特定エリアを検出対象とするレーダ
【課題】 特定エリアを検出対象とするレーダの検出処理速度を向上させる。
【解決手段】 対象物に反射した反射波を受信してビート信号を生成するレーダ受信部２０１と、ビート信号から検出エリア１０３以外の信号を除外するフィルタ部２０２と、フィルタ処理されたビート信号をデジタル化するＡ／Ｄ変換部２０３と、デジタル化されたビート信号に対してＦＦＴ処理を行なうＦＦＴ処理部２０４と、ＦＦＴデータから対象物の距離や相対速度等を検出する車両検出部２０５と、を少なくとも備えるＦＭ−ＣＷ方式のレーダを提供する。
【解決手段】 対象物に反射した反射波を受信してビート信号を生成するレーダ受信部２０１と、ビート信号から検出エリア１０３以外の信号を除外するフィルタ部２０２と、フィルタ処理されたビート信号をデジタル化するＡ／Ｄ変換部２０３と、デジタル化されたビート信号に対してＦＦＴ処理を行なうＦＦＴ処理部２０４と、ＦＦＴデータから対象物の距離や相対速度等を検出する車両検出部２０５と、を少なくとも備えるＦＭ−ＣＷ方式のレーダを提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特定エリアにおける対象物の位置や相対速度を検出することを目的とするＦＭ−ＣＷ方式レーダに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、対象物の位置や相対速度を検出するためにＦＭ−ＣＷ方式のレーダが使用される。
このようなレーダは、交通監視等のインフラ用途に使用され（以下、「インフラレーダ」という）、例えば、道路上の車両検出を主な目的とする車両検出用インフラレーダは、様々な形状をした道路において、レーダ設置場所から数十ｍ〜１００数十ｍ程度の比較的遠方までの車線及び路肩等を検出エリアとして、同エリア内の対象物（ターゲットとなる車両）を検出することが要求される。
【０００３】
このため、アンテナは指向性（ビーム幅）を鋭くし、数度〜十数度程度のスキャン動作を行なう。したがって、レーダのスキャン角度は、検出エリアとすべき道路を包含すべく設定される。
【０００４】
図１１は、車両検出用インフラレーダの受信部の従来例を示すブロック図である。
同図に示す車両検出用インフラレーダは、対象物に反射した反射波を受信してビート信号を生成するレーダ受信部１１０１と、ビート信号をデジタル化するＡ／Ｄ変換部１１０２と、デジタル化されたビート信号に対してＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）処理を行なうＦＦＴ処理部１１０３と、ＦＦＴデータから対象物の距離や相対速度等を検出する車両検出部１１０４と、検出した車両が検出エリア内であるかを判別しエリア外の情報は破棄する座標判定部１１０５と、レーダ受信部１１０１のスキャン角度を制御するためのスキャン制御・駆動部１１０７と、を少なくとも備えるＦＭ−ＣＷ方式のレーダであり、車両検出部１１０４によって検出した車両の距離や相対速度等のデータは、車両検出用インフラレーダに接続される上位装置に送られる。
【特許文献１】特開２００３−２０２３７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上に説明したレーダのスキャン角度は、検出エリアを包含すべく設定されるので、レーダが照射して受信するレーダ信号（反射波）には、検出エリア以外の場所にある構造物あるいは移動物体等からの反射信号も同時に受信することとなる。
【０００６】
このような検出エリア外のレーダ信号（反射波）の除去・マスク処理を行なう装置としては、（１）道路およびレーダ設置座標から検出エリアの範囲を座標として求め、レーダにより検出した車両の位置座標が、検出エリア内のターゲットか否かを判断し、検出エリア外の場合は同車両情報を破棄して誤検出を低減する方法および装置や、（２）複数の走査データを蓄積した蓄積データに基づいて移動物体の移動経路を推定してマスクデータを生成し、走査データとマスクデータとを掛け合わせることによって、所望の検出エリア内に相当する部分のデータのみを対象として移動物体の弁別を行なう方法および装置（特許文献１）がある。
【０００７】
しかし、（１）では、ターゲットを検出処理するレーダ信号に検出エリア外の信号が含まれるため、誤検出低下の効果は少なく、（２）では、ターゲットとしての位置や速度等の情報までを検出（算出）してからマスク処理を行う必要があるため、車両検出用インフラレーダにおいては、更なる検出性能向上のため車両の誤検出低減や、回路規模縮小のために、不要な信号に対する処理を回避する手段が要求されている。
【０００８】
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、特定エリアを検出対象とするレーダの検出処理速度を向上することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明に係るＦＭ−ＣＷ方式のレーダは、特定エリアにおける対象物の位置や相対速度を検出するＦＭ−ＣＷ方式レーダにおいて、所定の波形パターンを周波数変調して送信波を生成し、該送信波を各スキャン角度で送信する送信部と、前記送信波が前記対象物に反射した反射波を受信し、該反射波と前記送信波とを混合してビート信号を取得する受信部と、前記スキャン角度における前記特定エリアまでの最小距離に対応する最小有効周波数と、前記スキャン角度における前記特定エリアまでの最大距離に対応する最大有効周波数と、をカットオフ周波数として前記ビート信号に対してフィルタ処理を行なうフィルタ部と、該フィルタ部によってフィルタ処理を行なわれたビート信号に基づいて前記対象物の距離及び相対速度を算出する検出部と、を備える。
【００１０】
フィルタ部によって、受信部で取得したビート信号から前記特定エリア内の信号のみを抽出することにより、検出部での前記対象物の距離及び相対速度の算出処理が容易となる効果を奏する。
【００１１】
さらに、検出部での前記対象物の距離及び相対速度の産出量を削減することができるので、処理速度を向上すると共に、装置構成を小さくすることが可能となる効果を奏する。
また、本発明に係るＦＭ−ＣＷ方式のレーダにおいて、前記フィルタ部がフィルタ処理を行なう前記ビート信号は、アナログ信号であってもよく、デジタル変換されＦＦＴ処理されたデジタル信号であってもよい。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、本発明によると、特定エリアを検出対象とするレーダの検出処理速度を向上することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図１から図１０に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施例に係る車両検出用インフラレーダ１０１の検出エリア及びスキャン範囲を示す図である。
【００１４】
同図に示すように、本実施例に係る車両検出用インフラレーダ１０１は、道路１０２脇の高所に設置され、道路１０２上の検出エリア１０３内に存在するターゲット（＝車両１０４）を検出するためにΦ０〜Φｎの各スキャン角度で電波（送信波）の照射を常時行う。
【００１５】
図２は、本発明の実施例に係る車両検出用インフラレーダ１０１の受信部の構成例を示すブロック図である。
同図に示す車両検出用インフラレーダ１０１は、対象物に反射した反射波を受信してビート信号を生成するレーダ受信部２０１と、ビート信号から検出エリア１０３以外の信号を除外するフィルタ部２０２と、フィルタ処理されたビート信号をデジタル化するＡ／Ｄ変換部２０３と、デジタル化されたビート信号に対してＦＦＴ処理を行なうＦＦＴ処理部２０４と、ＦＦＴデータから対象物の距離や相対速度等を検出する車両検出部２０５と、を少なくとも備えるＦＭ−ＣＷ方式のレーダであり、車両検出部２０５によって検出した車両の距離や相対速度等のデータは、車両検出用インフラレーダ１０１に接続される上位装置２０６に送られる。
【００１６】
また、同図に示す車両検出用インフラレーダ１０１は、レーダ受信部２０１によって受信した受信信号が基準ターゲットからの反射信号かを判定する基準ターゲット判定部２０７と、各スキャン角度における検出エリア１０３までの最小距離に対応する最小有効周波数と最大距離に対応する最大有効周波数とを算出する距離算出部２０８と、各スキャン角度における最大／最小有効周波数を記憶する検出エリア情報記憶部２０９と、を備えている。
【００１７】
なお、本実施例に係る車両検出用インフラレーダ１０１の送信部は、一般的なＦＭ−ＣＷ方式のレーダの送信部と同様に構成されるので、ここでは説明を省略する。
レーダ受信部２０１は、スキャン制御・駆動部２１０によってスキャン角度が制御され、各スキャン角度における反射信号を受信してビート信号を生成する。そして、生成したビート信号をフィルタ部２０２に出力する。
【００１８】
フィルタ部２０２は、検出エリア情報記憶部２０９に記憶されている検出エリア情報（各スキャン角度における最大／最小有効周波数）に従ってビート信号のフィルタ処理を行なう。
【００１９】
ここで、検出エリア情報記憶部２０９に記憶される検出エリア情報は、図３に示すように、各スキャン角度における車両検出用インフラレーダ１０１から検出エリアまでの最小距離及び最大距離と、最小距離に対応するビート周波数である最小有効周波数及び最大距離に対応するビート周波数である最大有効周波数とで構成されている。
【００２０】
例えば、スキャン角度Φｍでは、フィルタ部２０２は、最小有効周波数ｆｍ（ｍｉｎ）〜最大有効周波数ｆｍ（ｍａｘ）の範囲の周波数のみ通過するようにフィルタ処理を行なう。
【００２１】
レーダスキャン範囲（スキャン角度Φ０〜Φｎ）には、図１に示したように検出エリア１０３外の構造物１０５又は他の道路が併走するような場合は検出エリア外の車両にも同様に電波を照射することは避けられず、レーダはその反射信号も受信することとなり、スキャンして得たレーダ受信信号には、検出エリア外の不要な信号成分が多分に含まれていることになるが、上述のフィルタ処理により、フィルタ部２０２以後の信号処理では、最小距離Ｒｍ（ｍｉｎ）〜最大距離Ｒｍ（ｍａｘ）の範囲にある対象物からの反射波から得られたビート信号のみを処理することが可能となる。
【００２２】
図４及び図５には、図１に示したスキャン角度Φｍにおいて、フィルタ部２０２を介さない場合（従来の場合）のＦＦＴ出力と、フィルタ部２０２を介した場合（本実施例の場合）のＦＦＴ出力とを示している。
【００２３】
図４では、検出エリア１０３内にある車両（距離Ｒｔ、ビート周波数ｆｔ）と検出エリア１０３外にある構造物１０５（距離Ｒｂ、ビート周波数ｆｂ）とが出力されているが、図５では、フィルタ部２０２において例えばＢＰＦ（Ｂａｎｄ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）等によって最小有効周波数ｆｍ（ｍｉｎ）〜最大有効周波数ｆｍ（ｍａｘ）の範囲でフィルタ処理が行なわれるので、検出エリア１０３内の対象物（車両）についてのみ出力されている。
【００２４】
さて、基準ターゲット判定部２０７は、ＦＦＴ出力から取得する受信レベルに基づいてレーダ受信部２０１で受信した受信波が、基準ターゲットからの反射波であるか否かを判定する。
【００２５】
ここで、基準ターゲットとは、検出エリア１０３内の対象物の反射波から得るビート周波数の範囲を取得することを目的とし、検出エリア１０３の境界上に配置して所定の反射波（所定の波形の受信レベル）を生成するものである。
【００２６】
したがって、必要な時（例えば、本実施例に係る車両検出用インフラレーダ１０１を最初に設置する時）に検出エリア１０３の境界線上に設置すればよく、交通の邪魔にならない場合には常時設置してもよいし、境界線上を可動するように設置してもよい。
【００２７】
また、基準ターゲットは、検出エリア１０３の境界線上に連続的に設置してもよく、境界線上に等間隔に設置してもよい（この場合、基準ターゲット間についての図３に示した最小距離／最大距離は、簡単な補完処理によって得ることができるので、最小有効周波数／最大有効周波数も得ることができる）。
【００２８】
図６Ａは、基準ターゲットの構成例を示し、図６Ｂは、基準ターゲットの反射波から得られる受信レベルの例を示している。
図６Ａに示す基準ターゲットは、正四面体のコーナリフレクタアンテナ６０１と、コーナリフレクタアンテナ６０１を支持する支持部６０２及びテーブル６０３と、テーブル６０３を回転させるための回転駆動部６０４と、回転駆動部６０４を包含する土台６０５と、を備えている。
【００２９】
回転駆動部６０４を所定のパターンで回転させることにより、回転駆動部６０４に取付けられたテーブル６０５、すなわちコーナリフレクタアンテナ６０１が所定のパターンで回転する。
【００３０】
コーナリフレクタアンテナ６０１が所定のパターンで回転することにより、送信波に対する反射強度も所定のパターンで変化するので、このコーナリフレクタアンテナ６０１の反射波から得られる受信レベルも所定のパターンで変化し、例えば、図６Ｂのような受信レベルのパターンを得ることができる。
【００３１】
したがって、基準ターゲット判定部２０７は、ＦＦＴ出力から取得する受信レベルを一定間隔で図示しない記憶部に記憶し、例えば、図６Ｂに示したパターンと比較して一致した場合に、当該受信波が基準ターゲットからの反射波であると判断すればよい。
【００３２】
距離算出部２０８は、基準ターゲット判定部２０７において基準ターゲットの反射波であると判定されたビート信号から距離を算出し、図３に示した対応するスキャン角度における検出エリア及び有効周波数を検出エリア情報記憶部２０９に記憶する。
【００３３】
以上に説明した本実施例に係る車両検出用インフラレーダ１０１は、２つの動作モードを備えている。
すなわち、受信部２０１で生成したビート信号を、フィルタ部２０２において検出エリア情報記憶部２０９のエリア情報に従って最小有効周波数〜最大有効周波数の範囲でフィルタ処理し、車両検出部２０５において当該ビート信号から車両等の検出を行なう車両検出モードと、基準ターゲット判定部２０７で基準ターゲットからの反射波であると判断した場合に、当該反射波から得るビート信号から距離算出部２０８によって基準ターゲットの距離を算出し、検出エリア情報記憶部２０９に記憶されている検出エリア情報を設定又は更新する検出エリア情報設定モードである。
【００３４】
以下、図７及び図８に基づいて車両検出モードと検出エリア情報設定モードの動作について説明する。
図７は、本実施例に係る車両検出用インフラレーダ１０１の車両検出モード時の処理を示すフローチャートである。
【００３５】
レーダ受信部２０１は、反射信号を受信すると、図示しないレーダ送信部で生成した送信信号と受信信号とを混合することによってビート信号を生成し、フィルタ部２０２に出力する（ステップＳ７０１）。
【００３６】
フィルタ部２０２は、検出エリア情報記憶部２０９を参照し、レーダ受信部２０１から送られたビート信号について、スキャン角度に応じた最小有効周波数〜最大有効周波数の範囲でフィル処理を行ない、Ａ／Ｄ変換部２０３に出力する（ステップＳ７０２）。
【００３７】
フィルタ処理が行なわれたビート信号は、Ａ／Ｄ変換部２０３でアナログ信号からデジタル信号に変換され、さらに、ＦＦＴ処理部２０４によってＦＦＴ処理が行なわれる（ステップＳ７０３、ステップＳ７０４）。
【００３８】
ＦＦＴ処理部２０４によってＦＦＴ処理されたデータ（以下、「ＦＦＴデータ」という）は、車両検出部２０５に出力され、車両の距離や相対速度を検出する（ステップＳ７０５、ステップＳ７０６）。
【００３９】
さらに、ステップＳ７０７において、ＦＦＴデータから受信レベルを取得する。そして、ステップＳ７０５〜Ｓ７０７の処理によって算出した距離、速度、及び受信レベルから検出エリア１０３上の座標データ（例えば、検出エリア１０３に対応するｘｙ座標系の座標データ）を算出して図示しない外部記憶装置に記憶する。
【００４０】
以上に示したステップＳ７０１〜ステップＳ７０７の処理を所定回数だけ繰り返して複数の座標データを得ると、ステップＳ７０８に処理を移行し、座標データのグループ化（以下、この時の座標データ群を「グループデータ」という）を行なう。
【００４１】
そして、ステップＳ７０９において、グループデータの範囲を基にして車両を検出したか否かを判別する。
例えば、グループデータの範囲と、予め用意された車両を表わす座標データの範囲（以下、「車両基準データ」という）とを比較し、比較結果がほぼ一致している場合（例えば、車両基準データの範囲に対するグループデータの範囲の占有率が７０％〜１５０％の場合）にグループデータが車両である（車両を検出した）と判断すればよい。
【００４２】
また、グループデータが予め用意された基準速度で移動しているか追跡を行なうことで車両か否かを判断してもよい。
ステップＳ７０９において、グループデータが車両でないと判断した場合にはデータを破棄して処理が終了する（ステップＳ７１０）。
【００４３】
ステップＳ７０９において、グループデータが車両であると判断した場合にはステップＳ７１１に処理を移行し、検出した車両情報（車両の位置や相対速度）を上位装置２０６に出力して処理を終了する。
【００４４】
以上に説明したように、フィルタ部２０２によって、レーダ受信部２０１で受信した受信波から検出エリア１０３内の対象物からの信号のみを抽出することが可能となるので、以後の処理部（Ａ／Ｄ変換部２０３、ＦＦＴ処理部２０４、車両検出部２０５等の処理）での負荷が低減でき、処理速度を大幅に向上させることが可能となり、装置構成も小さくすることが可能となる。
【００４５】
さらに、フィルタ部２０２によって、検出エリア１０３外の対象物からの信号が除去されるので、誤検出を低減することが可能となる。
図８は、本実施例に係る車両検出用インフラレーダ１０１の検出エリア情報設定モード時の処理を示すフローチャートである。
【００４６】
レーダ受信部２０１が反射信号を受信すると、レーダ送信部で生成した送信信号と受信信号とを混合することによってビート信号を生成し、フィルタ部２０２に出力する（ステップＳ８０１）。
【００４７】
検出エリア情報設定モード時は、フィルタ部２０２のフィルタ処理がＯＦＦ状態となるので、ステップＳ８０１で生成したビート信号がフィルタ処理されることなくＡ／Ｄ変換部２０３に出力される（ステップＳ８０２）。
【００４８】
そして、Ａ／Ｄ変換部２０３でアナログ信号からデジタル信号に変換され、さらに、ＦＦＴ処理部２０４によってＦＦＴ処理が行なわれる（ステップＳ８０３、ステップＳ８０４）。
【００４９】
ＦＦＴデータは、基準ターゲット判定部２０７に出力され、基準ターゲット判定部２０７によってＦＦＴデータから受信レベルが取得されて外部記録装置７０１に記憶される（ステップＳ８０５、ステップＳ８０６）。
【００５０】
以上のステップＳ８０１〜Ｓ８０６の処理を所定の回数（例えば、ｎ回）だけ実行するために、ステップＳ８０７において連続してｎ回受信レベルを記憶したかチェックを行ない、所定の回数（ｎ回）だけ受信レベルを記憶した場合には、ステップＳ８０８に処理を移行して外部記録装置７０１に記憶した受信レベルを読み出す。
【００５１】
ステップＳ８０８で読み出した受信レベルと予め決められた基準パターン（例えば、図６Ｂに示した基準パターン）とを比較し、比較結果が不一致の場合には基準ターゲット無しと判断して処理が終了する（ステップＳ８１８）。
【００５２】
また、ステップＳ８０９において、比較結果が一致した場合にはレーダ受信部２０１で受信した受信波が基準ターゲットからのものであると判断し、ステップＳ８０４の処理で得たＦＦＴデータから基準ターゲットの距離及び相対速度を算出する（ステップＳ８１１、ステップＳ８１２）。
【００５３】
ステップＳ８１３において、前回算出した距離と今回算出した距離とを比較し、一定でない場合には基準ターゲット無しと判断する（ステップＳ８１８）。
また、ステップＳ８１４において、ステップＳ８１２の処理によって算出した（相対）速度の有無を判断し、速度有りの場合には処理をステップＳ８１８に移行し基準ターゲット無しと判断する。
【００５４】
ステップＳ８１４において、基準ターゲット有りと判断した場合には、ステップＳ８１１で算出した距離を図示しない外部記憶装置に記憶する。
ステップＳ８１５において、ステップＳ８１１で算出した距離と、前回算出した最小距離とを比較し、ステップＳ８１１で算出した距離が最小でない場合には、ステップＳ８１６に処理を移行する。
【００５５】
ステップＳ８１６において、ステップＳ８１１で算出した距離と、前回算出した最大距離とを比較し、ステップＳ８１１で算出した距離が最大でない場合には、ステップＳ８１７に処理を移行し、当該データは破棄される。
【００５６】
ステップＳ８１５において、ステップＳ８１１で算出した距離が最小である場合には、処理をステップＳ８１８に移行し、当該距離に対応する周波数をＦＦＴデータから取得し、図３に示した検出エリア情報記憶部２０９に該当するスキャン角度の最小距離及び最小有効周波数を記憶する（ステップＳ８１９）。
【００５７】
また、ステップＳ８１６において、ステップＳ８１１で算出した距離が最大である場合には、処理をステップＳ８１８に移行し、当該距離に対応する周波数をＦＦＴデータから取得し、図３に示した検出エリア情報記憶部２０９の該当するスキャン角度の最大距離及び最大有効周波数を記憶する（ステップＳ８１９）。
【００５８】
以上の処理によって、図３に示した各スキャン角度における最小有効周波数又は最大有効周波数が設定・更新される。
以上の説明では、レーダ受信部２０１で生成したビート信号をフィルタ部２０２によってアナログ的にフィルタ処理を行なう例を示したが、これに限定するものではなく、対象物の距離や相対速度等を検出する車両検出部２０５より前段でフィルタ処理を行なうようにすればよい。これは、車両検出部２０５の処理は負荷が高いものであるため、車両検出部２０５よりも前にフィルタ処理を行い、車両検出部２０５への入力データをなるべく少なくすることが、処理の高速化を図るために有効であるためである。
【００５９】
図９は、本発明の実施例に係る車両検出用インフラレーダの受信部の構成の変形例を示すブロック図を示している。
同図に示す車両検出用インフラレーダ１０１は、レーダ受信部２０１で生成し、さらにＦＦＴ処理部２０４でＦＦＴ処理されたビート信号をフィルタ部９０１によってデジタル的にフィルタ処理を行なう例を示している。
【００６０】
すなわち、同図に示す車両検出用インフラレーダ１０１は、対象物に反射した反射波を受信してビート信号を生成するレーダ受信部２０１と、ビート信号をデジタル化するＡ／Ｄ変換部２０３と、デジタル化されたビート信号に対してＦＦＴ処理を行なうＦＦＴ処理部２０４と、ＦＦＴデータからから検出エリア１０３以外の信号を除外するフィルタ部９０１と、フィルタ処理されたＦＦＴデータから対象物の距離や相対速度等を検出する車両検出部２０５と、を少なくとも備えるＦＭ−ＣＷ方式のレーダであり、車両検出部２０５によって検出した車両の距離や相対速度等のデータは、車両検出用インフラレーダ１０１に接続される上位装置２０６に送られる。
【００６１】
また、同図に示す車両検出用インフラレーダ１０１は、レーダ受信部２０１によって受信した受信信号が基準ターゲットからの反射信号かを判定する基準ターゲット判定部２０７と、各スキャン角度における検出エリア１０３までの最小距離に対応する最小有効周波数と最大距離に対応する最大有効周波数とを算出する距離算出部２０８と、各スキャン角度における最大／最小有効周波数を記憶する検出エリア情報記憶部２０９と、を備えている。
【００６２】
フィルタ部９０１は、検出エリア情報記憶部２０９に記憶されている検出エリア情報（各スキャン角度における最大／最小有効周波数）に従ってＦＦＴ処理部２０４からのＦＦＴデータから、最小有効周波数〜最大有効周波数の範囲の周波数に関するデータのみを抽出する処理を行なう。
【００６３】
なお、同図に示すフィルタ部９０１以外のブロックの処理は、図２に説明した処理と同様なので説明は省略する。
図１０に、図９に示した車両検出用インフラレーダの車両検出モード時の処理のフローチャートを示す。
【００６４】
レーダ受信部２０１は、反射信号を受信すると、図示しないレーダ送信部で生成した送信信号と受信信号とを混合することによってビート信号を生成し、Ａ／Ｄ変換部２０３に出力する（ステップＳ１００１）。
【００６５】
Ａ／Ｄ変換部２０３は、ビート信号をアナログ信号からデジタル信号に変換し、さらに、ＦＦＴ処理部２０４がデジタル化されたビート信号に対してＦＦＴ処理を行なう（ステップＳ１００２、ステップＳ１００３）。
【００６６】
フィルタ部２０２は、検出エリア情報記憶部２０９を参照し、ＦＦＴ処理部２０４から送られたビート信号について、スキャン角度に応じた最小有効周波数〜最大有効周波数の範囲でフィル処理を行ない、車両検出部２０５に出力する（ステップＳ１００４）。
【００６７】
そして、車両検出部２０５は、フィルタ処理されたＦＦＴデータから、車両の距離や相対速度を検出する（ステップＳ１００５、ステップＳ１００６）。
さらに、ステップＳ１００７において、ＦＦＴデータから受信レベルを取得する。そして、ステップＳ１００５〜Ｓ１００７の処理によって算出した距離、速度、及び受信レベルから検出エリア１０３上の座標データを算出して図示しない外部記憶装置に記憶する。
【００６８】
以上に示したステップＳ１００１〜ステップＳ１００７の処理を所定回数だけ繰り返して複数の座標データを得ると、ステップＳ１００８に処理を移行し、座標データのグループ化を行なう。
【００６９】
そして、ステップＳ１００９において、グループデータの範囲を基にして車両を検出したか否かを判別する。
例えば、図７に説明したようにグループデータの範囲と、予め用意された車両を表わす座標データの範囲とを比較し、比較結果がほぼ一致している場合にグループデータが車両である（車両を検出した）と判断すればよい。
【００７０】
また、グループデータが予め用意された基準速度で移動しているか追跡を行なうことで車両か否かを判断してもよい。
ステップＳ１００９において、グループデータが車両でないと判断した場合にはデータを破棄して処理が終了する（ステップＳ１０１０）。
【００７１】
ステップＳ１００９において、グループデータが車両であると判断した場合にはステップＳ１０１１に処理を移行し、検出した車両情報（車両の位置や相対速度）を上位装置２０６に出力して処理を終了する。
【００７２】
（付記１） 特定エリアにおける対象物の位置や相対速度を検出するＦＭ−ＣＷ方式レーダにおいて、
所定の波形パターンを周波数変調して送信波を生成し、該送信波を各スキャン角度で送信する送信部と、
前記送信波が前記対象物に反射した反射波を受信し、該反射波と前記送信波とを混合してビート信号を取得する受信部と、
前記スキャン角度における前記特定エリアまでの最小距離に対応する最小有効周波数と、前記スキャン角度における前記特定エリアまでの最大距離に対応する最大有効周波数と、をカットオフ周波数として前記ビート信号に対してフィルタ処理を行なうフィルタ部と、
該フィルタ部によってフィルタ処理を行なわれたビート信号に基づいて前記対象物の距離及び相対速度を算出する検出部と、
を備えることを特徴とするＦＭ−ＣＷ方式のレーダ。
【００７３】
（付記２） 前記フィルタ部がフィルタ処理を行なう前記ビート信号は、アナログ信号であることを特徴とする請求項１に記載のＦＭ−ＣＷ方式のレーダ。
（付記３） 前記フィルタ部がフィルタ処理を行なう前記ビート信号は、デジタル変換されＦＦＴ処理されたデジタル信号であることを特徴とする請求項１に記載のＦＭ−ＣＷ方式のレーダ。
【００７４】
（付記４） 前記ビート信号が、前記特定エリアの境界上に配された基準ターゲットから得られる所定のパターンから成る基準ビート信号であるかを判定し、該基準ビート信号である場合には、該基準ビート信号から前記スキャン角度における前記特定エリアまでの距離に対応する有効周波数を算出し、最小有効周波数又は最大有効周波数を設定する基準ターゲット判定部を更に備えることを特徴とする請求項１に記載のＦＭ−ＣＷ方式のレーダ。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の実施例に係る車両検出インフラレーダの検出エリア及びスキャン範囲を示す図である。
【図２】本発明の実施例に係る車両検出用インフラレーダの受信部の構成例を示すブロック図である。
【図３】検出エリア情報記憶部に記憶される検出エリア情報を示す図である。
【図４】図１に示したスキャン角度Φｍにおいてフィルタ部を介さない場合（従来の場合）のＦＦＴ出力の例を示す図である。
【図５】図１に示したスキャン角度Φｍにおいてフィルタ部を介した場合（本実施例の場合）のＦＦＴ出力の例を示す図である。
【図６Ａ】本実施例に係る基準ターゲットの構成例を示す図である。
【図６Ｂ】本実施例に係る基準ターゲットの反射波から得られる受信レベルの例を示す図である。
【図７】本実施例に係る車両検出用インフラレーダの車両検出モード時の処理を示すフローチャートである。
【図８】本実施例に係る車両検出用インフラレーダの検出エリア情報設定モード時の処理を示すフローチャートである。
【図９】本発明の実施例に係る車両検出用インフラレーダの受信部の構成の変形例を示すブロック図である。
【図１０】図９に示した車両検出用インフラレーダの車両検出モード時の処理を示すフローチャートである。
【図１１】車両検出用インフラレーダの受信部の従来例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００７６】
１０１ 車両検出用インフラレーダ
１０２ 道路
１０３ 検出エリア
１０４ 車両
１０５ 構造物
２０１ レーダ受信部
２０２ フィルタ部
２０３ Ａ／Ｄ変換部
２０４ ＦＦＴ処理部
２０５ 車両検出部
２０６ 上位装置
２０７ 基準ターゲット判定部
２０８ 距離算出部
２０９ 検出エリア情報記憶部
６０１ コーナリフレクタアンテナ
６０２ 支持部
６０３ テーブル
６０４ 回転駆動部
６０５ 土台
９０１ フィルタ部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特定エリアにおける対象物の位置や相対速度を検出することを目的とするＦＭ−ＣＷ方式レーダに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、対象物の位置や相対速度を検出するためにＦＭ−ＣＷ方式のレーダが使用される。
このようなレーダは、交通監視等のインフラ用途に使用され（以下、「インフラレーダ」という）、例えば、道路上の車両検出を主な目的とする車両検出用インフラレーダは、様々な形状をした道路において、レーダ設置場所から数十ｍ〜１００数十ｍ程度の比較的遠方までの車線及び路肩等を検出エリアとして、同エリア内の対象物（ターゲットとなる車両）を検出することが要求される。
【０００３】
このため、アンテナは指向性（ビーム幅）を鋭くし、数度〜十数度程度のスキャン動作を行なう。したがって、レーダのスキャン角度は、検出エリアとすべき道路を包含すべく設定される。
【０００４】
図１１は、車両検出用インフラレーダの受信部の従来例を示すブロック図である。
同図に示す車両検出用インフラレーダは、対象物に反射した反射波を受信してビート信号を生成するレーダ受信部１１０１と、ビート信号をデジタル化するＡ／Ｄ変換部１１０２と、デジタル化されたビート信号に対してＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）処理を行なうＦＦＴ処理部１１０３と、ＦＦＴデータから対象物の距離や相対速度等を検出する車両検出部１１０４と、検出した車両が検出エリア内であるかを判別しエリア外の情報は破棄する座標判定部１１０５と、レーダ受信部１１０１のスキャン角度を制御するためのスキャン制御・駆動部１１０７と、を少なくとも備えるＦＭ−ＣＷ方式のレーダであり、車両検出部１１０４によって検出した車両の距離や相対速度等のデータは、車両検出用インフラレーダに接続される上位装置に送られる。
【特許文献１】特開２００３−２０２３７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上に説明したレーダのスキャン角度は、検出エリアを包含すべく設定されるので、レーダが照射して受信するレーダ信号（反射波）には、検出エリア以外の場所にある構造物あるいは移動物体等からの反射信号も同時に受信することとなる。
【０００６】
このような検出エリア外のレーダ信号（反射波）の除去・マスク処理を行なう装置としては、（１）道路およびレーダ設置座標から検出エリアの範囲を座標として求め、レーダにより検出した車両の位置座標が、検出エリア内のターゲットか否かを判断し、検出エリア外の場合は同車両情報を破棄して誤検出を低減する方法および装置や、（２）複数の走査データを蓄積した蓄積データに基づいて移動物体の移動経路を推定してマスクデータを生成し、走査データとマスクデータとを掛け合わせることによって、所望の検出エリア内に相当する部分のデータのみを対象として移動物体の弁別を行なう方法および装置（特許文献１）がある。
【０００７】
しかし、（１）では、ターゲットを検出処理するレーダ信号に検出エリア外の信号が含まれるため、誤検出低下の効果は少なく、（２）では、ターゲットとしての位置や速度等の情報までを検出（算出）してからマスク処理を行う必要があるため、車両検出用インフラレーダにおいては、更なる検出性能向上のため車両の誤検出低減や、回路規模縮小のために、不要な信号に対する処理を回避する手段が要求されている。
【０００８】
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、特定エリアを検出対象とするレーダの検出処理速度を向上することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明に係るＦＭ−ＣＷ方式のレーダは、特定エリアにおける対象物の位置や相対速度を検出するＦＭ−ＣＷ方式レーダにおいて、所定の波形パターンを周波数変調して送信波を生成し、該送信波を各スキャン角度で送信する送信部と、前記送信波が前記対象物に反射した反射波を受信し、該反射波と前記送信波とを混合してビート信号を取得する受信部と、前記スキャン角度における前記特定エリアまでの最小距離に対応する最小有効周波数と、前記スキャン角度における前記特定エリアまでの最大距離に対応する最大有効周波数と、をカットオフ周波数として前記ビート信号に対してフィルタ処理を行なうフィルタ部と、該フィルタ部によってフィルタ処理を行なわれたビート信号に基づいて前記対象物の距離及び相対速度を算出する検出部と、を備える。
【００１０】
フィルタ部によって、受信部で取得したビート信号から前記特定エリア内の信号のみを抽出することにより、検出部での前記対象物の距離及び相対速度の算出処理が容易となる効果を奏する。
【００１１】
さらに、検出部での前記対象物の距離及び相対速度の産出量を削減することができるので、処理速度を向上すると共に、装置構成を小さくすることが可能となる効果を奏する。
また、本発明に係るＦＭ−ＣＷ方式のレーダにおいて、前記フィルタ部がフィルタ処理を行なう前記ビート信号は、アナログ信号であってもよく、デジタル変換されＦＦＴ処理されたデジタル信号であってもよい。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、本発明によると、特定エリアを検出対象とするレーダの検出処理速度を向上することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図１から図１０に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施例に係る車両検出用インフラレーダ１０１の検出エリア及びスキャン範囲を示す図である。
【００１４】
同図に示すように、本実施例に係る車両検出用インフラレーダ１０１は、道路１０２脇の高所に設置され、道路１０２上の検出エリア１０３内に存在するターゲット（＝車両１０４）を検出するためにΦ０〜Φｎの各スキャン角度で電波（送信波）の照射を常時行う。
【００１５】
図２は、本発明の実施例に係る車両検出用インフラレーダ１０１の受信部の構成例を示すブロック図である。
同図に示す車両検出用インフラレーダ１０１は、対象物に反射した反射波を受信してビート信号を生成するレーダ受信部２０１と、ビート信号から検出エリア１０３以外の信号を除外するフィルタ部２０２と、フィルタ処理されたビート信号をデジタル化するＡ／Ｄ変換部２０３と、デジタル化されたビート信号に対してＦＦＴ処理を行なうＦＦＴ処理部２０４と、ＦＦＴデータから対象物の距離や相対速度等を検出する車両検出部２０５と、を少なくとも備えるＦＭ−ＣＷ方式のレーダであり、車両検出部２０５によって検出した車両の距離や相対速度等のデータは、車両検出用インフラレーダ１０１に接続される上位装置２０６に送られる。
【００１６】
また、同図に示す車両検出用インフラレーダ１０１は、レーダ受信部２０１によって受信した受信信号が基準ターゲットからの反射信号かを判定する基準ターゲット判定部２０７と、各スキャン角度における検出エリア１０３までの最小距離に対応する最小有効周波数と最大距離に対応する最大有効周波数とを算出する距離算出部２０８と、各スキャン角度における最大／最小有効周波数を記憶する検出エリア情報記憶部２０９と、を備えている。
【００１７】
なお、本実施例に係る車両検出用インフラレーダ１０１の送信部は、一般的なＦＭ−ＣＷ方式のレーダの送信部と同様に構成されるので、ここでは説明を省略する。
レーダ受信部２０１は、スキャン制御・駆動部２１０によってスキャン角度が制御され、各スキャン角度における反射信号を受信してビート信号を生成する。そして、生成したビート信号をフィルタ部２０２に出力する。
【００１８】
フィルタ部２０２は、検出エリア情報記憶部２０９に記憶されている検出エリア情報（各スキャン角度における最大／最小有効周波数）に従ってビート信号のフィルタ処理を行なう。
【００１９】
ここで、検出エリア情報記憶部２０９に記憶される検出エリア情報は、図３に示すように、各スキャン角度における車両検出用インフラレーダ１０１から検出エリアまでの最小距離及び最大距離と、最小距離に対応するビート周波数である最小有効周波数及び最大距離に対応するビート周波数である最大有効周波数とで構成されている。
【００２０】
例えば、スキャン角度Φｍでは、フィルタ部２０２は、最小有効周波数ｆｍ（ｍｉｎ）〜最大有効周波数ｆｍ（ｍａｘ）の範囲の周波数のみ通過するようにフィルタ処理を行なう。
【００２１】
レーダスキャン範囲（スキャン角度Φ０〜Φｎ）には、図１に示したように検出エリア１０３外の構造物１０５又は他の道路が併走するような場合は検出エリア外の車両にも同様に電波を照射することは避けられず、レーダはその反射信号も受信することとなり、スキャンして得たレーダ受信信号には、検出エリア外の不要な信号成分が多分に含まれていることになるが、上述のフィルタ処理により、フィルタ部２０２以後の信号処理では、最小距離Ｒｍ（ｍｉｎ）〜最大距離Ｒｍ（ｍａｘ）の範囲にある対象物からの反射波から得られたビート信号のみを処理することが可能となる。
【００２２】
図４及び図５には、図１に示したスキャン角度Φｍにおいて、フィルタ部２０２を介さない場合（従来の場合）のＦＦＴ出力と、フィルタ部２０２を介した場合（本実施例の場合）のＦＦＴ出力とを示している。
【００２３】
図４では、検出エリア１０３内にある車両（距離Ｒｔ、ビート周波数ｆｔ）と検出エリア１０３外にある構造物１０５（距離Ｒｂ、ビート周波数ｆｂ）とが出力されているが、図５では、フィルタ部２０２において例えばＢＰＦ（Ｂａｎｄ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）等によって最小有効周波数ｆｍ（ｍｉｎ）〜最大有効周波数ｆｍ（ｍａｘ）の範囲でフィルタ処理が行なわれるので、検出エリア１０３内の対象物（車両）についてのみ出力されている。
【００２４】
さて、基準ターゲット判定部２０７は、ＦＦＴ出力から取得する受信レベルに基づいてレーダ受信部２０１で受信した受信波が、基準ターゲットからの反射波であるか否かを判定する。
【００２５】
ここで、基準ターゲットとは、検出エリア１０３内の対象物の反射波から得るビート周波数の範囲を取得することを目的とし、検出エリア１０３の境界上に配置して所定の反射波（所定の波形の受信レベル）を生成するものである。
【００２６】
したがって、必要な時（例えば、本実施例に係る車両検出用インフラレーダ１０１を最初に設置する時）に検出エリア１０３の境界線上に設置すればよく、交通の邪魔にならない場合には常時設置してもよいし、境界線上を可動するように設置してもよい。
【００２７】
また、基準ターゲットは、検出エリア１０３の境界線上に連続的に設置してもよく、境界線上に等間隔に設置してもよい（この場合、基準ターゲット間についての図３に示した最小距離／最大距離は、簡単な補完処理によって得ることができるので、最小有効周波数／最大有効周波数も得ることができる）。
【００２８】
図６Ａは、基準ターゲットの構成例を示し、図６Ｂは、基準ターゲットの反射波から得られる受信レベルの例を示している。
図６Ａに示す基準ターゲットは、正四面体のコーナリフレクタアンテナ６０１と、コーナリフレクタアンテナ６０１を支持する支持部６０２及びテーブル６０３と、テーブル６０３を回転させるための回転駆動部６０４と、回転駆動部６０４を包含する土台６０５と、を備えている。
【００２９】
回転駆動部６０４を所定のパターンで回転させることにより、回転駆動部６０４に取付けられたテーブル６０５、すなわちコーナリフレクタアンテナ６０１が所定のパターンで回転する。
【００３０】
コーナリフレクタアンテナ６０１が所定のパターンで回転することにより、送信波に対する反射強度も所定のパターンで変化するので、このコーナリフレクタアンテナ６０１の反射波から得られる受信レベルも所定のパターンで変化し、例えば、図６Ｂのような受信レベルのパターンを得ることができる。
【００３１】
したがって、基準ターゲット判定部２０７は、ＦＦＴ出力から取得する受信レベルを一定間隔で図示しない記憶部に記憶し、例えば、図６Ｂに示したパターンと比較して一致した場合に、当該受信波が基準ターゲットからの反射波であると判断すればよい。
【００３２】
距離算出部２０８は、基準ターゲット判定部２０７において基準ターゲットの反射波であると判定されたビート信号から距離を算出し、図３に示した対応するスキャン角度における検出エリア及び有効周波数を検出エリア情報記憶部２０９に記憶する。
【００３３】
以上に説明した本実施例に係る車両検出用インフラレーダ１０１は、２つの動作モードを備えている。
すなわち、受信部２０１で生成したビート信号を、フィルタ部２０２において検出エリア情報記憶部２０９のエリア情報に従って最小有効周波数〜最大有効周波数の範囲でフィルタ処理し、車両検出部２０５において当該ビート信号から車両等の検出を行なう車両検出モードと、基準ターゲット判定部２０７で基準ターゲットからの反射波であると判断した場合に、当該反射波から得るビート信号から距離算出部２０８によって基準ターゲットの距離を算出し、検出エリア情報記憶部２０９に記憶されている検出エリア情報を設定又は更新する検出エリア情報設定モードである。
【００３４】
以下、図７及び図８に基づいて車両検出モードと検出エリア情報設定モードの動作について説明する。
図７は、本実施例に係る車両検出用インフラレーダ１０１の車両検出モード時の処理を示すフローチャートである。
【００３５】
レーダ受信部２０１は、反射信号を受信すると、図示しないレーダ送信部で生成した送信信号と受信信号とを混合することによってビート信号を生成し、フィルタ部２０２に出力する（ステップＳ７０１）。
【００３６】
フィルタ部２０２は、検出エリア情報記憶部２０９を参照し、レーダ受信部２０１から送られたビート信号について、スキャン角度に応じた最小有効周波数〜最大有効周波数の範囲でフィル処理を行ない、Ａ／Ｄ変換部２０３に出力する（ステップＳ７０２）。
【００３７】
フィルタ処理が行なわれたビート信号は、Ａ／Ｄ変換部２０３でアナログ信号からデジタル信号に変換され、さらに、ＦＦＴ処理部２０４によってＦＦＴ処理が行なわれる（ステップＳ７０３、ステップＳ７０４）。
【００３８】
ＦＦＴ処理部２０４によってＦＦＴ処理されたデータ（以下、「ＦＦＴデータ」という）は、車両検出部２０５に出力され、車両の距離や相対速度を検出する（ステップＳ７０５、ステップＳ７０６）。
【００３９】
さらに、ステップＳ７０７において、ＦＦＴデータから受信レベルを取得する。そして、ステップＳ７０５〜Ｓ７０７の処理によって算出した距離、速度、及び受信レベルから検出エリア１０３上の座標データ（例えば、検出エリア１０３に対応するｘｙ座標系の座標データ）を算出して図示しない外部記憶装置に記憶する。
【００４０】
以上に示したステップＳ７０１〜ステップＳ７０７の処理を所定回数だけ繰り返して複数の座標データを得ると、ステップＳ７０８に処理を移行し、座標データのグループ化（以下、この時の座標データ群を「グループデータ」という）を行なう。
【００４１】
そして、ステップＳ７０９において、グループデータの範囲を基にして車両を検出したか否かを判別する。
例えば、グループデータの範囲と、予め用意された車両を表わす座標データの範囲（以下、「車両基準データ」という）とを比較し、比較結果がほぼ一致している場合（例えば、車両基準データの範囲に対するグループデータの範囲の占有率が７０％〜１５０％の場合）にグループデータが車両である（車両を検出した）と判断すればよい。
【００４２】
また、グループデータが予め用意された基準速度で移動しているか追跡を行なうことで車両か否かを判断してもよい。
ステップＳ７０９において、グループデータが車両でないと判断した場合にはデータを破棄して処理が終了する（ステップＳ７１０）。
【００４３】
ステップＳ７０９において、グループデータが車両であると判断した場合にはステップＳ７１１に処理を移行し、検出した車両情報（車両の位置や相対速度）を上位装置２０６に出力して処理を終了する。
【００４４】
以上に説明したように、フィルタ部２０２によって、レーダ受信部２０１で受信した受信波から検出エリア１０３内の対象物からの信号のみを抽出することが可能となるので、以後の処理部（Ａ／Ｄ変換部２０３、ＦＦＴ処理部２０４、車両検出部２０５等の処理）での負荷が低減でき、処理速度を大幅に向上させることが可能となり、装置構成も小さくすることが可能となる。
【００４５】
さらに、フィルタ部２０２によって、検出エリア１０３外の対象物からの信号が除去されるので、誤検出を低減することが可能となる。
図８は、本実施例に係る車両検出用インフラレーダ１０１の検出エリア情報設定モード時の処理を示すフローチャートである。
【００４６】
レーダ受信部２０１が反射信号を受信すると、レーダ送信部で生成した送信信号と受信信号とを混合することによってビート信号を生成し、フィルタ部２０２に出力する（ステップＳ８０１）。
【００４７】
検出エリア情報設定モード時は、フィルタ部２０２のフィルタ処理がＯＦＦ状態となるので、ステップＳ８０１で生成したビート信号がフィルタ処理されることなくＡ／Ｄ変換部２０３に出力される（ステップＳ８０２）。
【００４８】
そして、Ａ／Ｄ変換部２０３でアナログ信号からデジタル信号に変換され、さらに、ＦＦＴ処理部２０４によってＦＦＴ処理が行なわれる（ステップＳ８０３、ステップＳ８０４）。
【００４９】
ＦＦＴデータは、基準ターゲット判定部２０７に出力され、基準ターゲット判定部２０７によってＦＦＴデータから受信レベルが取得されて外部記録装置７０１に記憶される（ステップＳ８０５、ステップＳ８０６）。
【００５０】
以上のステップＳ８０１〜Ｓ８０６の処理を所定の回数（例えば、ｎ回）だけ実行するために、ステップＳ８０７において連続してｎ回受信レベルを記憶したかチェックを行ない、所定の回数（ｎ回）だけ受信レベルを記憶した場合には、ステップＳ８０８に処理を移行して外部記録装置７０１に記憶した受信レベルを読み出す。
【００５１】
ステップＳ８０８で読み出した受信レベルと予め決められた基準パターン（例えば、図６Ｂに示した基準パターン）とを比較し、比較結果が不一致の場合には基準ターゲット無しと判断して処理が終了する（ステップＳ８１８）。
【００５２】
また、ステップＳ８０９において、比較結果が一致した場合にはレーダ受信部２０１で受信した受信波が基準ターゲットからのものであると判断し、ステップＳ８０４の処理で得たＦＦＴデータから基準ターゲットの距離及び相対速度を算出する（ステップＳ８１１、ステップＳ８１２）。
【００５３】
ステップＳ８１３において、前回算出した距離と今回算出した距離とを比較し、一定でない場合には基準ターゲット無しと判断する（ステップＳ８１８）。
また、ステップＳ８１４において、ステップＳ８１２の処理によって算出した（相対）速度の有無を判断し、速度有りの場合には処理をステップＳ８１８に移行し基準ターゲット無しと判断する。
【００５４】
ステップＳ８１４において、基準ターゲット有りと判断した場合には、ステップＳ８１１で算出した距離を図示しない外部記憶装置に記憶する。
ステップＳ８１５において、ステップＳ８１１で算出した距離と、前回算出した最小距離とを比較し、ステップＳ８１１で算出した距離が最小でない場合には、ステップＳ８１６に処理を移行する。
【００５５】
ステップＳ８１６において、ステップＳ８１１で算出した距離と、前回算出した最大距離とを比較し、ステップＳ８１１で算出した距離が最大でない場合には、ステップＳ８１７に処理を移行し、当該データは破棄される。
【００５６】
ステップＳ８１５において、ステップＳ８１１で算出した距離が最小である場合には、処理をステップＳ８１８に移行し、当該距離に対応する周波数をＦＦＴデータから取得し、図３に示した検出エリア情報記憶部２０９に該当するスキャン角度の最小距離及び最小有効周波数を記憶する（ステップＳ８１９）。
【００５７】
また、ステップＳ８１６において、ステップＳ８１１で算出した距離が最大である場合には、処理をステップＳ８１８に移行し、当該距離に対応する周波数をＦＦＴデータから取得し、図３に示した検出エリア情報記憶部２０９の該当するスキャン角度の最大距離及び最大有効周波数を記憶する（ステップＳ８１９）。
【００５８】
以上の処理によって、図３に示した各スキャン角度における最小有効周波数又は最大有効周波数が設定・更新される。
以上の説明では、レーダ受信部２０１で生成したビート信号をフィルタ部２０２によってアナログ的にフィルタ処理を行なう例を示したが、これに限定するものではなく、対象物の距離や相対速度等を検出する車両検出部２０５より前段でフィルタ処理を行なうようにすればよい。これは、車両検出部２０５の処理は負荷が高いものであるため、車両検出部２０５よりも前にフィルタ処理を行い、車両検出部２０５への入力データをなるべく少なくすることが、処理の高速化を図るために有効であるためである。
【００５９】
図９は、本発明の実施例に係る車両検出用インフラレーダの受信部の構成の変形例を示すブロック図を示している。
同図に示す車両検出用インフラレーダ１０１は、レーダ受信部２０１で生成し、さらにＦＦＴ処理部２０４でＦＦＴ処理されたビート信号をフィルタ部９０１によってデジタル的にフィルタ処理を行なう例を示している。
【００６０】
すなわち、同図に示す車両検出用インフラレーダ１０１は、対象物に反射した反射波を受信してビート信号を生成するレーダ受信部２０１と、ビート信号をデジタル化するＡ／Ｄ変換部２０３と、デジタル化されたビート信号に対してＦＦＴ処理を行なうＦＦＴ処理部２０４と、ＦＦＴデータからから検出エリア１０３以外の信号を除外するフィルタ部９０１と、フィルタ処理されたＦＦＴデータから対象物の距離や相対速度等を検出する車両検出部２０５と、を少なくとも備えるＦＭ−ＣＷ方式のレーダであり、車両検出部２０５によって検出した車両の距離や相対速度等のデータは、車両検出用インフラレーダ１０１に接続される上位装置２０６に送られる。
【００６１】
また、同図に示す車両検出用インフラレーダ１０１は、レーダ受信部２０１によって受信した受信信号が基準ターゲットからの反射信号かを判定する基準ターゲット判定部２０７と、各スキャン角度における検出エリア１０３までの最小距離に対応する最小有効周波数と最大距離に対応する最大有効周波数とを算出する距離算出部２０８と、各スキャン角度における最大／最小有効周波数を記憶する検出エリア情報記憶部２０９と、を備えている。
【００６２】
フィルタ部９０１は、検出エリア情報記憶部２０９に記憶されている検出エリア情報（各スキャン角度における最大／最小有効周波数）に従ってＦＦＴ処理部２０４からのＦＦＴデータから、最小有効周波数〜最大有効周波数の範囲の周波数に関するデータのみを抽出する処理を行なう。
【００６３】
なお、同図に示すフィルタ部９０１以外のブロックの処理は、図２に説明した処理と同様なので説明は省略する。
図１０に、図９に示した車両検出用インフラレーダの車両検出モード時の処理のフローチャートを示す。
【００６４】
レーダ受信部２０１は、反射信号を受信すると、図示しないレーダ送信部で生成した送信信号と受信信号とを混合することによってビート信号を生成し、Ａ／Ｄ変換部２０３に出力する（ステップＳ１００１）。
【００６５】
Ａ／Ｄ変換部２０３は、ビート信号をアナログ信号からデジタル信号に変換し、さらに、ＦＦＴ処理部２０４がデジタル化されたビート信号に対してＦＦＴ処理を行なう（ステップＳ１００２、ステップＳ１００３）。
【００６６】
フィルタ部２０２は、検出エリア情報記憶部２０９を参照し、ＦＦＴ処理部２０４から送られたビート信号について、スキャン角度に応じた最小有効周波数〜最大有効周波数の範囲でフィル処理を行ない、車両検出部２０５に出力する（ステップＳ１００４）。
【００６７】
そして、車両検出部２０５は、フィルタ処理されたＦＦＴデータから、車両の距離や相対速度を検出する（ステップＳ１００５、ステップＳ１００６）。
さらに、ステップＳ１００７において、ＦＦＴデータから受信レベルを取得する。そして、ステップＳ１００５〜Ｓ１００７の処理によって算出した距離、速度、及び受信レベルから検出エリア１０３上の座標データを算出して図示しない外部記憶装置に記憶する。
【００６８】
以上に示したステップＳ１００１〜ステップＳ１００７の処理を所定回数だけ繰り返して複数の座標データを得ると、ステップＳ１００８に処理を移行し、座標データのグループ化を行なう。
【００６９】
そして、ステップＳ１００９において、グループデータの範囲を基にして車両を検出したか否かを判別する。
例えば、図７に説明したようにグループデータの範囲と、予め用意された車両を表わす座標データの範囲とを比較し、比較結果がほぼ一致している場合にグループデータが車両である（車両を検出した）と判断すればよい。
【００７０】
また、グループデータが予め用意された基準速度で移動しているか追跡を行なうことで車両か否かを判断してもよい。
ステップＳ１００９において、グループデータが車両でないと判断した場合にはデータを破棄して処理が終了する（ステップＳ１０１０）。
【００７１】
ステップＳ１００９において、グループデータが車両であると判断した場合にはステップＳ１０１１に処理を移行し、検出した車両情報（車両の位置や相対速度）を上位装置２０６に出力して処理を終了する。
【００７２】
（付記１） 特定エリアにおける対象物の位置や相対速度を検出するＦＭ−ＣＷ方式レーダにおいて、
所定の波形パターンを周波数変調して送信波を生成し、該送信波を各スキャン角度で送信する送信部と、
前記送信波が前記対象物に反射した反射波を受信し、該反射波と前記送信波とを混合してビート信号を取得する受信部と、
前記スキャン角度における前記特定エリアまでの最小距離に対応する最小有効周波数と、前記スキャン角度における前記特定エリアまでの最大距離に対応する最大有効周波数と、をカットオフ周波数として前記ビート信号に対してフィルタ処理を行なうフィルタ部と、
該フィルタ部によってフィルタ処理を行なわれたビート信号に基づいて前記対象物の距離及び相対速度を算出する検出部と、
を備えることを特徴とするＦＭ−ＣＷ方式のレーダ。
【００７３】
（付記２） 前記フィルタ部がフィルタ処理を行なう前記ビート信号は、アナログ信号であることを特徴とする請求項１に記載のＦＭ−ＣＷ方式のレーダ。
（付記３） 前記フィルタ部がフィルタ処理を行なう前記ビート信号は、デジタル変換されＦＦＴ処理されたデジタル信号であることを特徴とする請求項１に記載のＦＭ−ＣＷ方式のレーダ。
【００７４】
（付記４） 前記ビート信号が、前記特定エリアの境界上に配された基準ターゲットから得られる所定のパターンから成る基準ビート信号であるかを判定し、該基準ビート信号である場合には、該基準ビート信号から前記スキャン角度における前記特定エリアまでの距離に対応する有効周波数を算出し、最小有効周波数又は最大有効周波数を設定する基準ターゲット判定部を更に備えることを特徴とする請求項１に記載のＦＭ−ＣＷ方式のレーダ。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の実施例に係る車両検出インフラレーダの検出エリア及びスキャン範囲を示す図である。
【図２】本発明の実施例に係る車両検出用インフラレーダの受信部の構成例を示すブロック図である。
【図３】検出エリア情報記憶部に記憶される検出エリア情報を示す図である。
【図４】図１に示したスキャン角度Φｍにおいてフィルタ部を介さない場合（従来の場合）のＦＦＴ出力の例を示す図である。
【図５】図１に示したスキャン角度Φｍにおいてフィルタ部を介した場合（本実施例の場合）のＦＦＴ出力の例を示す図である。
【図６Ａ】本実施例に係る基準ターゲットの構成例を示す図である。
【図６Ｂ】本実施例に係る基準ターゲットの反射波から得られる受信レベルの例を示す図である。
【図７】本実施例に係る車両検出用インフラレーダの車両検出モード時の処理を示すフローチャートである。
【図８】本実施例に係る車両検出用インフラレーダの検出エリア情報設定モード時の処理を示すフローチャートである。
【図９】本発明の実施例に係る車両検出用インフラレーダの受信部の構成の変形例を示すブロック図である。
【図１０】図９に示した車両検出用インフラレーダの車両検出モード時の処理を示すフローチャートである。
【図１１】車両検出用インフラレーダの受信部の従来例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００７６】
１０１ 車両検出用インフラレーダ
１０２ 道路
１０３ 検出エリア
１０４ 車両
１０５ 構造物
２０１ レーダ受信部
２０２ フィルタ部
２０３ Ａ／Ｄ変換部
２０４ ＦＦＴ処理部
２０５ 車両検出部
２０６ 上位装置
２０７ 基準ターゲット判定部
２０８ 距離算出部
２０９ 検出エリア情報記憶部
６０１ コーナリフレクタアンテナ
６０２ 支持部
６０３ テーブル
６０４ 回転駆動部
６０５ 土台
９０１ フィルタ部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特定エリアにおける対象物の位置や相対速度を検出するＦＭ−ＣＷ方式レーダにおいて、
所定の波形パターンを周波数変調して送信波を生成し、該送信波を各スキャン角度で送信する送信部と、
前記送信波が前記対象物に反射した反射波を受信し、該反射波と前記送信波とを混合してビート信号を取得する受信部と、
前記スキャン角度における前記特定エリアまでの最小距離に対応する最小有効周波数と、前記スキャン角度における前記特定エリアまでの最大距離に対応する最大有効周波数と、をカットオフ周波数として前記ビート信号に対してフィルタ処理を行なうフィルタ部と、
該フィルタ部によってフィルタ処理を行なわれたビート信号に基づいて前記対象物の距離及び相対速度を算出する検出部と、
を備えることを特徴とするＦＭ−ＣＷ方式のレーダ。
【請求項２】
前記フィルタ部がフィルタ処理を行なう前記ビート信号は、アナログ信号であることを特徴とする請求項１に記載のＦＭ−ＣＷ方式のレーダ。
【請求項３】
前記フィルタ部がフィルタ処理を行なう前記ビート信号は、デジタル変換されＦＦＴ処理されたデジタル信号であることを特徴とする請求項１に記載のＦＭ−ＣＷ方式のレーダ。
【請求項１】
特定エリアにおける対象物の位置や相対速度を検出するＦＭ−ＣＷ方式レーダにおいて、
所定の波形パターンを周波数変調して送信波を生成し、該送信波を各スキャン角度で送信する送信部と、
前記送信波が前記対象物に反射した反射波を受信し、該反射波と前記送信波とを混合してビート信号を取得する受信部と、
前記スキャン角度における前記特定エリアまでの最小距離に対応する最小有効周波数と、前記スキャン角度における前記特定エリアまでの最大距離に対応する最大有効周波数と、をカットオフ周波数として前記ビート信号に対してフィルタ処理を行なうフィルタ部と、
該フィルタ部によってフィルタ処理を行なわれたビート信号に基づいて前記対象物の距離及び相対速度を算出する検出部と、
を備えることを特徴とするＦＭ−ＣＷ方式のレーダ。
【請求項２】
前記フィルタ部がフィルタ処理を行なう前記ビート信号は、アナログ信号であることを特徴とする請求項１に記載のＦＭ−ＣＷ方式のレーダ。
【請求項３】
前記フィルタ部がフィルタ処理を行なう前記ビート信号は、デジタル変換されＦＦＴ処理されたデジタル信号であることを特徴とする請求項１に記載のＦＭ−ＣＷ方式のレーダ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００６−１２６１３３（Ｐ２００６−１２６１３３Ａ）
【公開日】平成１８年５月１８日（２００６．５．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３１８０４０（Ｐ２００４−３１８０４０）
【出願日】平成１６年１１月１日（２００４．１１．１）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年５月１８日（２００６．５．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１１月１日（２００４．１１．１）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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