7636693 検出システム、検出装置、検出方法およびプログラム

(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】2025-02-18

(45)【発行日】2025-02-27

(54)【発明の名称】検出システム、検出装置、検出方法およびプログラム

(51)【国際特許分類】

   G06K 7/08 20060101AFI20250219BHJP

   G06K 7/10 20060101ALI20250219BHJP

【ＦＩ】

G06K7/08 060

G06K7/10 176

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2023522002

(86)(22)【出願日】2021-05-17

(86)【国際出願番号】 JP2021018598

(87)【国際公開番号】W WO2022244053

(87)【国際公開日】2022-11-24

【審査請求日】2023-10-12

(73)【特許権者】

【識別番号】000004226

【氏名又は名称】日本電信電話株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100129230

【弁理士】

【氏名又は名称】工藤 理恵

(72)【発明者】

【氏名】飯塚 達哉

(72)【発明者】

【氏名】伊丹 豪

(72)【発明者】

【氏名】小阪 尚子

(72)【発明者】

【氏名】丸山 雅人

(72)【発明者】

【氏名】田中 憲光

(72)【発明者】

【氏名】加藤 潤

【審査官】小林 紀和

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０２０／０１８４１６１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０３６３６６２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１２－１６３４４０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０６Ｋ ７／０８

Ｇ０６Ｋ ７／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

タグと、
前記タグに送信電波を送信し、前記送信電波が前記タグで反射された受信電波を取得するレーダ装置と、
前記レーダ装置に接続する検出装置を備え、
前記タグは、
前記レーダ装置から受信した電波を、反射または散乱させる複数の材料で形成されたパターンを備え、前記パターンは、前記検出装置に既知の既知パターンと、前記検出装置に未知の未知パターンを備え、
前記検出装置は、
前記受信電波から前記既知パターンを検出できる、前記レーダ装置と前記タグの相対速度を算出し、算出した相対速度から、前記未知パターンを推定するための送信電波を前記レーダ装置が送信する条件を特定する特定部と、
特定した条件を前記レーダ装置に通知する通知部を備え、
前記レーダ装置は、前記条件で、前記タグに送信電波を送信する
検出システム。

【請求項2】

前記検出装置は、
前記条件で送信された送信電波に対する受信電波から、前記未知パターンを推定する推定部
をさらに備える請求項１に記載の検出システム。

【請求項3】

前記タグが固定されている場合、
前記特定部が算出する前記相対速度は、前記レーダ装置の速度である
請求項１に記載の検出システム。

【請求項4】

前記タグが移動する場合、
前記特定部は、さらに前記レーダ装置の速度を取得し、取得した前記レーダ装置の速度と前記相対速度から、前記タグの速度を算出する
請求項１に記載の検出システム。

【請求項5】

前記タグが、環境で浮遊する場合、前記タグの速度は、前記タグが位置する環境の移動速度である
請求項４に記載の検出システム。

【請求項6】

受信した電波を反射または散乱させる複数の材料で形成されるパターンであって検出装置に既知パターンと検出装置に未知パターンを備えるタグで、レーダ装置からの送信電波が反射または散乱された受信電波から、前記既知パターンを検出できる、前記レーダ装置と前記タグの相対速度を算出し、算出した相対速度から、前記未知パターンを推定するための送信電波を前記レーダ装置が送信する条件を特定する特定部と、
特定した条件を前記レーダ装置に通知する通知部
を備える検出装置。

【請求項7】

タグと、
前記タグに送信電波を送信し、前記送信電波が前記タグで反射された受信電波を取得するレーダ装置と、
前記レーダ装置に接続する検出装置を備える検出システムにおいて、
前記タグは、
前記レーダ装置から受信した電波を、反射または散乱させる複数の材料で形成されたパターンを備え、前記パターンは、前記検出装置に既知の既知パターンと、前記検出装置に未知の未知パターンを備え、
前記検出装置が、前記受信電波から前記既知パターンを検出できる、前記レーダ装置と前記タグの相対速度を算出し、算出した相対速度から、前記未知パターンを推定するための送信電波を前記レーダ装置が送信する条件を特定し、
前記検出装置が、特定した条件を前記レーダ装置に通知し、
前記レーダ装置が、前記条件で、前記タグに送信電波を送信する
検出方法。

【請求項8】

コンピュータを、請求項６に記載の検出装置として機能させるためのプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、検出システム、検出装置、検出方法およびプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

昨今、チップレスＲＦＩＤが注目されている（非特許文献１）。チップレスＲＦＩＤは、ＩＣ（Integrated Circuit）レスで実現可能なＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentifier）である。チップレスＲＦＩＤは、環境に優しく、電波でセンシングできる技術として期待されている。

【0003】

チップレスＲＦＩＤのセンシングは、ＳＡＲ（Synthetic Aperture Radar）イメージング技術が応用されて実現される。ＳＡＲイメージング技術は、衛星マイクロ波センシング技術などに利用される。チップレスＲＦＩＤタグは、タグの物体形状および電波反射特性を、高い分解能で識別させることを可能とする。

【0004】

チップレスＲＦＩＤタグに、タグのＩＤ等を特定可能なパターンが設けられる。パターンは、レーダ装置が発した送信電波を、反射または散乱させる複数の材料で、形成される。チップレスＲＦＩＤタグから得た受信電波から、チップレスＲＦＩＤタグに設けられたパターンが推定され、推定されたパターンから、チップレスＲＦＩＤのＩＤが推定される。チップレスＲＦＩＤが備えるパターンの推定に際し、チップレスＲＦＩＤタグとレーダ装置の相対速度が参照される。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0005】

【文献】H, Cristian, et al., "Chipless-RFID: a review and recent developments." Sensors 2019, 19, 3385

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、チップレスＲＦＩＤタグとレーダ装置の相対速度が未知の場合、ＳＡＲイメージング技術を用いて、チップレスＲＦＩＤタグに設けられたパターンを推定できない問題がある。

【0007】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、チップレスＲＦＩＤタグとレーダ装置の相対速度が未知の場合でも、チップレスＲＦＩＤタグに設けられたパターンを推定可能な技術を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一態様の検出システムは、タグと、前記タグに送信電波を送信し、前記送信電波が前記タグで反射された受信電波を取得するレーダ装置と、前記レーダ装置に接続する検出装置を備え、前記タグは、前記レーダ装置から受信した電波を、反射または散乱させる複数の材料で形成されたパターンを備え、前記パターンは、前記検出装置に既知の既知パターンと、前記検出装置に未知の未知パターンを備え、前記検出装置は、前記受信電波から前記既知パターンを検出できる、前記レーダ装置と前記タグの相対速度を算出し、算出した相対速度から、前記未知パターンを推定するための送信電波を前記レーダ装置が送信する条件を特定する特定部と、特定した条件を前記レーダ装置に通知する通知部を備え、前記レーダ装置は、前記条件で、前記タグに送信電波を送信する。

【0009】

本発明の一態様の検出装置は、受信した電波を反射または散乱させる複数の材料で形成されるパターンであって検出装置に既知パターンと検出装置に未知パターンを備えるタグで、レーダ装置からの送信電波が反射または散乱された受信電波から、前記既知パターンを検出できる、前記レーダ装置と前記タグの相対速度を算出し、算出した相対速度から、前記未知パターンを推定するための送信電波を前記レーダ装置が送信する条件を特定する特定部と、特定した条件を前記レーダ装置に通知する通知部を備える。

【0010】

本発明の一態様の検出方法は、タグと、前記タグに送信電波を送信し、前記送信電波が前記タグで反射された受信電波を取得するレーダ装置と、前記レーダ装置に接続する検出装置を備える検出システムにおいて、前記タグは、前記レーダ装置から受信した電波を、反射または散乱させる複数の材料で形成されたパターンを備え、前記パターンは、前記検出装置に既知の既知パターンと、前記検出装置に未知の未知パターンを備え、前記検出装置が、前記受信電波から前記既知パターンを検出できる、前記レーダ装置と前記タグの相対速度を算出し、算出した相対速度から、前記未知パターンを推定するための送信電波を前記レーダ装置が送信する条件を特定し、前記検出装置が、特定した条件を前記レーダ装置に通知し、前記レーダ装置が、前記条件で、前記タグに送信電波を送信する。

【0011】

本発明の一態様は、上記検出装置として、コンピュータを機能させるプログラムである。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、チップレスＲＦＩＤタグとレーダ装置の相対速度が未知の場合でも、チップレスＲＦＩＤタグに設けられたパターンを推定可能な技術を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１は、本発明の実施の形態に係る検出システムのシステム構成を説明する図である。

【図2】図２は、本発明の実施の形態に係る検出装置の機能ブロックを説明する図である。

【図3】図３は、検出装置の動作の一例を示すフローチャートである。

【図4】図４は、レーダ装置が送信電波を照射して速度を算出する処理の一例を説明する図である。

【図5】図５は、海面に浮遊するタグを検出する例を説明する図である。

【図6】図６は、タグが二次元方向にパターンを有する例を説明する図である。

【図7】図７は、タグの三次元方向の速度を特定する例を説明する図である。

【図8】図８は、検出装置に用いられるコンピュータのハードウエア構成を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。図面の記載において同一部分には同一符号を付し説明を省略する。

【0015】

（検出システム）
本発明の実施の形態にかかる検出システム１０は、タグＴ、レーダ装置Ｒおよび検出装置１を備える。

【0016】

タグＴは、いわゆるチップレスＲＦＩＤタグである。検出システム１０は、複数のタグＴを備えても良い。タグＴは、レーダ装置Ｒから受信した電波を、反射または散乱させる複数の材料で形成されたパターンを備える。電波を反射または散乱する特性は、各材料によって異なる。複数の材料がタグＴの表面に設けられる位置によって、パターンが形成される。

【0017】

パターンは、タグＴの基材に、所定の材料を設けることによって形成されても良い。所定の材料は、印刷、貼付等の任意の方法で、基材に形成される。基材の材料と、基材に設けられる材料の材料は、ともに電波を反射または散乱させることが可能である。基材に設けられる材料は、基材とは異なる反射特性または散乱特性を有する。タグＴの基材の一部に、基材とは異なる反射特性または散乱特性を有する材料を設けることにより、検出システム１０は、タグＴで反射または散乱された電波から、基材とは異なる材料が設けられた位置を推定することができる。検出システム１０は、材料が設けられた位置から、タグＴに形成されたパターンを推定することができる。

【0018】

タグＴに形成されるパターンは、基材に設けられた材料の位置により、様々なデータを表現することができる。例えば材料が設けられた部分を「１」、材料が設けられず基材が露出する部分を「０」と定義する場合、パターンは、「１」および「０」の２値により様々なデータを表現することができる。

【0019】

レーダ装置Ｒは、タグＴに送信電波を送信し、送信電波がタグＴで反射された受信電波を取得する。レーダ装置Ｒは、アンテナからタグＴに電波を照射する。タグＴは、照射された電波を反射または散乱する。レーダ装置Ｒは、タグＴで送信電波が反射または散乱された受信電波を、受信する。この受信電波から、タグＴに設けられたパターンが推定される。パターンの推定において、ＳＡＲイメージング技術が用いられる。

【0020】

レーダ装置Ｒは、タグＴとの間に所定距離を維持して、タグＴの周囲を相対的に移動する。レーダ装置Ｒは、移動中に所定距離間隔で、垂直偏波（送信電波）をタグＴに照射する。所定距離間隔は、ＳＡＲイメージング技術によりレーダ装置Ｒが送信する垂直偏波の波長の１／２となる。レーダ装置Ｒは、タグＴとレーダ装置Ｒとの相対速度を考慮して、所定距離間隔でタグＴに垂直偏波を照射する。

【0021】

タグＴは、垂直偏波を反射または散乱して、水平偏波をレーダ装置Ｒに返す。レーダ装置Ｒは、タグＴから返された水平偏波（受信電波）を検出する。検出された水平偏波は、信号にデータ化される。水平偏波の信号は、ＳＡＲイメージング技術により、タグＴに設けられたパターンの推定に用いられる。

【0022】

検出装置１は、レーダ装置Ｒに接続する。検出装置１は、レーダ装置Ｒが受信した受信電波をデータ化した受信信号を処理する。検出装置１は、レーダ装置Ｒが受信した受信電波の受信信号を参照できればよく、その手段は問わない。本発明の実施の形態において、検出装置１がレーダ装置Ｒから受信信号を取得する場合を説明するが、検出装置１が受信電波を参照して、受信信号を生成しても良い。

【0023】

本発明の実施の形態において検出装置１は、レーダ装置Ｒとは異なる筐体で実装され、通信によりレーダ装置Ｒとデータを送受信する場合を説明するが、これに限らない。検出装置１は、例えば、レーダ装置Ｒ内に実装され、レーダ装置Ｒから内部バス等を介してレーダ装置Ｒとデータを送受信しても良い。

【0024】

本発明の実施の形態においてタグＴに設けられるパターンは、検出装置１に既知の既知パターンＴ１と、検出装置１に未知の未知パターンＴ２を備える。

【0025】

既知パターンＴ１は、タグＴにそのパターンが設けられていることを検出装置１が予め把握しているパターンである。検出装置１は、タグＴの既知パターンＴ１を特定するデータを保持する。検出システム１０で用いられる既知パターンＴ１は１つであっても良いし、複数であっても良い。

【0026】

未知パターンＴ２は、タグＴにそのパターンが設けられていることを検出装置１が予め把握していないパターンである。検出装置１は、タグＴからの受信電波から未知パターンＴ２を推定する。未知パターンＴ２は、例えば、そのタグＴの識別子を表現する。未知パターンＴ２は、一般的なチップレスＲＦＩＤタグが備えるパターンであっても良い。

【0027】

（検出装置）
図２を参照して本発明の実施の形態に係る検出装置１を説明する。検出装置１は、既知パターンＴ１を検出するための受信信号１１から、レーダ装置Ｒが未知パターンＴ２を検出するための送信電波を送信する条件を特定し、レーダ装置Ｒに通知する。検出装置１は、レーダ装置Ｒに通知した条件で送信された送信電波に対する受信信号１３から、未知パターンＴ２を推定し、出力する。

【0028】

検出装置１は、受信信号１１および１３、条件データ１２および推定データ１４の各データと、特定部２２、通知部２３および推定部２４の各機能を備える。各データは、メモリ９０２またはストレージ９０３に記憶される。各機能は、CPU９０１に実装される。

【0029】

受信信号１１および１３は、レーダ装置ＲがタグＴに送信電波を照射して、レーダ装置ＲがタグＴから受信した受信電波の信号である。受信信号１１および１３は、検出装置１が処理可能なデータ形式を有する。

【0030】

受信信号１１は、既知パターンＴ１を検出するためにレーダ装置Ｒから送信された送信電波に対する受信電波の信号である。レーダ装置Ｒは、既知パターンＴ１を検出するために、所定の頻度でタグＴを照射して、受信電波を得る。受信信号１１は、そのように得られた受信電波の信号である。所定の頻度は、例えば、レーダ装置Ｒまたは検出装置１が指定する任意のあるいはデフォルトの頻度である。所定の頻度が、送信電波の波長の１／２以下の距離間隔であることにより、ＳＡＲイメージング技術による解析が可能になる。既知パターンＴ１を得るための照射頻度が、未知パターンＴ２を得るための照射頻度よりも高いことにより、既知パターンＴ１を検出可能な位置で照射する可能性を高め、既知パターンＴ１を効率的に検出することができる。

【0031】

受信信号１３は、未知パターンＴ２を検出するためにレーダ装置Ｒから送信された送信電波に対する受信電波の信号である。検出装置１からレーダ装置Ｒに、未知パターンＴ２を検出するための条件が通知される。レーダ装置Ｒは、検出装置１から通知された条件に従って、タグＴに送信電波を照射する。受信信号１３は、検出装置１が通知した条件に従って送信された送信電波に対する受信電波の信号である。

【0032】

条件データ１２は、未知パターンＴ２を推定するための送信電波をレーダ装置Ｒが送信する条件を特定するデータである。条件データ１２は、特定部２２によって特定され、通知部２３によってレーダ装置Ｒに通知される。

【0033】

条件データ１２で特定される条件は、未知パターンＴ２を検出するために、レーダ装置ＲがタグＴに対して、所定距離を維持しつつ、所定距離間隔でタグＴに送信電波を照射する条件である。所定距離間隔は、送信電波の波長の１／２である。条件は、レーダ装置Ｒが送信電波を照射する位置であっても良いし、送信電波を照射する時間であっても良い。また条件は、位置、時間などの複数のパラメータで表現されても良い。

【0034】

推定データ１４は、未知パターンＴ２を検出するための受信信号１３から推定されたパターンを特定するデータである。推定データ１４は、推定部２４によって生成される。

【0035】

取得部２１は、レーダ装置Ｒから、受信信号１１および１３を取得する。取得部２１は、レーダ装置Ｒの受信電波を参照して、受信信号１１および１３を生成しても良い。

【0036】

特定部２２は、受信電波の受信信号１１から既知パターンＴ１を検出できる、レーダ装置ＲとタグＴの相対速度を算出する。特定部２２は、算出した相対速度から、未知パターンＴ２を推定するための送信電波をレーダ装置Ｒが送信する条件を特定する。

【0037】

特定部２２は、受信信号１１において、既知パターンＴ１を検出可能な、レーダ装置ＲとタグＴの相対速度を算出する。特定部２２は、受信信号１１から合成されるパターンが、既知パターンＴ１になるように、レーダ装置ＲとタグＴの相対速度を逆算する。

【0038】

レーダ装置ＲとタグＴの相対速度が算出されると、特定部２２は、算出された相対速度を用いて、レーダ装置Ｒが未知パターンＴ２を推定するための送信電波を照射する条件を特定する。レーダ装置Ｒは、ＳＡＲイメージング技術を用いるため、レーダ装置Ｒが照射する垂直偏波の波長の１／２の距離間隔で、タグＴに垂直偏波を照射する必要がある。特定部２２は、レーダ装置Ｒが、垂直偏波の波長の１／２の距離間隔で垂直偏波を照射できるように、レーダ装置ＲとタグＴの相対速度から、垂直偏波を照射する位置、時間など、照射のタイミングに関する条件を特定する。

【0039】

特定部２２は、特定した条件を、条件データ１２として記憶する。

【0040】

通知部２３は、特定部２２が特定した条件をレーダ装置Ｒに通知する。通知部２３は、条件データ１２をレーダ装置Ｒに入力する。レーダ装置Ｒは、条件データ１２が特定する条件で、タグＴに送信電波を照射する。これによりレーダ装置ＲとタグＴの相対距離が不明な場合でも、レーダ装置Ｒは、タグＴに垂直偏波の波長の１／２の距離間隔で垂直偏波を照射することができる。

【0041】

推定部２４は、条件データ１２が特定する条件で送信された送信電波に対する受信電波の受信信号１３から、未知パターンＴ２を推定する。推定部２４は、受信信号１３を参照して、ＳＡＲイメージング処理により、未知パターンＴ２を推定する。推定部２４は、推定したパターンを、推定データ１４として出力する。

【0042】

図３および図４を参照して、本発明の実施の形態に係る検出方法を説明する。図４において「丸印」は、レーダ装置Ｒが送信電波を送信するレーダ装置Ｒの位置を示す。「四角印」は、未知パターンＴ２を検出するためにレーダ装置Ｒが送信電波を送信するレーダ装置Ｒの位置を示す。

【0043】

ステップＳ１において検出装置１は、既知パターンＴ１を検出するための受信信号１１を取得する。受信信号１１は、レーダ装置ＲがタグＴに送信電波を照射することで、得られる。

【0044】

ステップＳ２において検出装置１は、受信信号１１から、既知パターンＴ１を再現できる相対速度ｖを逆算する。図４に示すようにレーダ装置Ｒは、既知パターンＴ１を検出するために高頻度でセンシングして、受信電波を得る。検出装置１は、受信電波の受信信号１１から既知パターンを合成できるように、相対速度ｖを逆算する。

【0045】

ステップＳ３において検出装置１は、逆算して得られる相対速度ｖを用いて、レーダ装置Ｒが未知パターンＴ２を検出するための送信電波を送信する条件を特定する。ここで、図４に示す「四角印」の位置が、送信電波を送信する条件として特定される場合を説明する。ステップＳ４において検出装置１は、ステップＳ３で特定した条件を、レーダ装置Ｒに通知する。レーダ装置Ｒは、通知された条件に従って、図４に示す「四角印」の位置で、未知パターンＴ２をセンシングするための送信電波を照射し、受信電波を得る。図４に示す２つの「四角印」間の距離は、λ／２（λ＝送信電波の波長）となる。

【0046】

ステップＳ５において検出装置１は、ステップＳ３で特定した条件で照射された送信電波に対する受信電波の受信信号１３を取得する。ステップＳ６において検出装置１は、ＳＡＲイメージング技術を用いて、ステップＳ５で取得した受信信号１３から未知パターンＴ２を推定して、推定データ１４を出力する。

【0047】

本発明の実施の形態に係る検出システム１０は、タグＴの未知パターンＴ２の推定に先だって、既知パターンＴ１から、タグＴとレーダ装置Ｒとの相対速度を推定する。検出システム１０は、所定の頻度でタグＴに送信電波を照射して得られた受信電波から、既知パターンＴ１を再現できる相対速度を算出する。検出システム１０は、算出された相対速度から、未知パターンＴ２に送信電波を送信する条件を特定する。特定された条件に従って、レーダ装置Ｒは、タグＴに送信電波を照射する。

【0048】

このような検出システム１０は、タグＴとレーダ装置Ｒの相対速度が未知の場合でも、タグＴに設けられた未知パターンＴ２を推定することができる。

【0049】

（第１の適用例）
本発明の実施の形態において、検出装置１は、タグＴとレーダ装置Ｒの相対速度を算出する。ここで、タグＴが固定されている場合、特定部２２が算出する相対速度は、レーダ装置Ｒの速度である。

【0050】

第１の適用例において、タグＴは、所定位置に固定され、既知パターンＴ１と未知パターンＴ２を備える。レーダ装置Ｒは、タグＴの周囲を移動しながらタグＴに送信電波を照射し、受信電波を得る。検出システム１０は、得られた受信電波から、既知パターンＴ１を得られる相対速度を算出する。タグＴは固定されるので、算出される相対速度は、レーダ装置Ｒの速度となる。

【0051】

また検出システム１０は、レーダ装置Ｒの速度を参照して、レーダ装置ＲがタグＴに照射する条件を特定する。検出システム１０は、レーダ装置Ｒが送信する垂直偏波の波長の１／２の間隔で、タグＴに垂直偏波を照射できる条件を、特定する。このような条件で照射された垂直偏波に対する水平偏波から、検出システム１０は、ＳＡＲイメージング解析により、タグＴに設けられた未知パターンＴ２を再現することができる。

【0052】

第１の適用例に示すように、検出システム１０は、タグＴが固定されている状況において、タグＴに既知パターンＴ１を設けることにより、レーダ装置Ｒの速度を算出する速度計などを用いることなく、レーダ装置Ｒの速度の算出に適用することができる。

【0053】

（第２の適用例）
第１の適用例において、タグＴが固定されている場合を説明したが、第２の適用例において、タグＴが固定されず移動する場合を説明する。

【0054】

タグＴが移動する場合、特定部２２は、さらにレーダ装置Ｒの速度を取得し、取得したレーダ装置Ｒの速度と相対速度から、タグＴの速度を算出しても良い。

【0055】

第２の適用例において、タグＴは、所定位置に固定されることなく移動し、既知パターンＴ１と未知パターンＴ２を備える。レーダ装置Ｒは、タグＴの周囲を相対的に移動しながらタグＴに送信電波を照射し、受信電波を得る。検出システム１０は、得られた受信電波から、既知パターンＴ１を得られる相対速度を算出する。レーダ装置Ｒの速度が既知の場合、ここで算出される相対速度から、タグＴの移動速度を算出することができる。

【0056】

検出システム１０は、既知パターンＴ１を再現できる相対速度を参照して、レーダ装置ＲがタグＴに照射する条件を特定する。検出システム１０は、レーダ装置Ｒが送信する垂直偏波の波長の１／２の間隔でタグＴに垂直偏波を照射できる条件を、特定する。このような条件で照射された垂直偏波に対する水平偏波から、検出システム１０は、ＳＡＲイメージング解析により、タグＴに設けられた未知パターンＴ２を再現することができる。

【0057】

第２の適用例は、例えばタグＴが設けられた環境の速度の算出に適用することができる。タグＴが、環境で浮遊する場合、第２の適用例で算出されるタグＴの速度は、タグＴが位置する環境の移動速度となる。

【0058】

例えば図５に示すように、タグＡおよびタグＢは、海面に浮遊する。タグＡおよびタグＢはそれぞれ、既知パターンＴ１（図示せず）と、タグを識別する未知パターンＴ２を備える。タグＡの未知パターンＴ２は、「１０１」を示す。タグＢの未知パターンＴ２は、「０１０」を示す。

【0059】

ドローンにレーダ装置Ｒを搭載し、レーダ装置Ｒが、各タグに送信電波を照射することにより、検出システム１０は、レーダ装置Ｒと各タグＴの各相対速度を算出することができる。また他のシステムによりレーダ装置Ｒの速度が測定されると、検出システム１０は、各タグの速度を算出することができる。

【0060】

図５に示すタグＴは、海面上に浮遊して移動する。検出システム１０が算出するタグＴの速度は、海流の速度となる。

【0061】

図５を参照して海面の速度を計測する場合について説明したが、これに限らない。タグＴを川の水面に設けることにより、検出システム１０は、川の速度を計測することができる。またタグＴを流氷上などに設けることにより、検出システム１０は、流氷の流れる速度を計測することができる。

【0062】

このように、既知パターンＴ１を備えるタグＴを、環境に設置することは、低コスト、低環境負荷、視認性の向上などの複数の観点から好適である。本発明の実施の形態においてタグＴは、レーダ装置Ｒから受信した電波を、反射または散乱させる複数の材料で形成されたパターンを備えれば良い。タグＴは、アンテナなどの導電性物質を必要とせず、低コストで実現することができる。タグＴの材料の自由度が高く、低環境負荷を実現できる。従って、図５に示すように、タグＴを、海などの環境に設置することで、海流などの海の環境を低コストかつ低環境負荷で測定することが可能になる。また、タグＴを設置する環境に応じて視認性の高い色をタグＴに与える、あるいは視認性の低い色をタグＴに与えることにより、タグＴの視認性を制御することもできる。またＳＡＲイメージング技術を用いることにより、従来のレーダセンシングよりも分解能が高く、また読み取り距離の向上が期待できるので、環境の状態を精度良く精度良く測定することができる。

【0063】

（第３の適用例）
上記の実施例等において、パターンが一次元の場合を説明したが、図６を参照して、第３の適用例において、パターンが二次元の場合を説明する。

【0064】

図６（ａ）および（ｂ）に示す例において、ｘ方向は角度方向（レーダ搭載ドローンの移動方向）で、ｙ方向は、グランドレンジ方向である。タグＴは、レーダ搭載ドローンの斜め下方向に位置し、二次元上を移動する。レーダは、例えば、７７－８１ＧＨｚのミリ波ＦＭＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）レーダである。

【0065】

図６（ａ）に示すようにタグＴは、既知パターンＴ１と未知パターンＴ２を備える。既知パターンＴ１と未知パターンＴ２は、レーダ装置Ｒからの電波を反射または散乱させる複数の材料により、所定のパターンを形成する。図１に示す例において、各材料は一方向に設けられるが、図６（ａ）に示す例において、各材料は、ｘ方向とｙ方向の二次元方向に設けられる。複数の材料のうちの一つは、タグＴの基材である。基材は、例えば電波吸収シートである。複数の材料のうちの一つは、タグＴの基材に設けられる材料であって、例えばカーボンである。

【0066】

個々の材料が設けられる部分の大きさは、ＳＡＲイメージングの分解能に依存する。

【0067】

ｘ方向において、ＳＡＲイメージングによりパターンが測定される。ｘ方向における分解能Δｘは、λ／２（λ＝送信電波の波長）となる。ｙ方向において、測距ＦＭＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）レーダによりパターンが測定される。ｙ方向における分解能Δｙは、ｃ／２Ｂ（ｃ＝光速、Ｂ＝測距ＦＭＣＷレーダが使用する帯域幅）となる。

【0068】

ここで、Δｘ＝２ｍｍで、Δｙ＝３７．５ｍｍの場合、未知パターンＴ２の１ビットの情報は、７５ｍｍ^２で表現される。従って、タグＴが、１０ｃｍ四方（１０００ｍｍ^２）の大きさを有する場合、１３３ビットのデータを表現することができる。１３３ビットのうちの３０ビット程度で既知パターンＴ１を表現したとしても、１０ｃｍ四方のタグＴは、１００ビット程度の未知パターンＴ２を表現することができる。

【0069】

図６（ａ）および（ｂ）に示す例において、検出システム１０は、二次元方向に動くタグＴの移動速度を計測することができる。

【0070】

ｘ方向において、ＳＡＲイメージングによりタグＴのパターンが測定されるので、検出システム１０は、既知パターンＴ１を再現可能な速度を、ｘ方向におけるレーダ装置ＲとタグＴの相対速度とすることができる。またレーダ装置Ｒのｘ方向の速度を別途取得することにより、検出システム１０は、タグＴのｘ方向の速度を算出することができる。ｙ方向において、検出システム１０は、ドップラーレーダ解析によってｙ方向の相対速度を推定することができる。またレーダ装置Ｒのｙ方向の速度を別途取得することにより、検出システム１０は、タグＴのｙ方向の速度を算出することができる。

【0071】

また検出システム１０は、既知パターンＴ１を検出した箇所を、タグＴの位置として特定することができる。

【0072】

なおレーダ装置Ｒは、タグＴを包含する範囲に送信電波を照射する。レーダ装置Ｒは、照射範囲から反射された受信電波を受信する。検出システム１０は、受信電波をＳＡＲイメージングで解析することにより、ｘ方向の距離に対する反射強度を求める。検出システム１０は、受信電波の周波数解析することで、ｙ方向の距離に対する反射強度を求める。

【0073】

レーダ装置Ｒはｘ方向の位置を細かく移動しながら送信電波を照射し、タグＴから受信電波を取得する。これにより検出システム１０は、ｘ方向の受信電波の変化から、ｘ方向のパターンを特定することができる。

【0074】

（第４の適用例）
レーダ装置Ｒがビームフォーミング技術を用いることで、検出システム１０は、１つのレーダ装置Ｒが得た受信電波から、複数のタグＴを効率的に検出することができる。

【0075】

例えば、レーダ装置Ｒが送信電波を照射する方向をソフトウェア等により制御する。レーダ装置Ｒは、様々な方向にビームを照射し、各方向から受信電波を取得する。検出システム１０は、取得した受信電波から、既知パターンＴ１を検出可能な相対速度と、既知パターンＴ１を検出できた際の既知パターンＴ１の位置を特定することができる。

【0076】

（第５の適用例）
第３の適用例において、タグＴが二次元で移動する場合、検出システム１０は、角度方向およびグランドレンジ方向のそれぞれの速度を計測できることを示した。これに対し第５の適用例において、タグＴが三次元を移動する場合、検出システム１０が三次元の速度ベクトル特定する方法を説明する。

【0077】

図７に示すように、タグＴの上空を移動する３台のドローンのそれぞれにレーダ装置Ｒが搭載される。３台のドローンは、それぞれ異なる位置を移動する。各レーダ装置Ｒが、タグＴのグランドレンジ方向および角度方向のそれぞれの速度を測定する。検出システム１０は、測定された各速度をベクトル合成することで、タグＴの三次元の速度（Ｖｘ、Ｖｙ、Ｖｚ）を求めることができる。

【0078】

以上説明したように、本発明の実施の形態に係る検出システム１０は、タグＴに既知パターンＴ１を設けることにより、受信電波から既知パターンＴ１を再現可能な相対速度を特定することができる。従って、レーダ装置ＲとタグＴの相対速度が不明な場合でも、検出システム１０は、ＳＡＲイメージング技術を用いて、チップレスＲＦＩＤの未知パターンＴ２を推定することができる。

【0079】

またレーダ装置Ｒの速度が既知の場合、検出システム１０は、タグＴの移動速度を算出することができる。逆にタグＴの移動速度が既知の場合、検出システム１０は、レーダ装置Ｒの速度を算出することができる。

【0080】

タグＴに設けられるパターンは、レーダ装置Ｒからの電波を反射または散乱する複数の材料で形成されればよく、パターンを形成する材料に対する制限が少ない。タグＴが設置される環境にあわせてタグＴを形成する材料を選択できるので、このようなタグＴは、広い用途に使用可能である。またタグＴの材質に対する制限が少ないので、タグＴの形状、デザイン、色なども、環境に合わせて適宜選択可能である。またタグＴを環境に戻る材質で形成することにより、タグＴの回収コストも軽減可能である。

【0081】

上記説明した本実施形態の検出装置１は、例えば、CPU（Central Processing Unit、プロセッサ）９０１と、メモリ９０２と、ストレージ９０３（HDD：Hard Disk Drive、SSD：Solid State Drive）と、通信装置９０４と、入力装置９０５と、出力装置９０６とを備える汎用的なコンピュータシステムが用いられる。このコンピュータシステムにおいて、CPU９０１がメモリ９０２上にロードされたプログラムを実行することにより、検出装置１の各機能が実現される。

【0082】

なお、検出装置１は、１つのコンピュータで実装されてもよく、あるいは複数のコンピュータで実装されても良い。また検出装置１は、コンピュータに実装される仮想マシンであっても良い。

【0083】

検出装置１のプログラムは、HDD、SSD、USB（Universal Serial Bus）メモリ、CD (Compact Disc)、DVD (Digital Versatile Disc)などのコンピュータ読取り可能な記録媒体に記憶することも、ネットワークを介して配信することもできる。

【0084】

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。

【符号の説明】

【0085】

１ 検出装置
１０ 検出システム
１１、１３ 受信信号
１２ 条件データ
１４ 推定データ
２１ 取得部
２２ 特定部
２３ 通知部
２４ 推定部
９０１ CPU
９０２ メモリ
９０３ ストレージ
９０４ 通信装置
９０５ 入力装置
９０６ 出力装置
Ｔ タグ
Ｔ１ 既知パターン
Ｔ２ 未知パターン
Ｒ レーダ装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】