レーダ装置の校正方法、レーダ装置、監視システム、プログラム
【課題】 監視対象の交通路における列車の運行規制や道路の通行規制を行うことなく、簡便かつ低コストかつ短期間に校正作業を行う。
【解決手段】 鉄道５０と道路６０が交差する踏切５１を監視する複数のレーダ装置１０を設置する際に、鉄道５０を走行する列車５２の移動軌跡を個々のレーダ装置１０にて実測することで鉄道５０の位置を認識し、レーダ装置１０のローカル座標系１０ａにて測定された障害物の測定データを、鉄道５０の側の交通路座標系５０ａに変換するための変換マトリックス７１を生成する校正処理を個々のレーダ装置１０の内部で自律的に行う。校正用のリフレクタ等の標的を踏切５１内に置くために鉄道５０を運行規制する必要がなく、また、レーダ装置１０の設置数が増えても校正作業の工数や期間が増加することもなく、簡便かつ低コストかつ短期間に校正作業を行うことができる。
【解決手段】 鉄道５０と道路６０が交差する踏切５１を監視する複数のレーダ装置１０を設置する際に、鉄道５０を走行する列車５２の移動軌跡を個々のレーダ装置１０にて実測することで鉄道５０の位置を認識し、レーダ装置１０のローカル座標系１０ａにて測定された障害物の測定データを、鉄道５０の側の交通路座標系５０ａに変換するための変換マトリックス７１を生成する校正処理を個々のレーダ装置１０の内部で自律的に行う。校正用のリフレクタ等の標的を踏切５１内に置くために鉄道５０を運行規制する必要がなく、また、レーダ装置１０の設置数が増えても校正作業の工数や期間が増加することもなく、簡便かつ低コストかつ短期間に校正作業を行うことができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーダ装置の校正方法、レーダ装置、監視システム、プログラムに関し、特に、鉄道や道路等の交通路に設置され、対象物までの距離を測定することで障害物等の監視を行うレーダ装置の校正技術等に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、鉄道の踏切や道路などの交通路における障害物の監視は、事故防止の観点から重要である。このため、従来から、たとえば特許文献１のように、交通路の近傍にレーダを設置し、このレーダで交通路上の障害物などを検知して、その情報を列車・車両・管理者に提供することにより、事故軽減を図ることが行われている。
【０００３】
このような、交通路で障害物などを検知するレーダ装置では、障害物の有無や位置を正確に検出するためには、監視対象の交通路に対する設置方向や設置位置等を校正することが必要である。
【０００４】
すなわち、障害物を検知するためには、レーダ装置内のローカル座標を、監視対象の踏切や道路等の交通路の地図座標に変換するために、両座標間の座標変換を行うための変換マトリックスを求める校正作業を行う必要がある。レーダ装置の設置位置については、レーダ装置自体のセンサ（障害物検出機能）を起動せずとも、測量などで得られる。しかし、設置方向は、センサを起動しないと得にくい。また、画像監視装置と異なり、レーダ装置では反射物がないと校正できない。
【０００５】
これまでは、レーダ装置を設置する作業時に、リフレクタなどの標的物体を監視対象の踏切内や道路内の特定位置に置いて検出することで校正する必要があった。この校正作業は、レーダ装置を設置後、踏切や道路内に作業者が立ち入ってリフレクタを設置する作業を行うため、列車の運行規制や道路の通行規制を行う必要があり、準備作業等に時間やコストが掛かる、という問題があった。さらにレーダ装置の設置台数が増えると、その台数分だけ、上述の校正作業を繰り返し行う必要があり、作業者の工数等で多大なコストを要していた。
【０００６】
なお、特許文献２には、ミリ波センサにおける雨、霧、気温や背景等のノイズ対策は開示されているが、設置作業における上述の課題については全く認識されていない。
【特許文献１】特開２００２−９９９８６号公報
【特許文献２】特開２００２−２５７９２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、監視対象の交通路における列車の運行規制や道路の通行規制を行うことなく、簡便かつ低コストかつ短期間に校正作業を行うことが可能なレーダ装置の校正技術を提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、校正のための特別な標的物体を交通路に配置する等の煩雑な作業を必要とすることなく、低工数、低コストにて、校正作業を行うことが可能なレーダ装置の校正技術を提供することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、レーダ装置の設置台数の増加に関係なく、低工数、低コストにて、校正作業を行うことが可能なレーダ装置の校正技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の観点は、交通路を監視するレーダ装置の校正方法であって、前記交通路を通過する移動体の位置および／または軌跡の前記レーダ装置による観測結果に基づいて、前記レーダ装置の設置方向および／または設置位置を校正するレーダ装置の校正方法を提供する。
【００１１】
本発明の第２の観点は、交通路を監視するレーダ装置であって、前記交通路を通過する移動体の位置および／または軌跡の前記レーダ装置による観測結果に基づいて、当該レーダ装置の設置方向および／または設置位置を校正する校正機能を含むレーダ装置を提供する。
【００１２】
本発明の第３の観点は、交通路を監視する複数のレーダ装置と、情報ネットワークを介して前記レーダ装置を統合して管理する統合管理装置とを含む監視システムであって、個々の前記レーダ装置は、前記交通路を通過する移動体の位置および／または軌跡の前記レーダ装置による観測結果に基づいて、当該レーダ装置の設置方向および／または設置位置を校正する校正機能を含む監視システムを提供する。
【００１３】
本発明の第４の観点は、交通路を監視する複数のレーダ装置と、情報ネットワークを介して前記レーダ装置を統合して管理する統合管理装置とを含む監視システムであって、前記統合管理装置は、前記交通路を通過する移動体の位置および／または軌跡の前記レーダ装置による観測結果に基づいて、当該レーダ装置の設置方向および／または設置位置を校正する校正機能を含む監視システムを提供する。
【００１４】
本発明の第５の観点は、交通路を監視するレーダ装置に備えられたコンピュータを制御するプログラムであって、前記交通路を通過する移動体の位置および／または軌跡の前記レーダ装置による観測結果に基づいて、前記レーダ装置の設置方向および／または設置位置を校正する機能を前記コンピュータに実現させるプログラムを提供する。
【００１５】
列車や車両等の移動体は、線路や道路等の交通路に沿って移動する。本発明では、列車や車両の位置や軌跡をレーダ装置で検知して交通路の位置情報を把握し、この情報でレーダ装置のローカル座標と、監視対象である踏切や道路等の交通路の座標との間の変換マトリックスを求める校正作業を行う。
【００１６】
これにより、レーダ装置の設置時の校正作業のために、列車の運行規制や道路の通行規制を行う必要がなくなり、コストや、所要時間、所要工数等削減できる。また、標的物体を配置するための煩雑な作業や、作業員等も全く不要となる。また、レーダ装置の設置台数が多い場合でも、個々のレーダ装置が自律的に校正作業を行うので、校正作業に伴う工数やコストの増加が発生することもない。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、監視対象の交通路における列車の運行規制や道路の通行規制を行うことなく、簡便かつ低コストかつ短期間に校正作業を行うことが可能なレーダ装置の校正技術を提供することができる。
【００１８】
また、校正のための特別な標的物体を交通路に配置する等の煩雑な作業を必要とすることなく、低工数、低コストにて、校正作業を行うことが可能なレーダ装置の校正技術を提供することができる。
【００１９】
また、レーダ装置の設置台数の増加に関係なく、低工数、低コストにて、校正作業を行うことが可能なレーダ装置の校正技術を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１および図２は、本発明の一実施の形態であるレーダ装置を含む監視システムの設置例を示す概念図、図３は、本発明の一実施の形態である監視システムの全体構成の一例を示す図、図４は本実施の形態のレーダ装置の構成の一例を示す概念図、図５は、本実施の形態の統合管理装置の構成の一例を示す概念図である。
【００２１】
図３に例示されるように、本実施の形態の監視システムは、監視対象に設置される複数のレーダ装置１０と、これらを統合して管理する複数の統合管理装置２０と、これらを接続する情報ネットワーク３０を含んでいる。
【００２２】
複数のレーダ装置１０は、たとえば、図１に例示されるように、鉄道５０が道路６０に交差する踏切５１を監視すべく、踏切５１の近傍に、レーダ計測範囲１０ｂが踏切５１をカバーするように設置され、たとえば、踏切５１を通過する車両６１や歩行者６３等が、鉄道５０を走行する列車５２の障害にならないように監視する。
【００２３】
すなわち、この図１の例では、レーダ装置１０設置することにより、自律的に踏切５１内の障害物（たとえば、踏切５１内に倒れこんだ歩行者６３、立ち往生した車両６１など）や道路６０の障害物を検知する。
【００２４】
なお、この図１では、個々のレーダ装置１０はレーダ計測範囲１０ｂに広角にビームを発し、距離のみ測り、複数のレーダ装置１０から得られる距離情報により、三角測量で踏切５１内の障害物等の位置を測定する場合が例示されている。この場合、レーダ装置１０の設置方向は、広角に発射されるビームの中心方向である。
【００２５】
一方、図２は、道路６０の近傍に一台のレーダ装置１０を設置し、レーダ計測範囲１０ｂの範囲に狭角ビームを発し、この狭角ビームを道路６０の幅、すなわち複数の車線６２の配列方向にスキャンすることにより、道路６０上の車両６１や障害物等の位置を測定する場合が示されている。この場合、レーダ装置１０の設置方向は、おおよそスキャン範囲の中心方向である。
【００２６】
ところで、図１または図２のようにレーダ装置１０を現場に設置した場合、レーダ装置１０に固有のローカル座標系１０ａを、鉄道５０を含む設置環境に固有の交通路座標系５０ａに変換する変換マトリックス７１を求めるための校正作業が必要であるが、本実施の形態では、後述のように、レーダ装置１０、または、レーダ装置１０を統合して管理する統合管理装置２０のいずれかで、鉄道５０を走行する列車５２や、道路６０を走行する車両６１の位置を検出して自律的にこの校正処理が行われる。
【００２７】
このため、従来のように、鉄道５０における列車５２の運行規制や、道路６０における車両６１の通行規制を行って、作業員がリフレクタ等の標的物体を踏切５１内等に配置して行われていた煩雑な校正作業は全く不要となる。
【００２８】
図４に例示されるように、本実施の形態のレーダ装置１０は、全体の動作を制御するＭＰＵ１５、ミリ波等のレーダ波の送受信を行うための、アンテナ１１、ＲＦユニット１２、送受信回路１３およびディジタル信号処理プロセッサ（ＤＳＰ）１４を備えている。
【００２９】
ＭＰＵ１５には、バス１５ａを介してＲＡＭ１６、ＲＯＭ１７、およびネットワークインターフェイス１８、校正スイッチ１９等が接続されている。
ＲＯＭ１７には、レーダ装置１０の全体を管理する制御プログラムや、ＭＰＵ１５にて自律的に設置環境に対する自装置の校正作業を行うための校正プログラム１７ａが格納されており、これらのプログラムをＭＰＵ１５が実行することで、レーダ装置１０の内部における後述のような自律的な校正処理を行うことが可能になっている。
【００３０】
ＲＡＭ１６は、ＭＰＵ１５の動作において、処理データや送受信データの一時的な格納等を行うための作業領域として用いられる。ネットワークインターフェイス１８は情報ネットワーク３０に接続され、統合管理装置２０との間におけるコマンドやデータの授受を制御する。
【００３１】
そして、アンテナ１１、ＲＦユニット１２、送受信回路１３およびＤＳＰ１４、ＭＰＵ１５により、たとえば、本件の出願人の出願になる、特開２００２−２５７９２７号公報、および特開２００３−１７７１７８号公報の技術を用いて、アンテナ１１にて送受信されるミリ波の送受信信号を処理することで、障害物等の各物体との距離、相対速度や位置、さらには受信電力等の情報が算出されて計測される。
【００３２】
すなわち、レーダ装置１０により、ミリ波を列車５２や車両６１等の計測対象物に対して発信し、この場合、三角波変調を施した送信信号を用い、その受信信号からビート信号(周波数)の生成を行い、送信信号の上昇区間と下降区間のそれぞれについてフーリエ変換で周波数領域に変換し、計測対象物の速度Ｖと距離Ｄを同時に検出する。
【００３３】
ここでの検出処理方法としては、上昇区間と下降区間との受信電力ピークの対応を調整するペアリングにより行われる。また、ノイズ対策として、このペアリングの信号処理においては、長時間背景データと短時間背景データとを観測し、これら長時間・短時間背景データから周波数と電力の増幅率を求め、この増幅率を用いて新たに入力されたデータを増幅することにより補正を行い、長期背景データを用いて多値しきい値を生成し、この多値しきい値を用いて、しきい値処理を行うとともにピーク検出を行い、検出されたピークを用いて周波数に応じたラベリングを行い、このラベリングにより求めたラベルの重心周波数、重心方向または平均周波数、平均方向などの属性を求め、ラベルの重心方向を用いて、その方向に沿って対応するラベルの探索によりペアリングを行う。これにより、列車５２や車両６１等の位置や速度等の検出を精度よく行うことができる。
【００３４】
このようにしてレーダ装置１０で計測される物体の位置等の情報は、個々のレーダ装置１０に固有のローカル座標系１０ａに基づくものであり、障害物等の物体の位置情報を、鉄道５０や道路６０の、交通路座標系５０ａ、交通路座標系６０ａ（たとえば、地図上の座標系）に変換するための変換マトリックス７１を、校正プログラム１７ａにより得る。
【００３５】
なお、障害物を検知するレーダ装置１０の検知距離は、せいぜい２００ｍ程度であり、鉄道５０の線路、幹線道路、ハイウェイなどの道路６０は、ほぼ直線に近似できる。車両６１や列車５２は、道路６０や鉄道５０の線路に沿って走行するので、走行軌跡を求め、その軌跡の方向でアンテナ１１（レーダ装置１０）の方向を求め、レーダ装置１０のローカル座標系１０ａから線路・道路の交通路座標系５０ａ、交通路座標系６０ａの座標の校正を行う。
【００３６】
なお、レーダ装置１０における校正プログラム１７ａによる校正処理の開始は、設置時に、作業者が随時、校正スイッチ１９を操作して指示することができる。また、後述の図７のフローチャートのように、制御プログラムや校正プログラム１７ａの処理中に、ソフトウェア的に、定期的／不定期的に起動することもできる。また、情報ネットワーク３０を経由して、上位の統合管理装置２０の側からレーダ装置１０にコマンドを発行して起動指示することもできる。
【００３７】
図５に例示されるように、本実施の形態の統合管理装置２０はコンピュータで構成され、全体を制御するＭＰＵ２１、ＭＰＵ２１に実行させるプログラムやデータが格納される主記憶２２、レーダ装置１０から収集したデータ等が格納される外部記憶装置２３、ディスプレイ２４、キーボード等の入力装置２５、情報ネットワーク３０に接続されるネットワークインターフェイス２６、可搬媒体ドライブ２７、これらを相互に接続するバス２８、等で構成されている。
【００３８】
主記憶２２には、オペレーティングシステム４１、このオペレーティングシステム４１の上で動作するレーダ装置制御プログラム４２および統合監視プログラム４３が格納されている。
【００３９】
レーダ装置制御プログラム４２や統合監視プログラム４３は、可搬媒体２９に格納されて流通し、必要に応じて可搬媒体２９を可搬媒体ドライブ２７に装填することで、読み出され、外部記憶装置２３を経由して、あるいは直接に主記憶２２に実装されて実行される。
【００４０】
レーダ装置制御プログラム４２は、配下の複数のレーダ装置１０を情報ネットワーク３０を介して制御し、個々のレーダ装置１０から、図６に例示されるような観測情報３１の収集を行う。なお、統合管理装置２０にて後述の個々のレーダ装置１０に関する校正処理を行う場合には、このレーダ装置制御プログラム４２にて、個々のレーダ装置１０毎の変換マトリックス７１の生成が行われる。
【００４１】
統合監視プログラム４３は、レーダ装置制御プログラム４２にて複数のレーダ装置１０から収集された情報に基づいて、監視対象の踏切５１等の状況を監視／判断し、結果を、監視システムの管理者、列車５２や車両６１の運転手等に通報する動作を行う。
【００４２】
レーダ装置１０から統合管理装置２０に送出される観測情報３１は、一例として図６に例示されるフォーマットが用いられる。観測情報３１は、当該観測情報３１の開始位置を示すスタート信号３２、どのレーダ装置１０から送信されたかを識別するための識別子３３、観測時刻を示すタイムスタンプ３４、観測情報３１に含まれるデータの個数を示すデータ数３５、実際に観測された複数の測定データ３６、および観測情報３１の終わりを示す終了信号３７からなる。
【００４３】
個々の測定データ３６は、検出された障害物等の物体に関する位置情報３６ａ、速度情報３６ｂ、および受信電力３６ｃ等の情報を含んでいる。これらの測定データ３６は、校正処理をレーダ装置１０で行う場合には、交通路座標系５０ａや交通路座標系６０ａに基づく値に変換済となっている。また、統合管理装置２０の側で校正処理を行う場合には、レーダ装置１０から出力される、これらの測定データ３６は、ローカル座標系１０ａに基づく値のままとなっている。
【００４４】
以下、図７および図８等のフローチャートを参照して、本実施の形態におけるレーダ装置１０の校正処理の一例について説明する。
監視対象の鉄道５０や道路６０の近傍に設置されたレーダ装置１０では、電源投入等にて起動されると（ステップ１０１）、ＲＯＭ１７に格納された制御プログラムにて、レーダ装置１０の各部の動作チェックが行われ（ステップ１０２）、さらに、校正プログラム１７ａにて、後述の図８のフローチャート等に例示されるレーダ装置１０の設置位置／設置方向の校正処理が実行される（ステップ１０３）。
【００４５】
その後、温度補償等の他の校正処理が行われた後（ステップ１０４）、アンテナ１１からのレーダ計測範囲１０ｂへのミリ波の送受信による監視対象領域の測定処理（ステップ１０５）、および検知処理（ステップ１０６）が行われ、検知結果を観測情報３１として、上位の統合管理装置２０に出力する処理（ステップ１０７）が行われ、このステップ１０５〜ステップ１０７が反復される（ステップ１０８）。
【００４６】
そして、稼働中に、ステップ１０８にて、予め設定された周期、あるいは随時の校正スイッチ１９の押下、または統合管理装置２０からのコマンドによる校正処理の開始指示が検出されると、ステップ１０２に戻って、ステップ１０３の校正処理を含む初期化処理が実行される。
【００４７】
ステップ１０３の処理をさらに詳細に例示したものが図８のフローチャートである。すなわち、レーダ装置１０における自律的な校正処理では、まず、第１の処理として、レーダ装置１０自身による列車５２や車両６１の検出（ステップ２０１）を行う。
【００４８】
上述のようにして収集された車両６１の離散的な車両位置６１ａを一つのグラフにプロットしたイメージを図９に示す。車両６１は道路６０沿いに走行するので、軌跡の方向と道路の方向は平行になる。この図２は、道路６０を監視する場合を想定しているので、車線６２の中央に車両６１の車両位置６１ａの検出結果が多いが、車線変更中の車両６１もいるので、車線６２の境界の白線上に車両６１がいる（車両位置６１ａが検出される）こともある。列車５２の場合は線路上なので、正確に直線上に並ぶ。
【００４９】
第２の処理として、軌跡を抽出する（ステップ２０２）。鉄道５０を走行する列車５２の場合は、線路に沿って一直線上に並ぶので得られた車両検出位置で最小二乗法などを用い、直線を近似すればよい。
【００５０】
一方、道路６０が監視対象の場合は、車線６２の境界の白線上の車両検出結果（車両位置６１ａ）、つまり直線上にのっていないデータを排除する必要がある。これらにはハフ変換を用いる。
【００５１】
直線の式は、たとえば以下の２式とする。
【００５２】
【数１】
【００５３】
【数２】
【００５４】
（１）式を用いたハフ変換のイメージを図１０に示す。離散的に得られた複数の車両位置（ｘ0，ｙ0）〜（ｘn，ｙn）を用いて、係数領域で、（３）式で示される複数の直線の作図を行う。
【００５５】
【数３】
【００５６】
それらの線の係数領域での集積点は（ａ0，ｂ0）である。
（２）式を用いたハフ変換のイメージを図１１に示す。得られた車両位置（ｘ0，ｙ0）〜（ｘn，ｙn）を用いて、係数領域で（４）式で示される複数の曲線に関する作図を行う。
【００５７】
【数４】
【００５８】
それらの線の係数領域での集積点は（θ0，ρ0）である。
最後に、校正パラメータを抽出する（ステップ２０３）。交通路座標系５０ａ（交通路座標系６０ａ）とローカル座標系１０ａとの間における位置の変換係数は、レーダ装置１０の設置位置から求める。すなわち、交通路座標系５０ａ（交通路座標系６０ａ）の原点と、レーダ装置１０の設置位置（ローカル座標系１０ａの原点）の差分（Δｘ，Δｙ）が変換係数となる。
【００５９】
交通路座標系５０ａ（交通路座標系６０ａ）とローカル座標系１０ａとの間におけるレーダ装置１０の設置方向（アンテナ１１の向き）の変換係数は、上記の図１１の係数領域の集積点でのθ0から求める。すなわち、このθ0が、交通路座標系５０ａ（交通路座標系６０ａ）に対するローカル座標系１０ａの傾きを表す。
【００６０】
ただし、道路６０が高速道の場合では車線６２が複数であり、図１２のように、係数領域で複数の集積点が出力される。そこで、集積点をθ方向に投影して、θ1を求める。この場合は、θ1が交通路座標系５０ａ（交通路座標系６０ａ）に対するローカル座標系１０ａの傾きを表す。
【００６１】
従って、上述の差分（Δｘ，Δｙ）と、θ0またはθ1に基づいて、変換マトリックス７１を構成すれば、ローカル座標系１０ａで得られるレーダ装置１０の測定値を、交通路座標系５０ａ（交通路座標系６０ａ）に正確に換算する校正処理が可能となる。
【００６２】
以上説明したように、本実施の形態によれば、レーダ装置１０による監視対象の鉄道５０や道路６０等の交通路における列車５２や車両６１の移動軌跡を当該レーダ装置１０にて実測することで、ローカル座標系１０ａで得られるレーダ装置１０の測定値を、交通路座標系５０ａ（交通路座標系６０ａ）に正確に換算するための変換マトリックス７１を得る校正作業が、レーダ装置１０の内部で自律的に行われる。
【００６３】
このため、たとえば、校正作業のためのリフレクタ等の設置や測定のために、監視対象の鉄道５０における列車５２の運行規制や、道路６０における車両６１の通行規制を行う必要が全くなくなり、簡便かつ低コストかつ短期間にレーダ装置１０の校正作業を行うことが可能となる。このように、本実施の形態では、従来方式に比べ、自律的に変換マトリックスが求まり、レーダ装置１０の設置や保守管理作業等におけるコスト節減に寄与できる。
【００６４】
また、校正のための特別な標的物体を鉄道５０や道路６０等の交通路に配置する等の煩雑な作業を必要としないため、低工数、低コストにて、校正作業を行うことが可能となる。
【００６５】
また、個々のレーダ装置１０で自律的に校正作業が行われるため、レーダ装置１０の設置台数が増加しても校正作業の工数や所要時間が増加することがなく、低工数、低コストにて、校正作業を行うことが可能となる。
【００６６】
なお、本発明は、上述の実施の形態に例示した構成に限らず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
たとえば、レーダ装置１０や統合管理装置２０の構成は一例であり、上述の実施の形態に限定されるものではない。
【００６７】
また、交通路としては、鉄道５０、道路６０等に限らず、物流工程における物品の運搬軌道等、一般の交通路の障害物検出に広く適用できる。また、校正に用いる移動体としては、道路６０を移動する歩行者６３でもよく、運搬軌道を移動する物品でもよい。
【００６８】
（付記１）
交通路を監視するレーダ装置の校正方法であって、前記交通路を通過する移動体の位置および／または軌跡の前記レーダ装置による観測結果に基づいて、前記レーダ装置の設置方向および／または設置位置を校正することを特徴とするレーダ装置の校正方法。
【００６９】
（付記２）
付記１記載のレーダ装置の校正方法において、前記交通路を通過する前記移動体の離散的な位置を直線に近似して、当該直線を検出することにより前記レーダ装置の設置方向および／または設置位置を校正することを特徴とするレーダ装置の校正方法。
【００７０】
（付記３）
付記１記載のレーダ装置の校正方法において、前記交通路を通過する前記移動体の離散的な位置を用いて、一般的な直線の式の係数でハフ変換を行うことで、前記移動体の軌跡を示す直線を検出することにより、前記レーダ装置の設置方向および／または位置を校正することを特徴とするレーダ装置の校正方法。
【００７１】
（付記４）
付記１記載のレーダ装置の校正方法において、前記交通路を通過する前記移動体の離散的な位置を用いて、三角関数表示による直線の正規方程式の係数でハフ変換を行うことで、前記移動体の軌跡を示す直線を検出することにより、前記レーダ装置の設置方向および／または設置位置を校正することを特徴とするレーダ装置の校正方法。
【００７２】
（付記５）
交通路を監視するレーダ装置であって、前記交通路を通過する移動体の位置および／または軌跡の前記レーダ装置による観測結果に基づいて、当該レーダ装置の設置方向および／または設置位置を校正する校正機能を含むことを特徴とするレーダ装置。
【００７３】
（付記６）
交通路を監視する複数のレーダ装置と、情報ネットワークを介して前記レーダ装置を統合して管理する統合管理装置とを含む監視システムであって、
個々の前記レーダ装置は、前記交通路を通過する移動体の位置および／または軌跡の前記レーダ装置による観測結果に基づいて、当該レーダ装置の設置方向および／または設置位置を校正する校正機能を含むことを特徴とする監視システム。
【００７４】
（付記７）
交通路を監視する複数のレーダ装置と、情報ネットワークを介して前記レーダ装置を統合して管理する統合管理装置とを含む監視システムであって、
前記統合管理装置は、前記交通路を通過する移動体の位置および／または軌跡の前記レーダ装置による観測結果に基づいて、当該レーダ装置の設置方向および／または設置位置を校正する校正機能を含むことを特徴とする監視システム。
【００７５】
（付記８）
交通路を監視するレーダ装置に備えられたコンピュータを制御するプログラムであって、
前記交通路を通過する移動体の位置および／または軌跡の前記レーダ装置による観測結果に基づいて、前記レーダ装置の設置方向および／または設置位置を校正する機能を前記コンピュータに実現させることを特徴とするプログラム。
【００７６】
（付記９）
交通路を監視する複数のレーダ装置と、情報ネットワークを介して前記レーダ装置を統合して管理する統合管理装置とを含む監視システムにおいて、前記統合管理装置を構成するコンピュータを制御するプログラムであって、
前記交通路を通過する移動体の位置および／または軌跡の前記レーダ装置による観測結果に基づいて、当該レーダ装置の設置方向および／または設置位置を校正する機能を前記コンピュータに実現させることを特徴とするプログラム。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の一実施の形態であるレーダ装置を含む監視システムの設置例を示す概念図である。
【図２】本発明の一実施の形態であるレーダ装置を含む監視システムの設置例を示す概念図である。
【図３】本発明の一実施の形態である監視システムの全体構成の一例を示す概念図である。
【図４】本発明の一実施の形態であるレーダ装置の構成の一例を示す概念図である。
【図５】本発明の一実施の形態である統合管理装置の構成の一例を示す概念図である。
【図６】本発明の一実施の形態であるレーダ装置から出力される観測情報のフォーマット例を示す概念図である。
【図７】本発明の一実施の形態であるレーダ装置の作用の一例を示すフローチャートである。
【図８】本発明の一実施の形態であるレーダ装置の校正処理の作用の一例を示す概念図である。
【図９】本発明の一実施の形態であるレーダ装置の校正処理の作用の一例を示す概念図である。
【図１０】本発明の一実施の形態であるレーダ装置の校正処理の作用の一例を示す線図である。
【図１１】本発明の一実施の形態であるレーダ装置の校正処理の作用の一例を示す線図である。
【図１２】本発明の一実施の形態であるレーダ装置の校正処理の作用の一例を示す線図である。
【符号の説明】
【００７８】
１０ レーダ装置
１０ａ ローカル座標系
１０ｂ レーダ計測範囲
１１ アンテナ
１２ ＲＦユニット
１３ 送受信回路
１４ ＤＳＰ
１５ ＭＰＵ
１５ａ バス
１６ ＲＡＭ
１７ ＲＯＭ
１７ａ 校正プログラム
１８ ネットワークインターフェイス
１９ 校正スイッチ
２０ 統合管理装置
２１ ＭＰＵ
２２ 主記憶
２３ 外部記憶装置
２４ ディスプレイ
２５ 入力装置
２６ ネットワークインターフェイス
２７ 可搬媒体ドライブ
２８ バス
３０ 情報ネットワーク
３１ 観測情報
３２ スタート信号
３３ 識別子
３４ タイムスタンプ
３５ データ数
３６ 測定データ
３６ａ 位置情報
３６ｂ 速度情報
３６ｃ 受信電力
３７ 終了信号
４１ オペレーティングシステム
４２ レーダ装置制御プログラム
４３ 統合監視プログラム
５０ 鉄道
５０ａ 交通路座標系
５１ 踏切
５２ 列車
６０ 道路
６０ａ 交通路座標系
６１ 車両
６１ａ 車両位置
６２ 車線
６３ 歩行者
７１ 変換マトリックス
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーダ装置の校正方法、レーダ装置、監視システム、プログラムに関し、特に、鉄道や道路等の交通路に設置され、対象物までの距離を測定することで障害物等の監視を行うレーダ装置の校正技術等に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、鉄道の踏切や道路などの交通路における障害物の監視は、事故防止の観点から重要である。このため、従来から、たとえば特許文献１のように、交通路の近傍にレーダを設置し、このレーダで交通路上の障害物などを検知して、その情報を列車・車両・管理者に提供することにより、事故軽減を図ることが行われている。
【０００３】
このような、交通路で障害物などを検知するレーダ装置では、障害物の有無や位置を正確に検出するためには、監視対象の交通路に対する設置方向や設置位置等を校正することが必要である。
【０００４】
すなわち、障害物を検知するためには、レーダ装置内のローカル座標を、監視対象の踏切や道路等の交通路の地図座標に変換するために、両座標間の座標変換を行うための変換マトリックスを求める校正作業を行う必要がある。レーダ装置の設置位置については、レーダ装置自体のセンサ（障害物検出機能）を起動せずとも、測量などで得られる。しかし、設置方向は、センサを起動しないと得にくい。また、画像監視装置と異なり、レーダ装置では反射物がないと校正できない。
【０００５】
これまでは、レーダ装置を設置する作業時に、リフレクタなどの標的物体を監視対象の踏切内や道路内の特定位置に置いて検出することで校正する必要があった。この校正作業は、レーダ装置を設置後、踏切や道路内に作業者が立ち入ってリフレクタを設置する作業を行うため、列車の運行規制や道路の通行規制を行う必要があり、準備作業等に時間やコストが掛かる、という問題があった。さらにレーダ装置の設置台数が増えると、その台数分だけ、上述の校正作業を繰り返し行う必要があり、作業者の工数等で多大なコストを要していた。
【０００６】
なお、特許文献２には、ミリ波センサにおける雨、霧、気温や背景等のノイズ対策は開示されているが、設置作業における上述の課題については全く認識されていない。
【特許文献１】特開２００２−９９９８６号公報
【特許文献２】特開２００２−２５７９２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、監視対象の交通路における列車の運行規制や道路の通行規制を行うことなく、簡便かつ低コストかつ短期間に校正作業を行うことが可能なレーダ装置の校正技術を提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、校正のための特別な標的物体を交通路に配置する等の煩雑な作業を必要とすることなく、低工数、低コストにて、校正作業を行うことが可能なレーダ装置の校正技術を提供することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、レーダ装置の設置台数の増加に関係なく、低工数、低コストにて、校正作業を行うことが可能なレーダ装置の校正技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の観点は、交通路を監視するレーダ装置の校正方法であって、前記交通路を通過する移動体の位置および／または軌跡の前記レーダ装置による観測結果に基づいて、前記レーダ装置の設置方向および／または設置位置を校正するレーダ装置の校正方法を提供する。
【００１１】
本発明の第２の観点は、交通路を監視するレーダ装置であって、前記交通路を通過する移動体の位置および／または軌跡の前記レーダ装置による観測結果に基づいて、当該レーダ装置の設置方向および／または設置位置を校正する校正機能を含むレーダ装置を提供する。
【００１２】
本発明の第３の観点は、交通路を監視する複数のレーダ装置と、情報ネットワークを介して前記レーダ装置を統合して管理する統合管理装置とを含む監視システムであって、個々の前記レーダ装置は、前記交通路を通過する移動体の位置および／または軌跡の前記レーダ装置による観測結果に基づいて、当該レーダ装置の設置方向および／または設置位置を校正する校正機能を含む監視システムを提供する。
【００１３】
本発明の第４の観点は、交通路を監視する複数のレーダ装置と、情報ネットワークを介して前記レーダ装置を統合して管理する統合管理装置とを含む監視システムであって、前記統合管理装置は、前記交通路を通過する移動体の位置および／または軌跡の前記レーダ装置による観測結果に基づいて、当該レーダ装置の設置方向および／または設置位置を校正する校正機能を含む監視システムを提供する。
【００１４】
本発明の第５の観点は、交通路を監視するレーダ装置に備えられたコンピュータを制御するプログラムであって、前記交通路を通過する移動体の位置および／または軌跡の前記レーダ装置による観測結果に基づいて、前記レーダ装置の設置方向および／または設置位置を校正する機能を前記コンピュータに実現させるプログラムを提供する。
【００１５】
列車や車両等の移動体は、線路や道路等の交通路に沿って移動する。本発明では、列車や車両の位置や軌跡をレーダ装置で検知して交通路の位置情報を把握し、この情報でレーダ装置のローカル座標と、監視対象である踏切や道路等の交通路の座標との間の変換マトリックスを求める校正作業を行う。
【００１６】
これにより、レーダ装置の設置時の校正作業のために、列車の運行規制や道路の通行規制を行う必要がなくなり、コストや、所要時間、所要工数等削減できる。また、標的物体を配置するための煩雑な作業や、作業員等も全く不要となる。また、レーダ装置の設置台数が多い場合でも、個々のレーダ装置が自律的に校正作業を行うので、校正作業に伴う工数やコストの増加が発生することもない。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、監視対象の交通路における列車の運行規制や道路の通行規制を行うことなく、簡便かつ低コストかつ短期間に校正作業を行うことが可能なレーダ装置の校正技術を提供することができる。
【００１８】
また、校正のための特別な標的物体を交通路に配置する等の煩雑な作業を必要とすることなく、低工数、低コストにて、校正作業を行うことが可能なレーダ装置の校正技術を提供することができる。
【００１９】
また、レーダ装置の設置台数の増加に関係なく、低工数、低コストにて、校正作業を行うことが可能なレーダ装置の校正技術を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１および図２は、本発明の一実施の形態であるレーダ装置を含む監視システムの設置例を示す概念図、図３は、本発明の一実施の形態である監視システムの全体構成の一例を示す図、図４は本実施の形態のレーダ装置の構成の一例を示す概念図、図５は、本実施の形態の統合管理装置の構成の一例を示す概念図である。
【００２１】
図３に例示されるように、本実施の形態の監視システムは、監視対象に設置される複数のレーダ装置１０と、これらを統合して管理する複数の統合管理装置２０と、これらを接続する情報ネットワーク３０を含んでいる。
【００２２】
複数のレーダ装置１０は、たとえば、図１に例示されるように、鉄道５０が道路６０に交差する踏切５１を監視すべく、踏切５１の近傍に、レーダ計測範囲１０ｂが踏切５１をカバーするように設置され、たとえば、踏切５１を通過する車両６１や歩行者６３等が、鉄道５０を走行する列車５２の障害にならないように監視する。
【００２３】
すなわち、この図１の例では、レーダ装置１０設置することにより、自律的に踏切５１内の障害物（たとえば、踏切５１内に倒れこんだ歩行者６３、立ち往生した車両６１など）や道路６０の障害物を検知する。
【００２４】
なお、この図１では、個々のレーダ装置１０はレーダ計測範囲１０ｂに広角にビームを発し、距離のみ測り、複数のレーダ装置１０から得られる距離情報により、三角測量で踏切５１内の障害物等の位置を測定する場合が例示されている。この場合、レーダ装置１０の設置方向は、広角に発射されるビームの中心方向である。
【００２５】
一方、図２は、道路６０の近傍に一台のレーダ装置１０を設置し、レーダ計測範囲１０ｂの範囲に狭角ビームを発し、この狭角ビームを道路６０の幅、すなわち複数の車線６２の配列方向にスキャンすることにより、道路６０上の車両６１や障害物等の位置を測定する場合が示されている。この場合、レーダ装置１０の設置方向は、おおよそスキャン範囲の中心方向である。
【００２６】
ところで、図１または図２のようにレーダ装置１０を現場に設置した場合、レーダ装置１０に固有のローカル座標系１０ａを、鉄道５０を含む設置環境に固有の交通路座標系５０ａに変換する変換マトリックス７１を求めるための校正作業が必要であるが、本実施の形態では、後述のように、レーダ装置１０、または、レーダ装置１０を統合して管理する統合管理装置２０のいずれかで、鉄道５０を走行する列車５２や、道路６０を走行する車両６１の位置を検出して自律的にこの校正処理が行われる。
【００２７】
このため、従来のように、鉄道５０における列車５２の運行規制や、道路６０における車両６１の通行規制を行って、作業員がリフレクタ等の標的物体を踏切５１内等に配置して行われていた煩雑な校正作業は全く不要となる。
【００２８】
図４に例示されるように、本実施の形態のレーダ装置１０は、全体の動作を制御するＭＰＵ１５、ミリ波等のレーダ波の送受信を行うための、アンテナ１１、ＲＦユニット１２、送受信回路１３およびディジタル信号処理プロセッサ（ＤＳＰ）１４を備えている。
【００２９】
ＭＰＵ１５には、バス１５ａを介してＲＡＭ１６、ＲＯＭ１７、およびネットワークインターフェイス１８、校正スイッチ１９等が接続されている。
ＲＯＭ１７には、レーダ装置１０の全体を管理する制御プログラムや、ＭＰＵ１５にて自律的に設置環境に対する自装置の校正作業を行うための校正プログラム１７ａが格納されており、これらのプログラムをＭＰＵ１５が実行することで、レーダ装置１０の内部における後述のような自律的な校正処理を行うことが可能になっている。
【００３０】
ＲＡＭ１６は、ＭＰＵ１５の動作において、処理データや送受信データの一時的な格納等を行うための作業領域として用いられる。ネットワークインターフェイス１８は情報ネットワーク３０に接続され、統合管理装置２０との間におけるコマンドやデータの授受を制御する。
【００３１】
そして、アンテナ１１、ＲＦユニット１２、送受信回路１３およびＤＳＰ１４、ＭＰＵ１５により、たとえば、本件の出願人の出願になる、特開２００２−２５７９２７号公報、および特開２００３−１７７１７８号公報の技術を用いて、アンテナ１１にて送受信されるミリ波の送受信信号を処理することで、障害物等の各物体との距離、相対速度や位置、さらには受信電力等の情報が算出されて計測される。
【００３２】
すなわち、レーダ装置１０により、ミリ波を列車５２や車両６１等の計測対象物に対して発信し、この場合、三角波変調を施した送信信号を用い、その受信信号からビート信号(周波数)の生成を行い、送信信号の上昇区間と下降区間のそれぞれについてフーリエ変換で周波数領域に変換し、計測対象物の速度Ｖと距離Ｄを同時に検出する。
【００３３】
ここでの検出処理方法としては、上昇区間と下降区間との受信電力ピークの対応を調整するペアリングにより行われる。また、ノイズ対策として、このペアリングの信号処理においては、長時間背景データと短時間背景データとを観測し、これら長時間・短時間背景データから周波数と電力の増幅率を求め、この増幅率を用いて新たに入力されたデータを増幅することにより補正を行い、長期背景データを用いて多値しきい値を生成し、この多値しきい値を用いて、しきい値処理を行うとともにピーク検出を行い、検出されたピークを用いて周波数に応じたラベリングを行い、このラベリングにより求めたラベルの重心周波数、重心方向または平均周波数、平均方向などの属性を求め、ラベルの重心方向を用いて、その方向に沿って対応するラベルの探索によりペアリングを行う。これにより、列車５２や車両６１等の位置や速度等の検出を精度よく行うことができる。
【００３４】
このようにしてレーダ装置１０で計測される物体の位置等の情報は、個々のレーダ装置１０に固有のローカル座標系１０ａに基づくものであり、障害物等の物体の位置情報を、鉄道５０や道路６０の、交通路座標系５０ａ、交通路座標系６０ａ（たとえば、地図上の座標系）に変換するための変換マトリックス７１を、校正プログラム１７ａにより得る。
【００３５】
なお、障害物を検知するレーダ装置１０の検知距離は、せいぜい２００ｍ程度であり、鉄道５０の線路、幹線道路、ハイウェイなどの道路６０は、ほぼ直線に近似できる。車両６１や列車５２は、道路６０や鉄道５０の線路に沿って走行するので、走行軌跡を求め、その軌跡の方向でアンテナ１１（レーダ装置１０）の方向を求め、レーダ装置１０のローカル座標系１０ａから線路・道路の交通路座標系５０ａ、交通路座標系６０ａの座標の校正を行う。
【００３６】
なお、レーダ装置１０における校正プログラム１７ａによる校正処理の開始は、設置時に、作業者が随時、校正スイッチ１９を操作して指示することができる。また、後述の図７のフローチャートのように、制御プログラムや校正プログラム１７ａの処理中に、ソフトウェア的に、定期的／不定期的に起動することもできる。また、情報ネットワーク３０を経由して、上位の統合管理装置２０の側からレーダ装置１０にコマンドを発行して起動指示することもできる。
【００３７】
図５に例示されるように、本実施の形態の統合管理装置２０はコンピュータで構成され、全体を制御するＭＰＵ２１、ＭＰＵ２１に実行させるプログラムやデータが格納される主記憶２２、レーダ装置１０から収集したデータ等が格納される外部記憶装置２３、ディスプレイ２４、キーボード等の入力装置２５、情報ネットワーク３０に接続されるネットワークインターフェイス２６、可搬媒体ドライブ２７、これらを相互に接続するバス２８、等で構成されている。
【００３８】
主記憶２２には、オペレーティングシステム４１、このオペレーティングシステム４１の上で動作するレーダ装置制御プログラム４２および統合監視プログラム４３が格納されている。
【００３９】
レーダ装置制御プログラム４２や統合監視プログラム４３は、可搬媒体２９に格納されて流通し、必要に応じて可搬媒体２９を可搬媒体ドライブ２７に装填することで、読み出され、外部記憶装置２３を経由して、あるいは直接に主記憶２２に実装されて実行される。
【００４０】
レーダ装置制御プログラム４２は、配下の複数のレーダ装置１０を情報ネットワーク３０を介して制御し、個々のレーダ装置１０から、図６に例示されるような観測情報３１の収集を行う。なお、統合管理装置２０にて後述の個々のレーダ装置１０に関する校正処理を行う場合には、このレーダ装置制御プログラム４２にて、個々のレーダ装置１０毎の変換マトリックス７１の生成が行われる。
【００４１】
統合監視プログラム４３は、レーダ装置制御プログラム４２にて複数のレーダ装置１０から収集された情報に基づいて、監視対象の踏切５１等の状況を監視／判断し、結果を、監視システムの管理者、列車５２や車両６１の運転手等に通報する動作を行う。
【００４２】
レーダ装置１０から統合管理装置２０に送出される観測情報３１は、一例として図６に例示されるフォーマットが用いられる。観測情報３１は、当該観測情報３１の開始位置を示すスタート信号３２、どのレーダ装置１０から送信されたかを識別するための識別子３３、観測時刻を示すタイムスタンプ３４、観測情報３１に含まれるデータの個数を示すデータ数３５、実際に観測された複数の測定データ３６、および観測情報３１の終わりを示す終了信号３７からなる。
【００４３】
個々の測定データ３６は、検出された障害物等の物体に関する位置情報３６ａ、速度情報３６ｂ、および受信電力３６ｃ等の情報を含んでいる。これらの測定データ３６は、校正処理をレーダ装置１０で行う場合には、交通路座標系５０ａや交通路座標系６０ａに基づく値に変換済となっている。また、統合管理装置２０の側で校正処理を行う場合には、レーダ装置１０から出力される、これらの測定データ３６は、ローカル座標系１０ａに基づく値のままとなっている。
【００４４】
以下、図７および図８等のフローチャートを参照して、本実施の形態におけるレーダ装置１０の校正処理の一例について説明する。
監視対象の鉄道５０や道路６０の近傍に設置されたレーダ装置１０では、電源投入等にて起動されると（ステップ１０１）、ＲＯＭ１７に格納された制御プログラムにて、レーダ装置１０の各部の動作チェックが行われ（ステップ１０２）、さらに、校正プログラム１７ａにて、後述の図８のフローチャート等に例示されるレーダ装置１０の設置位置／設置方向の校正処理が実行される（ステップ１０３）。
【００４５】
その後、温度補償等の他の校正処理が行われた後（ステップ１０４）、アンテナ１１からのレーダ計測範囲１０ｂへのミリ波の送受信による監視対象領域の測定処理（ステップ１０５）、および検知処理（ステップ１０６）が行われ、検知結果を観測情報３１として、上位の統合管理装置２０に出力する処理（ステップ１０７）が行われ、このステップ１０５〜ステップ１０７が反復される（ステップ１０８）。
【００４６】
そして、稼働中に、ステップ１０８にて、予め設定された周期、あるいは随時の校正スイッチ１９の押下、または統合管理装置２０からのコマンドによる校正処理の開始指示が検出されると、ステップ１０２に戻って、ステップ１０３の校正処理を含む初期化処理が実行される。
【００４７】
ステップ１０３の処理をさらに詳細に例示したものが図８のフローチャートである。すなわち、レーダ装置１０における自律的な校正処理では、まず、第１の処理として、レーダ装置１０自身による列車５２や車両６１の検出（ステップ２０１）を行う。
【００４８】
上述のようにして収集された車両６１の離散的な車両位置６１ａを一つのグラフにプロットしたイメージを図９に示す。車両６１は道路６０沿いに走行するので、軌跡の方向と道路の方向は平行になる。この図２は、道路６０を監視する場合を想定しているので、車線６２の中央に車両６１の車両位置６１ａの検出結果が多いが、車線変更中の車両６１もいるので、車線６２の境界の白線上に車両６１がいる（車両位置６１ａが検出される）こともある。列車５２の場合は線路上なので、正確に直線上に並ぶ。
【００４９】
第２の処理として、軌跡を抽出する（ステップ２０２）。鉄道５０を走行する列車５２の場合は、線路に沿って一直線上に並ぶので得られた車両検出位置で最小二乗法などを用い、直線を近似すればよい。
【００５０】
一方、道路６０が監視対象の場合は、車線６２の境界の白線上の車両検出結果（車両位置６１ａ）、つまり直線上にのっていないデータを排除する必要がある。これらにはハフ変換を用いる。
【００５１】
直線の式は、たとえば以下の２式とする。
【００５２】
【数１】
【００５３】
【数２】
【００５４】
（１）式を用いたハフ変換のイメージを図１０に示す。離散的に得られた複数の車両位置（ｘ0，ｙ0）〜（ｘn，ｙn）を用いて、係数領域で、（３）式で示される複数の直線の作図を行う。
【００５５】
【数３】
【００５６】
それらの線の係数領域での集積点は（ａ0，ｂ0）である。
（２）式を用いたハフ変換のイメージを図１１に示す。得られた車両位置（ｘ0，ｙ0）〜（ｘn，ｙn）を用いて、係数領域で（４）式で示される複数の曲線に関する作図を行う。
【００５７】
【数４】
【００５８】
それらの線の係数領域での集積点は（θ0，ρ0）である。
最後に、校正パラメータを抽出する（ステップ２０３）。交通路座標系５０ａ（交通路座標系６０ａ）とローカル座標系１０ａとの間における位置の変換係数は、レーダ装置１０の設置位置から求める。すなわち、交通路座標系５０ａ（交通路座標系６０ａ）の原点と、レーダ装置１０の設置位置（ローカル座標系１０ａの原点）の差分（Δｘ，Δｙ）が変換係数となる。
【００５９】
交通路座標系５０ａ（交通路座標系６０ａ）とローカル座標系１０ａとの間におけるレーダ装置１０の設置方向（アンテナ１１の向き）の変換係数は、上記の図１１の係数領域の集積点でのθ0から求める。すなわち、このθ0が、交通路座標系５０ａ（交通路座標系６０ａ）に対するローカル座標系１０ａの傾きを表す。
【００６０】
ただし、道路６０が高速道の場合では車線６２が複数であり、図１２のように、係数領域で複数の集積点が出力される。そこで、集積点をθ方向に投影して、θ1を求める。この場合は、θ1が交通路座標系５０ａ（交通路座標系６０ａ）に対するローカル座標系１０ａの傾きを表す。
【００６１】
従って、上述の差分（Δｘ，Δｙ）と、θ0またはθ1に基づいて、変換マトリックス７１を構成すれば、ローカル座標系１０ａで得られるレーダ装置１０の測定値を、交通路座標系５０ａ（交通路座標系６０ａ）に正確に換算する校正処理が可能となる。
【００６２】
以上説明したように、本実施の形態によれば、レーダ装置１０による監視対象の鉄道５０や道路６０等の交通路における列車５２や車両６１の移動軌跡を当該レーダ装置１０にて実測することで、ローカル座標系１０ａで得られるレーダ装置１０の測定値を、交通路座標系５０ａ（交通路座標系６０ａ）に正確に換算するための変換マトリックス７１を得る校正作業が、レーダ装置１０の内部で自律的に行われる。
【００６３】
このため、たとえば、校正作業のためのリフレクタ等の設置や測定のために、監視対象の鉄道５０における列車５２の運行規制や、道路６０における車両６１の通行規制を行う必要が全くなくなり、簡便かつ低コストかつ短期間にレーダ装置１０の校正作業を行うことが可能となる。このように、本実施の形態では、従来方式に比べ、自律的に変換マトリックスが求まり、レーダ装置１０の設置や保守管理作業等におけるコスト節減に寄与できる。
【００６４】
また、校正のための特別な標的物体を鉄道５０や道路６０等の交通路に配置する等の煩雑な作業を必要としないため、低工数、低コストにて、校正作業を行うことが可能となる。
【００６５】
また、個々のレーダ装置１０で自律的に校正作業が行われるため、レーダ装置１０の設置台数が増加しても校正作業の工数や所要時間が増加することがなく、低工数、低コストにて、校正作業を行うことが可能となる。
【００６６】
なお、本発明は、上述の実施の形態に例示した構成に限らず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
たとえば、レーダ装置１０や統合管理装置２０の構成は一例であり、上述の実施の形態に限定されるものではない。
【００６７】
また、交通路としては、鉄道５０、道路６０等に限らず、物流工程における物品の運搬軌道等、一般の交通路の障害物検出に広く適用できる。また、校正に用いる移動体としては、道路６０を移動する歩行者６３でもよく、運搬軌道を移動する物品でもよい。
【００６８】
（付記１）
交通路を監視するレーダ装置の校正方法であって、前記交通路を通過する移動体の位置および／または軌跡の前記レーダ装置による観測結果に基づいて、前記レーダ装置の設置方向および／または設置位置を校正することを特徴とするレーダ装置の校正方法。
【００６９】
（付記２）
付記１記載のレーダ装置の校正方法において、前記交通路を通過する前記移動体の離散的な位置を直線に近似して、当該直線を検出することにより前記レーダ装置の設置方向および／または設置位置を校正することを特徴とするレーダ装置の校正方法。
【００７０】
（付記３）
付記１記載のレーダ装置の校正方法において、前記交通路を通過する前記移動体の離散的な位置を用いて、一般的な直線の式の係数でハフ変換を行うことで、前記移動体の軌跡を示す直線を検出することにより、前記レーダ装置の設置方向および／または位置を校正することを特徴とするレーダ装置の校正方法。
【００７１】
（付記４）
付記１記載のレーダ装置の校正方法において、前記交通路を通過する前記移動体の離散的な位置を用いて、三角関数表示による直線の正規方程式の係数でハフ変換を行うことで、前記移動体の軌跡を示す直線を検出することにより、前記レーダ装置の設置方向および／または設置位置を校正することを特徴とするレーダ装置の校正方法。
【００７２】
（付記５）
交通路を監視するレーダ装置であって、前記交通路を通過する移動体の位置および／または軌跡の前記レーダ装置による観測結果に基づいて、当該レーダ装置の設置方向および／または設置位置を校正する校正機能を含むことを特徴とするレーダ装置。
【００７３】
（付記６）
交通路を監視する複数のレーダ装置と、情報ネットワークを介して前記レーダ装置を統合して管理する統合管理装置とを含む監視システムであって、
個々の前記レーダ装置は、前記交通路を通過する移動体の位置および／または軌跡の前記レーダ装置による観測結果に基づいて、当該レーダ装置の設置方向および／または設置位置を校正する校正機能を含むことを特徴とする監視システム。
【００７４】
（付記７）
交通路を監視する複数のレーダ装置と、情報ネットワークを介して前記レーダ装置を統合して管理する統合管理装置とを含む監視システムであって、
前記統合管理装置は、前記交通路を通過する移動体の位置および／または軌跡の前記レーダ装置による観測結果に基づいて、当該レーダ装置の設置方向および／または設置位置を校正する校正機能を含むことを特徴とする監視システム。
【００７５】
（付記８）
交通路を監視するレーダ装置に備えられたコンピュータを制御するプログラムであって、
前記交通路を通過する移動体の位置および／または軌跡の前記レーダ装置による観測結果に基づいて、前記レーダ装置の設置方向および／または設置位置を校正する機能を前記コンピュータに実現させることを特徴とするプログラム。
【００７６】
（付記９）
交通路を監視する複数のレーダ装置と、情報ネットワークを介して前記レーダ装置を統合して管理する統合管理装置とを含む監視システムにおいて、前記統合管理装置を構成するコンピュータを制御するプログラムであって、
前記交通路を通過する移動体の位置および／または軌跡の前記レーダ装置による観測結果に基づいて、当該レーダ装置の設置方向および／または設置位置を校正する機能を前記コンピュータに実現させることを特徴とするプログラム。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の一実施の形態であるレーダ装置を含む監視システムの設置例を示す概念図である。
【図２】本発明の一実施の形態であるレーダ装置を含む監視システムの設置例を示す概念図である。
【図３】本発明の一実施の形態である監視システムの全体構成の一例を示す概念図である。
【図４】本発明の一実施の形態であるレーダ装置の構成の一例を示す概念図である。
【図５】本発明の一実施の形態である統合管理装置の構成の一例を示す概念図である。
【図６】本発明の一実施の形態であるレーダ装置から出力される観測情報のフォーマット例を示す概念図である。
【図７】本発明の一実施の形態であるレーダ装置の作用の一例を示すフローチャートである。
【図８】本発明の一実施の形態であるレーダ装置の校正処理の作用の一例を示す概念図である。
【図９】本発明の一実施の形態であるレーダ装置の校正処理の作用の一例を示す概念図である。
【図１０】本発明の一実施の形態であるレーダ装置の校正処理の作用の一例を示す線図である。
【図１１】本発明の一実施の形態であるレーダ装置の校正処理の作用の一例を示す線図である。
【図１２】本発明の一実施の形態であるレーダ装置の校正処理の作用の一例を示す線図である。
【符号の説明】
【００７８】
１０ レーダ装置
１０ａ ローカル座標系
１０ｂ レーダ計測範囲
１１ アンテナ
１２ ＲＦユニット
１３ 送受信回路
１４ ＤＳＰ
１５ ＭＰＵ
１５ａ バス
１６ ＲＡＭ
１７ ＲＯＭ
１７ａ 校正プログラム
１８ ネットワークインターフェイス
１９ 校正スイッチ
２０ 統合管理装置
２１ ＭＰＵ
２２ 主記憶
２３ 外部記憶装置
２４ ディスプレイ
２５ 入力装置
２６ ネットワークインターフェイス
２７ 可搬媒体ドライブ
２８ バス
３０ 情報ネットワーク
３１ 観測情報
３２ スタート信号
３３ 識別子
３４ タイムスタンプ
３５ データ数
３６ 測定データ
３６ａ 位置情報
３６ｂ 速度情報
３６ｃ 受信電力
３７ 終了信号
４１ オペレーティングシステム
４２ レーダ装置制御プログラム
４３ 統合監視プログラム
５０ 鉄道
５０ａ 交通路座標系
５１ 踏切
５２ 列車
６０ 道路
６０ａ 交通路座標系
６１ 車両
６１ａ 車両位置
６２ 車線
６３ 歩行者
７１ 変換マトリックス
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交通路を監視するレーダ装置の校正方法であって、前記交通路を通過する移動体の位置および／または軌跡の前記レーダ装置による観測結果に基づいて、前記レーダ装置の設置方向および／または設置位置を校正することを特徴とするレーダ装置の校正方法。
【請求項２】
交通路を監視するレーダ装置であって、前記交通路を通過する移動体の位置および／または軌跡の前記レーダ装置による観測結果に基づいて、当該レーダ装置の設置方向および／または設置位置を校正する校正機能を含むことを特徴とするレーダ装置。
【請求項３】
交通路を監視する複数のレーダ装置と、情報ネットワークを介して前記レーダ装置を統合して管理する統合管理装置とを含む監視システムであって、個々の前記レーダ装置は、前記交通路を通過する移動体の位置および／または軌跡の前記レーダ装置による観測結果に基づいて、当該レーダ装置の設置方向および／または設置位置を校正する校正機能を含むことを特徴とする監視システム。
【請求項４】
交通路を監視する複数のレーダ装置と、情報ネットワークを介して前記レーダ装置を統合して管理する統合管理装置とを含む監視システムであって、前記統合管理装置は、前記交通路を通過する移動体の位置および／または軌跡の前記レーダ装置による観測結果に基づいて、当該レーダ装置の設置方向および／または設置位置を校正する校正機能を含むことを特徴とする監視システム。
【請求項５】
交通路を監視するレーダ装置に備えられたコンピュータを制御するプログラムであって、前記交通路を通過する移動体の位置および／または軌跡の前記レーダ装置による観測結果に基づいて、前記レーダ装置の設置方向および／または設置位置を校正する機能を前記コンピュータに実現させることを特徴とするプログラム。
【請求項１】
交通路を監視するレーダ装置の校正方法であって、前記交通路を通過する移動体の位置および／または軌跡の前記レーダ装置による観測結果に基づいて、前記レーダ装置の設置方向および／または設置位置を校正することを特徴とするレーダ装置の校正方法。
【請求項２】
交通路を監視するレーダ装置であって、前記交通路を通過する移動体の位置および／または軌跡の前記レーダ装置による観測結果に基づいて、当該レーダ装置の設置方向および／または設置位置を校正する校正機能を含むことを特徴とするレーダ装置。
【請求項３】
交通路を監視する複数のレーダ装置と、情報ネットワークを介して前記レーダ装置を統合して管理する統合管理装置とを含む監視システムであって、個々の前記レーダ装置は、前記交通路を通過する移動体の位置および／または軌跡の前記レーダ装置による観測結果に基づいて、当該レーダ装置の設置方向および／または設置位置を校正する校正機能を含むことを特徴とする監視システム。
【請求項４】
交通路を監視する複数のレーダ装置と、情報ネットワークを介して前記レーダ装置を統合して管理する統合管理装置とを含む監視システムであって、前記統合管理装置は、前記交通路を通過する移動体の位置および／または軌跡の前記レーダ装置による観測結果に基づいて、当該レーダ装置の設置方向および／または設置位置を校正する校正機能を含むことを特徴とする監視システム。
【請求項５】
交通路を監視するレーダ装置に備えられたコンピュータを制御するプログラムであって、前記交通路を通過する移動体の位置および／または軌跡の前記レーダ装置による観測結果に基づいて、前記レーダ装置の設置方向および／または設置位置を校正する機能を前記コンピュータに実現させることを特徴とするプログラム。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００６−７９４０（Ｐ２００６−７９４０Ａ）
【公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−１８７０１６（Ｐ２００４−１８７０１６）
【出願日】平成１６年６月２４日（２００４．６．２４）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年６月２４日（２００４．６．２４）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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