広帯域レーダ装置及びその移動物体検出方法
【課題】広帯域レーダ装置において、移動物体の位置検出精度を高め、かつ信号を変換するときの計算回数を少なくすることである。
【解決手段】２次元座標上の距離を示す距離設定値を設定する（Ｓ１３）。設定した距離設定値に応じた角度ステップ（角度間隔）を計算する（Ｓ１１４）。次に、計算により求めた角度ステップに基づいて角度を設定する（Ｓ１５）。１次元のＵＷＢレーダパルス応答差分信号から、距離設定値と角度により定まる２次元平面上の該当する位置の受信信号強度を計算する（Ｓ１５）。これにより１次元の信号が２次元のＵＷＢレーダパルス応答差分信号に変換される。
【解決手段】２次元座標上の距離を示す距離設定値を設定する（Ｓ１３）。設定した距離設定値に応じた角度ステップ（角度間隔）を計算する（Ｓ１１４）。次に、計算により求めた角度ステップに基づいて角度を設定する（Ｓ１５）。１次元のＵＷＢレーダパルス応答差分信号から、距離設定値と角度により定まる２次元平面上の該当する位置の受信信号強度を計算する（Ｓ１５）。これにより１次元の信号が２次元のＵＷＢレーダパルス応答差分信号に変換される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広帯域レーダ装置及びその移動物体検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
超広帯域（ＵＷＢ：Ultra Wide Band）の電波を送受信して移動物体の位置（距離、方位、高さ）を高精度で検出する超広帯域レーダ装置が知られている。
超広帯域レーダ装置は、超高距離分解能と高精度の位置評定ができることが特徴である。また、超広帯域の電波は、コンクリートや材木等の非金属（減衰媒質）を透過する性質が有り、この性質を活かして種々のレーダやセンサへの適用が検討されている。超高距離分解能と減衰媒質透過の２つの特徴を活かしたＵＷＢレーダとして、例えば、建物内の不正侵入者の動きを壁越しに検知するＵＷＢレーダ（壁透過レーダ、スルーウォールレーダ）、森林に潜む危険動物等の動きを森林や植栽を透過させて検知するＵＷＢレーダ（森林透過レーダ）、自動車のフロント内部に設定して非金属のバンパーやフロントグリル越しに前方を走行する自動車との距離を高精度に計測するＵＷＢレーダ等が検討されている。
【０００３】
図２５は、従来の超広帯域レーダ装置（以下、ＵＷＢレーダ装置という）１００の構成と移動物体検出処理のフローチャート（その１）を示す図である。
ＵＷＢレーダパルス送信部１０１から検出対象にＵＷＢレーダパルスを繰り返し送信し、第１のＵＷＢレーダパルス受信部１０２と第２のＵＷＢレーダパルス受信部１０３でターゲットからの反射波を受信する。
【０００４】
ＵＷＢレーダパルス送受信制御部１０４は、第１のＵＷＢレーダパルス受信部１０２と第２のＵＷＢレーダパルス受信部１０３から出力される各サンプリング時刻における第１のＵＷＢレーダパルス応答信号と第２のＵＷＢレーダパルス応答信号をそれぞれ積分検波する。
【０００５】
以下に説明する、ステップＳ１１１〜Ｓ１１８の第１のＵＷＢレーダパルス応答信号に対する処理と第２のＵＷＢレーダパルス応答信号に対する処理は、ＵＷＢレーダ装置１００の制御部により実行される。
【０００６】
第１のＵＷＢレーダパルス応答信号の表示サンプリング（サンプリング時刻）毎の差分を抽出し、移動物体を示す第１のＵＷＢレーダパルス応答差分信号を検出する（図２５、Ｓ１１１）。
【０００７】
第２のＵＷＢレーダパルス応答信号の表示サンプリング毎の差分を抽出し、移動物体を示す第２のＵＷＢレーダパルス応答差分信号を検出する（Ｓ１１２）。
図２６は、各時刻のＵＷＢレーダパルス応答信号とその応答差分信号を示す図である。
【０００８】
ＵＷＢレーダパルス受信部１０２または１０３で、移動物体からの反射波を受信した場合には、図２６（ａ）に示す時刻ｔ１におけるＵＷＢレーダパルス応答信号と、図２６（ｂ）に示すＵＷＢレーダパルス応答信号の差分を抽出すると、図２６（ａ’）に示すようなＵＷＢレーダパルス応答差分信号が得られる。
【０００９】
また、図２６（ｂ）に示す時刻ｔ２におけるＵＷＢレーダパルス応答信号と、図２６（ｃ）に示す時刻ｔ３におけるＵＷＢレーダパルス応答信号の差分を抽出すると、図２６（ｂ’）に示すＵＷＢレーダパルス応答差分信号が得られる。
【００１０】
図２５のステップＳ１１３〜Ｓ１１６の処理は、第１の移動物体データ変換部１０５の処理を示している。
先ず、１次元の第１のＵＷＢレーダパルス応答差分信号を２次元平面上の信号に変換するために距離を設定する（Ｓ１１３）。次に、予め決められている角度間隔（角度ステップ）に基づいて角度を設定する（Ｓ１１４）。
【００１１】
次に、第１のＵＷＢレーダパルス応答信号と設定された距離と角度における受信信号強度を計算する（Ｓ１１５）。そして、受信信号強度を積分して設定された距離と角度における２次元平面上に受信強度を持ったＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号に変換する（Ｓ１１６）。上記の処理を距離と角度を変化させて行うことで、距離の方向の１次元の信号を距離と方位の２次元の要素を持った信号に変換できる。
【００１２】
上記の処理により、図２７に示す距離の方向で受信信号強度が変化するＵＷＢレーダパルス応答差分信号が、距離と方位の２次元の要素を持ったＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号に変換される。
【００１３】
第２のＵＷＢレーダパルス応答差分信号に対しても上記のステップＳ１１３〜Ｓ１１６と同じ処理が実行される。第２のＵＷＢレーダパルス応答差分信号に対する処理を第２の移動物体データ変換部１０６と呼ぶ。
【００１４】
次に、第１のＵＷＢレーダパルス受信部１０２の受信位置等の影響を補正するために第１の移動物体データ（第１のＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号）をシフトさせる処理を行う（Ｓ１１７）。シフトさせた信号を第１のＵＷＢレーダパルス２次元応答シフト信号と呼ぶ。同様に、第２の移動物体データ（第２のＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号）をシフトさせる処理を行う（Ｓ１１８）。シフトさせた信号を第２のＵＷＢレーダパルス２次元応答シフト信号と呼ぶ。
【００１５】
次に、第１のＵＷＢレーダパルス２次元応答シフト信号と第２のＵＷＢレーダパルス２次元応答シフト信号を合成し（Ｓ１１９）、合成したＵＷＢレーダパルス２次元応答合成信号を表示部（図示せず）に表示させる（Ｓ１２０）。これにより移動物体の位置が表示部に表示される。
【００１６】
図２８（Ａ）、（Ｂ）は、従来の等間隔角度ステップ法における距離と角度ステップの関係と距離と角度の関係を示す図である。
図２８（Ａ）の横軸は距離設定値、縦軸は角度設定値を示している。等間隔角度ステップ法では、ＵＷＢレーダ装置１００の送信部１０１からの距離に無関係に角度ステップは一定値に設定されているので、図２８（Ｂ）に示すように２次元平面上では、原点からの距離が大きくなるほど２次元平面上のデータの円周方向の間隔が大きくなる。
【００１７】
図２９は、従来の等間隔角度ステップ法で１次元のＵＷＢレーダパルス応答差分信号を２次元の信号に変換したときのデータ密度を示す図である。
従来の等間隔角度ステップ法では、図２９に示すように原点からの距離が小さいときにはデータ密度は密であるが、原点からの距離が大きくなるほどデータ密度が疎になる。従って、ＵＷＢレーダ装置１００の送信部１０１を原点とした時に、原点からの距離が大きくなるほど移動物体の位置の検出精度が低くなる。
【００１８】
図３０は、従来のＵＷＢレーダ装置１００の構成と他の移動物体検出処理のフローチャートを示す図である。以下の説明では、図２５と同じブロック及び同じ処理には同じ符号をつけてそれらの説明を省略する。
【００１９】
図３０のフローチャートと図２５のフローチャートの相違点は、１次元のＵＷＢレーダパルス応答差分信号を２次元の信号に変換するときに、図３０のステップＳ１２１において、高さの間隔を設定する点である。そして、次のステップＳ１１５で、距離と設定された高さの間隔で決まる高さ方向の位置における受信信号強度を計算し、さらにステップＳ１１６で受信信号強度を積分して、距離と高さの成分からなる２次元平面上の信号に変換している。
【００２０】
特許文献１には、ＵＷＢ技術を用いた方位検出装置において、送信系から複数の受信系へ直接送信された信号と基準信号とを比較して複数の受信系の位相の変動量を算出し、算出した位相の変動量に基づいて受信系の位相差を補正することが記載されている。
【００２１】
特許文献２には、マスタ装置で生成する高速送信符号と、スレーブ装置で生成する高速符号との相関がとれるようにビットシフト制御器でビットシフトを行うことが記載されている。
【００２２】
特許文献３には、障害物で反射された高周波信号を複数のアンテナを切り換えながら受信し、障害物の方向を検知することが記載されている。
上記の特許文献には、ＵＷＢレーダにおいて、物体の位置検出精度を高める技術については記載されていない。
【特許文献１】特開２００５−３３１４６６号公報
【特許文献２】特開２００５−１８１２１５号公報
【特許文献３】特開２００５−２６５４１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
上述したように従来のＵＷＢレーダ装置では、１次元のＵＷＢレーダパルス応答差分信号を２次元の信号に変換するときに、レーダパルスの送信部からの距離が遠くなるにつれてデータ数が少なくなり、その結果、移動物体の位置検出精度が低くなるという問題点が有った。距離が遠い位置の角度分解能を高くすれば位置検出精度を高くすることはできるが、従来の等間隔角度ステップ法で角度分解能を高めると、１次元の信号を２次元の信号に変換するときの計算回数が非常に多くなってしまう。
【００２４】
本発明の課題は、広帯域レーダ装置において、移動物体の位置検出精度を高め、かつ信号を変換するための計算回数を少なくすることである。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
本発明の広帯域レーダ装置は、広帯域のレーダパルスを送信する送信手段と、観測対象の物体から反射されるレーダパルスを受信する受信手段と、前記受信手段で受信されたサンプル時刻の異なるレーダパルス応答信号の差分を、移動物体を示すレーダパルス応答差分信号として検出する移動物体検出手段と、前記送信手段の位置を基準とした距離に応じて変化する角度ステップを算出する角度ステップ算出手段と、前記角度ステップに基づいて角度を算出する角度算出手段と、１次元の前記応答差分信号を、前記角度算出手段により算出された前記角度と前記距離により定まる２次元平面上の位置のレーダパルス２次元応答差分信号に変換する移動物体データ変換手段と、複数の前記レーダパルス２次元応答差分信号を合成する移動物体データ合成手段と、前記移動物体データ合成手段により合成されたレーダパルス２次元応答合成信号を表示する表示制御手段とを備える。
【００２６】
この発明によれば、移動物体の検出位置検出精度を高め、かつ信号を変換するときの計算回数を少なくできる。
上記の発明の広帯域レーダ装置において、前記角度ステップ算出手段は、最大距離において必要な角度分解能と距離方向の位置を示す距離設定値の最大値を乗算した値を定数として記憶しておき、前記定数を２次元平面上の距離を示す前記距離設定値で除算した値を、前記距離設定値に対応する角度ステップとして算出する。
【００２７】
このように構成することで、定数を用いて距離に応じた角度ステップを算出することができる。
上記の発明の広帯域レーダ装置において、前記受信手段は、第１及び第２の受信手段を有し、前記移動物体検出手段は、前記第１の受信手段で受信された、サンプル時刻の異なる第１のレーダパルス応答信号の差分を第１のレーダパルス２次元応答差分信号として抽出する第１の移動物体検出手段と、前記第２の受信手段で受信された、サンプル時刻の異なる第２のレーダパルス応答信号の差分を第２のレーダパルス２次元応答差分信号として抽出する第２の移動物体検出手段を有し、前記角度ステップ算出手段は、前記距離設定値に応じた角度ステップを算出する第１及び第２の角度ステップ算出手段を有し、前記角度算出手段は、前記第１及び第２の角度ステップ算出手段により算出され角度ステップに基づいて角度を算出する第１及び第２の角度算出手段を有し、前記移動物体データ変換手段は、１次元の前記第１及び第２のレーダパルス応答差分信号を、算出された前記角度と距離により定まる２次元座標上の位置の２次元のレーダパルス２次元応答差分信号に変換する第１及び第２の移動物体データ変換手段を有し、前記移動物体データ合成手段は、前記第１及び第２のレーダパルス２次元応答差分信号を合成する。
【００２８】
このように構成することで２つの受信手段で受信したレーダパルスに基づいて移動物体の位置を高精度で検出することができる。
上記の発明の広帯域レーダ装置において、前記移動物体データ変換手段は、２次元の各座標における前記レーダパルス２次元応答差分信号の積分回数を記憶する積分回数記憶手段と、各座標の前記レーダパルス２次元応答差分信号の振幅データを前記積分回数で除算した値を該当する座標の前記振幅データとして算出する。
【００２９】
このように構成することで、積分回数の違いによる受信信号強度の差を取り除くことができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、移動物体の位置検出精度を高め、かつ信号を変換するときの計算回数を減らすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の好適な実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態の超広帯域レーダ装置１０の構成と移動物体検出処理のフローチャートを示す図である。超広帯域とは、例えば、数ＧＨｚ〜数十ＧＨｚの帯域である。
【００３２】
超広帯域レーダ装置（以下、ＵＷＢレーダ装置という）１０は、ＵＷＢレーダパルス送信部１１と、第１のＵＷＢレーダパルス受信部１２と、第２のＵＷＢレーダパルス受信部１３と、ＵＷＢレーダパルス送受信制御部１４を有する。
【００３３】
ＵＷＢレーダパルス送信部１１は、ＵＷＢレーダパルスを繰り返し送信する。第１のＵＷＢレーダパルス受信部１２と第２のＵＷＢレーダパルス受信部１３は、固定物及び移動物体からの反射波を受信して第１及び第２のＵＷＢレーダパルス応答信号を出力する。
【００３４】
ＵＷＢレーダパルス送受信制御部１４は、ＵＷＢレーダパルス送信部１１と第１及び第２のＵＷＢレーダパルス受信部１２、１３の同期を取り、第１のＵＷＢレーダパルス受信部１２で受信された信号と、第２のＵＷＢレーダパルス受信部１３で受信された信号を積分検波して、それぞれ表示サンプリング毎の第１のＵＷＢレーダパルス応答信号と第２のＵＷＢレーダパルス応答信号に変換する。
【００３５】
図１のステップＳ１１〜Ｓ２１の処理は、ＵＷＢレーダ装置１０の図示しない制御部により実行される。
第１のＵＷＢレーダパルス受信部１２から出力される、異なる時刻（異なる表示サンプリング）の第１のＵＷＢレーダパルス応答信号の差分を抽出し、抽出した差分信号を移動物体を示す第１のＵＷＢレーダパルス応答差分信号として出力する（図１、Ｓ１１）。
【００３６】
同様に、第２のＵＷＢレーダパルス受信部１２から出力される、異なる時刻の第２のＵＷＢレーダパルス応答信号の差分を抽出し、抽出した差分信号を移動物体を示す第２のＵＷＢレーダパルス応答差分信号として出力する（Ｓ１２）。
【００３７】
図２は２チャネル（第１及び第２）のＵＷＢレーダパルス応答差分信号を示す図である。図２に示すＵＷＢレーダパルス応答差分信号は７ｍから８ｍの間の信号振幅が大きくなっており、この付近に移動物体が存在することを示している。
【００３８】
次に、１次元の第１のＵＷＢレーダパルス応答差分信号を２次元の信号に変換するために２次元座標上の距離を示す距離設定値を設定する（Ｓ１３）。さらに、設定した距離設定値に応じた角度ステップ（角度間隔）を計算する（Ｓ１４）。角度ステップの計算は、例えば、所定の定数と距離設定値とからその距離設定値における角度ステップを計算する。
【００３９】
次に、計算により求めた角度ステップに基づいて角度を設定する（Ｓ１５）。この第１の実施の形態では、角度ステップを距離に応じて変化させているので、２次元平面の角度方向のデータの間隔が距離に応じて変化する。
【００４０】
次に、第１のＵＷＢレーダパルス応答差分信号に基づいて、距離設定値と角度により定まる２次元平面上の該当する位置の受信信号強度を計算する（Ｓ１６）。さらに、計算により求めた受信信号強度を積分する（Ｓ１７）。上記のステップＳ１３〜Ｓ１７の処理を実行するプログラムモジュールを第１の移動物体データ変換部１５と呼ぶ。
【００４１】
上記のステップＳ１３〜Ｓ１７の処理を距離と角度を変えて繰り返し実行することで、１次元の第１のＵＷＢレーダパルス応答差分信号を、２次元平面上に受信信号強度を持った第１のＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号に変換することができる。
【００４２】
第２のＵＷＢレーダパルス応答差分信号に対しても上記のステップＳ１３〜Ｓ１７と同じ処理が実行され、第２のＵＷＢレーダパルス応答差分信号が、２次元平面上に受信信号強度を持った第２のＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号に変換される。第２のＵＷＢレーダパルス応答差分信号に対する処理を実行するプログラムモジュールを第２の移動物体データ変換部１６と呼ぶ。
【００４３】
次に、第１のＵＷＢレーダパルス受信部１２の位置と、第２のＵＷＢレーダパルス受信部１３の位置の差による移動物体の検出位置の差を補正するために第１の移動物体データ（第１のＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号）を所定量シフトさせる（Ｓ１８）。この所定量シフトさせた信号を第１のＵＷＢレーダパルス２次元応答シフト信号と呼ぶ。同様に第２の移動物体データ（第２のＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号）を所定量シフトさせる（Ｓ１９）。この所定量シフトさせた信号を第２のＵＷＢレーダパルス２次元応答シフト信号と呼ぶ。このように第１のＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号と、第２のＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号を所定量シフトさせることで、同じ２次元座標のデータに変換することができる。
【００４４】
次に、第１のＵＷＢレーダパルス２次元応答シフト信号と第２のＵＷＢレーダパルス２次元応答シフト信号を合成して移動物体の位置を示すＵＷＢレーダパルス２次元応答合成信号を作成する（Ｓ２０）。
【００４５】
次に、ＵＷＢレーダパルス２次元応答合成信号を表示部に表示する（Ｓ２１）。これにより２次元平面上に移動物体の位置が表示される。
ここで、図３のフローチャートを参照して第１の移動物体データ処理部１５における第１の移動物体データ変換処理について説明する。
【００４６】
ステップＳ１３の距離ポイント設定処理（距離設定処理）では、２次元座標の距離方向のデータの位置を示す距離ポイント（距離設定値）を設定する。距離ポイントとは、例えば、距離方向の何番目のデータかを示す情報であり、距離方向の最大データ数が２００の場合、１番目のデータの距離ポイントとして「１」、２番目のデータの距離ポイントとして「２」・・・最大距離におけるデータの距離ポイントとして「２００」を設定する。
【００４７】
ステップＳ１４の角度ステップ計算処理では、最大距離において所望の角度分解能を得るための値を定数として設定しておき、その定数を距離ポイントで除算した値を角度ステップとして算出する。つまり、「角度ステップ＝定数／距離ポイント」から算出する。
【００４８】
ステップＳ１５の角度ポイント設定処理（角度設定処理）では、上記のステップＳ１４で算出した角度ステップ（角度間隔）毎に角度を設定する。
ステップＳ２１のＸ座標計算処理では、検出エリアを複数のマス目に分割したときの２次元座標のＸ座標を算出する。具体的には、Ｘ座標＝ｒｏｕｎｄ（距離ポイント×ｃｏｓ（角度ポイント））の式から計算する。”ｒｏｕｎｄ”とは最も近い整数に丸める演算である。距離ポイントとは、ステップＳ１３で設定した距離ポイントであり、角度ポイントとは、ステップＳ１５で設定したＸ軸を基準とした角度である。
【００４９】
次のステップＳ２２のＹ座標計算処理では、検出エリアを複数のマス目に分割したときのＹ座標を計算する。具体的には、Ｙ座標＝ｒｏｕｎｄ（距離ポイント×ｓｉｎ（角度ポイント））の式から計算する。
【００５０】
次のステップＳ２３の振幅データ計算処理では、１次元のＵＷＢレーダパルス応答差分信号の振幅データから、２次元座標の上記のＸ座標、Ｙ座標におけるＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号の振幅データを計算する。つまり、第１のＵＷＢレーダパルス応答差分信号の設定した距離ポイントの振幅データを、算出したＸ座標、Ｙ座標におけるＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号の振幅データとして求める。これを式で表すと、「座標（Ｘ、Ｙ）の振幅データ＝第１のＵＷＢレーダパルス応答差分信号の設定した距離ポイントにおける振幅データ」となる。
【００５１】
次のステップＳ１７の受信強度積分処理では、座標（Ｘ、Ｙ）の振幅データの加算処理を行う。この処理では、元々の座標（Ｘ、Ｙ）の振幅データに、ステップＳ２３の受信強度計算処理で計算した座標（Ｘ，Ｙ）の振幅データを加算する。
【００５２】
次のステップＳ２４では、全ての角度ポイントの処理が終了したか否かを判定する。全ての角度ポイントに対する計算が終了していないときには（Ｓ２４、ＮＯ）、ステップＳ１５に戻り、上述した処理を繰り返す。
【００５３】
全ての角度ポイントに対する計算が終了したときには（Ｓ２４、ＹＥＳ）、ステップＳ２５に進み、全ての距離ポイントに対する計算が終了したか、つまり検出エリア全体について移動物体データの２次元データへの変換が終了したか否かを判定する。全ての距離ポイントに対する計算が終了していないときには（Ｓ２５、ＮＯ）、ステップＳ１３に戻り、上述した処理を繰り返す。
【００５４】
図４は、第１の実施の形態の距離設定値と角度ステップの関係と、距離設定値と角度の関係を示す図である。
図４（Ｂ）の横軸を距離設定値、縦軸を角度設定値とすると、距離設定値が小さいほど角度ステップの値は大きく、距離設定値が大きくなるほど角度ステップの値が小さくなるように設定してある。すなわち、ＵＷＢレーダパルス送信部１１の位置（原点）の近くでは角度ステップが大きく、原点から離れるほど角度ステップの値が小さくなるように、距離設定値と角度ステップを定義している。
【００５５】
図４（Ａ）は、上述した移動物体データ変換処理において、１次元の信号を２次元平面上の信号に変換したときのデータの位置を示す図である。図４（Ｂ）に示すように、距離設定値が小さい位置では角度ステップが大きいために同じ円周上のデータ数は少ないが、距離設定値が大きい位置では、角度ステップが小さく設定されているので、同じ円周上のデータ数が多くなっている（データが密になっている）。なお、図４（Ａ）において、横軸を方位方向、縦軸を距離方向として表しているのは、距離と方位を要素とする２次元のデータであることを示すためであり、横軸方向が方向、縦軸方向が距離を示しているわけではない。
【００５６】
図５は、距離設定値に応じて角度ステップを変化させた第１の実施の形態のデータ密度を示す図である。
図５は、検出エリアの角度範囲が１８０°の場合のデータ密度を示している。最大距離の位置の必要とする角度分解能と距離設定値の最大値とから定数を決める。そして、その定数を距離ポイント（距離設定値）で除算して角度ステップを算出する。
【００５７】
上記のように角度ステップを算出することで、図５に示すように、原点からの距離が小さい位置では角度ステップが大きくなるので円周上のデータ数が少なくなる。また、原点からの距離が大きい位置では角度ステップが小さくなるので円周上のデータ数が多くなる。
【００５８】
図６は、図１のステップＳ１８及びＳ１９の移動物体データシフト処理の説明図である。図６の四角いマス目は、２次元座標に変換した移動物体データ（ＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号）を示している。第１のＵＷＢレーダパルス受信部１２と第２のＵＷＢレーダパルス受信部１３は、ＵＷＢレーダパルス送信部１１に対して位置がずれているので、第１のＵＷＢレーダパルス応答差分信号と第２のＵＷＢレーダパルス応答差分信号をそれぞれ２次元座標上で所定量シフトさせることで、第１のＵＷＢレーダパルス受信部１２で受信した信号を、ＵＷＢレーダパルス送信部１１を原点とする２次元座標上の信号に変換している。
【００５９】
図７は、図１のステップＳ２０の移動物体データ合成処理の説明図である。この処理では、第１のＵＷＢレーダパルス２次元応答シフト信号と第２のＵＷＢレーダパルス２次元応答シフト信号を合成してＵＷＢレーダパルス２次元応答合成信号を作成している。この２次元応答合成信号は、第１のＵＷＢレーダパルス受信部１２で受信された信号から得られる信号と、第２のＵＷＢレーダパルス受信部１３で受信された信号から得られる信号を合成した信号であり、中央の黒い部分が受信信号強度が大きいデータを示しいている。このＵＷＢレーダパルス２次元応答合成信号は、２次元座標上の移動物体の位置を示す信号である。
【００６０】
ここで、従来の等間隔角度ステップ法と、第１の実施の形態のデータ変換方法における移動物体データ変換処理の計算回数を、図８を参照して比較する。
角度範囲が６０°〜１２０°、必要とする角度分解能が０．１°で、距離方向のデータ数が１００個と２００個の場合について説明する。
【００６１】
距離方向データ数が１００個の場合、従来の等間隔角度ステップ法の計算回数は「角度ステップ数×距離方向データ数」となる。この場合、角度ステップ数は、（６０°／０．１°）＋１で６０１となるので、計算回数は、図８（Ａ）に示すように、６０１×１００＝６０１００回となる。
【００６２】
第１の実施の形態のデータ変換方法では、最大距離において従来と同じ角度分解能を得るための定数は「最大距離ポイント数（最大距離設定値）×必要な角度分解能」の式で表すことができる。距離方向のデータ数が「１００」、角度分解能が０．１°とすると、最大距離ポイント数＝データ数であるから、定数は「１００×０．１＝１０」、となる。
【００６３】
従って、１番目（距離ポイント「１」）の位置の角度ステップは、定数１０を距離設定値「１」で除算して得られる１０°となる。よって、６０°の角度範囲を１０°の角度ステップでデータ変換を行う場合の計算回数は、（６０／１０）＋１で７回となる。
【００６４】
２番目の距離ポイント「２」の位置の角度ステップは、定数１０°を距離設定値「２」で除算して得られる５°となる。よって、６０°の角度範囲を５°の角度ステップで計算する場合の計算回数は、（６０／５）＋１で１３回となる。
【００６５】
３番目の距離ポイント「３」の位置の角度ステップは、定数１０°を距離設定値「３」で除算して得られる３．３°となる。よって、６０°の角度範囲を３．３°の角度ステップで計算する場合の計算回数は、６０／３．３＋１で１９回となる。
【００６６】
最大距離（距離ポイント「１００」）の位置の角度ステップは、定数１０を距離ポイント「１００」で除算して得られる０．１°となる。よって、６０°の角度範囲を０．１°の角度ステップで計算する場合の計算回数は、６０／０．１＋１で６０１回となる。
【００６７】
第１の実施の形態において、１次元の移動物体データを２次元の移動物体データに変換するときのデータ変換のための計算回数は、上記の計算回数の合計値であり、図８（Ａ）に示すように３０４００回となる。すなわち、実施の形態のデータ変換方法で、最大距離で同じ角度分解能を得るための計算回数は従来の方法の約１／２となる。
【００６８】
距離方向データ数が２００の場合は、角度ステップを求めるための定数は、最大距離の位置での必要な角度分解能が０．１°で、距離方向データ数が２００であるから、２００×０．１＝２０となる。従って、この場合の計算回数は、図８（Ｂ）に示すように、６０５００回となる。この場合の従来の等間隔角度ステップ法による計算回数は１２０２００回であるので、実施の形態の計算回数は従来の方法の約１／２になる。
【００６９】
従って、第１の実施の形態の移動物体データの２次元データへの変換方法の計算回数は、従来の等間隔角度ステップ法の計算回数の１／２になり、計算回数を大幅に減らすことができる。
【００７０】
ここで、第１の実施の形態のデータ変換方法と、従来の等間隔角度ステップ法の信号の表示状態を比較する。
図９（Ａ）、（Ｂ）は、第１の実施の形態の移動物体検出方法によるＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号の表示状態を示す図である。
【００７１】
ＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号は、原点からの距離が大きくなるにつれて角度ステップが小さく設定されているので、図９（Ａ）、（Ｂ）に示すように第１及び第２のＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号は連続した波形として表示される。
【００７２】
これに対して、図１０（Ａ）、（Ｂ）に示す、従来の等間隔角度ステップ法で２次元の信号に変換した場合のＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号は、角度ステップが距離にかかわらず一定値であるために、原点から距離が大きい位置では、第１及び第２のＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号のデータが存在しない部分があるために、ＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号の波形が不連続に表示される。
【００７３】
図１１（Ａ）、（Ｂ）は、第１の実施の形態のデータ変換方法で変換したＵＷＢレーダパルス２次元応答シフト信号を示す図である。
第１のＵＷＢレーダパルス２次元応答シフト信号も第２のＵＷＢレーダパルス２次元応答シフト信号も、図１１（Ａ）、（Ｂ）に示すように欠落の無い連続した信号波形が表示される。
【００７４】
これに対して、従来の等間隔角度ステップ法によるＵＷＢレーダパルス２次元応答シフト信号は、角度ステップが大きいためにデータが存在しない部分があるために、図１２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、信号の一部が欠落して不連続な波形が表示される。
【００７５】
図１３（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ第１の実施の形態のデータ変換方法で変換したＵＷＢレーダパルス２次元応答合成信号と、等間隔角度ステップ法で変換したＵＷＢレーダパルス２次元応答合成信号の表示状態を示す図である。
【００７６】
第１の実施の形態のＵＷＢレーダパルス２次元応答合成信号は、欠落のない連続した信号波形が表示されているが、等間隔角度ステップ法によるＵＷＢレーダパルス２次元応答合成信号は、信号の一部が欠落した不連続な波形となっている。
【００７７】
従って、第１の実施の形態のデータ変換方法で変換したＵＷＢレーダパルス２次元応答合成信号を用いることで移動物体の位置を正確に検出することができる。
上述した第１の実施の形態によれば、距離に応じて角度ステップを変化させることで、１次元のＵＷＢレーダパルス応答差分信号を２次元のＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号に変換するときに、原点（ＵＷＢレーダパルス送信部１１の位置）からの距離が遠い位置の角度分解能を高め、かつ二次元座標のデータに変換するときの計算回数を少なくできる。これによりＵＷＢレーダパルス送信部１１から離れた位置に存在する移動物体の位置を高精度で検出することができる。
【００７８】
上記の第１の実施の形態では、最大距離の距離ポイント数にその位置で必要とする角度分解能を乗算した値を定数として記憶し、その定数と距離ポイントから角度ステップを求めているが、このような計算方法に限らず、例えば、距離と角度ステップを対応づけたテーブルを設け、そのテーブルを参照して距離に応じた角度ステップを算出するようにしても良い。また、距離ポイントは、何番目のデータかを示す情報に限らず、距離を直接示す情報でも良い。
【００７９】
次に、図１４は、本発明の第２の実施の形態のＵＷＢレーダ装置１０の構成と移動物体検出処理のフローチャートを示す図である。図１４において、図１と同じブロック及び処理には同じ符号をつけてそれらの説明を省略する。
【００８０】
この第２の実施の形態の特徴は、積分回数の違いにより信号強度の差が生じないようにしたことである。
ステップＳ１７において受信信号強度の積分処理が終了したなら、ステップＳ３１の積分ウェイト補正処理で、積分回数の違いによる受信信号強度の差を補正する。図１４のステップＳ１１〜Ｓ１７及びＳ１８〜Ｓ２１の処理は、図１と同じである。
【００８１】
図１５は、図１４のステップＳ３１の積分ウェイト補正処理を含む移動物体データ変換処理の内容を示すフローチャートである。
図１５において、図３と同じ処理には同じ符号をつけてそれらの処理の説明を省略する。図１５のステップＳ３２の受信強度積分回数記憶処理は、任意の座標（Ｘ，Ｙ）の受信信号に対して積分処理を行う毎に積分回数データに「１」を加算して、加算結果を座標（Ｘ，Ｙ）の積分回数データとして記憶する。次のステップＳ２４において、特定の距離ポイントに対する全角度ポイントのデータ変換処理が終了したか否かを判定する。特定の距離ポイントにおける全角度ポイントに対するデータ変換処理が終了したなら、ステップＳ２５に進み、全ての距離ポイントに対するデータ変換処理が終了したか否かを判定する。
【００８２】
全ての距離ポイント及び角度ポイントに対するデータ変換処理が終了したなら、ステップＳ３１の積分ウェイト補正処理を実行する。この積分ウェイト補正処理では、座標（Ｘ，Ｙ）の信号の振幅データを座標（Ｘ，Ｙ）の積分回数データで除算する。この処理によりより、２次元のデータに変換する際に、近距離の移動物体の反射信号に対する積分回数が増えるために２次元座標における信号の受信信号強度が強くなり、それとは逆に遠距離の移動物体の反射信号の積分回数が少なくなるために信号の信号強度が弱くなり、両者の信号強度に差が生じるのを改善できる。
【００８３】
上述した第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態の効果に加え、積分回数の差による信号の受信信号強度の差を補正することができるので、表示部に表示する移動物体の検出信号の明るさを均一にすることができる。
【００８４】
次に、図１６は、第３の実施の形態のＵＷＢレーダ装置１０の構成と移動物体検出処理のフローチャートを示す図である。図１６において、図１と同じブロック及び処理には同じ符号をつけてそれらの説明を省略する。
【００８５】
第３の実施の形態の特徴は、第１のＵＷＢレーダパルス受信部１２及び第２のＵＷＢレーダパルス受信部１３のアンテナ特性による受信信号強度の差を補正するようにしたものである。
【００８６】
図１６の第１の移動物体データ変換部１５のステップＳ１７で受信信号強度の積分処理が終了したなら、次のステップＳ４１において、第１のＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号を、予め決められている第１のＵＷＢレーダパルス受信部１２のアンテナ係数に基づいて補正する。同様に第２の移動物体データ変換部１６のステップＳ４１において、第２のＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号を、予め決められている第２のＵＷＢレーダパルス受信部１３のアンテナ係数に基づいて補正する。
【００８７】
上述した第３の実施の形態によれば、第１の実施の形態の効果に加え、ＵＷＢレーダパルス受信部のアンテナの特性の差による影響を取り除くことができる。
次に、図１７は、本発明の第４の実施の形態のＵＷＢレーダ装置１０の構成と移動物体検出処理のフローチャートを示す図である。図１７において、図１と同じブロック及び処理には同じ符号をつけてそれらの説明を省略する。
【００８８】
第４の実施の形態の特徴は、１次元の信号を２次元の信号に変換するときに、距離に応じて高さステップを変化させるようにしたものである。
図１７の第１の移動物体データ変換部１５のステップＳ４２の高さステップ計算処理において、距離設定値に基づいて高さステップを算出する。高さステップの計算方法は基本的には角度ステップの計算方法と同じで良い。具体的には、最大距離の距離ポイント数と必要とする高さ方向の分解能を乗算して得られる値を定数として予め記憶しておき、その定数を距離ポイント（距離設定値）で除算して高さステップ（高さ方向の間隔）を算出する。そして、次のステップＳ４３の高さ設定処理において、高さステップを順次加算して水平軸を基準とする高さを求める。
【００８９】
ステップＳ１６の受信強度計算処理では、ステップＳ１３の距離設定処理の距離設定値により定まる距離と高さで決まる２次元座標上の位置の受信信号強度を算出する。
上述した第４の実施の形態によれば、距離に応じて高さステップを変化させることで、１次元の信号を２次元の信号に変換するときに、原点（ＵＷＢレーダパルス送信部１１の位置）からの距離が遠い点の高さ方向の分解能を高めることができる。これにより原点から離れた位置での移動物体の位置の検出精度を高めることができる。
【００９０】
次に、図１８は、本発明の第５の実施の形態のＵＷＢレーダ装置５０の構成と移動物体検出処理のフローチャートを示す図である。図１８において、図１と同じブロック及び処理には同じ符号をつけてそれらの説明を省略する。
【００９１】
第５の実施の形態の特徴は、１次元のＵＷＢレーダパルス応答差分信号を、距離と角度と高さの３つの変数を持った３次元のＵＷＢレーダパルス応答差分信号に変換することである。
【００９２】
図１８において、ＵＷＢレーダ装置５０は、ＵＷＢレーダパルス送信部１１と、第１及び第２のＵＷＢレーダパルス受信部１２、１３と、第３及び第４のＵＷＢレーダパルス受信部５１、５２と、ＵＷＢレーダパルス送受信制御部１４を有する。
【００９３】
第３及び第４のＵＷＢレーダパルス受信部５１、５２は、観測対象の目標からの反射波を受信して第３及び第４のＵＷＢレーダパルス応答信号を出力する。
ＵＷＢレーダパルス送受信制御部１４は、第１〜第４のＵＷＢレーダパルス受信部１２、１３、５１、５２から受信する応答信号をそれぞれ表示サンプリング毎のＵＷＢレーダパルス応答信号に変換して出力する。
【００９４】
ステップＳ５１の第３の移動物体検出処理では、時刻ｔ１の第３のＵＷＢレーダパルス応答信号と時刻ｔ２の第３のＵＷＢレーダパルス応答信号の差分を抽出して第３のＵＷＢレーダパルス応答差分信号に変換する。
【００９５】
ステップＳ５２の第４の移動物体検出処理では、時刻ｔ１の第４のＵＷＢレーダパルス応答信号と時刻ｔ２の第４のＵＷＢレーダパルス応答信号の差分を抽出して第４のＵＷＢレーダパルス応答差分信号に変換する。
【００９６】
第３の移動物体データ変換部５３の処理と、第４の移動物体データ変換部５４の処理は、図１７のステップＳ１３、Ｓ４２、Ｓ４３、Ｓ１６及びＳ１７の処理と同じである。
ステップＳ５３の第３の移動物体データシフト処理は、距離と高さの２つの変数で定義される第３のＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号を所定量シフトさせる。
【００９７】
ステップＳ５４の第４の移動物体データシフト処理は、距離と高さの２つの変数で定義される第４のＵＷＢレーダパルス応答差分信号を所定量シフトさせる。
ステップＳ５５の移動物体合成処理は、距離と角度の２つの変数で定義される第１及び第２のＵＷＢレーダパルス２次元応答シフト信号と、距離と高さの２つの変数で定義される第３及び第４のＵＷＢレーダパルス２次元応答シフト信号を合成してＵＷＢレーダパルス３次元応答合成信号に変換する。
【００９８】
ステップＳ５６の移動物体データ表示処理は、移動物体の位置を示すＵＷＢレーダパルス３次元応答合成信号を表示部に表示させる。
上述した第５の実施の形態によれば、距離に応じて角度ステップと高さステップを変化させることで、１次元のＵＷＢレーダパルス応答差分信号を３次元のＵＷＢレーダパルス応答差分信号に変換するときに、最大距離における角度分解能と高さ方向の分解能を所望の値にすることができる。これによりＵＷＢレーダパルス送信部から距離が離れた位置での移動物体の位置検出精度を高めることができる。
【００９９】
次に、図１９は、本発明の第６の実施の形態のＵＷＢレーダ装置６０の構成と移動物体検出処理のフローチャートを示す図である。図１９において、図１のブロック及び処理と同じものには同じ符号をつけてそれらの説明を省略する。
【０１００】
第６の実施の形態の特徴は、ＵＷＢレーダパルス信号の送信部を２個有し、２個の送信部から送信され、移動物体で反射された信号を１つの受信部で受信することである。
図１９において、ＵＷＢレーダ装置６０は、第１のＵＷＢレーダパルス送信部６１と、第２のＵＷＢレーダパルス送信部６２と、ＵＷＢレーダパルス受信部６３と、ＵＷＢレーダパルス送受信制御部１４とを有する。
【０１０１】
第１のＵＷＢレーダパルス送信部６１は、所定の検出エリアにＵＷＢレーダパルスを繰り返し送信する。第２のＵＷＢレーダパルス送信部６２もＵＷＢレーダパルスを繰り返し送信する。ＵＷＢレーダパルス受信部６３は、第１及び第２のＵＷＢレーダパルス送信部６１、６２から送信され、対象から反射された信号を受信してＵＷＢレーダパルス応答信号として出力する。ＵＷＢレーダパルス送受信制御部１４は、ＵＷＢレーダパルス応答信号を第１のＵＷＢレーダパルス送信部６１から送信されたレーダパルスの反射信号である第１のＵＷＢレーダパルス応答信号と、第２のＵＷＢレーダパルス送信部６２から送信されたレーダパルスの反射信号である第２のＵＷＢレーダパルス応答信号に切り分け、さらに表示サンプリング毎のＵＷＢレーダパルス応答信号に変換する。
【０１０２】
ステップＳ１１の第１移動物体検出処理及び第１の移動物体データ変換部１５の処理と、ステップＳ１２の第２の移動物体検出処理及び第２の移動物体データ変換部１６の処理は、図１と同じである。
【０１０３】
ステップＳ１８の第１移動物体データシフト処理は、第１のＵＷＢレーダパルス送信部６１から送信される信号の２次元応答差分信号が、第２のＵＷＢレーダパルス送信部６２から送信される信号の２次元応答差分信号と同じ原点を有する２次元座標上の信号となるように第１の移動物体データを所定量シフトさせる。
【０１０４】
ステップＳ１９の第２の移動物体データシフト処理は。同様に第２のＵＷＢレーダパルス送信部６２から送信された信号の第２のＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号が、第１のＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号と同じ原点を有する２次元座標上の信号となるようにデータを所定量シフトさせる。その後、ステップＳ２０の移動物体データ合成処理で、ＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号を合成する。
【０１０５】
上述した第６の実施の形態によれば、２つの送信部６１、６２からそれぞれＵＷＢレーダパルス信号を繰り返し送信し、１つの受信部６３で目標からの反射波を受信するＵＷＢレーダ装置６０において、距離に応じて角度ステップを変化させることで、１次元のＵＷＢレーダパルス応答差分信号を２次元のＵＷＢレーダパルス応答差分信号に変換するときに、原点（第１のＵＷＢレーダパルス送信部６１と第２のＵＷＢレーダパルス送信部６２の位置から算出する仮想的な位置）からの距離が遠い位置の角度分解能を高めることができる。これにより第１及び第２のＵＷＢレーダパルス送信部６１及び６２から離れた位置においても移動物体の位置を高精度で検出することができる。
【０１０６】
次に、図２０は、本発明の第７の実施の形態のＵＷＢレーダ装置７０の構成と移動物体検出処理のフローチャートを示す図である。図２０において、図１のブロック及び処理と同じものには同じ符号をつけてそれらの説明を省略する。
【０１０７】
第７の実施の形態の特徴は２個のＵＷＢレーダパルス送受信部７１、７２を有することである。
図２０において、ＵＷＢレーダ装置７０は、第１のＵＷＢレーダパルス送受信部７１と、第２のＵＷＢレーダパルス送受信部７２と、ＵＷＢレーダパルス送受信制御部１４と有する。
【０１０８】
第１のＵＷＢレーダパルス送受信部７１は、ＵＷＢレーダパルスを繰り返し送信すると共に、固定物及び移動物体からの反射波を受信して第１のＵＷＢレーダパルス応答信号を出力する。第２のＵＷＢレーダパルス送受信部７２は、ＵＷＢレーダパルスを繰り返し送信すると共に、固定物及び移動物体からの反射波を受信して第２のＵＷＢレーダパルス応答信号を出力する。
【０１０９】
ＵＷＢレーダパルス送受信制御部１４は、第１のＵＷＢレーダパルス送受信部７１と第２のＵＷＢレーダパルス送受信部７２の同期を取り、第１のＵＷＢレーダパルス受信部１２で受信された信号と、第２のＵＷＢレーダパルス受信部１３で受信された信号を積分検波して、それぞれ表示サンプリング毎の第１のＵＷＢレーダパルス応答信号と第２のＵＷＢレーダパルス応答信号として出力する。図２０のステップＳ１１、Ｓ１２、Ｓ１３〜Ｓ２１の処理は、図１の処理と同じである。
【０１１０】
上述した第７の実施の形態によれば、第１及び第２のＵＷＢレーダパルス送受信部７１、７２を有するＵＷＢレーダ装置７０において、距離に応じて角度ステップを変化させることで、１次元のＵＷＢレーダパルス応答差分信号を２次元のＵＷＢレーダパルス応答差分信号に変換するときに、原点（第１のＵＷＢレーダパルス送信部６１と第２のＵＷＢレーダパルス送信部６２の位置から算出する仮想的な位置）からの離れた位置の角度分解能を高め、かつデータを変換するための計算回数を少なくできる。これにより検出エリアの最大距離付近においても移動物体の位置を高精度で検出することができる。また、１つのＵＷＢレーダパルス送受信部７１，７２でレーダパルスの送信と受信を行っているのでＵＷＢレーダ装置７０の構成が簡素になる。
【０１１１】
次に、図２１は、本発明の第８の実施の形態のＵＷＢレーダ装置１０の構成と移動物体検出処理のフローチャートを示す図である。図２１において、図１のブロック及び処理と同じものには同じ符号をつけてそれらの説明を省略する。
【０１１２】
この第８の実施の形態は、ＵＷＢレーダパルス２次元応答合成信号により特定される移動物体の位置を補正することを特徴としている。
図２１において、ステップＳ１１、Ｓ１２、Ｓ１３〜Ｓ２０の処理は、図１と同じである。ビル壁の向こう側の移動物体の位置を検出するときに、壁の材料、壁厚の違いにより検出した移動物体の位置に誤差が生じることがある。ステップＳ８１の移動体物体位置補正処理はこの誤差を補正するための処理である。
【０１１３】
図２２は、ステップＳ８１の移動物体位置補正処理の具体的なフローチャートである。
図２２のステップＳ８２で、対象となるビルの壁材、壁厚を設定する。次に、ステップＳ８３で、設定した壁材、壁厚の時間遅延量をデータベース８１から読み込む。
【０１１４】
データベース８１は図示しない記憶装置に記憶されており、そのデータベース８１は、壁材と壁厚と対応づけて遅延時間データが格納されている。例えば、壁材Ａで、壁厚Ｔ１のときの遅延時間は１ｐｓであり、壁材Ａで、壁厚Ｔ４のときの遅延時間は４ｐｓとなる。
【０１１５】
時間遅延量をデータベース８１から取得したなら、次のステップＳ８４で、「時間遅延量×２×光速／２」の式で位置補正量を計算する。なお、位置補正量を計算する式で、時間遅延量に「２」を乗算しているのは、レーダ信号の反射波を受信するときに、レーダ信号が遮蔽物体を往復で通過するためであり、最後に「２」で除算しているのは、ターゲットまでの距離をレーダ信号の送信部及び受信部から片道の距離で表示するためである。
【０１１６】
次のステップＳ８５で、ＵＷＢレーダパルス２次元応答合成信号により特定される位置から位置補正量を減算して移動物体の位置を算出する。
上記の処理によりＵＷＢレーダパルス応答信号が透過するビルの壁材、壁厚等による信号の遅延時間を補正することができるので、ビルの内部にいる移動物体の位置をより正確に検出することができる。
【０１１７】
上述した第８の実施の形態によれば、第１の実施の形態の効果に加え、ビルの内部等にいる移動物体の位置をより正確に検出することができる。
次に、図２３は、本発明の第９の実施の形態のＵＷＢレーダ装置１０の構成と移動物体検出処理のフローチャートを示す図である。図２３において、図１と同じブロック及び処理については同じ符号を付けてそれらの説明を省略する。
【０１１８】
第９の実施の形態は、移動物体が車か、生物か、人間かを識別する機能を設けたことを特徴としている。
図２３において、ステップＳ１１、Ｓ１２、Ｓ１３〜Ｓ２０、Ｓ２１の処理は、図１と同じである。
【０１１９】
図２３のステップＳ９１の移動物体識別処理について、図２４のフローチャートを参照して説明する。
図２４のステップＳ９２で、移動物体の反射波であるＵＷＢレーダパルス２次元応答合成信号の受信範囲が所定範囲以上か否かを判別する。
【０１２０】
移動物体の検出信号の受信範囲が一定範囲以上あるときには、車などを移動物体として検出したものと認識する。他方、移動物体の検出信号の受信範囲が一定範囲未満のときには、生物を検出したものと推定し、ステップＳ９３に進む。ステップＳ９３では、移動物体の受信信号強度が所定値以上か否かを判別する。
【０１２１】
ステップＳ９３で、受信信号強度が所定値以上と判別されたときには、移動物体を動物と認識する。他方、受信信号強度が所定値未満のときには、ステップＳ９４またはＳ９５に進む。
【０１２２】
ステップＳ９４では、移動物体の速度が所定値以上か否かを判別する。ステップＳ９４で、移動速度が所定値以上と判定されたときには、移動物体が走行しているものと判定する。他方、移動速度が所定値未満と判定されたときには、歩行しているものと判断する。
【０１２３】
ステップＳ９５では、移動物体の位置が所定値より高いか否かを判別する。ステップＳ９５で、移動物体の高さが所定値以上であったときには、移動物体は人間の大人であると判定する。他方、移動物体の高さが所定値未満のときには、移動物体は子供と認識する。
【０１２４】
上述した第９の実施の形態によれば、第１の実施の形態の効果に加え、移動物体が物か、生物か、人間か等を認識することができる。
本発明は上述した実施の形態に限らず、例えば、以下のように構成しても良い。
（１）本発明は、超広帯域レーダ装置に限らず広帯域レーダ装置等にも適用できる。
（２）レーダ装置は、ＵＷＢレーダパルス送信部、第１のＵＷＢレーダパルス受信部、第２のＵＷＢレーダパルス受信部及びＵＷＢレーダパルス送受信制御部等からなるものに限らず、それらの機能を１つにまとめても良いし、機能の一部または全部をソフトウェアで実現しても良い。
【０１２５】
（付記１） 広帯域のレーダパルスを送信する送信手段と、
観測対象の物体から反射されるレーダパルスを受信する受信手段と、
前記受信手段で受信されたサンプル時刻の異なるレーダパルス応答信号の差分を、移動物体を示すレーダパルス応答差分信号として検出する移動物体検出手段と、
前記送信手段の位置を基準とした距離に応じて変化する角度ステップを算出する角度ステップ算出手段と、
前記角度ステップに基づいて角度を算出する角度算出手段と、
１次元の前記応答差分信号を、前記角度算出手段により算出された前記角度と前記距離により定まる２次元平面上の位置のレーダパルス２次元応答差分信号に変換する移動物体データ変換手段と、
前記データ変換手段により変換された複数のレーダパルス２次元応答差分信号を合成する移動物体データ合成手段と、
前記移動物体データ合成手段により合成されたレーダパルス２次元応答合成信号を表示する表示制御手段とを備える広帯域レーダ装置。
（付記２） 前記角度ステップ算出手段は、最大距離において必要な角度分解能と距離方向の位置を示す距離設定値の最大値を乗算した値を定数として記憶しておき、前記定数を２次元平面上の距離を示す前記距離設定値で除算した値を、前記距離設定値に対応する角度ステップとして算出する付記１記載の広帯域レーダ装置。
（付記３） 前記受信手段は、第１及び第２の受信手段を有し、
前記移動物体検出手段は、前記第１の受信手段で受信されるサンプル時刻の異なる第１のレーダパルス応答信号の差分を第１のレーダパルス２次元応答差分信号として抽出する第１の移動物体検出手段と、前記第２の受信手段で受信されるサンプル時刻の異なる第２のレーダパルス応答信号の差分を第２のレーダパルス２次元応答差分信号として抽出する第２の移動物体検出手段を有し、
前記角度ステップ算出手段は、前記距離設定値に応じた角度ステップを算出する第１及び第２の角度ステップ算出手段を有し、
前記角度算出手段は、前記第１及び第２の角度ステップ算出手段により算出され角度ステップに基づいて角度を算出する第１及び第２の角度算出手段を有し、
前記移動物体データ変換手段は、前記第１及び第２のレーダパルス応答差分信号を、算出された前記角度と距離により定まる２次元座標上の位置の２次元のレーダパルス応答差分信号に変換する第１及び第２の移動物体データ変換手段を有し、
前記移動物体データ合成手段は、前記第１及び第２の２次元のレーダパルス応答差分信号を合成する付記１記載の広帯域レーダ装置。
（付記４） 前記移動物体データ変換手段は、２次元の各座標における前記レーダパルス２次元応答差分信号の積分回数を記憶する積分回数記憶手段と、各座標の前記レーダパルス２次元応答差分信号の振幅データを前記積分回数で除算した値を該当する座標の前記振幅データとして算出する付記１記載の広帯域レーダ装置。
（付記５） 前記送信手段と前記受信手段のアンテナ係数に基づいて前記移動物体データ変換手段で得られる積分データを補正するアンテナウェイト補正手段を有する付記１記載の広帯域レーダ装置。
（付記６） 距離に応じて高さステップが変化する高さステップを算出する高さステップ算出手段を有し、
前記受信強度算出手段は、前記角度ステップにより定まる角度と受信距離と前記高さステップにより定まる高さとに定まる２次元の点の受信信号強度を算出する請求項１記載の広帯域レーダ装置。
（付記７） 前記送信手段は、第１及び第２の送信手段を有し、
前記受信手段は、前記第１及び第２の送信手段から送信され、観測対象の物体から反射されるレーダパルスを受信し、
前記移動物体検出手段は、サンプル時刻の異なる第１のレーダパルス応答信号の差分を抽出する第１の移動物体検出手段と、サンプル時刻の異なる第２のレーダパルス応答信号の差分を抽出する第２の移動物体検出手段とを有し、
前記角度ステップ算出手段は、距離に応じた角度ステップを算出する第１及び第２の角度ステップ算出手段を有し、
前記角度算出手段は、前記第１の角度ステップ算出手段により算出された前記角度ステップに基づいて角度を算出する第１及び第２の角度算出手段を有し、
前記移動物体データ変換手段は、前記第１及び第２のレーダパルス応答差分信号を、前記距離と算出された前記角度により定まる２次元座標上の位置の２次元のレーダパルス２次元応答差分信号に変換する第１及び第２の移動物体データ変換手段を有し、
前記第１及び第２の２次元のレーダパルス応答差分信号を合成する移動物体データ合成手段とを備える付記１記載の広帯域レーダ装置。
（付記８） 前記送信手段及び前記受信手段は、レーダパルスを送信するとともに、観測対象の目標から反射されるレーダパルスを受信する第１及び第２の送受信手段からなり、
前記移動物体検出手段は、前記第１の送受信手段から出力される、サンプル時刻の異なる第１のレーダパルス応答信号の差分を抽出する第１の移動物体検出手段と、前記第２の送受信手段から出力される、サンプル時刻の異なる第２のレーダパルス応答信号の差分を抽出する第２の移動物体検出手段とを有し、
前記角度ステップ算出手段は、距離に応じた角度ステップを算出する第１及び第２の角度ステップ算出手段を有し、
前記角度算出手段は、前記角度ステップに基づいて角度を算出する第１及び第２の角度算出手段を有し、
前記移動物体データ変換手段は、前記第１及び第２のレーダパルス応答差分信号を、距離と算出された前記角度により定まる２次元座標上の位置の２次元の第１及び第２のレーダパルス２次元応答差分信号に変換する第１及び第２の移動物体データ変換手段を有し、
前記移動物体データ合成手段は、前記第１及び第２のレーダパルス２次元応答差分信号を合成する付記１記載の広帯域レーダ装置。
（付記９） 前記レーダパルス２次元応答合成信号により定まる移動物体の位置を、前記レーダパルスが通過する遮蔽物の時間遅延量に基づいて補正する位置補正手段を有する付記１記載の広帯域レーダ装置。
（付記１０） 広帯域のレーダパルスを送信して移動物体を検出する広帯域レーダ装置の移動物体検出方法であって、
観測対象の物体から反射されるレーダパルスを受信手段で受信するステップと、
受信されたサンプル時刻の異なるレーダパルス応答信号の差分を抽出し、移動物体を示すレーダパルス応答差分信号に変換するステップと、
２次元平面上の距離に応じて変化する角度ステップを算出するステップと、
前記角度ステップに基づいて角度を算出するステップと、
１次元の前記レーダパルス応答差分信号を、前記距離と前記角度により定まる２次元のレーダパルス２次元応答差分信号に変換するステップと、
変換された複数のレーダパルス２次元応答差分信号を合成するステップと、
合成されたレーダパルス２次元応答合成信号を表示するステップとを有する広帯域レーダ装置の移動物体検出方法。
（付記１１） 最大距離において必要な角度分解能と距離方向の位置を示す距離設定値の最大値を乗算した値を定数として記憶しておき、前記定数を前記距離設定値で除算した値を、前記距離設定値に対応する角度ステップとして算出する付記１０記載の広帯域レーダ装置の移動物体検出方法。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１】第１の実施の形態の移動物体検出処理のフローチャートである。
【図２】ＵＷＢレーダパルス応答差分信号を示す図である。
【図３】第１の移動物体データ変換処理のフローチャートである。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）は、第１の実施の形態の距離と角度ステップと、距離と角度の関係を示す図である。
【図５】第１の実施の形態のデータ密度を示す図である。
【図６】移動物体データシフト処理の説明図である。
【図７】移動物体データ合成処理の説明図である。
【図８】（Ａ）、（Ｂ）は、等間隔角度ステップ法と実施の形態の角度ステップ算出法の計算回数の比較表である。
【図９】（Ａ）、（Ｂ）は、実施の形態のＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号を示す図である。
【図１０】（Ａ）、（Ｂ）は、等間隔角度ステップ法によるＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号を示す図である。
【図１１】（Ａ）、（Ｂ）は、実施の形態のＵＷＢレーダパルス２次元応答シフト信号を示す図である。
【図１２】（Ａ）、（Ｂ）は、等間隔角度ステップ法によるＵＷＢレーダパルス２次元応答シフト信号を示す図である。
【図１３】（Ａ）、（Ｂ）は、ＵＷＢレーダパルス２次元応答合成信号を示す図である。
【図１４】第２の実施の形態の移動物体検出処理のフローチャートである。
【図１５】第１の移動物体データ変換処理のフローチャートである。
【図１６】第３の実施の形態の移動物体検出処理のフローチャートである。
【図１７】第４の実施の形態の移動物体検出処理のフローチャートである。
【図１８】第５の実施の形態の移動物体検出処理のフローチャートである。
【図１９】第６の実施の形態の移動物体検出処理のフローチャートである。
【図２０】第７の実施の形態の移動物体検出処理のフローチャートである。
【図２１】第８の実施の形態の移動物体検出処理のフローチャートである。
【図２２】移動物体位置補正処理のフローチャートである。
【図２３】第９の実施の形態の移動物体検出処理のフローチャートである。
【図２４】移動物体識別処理のフローチャートである。
【図２５】従来の移動物体検出処理のフローチャート（その１）である。
【図２６】各時刻のＵＷＢレーダパルス応答信号とその応答差分信号を示す図である。
【図２７】１次元のＵＷＢレーダパルス応答差分信号と２次元応答差分信号を示す図である。
【図２８】（Ａ）、（Ｂ）は、従来の等間隔角度ステップ法における距離と角度ステップの関係と、距離と角度の関係を示す図である。
【図２９】従来の等間隔角度ステップ法のデータ密度を示す図である。
【図３０】従来の移動物体検出処理のフローチャート（その２）である。
【符号の説明】
【０１２７】
１０、５０、６０、７０ ＵＷＢレーダ装置
１１ ＵＷＢレーダパルス送信部
１２ 第１のＵＷＢレーダパルス受信部
１３ 第２のＵＷＢレーダパルス受信部
１４ ＵＷＢレーダパルス送受信制御部
１５ 第１の移動物体データ変換部
１６ 第２の移動物体データ変換部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広帯域レーダ装置及びその移動物体検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
超広帯域（ＵＷＢ：Ultra Wide Band）の電波を送受信して移動物体の位置（距離、方位、高さ）を高精度で検出する超広帯域レーダ装置が知られている。
超広帯域レーダ装置は、超高距離分解能と高精度の位置評定ができることが特徴である。また、超広帯域の電波は、コンクリートや材木等の非金属（減衰媒質）を透過する性質が有り、この性質を活かして種々のレーダやセンサへの適用が検討されている。超高距離分解能と減衰媒質透過の２つの特徴を活かしたＵＷＢレーダとして、例えば、建物内の不正侵入者の動きを壁越しに検知するＵＷＢレーダ（壁透過レーダ、スルーウォールレーダ）、森林に潜む危険動物等の動きを森林や植栽を透過させて検知するＵＷＢレーダ（森林透過レーダ）、自動車のフロント内部に設定して非金属のバンパーやフロントグリル越しに前方を走行する自動車との距離を高精度に計測するＵＷＢレーダ等が検討されている。
【０００３】
図２５は、従来の超広帯域レーダ装置（以下、ＵＷＢレーダ装置という）１００の構成と移動物体検出処理のフローチャート（その１）を示す図である。
ＵＷＢレーダパルス送信部１０１から検出対象にＵＷＢレーダパルスを繰り返し送信し、第１のＵＷＢレーダパルス受信部１０２と第２のＵＷＢレーダパルス受信部１０３でターゲットからの反射波を受信する。
【０００４】
ＵＷＢレーダパルス送受信制御部１０４は、第１のＵＷＢレーダパルス受信部１０２と第２のＵＷＢレーダパルス受信部１０３から出力される各サンプリング時刻における第１のＵＷＢレーダパルス応答信号と第２のＵＷＢレーダパルス応答信号をそれぞれ積分検波する。
【０００５】
以下に説明する、ステップＳ１１１〜Ｓ１１８の第１のＵＷＢレーダパルス応答信号に対する処理と第２のＵＷＢレーダパルス応答信号に対する処理は、ＵＷＢレーダ装置１００の制御部により実行される。
【０００６】
第１のＵＷＢレーダパルス応答信号の表示サンプリング（サンプリング時刻）毎の差分を抽出し、移動物体を示す第１のＵＷＢレーダパルス応答差分信号を検出する（図２５、Ｓ１１１）。
【０００７】
第２のＵＷＢレーダパルス応答信号の表示サンプリング毎の差分を抽出し、移動物体を示す第２のＵＷＢレーダパルス応答差分信号を検出する（Ｓ１１２）。
図２６は、各時刻のＵＷＢレーダパルス応答信号とその応答差分信号を示す図である。
【０００８】
ＵＷＢレーダパルス受信部１０２または１０３で、移動物体からの反射波を受信した場合には、図２６（ａ）に示す時刻ｔ１におけるＵＷＢレーダパルス応答信号と、図２６（ｂ）に示すＵＷＢレーダパルス応答信号の差分を抽出すると、図２６（ａ’）に示すようなＵＷＢレーダパルス応答差分信号が得られる。
【０００９】
また、図２６（ｂ）に示す時刻ｔ２におけるＵＷＢレーダパルス応答信号と、図２６（ｃ）に示す時刻ｔ３におけるＵＷＢレーダパルス応答信号の差分を抽出すると、図２６（ｂ’）に示すＵＷＢレーダパルス応答差分信号が得られる。
【００１０】
図２５のステップＳ１１３〜Ｓ１１６の処理は、第１の移動物体データ変換部１０５の処理を示している。
先ず、１次元の第１のＵＷＢレーダパルス応答差分信号を２次元平面上の信号に変換するために距離を設定する（Ｓ１１３）。次に、予め決められている角度間隔（角度ステップ）に基づいて角度を設定する（Ｓ１１４）。
【００１１】
次に、第１のＵＷＢレーダパルス応答信号と設定された距離と角度における受信信号強度を計算する（Ｓ１１５）。そして、受信信号強度を積分して設定された距離と角度における２次元平面上に受信強度を持ったＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号に変換する（Ｓ１１６）。上記の処理を距離と角度を変化させて行うことで、距離の方向の１次元の信号を距離と方位の２次元の要素を持った信号に変換できる。
【００１２】
上記の処理により、図２７に示す距離の方向で受信信号強度が変化するＵＷＢレーダパルス応答差分信号が、距離と方位の２次元の要素を持ったＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号に変換される。
【００１３】
第２のＵＷＢレーダパルス応答差分信号に対しても上記のステップＳ１１３〜Ｓ１１６と同じ処理が実行される。第２のＵＷＢレーダパルス応答差分信号に対する処理を第２の移動物体データ変換部１０６と呼ぶ。
【００１４】
次に、第１のＵＷＢレーダパルス受信部１０２の受信位置等の影響を補正するために第１の移動物体データ（第１のＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号）をシフトさせる処理を行う（Ｓ１１７）。シフトさせた信号を第１のＵＷＢレーダパルス２次元応答シフト信号と呼ぶ。同様に、第２の移動物体データ（第２のＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号）をシフトさせる処理を行う（Ｓ１１８）。シフトさせた信号を第２のＵＷＢレーダパルス２次元応答シフト信号と呼ぶ。
【００１５】
次に、第１のＵＷＢレーダパルス２次元応答シフト信号と第２のＵＷＢレーダパルス２次元応答シフト信号を合成し（Ｓ１１９）、合成したＵＷＢレーダパルス２次元応答合成信号を表示部（図示せず）に表示させる（Ｓ１２０）。これにより移動物体の位置が表示部に表示される。
【００１６】
図２８（Ａ）、（Ｂ）は、従来の等間隔角度ステップ法における距離と角度ステップの関係と距離と角度の関係を示す図である。
図２８（Ａ）の横軸は距離設定値、縦軸は角度設定値を示している。等間隔角度ステップ法では、ＵＷＢレーダ装置１００の送信部１０１からの距離に無関係に角度ステップは一定値に設定されているので、図２８（Ｂ）に示すように２次元平面上では、原点からの距離が大きくなるほど２次元平面上のデータの円周方向の間隔が大きくなる。
【００１７】
図２９は、従来の等間隔角度ステップ法で１次元のＵＷＢレーダパルス応答差分信号を２次元の信号に変換したときのデータ密度を示す図である。
従来の等間隔角度ステップ法では、図２９に示すように原点からの距離が小さいときにはデータ密度は密であるが、原点からの距離が大きくなるほどデータ密度が疎になる。従って、ＵＷＢレーダ装置１００の送信部１０１を原点とした時に、原点からの距離が大きくなるほど移動物体の位置の検出精度が低くなる。
【００１８】
図３０は、従来のＵＷＢレーダ装置１００の構成と他の移動物体検出処理のフローチャートを示す図である。以下の説明では、図２５と同じブロック及び同じ処理には同じ符号をつけてそれらの説明を省略する。
【００１９】
図３０のフローチャートと図２５のフローチャートの相違点は、１次元のＵＷＢレーダパルス応答差分信号を２次元の信号に変換するときに、図３０のステップＳ１２１において、高さの間隔を設定する点である。そして、次のステップＳ１１５で、距離と設定された高さの間隔で決まる高さ方向の位置における受信信号強度を計算し、さらにステップＳ１１６で受信信号強度を積分して、距離と高さの成分からなる２次元平面上の信号に変換している。
【００２０】
特許文献１には、ＵＷＢ技術を用いた方位検出装置において、送信系から複数の受信系へ直接送信された信号と基準信号とを比較して複数の受信系の位相の変動量を算出し、算出した位相の変動量に基づいて受信系の位相差を補正することが記載されている。
【００２１】
特許文献２には、マスタ装置で生成する高速送信符号と、スレーブ装置で生成する高速符号との相関がとれるようにビットシフト制御器でビットシフトを行うことが記載されている。
【００２２】
特許文献３には、障害物で反射された高周波信号を複数のアンテナを切り換えながら受信し、障害物の方向を検知することが記載されている。
上記の特許文献には、ＵＷＢレーダにおいて、物体の位置検出精度を高める技術については記載されていない。
【特許文献１】特開２００５−３３１４６６号公報
【特許文献２】特開２００５−１８１２１５号公報
【特許文献３】特開２００５−２６５４１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
上述したように従来のＵＷＢレーダ装置では、１次元のＵＷＢレーダパルス応答差分信号を２次元の信号に変換するときに、レーダパルスの送信部からの距離が遠くなるにつれてデータ数が少なくなり、その結果、移動物体の位置検出精度が低くなるという問題点が有った。距離が遠い位置の角度分解能を高くすれば位置検出精度を高くすることはできるが、従来の等間隔角度ステップ法で角度分解能を高めると、１次元の信号を２次元の信号に変換するときの計算回数が非常に多くなってしまう。
【００２４】
本発明の課題は、広帯域レーダ装置において、移動物体の位置検出精度を高め、かつ信号を変換するための計算回数を少なくすることである。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
本発明の広帯域レーダ装置は、広帯域のレーダパルスを送信する送信手段と、観測対象の物体から反射されるレーダパルスを受信する受信手段と、前記受信手段で受信されたサンプル時刻の異なるレーダパルス応答信号の差分を、移動物体を示すレーダパルス応答差分信号として検出する移動物体検出手段と、前記送信手段の位置を基準とした距離に応じて変化する角度ステップを算出する角度ステップ算出手段と、前記角度ステップに基づいて角度を算出する角度算出手段と、１次元の前記応答差分信号を、前記角度算出手段により算出された前記角度と前記距離により定まる２次元平面上の位置のレーダパルス２次元応答差分信号に変換する移動物体データ変換手段と、複数の前記レーダパルス２次元応答差分信号を合成する移動物体データ合成手段と、前記移動物体データ合成手段により合成されたレーダパルス２次元応答合成信号を表示する表示制御手段とを備える。
【００２６】
この発明によれば、移動物体の検出位置検出精度を高め、かつ信号を変換するときの計算回数を少なくできる。
上記の発明の広帯域レーダ装置において、前記角度ステップ算出手段は、最大距離において必要な角度分解能と距離方向の位置を示す距離設定値の最大値を乗算した値を定数として記憶しておき、前記定数を２次元平面上の距離を示す前記距離設定値で除算した値を、前記距離設定値に対応する角度ステップとして算出する。
【００２７】
このように構成することで、定数を用いて距離に応じた角度ステップを算出することができる。
上記の発明の広帯域レーダ装置において、前記受信手段は、第１及び第２の受信手段を有し、前記移動物体検出手段は、前記第１の受信手段で受信された、サンプル時刻の異なる第１のレーダパルス応答信号の差分を第１のレーダパルス２次元応答差分信号として抽出する第１の移動物体検出手段と、前記第２の受信手段で受信された、サンプル時刻の異なる第２のレーダパルス応答信号の差分を第２のレーダパルス２次元応答差分信号として抽出する第２の移動物体検出手段を有し、前記角度ステップ算出手段は、前記距離設定値に応じた角度ステップを算出する第１及び第２の角度ステップ算出手段を有し、前記角度算出手段は、前記第１及び第２の角度ステップ算出手段により算出され角度ステップに基づいて角度を算出する第１及び第２の角度算出手段を有し、前記移動物体データ変換手段は、１次元の前記第１及び第２のレーダパルス応答差分信号を、算出された前記角度と距離により定まる２次元座標上の位置の２次元のレーダパルス２次元応答差分信号に変換する第１及び第２の移動物体データ変換手段を有し、前記移動物体データ合成手段は、前記第１及び第２のレーダパルス２次元応答差分信号を合成する。
【００２８】
このように構成することで２つの受信手段で受信したレーダパルスに基づいて移動物体の位置を高精度で検出することができる。
上記の発明の広帯域レーダ装置において、前記移動物体データ変換手段は、２次元の各座標における前記レーダパルス２次元応答差分信号の積分回数を記憶する積分回数記憶手段と、各座標の前記レーダパルス２次元応答差分信号の振幅データを前記積分回数で除算した値を該当する座標の前記振幅データとして算出する。
【００２９】
このように構成することで、積分回数の違いによる受信信号強度の差を取り除くことができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、移動物体の位置検出精度を高め、かつ信号を変換するときの計算回数を減らすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の好適な実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態の超広帯域レーダ装置１０の構成と移動物体検出処理のフローチャートを示す図である。超広帯域とは、例えば、数ＧＨｚ〜数十ＧＨｚの帯域である。
【００３２】
超広帯域レーダ装置（以下、ＵＷＢレーダ装置という）１０は、ＵＷＢレーダパルス送信部１１と、第１のＵＷＢレーダパルス受信部１２と、第２のＵＷＢレーダパルス受信部１３と、ＵＷＢレーダパルス送受信制御部１４を有する。
【００３３】
ＵＷＢレーダパルス送信部１１は、ＵＷＢレーダパルスを繰り返し送信する。第１のＵＷＢレーダパルス受信部１２と第２のＵＷＢレーダパルス受信部１３は、固定物及び移動物体からの反射波を受信して第１及び第２のＵＷＢレーダパルス応答信号を出力する。
【００３４】
ＵＷＢレーダパルス送受信制御部１４は、ＵＷＢレーダパルス送信部１１と第１及び第２のＵＷＢレーダパルス受信部１２、１３の同期を取り、第１のＵＷＢレーダパルス受信部１２で受信された信号と、第２のＵＷＢレーダパルス受信部１３で受信された信号を積分検波して、それぞれ表示サンプリング毎の第１のＵＷＢレーダパルス応答信号と第２のＵＷＢレーダパルス応答信号に変換する。
【００３５】
図１のステップＳ１１〜Ｓ２１の処理は、ＵＷＢレーダ装置１０の図示しない制御部により実行される。
第１のＵＷＢレーダパルス受信部１２から出力される、異なる時刻（異なる表示サンプリング）の第１のＵＷＢレーダパルス応答信号の差分を抽出し、抽出した差分信号を移動物体を示す第１のＵＷＢレーダパルス応答差分信号として出力する（図１、Ｓ１１）。
【００３６】
同様に、第２のＵＷＢレーダパルス受信部１２から出力される、異なる時刻の第２のＵＷＢレーダパルス応答信号の差分を抽出し、抽出した差分信号を移動物体を示す第２のＵＷＢレーダパルス応答差分信号として出力する（Ｓ１２）。
【００３７】
図２は２チャネル（第１及び第２）のＵＷＢレーダパルス応答差分信号を示す図である。図２に示すＵＷＢレーダパルス応答差分信号は７ｍから８ｍの間の信号振幅が大きくなっており、この付近に移動物体が存在することを示している。
【００３８】
次に、１次元の第１のＵＷＢレーダパルス応答差分信号を２次元の信号に変換するために２次元座標上の距離を示す距離設定値を設定する（Ｓ１３）。さらに、設定した距離設定値に応じた角度ステップ（角度間隔）を計算する（Ｓ１４）。角度ステップの計算は、例えば、所定の定数と距離設定値とからその距離設定値における角度ステップを計算する。
【００３９】
次に、計算により求めた角度ステップに基づいて角度を設定する（Ｓ１５）。この第１の実施の形態では、角度ステップを距離に応じて変化させているので、２次元平面の角度方向のデータの間隔が距離に応じて変化する。
【００４０】
次に、第１のＵＷＢレーダパルス応答差分信号に基づいて、距離設定値と角度により定まる２次元平面上の該当する位置の受信信号強度を計算する（Ｓ１６）。さらに、計算により求めた受信信号強度を積分する（Ｓ１７）。上記のステップＳ１３〜Ｓ１７の処理を実行するプログラムモジュールを第１の移動物体データ変換部１５と呼ぶ。
【００４１】
上記のステップＳ１３〜Ｓ１７の処理を距離と角度を変えて繰り返し実行することで、１次元の第１のＵＷＢレーダパルス応答差分信号を、２次元平面上に受信信号強度を持った第１のＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号に変換することができる。
【００４２】
第２のＵＷＢレーダパルス応答差分信号に対しても上記のステップＳ１３〜Ｓ１７と同じ処理が実行され、第２のＵＷＢレーダパルス応答差分信号が、２次元平面上に受信信号強度を持った第２のＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号に変換される。第２のＵＷＢレーダパルス応答差分信号に対する処理を実行するプログラムモジュールを第２の移動物体データ変換部１６と呼ぶ。
【００４３】
次に、第１のＵＷＢレーダパルス受信部１２の位置と、第２のＵＷＢレーダパルス受信部１３の位置の差による移動物体の検出位置の差を補正するために第１の移動物体データ（第１のＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号）を所定量シフトさせる（Ｓ１８）。この所定量シフトさせた信号を第１のＵＷＢレーダパルス２次元応答シフト信号と呼ぶ。同様に第２の移動物体データ（第２のＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号）を所定量シフトさせる（Ｓ１９）。この所定量シフトさせた信号を第２のＵＷＢレーダパルス２次元応答シフト信号と呼ぶ。このように第１のＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号と、第２のＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号を所定量シフトさせることで、同じ２次元座標のデータに変換することができる。
【００４４】
次に、第１のＵＷＢレーダパルス２次元応答シフト信号と第２のＵＷＢレーダパルス２次元応答シフト信号を合成して移動物体の位置を示すＵＷＢレーダパルス２次元応答合成信号を作成する（Ｓ２０）。
【００４５】
次に、ＵＷＢレーダパルス２次元応答合成信号を表示部に表示する（Ｓ２１）。これにより２次元平面上に移動物体の位置が表示される。
ここで、図３のフローチャートを参照して第１の移動物体データ処理部１５における第１の移動物体データ変換処理について説明する。
【００４６】
ステップＳ１３の距離ポイント設定処理（距離設定処理）では、２次元座標の距離方向のデータの位置を示す距離ポイント（距離設定値）を設定する。距離ポイントとは、例えば、距離方向の何番目のデータかを示す情報であり、距離方向の最大データ数が２００の場合、１番目のデータの距離ポイントとして「１」、２番目のデータの距離ポイントとして「２」・・・最大距離におけるデータの距離ポイントとして「２００」を設定する。
【００４７】
ステップＳ１４の角度ステップ計算処理では、最大距離において所望の角度分解能を得るための値を定数として設定しておき、その定数を距離ポイントで除算した値を角度ステップとして算出する。つまり、「角度ステップ＝定数／距離ポイント」から算出する。
【００４８】
ステップＳ１５の角度ポイント設定処理（角度設定処理）では、上記のステップＳ１４で算出した角度ステップ（角度間隔）毎に角度を設定する。
ステップＳ２１のＸ座標計算処理では、検出エリアを複数のマス目に分割したときの２次元座標のＸ座標を算出する。具体的には、Ｘ座標＝ｒｏｕｎｄ（距離ポイント×ｃｏｓ（角度ポイント））の式から計算する。”ｒｏｕｎｄ”とは最も近い整数に丸める演算である。距離ポイントとは、ステップＳ１３で設定した距離ポイントであり、角度ポイントとは、ステップＳ１５で設定したＸ軸を基準とした角度である。
【００４９】
次のステップＳ２２のＹ座標計算処理では、検出エリアを複数のマス目に分割したときのＹ座標を計算する。具体的には、Ｙ座標＝ｒｏｕｎｄ（距離ポイント×ｓｉｎ（角度ポイント））の式から計算する。
【００５０】
次のステップＳ２３の振幅データ計算処理では、１次元のＵＷＢレーダパルス応答差分信号の振幅データから、２次元座標の上記のＸ座標、Ｙ座標におけるＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号の振幅データを計算する。つまり、第１のＵＷＢレーダパルス応答差分信号の設定した距離ポイントの振幅データを、算出したＸ座標、Ｙ座標におけるＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号の振幅データとして求める。これを式で表すと、「座標（Ｘ、Ｙ）の振幅データ＝第１のＵＷＢレーダパルス応答差分信号の設定した距離ポイントにおける振幅データ」となる。
【００５１】
次のステップＳ１７の受信強度積分処理では、座標（Ｘ、Ｙ）の振幅データの加算処理を行う。この処理では、元々の座標（Ｘ、Ｙ）の振幅データに、ステップＳ２３の受信強度計算処理で計算した座標（Ｘ，Ｙ）の振幅データを加算する。
【００５２】
次のステップＳ２４では、全ての角度ポイントの処理が終了したか否かを判定する。全ての角度ポイントに対する計算が終了していないときには（Ｓ２４、ＮＯ）、ステップＳ１５に戻り、上述した処理を繰り返す。
【００５３】
全ての角度ポイントに対する計算が終了したときには（Ｓ２４、ＹＥＳ）、ステップＳ２５に進み、全ての距離ポイントに対する計算が終了したか、つまり検出エリア全体について移動物体データの２次元データへの変換が終了したか否かを判定する。全ての距離ポイントに対する計算が終了していないときには（Ｓ２５、ＮＯ）、ステップＳ１３に戻り、上述した処理を繰り返す。
【００５４】
図４は、第１の実施の形態の距離設定値と角度ステップの関係と、距離設定値と角度の関係を示す図である。
図４（Ｂ）の横軸を距離設定値、縦軸を角度設定値とすると、距離設定値が小さいほど角度ステップの値は大きく、距離設定値が大きくなるほど角度ステップの値が小さくなるように設定してある。すなわち、ＵＷＢレーダパルス送信部１１の位置（原点）の近くでは角度ステップが大きく、原点から離れるほど角度ステップの値が小さくなるように、距離設定値と角度ステップを定義している。
【００５５】
図４（Ａ）は、上述した移動物体データ変換処理において、１次元の信号を２次元平面上の信号に変換したときのデータの位置を示す図である。図４（Ｂ）に示すように、距離設定値が小さい位置では角度ステップが大きいために同じ円周上のデータ数は少ないが、距離設定値が大きい位置では、角度ステップが小さく設定されているので、同じ円周上のデータ数が多くなっている（データが密になっている）。なお、図４（Ａ）において、横軸を方位方向、縦軸を距離方向として表しているのは、距離と方位を要素とする２次元のデータであることを示すためであり、横軸方向が方向、縦軸方向が距離を示しているわけではない。
【００５６】
図５は、距離設定値に応じて角度ステップを変化させた第１の実施の形態のデータ密度を示す図である。
図５は、検出エリアの角度範囲が１８０°の場合のデータ密度を示している。最大距離の位置の必要とする角度分解能と距離設定値の最大値とから定数を決める。そして、その定数を距離ポイント（距離設定値）で除算して角度ステップを算出する。
【００５７】
上記のように角度ステップを算出することで、図５に示すように、原点からの距離が小さい位置では角度ステップが大きくなるので円周上のデータ数が少なくなる。また、原点からの距離が大きい位置では角度ステップが小さくなるので円周上のデータ数が多くなる。
【００５８】
図６は、図１のステップＳ１８及びＳ１９の移動物体データシフト処理の説明図である。図６の四角いマス目は、２次元座標に変換した移動物体データ（ＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号）を示している。第１のＵＷＢレーダパルス受信部１２と第２のＵＷＢレーダパルス受信部１３は、ＵＷＢレーダパルス送信部１１に対して位置がずれているので、第１のＵＷＢレーダパルス応答差分信号と第２のＵＷＢレーダパルス応答差分信号をそれぞれ２次元座標上で所定量シフトさせることで、第１のＵＷＢレーダパルス受信部１２で受信した信号を、ＵＷＢレーダパルス送信部１１を原点とする２次元座標上の信号に変換している。
【００５９】
図７は、図１のステップＳ２０の移動物体データ合成処理の説明図である。この処理では、第１のＵＷＢレーダパルス２次元応答シフト信号と第２のＵＷＢレーダパルス２次元応答シフト信号を合成してＵＷＢレーダパルス２次元応答合成信号を作成している。この２次元応答合成信号は、第１のＵＷＢレーダパルス受信部１２で受信された信号から得られる信号と、第２のＵＷＢレーダパルス受信部１３で受信された信号から得られる信号を合成した信号であり、中央の黒い部分が受信信号強度が大きいデータを示しいている。このＵＷＢレーダパルス２次元応答合成信号は、２次元座標上の移動物体の位置を示す信号である。
【００６０】
ここで、従来の等間隔角度ステップ法と、第１の実施の形態のデータ変換方法における移動物体データ変換処理の計算回数を、図８を参照して比較する。
角度範囲が６０°〜１２０°、必要とする角度分解能が０．１°で、距離方向のデータ数が１００個と２００個の場合について説明する。
【００６１】
距離方向データ数が１００個の場合、従来の等間隔角度ステップ法の計算回数は「角度ステップ数×距離方向データ数」となる。この場合、角度ステップ数は、（６０°／０．１°）＋１で６０１となるので、計算回数は、図８（Ａ）に示すように、６０１×１００＝６０１００回となる。
【００６２】
第１の実施の形態のデータ変換方法では、最大距離において従来と同じ角度分解能を得るための定数は「最大距離ポイント数（最大距離設定値）×必要な角度分解能」の式で表すことができる。距離方向のデータ数が「１００」、角度分解能が０．１°とすると、最大距離ポイント数＝データ数であるから、定数は「１００×０．１＝１０」、となる。
【００６３】
従って、１番目（距離ポイント「１」）の位置の角度ステップは、定数１０を距離設定値「１」で除算して得られる１０°となる。よって、６０°の角度範囲を１０°の角度ステップでデータ変換を行う場合の計算回数は、（６０／１０）＋１で７回となる。
【００６４】
２番目の距離ポイント「２」の位置の角度ステップは、定数１０°を距離設定値「２」で除算して得られる５°となる。よって、６０°の角度範囲を５°の角度ステップで計算する場合の計算回数は、（６０／５）＋１で１３回となる。
【００６５】
３番目の距離ポイント「３」の位置の角度ステップは、定数１０°を距離設定値「３」で除算して得られる３．３°となる。よって、６０°の角度範囲を３．３°の角度ステップで計算する場合の計算回数は、６０／３．３＋１で１９回となる。
【００６６】
最大距離（距離ポイント「１００」）の位置の角度ステップは、定数１０を距離ポイント「１００」で除算して得られる０．１°となる。よって、６０°の角度範囲を０．１°の角度ステップで計算する場合の計算回数は、６０／０．１＋１で６０１回となる。
【００６７】
第１の実施の形態において、１次元の移動物体データを２次元の移動物体データに変換するときのデータ変換のための計算回数は、上記の計算回数の合計値であり、図８（Ａ）に示すように３０４００回となる。すなわち、実施の形態のデータ変換方法で、最大距離で同じ角度分解能を得るための計算回数は従来の方法の約１／２となる。
【００６８】
距離方向データ数が２００の場合は、角度ステップを求めるための定数は、最大距離の位置での必要な角度分解能が０．１°で、距離方向データ数が２００であるから、２００×０．１＝２０となる。従って、この場合の計算回数は、図８（Ｂ）に示すように、６０５００回となる。この場合の従来の等間隔角度ステップ法による計算回数は１２０２００回であるので、実施の形態の計算回数は従来の方法の約１／２になる。
【００６９】
従って、第１の実施の形態の移動物体データの２次元データへの変換方法の計算回数は、従来の等間隔角度ステップ法の計算回数の１／２になり、計算回数を大幅に減らすことができる。
【００７０】
ここで、第１の実施の形態のデータ変換方法と、従来の等間隔角度ステップ法の信号の表示状態を比較する。
図９（Ａ）、（Ｂ）は、第１の実施の形態の移動物体検出方法によるＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号の表示状態を示す図である。
【００７１】
ＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号は、原点からの距離が大きくなるにつれて角度ステップが小さく設定されているので、図９（Ａ）、（Ｂ）に示すように第１及び第２のＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号は連続した波形として表示される。
【００７２】
これに対して、図１０（Ａ）、（Ｂ）に示す、従来の等間隔角度ステップ法で２次元の信号に変換した場合のＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号は、角度ステップが距離にかかわらず一定値であるために、原点から距離が大きい位置では、第１及び第２のＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号のデータが存在しない部分があるために、ＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号の波形が不連続に表示される。
【００７３】
図１１（Ａ）、（Ｂ）は、第１の実施の形態のデータ変換方法で変換したＵＷＢレーダパルス２次元応答シフト信号を示す図である。
第１のＵＷＢレーダパルス２次元応答シフト信号も第２のＵＷＢレーダパルス２次元応答シフト信号も、図１１（Ａ）、（Ｂ）に示すように欠落の無い連続した信号波形が表示される。
【００７４】
これに対して、従来の等間隔角度ステップ法によるＵＷＢレーダパルス２次元応答シフト信号は、角度ステップが大きいためにデータが存在しない部分があるために、図１２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、信号の一部が欠落して不連続な波形が表示される。
【００７５】
図１３（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ第１の実施の形態のデータ変換方法で変換したＵＷＢレーダパルス２次元応答合成信号と、等間隔角度ステップ法で変換したＵＷＢレーダパルス２次元応答合成信号の表示状態を示す図である。
【００７６】
第１の実施の形態のＵＷＢレーダパルス２次元応答合成信号は、欠落のない連続した信号波形が表示されているが、等間隔角度ステップ法によるＵＷＢレーダパルス２次元応答合成信号は、信号の一部が欠落した不連続な波形となっている。
【００７７】
従って、第１の実施の形態のデータ変換方法で変換したＵＷＢレーダパルス２次元応答合成信号を用いることで移動物体の位置を正確に検出することができる。
上述した第１の実施の形態によれば、距離に応じて角度ステップを変化させることで、１次元のＵＷＢレーダパルス応答差分信号を２次元のＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号に変換するときに、原点（ＵＷＢレーダパルス送信部１１の位置）からの距離が遠い位置の角度分解能を高め、かつ二次元座標のデータに変換するときの計算回数を少なくできる。これによりＵＷＢレーダパルス送信部１１から離れた位置に存在する移動物体の位置を高精度で検出することができる。
【００７８】
上記の第１の実施の形態では、最大距離の距離ポイント数にその位置で必要とする角度分解能を乗算した値を定数として記憶し、その定数と距離ポイントから角度ステップを求めているが、このような計算方法に限らず、例えば、距離と角度ステップを対応づけたテーブルを設け、そのテーブルを参照して距離に応じた角度ステップを算出するようにしても良い。また、距離ポイントは、何番目のデータかを示す情報に限らず、距離を直接示す情報でも良い。
【００７９】
次に、図１４は、本発明の第２の実施の形態のＵＷＢレーダ装置１０の構成と移動物体検出処理のフローチャートを示す図である。図１４において、図１と同じブロック及び処理には同じ符号をつけてそれらの説明を省略する。
【００８０】
この第２の実施の形態の特徴は、積分回数の違いにより信号強度の差が生じないようにしたことである。
ステップＳ１７において受信信号強度の積分処理が終了したなら、ステップＳ３１の積分ウェイト補正処理で、積分回数の違いによる受信信号強度の差を補正する。図１４のステップＳ１１〜Ｓ１７及びＳ１８〜Ｓ２１の処理は、図１と同じである。
【００８１】
図１５は、図１４のステップＳ３１の積分ウェイト補正処理を含む移動物体データ変換処理の内容を示すフローチャートである。
図１５において、図３と同じ処理には同じ符号をつけてそれらの処理の説明を省略する。図１５のステップＳ３２の受信強度積分回数記憶処理は、任意の座標（Ｘ，Ｙ）の受信信号に対して積分処理を行う毎に積分回数データに「１」を加算して、加算結果を座標（Ｘ，Ｙ）の積分回数データとして記憶する。次のステップＳ２４において、特定の距離ポイントに対する全角度ポイントのデータ変換処理が終了したか否かを判定する。特定の距離ポイントにおける全角度ポイントに対するデータ変換処理が終了したなら、ステップＳ２５に進み、全ての距離ポイントに対するデータ変換処理が終了したか否かを判定する。
【００８２】
全ての距離ポイント及び角度ポイントに対するデータ変換処理が終了したなら、ステップＳ３１の積分ウェイト補正処理を実行する。この積分ウェイト補正処理では、座標（Ｘ，Ｙ）の信号の振幅データを座標（Ｘ，Ｙ）の積分回数データで除算する。この処理によりより、２次元のデータに変換する際に、近距離の移動物体の反射信号に対する積分回数が増えるために２次元座標における信号の受信信号強度が強くなり、それとは逆に遠距離の移動物体の反射信号の積分回数が少なくなるために信号の信号強度が弱くなり、両者の信号強度に差が生じるのを改善できる。
【００８３】
上述した第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態の効果に加え、積分回数の差による信号の受信信号強度の差を補正することができるので、表示部に表示する移動物体の検出信号の明るさを均一にすることができる。
【００８４】
次に、図１６は、第３の実施の形態のＵＷＢレーダ装置１０の構成と移動物体検出処理のフローチャートを示す図である。図１６において、図１と同じブロック及び処理には同じ符号をつけてそれらの説明を省略する。
【００８５】
第３の実施の形態の特徴は、第１のＵＷＢレーダパルス受信部１２及び第２のＵＷＢレーダパルス受信部１３のアンテナ特性による受信信号強度の差を補正するようにしたものである。
【００８６】
図１６の第１の移動物体データ変換部１５のステップＳ１７で受信信号強度の積分処理が終了したなら、次のステップＳ４１において、第１のＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号を、予め決められている第１のＵＷＢレーダパルス受信部１２のアンテナ係数に基づいて補正する。同様に第２の移動物体データ変換部１６のステップＳ４１において、第２のＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号を、予め決められている第２のＵＷＢレーダパルス受信部１３のアンテナ係数に基づいて補正する。
【００８７】
上述した第３の実施の形態によれば、第１の実施の形態の効果に加え、ＵＷＢレーダパルス受信部のアンテナの特性の差による影響を取り除くことができる。
次に、図１７は、本発明の第４の実施の形態のＵＷＢレーダ装置１０の構成と移動物体検出処理のフローチャートを示す図である。図１７において、図１と同じブロック及び処理には同じ符号をつけてそれらの説明を省略する。
【００８８】
第４の実施の形態の特徴は、１次元の信号を２次元の信号に変換するときに、距離に応じて高さステップを変化させるようにしたものである。
図１７の第１の移動物体データ変換部１５のステップＳ４２の高さステップ計算処理において、距離設定値に基づいて高さステップを算出する。高さステップの計算方法は基本的には角度ステップの計算方法と同じで良い。具体的には、最大距離の距離ポイント数と必要とする高さ方向の分解能を乗算して得られる値を定数として予め記憶しておき、その定数を距離ポイント（距離設定値）で除算して高さステップ（高さ方向の間隔）を算出する。そして、次のステップＳ４３の高さ設定処理において、高さステップを順次加算して水平軸を基準とする高さを求める。
【００８９】
ステップＳ１６の受信強度計算処理では、ステップＳ１３の距離設定処理の距離設定値により定まる距離と高さで決まる２次元座標上の位置の受信信号強度を算出する。
上述した第４の実施の形態によれば、距離に応じて高さステップを変化させることで、１次元の信号を２次元の信号に変換するときに、原点（ＵＷＢレーダパルス送信部１１の位置）からの距離が遠い点の高さ方向の分解能を高めることができる。これにより原点から離れた位置での移動物体の位置の検出精度を高めることができる。
【００９０】
次に、図１８は、本発明の第５の実施の形態のＵＷＢレーダ装置５０の構成と移動物体検出処理のフローチャートを示す図である。図１８において、図１と同じブロック及び処理には同じ符号をつけてそれらの説明を省略する。
【００９１】
第５の実施の形態の特徴は、１次元のＵＷＢレーダパルス応答差分信号を、距離と角度と高さの３つの変数を持った３次元のＵＷＢレーダパルス応答差分信号に変換することである。
【００９２】
図１８において、ＵＷＢレーダ装置５０は、ＵＷＢレーダパルス送信部１１と、第１及び第２のＵＷＢレーダパルス受信部１２、１３と、第３及び第４のＵＷＢレーダパルス受信部５１、５２と、ＵＷＢレーダパルス送受信制御部１４を有する。
【００９３】
第３及び第４のＵＷＢレーダパルス受信部５１、５２は、観測対象の目標からの反射波を受信して第３及び第４のＵＷＢレーダパルス応答信号を出力する。
ＵＷＢレーダパルス送受信制御部１４は、第１〜第４のＵＷＢレーダパルス受信部１２、１３、５１、５２から受信する応答信号をそれぞれ表示サンプリング毎のＵＷＢレーダパルス応答信号に変換して出力する。
【００９４】
ステップＳ５１の第３の移動物体検出処理では、時刻ｔ１の第３のＵＷＢレーダパルス応答信号と時刻ｔ２の第３のＵＷＢレーダパルス応答信号の差分を抽出して第３のＵＷＢレーダパルス応答差分信号に変換する。
【００９５】
ステップＳ５２の第４の移動物体検出処理では、時刻ｔ１の第４のＵＷＢレーダパルス応答信号と時刻ｔ２の第４のＵＷＢレーダパルス応答信号の差分を抽出して第４のＵＷＢレーダパルス応答差分信号に変換する。
【００９６】
第３の移動物体データ変換部５３の処理と、第４の移動物体データ変換部５４の処理は、図１７のステップＳ１３、Ｓ４２、Ｓ４３、Ｓ１６及びＳ１７の処理と同じである。
ステップＳ５３の第３の移動物体データシフト処理は、距離と高さの２つの変数で定義される第３のＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号を所定量シフトさせる。
【００９７】
ステップＳ５４の第４の移動物体データシフト処理は、距離と高さの２つの変数で定義される第４のＵＷＢレーダパルス応答差分信号を所定量シフトさせる。
ステップＳ５５の移動物体合成処理は、距離と角度の２つの変数で定義される第１及び第２のＵＷＢレーダパルス２次元応答シフト信号と、距離と高さの２つの変数で定義される第３及び第４のＵＷＢレーダパルス２次元応答シフト信号を合成してＵＷＢレーダパルス３次元応答合成信号に変換する。
【００９８】
ステップＳ５６の移動物体データ表示処理は、移動物体の位置を示すＵＷＢレーダパルス３次元応答合成信号を表示部に表示させる。
上述した第５の実施の形態によれば、距離に応じて角度ステップと高さステップを変化させることで、１次元のＵＷＢレーダパルス応答差分信号を３次元のＵＷＢレーダパルス応答差分信号に変換するときに、最大距離における角度分解能と高さ方向の分解能を所望の値にすることができる。これによりＵＷＢレーダパルス送信部から距離が離れた位置での移動物体の位置検出精度を高めることができる。
【００９９】
次に、図１９は、本発明の第６の実施の形態のＵＷＢレーダ装置６０の構成と移動物体検出処理のフローチャートを示す図である。図１９において、図１のブロック及び処理と同じものには同じ符号をつけてそれらの説明を省略する。
【０１００】
第６の実施の形態の特徴は、ＵＷＢレーダパルス信号の送信部を２個有し、２個の送信部から送信され、移動物体で反射された信号を１つの受信部で受信することである。
図１９において、ＵＷＢレーダ装置６０は、第１のＵＷＢレーダパルス送信部６１と、第２のＵＷＢレーダパルス送信部６２と、ＵＷＢレーダパルス受信部６３と、ＵＷＢレーダパルス送受信制御部１４とを有する。
【０１０１】
第１のＵＷＢレーダパルス送信部６１は、所定の検出エリアにＵＷＢレーダパルスを繰り返し送信する。第２のＵＷＢレーダパルス送信部６２もＵＷＢレーダパルスを繰り返し送信する。ＵＷＢレーダパルス受信部６３は、第１及び第２のＵＷＢレーダパルス送信部６１、６２から送信され、対象から反射された信号を受信してＵＷＢレーダパルス応答信号として出力する。ＵＷＢレーダパルス送受信制御部１４は、ＵＷＢレーダパルス応答信号を第１のＵＷＢレーダパルス送信部６１から送信されたレーダパルスの反射信号である第１のＵＷＢレーダパルス応答信号と、第２のＵＷＢレーダパルス送信部６２から送信されたレーダパルスの反射信号である第２のＵＷＢレーダパルス応答信号に切り分け、さらに表示サンプリング毎のＵＷＢレーダパルス応答信号に変換する。
【０１０２】
ステップＳ１１の第１移動物体検出処理及び第１の移動物体データ変換部１５の処理と、ステップＳ１２の第２の移動物体検出処理及び第２の移動物体データ変換部１６の処理は、図１と同じである。
【０１０３】
ステップＳ１８の第１移動物体データシフト処理は、第１のＵＷＢレーダパルス送信部６１から送信される信号の２次元応答差分信号が、第２のＵＷＢレーダパルス送信部６２から送信される信号の２次元応答差分信号と同じ原点を有する２次元座標上の信号となるように第１の移動物体データを所定量シフトさせる。
【０１０４】
ステップＳ１９の第２の移動物体データシフト処理は。同様に第２のＵＷＢレーダパルス送信部６２から送信された信号の第２のＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号が、第１のＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号と同じ原点を有する２次元座標上の信号となるようにデータを所定量シフトさせる。その後、ステップＳ２０の移動物体データ合成処理で、ＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号を合成する。
【０１０５】
上述した第６の実施の形態によれば、２つの送信部６１、６２からそれぞれＵＷＢレーダパルス信号を繰り返し送信し、１つの受信部６３で目標からの反射波を受信するＵＷＢレーダ装置６０において、距離に応じて角度ステップを変化させることで、１次元のＵＷＢレーダパルス応答差分信号を２次元のＵＷＢレーダパルス応答差分信号に変換するときに、原点（第１のＵＷＢレーダパルス送信部６１と第２のＵＷＢレーダパルス送信部６２の位置から算出する仮想的な位置）からの距離が遠い位置の角度分解能を高めることができる。これにより第１及び第２のＵＷＢレーダパルス送信部６１及び６２から離れた位置においても移動物体の位置を高精度で検出することができる。
【０１０６】
次に、図２０は、本発明の第７の実施の形態のＵＷＢレーダ装置７０の構成と移動物体検出処理のフローチャートを示す図である。図２０において、図１のブロック及び処理と同じものには同じ符号をつけてそれらの説明を省略する。
【０１０７】
第７の実施の形態の特徴は２個のＵＷＢレーダパルス送受信部７１、７２を有することである。
図２０において、ＵＷＢレーダ装置７０は、第１のＵＷＢレーダパルス送受信部７１と、第２のＵＷＢレーダパルス送受信部７２と、ＵＷＢレーダパルス送受信制御部１４と有する。
【０１０８】
第１のＵＷＢレーダパルス送受信部７１は、ＵＷＢレーダパルスを繰り返し送信すると共に、固定物及び移動物体からの反射波を受信して第１のＵＷＢレーダパルス応答信号を出力する。第２のＵＷＢレーダパルス送受信部７２は、ＵＷＢレーダパルスを繰り返し送信すると共に、固定物及び移動物体からの反射波を受信して第２のＵＷＢレーダパルス応答信号を出力する。
【０１０９】
ＵＷＢレーダパルス送受信制御部１４は、第１のＵＷＢレーダパルス送受信部７１と第２のＵＷＢレーダパルス送受信部７２の同期を取り、第１のＵＷＢレーダパルス受信部１２で受信された信号と、第２のＵＷＢレーダパルス受信部１３で受信された信号を積分検波して、それぞれ表示サンプリング毎の第１のＵＷＢレーダパルス応答信号と第２のＵＷＢレーダパルス応答信号として出力する。図２０のステップＳ１１、Ｓ１２、Ｓ１３〜Ｓ２１の処理は、図１の処理と同じである。
【０１１０】
上述した第７の実施の形態によれば、第１及び第２のＵＷＢレーダパルス送受信部７１、７２を有するＵＷＢレーダ装置７０において、距離に応じて角度ステップを変化させることで、１次元のＵＷＢレーダパルス応答差分信号を２次元のＵＷＢレーダパルス応答差分信号に変換するときに、原点（第１のＵＷＢレーダパルス送信部６１と第２のＵＷＢレーダパルス送信部６２の位置から算出する仮想的な位置）からの離れた位置の角度分解能を高め、かつデータを変換するための計算回数を少なくできる。これにより検出エリアの最大距離付近においても移動物体の位置を高精度で検出することができる。また、１つのＵＷＢレーダパルス送受信部７１，７２でレーダパルスの送信と受信を行っているのでＵＷＢレーダ装置７０の構成が簡素になる。
【０１１１】
次に、図２１は、本発明の第８の実施の形態のＵＷＢレーダ装置１０の構成と移動物体検出処理のフローチャートを示す図である。図２１において、図１のブロック及び処理と同じものには同じ符号をつけてそれらの説明を省略する。
【０１１２】
この第８の実施の形態は、ＵＷＢレーダパルス２次元応答合成信号により特定される移動物体の位置を補正することを特徴としている。
図２１において、ステップＳ１１、Ｓ１２、Ｓ１３〜Ｓ２０の処理は、図１と同じである。ビル壁の向こう側の移動物体の位置を検出するときに、壁の材料、壁厚の違いにより検出した移動物体の位置に誤差が生じることがある。ステップＳ８１の移動体物体位置補正処理はこの誤差を補正するための処理である。
【０１１３】
図２２は、ステップＳ８１の移動物体位置補正処理の具体的なフローチャートである。
図２２のステップＳ８２で、対象となるビルの壁材、壁厚を設定する。次に、ステップＳ８３で、設定した壁材、壁厚の時間遅延量をデータベース８１から読み込む。
【０１１４】
データベース８１は図示しない記憶装置に記憶されており、そのデータベース８１は、壁材と壁厚と対応づけて遅延時間データが格納されている。例えば、壁材Ａで、壁厚Ｔ１のときの遅延時間は１ｐｓであり、壁材Ａで、壁厚Ｔ４のときの遅延時間は４ｐｓとなる。
【０１１５】
時間遅延量をデータベース８１から取得したなら、次のステップＳ８４で、「時間遅延量×２×光速／２」の式で位置補正量を計算する。なお、位置補正量を計算する式で、時間遅延量に「２」を乗算しているのは、レーダ信号の反射波を受信するときに、レーダ信号が遮蔽物体を往復で通過するためであり、最後に「２」で除算しているのは、ターゲットまでの距離をレーダ信号の送信部及び受信部から片道の距離で表示するためである。
【０１１６】
次のステップＳ８５で、ＵＷＢレーダパルス２次元応答合成信号により特定される位置から位置補正量を減算して移動物体の位置を算出する。
上記の処理によりＵＷＢレーダパルス応答信号が透過するビルの壁材、壁厚等による信号の遅延時間を補正することができるので、ビルの内部にいる移動物体の位置をより正確に検出することができる。
【０１１７】
上述した第８の実施の形態によれば、第１の実施の形態の効果に加え、ビルの内部等にいる移動物体の位置をより正確に検出することができる。
次に、図２３は、本発明の第９の実施の形態のＵＷＢレーダ装置１０の構成と移動物体検出処理のフローチャートを示す図である。図２３において、図１と同じブロック及び処理については同じ符号を付けてそれらの説明を省略する。
【０１１８】
第９の実施の形態は、移動物体が車か、生物か、人間かを識別する機能を設けたことを特徴としている。
図２３において、ステップＳ１１、Ｓ１２、Ｓ１３〜Ｓ２０、Ｓ２１の処理は、図１と同じである。
【０１１９】
図２３のステップＳ９１の移動物体識別処理について、図２４のフローチャートを参照して説明する。
図２４のステップＳ９２で、移動物体の反射波であるＵＷＢレーダパルス２次元応答合成信号の受信範囲が所定範囲以上か否かを判別する。
【０１２０】
移動物体の検出信号の受信範囲が一定範囲以上あるときには、車などを移動物体として検出したものと認識する。他方、移動物体の検出信号の受信範囲が一定範囲未満のときには、生物を検出したものと推定し、ステップＳ９３に進む。ステップＳ９３では、移動物体の受信信号強度が所定値以上か否かを判別する。
【０１２１】
ステップＳ９３で、受信信号強度が所定値以上と判別されたときには、移動物体を動物と認識する。他方、受信信号強度が所定値未満のときには、ステップＳ９４またはＳ９５に進む。
【０１２２】
ステップＳ９４では、移動物体の速度が所定値以上か否かを判別する。ステップＳ９４で、移動速度が所定値以上と判定されたときには、移動物体が走行しているものと判定する。他方、移動速度が所定値未満と判定されたときには、歩行しているものと判断する。
【０１２３】
ステップＳ９５では、移動物体の位置が所定値より高いか否かを判別する。ステップＳ９５で、移動物体の高さが所定値以上であったときには、移動物体は人間の大人であると判定する。他方、移動物体の高さが所定値未満のときには、移動物体は子供と認識する。
【０１２４】
上述した第９の実施の形態によれば、第１の実施の形態の効果に加え、移動物体が物か、生物か、人間か等を認識することができる。
本発明は上述した実施の形態に限らず、例えば、以下のように構成しても良い。
（１）本発明は、超広帯域レーダ装置に限らず広帯域レーダ装置等にも適用できる。
（２）レーダ装置は、ＵＷＢレーダパルス送信部、第１のＵＷＢレーダパルス受信部、第２のＵＷＢレーダパルス受信部及びＵＷＢレーダパルス送受信制御部等からなるものに限らず、それらの機能を１つにまとめても良いし、機能の一部または全部をソフトウェアで実現しても良い。
【０１２５】
（付記１） 広帯域のレーダパルスを送信する送信手段と、
観測対象の物体から反射されるレーダパルスを受信する受信手段と、
前記受信手段で受信されたサンプル時刻の異なるレーダパルス応答信号の差分を、移動物体を示すレーダパルス応答差分信号として検出する移動物体検出手段と、
前記送信手段の位置を基準とした距離に応じて変化する角度ステップを算出する角度ステップ算出手段と、
前記角度ステップに基づいて角度を算出する角度算出手段と、
１次元の前記応答差分信号を、前記角度算出手段により算出された前記角度と前記距離により定まる２次元平面上の位置のレーダパルス２次元応答差分信号に変換する移動物体データ変換手段と、
前記データ変換手段により変換された複数のレーダパルス２次元応答差分信号を合成する移動物体データ合成手段と、
前記移動物体データ合成手段により合成されたレーダパルス２次元応答合成信号を表示する表示制御手段とを備える広帯域レーダ装置。
（付記２） 前記角度ステップ算出手段は、最大距離において必要な角度分解能と距離方向の位置を示す距離設定値の最大値を乗算した値を定数として記憶しておき、前記定数を２次元平面上の距離を示す前記距離設定値で除算した値を、前記距離設定値に対応する角度ステップとして算出する付記１記載の広帯域レーダ装置。
（付記３） 前記受信手段は、第１及び第２の受信手段を有し、
前記移動物体検出手段は、前記第１の受信手段で受信されるサンプル時刻の異なる第１のレーダパルス応答信号の差分を第１のレーダパルス２次元応答差分信号として抽出する第１の移動物体検出手段と、前記第２の受信手段で受信されるサンプル時刻の異なる第２のレーダパルス応答信号の差分を第２のレーダパルス２次元応答差分信号として抽出する第２の移動物体検出手段を有し、
前記角度ステップ算出手段は、前記距離設定値に応じた角度ステップを算出する第１及び第２の角度ステップ算出手段を有し、
前記角度算出手段は、前記第１及び第２の角度ステップ算出手段により算出され角度ステップに基づいて角度を算出する第１及び第２の角度算出手段を有し、
前記移動物体データ変換手段は、前記第１及び第２のレーダパルス応答差分信号を、算出された前記角度と距離により定まる２次元座標上の位置の２次元のレーダパルス応答差分信号に変換する第１及び第２の移動物体データ変換手段を有し、
前記移動物体データ合成手段は、前記第１及び第２の２次元のレーダパルス応答差分信号を合成する付記１記載の広帯域レーダ装置。
（付記４） 前記移動物体データ変換手段は、２次元の各座標における前記レーダパルス２次元応答差分信号の積分回数を記憶する積分回数記憶手段と、各座標の前記レーダパルス２次元応答差分信号の振幅データを前記積分回数で除算した値を該当する座標の前記振幅データとして算出する付記１記載の広帯域レーダ装置。
（付記５） 前記送信手段と前記受信手段のアンテナ係数に基づいて前記移動物体データ変換手段で得られる積分データを補正するアンテナウェイト補正手段を有する付記１記載の広帯域レーダ装置。
（付記６） 距離に応じて高さステップが変化する高さステップを算出する高さステップ算出手段を有し、
前記受信強度算出手段は、前記角度ステップにより定まる角度と受信距離と前記高さステップにより定まる高さとに定まる２次元の点の受信信号強度を算出する請求項１記載の広帯域レーダ装置。
（付記７） 前記送信手段は、第１及び第２の送信手段を有し、
前記受信手段は、前記第１及び第２の送信手段から送信され、観測対象の物体から反射されるレーダパルスを受信し、
前記移動物体検出手段は、サンプル時刻の異なる第１のレーダパルス応答信号の差分を抽出する第１の移動物体検出手段と、サンプル時刻の異なる第２のレーダパルス応答信号の差分を抽出する第２の移動物体検出手段とを有し、
前記角度ステップ算出手段は、距離に応じた角度ステップを算出する第１及び第２の角度ステップ算出手段を有し、
前記角度算出手段は、前記第１の角度ステップ算出手段により算出された前記角度ステップに基づいて角度を算出する第１及び第２の角度算出手段を有し、
前記移動物体データ変換手段は、前記第１及び第２のレーダパルス応答差分信号を、前記距離と算出された前記角度により定まる２次元座標上の位置の２次元のレーダパルス２次元応答差分信号に変換する第１及び第２の移動物体データ変換手段を有し、
前記第１及び第２の２次元のレーダパルス応答差分信号を合成する移動物体データ合成手段とを備える付記１記載の広帯域レーダ装置。
（付記８） 前記送信手段及び前記受信手段は、レーダパルスを送信するとともに、観測対象の目標から反射されるレーダパルスを受信する第１及び第２の送受信手段からなり、
前記移動物体検出手段は、前記第１の送受信手段から出力される、サンプル時刻の異なる第１のレーダパルス応答信号の差分を抽出する第１の移動物体検出手段と、前記第２の送受信手段から出力される、サンプル時刻の異なる第２のレーダパルス応答信号の差分を抽出する第２の移動物体検出手段とを有し、
前記角度ステップ算出手段は、距離に応じた角度ステップを算出する第１及び第２の角度ステップ算出手段を有し、
前記角度算出手段は、前記角度ステップに基づいて角度を算出する第１及び第２の角度算出手段を有し、
前記移動物体データ変換手段は、前記第１及び第２のレーダパルス応答差分信号を、距離と算出された前記角度により定まる２次元座標上の位置の２次元の第１及び第２のレーダパルス２次元応答差分信号に変換する第１及び第２の移動物体データ変換手段を有し、
前記移動物体データ合成手段は、前記第１及び第２のレーダパルス２次元応答差分信号を合成する付記１記載の広帯域レーダ装置。
（付記９） 前記レーダパルス２次元応答合成信号により定まる移動物体の位置を、前記レーダパルスが通過する遮蔽物の時間遅延量に基づいて補正する位置補正手段を有する付記１記載の広帯域レーダ装置。
（付記１０） 広帯域のレーダパルスを送信して移動物体を検出する広帯域レーダ装置の移動物体検出方法であって、
観測対象の物体から反射されるレーダパルスを受信手段で受信するステップと、
受信されたサンプル時刻の異なるレーダパルス応答信号の差分を抽出し、移動物体を示すレーダパルス応答差分信号に変換するステップと、
２次元平面上の距離に応じて変化する角度ステップを算出するステップと、
前記角度ステップに基づいて角度を算出するステップと、
１次元の前記レーダパルス応答差分信号を、前記距離と前記角度により定まる２次元のレーダパルス２次元応答差分信号に変換するステップと、
変換された複数のレーダパルス２次元応答差分信号を合成するステップと、
合成されたレーダパルス２次元応答合成信号を表示するステップとを有する広帯域レーダ装置の移動物体検出方法。
（付記１１） 最大距離において必要な角度分解能と距離方向の位置を示す距離設定値の最大値を乗算した値を定数として記憶しておき、前記定数を前記距離設定値で除算した値を、前記距離設定値に対応する角度ステップとして算出する付記１０記載の広帯域レーダ装置の移動物体検出方法。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１】第１の実施の形態の移動物体検出処理のフローチャートである。
【図２】ＵＷＢレーダパルス応答差分信号を示す図である。
【図３】第１の移動物体データ変換処理のフローチャートである。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）は、第１の実施の形態の距離と角度ステップと、距離と角度の関係を示す図である。
【図５】第１の実施の形態のデータ密度を示す図である。
【図６】移動物体データシフト処理の説明図である。
【図７】移動物体データ合成処理の説明図である。
【図８】（Ａ）、（Ｂ）は、等間隔角度ステップ法と実施の形態の角度ステップ算出法の計算回数の比較表である。
【図９】（Ａ）、（Ｂ）は、実施の形態のＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号を示す図である。
【図１０】（Ａ）、（Ｂ）は、等間隔角度ステップ法によるＵＷＢレーダパルス２次元応答差分信号を示す図である。
【図１１】（Ａ）、（Ｂ）は、実施の形態のＵＷＢレーダパルス２次元応答シフト信号を示す図である。
【図１２】（Ａ）、（Ｂ）は、等間隔角度ステップ法によるＵＷＢレーダパルス２次元応答シフト信号を示す図である。
【図１３】（Ａ）、（Ｂ）は、ＵＷＢレーダパルス２次元応答合成信号を示す図である。
【図１４】第２の実施の形態の移動物体検出処理のフローチャートである。
【図１５】第１の移動物体データ変換処理のフローチャートである。
【図１６】第３の実施の形態の移動物体検出処理のフローチャートである。
【図１７】第４の実施の形態の移動物体検出処理のフローチャートである。
【図１８】第５の実施の形態の移動物体検出処理のフローチャートである。
【図１９】第６の実施の形態の移動物体検出処理のフローチャートである。
【図２０】第７の実施の形態の移動物体検出処理のフローチャートである。
【図２１】第８の実施の形態の移動物体検出処理のフローチャートである。
【図２２】移動物体位置補正処理のフローチャートである。
【図２３】第９の実施の形態の移動物体検出処理のフローチャートである。
【図２４】移動物体識別処理のフローチャートである。
【図２５】従来の移動物体検出処理のフローチャート（その１）である。
【図２６】各時刻のＵＷＢレーダパルス応答信号とその応答差分信号を示す図である。
【図２７】１次元のＵＷＢレーダパルス応答差分信号と２次元応答差分信号を示す図である。
【図２８】（Ａ）、（Ｂ）は、従来の等間隔角度ステップ法における距離と角度ステップの関係と、距離と角度の関係を示す図である。
【図２９】従来の等間隔角度ステップ法のデータ密度を示す図である。
【図３０】従来の移動物体検出処理のフローチャート（その２）である。
【符号の説明】
【０１２７】
１０、５０、６０、７０ ＵＷＢレーダ装置
１１ ＵＷＢレーダパルス送信部
１２ 第１のＵＷＢレーダパルス受信部
１３ 第２のＵＷＢレーダパルス受信部
１４ ＵＷＢレーダパルス送受信制御部
１５ 第１の移動物体データ変換部
１６ 第２の移動物体データ変換部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
広帯域のレーダパルスを送信する送信手段と、
観測対象の物体から反射されるレーダパルスを受信する受信手段と、
前記受信手段で受信されたサンプル時刻の異なるレーダパルス応答信号の差分を、移動物体を示すレーダパルス応答差分信号として検出する移動物体検出手段と、
前記送信手段の位置を基準とした距離に応じて変化する角度ステップを算出する角度ステップ算出手段と、
前記角度ステップに基づいて角度を算出する角度算出手段と、
１次元の前記レーダパルス応答差分信号を、前記角度算出手段により算出された前記角度と前記距離により定まる２次元平面上の位置のレーダパルス２次元応答差分信号に変換する移動物体データ変換手段と、
複数の前記レーダパルス２次元応答差分信号を合成する移動物体データ合成手段と、
前記移動物体データ合成手段により合成されたレーダパルス２次元応答合成信号を表示する表示制御手段とを備える広帯域レーダ装置。
【請求項２】
前記角度ステップ算出手段は、最大距離において必要な角度分解能と距離方向の位置を示す距離設定値の最大値を乗算した値を定数として記憶しておき、前記定数を前記距離設定値で除算した値を、前記距離設定値に対応する角度ステップとして算出する請求項１記載の広帯域レーダ装置。
【請求項３】
前記受信手段は、第１及び第２の受信手段を有し、
前記移動物体検出手段は、前記第１の受信手段で受信された、サンプル時刻の異なる第１のレーダパルス応答信号の差分を第１のレーダパルス応答差分信号として抽出する第１の移動物体検出手段と、前記第２の受信手段で受信された、サンプル時刻の異なる第２のレーダパルス応答信号の差分を第２のレーダパルス応答差分信号として抽出する第２の移動物体検出手段を有し、
前記角度ステップ算出手段は、前記距離に応じた角度ステップを算出する第１及び第２の角度ステップ算出手段を有し、
前記角度算出手段は、前記第１及び第２の角度ステップ算出手段により算出され角度ステップに基づいて角度を算出する第１及び第２の角度算出手段を有し、
前記移動物体データ変換手段は、１次元の前記第１及び第２のレーダパルス応答差分信号を、算出された前記角度と距離により定まる２次元座標上の位置のレーダパルス２次元応答差分信号に変換する第１及び第２の移動物体データ変換手段を有し、
前記移動物体データ合成手段は、前記第１及び第２のレーダパルス２次元応答差分信号を合成する請求項１記載の広帯域レーダ装置。
【請求項４】
前記移動物体データ変換手段は、２次元の各座標における前記レーダパルス２次元応答差分信号の積分回数を記憶する積分回数記憶手段と、各座標の前記レーダパルス２次元応答差分信号の振幅データを前記積分回数で除算した値を該当する座標の前記振幅データとして算出する請求項１記載の広帯域レーダ装置。
【請求項５】
広帯域のレーダパルスを送信して移動物体を検出する広帯域レーダ装置の移動物体検出方法であって、
観測対象の物体から反射されるレーダパルスを受信手段で受信するステップと、
受信されたサンプル時刻の異なるレーダパルス応答信号の差分を抽出し、移動物体を示すレーダパルス応答差分信号に変換するステップと、
２次元平面上の距離に応じて変化する角度ステップを算出するステップと、
算出された前記角度ステップに基づいて角度を算出するステップと、
１次元の前記レーダパルス応答差分信号を、前記距離と前記角度により定まる座標のレーダパルス２次元応答差分信号に変換するステップと、
複数のレーダパルス２次元応答差分信号を合成するステップと、
合成されたレーダパルス２次元応答合成信号を表示するステップとを有する広帯域レーダ装置の移動物体検出方法。
【請求項１】
広帯域のレーダパルスを送信する送信手段と、
観測対象の物体から反射されるレーダパルスを受信する受信手段と、
前記受信手段で受信されたサンプル時刻の異なるレーダパルス応答信号の差分を、移動物体を示すレーダパルス応答差分信号として検出する移動物体検出手段と、
前記送信手段の位置を基準とした距離に応じて変化する角度ステップを算出する角度ステップ算出手段と、
前記角度ステップに基づいて角度を算出する角度算出手段と、
１次元の前記レーダパルス応答差分信号を、前記角度算出手段により算出された前記角度と前記距離により定まる２次元平面上の位置のレーダパルス２次元応答差分信号に変換する移動物体データ変換手段と、
複数の前記レーダパルス２次元応答差分信号を合成する移動物体データ合成手段と、
前記移動物体データ合成手段により合成されたレーダパルス２次元応答合成信号を表示する表示制御手段とを備える広帯域レーダ装置。
【請求項２】
前記角度ステップ算出手段は、最大距離において必要な角度分解能と距離方向の位置を示す距離設定値の最大値を乗算した値を定数として記憶しておき、前記定数を前記距離設定値で除算した値を、前記距離設定値に対応する角度ステップとして算出する請求項１記載の広帯域レーダ装置。
【請求項３】
前記受信手段は、第１及び第２の受信手段を有し、
前記移動物体検出手段は、前記第１の受信手段で受信された、サンプル時刻の異なる第１のレーダパルス応答信号の差分を第１のレーダパルス応答差分信号として抽出する第１の移動物体検出手段と、前記第２の受信手段で受信された、サンプル時刻の異なる第２のレーダパルス応答信号の差分を第２のレーダパルス応答差分信号として抽出する第２の移動物体検出手段を有し、
前記角度ステップ算出手段は、前記距離に応じた角度ステップを算出する第１及び第２の角度ステップ算出手段を有し、
前記角度算出手段は、前記第１及び第２の角度ステップ算出手段により算出され角度ステップに基づいて角度を算出する第１及び第２の角度算出手段を有し、
前記移動物体データ変換手段は、１次元の前記第１及び第２のレーダパルス応答差分信号を、算出された前記角度と距離により定まる２次元座標上の位置のレーダパルス２次元応答差分信号に変換する第１及び第２の移動物体データ変換手段を有し、
前記移動物体データ合成手段は、前記第１及び第２のレーダパルス２次元応答差分信号を合成する請求項１記載の広帯域レーダ装置。
【請求項４】
前記移動物体データ変換手段は、２次元の各座標における前記レーダパルス２次元応答差分信号の積分回数を記憶する積分回数記憶手段と、各座標の前記レーダパルス２次元応答差分信号の振幅データを前記積分回数で除算した値を該当する座標の前記振幅データとして算出する請求項１記載の広帯域レーダ装置。
【請求項５】
広帯域のレーダパルスを送信して移動物体を検出する広帯域レーダ装置の移動物体検出方法であって、
観測対象の物体から反射されるレーダパルスを受信手段で受信するステップと、
受信されたサンプル時刻の異なるレーダパルス応答信号の差分を抽出し、移動物体を示すレーダパルス応答差分信号に変換するステップと、
２次元平面上の距離に応じて変化する角度ステップを算出するステップと、
算出された前記角度ステップに基づいて角度を算出するステップと、
１次元の前記レーダパルス応答差分信号を、前記距離と前記角度により定まる座標のレーダパルス２次元応答差分信号に変換するステップと、
複数のレーダパルス２次元応答差分信号を合成するステップと、
合成されたレーダパルス２次元応答合成信号を表示するステップとを有する広帯域レーダ装置の移動物体検出方法。
【図１】
【図３】
【図４】
【図５】
【図８】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２】
【図６】
【図７】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３】
【図４】
【図５】
【図８】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２】
【図６】
【図７】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【公開番号】特開２００８−３９６１６（Ｐ２００８−３９６１６Ａ）
【公開日】平成２０年２月２１日（２００８．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２１５０３８（Ｐ２００６−２１５０３８）
【出願日】平成１８年８月７日（２００６．８．７）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年２月２１日（２００８．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年８月７日（２００６．８．７）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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