにしても良い。これにより、前述実施形態と同様の作用効果を奏する。

【0043】

（第４実施形態）
第４実施形態について図６を参照しながら説明する。ｍ個のターゲットＡを検出するための方法を説明する。まず、図６に示すＳ４０１ａにおいて、距離Ｒに関するピーク周波数をｆＲ１、ｆＲ２、…、ｆＲｍとする。Ｓ４０１ｂにおいて、相対速度ｖに関するピーク周波数をｆｖ１、ｆｖ２、…、ｆｖｍとする。そして、Ｓ４０２において同相成分Ｉ又は直交成分Ｑにより検出される周波数をｆ１、ｆ２、…、ｆｎとする。

【0044】

これらの周波数ｆＲ１、ｆＲ２、…、ｆＲｍ、ｆｖ１、ｆｖ２、…、ｆｖｍ、及びｆ１、ｆ２、…、ｆｎは、第１～第３実施形態で説明した第一結果取得部Ｂ１、第二結果取得部Ｂ２、Ｂ３と同様の処理を実行することで検出できる。

【0045】

次に、ＤＳＰ１０は、同相成分Ｉ及び直交成分Ｑにより検出した原信号の周波数ｆ１、ｆ２、…、ｆｎと、距離に関するピーク周波数ｆＲ１、ｆＲ２、…、ｆＲｍとの差分で構成される周波数差Ｒｘ群を生成する。図６のＳ４０３～Ｓ４０５では、ｘを変数としてｎ回繰り返すことで周波数Ｒｘ群を生成している。生成結果は下記のようになる。
Ｒ１群 ｆ１－ｆＲ１、ｆ１－ｆＲ２、ｆ１－ｆＲｍ
Ｒ２群 ｆ２－ｆＲ１、ｆ２－ｆＲ２、ｆ２－ｆＲｍ
…
Ｒｎ群 ｆｎ－ｆＲ１、ｆｎ－ｆＲ２、ｆｎ－ｆＲｍ

【0046】

次に、ＤＳＰ１０は、Ｓ４０７において上記の演算で得られた全周波数の絶対値を昇順又は降順に並べ替える。このときソートして得られたｎ×ｍ個の周波数差をｆΔ１、ｆΔ２、…、ｆΔｎｘｍとする。

【0047】

次に、ＤＳＰ１０は、Ｓ４０８にて変数ｋの初期値を設定し、Ｓ４０９において、ｉを変数として周波数差ｆΔｉと周波数差ｆΔｉ＋１が一致する又は近接する、つまり、周波数差ｆΔｉ－周波数差ｆΔｉ＋１の絶対値が最小となる組合せを探索する。

【0048】

そしてＳ４１０において、探索された周波数差の組合せ（ｆΔｉ、ｆΔｉ＋１）が何れもＲｘ群に属しているか判定する。何れもＲｘ群に属している場合、Ｓ４１１にてその距離に関するピーク周波数ｆＲｘに対応していると見なす。そして、Ｓ４１３にてｆΔｉ、ｆΔｉ＋１を探索対象から外しつつ、Ｓ４１４にて変数ｋを変化させながら、Ｓ４０９～Ｓ４１２の処理をｎ回繰り返すことで、全てのターゲットＡについて距離Ｒと相対速度ｖに関するピーク周波数の組合せを求めることができる。本願に係る組合せ決定部としての処理内容を示す。

【0049】

Ｓ４１２にてＹＥＳ、すなわち対応する組み合わせが存在しないＲｘ群がある場合、Ｓ４１５においてその距離Ｒの検出ピークに対応したターゲットＡの相対速度ｖはゼロ、すなわち静止しているとみなす。これにより、全ての検出対象としたターゲットＡについて距離Ｒと相対速度ｖを把握できる。

【0050】

（他の実施形態）
本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、種々変形して実施することができ、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。例えば以下に示す変形又は拡張が可能である。

【0051】

前述実施形態では、同相成分Ｉ及び直交成分ＱをそれぞれＦＦＴ処理した後に加算することで平均化した後にピーク検出した形態を示した。また、前述実施形態では、同相成分Ｉ及び直交成分Ｑをそのまま波形加算することで平均化した後にピーク検出した形態を説明したが、これに限定されるものではない。

【0052】

同相成分Ｉ又は直交成分Ｑの何れか一方の信号をＦＦＴ処理した結果についてピーク検出して第二の結果として用いても良い。すなわち、同相成分Ｉと直交成分Ｑの少なくとも何れか一方の信号をＦＦＴ処理して得られたピークを第二の結果としても良い。

【0053】

本開示に記載のＤＳＰ１０による手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することにより提供された専用コンピュータにより実現されても良い。或いは、本開示に記載のＤＳＰ１０及びその手法は、一つ以上の専用ハードウェア論理回路によりプロセッサを構成することにより提供された専用コンピュータにより実現されても良い。若しくは、本開示に記載のＤＳＰ１０及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウェア論理回路により構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより実現されても良い。又、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていても良い。

【0054】

本発明は、前述した実施形態に準拠して記述したが、本発明は当該実施形態や構造に限定されるものではないと理解される。本発明は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本発明の範畴や思想範囲に入るものである。

【符号の説明】

【0055】

図面中、５はレーザ（単一周波数光源）、Ａはターゲット、Ｂ１は第一結果取得部、Ｂ２、Ｂ３は第二結果取得部、Ｓ１０８は組合せ決定部、を示す。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】