物体検出装置および物体の検出方法
【課題】レーダ装置の検知範囲に含まれている物体を、その物体の移動速度に関わらず検知する。
【解決手段】実施形態に係る物体検出装置は、送信部、受信部、移動物体検出部、および、微動物体検出部を備える。送信部は、レーダパルスを送信する。受信部は、物体からのレーダパルスの反射波を受信する。移動物体検出部は、受信部が第１の時間の間に受信した受信信号を解析することにより、移動している移動物体を検出する。微動物体検出部は、第１の時間よりも長い第２の時間の間に、受信部が受信した受信信号を解析することにより移動物体に比べて移動量が微小な微動物体を検出する。
【解決手段】実施形態に係る物体検出装置は、送信部、受信部、移動物体検出部、および、微動物体検出部を備える。送信部は、レーダパルスを送信する。受信部は、物体からのレーダパルスの反射波を受信する。移動物体検出部は、受信部が第１の時間の間に受信した受信信号を解析することにより、移動している移動物体を検出する。微動物体検出部は、第１の時間よりも長い第２の時間の間に、受信部が受信した受信信号を解析することにより移動物体に比べて移動量が微小な微動物体を検出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーダを用いた物体検出装置と、物体の検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、超広帯域（Ultra-Wideband、ＵＷＢ）レーダ装置を用いた物体の検出が行われてきている。ＵＷＢレーダ装置では、広帯域にわたる様々な周波数の電波が送受信される。このため、例えば、コンクリートや木材等の非金属を透過する波長の電波の送受信が可能なＵＷＢレーダ装置を用いて、壁越しに物体を検出することができる。
【０００３】
また、ＵＷＢレーダを含む種々のレーダ装置を用いた移動物体の検出も行われている。関連する技術として、短時間フーリエ変換を用いて、小さな移動物体を検出する装置も知られている。この装置は、受信信号を短時間フーリエ変換により時間−周波数軸上の信号に変換し、得られた信号の極大値の時間軸方向の所定の範囲について信号の強度を加算する。さらに、加算により得られた値が閾値を超えたかの判定結果に基づいて、目標が検出されたかが判定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２５６４０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、高速で移動する移動物体の検出を行うレーダ装置では、移動速度が遅い物体が検出されないという問題がある。このため、複数の移動物体がレーダ装置の検知範囲に存在しても、移動物体の移動速度の差が大きい場合は、検知範囲に含まれている全ての移動物体を検知することができないという問題があった。また、背景技術の欄では、ＵＷＢレーダについて述べているが、他のレーダ装置を用いたシステムでも、送信したレーダパルスの反射波を用いて目標までの距離と角度を計測する場合には、移動速度が異なる物体を検知できない場合がある。
【０００６】
本発明は、レーダ装置の検知範囲に含まれている物体を、その物体の移動速度に関わらず検知することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態に係る物体検出装置は、送信部、受信部、移動物体検出部、および、微動物体検出部を備える。送信部は、レーダパルスを送信する。受信部は、物体からの前記レーダパルスの反射波を受信する。移動物体検出部は、前記受信部が第１の時間の間に受信した受信信号を解析することにより、移動している移動物体を検出する。微動物体検出部は、前記第１の時間よりも長い第２の時間の間に、前記受信部が受信した受信信号を解析することにより前記移動物体に比べて移動量が微小な微動物体を検出する。
【発明の効果】
【０００８】
レーダ装置の検知範囲に含まれている個々の移動物体は、その移動速度に関わらず検知される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態にかかる物体検出装置の構成の例を示す図である。
【図２】受信部で行われる処理の例を説明する図である。
【図３】データ集録部で生成されるベースバンドデジタル信号の例を示す図である。
【図４】経時変化取得部の処理の例を説明する図である。
【図５】レンジビンごとの受信強度の経時変化と計算部の動作の例を説明する図である。
【図６】計算部の動作の例を説明する図である。
【図７】周波数バンクでの受信強度の合計値の例を示す図である。
【図８Ａ】移動物体検出部で行われる処理の例を説明するフローチャートである。
【図８Ｂ】移動物体検出部で行われる処理の例を説明するフローチャートである。
【図９】ベースバンドデジタル信号の例を示す図である。
【図１０】微動物体検出部での処理の例を説明する図である。
【図１１】レンジビンごとの合計値の例を示す図である。
【図１２Ａ】微動物体検出部の動作の例を説明するフローチャートである。
【図１２Ｂ】微動物体検出部の動作の例を説明するフローチャートである。
【図１３】移動物体角度計算部が保持するデータの例を示すテーブルである。
【図１４】目標の位置を特定する方法の例を説明する図である。
【図１５】表示部での表示例を示す図である。
【図１６】移動物体の後ろに静止物体がある場所で移動物体と微動物体を捕捉した場合の例を説明する図である。
【図１７】第２の実施形態に係る物体検出装置の構成の例を示す図である。
【図１８】周波数スペクトルの例を示す図である。
【図１９】計算部が微動物体の検出に用いる周波数領域の例を説明する図である。
【図２０】検出部の動作の例を説明する図である。
【図２１Ａ】微動物体検出部の動作の例を説明するフローチャートである。
【図２１Ｂ】微動物体検出部の動作の例を説明するフローチャートである。
【図２１Ｃ】微動物体検出部の動作の例を説明するフローチャートである。
【図２２】微動物体判定部が取得したデータの例を示すテーブルである。
【図２３】微動物体判定部で行われる判定の例を説明するフローチャートである。
【図２４】第３の実施形態に係る物体検出装置の構成の例を示す図である。
【図２５】微動物体判定部が取得したデータの例を示すテーブルである。
【図２６】第４の実施形態に係る物体検出装置の構成の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜第１の実施形態＞
図１は、第１の実施形態にかかる物体検出装置１０の構成の例を示す図である。図１では、受信アンテナ１４と受信部２０を２つ備えている物体検出装置１０の例を示しているが、物体検出装置１０に備えられる受信アンテナ１４や受信部２０などの数は、１つ以上の任意の数に変更される場合がある。
【００１１】
物体検出装置１０は、制御部１１、送信部１２、送信アンテナ１３、受信アンテナ１４（１４ａ、１４ｂ）、受信部２０（２０ａ、２０ｂ）、表示部１５、およびデータ処理部３０を備える。受信部２０は、ゲートパルス生成部２１（２１ａ、２１ｂ）、検波部２２（２２ａ、２２ｂ）、データ集録部２３（２３ａ、２３ｂ）を備える。データ処理部３０は、メモリ３１、移動物体検出部４０、微動物体検出部５０、移動物体角度計算部３２および微動物体角度計算部３３を備える。移動物体検出部４０は、信号取得部４１、経時変化取得部４２、計算部４３、検出部４４を備える。微動物体検出部５０は、信号取得部５１、経時変化取得部５２、計算部５３、検出部５４を備える。
【００１２】
制御部１１は、レーダパルス（送信パルス）を送信するタイミングの調整に用いられる信号を生成し、送信部１２に出力する。また、制御部１１は、目標に照射されたレーダパルスの反射波を受信するタイミングなどを調整するために用いられる信号も生成し、受信部２０に出力する。例えば、等価時間サンプリング方式によりベースバンド信号が生成される場合、制御部１１は、送信クロック信号、受信クロック信号、受信トリガ信号を生成する。受信クロック信号の周波数は、送信クロック信号の周波数と異なる周波数であるものとする。例えば、受信クロック信号の周波数は、送信クロック信号の周波数に比べて２０Ｈｚ程度低いことがある。また、受信トリガ信号は、送信クロック信号の周波数と受信クロック信号の周波数との差の逆数の周波数の信号であるものとする。すなわち、送信クロック信号の周波数（ｆｔ）で受信クロック信号の周波数が（ｆｒ）であるとすると、受信トリガ信号の周波数は１／（ｆｔ−ｆｒ）の絶対値となる。制御部１１は、送信クロック信号を送信部１２に出力する。また、制御部１１は、受信クロック信号をゲートパルス生成部２１に出力し、受信トリガ信号をデータ集録部２３に出力する。
【００１３】
送信部１２は、送信クロック信号を受け取ると、送信クロック信号で指定されるタイミングに合わせてレーダパルスを、目標に送信する。レーダパルスは、送信アンテナ１３を介して目標に送信される。ここで、目標は、レーダパルスの覆域に存在する物体であり、移動している物体や静止している物体などが含まれる場合がある。
【００１４】
以下の説明では、歩行者や車両など移動している物体を「移動物体」と記載する。また、座っている人間、立っている人間、樹木などでは、呼吸や姿勢の変化、あるいは、風などによる形状の変動などの動きが観測されるが、移動量が移動物体に比べて微小である。このような物体を以下の説明では、「微動物体」と記載することがある。なお、微動物体の移動量には、呼吸や姿勢の変化量、風などによる形状の変動量も含まれる。さらに、壁や家具などのように移動しない物体を「静止物体」と記載することもある。
【００１５】
送信部１２から送信されたレーダパルスは目標で反射し、受信アンテナ１４ａ、１４ｂは、反射波を受信する。受信アンテナ１４ａ、１４ｂで受信された受信信号からベースバンド信号を取得する方法の例を、図２を参照しながら説明する。
【００１６】
図２は、受信部２０で行われる処理の例を説明する図である。図２は、送信クロック信号の周波数が受信クロック信号の周波数よりも高い場合の例を示している。図２（ａ）に示すタイミングで送信されたレーダパルスは目標で反射する。ここで、受信信号は、送信パルス信号が目標で反射することにより得られた信号であるので、送信クロック信号と同じ周波数の波形に近似できる。受信信号の例を図２（ｂ）に示す。
【００１７】
制御部１１からゲートパルス生成部２１に受信クロック信号が入力されると、ゲートパルス生成部２１は、ゲートパルス信号を生成する。ゲートパルス生成部２１は、図２（ｃ）に示すように、ゲートパルス信号の立ち上がりと、受信クロック信号の入力が一致するように信号を生成する。ゲートパルス生成部２１は、生成したゲートパルス信号を検波部２２に出力する。
【００１８】
検波部２２は、受信信号の強度を、ゲートパルス信号で指定された期間にわたって取得する。ここで、ゲートパルス信号と受信クロック信号の立ち上がりが一致していて、送信クロック信号の周波数と受信クロック信号の周波数は異なっているので、ゲートパルス信号の立ち上がり位置は、図２（ａ）と図２（ｃ）に示すように、送信クロックの周期とずれる。一方、図２（ｂ）に示すように、受信信号の周期は送信クロックの周期と一致している。このため、検波部２２によって受信強度が取得される期間は、ゲートパルス信号と送信クロックの周期とのずれの大きさの変動に伴って、受信信号の周期の中で変動する。すなわち、検波部２２は、ゲートパルス信号に合わせて受信信号の強度を取得することにより、サンプル位置をずらしながら複数回にわたって受信信号の強度をサンプリングする。図２（ｄ）に、検波部２２が取得した信号の例を示す。検波部２２は、取得した信号の強度をデータ集録部２３に出力する。
【００１９】
データ集録部２３は、検波部２２から取得したデータを、個々のデータが取得されたときの送信クロック周期と受信クロックの周期のずれの大きさの小さい順に並べることにより、図２（ｅ）に示すようなベースバンドアナログ信号を生成する。ここで、ベースバンドアナログ信号は、受信トリガ信号が出力されてから次の受信トリガ信号が出力されるまでの間に、検波部２２によって取得された受信信号の強度の変化を表す。受信トリガ信号は、送信クロック信号の周期と受信トリガ信号の周期が一致するタイミングを通知する信号である。従って、ベースバンドアナログ信号は、受信信号を受信トリガ信号の周波数と同じ周波数になるように時間方向に伸張した信号となる。
【００２０】
ベースバンドアナログ信号は受信信号を伸張した信号であるので、受信アンテナ１４に到達した反射波の強度を、送信アンテナ１３から目標を介した受信アンテナ１４までの距離の関数に変換できる。ベースバンドアナログ信号の強度は、あるパルスが送信されてからそのパルスの反射波が受信されるまでの間に送信されたＵＷＢが進むことができる距離に対応付けられる。例えば、送信クロック信号によるパルスの繰り返し周波数が１０ＭＨｚである場合、光速が３×１０８（ｍ／ｓ）であるので、３×１０８（ｍ／ｓ）／１０ＭＨｚより、受信波は、送信アンテナ１３から３０ｍ以下の距離を進んで受信アンテナ１４に到達する。つまり、送信クロック信号が１０ＭＨｚのレーダパルスを用いた場合、１つのベースバンドデジタル信号は、送信アンテナ１３から目標を介した受信アンテナ１４までの距離が３０ｍ以下の様々な値となる反射波を受信することにより得られる信号であると考えられる。
【００２１】
さらに、データ集録部２３は、ベースバンドアナログ信号をデジタル化して、ベースバンドデジタル信号を生成する。前述のとおり、ベースバンドアナログ信号は距離の関数に変換できるので、デジタル化の際のサンプリング数により、物体検出装置１０の距離分解能が変動する。以下の記載では、分かりやすくするために、１つのベースバンドデジタル信号中での強度は、距離の関数として表現する。
【００２２】
データ集録部２３は、生成したベースバンドデジタル信号をメモリ３１に出力する。また、検波部２２から入力されたデータのうちで、すでに出力されたベースバンドデジタル信号の生成に用いられたデータを廃棄する。なお、以下の説明で、ベースバンドデジタル信号が生成される周期を「ベースバンド周期」と記載することがある。ベースバンド周期は、受信トリガ信号の周期と同じである。
【００２３】
図３は、データ集録部２３ａで生成されるベースバンドデジタル信号の例を示す図である。図３（ａ）は、時刻Ｔ１にデータ集録部２３ａから出力されたベースバンドデジタル信号の強度を示す。図３（ａ）の横軸は、送信アンテナ１３から目標を介して受信アンテナ１４ａに到達するまでの距離を表す。なお、図３（ａ）の横軸のメモリは、レンジビン単位である。ここで、レンジビンは、距離を算出する際の最小処理単位である。
【００２４】
ベースバンドデジタル信号は、受信トリガ信号がデータ集録部２３ａに入力されるたびにメモリ３１ａに出力される。時刻Ｔｎ（ｎは１以上の整数）に受信トリガ信号がデータ集録部２３ａに入力されたとすると、時刻Ｔｎに対応付けて、ベースバンドデジタル信号が１つずつメモリ３１ａに出力される。ここでは、時刻Ｔ２に図３（ｂ）、時刻Ｔ３に図３（ｃ）のベースバンドデジタル信号がメモリ３１ａに出力され、時刻Ｔ９に図３（ｄ）の信号が出力されたとする。なお、受信アンテナ１４ｂ、受信部２０ｂ、およびメモリ３１ｂの動作も、図２と図３を参照して説明した処理と同様である。
【００２５】
次に、移動物体検出部４０の動作について説明する。移動物体検出部４０は、例えば、歩いている人間などの移動物体を検出するために用いられる。移動物体検出部４０は、解析を開始する開始時間から第１の時間が経過するまでの間に得られたベースバンドデジタル信号を解析する。第１の時間は、移動物体が１つの計測位置を通過するまでにかかる時間以下の時間である。以下、歩いている人間が移動物体の場合を例として、第１の時間の上限値の計算方法を示す。人が移動するときの速度を時速４ｋｍ/ｈ程度とすると、次式より、秒速１．１ｍ／ｓとなる。
４０００ｍ／（６０分×６０秒）＝１．１ｍ
【００２６】
移動物体が、歩いている人の場合、人間のレンジ方向の寸法や手足の動きを考慮すると、移動物体の大きさは約０．５ｍとなる。従って、ある測定位置を人間が通過するまでにかかる時間は、次式より約０．４５秒となる。
０．５（ｍ）／１．１（ｍ／Ｓ）＝０．４５４５秒
そこで、歩いている人を検出する場合、第１の時間の上限値は約０．４５秒である。第１の時間は、０．４５秒以下で、移動物体検出部４０が処理しやすい数のベースバンドデジタル信号が得られる時間に設定される。例えば、ベースバンド周期が０．０５秒である場合、第１の時間の上限値が０．４５秒であれば、０．４５（ｓ）／０．０５（ｓ）＝９より、第１の時間の上限値までに９個のベースバンドデジタル信号が生成される。検出の開始時刻にベースバンドデジタル信号が生成されているとすると、検出の開始時刻から第１の時間の上限が経過するまでの間に１０個のベースバンドデジタル信号が生成される。従って、移動物体検出部４０が１回の検出処理に用いることができるベースバンドデジタル信号の数は１０以下である。以下に説明するように、移動物体検出部４０での処理では、フーリエ変換が用いられるため、１度の検出処理で用いられるベースバンドデジタル信号の数は、２の累乗の値であることが好ましい。以下の説明では、１回の検出に用いるベースバンドデジタル信号の数は、例えば、上限値までに生成されるベースバンドデジタル信号の数以下で、最も大きな２の累乗値に設定されているものとする。信号取得部４１は、予め、１回の検出処理に用いるベースバンドデジタル信号の数を記憶している。また、オペレータが、第１の時間を求めて、信号取得部４１に第１の時間を記憶させることもできる。信号取得部４１は、第１の時間の間に生成されたベースバンドデジタル信号をメモリ３１から取得する。
【００２７】
経時変化取得部４２は、開始時刻から第１の時間が経過するまでの受信信号の強度の経時変化を、レンジビンごとに求める。計算部４３は、経時変化の波形を周波数スペクトルに変換する。さらに、計算部４３は、周波数スペクトルでの周波数が正の値をとるデータの強度の合計値を計算する。検出部４４は、計算部４３で得られた合計値を、移動物体検出閾値と比較して、移動物体を介した送信アンテナ１３から受信アンテナ１４までの距離を求める。また、検出部４４は、予め、移動物体検出閾値や、捕捉する対象の大きさを記憶している。そこで、検出部４４は、計算部４３から複数の距離が算出された場合に、得られた距離は同一の移動物体に対応するかを確認する。移動物体検出部４０、経時変化取得部４２、計算部４３、検出部４４で行われる処理については、後で詳しく説明する。
【００２８】
微動物体検出部５０は、座っている人間などの微動物体を検出する。移動物体検出部４０は、解析を開始する開始時間から第２の時間が経過するまでの間に得られたベースバンドデジタル信号を解析する。第２の時間は、微動物体の動きの検出に用いられる数のベースバンドデジタル信号が生成されるのにかかる時間以上の時間である。また、第２の時間は、第１の時間よりも長い時間である。第２の時間を決定するためには基準値が用いられ、この基準値は、微動物体の動きの周波数と、微動物体の動きの観測回数の積に応じて決定される。例えば、座っている人や立っている人の体の揺れの周期が約３秒である場合、揺れの周波数は０．３Ｈｚ程度である。例えば、０．３Ｈｚの周波数の動きを、微動物体検出部５０は、２０周期の間観測するとする。すると、０．３Ｈｚ×２０回＝６秒より、第２の時間を求めるための基準値は６秒となる。
【００２９】
例えば、第２の時間の基準値が６秒でベースバンド周期が０．０５秒である場合、第２の時間の基準値の間に生成されるベースバンドデジタル信号の数は、６（ｓ）／０．０５（ｓ）＝１２０となる。検出の開始時刻にベースバンドデジタル信号が生成されているとすると、検出の開始時刻から第２の時間の基準値が経過するまでの間に１２１個のベースバンドデジタル信号が生成されていることになる。オペレータは、予め、第２の時間の基準値で生成されるベースバンドデジタル信号の数に近い値に、微動物体検出部５０が１回の検出処理に用いるベースバンドデジタル信号の数を設定し、信号取得部５１に記憶させる。後述するように、微動物体検出部５０での処理でも、フーリエ変換が用いられるため、微動物体検出部５０が１度の検出処理に用いるベースバンドデジタル信号の数は、２の累乗の値であることが好ましい。以下の説明では、微動物体検出部５０が１度の検出に用いるベースバンドデジタル信号の数は、２の累乗値のうちで、基準値の間に得られるベースバンドデジタル信号の数に近い値に設定されているものとする。従って、第２の時間は、微動物体検出部５０が処理しやすい数のベースバンドデジタル信号を取得することができる時間で、かつ、基準値に近い値である。さらに、オペレータは、微動物体検出部５０が１回の検出に用いるベースバンドデジタル信号の数とベースバンド周期から第２の時間を算出し、信号取得部５１に記憶させることができる。信号取得部５１は、記憶している数以上のベースバンドデジタル信号がメモリ３１に記憶されていると、ベースバンドデジタル信号を取得する。
【００３０】
経時変化取得部５２は、開始時刻から第２の時間が経過するまでの受信信号の強度の経時変化を、レンジビンごとに求める。計算部５３は、経時変化取得部５２で求められた経時変化の波形を周波数スペクトルに変換する。さらに、計算部５３は、予め決められた周波数の範囲において周波数スペクトルの強度の合計値を計算する。検出部５４は、合計値と微動物体検出閾値の比較結果に基づいて、目標を介した送信アンテナ１３から受信アンテナ１４までの距離を求める。検出部５４は、予め、微動物体検出閾値や捕捉する対象の大きさを記憶している。検出部５４は、計算部５３から複数の距離が算出された場合に、同一の微動物体が複数回検出されている可能性があるかを確認する。微動物体検出部５０、経時変化取得部５２、計算部５３、検出部５４で行われる処理については、後で詳しく説明する。
【００３１】
移動物体角度計算部３２は、移動物体検出部４０ａで得られた距離と、移動物体検出部４０ｂで得られた距離を取得する。移動物体角度計算部３２は、取得した距離を用いて、物体検出装置１０から見た移動物体の方向を計算する。例えば、移動物体角度計算部３２は、受信アンテナ１４ａと受信アンテナ１４ｂを結ぶ直線と、送信アンテナ１３と移動物体とを結ぶ直線がなす角度を計算する。移動物体角度計算部３２は、検出された移動物体の各々について、送信アンテナ１３から移動物体までの距離も計算する。移動物体角度計算部３２は、計算結果を表示部１５に出力する。移動物体角度計算部３２で行われる計算については、後で詳しく述べる。
【００３２】
微動物体角度計算部３３は、微動物体検出部５０ａで得られた距離と、微動物体検出部５０ｂで得られた距離を取得する。さらに、微動物体角度計算部３３は、取得された距離を用いて、物体検出装置１０から見た微動物体の方向を計算する。例えば、微動物体角度計算部３３は、受信アンテナ１４ａと受信アンテナ１４ｂを結ぶ直線と、送信アンテナ１３と微動物体とを結ぶ直線がなす角度を計算する。さらに、微動物体角度計算部３３は、送信アンテナ１３と微動物体の間の距離も計算する。微動物体角度計算部３３は、計算結果を表示部１５に出力する。微動物体角度計算部３３で行われる計算についても、後で詳しく述べる。
【００３３】
表示部１５は、移動物体角度計算部３２と微動物体角度計算部３３から得られたデータを表示する。表示部１５は、例えば、ディスプレイなど、データをユーザに視覚的に提示することができる任意の装置である。
【００３４】
〔移動物体の検出〕
以下、移動物体検出部４０で行われる移動物体の検出について説明する。この例では、移動物体検出部４０が１度に処理するベースバンドデジタル信号の数は８個である。また、第１の時間は、ベースバンド周期が０．０５秒であるので、０．０５秒×（８−１）回＝０．３５秒とする。ここで、検出の開始時刻にベースバンドデジタル信号が生成されているので、第１の時間は、７回のベースバンド周期となる。
【００３５】
例えば、図３に示すようなベースバンドデジタル信号がメモリ３１ａに格納されているとする。
（１）信号取得部４１は、メモリ３１に記憶されているベースバンドデジタル信号の数と、移動物体検出部４０で行われる１回の検出処理に用いられるベースバンドデジタル信号の数を比較する。メモリ３１に記憶されているベースバンドデジタル信号の数が１回の検出処理に用いられるベースバンドデジタル信号の数未満であれば、信号取得部４１は待機する。ここでは、１回の検出に８個のベースバンドデジタル信号が用いられるので、信号取得部４１は、時刻Ｔ１から時刻Ｔ７まで待機する。時刻Ｔ８になると８個のベースバンドデジタル信号がメモリ３１に記憶されるので、信号取得部４１は、時刻Ｔ１を処理の開始時刻とし、時刻Ｔ８を検出時間とする。
【００３６】
（２）信号取得部４１は、開始時刻から第１の時間が経過するまでに生成されたベースバンドデジタル信号を取得する。図４（ａ）は、移動物体検出部４０が８個のベースバンドデジタル信号を用いて検出を行う場合に取得されるベースバンドデジタル信号の例を示す。図４（ａ）に示すように、信号取得部４１は、時刻Ｔ１〜Ｔ８に生成された８つのベースバンドデジタル信号を取得する。
【００３７】
（３）経時変化取得部４２は、検出に用いられるベースバンドデジタル信号について、レンジビンごとの受信強度の経時変化を求める。例えば、経時変化取得部４２は、図４（ａ）に示す８つのベースバンドデジタル信号から、図４（ｂ）の太線に示すように、レンジビンごとの受信強度の経時変化を求める。図５（ａ）は、レンジビンＲ１〜Ｒ９の９つのレンジビンでの受信強度の経時変化の例を示す。図５の例では、レンジビンＲ５での受信強度が他のレンジビンでの受信強度よりも高くなっている。なお、各レンジビンで得られた受信強度には、移動物体から反射したレーダの強度と、静止物体から反射したレーダの強度の両方が含まれている。
【００３８】
（４）計算部４３は、経時変化取得部４２により得られた経時変化を、レンジビンごとにフーリエ変換する。すなわち、計算部４３は、経時変化の波形に含まれている周波数の成分ごとの強度を示す周波数スペクトルを、レンジビンごとに生成する。ここで、周波数スペクトルに含まれる周波数の上限は、ベースバンドデジタル信号の生成される周波数であり、周波数の下限はベースバンドデジタル信号が生成される周波数に−１をかけた値となる。例えば、ベースバンドデジタル信号が０．０５秒ごとに生成される場合、計算部４３は、−２０Ｈｚから２０Ｈｚの範囲にわたる周波数スペクトルを生成する。また、フーリエ変換を行うときのポイント数によって、周波数バンクの大きさは変動する。ここで、周波数バンクは、周波数スペクトルに含まれる周波数の範囲をポイント数で割った値であり、フーリエ変換が行われたポイント間の周波数の差を示す。例えば、−２０Ｈｚから２０Ｈｚの範囲にわたる周波数スペクトルについて８ポイントのフーリエ変換が行われる場合、周波数バンクは、５Ｈｚになる。
【００３９】
図５（ｂ）に計算部４３によって生成された周波数スペクトルの例を示す。図５（ｂ）に示すように、レンジビンＲ１〜Ｒ９のいずれでも、０Ｈｚを中心として線対称な周波数スペクトルが得られる。−５〜０Ｈｚの周波数バンクと、０〜５Ｈｚの周波数バンクは、静止物体から反射したレーダの強度を含んでいる。
【００４０】
（５）計算部４３は、各レンジビンの周波数スペクトルについて、０Ｈｚを含む周波数バンクを除いて、予め決められた周波数バンクでの強度を合計して合計値を求める。ここで、合計値を求めるために用いる周波数バンクの範囲は任意に変更することができ、合計される周波数バンクの数や周波数の範囲に応じて移動物体検出閾値の値が決定される。
【００４１】
図６は、計算部４３の動作の例を説明する図である。図６は、正の周波数の周波数バンクでの受信強度の合計値を求める場合の例を示している。例えば、図６に示す各レンジビンでの周波数スペクトルについて、計算部４３は、予め決められた範囲６３（６３ａ〜６３ｉ）で示した部分の受信強度の合計値を求めるとする。計算部４３は、得られた結果を検出部４４に出力する。
【００４２】
（６）検出部４４は、各レンジビンについて得られた合計値を移動物体検出閾値と比較し、合計値が移動物体検出閾値以上のレンジビンがあれば、そのレンジビンに対応する位置で移動物体が検出されていると判定する。例えば、図７に、予め決められた周波数バンクでの受信強度の合計値の例を示す。図７では、レンジビンＲ５での合計値が移動物体検出閾値を上回っている。この場合、検出部４４は、送信アンテナ１３から移動物体を介して受信アンテナ１４ａに到達するまでの距離はレンジビンＲ５で表される距離であると判定する。検出部４４は、レンジビンの番号を記憶する。なお、検出部４４は、レンジビンの番号に基づいて、送信アンテナ１３から移動物体を介した受信アンテナ１４ａまでの距離を求めて、得られた距離を記憶することもできる。
【００４３】
検出部４４は、予め、捕捉対象の移動物体の大きさを記憶しているものとする。計算部４３において、複数のレンジビンの番号が通知された場合、移動物体の大きさと、通知されたレンジビン同士の距離を比較する。通知されたレンジビン同士の距離が、捕捉対象の移動物体の大きさ以下である場合、検出部４４は、１つの移動物体が検出されたと判定し、複数のレンジビンでのデータを適宜、マージする。例えば、レンジビンＲ４とＲ５で移動物体が見られたと計算部４３から通知されたとする。もし、移動物体の大きさが２つのレンジビンにまたがる大きさであれば、計算部４３は、検出された移動物体は１つであると判定する。この場合、レンジビンＲ４とＲ５のうち、受信強度の合計値が大きい方のレンジビンで移動物体が検出されたと判定し、受信強度の合計値が小さい方についてのデータを破棄する。
【００４４】
一方、通知された２つのレンジビン同士の距離が、捕捉対象の移動物体の大きさよりも大きい場合、検出部４４は、２つの移動物体が検出されたと判定する。この場合、検出部４４は、計算部４３から通知された２つのデータの双方を格納し、適宜、移動物体角度計算部３２に出力する。ここで、出力される検出結果は、時刻Ｔ８での検出結果として扱われる。検出部４４は、移動物体角度計算部３２に出力したデータを、廃棄する。このため、検出部４４は、１回の検出で得られたデータを記憶することはあるが、複数の検出の結果を記憶することは無い。例えば、時刻Ｔ１〜Ｔ８での検出結果は、検出部４４が時刻Ｔ８での検出結果を移動物体角度計算部３２に出力するまでは検出部４４に格納されている。しかし、時刻Ｔ２〜Ｔ９のベースバンドデジタル信号が処理されるときは、検出部４４は、時刻Ｔ１〜Ｔ８での検出結果を記憶していない。
【００４５】
メモリ３１ａから取得されたベースバンドデジタル信号を用いた検出が終わると、移動物体検出部４０は、取得したベースバンドデジタル信号のうち、最も早い時刻に生成された信号を廃棄する。さらに、移動物体検出部４０は、前回取得したベースバンドデジタル信号のうちで最後に生成された信号の次に生成された信号を、メモリ３１ａから取得して、検出を継続する。例えば、時刻Ｔ１〜Ｔ８に生成されたベースバンドデジタル信号を用いた検出処理が終わると、移動物体検出部４０は、時刻Ｔ１に生成されたベースバンドデジタル信号を廃棄して、時刻Ｔ９に生成されたベースバンドデジタル信号を取得する。その後、移動物体検出部４０では、時刻Ｔ２〜Ｔ９に生成されたベースバンドデジタル信号を用いた検出処理が行われる。また、以上の説明は、受信アンテナ１４ａから受信された信号に基づいた移動物体検出部４０ａについて述べたが、移動物体検出部４０ｂは、受信アンテナ１４ｂからの信号を用いて移動物体検出部４０ａと同様の処理を行う。なお、移動物体検出部４０は、検出結果の出力が終わると、取得したベースバンドデジタル信号を全て廃棄して、新たに処理対象の時刻のベースバンドデジタル信号を取得しても良い。
【００４６】
図８Ａと図８Ｂは、移動物体検出部で行われる処理の例を説明するフローチャートである。なお、図８Ａと図８Ｂに示すフローチャートは一例であって、例えば、ステップＳ１３とＳ１４の順番が入れ替えられるなど、移動物体検出部４０で行われる処理は、実装に応じて適宜、変更される場合がある。また、図８Ａと図８Ｂは、移動物体検出部４０が検出後に取得したベースバンドデジタル信号を全て廃棄して、新たに処理対象の時刻の信号を取得する場合の動作を説明している。定数Ｎは、フーリエ変換のポイント数である。変数ｔは、検出時刻を示す。変数ｎは、取得されたベースバンドデジタル信号の数の計数に用いられる。変数ｒは、処理されるレンジビンの番号を表す。変数ｔｎは、１回の処理で検出された移動物体の数の計数に用いられる。
【００４７】
移動物体の検出が開始されると、信号取得部４１は、変数ｎを０、変数ｔをＮに設定する（ステップＳ１）。信号取得部４１は、メモリ３１からｔ−ｎ番目のベースバンドデジタル信号を取得し、ｎの値を１つインクリメントする（ステップＳ２、Ｓ３）。さらに、信号取得部４１は、変数ｎがＮ未満かを確認する（ステップＳ４）。変数ｎがＮ未満の場合、ステップＳ２〜Ｓ４の処理が繰り返される。一方、変数ｔがＮ以上の場合、信号取得部４１はベースバンドデジタル信号の取得を中止して、それまでに取得したベースバンドデジタル信号を経時変化取得部４２に出力する。
【００４８】
経時変化取得部４２は、変数ｒを１に設定する（ステップＳ５）。さらに、経時変化取得部４２は、信号取得部４１から入力されたベースバンドデジタル信号のｒ番目のレンジビンでの信号の強度を読み取り、信号強度の経時変化を求める（ステップＳ６）。経時変化取得部４２は、ｒ番目のレンジビンでの強度の経時変化を表すデータを計算部４３に出力する。計算部４３は、ｒ番目のレンジビンでの強度の経時変化をフーリエ変換し、経時変化の波形を基にした周波数スペクトルを生成する（ステップＳ７）。計算部４３は、ｒ番目のレンジビンの周波数スペクトルについて、０Ｈｚを含む周波数バンクを除く周波数バンクでの強度の合計値を計算し、格納する（ステップＳ８、Ｓ９）。その後、計算部４３は、ｒを１つインクリメントして、レンジビンの最大値（ｒａｎｇｅ＿ｍａｘ）と比較する（ステップＳ１０、Ｓ１１）。ｒがレンジビンの最大値より大きくなるまで、ステップＳ６〜Ｓ１１の処理が繰り返される。
【００４９】
変数ｒがレンジビンの最大値より大きくなると、検出部４４は、格納されている合計値を取得し、変数ｒを再度、１に設定する（ステップＳ１２、Ｓ１３）。検出部４４は、変数ｔｎを１に設定する（ステップＳ１４）。検出部４４は、ｒ番目のレンジビンでの合計値と移動物体検出閾値を比較する（ステップＳ１５）。合計値が移動物体検出閾値よりも大きい場合、検出部４４は、移動物体の数ｔｎが２未満であるかを確認する（ステップＳ１５でＹｅｓ、ステップＳ１６）。移動物体の数が２未満である場合、検出部４４は、１番目の移動物体のデータとして計算部４３から得られたデータを記憶する（ステップＳ１８）。さらに、検出部４４は、変数ｔｎを１つインクリメントする（ステップＳ１９）。
【００５０】
一方、移動物体の数が２以上である場合、検出部４４は、ｔｎ番目の移動物体とｔｎ−１番目に検出された移動物体との間の距離を算出し、両者の距離が捕捉しようとする移動物体の大きさより大きいかを判定する（ステップＳ１７）。両者の距離が捕捉しようとする移動物体の大きさよりも大きい場合、検出部４４は、ｔｎ番目の移動物体が検出されたと判定してデータを格納する（ステップＳ１７でＹｅｓ、ステップＳ１８）。検出部４４は、さらに、変数ｔｎを１つインクリメントする（ステップＳ１９）。ステップＳ１７で、ｔｎ番目の移動物体とｔｎ−１番目に検出された移動物体との間の距離が捕捉しようとする移動物体の大きさより小さいと判定されると、検出部４４は、ｔｎ番目の移動物体とｔｎ−１番目に検出された移動物体をマージする（ステップＳ１７でＮｏ）。
【００５１】
ステップＳ１５〜Ｓ１９の処理が終わると、検出部４４は、ｒの値を１つインクリメントしてからレンジビンの最大値と比較する（ステップＳ２０、Ｓ２１）。ｒがレンジビンの最大値より大きくなるまで、ステップＳ１５〜Ｓ２１の処理が繰り返される。
【００５２】
ｒがレンジビンの最大値より大きくなると、検出部４４は、現在取得されているベースバンドデジタル信号処理は終わったと判断して、その旨を信号取得部４１に通知する。信号取得部４１は、ｔの値をメモリ３１に記録されているベースバンドデジタル信号の総数（ｔ＿ｍａｘ）と比較する（ステップＳ２２）。ｔの値がｔ＿ｍａｘよりも大きい場合、全てのデータの処理が終わっているので、移動物体検出部４０の処理は終了する（ステップＳ２２でＹｅｓ）。一方、ｔの値がｔ＿ｍａｘ以下の場合、検出部４４は、ステップＳ１８で移動物体と判定された物体が検出されたレンジビンの番号を、時刻ｔでの検出結果として移動物体角度計算部３２に出力する（ステップＳ２３）。さらに、信号取得部４１は、現在のｔの値１つインクリメントし、変数ｎを０に変更する（ステップＳ２４）。ステップＳ２２において、ｔの値がｔ＿ｍａｘよりも大きいと判定されるまで、ステップＳ２〜ステップＳ２４の処理が繰り返される。ステップＳ２〜Ｓ２４の処理の繰り返しにより、移動物体の位置の変化の軌跡が求められ、移動物体の追跡が行われる。
【００５３】
〔微動物体の検出〕
次に、微動物体の検出方法について説明する。ここでは、受信部２０ａで時刻Ｔ１〜Ｔ９に生成されたベースバンドデジタル信号は、図３に示すような信号であるものとする。さらに、時刻Ｔ１０には図９（ａ）、時刻Ｔ１１には図９（ｂ）に示すベースバンドデジタル信号が生成され、時刻Ｔ１２８には図９（ｃ）、時刻Ｔ１２９には図９（ｄ）に示すようなベースバンドデジタル信号が生成されたとする。この場合、メモリ３１ａには、時刻Ｔ１〜Ｔ９までの図３（ａ）〜図３（ｄ）のベースバンドデジタル信号と、時刻Ｔ１０以降の図９（ａ）〜図９（ｄ）に示すベースバンドデジタル信号が記憶されている。ここでは、微動物体検出部５０が１度に処理するベースバンドデジタル信号の数は１２８個であるものとする。また、ベースバンド周期が０．０５秒であるものとする。すると、第２の時間は、１２８個のベースバンドデジタル信号を取得することができるように、ベースバンド周期の１２７倍、すなわち、０．０５秒×１２７回＝６．３５秒とする。
【００５４】
（１）メモリ３１ａに記憶されているベースバンドデジタル信号の数が微動物体検出部５０ａでの１回の検出処理に用いられるベースバンドデジタル信号の数になるまで、信号取得部５１ａは待機する。ここでは、微動物体検出部５０ａでの１回の検出に１２８個のベースバンドデジタル信号が用いられるので、信号取得部４１ａは、時刻Ｔ１２８まで待機する。時刻Ｔ１２８になると信号取得部５１は、時刻Ｔ１を処理の開始時刻とし、時刻Ｔ１２８を検出時間とする。
【００５５】
（２）信号取得部５１ａは、開始時刻から第２の時間が経過するまでに生成されたベースバンドデジタル信号を取得する。この処理により、信号取得部５１ａは、１回の検出に用いる数のベースバンドデジタル信号をメモリ３１ａから取得する。ここでは、微動物体検出部５０ａは、図３と図９（ａ）〜図９（ｃ）に示すベースバンドデジタル信号を含む１２８個のベースバンドデジタル信号を取得する。
【００５６】
（３）経時変化取得部５２ａは、信号取得部５１ａで取得されたベースバンドデジタル信号について、レンジビンごとの受信強度の経時変化を求める。経時変化取得部５２ａで行われる経時変化の求め方は、経時変化取得部４２での経時変化の求め方と同様である。得られた経時変化の例を図１０（ａ）に示す。図３に示したように、時刻Ｔ１などでは一部のレンジビンで、移動物体からの反射による受信強度の上昇が見られるが、経時変化取得部５２ａでは、時刻Ｔ１〜Ｔ１２８などの長い時間の経時変化が取得されるため、移動物体の影響は小さくなっている。つまり、経時変化取得部５２ａで得られた経時変化の波形は、微動物体の移動による反射波の変化と、静止物体からの反射波の影響を大きく受けているといえる。
【００５７】
（４）計算部５３ａは、経時変化取得部５２ａにより得られた経時変化をレンジビンごとにフーリエ変換することにより、レンジビンごとの周波数スペクトルを生成する。なお、計算部４３により生成される周波数スペクトルと同様に、周波数スペクトルに含まれる周波数の上限は、ベースバンドデジタル信号が生成される周波数であり、周波数の下限はベースバンドデジタル信号が生成される周波数に−１をかけた値となる。また、フーリエ変換を行うときのポイント数によって、周波数バンクの大きさは変動する。例えば、計算部５３が１２８ポイントのフーリエ変換により−２０Ｈｚから２０Ｈｚの範囲の周波数スペクトルを生成すると、周波数バンクは０．３１２５Ｈｚとなる。
【００５８】
（５）計算部５３ａは、各レンジビンの周波数スペクトルについて、０Ｈｚを含む周波数バンクを除いて、予め決められた周波数バンクでの強度を合計して合計値を求める。ここで、微動物体による動作が観測される周波数が予め予測できている場合、計算部５３ａは、予測される周波数の範囲の周波数バンクの強度の合計値を求める。例えば、計算部５３ａは、第１の閾値よりも低い周波数の周波数バンクでの強度の合計値を求めることができる。ここで、第１の閾値は、例えば、微動物体の動作の周波数の上限値とされる。なお、計算部５３ａは、予め、第１の閾値や合計値を求める周波数バンクを記憶しているものとする。図１０（ｂ）の例では、計算部５３ａは、周波数範囲６０（６０ａ〜６０ｉ）の周波数バンクでの強度の合計値を計算するものとする。図１１に、レンジビンごとの合計値の例を示す。計算部５３ａは、検出部５４ａに得られた結果を出力する。
【００５９】
（６）検出部５４ａは、各レンジビンについて得られた合計値を、微動物体検出閾値と比較する。微動物体検出閾値は、微動物体の検出に用いられる合計値の大きさを表す。検出部５４ａは、合計値が微動物体検出閾値以上であれば、微動物体が検出されたと判定する。図１１の例では、レンジビンＲ４〜Ｒ６で合計値が微動物体検出閾値を超えているので、レンジビンＲ４〜Ｒ６に微動物体が検出される。
【００６０】
検出部５４ａは、複数のレンジビンで微動物体が検出されると、微動物体が検出されたレンジビンの番号から、微動物体が検出された位置の間の距離を求める。さらに、捕捉される微動物体の大きさと微動物体が検出された位置の距離を比較し、検出された微動物体が１つであるか、複数であるかを判定する。この判定方法は、検出部４４と同様である。
【００６１】
検出部５４ａは、微動物体の検出結果を微動物体角度計算部３３に出力する。さらに、検出部５４ａは、微動物体角度計算部３３に出力したデータを、廃棄する。このため、検出部５４ａは、１回の検出で得られたデータを記憶することはあるが、複数の検出の結果を記憶することは無い。例えば、時刻Ｔ１〜Ｔ１２８での検出結果は、検出部５４ａが時刻Ｔ１２８での検出結果を微動物体角度計算部３３に出力するまでは検出部５４ａに格納されている。しかし、時刻Ｔ２〜Ｔ１２９のベースバンドデジタル信号が処理されるときは、検出部５４ａは、時刻Ｔ１〜Ｔ１２８での検出結果を記憶していない。
【００６２】
なお、ここでは、微動物体検出部５０ａの動作について説明したが、微動物体検出部５０ｂもメモリ３１ｂに格納されているベースバンドデジタル信号について、微動物体検出部５０ａと同様に処理する。
【００６３】
図１２Ａと図１２Ｂは、微動物体検出部５０の動作の例を説明するフローチャートである。信号取得部５１は、計算部５３で行われるフーリエ変換のポイント数（Ｎ２）と同数のベースバンドデジタル信号を用いて微動物体を検出するものとする。また、変数ｔｍは、１回の検出処理で検出される微動物体の数の計数に用いられる。
【００６４】
微動物体の検出が開始されると、信号取得部５１は、変数ｔをＮ２に設定し、変数ｎを０に設定する（ステップＳ３１）。信号取得部５１は、ｔ−ｎ番目のベースバンドデジタル信号を取得して、ｎを１つインクリメントする（ステップＳ３２、Ｓ３３）。信号取得部５１は、ｎとＮ２の値を比較し、ｎがＮ２以上になるまでベースバンドデジタル信号の取得を繰り返す（ステップＳ３４）。
【００６５】
ｎがＮ２以上になると、経時変化取得部５２は、変数ｒを１に設定する（ステップＳ３５）。その後、経時変化取得部５２は、ｒ番目のレンジで観測された信号強度の経時変化を取得し、計算部５３に出力する（ステップＳ３６）。計算部５３は、入力された経時変化の波形をフーリエ変換して周波数スペクトルを生成し、微動物体の動作の周波数を含む範囲の周波数バンクの強度の合計値を求め、記憶する（ステップＳ３７〜Ｓ３９）。次に、計算部５３は、ｒを１つインクリメントして、レンジビンの番号の最大値（ｒａｎｇｅ＿ｍａｘ）と比較する（ステップＳ４０、Ｓ４１）。全てのレンジビンについて合計値が求められるまで、ステップＳ３６〜Ｓ４１の処理が繰り返される。
【００６６】
変数ｒがレンジビンの番号の最大値より大きくなると、検出部５４は、各レンジビンについて求められた合計値を取得し、変数ｒを１に設定する（ステップＳ４２、Ｓ４３）。検出部５４は、ｔｍの値を１に設定する（ステップＳ４４）。検出部５４は、合計値を微動物体検出閾値と比較する（ステップＳ４５）。合計値が微動物体検出閾値より大きい場合、検出部５４は、変数ｔｍの値が２未満であるかを確認する（ステップＳ４６）。ｔｍが２以上の場合、複数のレンジビンで微動物体が検出されているので、検出部５４は、捕捉する微動物体の大きさと、微動物体が検出されたレンジビンの間の距離を比較し、複数のレンジビンで検出された微動物体は同一であるかを確認する（ステップＳ４７）。微動物体が検出されたレンジビン同士の距離が微動物体の大きさより大きい場合、検出部５４は、ｔｍ番目の微動物体が検出されたと判定してｔｍの値を１つインクリメントする（ステップＳ４８、Ｓ４９）。その後、検出部５４は、ｒの値をインクリメントする（ステップＳ５０）。一方、微動物体が検出されたレンジビン同士の距離が微動物体の大きさ以下の場合、ステップＳ４８、Ｓ４９の処理は行われずに次のレンジビンが処理対象となる（ステップＳ４７でＮｏ、ステップＳ５０）。その後、検出部５４は、ｒの値をレンジビンの番号の最大値と比較する（ステップＳ５１）。検出部５４は、全てのレンジビンについてステップＳ４５〜Ｓ５１の動作を行う。一方、合計値が微動物体検出閾値以下の場合、ステップＳ４６〜Ｓ４９の処理が行われずに、ステップＳ５０以下の処理が行われる（ステップＳ４５でＮｏ）。
【００６７】
信号取得部５１は、ｔの値をメモリ３１に記憶されているベースバンドデジタル信号の総数（ｔ＿ｍａｘ）と比較する（ステップＳ５２）。変数ｔの値がｔ＿ｍａｘ以下の場合、信号取得部５１は、現在の処理で得られた結果を微動物体角度計算部３３に出力する（ステップＳ５３）。さらに、変数ｔの値を１つインクリメントし、変数ｎを０に変更する（ステップＳ５４）。変数ｔの値がｔ＿ｍａｘを超えるまで、ステップＳ３１〜Ｓ５４の処理が繰り返される。ステップＳ３１〜Ｓ５４の処理の繰り返しにより、微動物体が存在する時間の長さや位置の変動などの、微動物体の存在位置の変化の軌跡が求められ、微動物体の追跡が行われる。
【００６８】
〔目標の位置の特定〕
移動物体角度計算部３２は、移動物体検出部４０a、４０ｂから入力されたデータに基づいて、移動物体の位置を特定する。上記の例では、移動物体角度計算部３２は、時刻Ｔ８のベースバンドデジタル信号が処理されてから、ベースバンド周期ごとに移動物体検出部４０からデータを受け取り、移動物体の位置を特定する。
【００６９】
一方、微動物体角度計算部３３は、微動物体検出部５０ａ、５０ｂから入力されたデータに基づいて、微動物体の位置を特定する。上記の例では、微動物体角度計算部３３は、時刻Ｔ１２８のベースバンドデジタル信号が処理されてから、ベースバンド周期ごとに微動物体検出部５０からデータを受け取り、微動物体の位置を特定する。従って、時刻Ｔ１〜Ｔ１２７のベースバンドデジタル信号が処理されている間は、移動物体だけが検出され、時刻Ｔ１２８以降のベースバンドデジタル信号が処理されると、移動物体と微動物体の両方が検出される。最初に移動物体と微動物体の両方が検出されるとき、移動物体検出部４０では、時刻Ｔ１２１〜Ｔ１２８のベースバンドデジタル信号に基づいて得られたデータが処理され、微動物体検出部５０では、時刻Ｔ１〜Ｔ１２８のベースバンドデジタル信号に基づいて得られたデータが処理される。
【００７０】
以下、移動物体角度計算部３２で行われる処理を詳しく説明する。なお、微動物体角度計算部３３が微動物体の位置を特定する際に行う処理は、移動物体角度計算部３２が移動物体の位置を特定する際に行う処理と同様である。
【００７１】
図１３は、移動物体角度計算部３２が保持するデータの例を示すテーブルである。移動物体角度計算部３２は、データの通し番号と、アンテナ番号、距離を保持する。アンテナ番号は、受信アンテナ１４ａと１４ｂのいずれで受信された受信波に基づいて検出された距離であるかを表す。ここでは、受信アンテナ１４ａでの受信波に基づいて得られた距離についてはアンテナ番号を１とし、受信アンテナ１４ｂでの受信波に基づいて得られた距離についてはアンテナ番号を２とするものとする。従って、移動物体角度計算部３２は、移動物体検出部４０ａから入力された距離に、アンテナ番号＝１を対応付ける。一方、移動物体検出部４０ｂから入力された距離に対して、移動物体角度計算部３２は、アンテナ番号＝２を対応付ける。
【００７２】
図１４は、目標の位置を特定する方法の例を説明する図である。図１４の例では、送信アンテナ１３から目標６５にレーダパルスが送信され、目標６５からの反射波が受信アンテナ１４ａ、１４ｂで受信されているものとする。移動物体検出部４０ａからで求められた距離は、目標６５を介した送信アンテナ１３から受信アンテナ１４ａまでの距離であるので、Ｌ１である。一方、移動物体検出部４０ｂでは、目標６５を介した送信アンテナ１３から受信アンテナ１４ｂまでの距離が求められるので、移動物体検出部４０ｂではＬ２が求められる。また、送信アンテナ１３と受信アンテナ１４ａの間の距離をｄ１、送信アンテナ１３と受信アンテナ１４ｂの間の距離をｄ２とする。従って、図１４に含まれている数値のうち、Ｌ１、Ｌ２、ｄ１、ｄ２は、測定可能な数値である。
【００７３】
図１４に示すように、送信アンテナ１３から目標６５までの距離をＤ１、受信アンテナ１４ａから目標６５までの距離をＤ２、受信アンテナ１４ｂから目標６５までの距離をＤ３とする。さらに、受信アンテナ１４ａと受信アンテナ１４ｂを結ぶ直線と、送信アンテナ１３と目標６５を結ぶ直線がなす角度をθとする。移動物体角度計算部３２は、図１３のテーブル中の２つの距離の値を用いて、移動物体について、θとＤ１の値を求める。
【００７４】
まず、移動物体角度計算部３２は、移動物体検出部４０ａから入力された距離と移動物体検出部４０ｂから入力された距離のうち、同一の移動物体を介した距離の組み合わせを決定する。同一の目標６５について、Ｌ１の長さとＬ２の長さの差は、２つの受信アンテナ１４の間の距離（ｄ１＋ｄ２）よりも小さくなる。すなわち、以下の関係が成り立つ。
【００７５】
【数１】
【００７６】
例えば、ｄ１＋ｄ２の値が０．５ｍだとする。図１３のＮｏ．１のデータは、受信アンテナ１４ａでの受信波の処理により３．０ｍという距離が得られている。また、Ｎｏ．２のデータは、受信アンテナ１４ｂでの受信波の処理結果から３．１ｍという値が得られている。この場合、Ｎｏ．１とＮｏ．２の組み合わせは（１）式の関係を満たすので、移動物体角度計算部３２は、Ｎｏ．１とＮｏ．２のデータは同一の移動物体に基づいて得られたと判定する。同様の処理により、図１３のテーブルでは、以下の３つの移動物体が検出されていると判定される。
a) Ｎｏ．１とＮｏ．２のデータの組み合わせで特定される移動物体
b) Ｎｏ．３とＮｏ．４のデータの組み合わせで特定される移動物体
c) Ｎｏ．３とＮｏ．５のデータの組み合わせで特定される移動物体
ここで、Ｎｏ．３のデータは２回使用されているが、この場合は、送信アンテナ１３の位置と受信アンテナ１４ａの位置を焦点とした楕円上に２つの移動物体があると判定されている。
【００７７】
以下、データの組み合わせを用いて移動物体の位置を特定するための計算について述べる。図１４の図に示すように、Ｌ１、Ｌ２、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３の間には、（２）式と（３）式の関係が成り立つ。
【００７８】
【数２】
【００７９】
【数３】
【００８０】
また、図１４の三角形Ａより（４）式が成り立つ。
【数４】
【００８１】
同様に、図１４の三角形Ｂより、（５）式が成り立つ。
【数５】
【００８２】
（２）式と（３）式を変形すると、次のようになる
【数６】
【００８３】
【数７】
【００８４】
（６）式を（４）式に代入して変形すると以下のようになる。
【数８】
【００８５】
【数９】
【００８６】
また、（７）式を（５）式に代入して変形すると、以下のようになる。
【００８７】
【数１０】
【００８８】
【数１１】
【００８９】
（９）式と（１１）式より、
【数１２】
【００９０】
【数１３】
従って、（１３）式を（９）式もしくは（１１）式に代入することによりＤ１が算出される。移動物体角度計算部３２は、Ｄ１とθを表示部１５に出力する。
【００９１】
表示部１５は、Ｄ１とθを用いて移動物体の位置をディスプレイに表示する。また、表示部１５は、移動物体の位置を、ｘｙ座標などの他の座標系に変換して表示することもできる。微動物体角度計算部３３も、移動物体角度計算部３２と同様に微動物体検出部５０ａ、５０ｂから入力されたデータを処理して、微動物体と送信アンテナ１３の間の距離と、微動物体と送信アンテナ１３を結ぶ直線が２つのアンテナを結ぶ直線となす角度を算出する。また、微動物体角度計算部３３も、得られた結果を表示部１５に出力する。表示部１５は、微動物体についても、移動物体と同様にディスプレイに位置を表示する。
【００９２】
図１５に、表示部１５での表示例を示す。図１５（ａ）では、物体検出装置１０は、壁１を透過して、壁１の反対側にある移動物体と微動物体を検出する場合の例を示しているが、物体検出装置１０は、壁透過レーダを備えたレーダ装置には限られない。ここでは、図１５（ａ）に示すように、物体検出装置１０が、移動物体７０と微動物体７５を１つずつ捕捉したとする。この場合、表示部１５では、図１５（ｂ）に示すように、移動物体７０の位置と微動物体７５の位置が表示される。
【００９３】
このように、物体検出装置１０は、その物体からの反射波を観測する時間を変更する。例えば、移動物体は１つのレンジビンに存在する時間が短いので、物体検出装置１０は、移動物体が１つのレンジビンにいる時間に観測された反射波を用いて移動物体を検出する。一方、微動物体は１つのレンジビンに存在する時間が移動物体に比べて長く、さらに、微動物体の動きの周波数が小さいため、物体検出装置１０は、移動物体より長い時間にわたって反射波を観測することにより微動物体を検出する。言い換えると、物体検出装置１０は、検出に用いるベースバンドデジタル信号の数を検出対象の物体の移動の速さに応じて変更している。物体検出装置１０は、物体の移動の速さに応じて反射波を観測する時間の長さを変更することにより、移動物体と微動物体の両方を検出することができる。
【００９４】
＜第２の実施形態＞
図１６は、移動物体７０の後ろに静止物体８０がある場所で、移動物体と微動物体を捕捉した場合の例を説明する図である。図１６の例では、物体検出装置１０は、壁１ａと壁１ｂにはさまれていて静止物体８０を含む領域中の移動物体と微動物体を検出している。図１６（ａ）は、移動物体７０が移動する方向と、物体検出装置１０と移動物体７０を結ぶ直線とのなす角度が小さい場合の例を示している。この場合、移動物体７０が移動することにより、物体検出装置１０と移動物体７０を結ぶ直線状に位置する静止物体８０は、物体検出装置１０から見え隠れすることがある。すなわち、静止物体８０からの反射波は、移動物体７０の動き方に応じて変動することがある。このように静止物体８０の一部分が見え隠れするときの反射波の変動の周波数に応じて、物体検出装置１０は、静止物体８０の位置に、誤って微動物体を検出してしまうことがある。
【００９５】
例えば、移動物体７０が人間であるとすると、人間が図１６（ａ）の矢印に示す方向に歩くときに、手や足を振ることにより静止物体８０からの反射波の強度が変動する。この変動のために、静止物体８０の位置に微動物体７５がいるように見えるので、表示部１５では、図１６（ｂ）に示す検出結果が表示される。そこで、第２の実施形態では、物体検出装置と移動物体７０を結んだ先に静止物体８０がある場合でも、誤検出を防ぐための物体検出装置について説明する。
【００９６】
図１７は、第２の実施形態に係る物体検出装置９０の構成の例を示す図である。物体検出装置９０は、制御部１１、送信部１２、送信アンテナ１３、受信アンテナ１４、受信部２０、表示部１５、および、データ処理部１００を備える。データ処理部１００は、微動物体検出部１０１（１０１ａ、１０１ｂ）、および、微動物体判定部１０４（１０４ａ、１０４ｂ）を備え、さらに、メモリ３１、移動物体角度計算部３２、微動物体角度計算部３３、移動物体検出部４０を備える。微動物体検出部１０１は、計算部１０２、検出部１０３、信号取得部５１、および、経時変化取得部５２を備える。
【００９７】
以下、計算部１０２、検出部１０３、微動物体判定部１０４の動作について説明する。なお、以下の説明では、微動物体検出部１０１ａと微動物体判定部１０４ａの動作について説明するが、微動物体検出部１０１ｂと微動物体判定部１０４ｂの動作も同様である。また、信号取得部５１と経時変化取得部５２の動作は、第１の実施形態と同様である。さらに、移動物体検出部４０、メモリ３１、移動物体角度計算部３２、微動物体角度計算部３３、制御部１１、送信部１２、送信アンテナ１３、受信アンテナ１４、表示部１５、受信部２０で行われる動作も、第１の実施形態と同様である。
【００９８】
図１８は、周波数スペクトルの例を示す図である。図１８（ａ）は、座っている人などの微動物体からの反射波の強度の経時変化に基づいて計算部１０２ａが求めた周波数スペクトルの例である。なお、計算部１０２ａが経時変化取得部５２ａから取得した経時変化から周波数スペクトルを求める方法は、第１の実施形態で計算部５３ａが周波数スペクトルを生成した方法と同様である。微動物体からの反射波の周波数スペクトルは、例えば、１．０Ｈｚ以下の比較的低い周波数領域の強度が強くなる。
【００９９】
図１８（ｂ）は、移動物体７０の移動により静止物体８０から反射した反射波の周波数スペクトルの例を示す図である。移動物体７０の影響による静止物体８０からの反射波の強度の変化は、例えば、０．１Ｈｚ〜１０Ｈｚなど、微動物体からの反射波の周波数スペクトルに比べて広い範囲に渡ったピークが見られる。これは、静止物体８０からの反射波が移動物体７０の影響を受けているためである。移動物体７０からの反射波の周波数スペクトルは、図１８（ｃ）に示すように、図１８（ｂ）と同様の広い範囲に渡ったピークを示す。従って、周波数スペクトルのうちの比較的高周波側での強度が高いスペクトルが観測される場合は、移動物体７０の動きによって変動した静止物体８０からの反射波を観測していることになる。
【０１００】
そこで、例えば、計算部１０２ａは、周波数スペクトルが求められた各レンジビンについて、第１の閾値よりも高い周波数領域の周波数バンクの強度の合計値と、第１の閾値よりも低い周波数領域の周波数バンクの強度の合計値の両方を求める。ここで、第１の閾値は、例えば、微動物体の動作により観測される受信強度の変化の上限値とすることができる。計算部１０２ａは、予め、強度の合計値を求める周波数バンクを記憶しているものとする。例えば、計算部１０２ａは、低い周波数領域での強度の合計値として０．２Ｈｚ〜１．０Ｈｚでの合計値を求め、高い周波数領域での強度の合計値として１．０Ｈｚ〜１０．０Ｈｚでの合計値を求めることができる。なお、第１の閾値の周波数は、物体検出装置９０で観測される微動物体に応じて決定される。例えば、微動物体が座っている人であれば、座っている人の呼吸による反射波の強度の変化の周波数とほぼ同じ値となる１．０Ｈｚが境界として用いられる。
【０１０１】
図１９は、計算部１０２が微動物体の検出に用いる周波数領域の例を説明する図である。図１９（ａ）に示すように、計算部１０２ａは、各レンジビンについて、低い周波数範囲６１（６１ａ〜６１ｉ）の周波数バンクでの強度の合計値と、高い周波数範囲６２（６２ａ〜６２ｉ）の周波数バンクでの強度の合計値を求める。図１９（ｂ）は、低い周波数範囲６１の周波数バンクにおいて得られたスペクトラム強度の合計値をレンジビンの関数として示す図の例である。また、図１９（ｃ）は、高い周波数範囲６２の周波数バンクにおいて得られたスペクトラム強度の合計値をレンジビンの関数として示す図の例である。計算部１０２ａは、算出した合計値を検出部１０３ａに出力する。
【０１０２】
図２０は、検出部１０３ａの動作の例を説明する図である。図２０（ａ）に示すように、検出部１０３ａは、各レンジビンで得られた高い周波数範囲６２の強度の合計値を、第２の閾値（高域閾値）と比較する。高域閾値は、微動物体が誤検出かを判定するために用いられる。高い周波数範囲６２の強度の合計値が高域閾値より大きいと、微動物体判定部１０４ａにおいて誤検出であると判定される。判定については、後述する。さらに、検出部１０３ａは、高域閾値を超えているレンジビンの番号を、高い周波数範囲６２の強度の合計値が高域閾値を越えている旨とともに記憶する。図２０（ａ）の例では、レンジビンＲ６で、高い周波数範囲６２の強度の合計値が第２の閾値を越えていることが記憶される。
【０１０３】
一方、各レンジビンで得られた低い周波数範囲６１の強度の合計値について、検出部１０３ａは、図２０（ｂ）に示すように、第３の閾値（低域閾値）と比較する。低域閾値は、微動物体の検出に用いられる。低い周波数範囲６１の強度の合計値が低域閾値より大きいと、微動物体が検出されている可能性があると判定される。判定については、後述する。検出部１０３ａは、低域閾値を超えているレンジビンの番号を、低い周波数範囲６１の強度の合計値が低域閾値を越えている旨とともに記憶する。図２０（ｂ）の場合、検出部１０３ａは、レンジビンＲ４〜Ｒ６で、低い周波数範囲６１の強度の合計値が第２の閾値を越えていることを記憶する。
【０１０４】
次に、検出部１０３ａは、高域閾値を越えたレンジビンの番号から、通知されたレンジビンの間の距離を求める。さらに、捕捉される微動物体の大きさと通知されたレンジビンの間の距離を比較し、検出された目標が１つであるか、複数であるかを判定する。この判定方法は、検出部５４で行われる判定の方法と同様である。さらに、検出部１０３ａは、複数のレンジビンで低域閾値を越えたことが通知された場合も、同様の処理を行う。
【０１０５】
図２１Ａ〜図２１Ｃは、微動物体検出部１０１の動作の例を説明するフローチャートである。図２１Ａ〜図２１Ｃは例であり、微動物体検出部１０１の動作は、例えば、ステップＳ７４〜Ｓ７８の順番を任意に入れ替えるなどの変更が加えられる場合がある。また、ステップＳ６８とＳ６９がステップＳ７０とＳ７１より後に行われるように、微動物体検出部１０１の動作が変更される場合もある。ステップＳ６１〜Ｓ６５は、図１２のステップＳ３１〜Ｓ３５と同様である。なお、図２１Ａ〜図２１Ｃのフローチャートにおいて、変数ｔｌは、低い周波数範囲６１のデータから検出された目標（低域微動目標）の数の計数に用いられる。一方、変数ｔｈは、高い周波数範囲６２のデータから検出された目標（高域微動目標）の数の計数に用いられる。なお、高域微動目標の数は、静止物体を微動物体と誤っている検出結果の数である。
【０１０６】
計算部１０２は、レンジビンごとの経時変化を求め、さらに、経時的な強度の変動の周波数スペクトルを求める（ステップＳ６６、Ｓ６７）。計算部１０２は、周波数スペクトルのうちの低い周波数範囲６１での周波数バンクごとの強度の合計値を求めて記憶する（ステップＳ６８、Ｓ６９）。計算部１０２は、周波数スペクトルのうちの高い周波数範囲６２での周波数バンクごとの強度の合計値を求めて記憶する（ステップＳ７０、Ｓ７１）。計算部１０２は、ｒを１つインクリメントして、レンジビンの番号の最大値と比較する（ステップＳ７２、Ｓ７３）。全てのレンジビンについて合計値が求められるまで、ステップＳ６６〜Ｓ７３の処理が繰り返される。
【０１０７】
合計値の算出が終わると、検出部１０３は、計算部１０２で計算された低い周波数範囲６１の強度の合計値と、高い周波数範囲６２の強度の合計値を、各々の合計値が得られたレンジビンの番号と対応付けて取得する（ステップＳ７４、Ｓ７５）。検出部１０３は、変数ｒを１に設定し、さらに、変数ｔｌ、ｔｈの値を１に設定する（ステップＳ７６〜Ｓ７８）。検出部１０３は、レンジビンごとに、低い周波数範囲６１の強度の合計値を第３の閾値（低域閾値）と比較する（ステップＳ７９）。合計値が低域閾値以下の場合、検出部１０３は、微動物体を検出していないと判定し、次のレンジビンを処理対象とする（ステップＳ７９でＮｏ）。
【０１０８】
合計値が低域閾値より大きい場合、検出部１０３は、変数ｔｌの値が２未満であるかを確認する（ステップＳ８０）。変数ｔｌが２以上の場合、複数のレンジビンに亘って、１つの微動物体が検出されている可能性があるので、検出部１０３は、捕捉する微動物体の大きさと、合計値が低域閾値を超えたレンジビンの間の距離を比較する（ステップＳ８１）。合計値が低域閾値より大きいレンジビン同士の距離が微動物体の大きさ以上の場合、検出部１０３は、ｔｌ番目の微動物体が検出された可能性があると判定してｔｌの値を１つインクリメントする（ステップＳ８２、Ｓ８３）。一方、合計値が低域閾値より大きいレンジビン同士の距離が微動物体の大きさより小さい場合、検出部１０３は、新たに微動物体を検出した可能性はないと判定する（ステップＳ８１でＮｏ）。
【０１０９】
検出部１０３は、レンジビンごとに、高い周波数範囲６２の強度の合計値を第２の閾値（高域閾値）と比較する（ステップＳ８４）。合計値が高域閾値より大きい場合、検出部１０３は、変数ｔｈの値が２未満であるかを確認する（ステップＳ８５）。変数ｔｈが２以上の場合、検出部１０３は、捕捉する微動物体の大きさと、合計値が高域閾値を超えたレンジビンの間の距離を比較する（ステップＳ８６）。合計値が高域閾値より大きいレンジビン同士の距離が微動物体の大きさ以上の場合、検出部１０３は、新たな誤検出を発見した可能性があると判定して、ｔｈの値を１つインクリメントする（ステップＳ８７、Ｓ８８）。一方、合計値が高域閾値より大きいレンジビン同士の距離が微動物体の大きさより小さい場合、検出部１０３は、新たな誤検出を発見した可能性はないと判定する（ステップＳ８６でＮｏ）。その後、検出部１０３は、ｒの値をインクリメントして次のレンジビンを処理対象とする（ステップＳ８９）。さらに、検出部１０３は、変数ｒの値をレンジビンの番号の最大値と比較する（ステップＳ９０）。検出部１０３は、全てのレンジビンについてステップＳ７９〜Ｓ９０の動作を行う。
【０１１０】
信号取得部５１は、ｔの値をメモリ３１に記憶されているベースバンドデジタル信号の総数（ｔ＿ｍａｘ）と比較する（ステップＳ９１）。変数ｔの値がｔ＿ｍａｘ以下の場合、信号取得部５１は、現在の処理で得られた結果を、微動物体判定部１０４に出力する（ステップＳ９２、Ｓ９３）。また、信号取得部５１は、変数ｔを１つインクリメントし、変数ｎを０にする（ステップＳ９４）。変数ｔの値がｔ＿ｍａｘとなるまで、ステップＳ６２〜Ｓ９４の処理が繰り返される。
【０１１１】
図２２は、微動物体判定部１０４が取得したデータの例を示すテーブルである。微動物体判定部１０４は、検出部１０３から、高い周波数範囲６２の強度の合計値が高域閾値を超えたレンジビン番号に対応する距離と、低い周波数範囲６１の強度の合計値が低域閾値を超えたレンジビン番号に対応する距離を取得する。なお、微動物体判定部１０４は、検出部１０３からレンジビン番号を取得して、距離に変換することもできる。また、微動物体判定部１０４は、高い周波数範囲６２と低い周波数範囲６１のいずれの強度の合計値が閾値を超えているかも、距離と対応付けて記憶する。例えば、Ｎｏ．１のデータは、低い周波数範囲６１の強度の合計値が低域閾値を越えている位置を介した、送信アンテナ１３から受信アンテナ１４までの距離が３．０ｍであることを示している。同様に、Ｎｏ．２のデータは、高い周波数範囲６２の強度の合計値が高域閾値を越えている位置を介した、送信アンテナ１３から受信アンテナ１４までの距離が３．１ｍであることを示している。
【０１１２】
図２３は、微動物体判定部１０４で行われる判定の例を説明するフローチャートである。微動物体判定部１０４は、記憶しているデータが、低い周波数範囲６１の強度の処理によって得られたかを判定する（ステップＳ１０１）。データが低い周波数範囲６１の強度の処理によって得られたものではない場合、微動物体判定部１０４は、微動物体を検知していないと判定する（ステップＳ１０１でＮｏ、ステップＳ１０２）。例えば、微動物体判定部１０４は、図２３のＮｏ．２のデータに対応する微動物体は無いと判定する。
【０１１３】
一方、低い周波数範囲６１の強度の処理によって得られたデータについて、微動物体を検知した可能性があると判定する（ステップＳ１０１でＹｅｓ）。そこで、微動物体判定部１０４は、低い周波数範囲６１の強度の処理によって得られたデータが検出された距離から微動物体の大きさの範囲内で、高い周波数範囲６２の強度の合計値が高域閾値を超えているかを確認する（ステップＳ１０３）。高い周波数範囲６２の強度の合計値が高域閾値を超えている場合、低い周波数範囲６１の強度の合計値が低域閾値を越えた位置には微動物体がないと判定する（ステップＳ１０３でＹｅｓ、ステップＳ１０４）。一方、高い周波数範囲６２の強度の合計値が高域閾値を超えていない場合、低い周波数範囲６１の強度の合計値が低域閾値を越えた位置に微動物体が存在すると判定する（ステップＳ１０３でＮｏ、ステップＳ１０５）。
【０１１４】
例えば、Ｎｏ．４のデータに基づいて、微動物体判定部１０４は、送信アンテナ１３から微動物体を介した受信アンテナ１４までの距離が４．０ｍとなる位置に微動物体が存在する可能性があると判定する。さらに、微動物体判定部１０４は、送信アンテナ１３および受信アンテナ１４からの距離が４．０ｍとなる位置で、高い周波数範囲６２の強度を確認する。Ｎｏ．５のデータに示すように、図２３では、４．０ｍの距離で高い周波数範囲６２の強度の合計値が高域閾値を超えている。そこで、微動物体判定部１０４は、距離が４．０ｍのデータは、微動物体ではなく、移動物体の動作によって移動物体の背景にある静止物体からの反射波が変化した信号を検出していると判定する。また、Ｎｏ．１とＮｏ．２のデータの組み合わせについても、微動物体の大きさが０．１ｍ以上であれば、微動物体の大きさの範囲内で、低い周波数範囲６１の強度の合計値と、高い周波数範囲６２の強度の合計値の両方が閾値を超えている。この場合、微動物体判定部１０４は、Ｎｏ．１とＮｏ．２のデータも、移動物体の動作によって移動物体の背景にある静止物体からの反射波が変化した信号に基づいていると判定する。
【０１１５】
一方、Ｎｏ．３のデータで得られた距離から微動物体の大きさの範囲内で、高い周波数範囲６２の強度の合計値が高域閾値を超えていなかったとする。すると、微動物体判定部１０４は、Ｎｏ．３のデータは、微動物体を検出した結果であると判定する。
【０１１６】
微動物体判定部１０４は、微動物体に基づいたデータであると判定したデータを微動物体角度計算部３３に出力する。一方、移動物体の背景にある静止物体からの反射波に基づいて検出された結果については、微動物体判定部１０４は、微動物体角度計算部３３に出力しない。なお、ここまで説明した動作は、微動物体検出部１０１ａ、１０１ｂ、および、微動物体判定部１０４ａ、１０４ｂで行われる。すなわち、微動物体判定部１０４ａは、受信アンテナ１４ａで受信された反射波から得られたデータを処理して判定結果を微動物体角度計算部３３に出力する。また、微動物体判定部１０４ｂは、受信アンテナ１４ｂで受信された反射波から得られたデータを処理して判定結果を微動物体角度計算部３３に出力する。
【０１１７】
微動物体角度計算部３３は、微動物体判定部１０４から入力されたデータに基づいて微動物体位置を特定する。従って、微動物体角度計算部３３は、静止物体からの反射波ではないことが確認されたデータについて位置を特定するが、移動物体の背後に位置する静止物体は検出しない。微動物体の位置の特定方法は、第１の実施形態で述べたとおりである。また、微動物体角度計算部３３は特定された位置を表示部１５に出力する。表示部１５は、微動物体角度計算部３３から入力された結果を、移動物体角度計算部３２から入力された結果と共に、ディスプレイに表示する。
【０１１８】
このように、微動物体判定部１０４は、微動物体として検出された反射波の強度の変動が、微動物体に基づいたものか、静止物体に基づいて得られたものかを判定する。そして、微動物体判定部１０４は、微動物体に基づいて検出された反射波の強度の変化だけを移動物体角度計算部３２に通知するため、物体検出装置９０では、移動物体の背後の静止物体の位置は特定しない。このため、物体検出装置９０は、図１６に示したように、静止物体を微動物体と誤って検出することを防ぐことができる。物体検出装置９０は、微動物体と静止物体を区別することができるので、例えば、室内などの狭い場所での移動物体と微動物体の検知に用いることができる。
【０１１９】
＜第３の実施形態＞
誤検出かの判定は、第２の実施形態に示したようにアンテナごとにデータを処理している段階で行われる場合があるが、検出された目標の位置を特定した後に行われる場合もある。第３の実施形態では、目標の位置が特定された後に、誤検出の判定が行われる場合の物体検出装置について説明する。
【０１２０】
図２４は、第３の実施形態に係る物体検出装置１１０の構成の例を示す図である。物体検出装置１１０は、制御部１１、送信部１２、送信アンテナ１３、受信アンテナ１４、表示部１５、受信部２０、および、データ処理部１２０を備える。データ処理部１２０は、低域角度計算部１２１、高域角度計算部１２２、微動物体判定部１２３を備える他、メモリ３１、移動物体検出部４０、微動物体検出部１０１、移動物体角度計算部３２を備える。メモリ３１、微動物体検出部１０１、移動物体角度計算部３２の動作は、第２の実施形態と同様である。また、制御部１１、送信部１２、送信アンテナ１３、受信アンテナ１４、表示部１５、受信部２０、移動物体検出部４０の動作も、第１もしくは第２の実施形態と同様である。
【０１２１】
検出部１０３ａは、検出したデータのうち、周波数スペクトルの低い周波数範囲６２から得られた合計値に基づいて算出された距離を、低域角度計算部１２１に通知する。また、検出部１０３ａは、高い周波数範囲６２から得られた合計値に基づいて算出された距離を、高域角度計算部１２２に通知する。検出部１０３ｂも検出部１０３ａと同様に動作する。また、検出部１０３ａは、低域角度計算部１２１もしくは高域角度計算部１２２に出力したデータを廃棄する。
【０１２２】
低域角度計算部１２１は、周波数スペクトルの低い周波数範囲６１から得られたデータを用いて、合計値が低域閾値を超えた位置を特定する。すなわち、低域角度計算部１２１は、微動物体が存在する可能性のある全ての位置について、送信アンテナ１３からの距離と角度θの値を求める。位置の特定方法は、第１の実施形態で述べた移動物体角度計算部３２や微動物体角度計算部３３の用いる特定方法と同様である。低域角度計算部１２１は、特定した距離と角度を微動物体判定部１２３に通知する。
【０１２３】
高域角度計算部１２２は、周波数スペクトルの高い周波数範囲６２から得られたデータを用いて、合計値が高域閾値を超えた位置を特定する。つまり、高域角度計算部１２２は、移動物体の背後にある静止物体について、送信アンテナ１３からの距離と角度θを求める。高域角度計算部１２２により特定される位置は、低域角度計算部１２１により微動物体と誤検出された目標の位置である。高域角度計算部１２２は、特定した位置と距離を微動物体判定部１２３に通知する。なお、高域角度計算部１２２は、第１の実施形態で述べた移動物体角度計算部３２などの用いる特定方法を用いて、誤検出された目標の位置を求める。
【０１２４】
微動物体判定部１２３は、低域角度計算部１２１と高域角度計算部１２２から得られた位置を比較する。図２５は、微動物体判定部１２３が取得したデータの例を示すテーブルである。微動物体判定部１２３は、通知された各々の位置を表す距離と角度について、低域角度計算部１２１の高域角度計算部１２２のいずれから通知されたかを対応付けて記憶する。
【０１２５】
微動物体判定部１２３は、低域角度計算部１２１から通知された位置のそれぞれについて、その位置から微動物体の大きさの範囲に、高域角度計算部１２２から通知された位置があるかを確認する。低域角度計算部１２１から通知された位置から微動物体の大きさの範囲に、高域角度計算部１２２から通知された位置がある場合、微動物体判定部１２３は、低域角度計算部１２１からの通知は誤目標の位置であると判定する。例えば、低域角度計算部１２１から通知された位置と高域角度計算部１２２から通知された位置が一致する場合、微動物体判定部１２３は、低域角度計算部１２１から通知された位置には微動物体が存在しないと判定する。また、例えば、微動物体の大きさが０．５ｍであると、図２５の例では、Ｎｏ．１のデータが示す位置とＮｏ．２のデータが示す位置は、微動物体の大きさの範囲内である。さらに、Ｎｏ．１のデータは低域角度計算部１２１から通知され、Ｎｏ．２のデータは、高域角度計算部１２２から通知されている。従って、微動物体判定部１２３は、Ｎｏ．１のデータは、移動物体の影響により静止物体を微動物体と誤認していると判定する。
【０１２６】
一方、Ｎｏ．３、Ｎｏ．４のデータに示されている位置から微動物体の大きさの範囲内には、高域角度計算部１２２から得られた位置がないとする。この場合、Ｎｏ．３、Ｎｏ．４のデータが表す位置に微動物体が存在すると判定する。
【０１２７】
従って、第３の実施形態に係る物体検出装置１１０でも、移動物体と微動物体を同時に検出することができ、さらに、静止物体を微動物体と誤って検出することを防ぐことができる。
【０１２８】
＜第４の実施形態＞
第４の実施形態では複数の送信部と１つの受信部を備える物体検出装置について説明する。
【０１２９】
図２６は、第４の実施形態に係る物体検出装置１３０の構成の例を示す図である。物体検出装置１３０は、複数の送信部１３２（１３２ａ、１３２ｂ）、送信アンテナ１３（１３ａ、１３ｂ）を備え、受信アンテナ１４と受信部１４０を１つずつ備える。物体検出装置１３０は、さらに、制御部１３１、データ集録部１４５、データ処理部１００、表示部１５を備える。データ処理部１００、表示部１５の動作は、第２の実施形態と同様である。
【０１３０】
制御部１３１は、第１および第２の送信クロック信号、受信クロック信号、受信トリガ信号を生成する。ここで、制御部１３１は、送信部１３２ａからレーダパルスが送信される間は、送信部１３２ｂからレーダパルスが送信されないように、第１および第２の送信クロック信号を生成する。以下の説明では、送信部１３２ａから１つのベースバンドデジタル信号の生成に用いられる数のレーダパルスが送信された後、送信部１３２ｂから同数のレーダパルスが送信されるなど、２つの送信部１２から交互にレーダパルスの送信が行われるものとする。制御部１３１は、第１の送信クロック信号を送信部１３２ａ、第２の送信クロック信号を送信部１３２ｂに出力する。さらに、制御部１３１は、受信クロック信号を受信部１４０に出力し、受信トリガ信号をデータ集録部１４５に出力する。
【０１３１】
第１の送信クロック信号は、送信部１３２ａから送信アンテナ１３ａを介してレーダパルスを出力するときのタイミングの制御に用いられる。送信部１３２ａは、第１の送信クロック信号で指定されたタイミングに合わせて、送信アンテナ１３ａを介してレーダパルスを目標に送信する。一方、送信部１３２ｂは、第２の送信クロック信号にあわせて、送信アンテナ１３ｂを介してレーダパルスを目標に送信する。
【０１３２】
受信部１４０は、ゲートパルス生成部２１と検波部２２を備える。受信部１４０は、受信クロック信号を用いて等価サンプリングを行い、ベースバンドデジタル信号を生成する。受信部１４０は、送信アンテナ１３ａを介して送信されたレーダパルスの反射波と、送信アンテナ１３ｂを介して送信されたレーダパルスの反射波を交互に受信する。なお、受信アンテナ１４、ゲートパルス生成部２１、検波部２２の動作は、第１の実施形態と同様である。
【０１３３】
データ集録部１４５は、受信トリガ信号に応じてベースバンドデジタル信号を生成する。受信トリガ信号は、ベースバンドデジタル信号を生成するタイミングと、送信部１３２ａ、１３２ｂのいずれから送信されたレーダパルスの反射波を受信しているかを特定する情報が含まれる。データ集録部１４５は、受信トリガ信号に含まれている情報を用いて、ベースバンドデジタル信号をメモリ３１ａとメモリ３１ｂのいずれに出力するかを決定する。すなわち、データ収録部１４５は、送信部１３２ａから送信されたレーダパルスの反射波を用いて生成されたベースバンドデジタル信号を、メモリ３１ａに出力する。一方、データ収録部１４５は、送信部１３２ｂから送信されたレーダパルスの反射波を用いて生成されたベースバンドデジタル信号を、メモリ３１ｂに出力する。
【０１３４】
本実施形態では、２つの送信部１３２が含まれている物体検出装置１３０について説明したが、物体検出装置１３０に含まれる送信部１３２の数は任意の正の整数とすることができる。また、上記の説明では、データ処理部１００を含む物体検出装置１３０について説明したが、第１の実施形態や第３の実施形態に係る物体検出装置でも、物体検出装置１３０と同様に送信部１３２の数を変更することができる。従って、物体検出装置に含まれる受信部１４０や送信部１３２の数は任意に変更することができるといえる。
【０１３５】
等価時間サンプリング方式を用いるレーダ装置では、受信部１４０よりも送信部１３２のほうが回路を小型にすることができることが多い。そこで、物体検出装置が備える受信部１４０の数を減らすことにより物体検出装置を小型化し、軽量化することができる。さらに、送信部１３２を複数備えることにより、受信部１４０が１つであっても、移動物体や微動物体の位置を特定することができる。
【０１３６】
＜その他＞
物体検出装置１０、９０、１１０、１３０のいずれも、Radio Frequency（ＲＦ）回路、メモリ、Central Processing Unit（ＣＰＵ）、および、表示装置を備えている。例えば、ＲＦ回路は、制御部１１、送信部１２、送信アンテナ１３、受信アンテナ１４、受信部２０として動作することができる。メモリは、メモリ３１として動作する。ＣＰＵは、データ処理部３０、１００、１２０として動作することができる。なお、物体検出装置１０、９０、１１０、１３０は、ＣＰＵの代わりにDigital Signal Processor（ＤＳＰ）などを備えることもでき、この場合は、ＤＳＰがデータ処理部３０、１００、１２０として動作する。表示装置は、表示部１５として動作する。
【０１３７】
図１５、図１６を参照しながら、物体検出装置１０が壁透過レーダを備えている場合について述べたが、物体検出装置９０、１１０のいずれも、壁透過レーダを備えることができる。さらに、物体検出装置１０、９０、１１０に搭載されるレーダの種類や用途は、壁透過レーダに限られない。物体検出装置１０、９０、１１０、１３０は、例えば、森林透過レーダ、生存者探知レーダなどや、その他の様々な用途に用いられるレーダを搭載することができる。
【０１３８】
第２の時間が経過する間に移動する移動物体の検出位置の変動が問題とならない用途に用いられる物体検出装置１０、９０、１１０、１３０では、第１の時間の終了時刻を第２の時間の終了時刻と同じ時刻としなくても良い。この場合、例えば、微動物体検出部５０での時刻Ｔ１〜Ｔ１２８のベースバンドデジタル信号の処理結果と、移動物体検出部４０での時刻Ｔ１〜Ｔ８のベースバンドデジタル信号の処理結果を同時に表示部１５に表示することができる。
【０１３９】
また、以上の説明では、ベースバンド周期が５０ｍｓの場合を例として説明したが、第１〜第４の実施形態のいずれでも、ベースバンド周期は、送信クロック信号と受信クロック信号の値に応じて、任意に変更される場合がある。
【０１４０】
上述の第１〜第４の実施形態を含む実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
レーダパルスを送信する送信部と、
物体からの前記レーダパルスの反射波を受信する受信部と、
前記受信部が第１の時間の間に受信した受信信号を解析することにより、移動している移動物体を検出する移動物体検出部と、
前記第１の時間よりも長い第２の時間の間に、前記受信部が受信した受信信号を解析することにより前記移動物体に比べて移動量が微小な微動物体を検出する微動物体検出部と
を備えることを特徴とする物体検出装置。
（付記２）
前記微動物体検出部は、
前記第２の時間の間に前記受信部が受信した受信信号の強度の経時変化を、検出対象の微動物体を介した前記送信部から前記受信部までの距離に応じて求める経時変化取得部と、
前記経時変化の波形を周波数スペクトルに変換すると共に、第１の閾値よりも高い周波数において前記周波数スペクトルの強度の合計値を計算する計算部を備え、
前記合計値が第２の閾値を超えると、前記経時変化が観測された距離には微動物体が存在しないと判定する微動物体判定部
をさらに備えることを特徴とする付記１に記載の物体検出装置。
（付記３）
前記計算部は、前記第１の閾値以下の周波数において前記周波数スペクトルの強度の合計値を計算し、
前記微動物体判定部は、前記第１の閾値以下の周波数において前記周波数スペクトルの強度の合計値が第３の閾値を超えると、前記経時変化に対応する距離を満たす位置に微動物体が存在すると判定する
ことを特徴とする付記２に記載の物体検出装置。
（付記４）
前記微動物体判定部は、前記周波数スペクトルでの前記第１の閾値よりも高い周波数の強度の合計値が前記第２の閾値を超え、さらに、前記第１の閾値以下の周波数において前記周波数スペクトルの強度の合計値が前記第３の閾値を超えると、前記経時変化に対応する距離を満たす位置で検出された物体は静止していると判定する
ことを特徴とする付記３に記載の物体検出装置。
（付記５）
前記移動物体検出部は、
前記受信部が受信した受信信号の強度の前記第１の時間中の経時変化を、検出対象の移動物体を介した前記送信部から前記受信部までの距離に応じて求めると共に、前記第１の時間中の経時変化の波形に含まれる周波数の強度を示す周波数スペクトルを求め、
前記第１の時間中の経時変化から得られた周波数スペクトルで、正の周波数の強度の合計値が第４の閾値以上であると、前記第１の時間中の経時変化に対応する距離を満たす位置で移動物体を検出したと判定する
ことを特徴とする付記１〜４のいずれか１項に記載の物体検出装置。
（付記６）
前記移動物体検出部は、第１の開始時刻から前記第１の時間が経過するまでに受信された受信信号から得られた第１の検出結果と、前記第１の開始時刻より後の第２の開始時刻から前記第１の時間が経過するまでに受信された受信信号から得られた第２の検出結果とを用いて、前記第１の開始時刻から前記第２の開始時刻までの前記移動物体の移動の軌跡を求め、
前記微動物体判定部は、第３の開始時刻から前記第２の時間が経過するまでに受信された受信信号から得られた第１の判定結果と、前記第３の開始時刻より後の第４の開始時刻から前記第２の時間が経過するまでに受信された受信信号から得られた第２の判定結果とを用いて、前記第３の開始時刻から前記第４の開始時刻までの前記微動物体の移動の軌跡を求める
ことを特徴とする付記２〜５のいずれか１項に記載の物体検出装置。
（付記７）
レーダパルスを送信し、
物体からの前記レーダパルスの反射波を受信し、
第１の時間の間に受信した受信信号を解析することにより、移動している移動物体を検出し、
前記第１の時間よりも長い第２の時間の間に受信した受信信号を解析することにより、前記移動物体に比べて移動量が微小な微動物体を検出する
ことを特徴とする検出方法。
【符号の説明】
【０１４１】
１０、９０、１１０、１３０ 物体検出装置
１１ 制御部
１２、１３２ 送信部
１３ 送信アンテナ
１４ 受信アンテナ
１５ 表示部
２０、１４０ 受信部
２１ ゲートパルス生成部
２２ 検波部
２３、１４５ データ集録部
３０、１００、１２０ データ処理部
３１ メモリ
３２ 移動物体角度計算部
３３ 微動物体角度計算部
４０ 移動物体検出部
４１、５１ 信号取得部
４２、５２ 経時変化取得部
４３、５３、１０２ 計算部
４４、５４、１０３ 検出部
５０、１０１ 微動物体検出部
７０ 移動物体
７５ 微動物体
８０ 静止物体
１０４、１２３ 微動物体判定部
１２１ 低域角度計算部
１２２ 高域角度計算部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーダを用いた物体検出装置と、物体の検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、超広帯域（Ultra-Wideband、ＵＷＢ）レーダ装置を用いた物体の検出が行われてきている。ＵＷＢレーダ装置では、広帯域にわたる様々な周波数の電波が送受信される。このため、例えば、コンクリートや木材等の非金属を透過する波長の電波の送受信が可能なＵＷＢレーダ装置を用いて、壁越しに物体を検出することができる。
【０００３】
また、ＵＷＢレーダを含む種々のレーダ装置を用いた移動物体の検出も行われている。関連する技術として、短時間フーリエ変換を用いて、小さな移動物体を検出する装置も知られている。この装置は、受信信号を短時間フーリエ変換により時間−周波数軸上の信号に変換し、得られた信号の極大値の時間軸方向の所定の範囲について信号の強度を加算する。さらに、加算により得られた値が閾値を超えたかの判定結果に基づいて、目標が検出されたかが判定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２５６４０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、高速で移動する移動物体の検出を行うレーダ装置では、移動速度が遅い物体が検出されないという問題がある。このため、複数の移動物体がレーダ装置の検知範囲に存在しても、移動物体の移動速度の差が大きい場合は、検知範囲に含まれている全ての移動物体を検知することができないという問題があった。また、背景技術の欄では、ＵＷＢレーダについて述べているが、他のレーダ装置を用いたシステムでも、送信したレーダパルスの反射波を用いて目標までの距離と角度を計測する場合には、移動速度が異なる物体を検知できない場合がある。
【０００６】
本発明は、レーダ装置の検知範囲に含まれている物体を、その物体の移動速度に関わらず検知することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態に係る物体検出装置は、送信部、受信部、移動物体検出部、および、微動物体検出部を備える。送信部は、レーダパルスを送信する。受信部は、物体からの前記レーダパルスの反射波を受信する。移動物体検出部は、前記受信部が第１の時間の間に受信した受信信号を解析することにより、移動している移動物体を検出する。微動物体検出部は、前記第１の時間よりも長い第２の時間の間に、前記受信部が受信した受信信号を解析することにより前記移動物体に比べて移動量が微小な微動物体を検出する。
【発明の効果】
【０００８】
レーダ装置の検知範囲に含まれている個々の移動物体は、その移動速度に関わらず検知される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態にかかる物体検出装置の構成の例を示す図である。
【図２】受信部で行われる処理の例を説明する図である。
【図３】データ集録部で生成されるベースバンドデジタル信号の例を示す図である。
【図４】経時変化取得部の処理の例を説明する図である。
【図５】レンジビンごとの受信強度の経時変化と計算部の動作の例を説明する図である。
【図６】計算部の動作の例を説明する図である。
【図７】周波数バンクでの受信強度の合計値の例を示す図である。
【図８Ａ】移動物体検出部で行われる処理の例を説明するフローチャートである。
【図８Ｂ】移動物体検出部で行われる処理の例を説明するフローチャートである。
【図９】ベースバンドデジタル信号の例を示す図である。
【図１０】微動物体検出部での処理の例を説明する図である。
【図１１】レンジビンごとの合計値の例を示す図である。
【図１２Ａ】微動物体検出部の動作の例を説明するフローチャートである。
【図１２Ｂ】微動物体検出部の動作の例を説明するフローチャートである。
【図１３】移動物体角度計算部が保持するデータの例を示すテーブルである。
【図１４】目標の位置を特定する方法の例を説明する図である。
【図１５】表示部での表示例を示す図である。
【図１６】移動物体の後ろに静止物体がある場所で移動物体と微動物体を捕捉した場合の例を説明する図である。
【図１７】第２の実施形態に係る物体検出装置の構成の例を示す図である。
【図１８】周波数スペクトルの例を示す図である。
【図１９】計算部が微動物体の検出に用いる周波数領域の例を説明する図である。
【図２０】検出部の動作の例を説明する図である。
【図２１Ａ】微動物体検出部の動作の例を説明するフローチャートである。
【図２１Ｂ】微動物体検出部の動作の例を説明するフローチャートである。
【図２１Ｃ】微動物体検出部の動作の例を説明するフローチャートである。
【図２２】微動物体判定部が取得したデータの例を示すテーブルである。
【図２３】微動物体判定部で行われる判定の例を説明するフローチャートである。
【図２４】第３の実施形態に係る物体検出装置の構成の例を示す図である。
【図２５】微動物体判定部が取得したデータの例を示すテーブルである。
【図２６】第４の実施形態に係る物体検出装置の構成の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜第１の実施形態＞
図１は、第１の実施形態にかかる物体検出装置１０の構成の例を示す図である。図１では、受信アンテナ１４と受信部２０を２つ備えている物体検出装置１０の例を示しているが、物体検出装置１０に備えられる受信アンテナ１４や受信部２０などの数は、１つ以上の任意の数に変更される場合がある。
【００１１】
物体検出装置１０は、制御部１１、送信部１２、送信アンテナ１３、受信アンテナ１４（１４ａ、１４ｂ）、受信部２０（２０ａ、２０ｂ）、表示部１５、およびデータ処理部３０を備える。受信部２０は、ゲートパルス生成部２１（２１ａ、２１ｂ）、検波部２２（２２ａ、２２ｂ）、データ集録部２３（２３ａ、２３ｂ）を備える。データ処理部３０は、メモリ３１、移動物体検出部４０、微動物体検出部５０、移動物体角度計算部３２および微動物体角度計算部３３を備える。移動物体検出部４０は、信号取得部４１、経時変化取得部４２、計算部４３、検出部４４を備える。微動物体検出部５０は、信号取得部５１、経時変化取得部５２、計算部５３、検出部５４を備える。
【００１２】
制御部１１は、レーダパルス（送信パルス）を送信するタイミングの調整に用いられる信号を生成し、送信部１２に出力する。また、制御部１１は、目標に照射されたレーダパルスの反射波を受信するタイミングなどを調整するために用いられる信号も生成し、受信部２０に出力する。例えば、等価時間サンプリング方式によりベースバンド信号が生成される場合、制御部１１は、送信クロック信号、受信クロック信号、受信トリガ信号を生成する。受信クロック信号の周波数は、送信クロック信号の周波数と異なる周波数であるものとする。例えば、受信クロック信号の周波数は、送信クロック信号の周波数に比べて２０Ｈｚ程度低いことがある。また、受信トリガ信号は、送信クロック信号の周波数と受信クロック信号の周波数との差の逆数の周波数の信号であるものとする。すなわち、送信クロック信号の周波数（ｆｔ）で受信クロック信号の周波数が（ｆｒ）であるとすると、受信トリガ信号の周波数は１／（ｆｔ−ｆｒ）の絶対値となる。制御部１１は、送信クロック信号を送信部１２に出力する。また、制御部１１は、受信クロック信号をゲートパルス生成部２１に出力し、受信トリガ信号をデータ集録部２３に出力する。
【００１３】
送信部１２は、送信クロック信号を受け取ると、送信クロック信号で指定されるタイミングに合わせてレーダパルスを、目標に送信する。レーダパルスは、送信アンテナ１３を介して目標に送信される。ここで、目標は、レーダパルスの覆域に存在する物体であり、移動している物体や静止している物体などが含まれる場合がある。
【００１４】
以下の説明では、歩行者や車両など移動している物体を「移動物体」と記載する。また、座っている人間、立っている人間、樹木などでは、呼吸や姿勢の変化、あるいは、風などによる形状の変動などの動きが観測されるが、移動量が移動物体に比べて微小である。このような物体を以下の説明では、「微動物体」と記載することがある。なお、微動物体の移動量には、呼吸や姿勢の変化量、風などによる形状の変動量も含まれる。さらに、壁や家具などのように移動しない物体を「静止物体」と記載することもある。
【００１５】
送信部１２から送信されたレーダパルスは目標で反射し、受信アンテナ１４ａ、１４ｂは、反射波を受信する。受信アンテナ１４ａ、１４ｂで受信された受信信号からベースバンド信号を取得する方法の例を、図２を参照しながら説明する。
【００１６】
図２は、受信部２０で行われる処理の例を説明する図である。図２は、送信クロック信号の周波数が受信クロック信号の周波数よりも高い場合の例を示している。図２（ａ）に示すタイミングで送信されたレーダパルスは目標で反射する。ここで、受信信号は、送信パルス信号が目標で反射することにより得られた信号であるので、送信クロック信号と同じ周波数の波形に近似できる。受信信号の例を図２（ｂ）に示す。
【００１７】
制御部１１からゲートパルス生成部２１に受信クロック信号が入力されると、ゲートパルス生成部２１は、ゲートパルス信号を生成する。ゲートパルス生成部２１は、図２（ｃ）に示すように、ゲートパルス信号の立ち上がりと、受信クロック信号の入力が一致するように信号を生成する。ゲートパルス生成部２１は、生成したゲートパルス信号を検波部２２に出力する。
【００１８】
検波部２２は、受信信号の強度を、ゲートパルス信号で指定された期間にわたって取得する。ここで、ゲートパルス信号と受信クロック信号の立ち上がりが一致していて、送信クロック信号の周波数と受信クロック信号の周波数は異なっているので、ゲートパルス信号の立ち上がり位置は、図２（ａ）と図２（ｃ）に示すように、送信クロックの周期とずれる。一方、図２（ｂ）に示すように、受信信号の周期は送信クロックの周期と一致している。このため、検波部２２によって受信強度が取得される期間は、ゲートパルス信号と送信クロックの周期とのずれの大きさの変動に伴って、受信信号の周期の中で変動する。すなわち、検波部２２は、ゲートパルス信号に合わせて受信信号の強度を取得することにより、サンプル位置をずらしながら複数回にわたって受信信号の強度をサンプリングする。図２（ｄ）に、検波部２２が取得した信号の例を示す。検波部２２は、取得した信号の強度をデータ集録部２３に出力する。
【００１９】
データ集録部２３は、検波部２２から取得したデータを、個々のデータが取得されたときの送信クロック周期と受信クロックの周期のずれの大きさの小さい順に並べることにより、図２（ｅ）に示すようなベースバンドアナログ信号を生成する。ここで、ベースバンドアナログ信号は、受信トリガ信号が出力されてから次の受信トリガ信号が出力されるまでの間に、検波部２２によって取得された受信信号の強度の変化を表す。受信トリガ信号は、送信クロック信号の周期と受信トリガ信号の周期が一致するタイミングを通知する信号である。従って、ベースバンドアナログ信号は、受信信号を受信トリガ信号の周波数と同じ周波数になるように時間方向に伸張した信号となる。
【００２０】
ベースバンドアナログ信号は受信信号を伸張した信号であるので、受信アンテナ１４に到達した反射波の強度を、送信アンテナ１３から目標を介した受信アンテナ１４までの距離の関数に変換できる。ベースバンドアナログ信号の強度は、あるパルスが送信されてからそのパルスの反射波が受信されるまでの間に送信されたＵＷＢが進むことができる距離に対応付けられる。例えば、送信クロック信号によるパルスの繰り返し周波数が１０ＭＨｚである場合、光速が３×１０８（ｍ／ｓ）であるので、３×１０８（ｍ／ｓ）／１０ＭＨｚより、受信波は、送信アンテナ１３から３０ｍ以下の距離を進んで受信アンテナ１４に到達する。つまり、送信クロック信号が１０ＭＨｚのレーダパルスを用いた場合、１つのベースバンドデジタル信号は、送信アンテナ１３から目標を介した受信アンテナ１４までの距離が３０ｍ以下の様々な値となる反射波を受信することにより得られる信号であると考えられる。
【００２１】
さらに、データ集録部２３は、ベースバンドアナログ信号をデジタル化して、ベースバンドデジタル信号を生成する。前述のとおり、ベースバンドアナログ信号は距離の関数に変換できるので、デジタル化の際のサンプリング数により、物体検出装置１０の距離分解能が変動する。以下の記載では、分かりやすくするために、１つのベースバンドデジタル信号中での強度は、距離の関数として表現する。
【００２２】
データ集録部２３は、生成したベースバンドデジタル信号をメモリ３１に出力する。また、検波部２２から入力されたデータのうちで、すでに出力されたベースバンドデジタル信号の生成に用いられたデータを廃棄する。なお、以下の説明で、ベースバンドデジタル信号が生成される周期を「ベースバンド周期」と記載することがある。ベースバンド周期は、受信トリガ信号の周期と同じである。
【００２３】
図３は、データ集録部２３ａで生成されるベースバンドデジタル信号の例を示す図である。図３（ａ）は、時刻Ｔ１にデータ集録部２３ａから出力されたベースバンドデジタル信号の強度を示す。図３（ａ）の横軸は、送信アンテナ１３から目標を介して受信アンテナ１４ａに到達するまでの距離を表す。なお、図３（ａ）の横軸のメモリは、レンジビン単位である。ここで、レンジビンは、距離を算出する際の最小処理単位である。
【００２４】
ベースバンドデジタル信号は、受信トリガ信号がデータ集録部２３ａに入力されるたびにメモリ３１ａに出力される。時刻Ｔｎ（ｎは１以上の整数）に受信トリガ信号がデータ集録部２３ａに入力されたとすると、時刻Ｔｎに対応付けて、ベースバンドデジタル信号が１つずつメモリ３１ａに出力される。ここでは、時刻Ｔ２に図３（ｂ）、時刻Ｔ３に図３（ｃ）のベースバンドデジタル信号がメモリ３１ａに出力され、時刻Ｔ９に図３（ｄ）の信号が出力されたとする。なお、受信アンテナ１４ｂ、受信部２０ｂ、およびメモリ３１ｂの動作も、図２と図３を参照して説明した処理と同様である。
【００２５】
次に、移動物体検出部４０の動作について説明する。移動物体検出部４０は、例えば、歩いている人間などの移動物体を検出するために用いられる。移動物体検出部４０は、解析を開始する開始時間から第１の時間が経過するまでの間に得られたベースバンドデジタル信号を解析する。第１の時間は、移動物体が１つの計測位置を通過するまでにかかる時間以下の時間である。以下、歩いている人間が移動物体の場合を例として、第１の時間の上限値の計算方法を示す。人が移動するときの速度を時速４ｋｍ/ｈ程度とすると、次式より、秒速１．１ｍ／ｓとなる。
４０００ｍ／（６０分×６０秒）＝１．１ｍ
【００２６】
移動物体が、歩いている人の場合、人間のレンジ方向の寸法や手足の動きを考慮すると、移動物体の大きさは約０．５ｍとなる。従って、ある測定位置を人間が通過するまでにかかる時間は、次式より約０．４５秒となる。
０．５（ｍ）／１．１（ｍ／Ｓ）＝０．４５４５秒
そこで、歩いている人を検出する場合、第１の時間の上限値は約０．４５秒である。第１の時間は、０．４５秒以下で、移動物体検出部４０が処理しやすい数のベースバンドデジタル信号が得られる時間に設定される。例えば、ベースバンド周期が０．０５秒である場合、第１の時間の上限値が０．４５秒であれば、０．４５（ｓ）／０．０５（ｓ）＝９より、第１の時間の上限値までに９個のベースバンドデジタル信号が生成される。検出の開始時刻にベースバンドデジタル信号が生成されているとすると、検出の開始時刻から第１の時間の上限が経過するまでの間に１０個のベースバンドデジタル信号が生成される。従って、移動物体検出部４０が１回の検出処理に用いることができるベースバンドデジタル信号の数は１０以下である。以下に説明するように、移動物体検出部４０での処理では、フーリエ変換が用いられるため、１度の検出処理で用いられるベースバンドデジタル信号の数は、２の累乗の値であることが好ましい。以下の説明では、１回の検出に用いるベースバンドデジタル信号の数は、例えば、上限値までに生成されるベースバンドデジタル信号の数以下で、最も大きな２の累乗値に設定されているものとする。信号取得部４１は、予め、１回の検出処理に用いるベースバンドデジタル信号の数を記憶している。また、オペレータが、第１の時間を求めて、信号取得部４１に第１の時間を記憶させることもできる。信号取得部４１は、第１の時間の間に生成されたベースバンドデジタル信号をメモリ３１から取得する。
【００２７】
経時変化取得部４２は、開始時刻から第１の時間が経過するまでの受信信号の強度の経時変化を、レンジビンごとに求める。計算部４３は、経時変化の波形を周波数スペクトルに変換する。さらに、計算部４３は、周波数スペクトルでの周波数が正の値をとるデータの強度の合計値を計算する。検出部４４は、計算部４３で得られた合計値を、移動物体検出閾値と比較して、移動物体を介した送信アンテナ１３から受信アンテナ１４までの距離を求める。また、検出部４４は、予め、移動物体検出閾値や、捕捉する対象の大きさを記憶している。そこで、検出部４４は、計算部４３から複数の距離が算出された場合に、得られた距離は同一の移動物体に対応するかを確認する。移動物体検出部４０、経時変化取得部４２、計算部４３、検出部４４で行われる処理については、後で詳しく説明する。
【００２８】
微動物体検出部５０は、座っている人間などの微動物体を検出する。移動物体検出部４０は、解析を開始する開始時間から第２の時間が経過するまでの間に得られたベースバンドデジタル信号を解析する。第２の時間は、微動物体の動きの検出に用いられる数のベースバンドデジタル信号が生成されるのにかかる時間以上の時間である。また、第２の時間は、第１の時間よりも長い時間である。第２の時間を決定するためには基準値が用いられ、この基準値は、微動物体の動きの周波数と、微動物体の動きの観測回数の積に応じて決定される。例えば、座っている人や立っている人の体の揺れの周期が約３秒である場合、揺れの周波数は０．３Ｈｚ程度である。例えば、０．３Ｈｚの周波数の動きを、微動物体検出部５０は、２０周期の間観測するとする。すると、０．３Ｈｚ×２０回＝６秒より、第２の時間を求めるための基準値は６秒となる。
【００２９】
例えば、第２の時間の基準値が６秒でベースバンド周期が０．０５秒である場合、第２の時間の基準値の間に生成されるベースバンドデジタル信号の数は、６（ｓ）／０．０５（ｓ）＝１２０となる。検出の開始時刻にベースバンドデジタル信号が生成されているとすると、検出の開始時刻から第２の時間の基準値が経過するまでの間に１２１個のベースバンドデジタル信号が生成されていることになる。オペレータは、予め、第２の時間の基準値で生成されるベースバンドデジタル信号の数に近い値に、微動物体検出部５０が１回の検出処理に用いるベースバンドデジタル信号の数を設定し、信号取得部５１に記憶させる。後述するように、微動物体検出部５０での処理でも、フーリエ変換が用いられるため、微動物体検出部５０が１度の検出処理に用いるベースバンドデジタル信号の数は、２の累乗の値であることが好ましい。以下の説明では、微動物体検出部５０が１度の検出に用いるベースバンドデジタル信号の数は、２の累乗値のうちで、基準値の間に得られるベースバンドデジタル信号の数に近い値に設定されているものとする。従って、第２の時間は、微動物体検出部５０が処理しやすい数のベースバンドデジタル信号を取得することができる時間で、かつ、基準値に近い値である。さらに、オペレータは、微動物体検出部５０が１回の検出に用いるベースバンドデジタル信号の数とベースバンド周期から第２の時間を算出し、信号取得部５１に記憶させることができる。信号取得部５１は、記憶している数以上のベースバンドデジタル信号がメモリ３１に記憶されていると、ベースバンドデジタル信号を取得する。
【００３０】
経時変化取得部５２は、開始時刻から第２の時間が経過するまでの受信信号の強度の経時変化を、レンジビンごとに求める。計算部５３は、経時変化取得部５２で求められた経時変化の波形を周波数スペクトルに変換する。さらに、計算部５３は、予め決められた周波数の範囲において周波数スペクトルの強度の合計値を計算する。検出部５４は、合計値と微動物体検出閾値の比較結果に基づいて、目標を介した送信アンテナ１３から受信アンテナ１４までの距離を求める。検出部５４は、予め、微動物体検出閾値や捕捉する対象の大きさを記憶している。検出部５４は、計算部５３から複数の距離が算出された場合に、同一の微動物体が複数回検出されている可能性があるかを確認する。微動物体検出部５０、経時変化取得部５２、計算部５３、検出部５４で行われる処理については、後で詳しく説明する。
【００３１】
移動物体角度計算部３２は、移動物体検出部４０ａで得られた距離と、移動物体検出部４０ｂで得られた距離を取得する。移動物体角度計算部３２は、取得した距離を用いて、物体検出装置１０から見た移動物体の方向を計算する。例えば、移動物体角度計算部３２は、受信アンテナ１４ａと受信アンテナ１４ｂを結ぶ直線と、送信アンテナ１３と移動物体とを結ぶ直線がなす角度を計算する。移動物体角度計算部３２は、検出された移動物体の各々について、送信アンテナ１３から移動物体までの距離も計算する。移動物体角度計算部３２は、計算結果を表示部１５に出力する。移動物体角度計算部３２で行われる計算については、後で詳しく述べる。
【００３２】
微動物体角度計算部３３は、微動物体検出部５０ａで得られた距離と、微動物体検出部５０ｂで得られた距離を取得する。さらに、微動物体角度計算部３３は、取得された距離を用いて、物体検出装置１０から見た微動物体の方向を計算する。例えば、微動物体角度計算部３３は、受信アンテナ１４ａと受信アンテナ１４ｂを結ぶ直線と、送信アンテナ１３と微動物体とを結ぶ直線がなす角度を計算する。さらに、微動物体角度計算部３３は、送信アンテナ１３と微動物体の間の距離も計算する。微動物体角度計算部３３は、計算結果を表示部１５に出力する。微動物体角度計算部３３で行われる計算についても、後で詳しく述べる。
【００３３】
表示部１５は、移動物体角度計算部３２と微動物体角度計算部３３から得られたデータを表示する。表示部１５は、例えば、ディスプレイなど、データをユーザに視覚的に提示することができる任意の装置である。
【００３４】
〔移動物体の検出〕
以下、移動物体検出部４０で行われる移動物体の検出について説明する。この例では、移動物体検出部４０が１度に処理するベースバンドデジタル信号の数は８個である。また、第１の時間は、ベースバンド周期が０．０５秒であるので、０．０５秒×（８−１）回＝０．３５秒とする。ここで、検出の開始時刻にベースバンドデジタル信号が生成されているので、第１の時間は、７回のベースバンド周期となる。
【００３５】
例えば、図３に示すようなベースバンドデジタル信号がメモリ３１ａに格納されているとする。
（１）信号取得部４１は、メモリ３１に記憶されているベースバンドデジタル信号の数と、移動物体検出部４０で行われる１回の検出処理に用いられるベースバンドデジタル信号の数を比較する。メモリ３１に記憶されているベースバンドデジタル信号の数が１回の検出処理に用いられるベースバンドデジタル信号の数未満であれば、信号取得部４１は待機する。ここでは、１回の検出に８個のベースバンドデジタル信号が用いられるので、信号取得部４１は、時刻Ｔ１から時刻Ｔ７まで待機する。時刻Ｔ８になると８個のベースバンドデジタル信号がメモリ３１に記憶されるので、信号取得部４１は、時刻Ｔ１を処理の開始時刻とし、時刻Ｔ８を検出時間とする。
【００３６】
（２）信号取得部４１は、開始時刻から第１の時間が経過するまでに生成されたベースバンドデジタル信号を取得する。図４（ａ）は、移動物体検出部４０が８個のベースバンドデジタル信号を用いて検出を行う場合に取得されるベースバンドデジタル信号の例を示す。図４（ａ）に示すように、信号取得部４１は、時刻Ｔ１〜Ｔ８に生成された８つのベースバンドデジタル信号を取得する。
【００３７】
（３）経時変化取得部４２は、検出に用いられるベースバンドデジタル信号について、レンジビンごとの受信強度の経時変化を求める。例えば、経時変化取得部４２は、図４（ａ）に示す８つのベースバンドデジタル信号から、図４（ｂ）の太線に示すように、レンジビンごとの受信強度の経時変化を求める。図５（ａ）は、レンジビンＲ１〜Ｒ９の９つのレンジビンでの受信強度の経時変化の例を示す。図５の例では、レンジビンＲ５での受信強度が他のレンジビンでの受信強度よりも高くなっている。なお、各レンジビンで得られた受信強度には、移動物体から反射したレーダの強度と、静止物体から反射したレーダの強度の両方が含まれている。
【００３８】
（４）計算部４３は、経時変化取得部４２により得られた経時変化を、レンジビンごとにフーリエ変換する。すなわち、計算部４３は、経時変化の波形に含まれている周波数の成分ごとの強度を示す周波数スペクトルを、レンジビンごとに生成する。ここで、周波数スペクトルに含まれる周波数の上限は、ベースバンドデジタル信号の生成される周波数であり、周波数の下限はベースバンドデジタル信号が生成される周波数に−１をかけた値となる。例えば、ベースバンドデジタル信号が０．０５秒ごとに生成される場合、計算部４３は、−２０Ｈｚから２０Ｈｚの範囲にわたる周波数スペクトルを生成する。また、フーリエ変換を行うときのポイント数によって、周波数バンクの大きさは変動する。ここで、周波数バンクは、周波数スペクトルに含まれる周波数の範囲をポイント数で割った値であり、フーリエ変換が行われたポイント間の周波数の差を示す。例えば、−２０Ｈｚから２０Ｈｚの範囲にわたる周波数スペクトルについて８ポイントのフーリエ変換が行われる場合、周波数バンクは、５Ｈｚになる。
【００３９】
図５（ｂ）に計算部４３によって生成された周波数スペクトルの例を示す。図５（ｂ）に示すように、レンジビンＲ１〜Ｒ９のいずれでも、０Ｈｚを中心として線対称な周波数スペクトルが得られる。−５〜０Ｈｚの周波数バンクと、０〜５Ｈｚの周波数バンクは、静止物体から反射したレーダの強度を含んでいる。
【００４０】
（５）計算部４３は、各レンジビンの周波数スペクトルについて、０Ｈｚを含む周波数バンクを除いて、予め決められた周波数バンクでの強度を合計して合計値を求める。ここで、合計値を求めるために用いる周波数バンクの範囲は任意に変更することができ、合計される周波数バンクの数や周波数の範囲に応じて移動物体検出閾値の値が決定される。
【００４１】
図６は、計算部４３の動作の例を説明する図である。図６は、正の周波数の周波数バンクでの受信強度の合計値を求める場合の例を示している。例えば、図６に示す各レンジビンでの周波数スペクトルについて、計算部４３は、予め決められた範囲６３（６３ａ〜６３ｉ）で示した部分の受信強度の合計値を求めるとする。計算部４３は、得られた結果を検出部４４に出力する。
【００４２】
（６）検出部４４は、各レンジビンについて得られた合計値を移動物体検出閾値と比較し、合計値が移動物体検出閾値以上のレンジビンがあれば、そのレンジビンに対応する位置で移動物体が検出されていると判定する。例えば、図７に、予め決められた周波数バンクでの受信強度の合計値の例を示す。図７では、レンジビンＲ５での合計値が移動物体検出閾値を上回っている。この場合、検出部４４は、送信アンテナ１３から移動物体を介して受信アンテナ１４ａに到達するまでの距離はレンジビンＲ５で表される距離であると判定する。検出部４４は、レンジビンの番号を記憶する。なお、検出部４４は、レンジビンの番号に基づいて、送信アンテナ１３から移動物体を介した受信アンテナ１４ａまでの距離を求めて、得られた距離を記憶することもできる。
【００４３】
検出部４４は、予め、捕捉対象の移動物体の大きさを記憶しているものとする。計算部４３において、複数のレンジビンの番号が通知された場合、移動物体の大きさと、通知されたレンジビン同士の距離を比較する。通知されたレンジビン同士の距離が、捕捉対象の移動物体の大きさ以下である場合、検出部４４は、１つの移動物体が検出されたと判定し、複数のレンジビンでのデータを適宜、マージする。例えば、レンジビンＲ４とＲ５で移動物体が見られたと計算部４３から通知されたとする。もし、移動物体の大きさが２つのレンジビンにまたがる大きさであれば、計算部４３は、検出された移動物体は１つであると判定する。この場合、レンジビンＲ４とＲ５のうち、受信強度の合計値が大きい方のレンジビンで移動物体が検出されたと判定し、受信強度の合計値が小さい方についてのデータを破棄する。
【００４４】
一方、通知された２つのレンジビン同士の距離が、捕捉対象の移動物体の大きさよりも大きい場合、検出部４４は、２つの移動物体が検出されたと判定する。この場合、検出部４４は、計算部４３から通知された２つのデータの双方を格納し、適宜、移動物体角度計算部３２に出力する。ここで、出力される検出結果は、時刻Ｔ８での検出結果として扱われる。検出部４４は、移動物体角度計算部３２に出力したデータを、廃棄する。このため、検出部４４は、１回の検出で得られたデータを記憶することはあるが、複数の検出の結果を記憶することは無い。例えば、時刻Ｔ１〜Ｔ８での検出結果は、検出部４４が時刻Ｔ８での検出結果を移動物体角度計算部３２に出力するまでは検出部４４に格納されている。しかし、時刻Ｔ２〜Ｔ９のベースバンドデジタル信号が処理されるときは、検出部４４は、時刻Ｔ１〜Ｔ８での検出結果を記憶していない。
【００４５】
メモリ３１ａから取得されたベースバンドデジタル信号を用いた検出が終わると、移動物体検出部４０は、取得したベースバンドデジタル信号のうち、最も早い時刻に生成された信号を廃棄する。さらに、移動物体検出部４０は、前回取得したベースバンドデジタル信号のうちで最後に生成された信号の次に生成された信号を、メモリ３１ａから取得して、検出を継続する。例えば、時刻Ｔ１〜Ｔ８に生成されたベースバンドデジタル信号を用いた検出処理が終わると、移動物体検出部４０は、時刻Ｔ１に生成されたベースバンドデジタル信号を廃棄して、時刻Ｔ９に生成されたベースバンドデジタル信号を取得する。その後、移動物体検出部４０では、時刻Ｔ２〜Ｔ９に生成されたベースバンドデジタル信号を用いた検出処理が行われる。また、以上の説明は、受信アンテナ１４ａから受信された信号に基づいた移動物体検出部４０ａについて述べたが、移動物体検出部４０ｂは、受信アンテナ１４ｂからの信号を用いて移動物体検出部４０ａと同様の処理を行う。なお、移動物体検出部４０は、検出結果の出力が終わると、取得したベースバンドデジタル信号を全て廃棄して、新たに処理対象の時刻のベースバンドデジタル信号を取得しても良い。
【００４６】
図８Ａと図８Ｂは、移動物体検出部で行われる処理の例を説明するフローチャートである。なお、図８Ａと図８Ｂに示すフローチャートは一例であって、例えば、ステップＳ１３とＳ１４の順番が入れ替えられるなど、移動物体検出部４０で行われる処理は、実装に応じて適宜、変更される場合がある。また、図８Ａと図８Ｂは、移動物体検出部４０が検出後に取得したベースバンドデジタル信号を全て廃棄して、新たに処理対象の時刻の信号を取得する場合の動作を説明している。定数Ｎは、フーリエ変換のポイント数である。変数ｔは、検出時刻を示す。変数ｎは、取得されたベースバンドデジタル信号の数の計数に用いられる。変数ｒは、処理されるレンジビンの番号を表す。変数ｔｎは、１回の処理で検出された移動物体の数の計数に用いられる。
【００４７】
移動物体の検出が開始されると、信号取得部４１は、変数ｎを０、変数ｔをＮに設定する（ステップＳ１）。信号取得部４１は、メモリ３１からｔ−ｎ番目のベースバンドデジタル信号を取得し、ｎの値を１つインクリメントする（ステップＳ２、Ｓ３）。さらに、信号取得部４１は、変数ｎがＮ未満かを確認する（ステップＳ４）。変数ｎがＮ未満の場合、ステップＳ２〜Ｓ４の処理が繰り返される。一方、変数ｔがＮ以上の場合、信号取得部４１はベースバンドデジタル信号の取得を中止して、それまでに取得したベースバンドデジタル信号を経時変化取得部４２に出力する。
【００４８】
経時変化取得部４２は、変数ｒを１に設定する（ステップＳ５）。さらに、経時変化取得部４２は、信号取得部４１から入力されたベースバンドデジタル信号のｒ番目のレンジビンでの信号の強度を読み取り、信号強度の経時変化を求める（ステップＳ６）。経時変化取得部４２は、ｒ番目のレンジビンでの強度の経時変化を表すデータを計算部４３に出力する。計算部４３は、ｒ番目のレンジビンでの強度の経時変化をフーリエ変換し、経時変化の波形を基にした周波数スペクトルを生成する（ステップＳ７）。計算部４３は、ｒ番目のレンジビンの周波数スペクトルについて、０Ｈｚを含む周波数バンクを除く周波数バンクでの強度の合計値を計算し、格納する（ステップＳ８、Ｓ９）。その後、計算部４３は、ｒを１つインクリメントして、レンジビンの最大値（ｒａｎｇｅ＿ｍａｘ）と比較する（ステップＳ１０、Ｓ１１）。ｒがレンジビンの最大値より大きくなるまで、ステップＳ６〜Ｓ１１の処理が繰り返される。
【００４９】
変数ｒがレンジビンの最大値より大きくなると、検出部４４は、格納されている合計値を取得し、変数ｒを再度、１に設定する（ステップＳ１２、Ｓ１３）。検出部４４は、変数ｔｎを１に設定する（ステップＳ１４）。検出部４４は、ｒ番目のレンジビンでの合計値と移動物体検出閾値を比較する（ステップＳ１５）。合計値が移動物体検出閾値よりも大きい場合、検出部４４は、移動物体の数ｔｎが２未満であるかを確認する（ステップＳ１５でＹｅｓ、ステップＳ１６）。移動物体の数が２未満である場合、検出部４４は、１番目の移動物体のデータとして計算部４３から得られたデータを記憶する（ステップＳ１８）。さらに、検出部４４は、変数ｔｎを１つインクリメントする（ステップＳ１９）。
【００５０】
一方、移動物体の数が２以上である場合、検出部４４は、ｔｎ番目の移動物体とｔｎ−１番目に検出された移動物体との間の距離を算出し、両者の距離が捕捉しようとする移動物体の大きさより大きいかを判定する（ステップＳ１７）。両者の距離が捕捉しようとする移動物体の大きさよりも大きい場合、検出部４４は、ｔｎ番目の移動物体が検出されたと判定してデータを格納する（ステップＳ１７でＹｅｓ、ステップＳ１８）。検出部４４は、さらに、変数ｔｎを１つインクリメントする（ステップＳ１９）。ステップＳ１７で、ｔｎ番目の移動物体とｔｎ−１番目に検出された移動物体との間の距離が捕捉しようとする移動物体の大きさより小さいと判定されると、検出部４４は、ｔｎ番目の移動物体とｔｎ−１番目に検出された移動物体をマージする（ステップＳ１７でＮｏ）。
【００５１】
ステップＳ１５〜Ｓ１９の処理が終わると、検出部４４は、ｒの値を１つインクリメントしてからレンジビンの最大値と比較する（ステップＳ２０、Ｓ２１）。ｒがレンジビンの最大値より大きくなるまで、ステップＳ１５〜Ｓ２１の処理が繰り返される。
【００５２】
ｒがレンジビンの最大値より大きくなると、検出部４４は、現在取得されているベースバンドデジタル信号処理は終わったと判断して、その旨を信号取得部４１に通知する。信号取得部４１は、ｔの値をメモリ３１に記録されているベースバンドデジタル信号の総数（ｔ＿ｍａｘ）と比較する（ステップＳ２２）。ｔの値がｔ＿ｍａｘよりも大きい場合、全てのデータの処理が終わっているので、移動物体検出部４０の処理は終了する（ステップＳ２２でＹｅｓ）。一方、ｔの値がｔ＿ｍａｘ以下の場合、検出部４４は、ステップＳ１８で移動物体と判定された物体が検出されたレンジビンの番号を、時刻ｔでの検出結果として移動物体角度計算部３２に出力する（ステップＳ２３）。さらに、信号取得部４１は、現在のｔの値１つインクリメントし、変数ｎを０に変更する（ステップＳ２４）。ステップＳ２２において、ｔの値がｔ＿ｍａｘよりも大きいと判定されるまで、ステップＳ２〜ステップＳ２４の処理が繰り返される。ステップＳ２〜Ｓ２４の処理の繰り返しにより、移動物体の位置の変化の軌跡が求められ、移動物体の追跡が行われる。
【００５３】
〔微動物体の検出〕
次に、微動物体の検出方法について説明する。ここでは、受信部２０ａで時刻Ｔ１〜Ｔ９に生成されたベースバンドデジタル信号は、図３に示すような信号であるものとする。さらに、時刻Ｔ１０には図９（ａ）、時刻Ｔ１１には図９（ｂ）に示すベースバンドデジタル信号が生成され、時刻Ｔ１２８には図９（ｃ）、時刻Ｔ１２９には図９（ｄ）に示すようなベースバンドデジタル信号が生成されたとする。この場合、メモリ３１ａには、時刻Ｔ１〜Ｔ９までの図３（ａ）〜図３（ｄ）のベースバンドデジタル信号と、時刻Ｔ１０以降の図９（ａ）〜図９（ｄ）に示すベースバンドデジタル信号が記憶されている。ここでは、微動物体検出部５０が１度に処理するベースバンドデジタル信号の数は１２８個であるものとする。また、ベースバンド周期が０．０５秒であるものとする。すると、第２の時間は、１２８個のベースバンドデジタル信号を取得することができるように、ベースバンド周期の１２７倍、すなわち、０．０５秒×１２７回＝６．３５秒とする。
【００５４】
（１）メモリ３１ａに記憶されているベースバンドデジタル信号の数が微動物体検出部５０ａでの１回の検出処理に用いられるベースバンドデジタル信号の数になるまで、信号取得部５１ａは待機する。ここでは、微動物体検出部５０ａでの１回の検出に１２８個のベースバンドデジタル信号が用いられるので、信号取得部４１ａは、時刻Ｔ１２８まで待機する。時刻Ｔ１２８になると信号取得部５１は、時刻Ｔ１を処理の開始時刻とし、時刻Ｔ１２８を検出時間とする。
【００５５】
（２）信号取得部５１ａは、開始時刻から第２の時間が経過するまでに生成されたベースバンドデジタル信号を取得する。この処理により、信号取得部５１ａは、１回の検出に用いる数のベースバンドデジタル信号をメモリ３１ａから取得する。ここでは、微動物体検出部５０ａは、図３と図９（ａ）〜図９（ｃ）に示すベースバンドデジタル信号を含む１２８個のベースバンドデジタル信号を取得する。
【００５６】
（３）経時変化取得部５２ａは、信号取得部５１ａで取得されたベースバンドデジタル信号について、レンジビンごとの受信強度の経時変化を求める。経時変化取得部５２ａで行われる経時変化の求め方は、経時変化取得部４２での経時変化の求め方と同様である。得られた経時変化の例を図１０（ａ）に示す。図３に示したように、時刻Ｔ１などでは一部のレンジビンで、移動物体からの反射による受信強度の上昇が見られるが、経時変化取得部５２ａでは、時刻Ｔ１〜Ｔ１２８などの長い時間の経時変化が取得されるため、移動物体の影響は小さくなっている。つまり、経時変化取得部５２ａで得られた経時変化の波形は、微動物体の移動による反射波の変化と、静止物体からの反射波の影響を大きく受けているといえる。
【００５７】
（４）計算部５３ａは、経時変化取得部５２ａにより得られた経時変化をレンジビンごとにフーリエ変換することにより、レンジビンごとの周波数スペクトルを生成する。なお、計算部４３により生成される周波数スペクトルと同様に、周波数スペクトルに含まれる周波数の上限は、ベースバンドデジタル信号が生成される周波数であり、周波数の下限はベースバンドデジタル信号が生成される周波数に−１をかけた値となる。また、フーリエ変換を行うときのポイント数によって、周波数バンクの大きさは変動する。例えば、計算部５３が１２８ポイントのフーリエ変換により−２０Ｈｚから２０Ｈｚの範囲の周波数スペクトルを生成すると、周波数バンクは０．３１２５Ｈｚとなる。
【００５８】
（５）計算部５３ａは、各レンジビンの周波数スペクトルについて、０Ｈｚを含む周波数バンクを除いて、予め決められた周波数バンクでの強度を合計して合計値を求める。ここで、微動物体による動作が観測される周波数が予め予測できている場合、計算部５３ａは、予測される周波数の範囲の周波数バンクの強度の合計値を求める。例えば、計算部５３ａは、第１の閾値よりも低い周波数の周波数バンクでの強度の合計値を求めることができる。ここで、第１の閾値は、例えば、微動物体の動作の周波数の上限値とされる。なお、計算部５３ａは、予め、第１の閾値や合計値を求める周波数バンクを記憶しているものとする。図１０（ｂ）の例では、計算部５３ａは、周波数範囲６０（６０ａ〜６０ｉ）の周波数バンクでの強度の合計値を計算するものとする。図１１に、レンジビンごとの合計値の例を示す。計算部５３ａは、検出部５４ａに得られた結果を出力する。
【００５９】
（６）検出部５４ａは、各レンジビンについて得られた合計値を、微動物体検出閾値と比較する。微動物体検出閾値は、微動物体の検出に用いられる合計値の大きさを表す。検出部５４ａは、合計値が微動物体検出閾値以上であれば、微動物体が検出されたと判定する。図１１の例では、レンジビンＲ４〜Ｒ６で合計値が微動物体検出閾値を超えているので、レンジビンＲ４〜Ｒ６に微動物体が検出される。
【００６０】
検出部５４ａは、複数のレンジビンで微動物体が検出されると、微動物体が検出されたレンジビンの番号から、微動物体が検出された位置の間の距離を求める。さらに、捕捉される微動物体の大きさと微動物体が検出された位置の距離を比較し、検出された微動物体が１つであるか、複数であるかを判定する。この判定方法は、検出部４４と同様である。
【００６１】
検出部５４ａは、微動物体の検出結果を微動物体角度計算部３３に出力する。さらに、検出部５４ａは、微動物体角度計算部３３に出力したデータを、廃棄する。このため、検出部５４ａは、１回の検出で得られたデータを記憶することはあるが、複数の検出の結果を記憶することは無い。例えば、時刻Ｔ１〜Ｔ１２８での検出結果は、検出部５４ａが時刻Ｔ１２８での検出結果を微動物体角度計算部３３に出力するまでは検出部５４ａに格納されている。しかし、時刻Ｔ２〜Ｔ１２９のベースバンドデジタル信号が処理されるときは、検出部５４ａは、時刻Ｔ１〜Ｔ１２８での検出結果を記憶していない。
【００６２】
なお、ここでは、微動物体検出部５０ａの動作について説明したが、微動物体検出部５０ｂもメモリ３１ｂに格納されているベースバンドデジタル信号について、微動物体検出部５０ａと同様に処理する。
【００６３】
図１２Ａと図１２Ｂは、微動物体検出部５０の動作の例を説明するフローチャートである。信号取得部５１は、計算部５３で行われるフーリエ変換のポイント数（Ｎ２）と同数のベースバンドデジタル信号を用いて微動物体を検出するものとする。また、変数ｔｍは、１回の検出処理で検出される微動物体の数の計数に用いられる。
【００６４】
微動物体の検出が開始されると、信号取得部５１は、変数ｔをＮ２に設定し、変数ｎを０に設定する（ステップＳ３１）。信号取得部５１は、ｔ−ｎ番目のベースバンドデジタル信号を取得して、ｎを１つインクリメントする（ステップＳ３２、Ｓ３３）。信号取得部５１は、ｎとＮ２の値を比較し、ｎがＮ２以上になるまでベースバンドデジタル信号の取得を繰り返す（ステップＳ３４）。
【００６５】
ｎがＮ２以上になると、経時変化取得部５２は、変数ｒを１に設定する（ステップＳ３５）。その後、経時変化取得部５２は、ｒ番目のレンジで観測された信号強度の経時変化を取得し、計算部５３に出力する（ステップＳ３６）。計算部５３は、入力された経時変化の波形をフーリエ変換して周波数スペクトルを生成し、微動物体の動作の周波数を含む範囲の周波数バンクの強度の合計値を求め、記憶する（ステップＳ３７〜Ｓ３９）。次に、計算部５３は、ｒを１つインクリメントして、レンジビンの番号の最大値（ｒａｎｇｅ＿ｍａｘ）と比較する（ステップＳ４０、Ｓ４１）。全てのレンジビンについて合計値が求められるまで、ステップＳ３６〜Ｓ４１の処理が繰り返される。
【００６６】
変数ｒがレンジビンの番号の最大値より大きくなると、検出部５４は、各レンジビンについて求められた合計値を取得し、変数ｒを１に設定する（ステップＳ４２、Ｓ４３）。検出部５４は、ｔｍの値を１に設定する（ステップＳ４４）。検出部５４は、合計値を微動物体検出閾値と比較する（ステップＳ４５）。合計値が微動物体検出閾値より大きい場合、検出部５４は、変数ｔｍの値が２未満であるかを確認する（ステップＳ４６）。ｔｍが２以上の場合、複数のレンジビンで微動物体が検出されているので、検出部５４は、捕捉する微動物体の大きさと、微動物体が検出されたレンジビンの間の距離を比較し、複数のレンジビンで検出された微動物体は同一であるかを確認する（ステップＳ４７）。微動物体が検出されたレンジビン同士の距離が微動物体の大きさより大きい場合、検出部５４は、ｔｍ番目の微動物体が検出されたと判定してｔｍの値を１つインクリメントする（ステップＳ４８、Ｓ４９）。その後、検出部５４は、ｒの値をインクリメントする（ステップＳ５０）。一方、微動物体が検出されたレンジビン同士の距離が微動物体の大きさ以下の場合、ステップＳ４８、Ｓ４９の処理は行われずに次のレンジビンが処理対象となる（ステップＳ４７でＮｏ、ステップＳ５０）。その後、検出部５４は、ｒの値をレンジビンの番号の最大値と比較する（ステップＳ５１）。検出部５４は、全てのレンジビンについてステップＳ４５〜Ｓ５１の動作を行う。一方、合計値が微動物体検出閾値以下の場合、ステップＳ４６〜Ｓ４９の処理が行われずに、ステップＳ５０以下の処理が行われる（ステップＳ４５でＮｏ）。
【００６７】
信号取得部５１は、ｔの値をメモリ３１に記憶されているベースバンドデジタル信号の総数（ｔ＿ｍａｘ）と比較する（ステップＳ５２）。変数ｔの値がｔ＿ｍａｘ以下の場合、信号取得部５１は、現在の処理で得られた結果を微動物体角度計算部３３に出力する（ステップＳ５３）。さらに、変数ｔの値を１つインクリメントし、変数ｎを０に変更する（ステップＳ５４）。変数ｔの値がｔ＿ｍａｘを超えるまで、ステップＳ３１〜Ｓ５４の処理が繰り返される。ステップＳ３１〜Ｓ５４の処理の繰り返しにより、微動物体が存在する時間の長さや位置の変動などの、微動物体の存在位置の変化の軌跡が求められ、微動物体の追跡が行われる。
【００６８】
〔目標の位置の特定〕
移動物体角度計算部３２は、移動物体検出部４０a、４０ｂから入力されたデータに基づいて、移動物体の位置を特定する。上記の例では、移動物体角度計算部３２は、時刻Ｔ８のベースバンドデジタル信号が処理されてから、ベースバンド周期ごとに移動物体検出部４０からデータを受け取り、移動物体の位置を特定する。
【００６９】
一方、微動物体角度計算部３３は、微動物体検出部５０ａ、５０ｂから入力されたデータに基づいて、微動物体の位置を特定する。上記の例では、微動物体角度計算部３３は、時刻Ｔ１２８のベースバンドデジタル信号が処理されてから、ベースバンド周期ごとに微動物体検出部５０からデータを受け取り、微動物体の位置を特定する。従って、時刻Ｔ１〜Ｔ１２７のベースバンドデジタル信号が処理されている間は、移動物体だけが検出され、時刻Ｔ１２８以降のベースバンドデジタル信号が処理されると、移動物体と微動物体の両方が検出される。最初に移動物体と微動物体の両方が検出されるとき、移動物体検出部４０では、時刻Ｔ１２１〜Ｔ１２８のベースバンドデジタル信号に基づいて得られたデータが処理され、微動物体検出部５０では、時刻Ｔ１〜Ｔ１２８のベースバンドデジタル信号に基づいて得られたデータが処理される。
【００７０】
以下、移動物体角度計算部３２で行われる処理を詳しく説明する。なお、微動物体角度計算部３３が微動物体の位置を特定する際に行う処理は、移動物体角度計算部３２が移動物体の位置を特定する際に行う処理と同様である。
【００７１】
図１３は、移動物体角度計算部３２が保持するデータの例を示すテーブルである。移動物体角度計算部３２は、データの通し番号と、アンテナ番号、距離を保持する。アンテナ番号は、受信アンテナ１４ａと１４ｂのいずれで受信された受信波に基づいて検出された距離であるかを表す。ここでは、受信アンテナ１４ａでの受信波に基づいて得られた距離についてはアンテナ番号を１とし、受信アンテナ１４ｂでの受信波に基づいて得られた距離についてはアンテナ番号を２とするものとする。従って、移動物体角度計算部３２は、移動物体検出部４０ａから入力された距離に、アンテナ番号＝１を対応付ける。一方、移動物体検出部４０ｂから入力された距離に対して、移動物体角度計算部３２は、アンテナ番号＝２を対応付ける。
【００７２】
図１４は、目標の位置を特定する方法の例を説明する図である。図１４の例では、送信アンテナ１３から目標６５にレーダパルスが送信され、目標６５からの反射波が受信アンテナ１４ａ、１４ｂで受信されているものとする。移動物体検出部４０ａからで求められた距離は、目標６５を介した送信アンテナ１３から受信アンテナ１４ａまでの距離であるので、Ｌ１である。一方、移動物体検出部４０ｂでは、目標６５を介した送信アンテナ１３から受信アンテナ１４ｂまでの距離が求められるので、移動物体検出部４０ｂではＬ２が求められる。また、送信アンテナ１３と受信アンテナ１４ａの間の距離をｄ１、送信アンテナ１３と受信アンテナ１４ｂの間の距離をｄ２とする。従って、図１４に含まれている数値のうち、Ｌ１、Ｌ２、ｄ１、ｄ２は、測定可能な数値である。
【００７３】
図１４に示すように、送信アンテナ１３から目標６５までの距離をＤ１、受信アンテナ１４ａから目標６５までの距離をＤ２、受信アンテナ１４ｂから目標６５までの距離をＤ３とする。さらに、受信アンテナ１４ａと受信アンテナ１４ｂを結ぶ直線と、送信アンテナ１３と目標６５を結ぶ直線がなす角度をθとする。移動物体角度計算部３２は、図１３のテーブル中の２つの距離の値を用いて、移動物体について、θとＤ１の値を求める。
【００７４】
まず、移動物体角度計算部３２は、移動物体検出部４０ａから入力された距離と移動物体検出部４０ｂから入力された距離のうち、同一の移動物体を介した距離の組み合わせを決定する。同一の目標６５について、Ｌ１の長さとＬ２の長さの差は、２つの受信アンテナ１４の間の距離（ｄ１＋ｄ２）よりも小さくなる。すなわち、以下の関係が成り立つ。
【００７５】
【数１】
【００７６】
例えば、ｄ１＋ｄ２の値が０．５ｍだとする。図１３のＮｏ．１のデータは、受信アンテナ１４ａでの受信波の処理により３．０ｍという距離が得られている。また、Ｎｏ．２のデータは、受信アンテナ１４ｂでの受信波の処理結果から３．１ｍという値が得られている。この場合、Ｎｏ．１とＮｏ．２の組み合わせは（１）式の関係を満たすので、移動物体角度計算部３２は、Ｎｏ．１とＮｏ．２のデータは同一の移動物体に基づいて得られたと判定する。同様の処理により、図１３のテーブルでは、以下の３つの移動物体が検出されていると判定される。
a) Ｎｏ．１とＮｏ．２のデータの組み合わせで特定される移動物体
b) Ｎｏ．３とＮｏ．４のデータの組み合わせで特定される移動物体
c) Ｎｏ．３とＮｏ．５のデータの組み合わせで特定される移動物体
ここで、Ｎｏ．３のデータは２回使用されているが、この場合は、送信アンテナ１３の位置と受信アンテナ１４ａの位置を焦点とした楕円上に２つの移動物体があると判定されている。
【００７７】
以下、データの組み合わせを用いて移動物体の位置を特定するための計算について述べる。図１４の図に示すように、Ｌ１、Ｌ２、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３の間には、（２）式と（３）式の関係が成り立つ。
【００７８】
【数２】
【００７９】
【数３】
【００８０】
また、図１４の三角形Ａより（４）式が成り立つ。
【数４】
【００８１】
同様に、図１４の三角形Ｂより、（５）式が成り立つ。
【数５】
【００８２】
（２）式と（３）式を変形すると、次のようになる
【数６】
【００８３】
【数７】
【００８４】
（６）式を（４）式に代入して変形すると以下のようになる。
【数８】
【００８５】
【数９】
【００８６】
また、（７）式を（５）式に代入して変形すると、以下のようになる。
【００８７】
【数１０】
【００８８】
【数１１】
【００８９】
（９）式と（１１）式より、
【数１２】
【００９０】
【数１３】
従って、（１３）式を（９）式もしくは（１１）式に代入することによりＤ１が算出される。移動物体角度計算部３２は、Ｄ１とθを表示部１５に出力する。
【００９１】
表示部１５は、Ｄ１とθを用いて移動物体の位置をディスプレイに表示する。また、表示部１５は、移動物体の位置を、ｘｙ座標などの他の座標系に変換して表示することもできる。微動物体角度計算部３３も、移動物体角度計算部３２と同様に微動物体検出部５０ａ、５０ｂから入力されたデータを処理して、微動物体と送信アンテナ１３の間の距離と、微動物体と送信アンテナ１３を結ぶ直線が２つのアンテナを結ぶ直線となす角度を算出する。また、微動物体角度計算部３３も、得られた結果を表示部１５に出力する。表示部１５は、微動物体についても、移動物体と同様にディスプレイに位置を表示する。
【００９２】
図１５に、表示部１５での表示例を示す。図１５（ａ）では、物体検出装置１０は、壁１を透過して、壁１の反対側にある移動物体と微動物体を検出する場合の例を示しているが、物体検出装置１０は、壁透過レーダを備えたレーダ装置には限られない。ここでは、図１５（ａ）に示すように、物体検出装置１０が、移動物体７０と微動物体７５を１つずつ捕捉したとする。この場合、表示部１５では、図１５（ｂ）に示すように、移動物体７０の位置と微動物体７５の位置が表示される。
【００９３】
このように、物体検出装置１０は、その物体からの反射波を観測する時間を変更する。例えば、移動物体は１つのレンジビンに存在する時間が短いので、物体検出装置１０は、移動物体が１つのレンジビンにいる時間に観測された反射波を用いて移動物体を検出する。一方、微動物体は１つのレンジビンに存在する時間が移動物体に比べて長く、さらに、微動物体の動きの周波数が小さいため、物体検出装置１０は、移動物体より長い時間にわたって反射波を観測することにより微動物体を検出する。言い換えると、物体検出装置１０は、検出に用いるベースバンドデジタル信号の数を検出対象の物体の移動の速さに応じて変更している。物体検出装置１０は、物体の移動の速さに応じて反射波を観測する時間の長さを変更することにより、移動物体と微動物体の両方を検出することができる。
【００９４】
＜第２の実施形態＞
図１６は、移動物体７０の後ろに静止物体８０がある場所で、移動物体と微動物体を捕捉した場合の例を説明する図である。図１６の例では、物体検出装置１０は、壁１ａと壁１ｂにはさまれていて静止物体８０を含む領域中の移動物体と微動物体を検出している。図１６（ａ）は、移動物体７０が移動する方向と、物体検出装置１０と移動物体７０を結ぶ直線とのなす角度が小さい場合の例を示している。この場合、移動物体７０が移動することにより、物体検出装置１０と移動物体７０を結ぶ直線状に位置する静止物体８０は、物体検出装置１０から見え隠れすることがある。すなわち、静止物体８０からの反射波は、移動物体７０の動き方に応じて変動することがある。このように静止物体８０の一部分が見え隠れするときの反射波の変動の周波数に応じて、物体検出装置１０は、静止物体８０の位置に、誤って微動物体を検出してしまうことがある。
【００９５】
例えば、移動物体７０が人間であるとすると、人間が図１６（ａ）の矢印に示す方向に歩くときに、手や足を振ることにより静止物体８０からの反射波の強度が変動する。この変動のために、静止物体８０の位置に微動物体７５がいるように見えるので、表示部１５では、図１６（ｂ）に示す検出結果が表示される。そこで、第２の実施形態では、物体検出装置と移動物体７０を結んだ先に静止物体８０がある場合でも、誤検出を防ぐための物体検出装置について説明する。
【００９６】
図１７は、第２の実施形態に係る物体検出装置９０の構成の例を示す図である。物体検出装置９０は、制御部１１、送信部１２、送信アンテナ１３、受信アンテナ１４、受信部２０、表示部１５、および、データ処理部１００を備える。データ処理部１００は、微動物体検出部１０１（１０１ａ、１０１ｂ）、および、微動物体判定部１０４（１０４ａ、１０４ｂ）を備え、さらに、メモリ３１、移動物体角度計算部３２、微動物体角度計算部３３、移動物体検出部４０を備える。微動物体検出部１０１は、計算部１０２、検出部１０３、信号取得部５１、および、経時変化取得部５２を備える。
【００９７】
以下、計算部１０２、検出部１０３、微動物体判定部１０４の動作について説明する。なお、以下の説明では、微動物体検出部１０１ａと微動物体判定部１０４ａの動作について説明するが、微動物体検出部１０１ｂと微動物体判定部１０４ｂの動作も同様である。また、信号取得部５１と経時変化取得部５２の動作は、第１の実施形態と同様である。さらに、移動物体検出部４０、メモリ３１、移動物体角度計算部３２、微動物体角度計算部３３、制御部１１、送信部１２、送信アンテナ１３、受信アンテナ１４、表示部１５、受信部２０で行われる動作も、第１の実施形態と同様である。
【００９８】
図１８は、周波数スペクトルの例を示す図である。図１８（ａ）は、座っている人などの微動物体からの反射波の強度の経時変化に基づいて計算部１０２ａが求めた周波数スペクトルの例である。なお、計算部１０２ａが経時変化取得部５２ａから取得した経時変化から周波数スペクトルを求める方法は、第１の実施形態で計算部５３ａが周波数スペクトルを生成した方法と同様である。微動物体からの反射波の周波数スペクトルは、例えば、１．０Ｈｚ以下の比較的低い周波数領域の強度が強くなる。
【００９９】
図１８（ｂ）は、移動物体７０の移動により静止物体８０から反射した反射波の周波数スペクトルの例を示す図である。移動物体７０の影響による静止物体８０からの反射波の強度の変化は、例えば、０．１Ｈｚ〜１０Ｈｚなど、微動物体からの反射波の周波数スペクトルに比べて広い範囲に渡ったピークが見られる。これは、静止物体８０からの反射波が移動物体７０の影響を受けているためである。移動物体７０からの反射波の周波数スペクトルは、図１８（ｃ）に示すように、図１８（ｂ）と同様の広い範囲に渡ったピークを示す。従って、周波数スペクトルのうちの比較的高周波側での強度が高いスペクトルが観測される場合は、移動物体７０の動きによって変動した静止物体８０からの反射波を観測していることになる。
【０１００】
そこで、例えば、計算部１０２ａは、周波数スペクトルが求められた各レンジビンについて、第１の閾値よりも高い周波数領域の周波数バンクの強度の合計値と、第１の閾値よりも低い周波数領域の周波数バンクの強度の合計値の両方を求める。ここで、第１の閾値は、例えば、微動物体の動作により観測される受信強度の変化の上限値とすることができる。計算部１０２ａは、予め、強度の合計値を求める周波数バンクを記憶しているものとする。例えば、計算部１０２ａは、低い周波数領域での強度の合計値として０．２Ｈｚ〜１．０Ｈｚでの合計値を求め、高い周波数領域での強度の合計値として１．０Ｈｚ〜１０．０Ｈｚでの合計値を求めることができる。なお、第１の閾値の周波数は、物体検出装置９０で観測される微動物体に応じて決定される。例えば、微動物体が座っている人であれば、座っている人の呼吸による反射波の強度の変化の周波数とほぼ同じ値となる１．０Ｈｚが境界として用いられる。
【０１０１】
図１９は、計算部１０２が微動物体の検出に用いる周波数領域の例を説明する図である。図１９（ａ）に示すように、計算部１０２ａは、各レンジビンについて、低い周波数範囲６１（６１ａ〜６１ｉ）の周波数バンクでの強度の合計値と、高い周波数範囲６２（６２ａ〜６２ｉ）の周波数バンクでの強度の合計値を求める。図１９（ｂ）は、低い周波数範囲６１の周波数バンクにおいて得られたスペクトラム強度の合計値をレンジビンの関数として示す図の例である。また、図１９（ｃ）は、高い周波数範囲６２の周波数バンクにおいて得られたスペクトラム強度の合計値をレンジビンの関数として示す図の例である。計算部１０２ａは、算出した合計値を検出部１０３ａに出力する。
【０１０２】
図２０は、検出部１０３ａの動作の例を説明する図である。図２０（ａ）に示すように、検出部１０３ａは、各レンジビンで得られた高い周波数範囲６２の強度の合計値を、第２の閾値（高域閾値）と比較する。高域閾値は、微動物体が誤検出かを判定するために用いられる。高い周波数範囲６２の強度の合計値が高域閾値より大きいと、微動物体判定部１０４ａにおいて誤検出であると判定される。判定については、後述する。さらに、検出部１０３ａは、高域閾値を超えているレンジビンの番号を、高い周波数範囲６２の強度の合計値が高域閾値を越えている旨とともに記憶する。図２０（ａ）の例では、レンジビンＲ６で、高い周波数範囲６２の強度の合計値が第２の閾値を越えていることが記憶される。
【０１０３】
一方、各レンジビンで得られた低い周波数範囲６１の強度の合計値について、検出部１０３ａは、図２０（ｂ）に示すように、第３の閾値（低域閾値）と比較する。低域閾値は、微動物体の検出に用いられる。低い周波数範囲６１の強度の合計値が低域閾値より大きいと、微動物体が検出されている可能性があると判定される。判定については、後述する。検出部１０３ａは、低域閾値を超えているレンジビンの番号を、低い周波数範囲６１の強度の合計値が低域閾値を越えている旨とともに記憶する。図２０（ｂ）の場合、検出部１０３ａは、レンジビンＲ４〜Ｒ６で、低い周波数範囲６１の強度の合計値が第２の閾値を越えていることを記憶する。
【０１０４】
次に、検出部１０３ａは、高域閾値を越えたレンジビンの番号から、通知されたレンジビンの間の距離を求める。さらに、捕捉される微動物体の大きさと通知されたレンジビンの間の距離を比較し、検出された目標が１つであるか、複数であるかを判定する。この判定方法は、検出部５４で行われる判定の方法と同様である。さらに、検出部１０３ａは、複数のレンジビンで低域閾値を越えたことが通知された場合も、同様の処理を行う。
【０１０５】
図２１Ａ〜図２１Ｃは、微動物体検出部１０１の動作の例を説明するフローチャートである。図２１Ａ〜図２１Ｃは例であり、微動物体検出部１０１の動作は、例えば、ステップＳ７４〜Ｓ７８の順番を任意に入れ替えるなどの変更が加えられる場合がある。また、ステップＳ６８とＳ６９がステップＳ７０とＳ７１より後に行われるように、微動物体検出部１０１の動作が変更される場合もある。ステップＳ６１〜Ｓ６５は、図１２のステップＳ３１〜Ｓ３５と同様である。なお、図２１Ａ〜図２１Ｃのフローチャートにおいて、変数ｔｌは、低い周波数範囲６１のデータから検出された目標（低域微動目標）の数の計数に用いられる。一方、変数ｔｈは、高い周波数範囲６２のデータから検出された目標（高域微動目標）の数の計数に用いられる。なお、高域微動目標の数は、静止物体を微動物体と誤っている検出結果の数である。
【０１０６】
計算部１０２は、レンジビンごとの経時変化を求め、さらに、経時的な強度の変動の周波数スペクトルを求める（ステップＳ６６、Ｓ６７）。計算部１０２は、周波数スペクトルのうちの低い周波数範囲６１での周波数バンクごとの強度の合計値を求めて記憶する（ステップＳ６８、Ｓ６９）。計算部１０２は、周波数スペクトルのうちの高い周波数範囲６２での周波数バンクごとの強度の合計値を求めて記憶する（ステップＳ７０、Ｓ７１）。計算部１０２は、ｒを１つインクリメントして、レンジビンの番号の最大値と比較する（ステップＳ７２、Ｓ７３）。全てのレンジビンについて合計値が求められるまで、ステップＳ６６〜Ｓ７３の処理が繰り返される。
【０１０７】
合計値の算出が終わると、検出部１０３は、計算部１０２で計算された低い周波数範囲６１の強度の合計値と、高い周波数範囲６２の強度の合計値を、各々の合計値が得られたレンジビンの番号と対応付けて取得する（ステップＳ７４、Ｓ７５）。検出部１０３は、変数ｒを１に設定し、さらに、変数ｔｌ、ｔｈの値を１に設定する（ステップＳ７６〜Ｓ７８）。検出部１０３は、レンジビンごとに、低い周波数範囲６１の強度の合計値を第３の閾値（低域閾値）と比較する（ステップＳ７９）。合計値が低域閾値以下の場合、検出部１０３は、微動物体を検出していないと判定し、次のレンジビンを処理対象とする（ステップＳ７９でＮｏ）。
【０１０８】
合計値が低域閾値より大きい場合、検出部１０３は、変数ｔｌの値が２未満であるかを確認する（ステップＳ８０）。変数ｔｌが２以上の場合、複数のレンジビンに亘って、１つの微動物体が検出されている可能性があるので、検出部１０３は、捕捉する微動物体の大きさと、合計値が低域閾値を超えたレンジビンの間の距離を比較する（ステップＳ８１）。合計値が低域閾値より大きいレンジビン同士の距離が微動物体の大きさ以上の場合、検出部１０３は、ｔｌ番目の微動物体が検出された可能性があると判定してｔｌの値を１つインクリメントする（ステップＳ８２、Ｓ８３）。一方、合計値が低域閾値より大きいレンジビン同士の距離が微動物体の大きさより小さい場合、検出部１０３は、新たに微動物体を検出した可能性はないと判定する（ステップＳ８１でＮｏ）。
【０１０９】
検出部１０３は、レンジビンごとに、高い周波数範囲６２の強度の合計値を第２の閾値（高域閾値）と比較する（ステップＳ８４）。合計値が高域閾値より大きい場合、検出部１０３は、変数ｔｈの値が２未満であるかを確認する（ステップＳ８５）。変数ｔｈが２以上の場合、検出部１０３は、捕捉する微動物体の大きさと、合計値が高域閾値を超えたレンジビンの間の距離を比較する（ステップＳ８６）。合計値が高域閾値より大きいレンジビン同士の距離が微動物体の大きさ以上の場合、検出部１０３は、新たな誤検出を発見した可能性があると判定して、ｔｈの値を１つインクリメントする（ステップＳ８７、Ｓ８８）。一方、合計値が高域閾値より大きいレンジビン同士の距離が微動物体の大きさより小さい場合、検出部１０３は、新たな誤検出を発見した可能性はないと判定する（ステップＳ８６でＮｏ）。その後、検出部１０３は、ｒの値をインクリメントして次のレンジビンを処理対象とする（ステップＳ８９）。さらに、検出部１０３は、変数ｒの値をレンジビンの番号の最大値と比較する（ステップＳ９０）。検出部１０３は、全てのレンジビンについてステップＳ７９〜Ｓ９０の動作を行う。
【０１１０】
信号取得部５１は、ｔの値をメモリ３１に記憶されているベースバンドデジタル信号の総数（ｔ＿ｍａｘ）と比較する（ステップＳ９１）。変数ｔの値がｔ＿ｍａｘ以下の場合、信号取得部５１は、現在の処理で得られた結果を、微動物体判定部１０４に出力する（ステップＳ９２、Ｓ９３）。また、信号取得部５１は、変数ｔを１つインクリメントし、変数ｎを０にする（ステップＳ９４）。変数ｔの値がｔ＿ｍａｘとなるまで、ステップＳ６２〜Ｓ９４の処理が繰り返される。
【０１１１】
図２２は、微動物体判定部１０４が取得したデータの例を示すテーブルである。微動物体判定部１０４は、検出部１０３から、高い周波数範囲６２の強度の合計値が高域閾値を超えたレンジビン番号に対応する距離と、低い周波数範囲６１の強度の合計値が低域閾値を超えたレンジビン番号に対応する距離を取得する。なお、微動物体判定部１０４は、検出部１０３からレンジビン番号を取得して、距離に変換することもできる。また、微動物体判定部１０４は、高い周波数範囲６２と低い周波数範囲６１のいずれの強度の合計値が閾値を超えているかも、距離と対応付けて記憶する。例えば、Ｎｏ．１のデータは、低い周波数範囲６１の強度の合計値が低域閾値を越えている位置を介した、送信アンテナ１３から受信アンテナ１４までの距離が３．０ｍであることを示している。同様に、Ｎｏ．２のデータは、高い周波数範囲６２の強度の合計値が高域閾値を越えている位置を介した、送信アンテナ１３から受信アンテナ１４までの距離が３．１ｍであることを示している。
【０１１２】
図２３は、微動物体判定部１０４で行われる判定の例を説明するフローチャートである。微動物体判定部１０４は、記憶しているデータが、低い周波数範囲６１の強度の処理によって得られたかを判定する（ステップＳ１０１）。データが低い周波数範囲６１の強度の処理によって得られたものではない場合、微動物体判定部１０４は、微動物体を検知していないと判定する（ステップＳ１０１でＮｏ、ステップＳ１０２）。例えば、微動物体判定部１０４は、図２３のＮｏ．２のデータに対応する微動物体は無いと判定する。
【０１１３】
一方、低い周波数範囲６１の強度の処理によって得られたデータについて、微動物体を検知した可能性があると判定する（ステップＳ１０１でＹｅｓ）。そこで、微動物体判定部１０４は、低い周波数範囲６１の強度の処理によって得られたデータが検出された距離から微動物体の大きさの範囲内で、高い周波数範囲６２の強度の合計値が高域閾値を超えているかを確認する（ステップＳ１０３）。高い周波数範囲６２の強度の合計値が高域閾値を超えている場合、低い周波数範囲６１の強度の合計値が低域閾値を越えた位置には微動物体がないと判定する（ステップＳ１０３でＹｅｓ、ステップＳ１０４）。一方、高い周波数範囲６２の強度の合計値が高域閾値を超えていない場合、低い周波数範囲６１の強度の合計値が低域閾値を越えた位置に微動物体が存在すると判定する（ステップＳ１０３でＮｏ、ステップＳ１０５）。
【０１１４】
例えば、Ｎｏ．４のデータに基づいて、微動物体判定部１０４は、送信アンテナ１３から微動物体を介した受信アンテナ１４までの距離が４．０ｍとなる位置に微動物体が存在する可能性があると判定する。さらに、微動物体判定部１０４は、送信アンテナ１３および受信アンテナ１４からの距離が４．０ｍとなる位置で、高い周波数範囲６２の強度を確認する。Ｎｏ．５のデータに示すように、図２３では、４．０ｍの距離で高い周波数範囲６２の強度の合計値が高域閾値を超えている。そこで、微動物体判定部１０４は、距離が４．０ｍのデータは、微動物体ではなく、移動物体の動作によって移動物体の背景にある静止物体からの反射波が変化した信号を検出していると判定する。また、Ｎｏ．１とＮｏ．２のデータの組み合わせについても、微動物体の大きさが０．１ｍ以上であれば、微動物体の大きさの範囲内で、低い周波数範囲６１の強度の合計値と、高い周波数範囲６２の強度の合計値の両方が閾値を超えている。この場合、微動物体判定部１０４は、Ｎｏ．１とＮｏ．２のデータも、移動物体の動作によって移動物体の背景にある静止物体からの反射波が変化した信号に基づいていると判定する。
【０１１５】
一方、Ｎｏ．３のデータで得られた距離から微動物体の大きさの範囲内で、高い周波数範囲６２の強度の合計値が高域閾値を超えていなかったとする。すると、微動物体判定部１０４は、Ｎｏ．３のデータは、微動物体を検出した結果であると判定する。
【０１１６】
微動物体判定部１０４は、微動物体に基づいたデータであると判定したデータを微動物体角度計算部３３に出力する。一方、移動物体の背景にある静止物体からの反射波に基づいて検出された結果については、微動物体判定部１０４は、微動物体角度計算部３３に出力しない。なお、ここまで説明した動作は、微動物体検出部１０１ａ、１０１ｂ、および、微動物体判定部１０４ａ、１０４ｂで行われる。すなわち、微動物体判定部１０４ａは、受信アンテナ１４ａで受信された反射波から得られたデータを処理して判定結果を微動物体角度計算部３３に出力する。また、微動物体判定部１０４ｂは、受信アンテナ１４ｂで受信された反射波から得られたデータを処理して判定結果を微動物体角度計算部３３に出力する。
【０１１７】
微動物体角度計算部３３は、微動物体判定部１０４から入力されたデータに基づいて微動物体位置を特定する。従って、微動物体角度計算部３３は、静止物体からの反射波ではないことが確認されたデータについて位置を特定するが、移動物体の背後に位置する静止物体は検出しない。微動物体の位置の特定方法は、第１の実施形態で述べたとおりである。また、微動物体角度計算部３３は特定された位置を表示部１５に出力する。表示部１５は、微動物体角度計算部３３から入力された結果を、移動物体角度計算部３２から入力された結果と共に、ディスプレイに表示する。
【０１１８】
このように、微動物体判定部１０４は、微動物体として検出された反射波の強度の変動が、微動物体に基づいたものか、静止物体に基づいて得られたものかを判定する。そして、微動物体判定部１０４は、微動物体に基づいて検出された反射波の強度の変化だけを移動物体角度計算部３２に通知するため、物体検出装置９０では、移動物体の背後の静止物体の位置は特定しない。このため、物体検出装置９０は、図１６に示したように、静止物体を微動物体と誤って検出することを防ぐことができる。物体検出装置９０は、微動物体と静止物体を区別することができるので、例えば、室内などの狭い場所での移動物体と微動物体の検知に用いることができる。
【０１１９】
＜第３の実施形態＞
誤検出かの判定は、第２の実施形態に示したようにアンテナごとにデータを処理している段階で行われる場合があるが、検出された目標の位置を特定した後に行われる場合もある。第３の実施形態では、目標の位置が特定された後に、誤検出の判定が行われる場合の物体検出装置について説明する。
【０１２０】
図２４は、第３の実施形態に係る物体検出装置１１０の構成の例を示す図である。物体検出装置１１０は、制御部１１、送信部１２、送信アンテナ１３、受信アンテナ１４、表示部１５、受信部２０、および、データ処理部１２０を備える。データ処理部１２０は、低域角度計算部１２１、高域角度計算部１２２、微動物体判定部１２３を備える他、メモリ３１、移動物体検出部４０、微動物体検出部１０１、移動物体角度計算部３２を備える。メモリ３１、微動物体検出部１０１、移動物体角度計算部３２の動作は、第２の実施形態と同様である。また、制御部１１、送信部１２、送信アンテナ１３、受信アンテナ１４、表示部１５、受信部２０、移動物体検出部４０の動作も、第１もしくは第２の実施形態と同様である。
【０１２１】
検出部１０３ａは、検出したデータのうち、周波数スペクトルの低い周波数範囲６２から得られた合計値に基づいて算出された距離を、低域角度計算部１２１に通知する。また、検出部１０３ａは、高い周波数範囲６２から得られた合計値に基づいて算出された距離を、高域角度計算部１２２に通知する。検出部１０３ｂも検出部１０３ａと同様に動作する。また、検出部１０３ａは、低域角度計算部１２１もしくは高域角度計算部１２２に出力したデータを廃棄する。
【０１２２】
低域角度計算部１２１は、周波数スペクトルの低い周波数範囲６１から得られたデータを用いて、合計値が低域閾値を超えた位置を特定する。すなわち、低域角度計算部１２１は、微動物体が存在する可能性のある全ての位置について、送信アンテナ１３からの距離と角度θの値を求める。位置の特定方法は、第１の実施形態で述べた移動物体角度計算部３２や微動物体角度計算部３３の用いる特定方法と同様である。低域角度計算部１２１は、特定した距離と角度を微動物体判定部１２３に通知する。
【０１２３】
高域角度計算部１２２は、周波数スペクトルの高い周波数範囲６２から得られたデータを用いて、合計値が高域閾値を超えた位置を特定する。つまり、高域角度計算部１２２は、移動物体の背後にある静止物体について、送信アンテナ１３からの距離と角度θを求める。高域角度計算部１２２により特定される位置は、低域角度計算部１２１により微動物体と誤検出された目標の位置である。高域角度計算部１２２は、特定した位置と距離を微動物体判定部１２３に通知する。なお、高域角度計算部１２２は、第１の実施形態で述べた移動物体角度計算部３２などの用いる特定方法を用いて、誤検出された目標の位置を求める。
【０１２４】
微動物体判定部１２３は、低域角度計算部１２１と高域角度計算部１２２から得られた位置を比較する。図２５は、微動物体判定部１２３が取得したデータの例を示すテーブルである。微動物体判定部１２３は、通知された各々の位置を表す距離と角度について、低域角度計算部１２１の高域角度計算部１２２のいずれから通知されたかを対応付けて記憶する。
【０１２５】
微動物体判定部１２３は、低域角度計算部１２１から通知された位置のそれぞれについて、その位置から微動物体の大きさの範囲に、高域角度計算部１２２から通知された位置があるかを確認する。低域角度計算部１２１から通知された位置から微動物体の大きさの範囲に、高域角度計算部１２２から通知された位置がある場合、微動物体判定部１２３は、低域角度計算部１２１からの通知は誤目標の位置であると判定する。例えば、低域角度計算部１２１から通知された位置と高域角度計算部１２２から通知された位置が一致する場合、微動物体判定部１２３は、低域角度計算部１２１から通知された位置には微動物体が存在しないと判定する。また、例えば、微動物体の大きさが０．５ｍであると、図２５の例では、Ｎｏ．１のデータが示す位置とＮｏ．２のデータが示す位置は、微動物体の大きさの範囲内である。さらに、Ｎｏ．１のデータは低域角度計算部１２１から通知され、Ｎｏ．２のデータは、高域角度計算部１２２から通知されている。従って、微動物体判定部１２３は、Ｎｏ．１のデータは、移動物体の影響により静止物体を微動物体と誤認していると判定する。
【０１２６】
一方、Ｎｏ．３、Ｎｏ．４のデータに示されている位置から微動物体の大きさの範囲内には、高域角度計算部１２２から得られた位置がないとする。この場合、Ｎｏ．３、Ｎｏ．４のデータが表す位置に微動物体が存在すると判定する。
【０１２７】
従って、第３の実施形態に係る物体検出装置１１０でも、移動物体と微動物体を同時に検出することができ、さらに、静止物体を微動物体と誤って検出することを防ぐことができる。
【０１２８】
＜第４の実施形態＞
第４の実施形態では複数の送信部と１つの受信部を備える物体検出装置について説明する。
【０１２９】
図２６は、第４の実施形態に係る物体検出装置１３０の構成の例を示す図である。物体検出装置１３０は、複数の送信部１３２（１３２ａ、１３２ｂ）、送信アンテナ１３（１３ａ、１３ｂ）を備え、受信アンテナ１４と受信部１４０を１つずつ備える。物体検出装置１３０は、さらに、制御部１３１、データ集録部１４５、データ処理部１００、表示部１５を備える。データ処理部１００、表示部１５の動作は、第２の実施形態と同様である。
【０１３０】
制御部１３１は、第１および第２の送信クロック信号、受信クロック信号、受信トリガ信号を生成する。ここで、制御部１３１は、送信部１３２ａからレーダパルスが送信される間は、送信部１３２ｂからレーダパルスが送信されないように、第１および第２の送信クロック信号を生成する。以下の説明では、送信部１３２ａから１つのベースバンドデジタル信号の生成に用いられる数のレーダパルスが送信された後、送信部１３２ｂから同数のレーダパルスが送信されるなど、２つの送信部１２から交互にレーダパルスの送信が行われるものとする。制御部１３１は、第１の送信クロック信号を送信部１３２ａ、第２の送信クロック信号を送信部１３２ｂに出力する。さらに、制御部１３１は、受信クロック信号を受信部１４０に出力し、受信トリガ信号をデータ集録部１４５に出力する。
【０１３１】
第１の送信クロック信号は、送信部１３２ａから送信アンテナ１３ａを介してレーダパルスを出力するときのタイミングの制御に用いられる。送信部１３２ａは、第１の送信クロック信号で指定されたタイミングに合わせて、送信アンテナ１３ａを介してレーダパルスを目標に送信する。一方、送信部１３２ｂは、第２の送信クロック信号にあわせて、送信アンテナ１３ｂを介してレーダパルスを目標に送信する。
【０１３２】
受信部１４０は、ゲートパルス生成部２１と検波部２２を備える。受信部１４０は、受信クロック信号を用いて等価サンプリングを行い、ベースバンドデジタル信号を生成する。受信部１４０は、送信アンテナ１３ａを介して送信されたレーダパルスの反射波と、送信アンテナ１３ｂを介して送信されたレーダパルスの反射波を交互に受信する。なお、受信アンテナ１４、ゲートパルス生成部２１、検波部２２の動作は、第１の実施形態と同様である。
【０１３３】
データ集録部１４５は、受信トリガ信号に応じてベースバンドデジタル信号を生成する。受信トリガ信号は、ベースバンドデジタル信号を生成するタイミングと、送信部１３２ａ、１３２ｂのいずれから送信されたレーダパルスの反射波を受信しているかを特定する情報が含まれる。データ集録部１４５は、受信トリガ信号に含まれている情報を用いて、ベースバンドデジタル信号をメモリ３１ａとメモリ３１ｂのいずれに出力するかを決定する。すなわち、データ収録部１４５は、送信部１３２ａから送信されたレーダパルスの反射波を用いて生成されたベースバンドデジタル信号を、メモリ３１ａに出力する。一方、データ収録部１４５は、送信部１３２ｂから送信されたレーダパルスの反射波を用いて生成されたベースバンドデジタル信号を、メモリ３１ｂに出力する。
【０１３４】
本実施形態では、２つの送信部１３２が含まれている物体検出装置１３０について説明したが、物体検出装置１３０に含まれる送信部１３２の数は任意の正の整数とすることができる。また、上記の説明では、データ処理部１００を含む物体検出装置１３０について説明したが、第１の実施形態や第３の実施形態に係る物体検出装置でも、物体検出装置１３０と同様に送信部１３２の数を変更することができる。従って、物体検出装置に含まれる受信部１４０や送信部１３２の数は任意に変更することができるといえる。
【０１３５】
等価時間サンプリング方式を用いるレーダ装置では、受信部１４０よりも送信部１３２のほうが回路を小型にすることができることが多い。そこで、物体検出装置が備える受信部１４０の数を減らすことにより物体検出装置を小型化し、軽量化することができる。さらに、送信部１３２を複数備えることにより、受信部１４０が１つであっても、移動物体や微動物体の位置を特定することができる。
【０１３６】
＜その他＞
物体検出装置１０、９０、１１０、１３０のいずれも、Radio Frequency（ＲＦ）回路、メモリ、Central Processing Unit（ＣＰＵ）、および、表示装置を備えている。例えば、ＲＦ回路は、制御部１１、送信部１２、送信アンテナ１３、受信アンテナ１４、受信部２０として動作することができる。メモリは、メモリ３１として動作する。ＣＰＵは、データ処理部３０、１００、１２０として動作することができる。なお、物体検出装置１０、９０、１１０、１３０は、ＣＰＵの代わりにDigital Signal Processor（ＤＳＰ）などを備えることもでき、この場合は、ＤＳＰがデータ処理部３０、１００、１２０として動作する。表示装置は、表示部１５として動作する。
【０１３７】
図１５、図１６を参照しながら、物体検出装置１０が壁透過レーダを備えている場合について述べたが、物体検出装置９０、１１０のいずれも、壁透過レーダを備えることができる。さらに、物体検出装置１０、９０、１１０に搭載されるレーダの種類や用途は、壁透過レーダに限られない。物体検出装置１０、９０、１１０、１３０は、例えば、森林透過レーダ、生存者探知レーダなどや、その他の様々な用途に用いられるレーダを搭載することができる。
【０１３８】
第２の時間が経過する間に移動する移動物体の検出位置の変動が問題とならない用途に用いられる物体検出装置１０、９０、１１０、１３０では、第１の時間の終了時刻を第２の時間の終了時刻と同じ時刻としなくても良い。この場合、例えば、微動物体検出部５０での時刻Ｔ１〜Ｔ１２８のベースバンドデジタル信号の処理結果と、移動物体検出部４０での時刻Ｔ１〜Ｔ８のベースバンドデジタル信号の処理結果を同時に表示部１５に表示することができる。
【０１３９】
また、以上の説明では、ベースバンド周期が５０ｍｓの場合を例として説明したが、第１〜第４の実施形態のいずれでも、ベースバンド周期は、送信クロック信号と受信クロック信号の値に応じて、任意に変更される場合がある。
【０１４０】
上述の第１〜第４の実施形態を含む実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
レーダパルスを送信する送信部と、
物体からの前記レーダパルスの反射波を受信する受信部と、
前記受信部が第１の時間の間に受信した受信信号を解析することにより、移動している移動物体を検出する移動物体検出部と、
前記第１の時間よりも長い第２の時間の間に、前記受信部が受信した受信信号を解析することにより前記移動物体に比べて移動量が微小な微動物体を検出する微動物体検出部と
を備えることを特徴とする物体検出装置。
（付記２）
前記微動物体検出部は、
前記第２の時間の間に前記受信部が受信した受信信号の強度の経時変化を、検出対象の微動物体を介した前記送信部から前記受信部までの距離に応じて求める経時変化取得部と、
前記経時変化の波形を周波数スペクトルに変換すると共に、第１の閾値よりも高い周波数において前記周波数スペクトルの強度の合計値を計算する計算部を備え、
前記合計値が第２の閾値を超えると、前記経時変化が観測された距離には微動物体が存在しないと判定する微動物体判定部
をさらに備えることを特徴とする付記１に記載の物体検出装置。
（付記３）
前記計算部は、前記第１の閾値以下の周波数において前記周波数スペクトルの強度の合計値を計算し、
前記微動物体判定部は、前記第１の閾値以下の周波数において前記周波数スペクトルの強度の合計値が第３の閾値を超えると、前記経時変化に対応する距離を満たす位置に微動物体が存在すると判定する
ことを特徴とする付記２に記載の物体検出装置。
（付記４）
前記微動物体判定部は、前記周波数スペクトルでの前記第１の閾値よりも高い周波数の強度の合計値が前記第２の閾値を超え、さらに、前記第１の閾値以下の周波数において前記周波数スペクトルの強度の合計値が前記第３の閾値を超えると、前記経時変化に対応する距離を満たす位置で検出された物体は静止していると判定する
ことを特徴とする付記３に記載の物体検出装置。
（付記５）
前記移動物体検出部は、
前記受信部が受信した受信信号の強度の前記第１の時間中の経時変化を、検出対象の移動物体を介した前記送信部から前記受信部までの距離に応じて求めると共に、前記第１の時間中の経時変化の波形に含まれる周波数の強度を示す周波数スペクトルを求め、
前記第１の時間中の経時変化から得られた周波数スペクトルで、正の周波数の強度の合計値が第４の閾値以上であると、前記第１の時間中の経時変化に対応する距離を満たす位置で移動物体を検出したと判定する
ことを特徴とする付記１〜４のいずれか１項に記載の物体検出装置。
（付記６）
前記移動物体検出部は、第１の開始時刻から前記第１の時間が経過するまでに受信された受信信号から得られた第１の検出結果と、前記第１の開始時刻より後の第２の開始時刻から前記第１の時間が経過するまでに受信された受信信号から得られた第２の検出結果とを用いて、前記第１の開始時刻から前記第２の開始時刻までの前記移動物体の移動の軌跡を求め、
前記微動物体判定部は、第３の開始時刻から前記第２の時間が経過するまでに受信された受信信号から得られた第１の判定結果と、前記第３の開始時刻より後の第４の開始時刻から前記第２の時間が経過するまでに受信された受信信号から得られた第２の判定結果とを用いて、前記第３の開始時刻から前記第４の開始時刻までの前記微動物体の移動の軌跡を求める
ことを特徴とする付記２〜５のいずれか１項に記載の物体検出装置。
（付記７）
レーダパルスを送信し、
物体からの前記レーダパルスの反射波を受信し、
第１の時間の間に受信した受信信号を解析することにより、移動している移動物体を検出し、
前記第１の時間よりも長い第２の時間の間に受信した受信信号を解析することにより、前記移動物体に比べて移動量が微小な微動物体を検出する
ことを特徴とする検出方法。
【符号の説明】
【０１４１】
１０、９０、１１０、１３０ 物体検出装置
１１ 制御部
１２、１３２ 送信部
１３ 送信アンテナ
１４ 受信アンテナ
１５ 表示部
２０、１４０ 受信部
２１ ゲートパルス生成部
２２ 検波部
２３、１４５ データ集録部
３０、１００、１２０ データ処理部
３１ メモリ
３２ 移動物体角度計算部
３３ 微動物体角度計算部
４０ 移動物体検出部
４１、５１ 信号取得部
４２、５２ 経時変化取得部
４３、５３、１０２ 計算部
４４、５４、１０３ 検出部
５０、１０１ 微動物体検出部
７０ 移動物体
７５ 微動物体
８０ 静止物体
１０４、１２３ 微動物体判定部
１２１ 低域角度計算部
１２２ 高域角度計算部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーダパルスを送信する送信部と、
物体からの前記レーダパルスの反射波を受信する受信部と、
前記受信部が第１の時間の間に受信した受信信号を解析することにより、移動している移動物体を検出する移動物体検出部と、
前記第１の時間よりも長い第２の時間の間に、前記受信部が受信した受信信号を解析することにより前記移動物体に比べて移動量が微小な微動物体を検出する微動物体検出部と
を備えることを特徴とする物体検出装置。
【請求項２】
前記微動物体検出部は、
前記第２の時間の間に前記受信部が受信した受信信号の強度の経時変化を、検出対象の微動物体を介した前記送信部から前記受信部までの距離に応じて求める経時変化取得部と、
前記経時変化の波形を周波数スペクトルに変換すると共に、第１の閾値よりも高い周波数において前記周波数スペクトルの強度の合計値を計算する計算部を備え、
前記合計値が第２の閾値を超えると、前記経時変化が観測された距離には微動物体が存在しないと判定する微動物体判定部
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の物体検出装置。
【請求項３】
前記計算部は、前記第１の閾値以下の周波数において前記周波数スペクトルの強度の合計値を計算し、
前記微動物体判定部は、前記第１の閾値以下の周波数において前記周波数スペクトルの強度の合計値が第３の閾値を超えると、前記経時変化に対応する距離を満たす位置に微動物体が存在すると判定する
ことを特徴とする請求項２に記載の物体検出装置。
【請求項４】
前記微動物体判定部は、前記周波数スペクトルでの前記第１の閾値よりも高い周波数の強度の合計値が前記第２の閾値を超え、さらに、前記第１の閾値以下の周波数において前記周波数スペクトルの強度の合計値が前記第３の閾値を超えると、前記経時変化に対応する距離を満たす位置で検出された物体は静止していると判定する
ことを特徴とする請求項３に記載の物体検出装置。
【請求項５】
前記移動物体検出部は、
前記受信部が受信した受信信号の強度の前記第１の時間中の経時変化を、検出対象の移動物体を介した前記送信部から前記受信部までの距離に応じて求めると共に、前記第１の時間中の経時変化の波形に含まれる周波数の強度を示す周波数スペクトルを求め、
前記第１の時間中の経時変化から得られた周波数スペクトルで、正の周波数の強度の合計値が第４の閾値以上であると、前記第１の時間中の経時変化に対応する距離を満たす位置で移動物体を検出したと判定する
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の物体検出装置。
【請求項６】
レーダパルスを送信し、
物体からの前記レーダパルスの反射波を受信し、
第１の時間の間に受信した受信信号を解析することにより、移動している移動物体を検出し、
前記第１の時間よりも長い第２の時間の間に受信した受信信号を解析することにより、前記移動物体に比べて移動量が微小な微動物体を検出する
ことを特徴とする物体の検出方法。
【請求項１】
レーダパルスを送信する送信部と、
物体からの前記レーダパルスの反射波を受信する受信部と、
前記受信部が第１の時間の間に受信した受信信号を解析することにより、移動している移動物体を検出する移動物体検出部と、
前記第１の時間よりも長い第２の時間の間に、前記受信部が受信した受信信号を解析することにより前記移動物体に比べて移動量が微小な微動物体を検出する微動物体検出部と
を備えることを特徴とする物体検出装置。
【請求項２】
前記微動物体検出部は、
前記第２の時間の間に前記受信部が受信した受信信号の強度の経時変化を、検出対象の微動物体を介した前記送信部から前記受信部までの距離に応じて求める経時変化取得部と、
前記経時変化の波形を周波数スペクトルに変換すると共に、第１の閾値よりも高い周波数において前記周波数スペクトルの強度の合計値を計算する計算部を備え、
前記合計値が第２の閾値を超えると、前記経時変化が観測された距離には微動物体が存在しないと判定する微動物体判定部
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の物体検出装置。
【請求項３】
前記計算部は、前記第１の閾値以下の周波数において前記周波数スペクトルの強度の合計値を計算し、
前記微動物体判定部は、前記第１の閾値以下の周波数において前記周波数スペクトルの強度の合計値が第３の閾値を超えると、前記経時変化に対応する距離を満たす位置に微動物体が存在すると判定する
ことを特徴とする請求項２に記載の物体検出装置。
【請求項４】
前記微動物体判定部は、前記周波数スペクトルでの前記第１の閾値よりも高い周波数の強度の合計値が前記第２の閾値を超え、さらに、前記第１の閾値以下の周波数において前記周波数スペクトルの強度の合計値が前記第３の閾値を超えると、前記経時変化に対応する距離を満たす位置で検出された物体は静止していると判定する
ことを特徴とする請求項３に記載の物体検出装置。
【請求項５】
前記移動物体検出部は、
前記受信部が受信した受信信号の強度の前記第１の時間中の経時変化を、検出対象の移動物体を介した前記送信部から前記受信部までの距離に応じて求めると共に、前記第１の時間中の経時変化の波形に含まれる周波数の強度を示す周波数スペクトルを求め、
前記第１の時間中の経時変化から得られた周波数スペクトルで、正の周波数の強度の合計値が第４の閾値以上であると、前記第１の時間中の経時変化に対応する距離を満たす位置で移動物体を検出したと判定する
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の物体検出装置。
【請求項６】
レーダパルスを送信し、
物体からの前記レーダパルスの反射波を受信し、
第１の時間の間に受信した受信信号を解析することにより、移動している移動物体を検出し、
前記第１の時間よりも長い第２の時間の間に受信した受信信号を解析することにより、前記移動物体に比べて移動量が微小な微動物体を検出する
ことを特徴とする物体の検出方法。
【図１】
【図３】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１３】
【図１５】
【図１７】
【図２０】
【図２１Ａ】
【図２１Ｂ】
【図２１Ｃ】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２】
【図４】
【図５】
【図６】
【図１４】
【図１６】
【図１８】
【図１９】
【図３】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１３】
【図１５】
【図１７】
【図２０】
【図２１Ａ】
【図２１Ｂ】
【図２１Ｃ】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２】
【図４】
【図５】
【図６】
【図１４】
【図１６】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１２−１３７４３２（Ｐ２０１２−１３７４３２Ａ）
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２９１２０４（Ｐ２０１０−２９１２０４）
【出願日】平成２２年１２月２７日（２０１０．１２．２７）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２７日（２０１０．１２．２７）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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