WO2024142893A1 - Electronic device, method for controlling electronic device, and program - Google Patents
Electronic device, method for controlling electronic device, and program Download PDFInfo
- Publication number
- WO2024142893A1 WO2024142893A1 PCT/JP2023/044303 JP2023044303W WO2024142893A1 WO 2024142893 A1 WO2024142893 A1 WO 2024142893A1 JP 2023044303 W JP2023044303 W JP 2023044303W WO 2024142893 A1 WO2024142893 A1 WO 2024142893A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- electronic device
- control unit
- unit
- speed
- signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
- G01S13/06—Systems determining position data of a target
- G01S13/08—Systems for measuring distance only
- G01S13/32—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
- G01S13/34—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated using transmission of continuous, frequency-modulated waves while heterodyning the received signal, or a signal derived therefrom, with a locally-generated signal related to the contemporaneously transmitted signal
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
- G01S13/50—Systems of measurement based on relative movement of target
- G01S13/58—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems
- G01S13/60—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems wherein the transmitter and receiver are mounted on the moving object, e.g. for determining ground speed, drift angle, ground track
Definitions
- the electronic device is mounted on a vehicle (mobile body) such as an automobile and is capable of detecting a specific object present around the mobile body as a target.
- the electronic device can transmit a transmission wave to the surroundings of the mobile body from a transmitting antenna installed on the mobile body.
- the electronic device can also receive a reflected wave of the transmitted wave from a receiving antenna installed on the mobile body.
- At least one of the transmitting antenna and the receiving antenna may be provided on, for example, a radar sensor installed on the mobile body.
- the electronic device can measure the distance between a sensor and an object in a situation in which at least one of the sensor and a predetermined object can move. Furthermore, the electronic device according to an embodiment can measure the distance between a sensor and an object even if both the sensor and the object are stationary.
- the automobile included in the present disclosure is not limited by its overall length, overall width, overall height, displacement, capacity, or load capacity.
- automobiles in this disclosure include automobiles with an engine displacement of more than 660 cc, as well as automobiles with an engine displacement of 660 cc or less, so-called light automobiles. Additionally, automobiles in this disclosure also include automobiles that use electricity as part or all of their energy source and that use a motor.
- the electronic device according to an embodiment does not necessarily have to be mounted on a moving object.
- the electronic device according to an embodiment may be installed on a stationary device such as a traffic light or roadside device, and detect pedestrians and/or vehicles around the device.
- FIG. 1 is a diagram illustrating a usage mode of an electronic device according to one embodiment.
- FIG. 1 shows an example in which a sensor having a transmitting antenna and a receiving antenna according to one embodiment is installed on a mobile object.
- a sensor 5 equipped with a transmitting antenna is installed on the moving body 100.
- only one sensor 5 equipped with a transmitting antenna and a receiving antenna is installed in the front of the moving body 100.
- the position where the sensor 5 is installed on the moving body 100 is not limited to the position shown in FIG. 1, and may be other positions as appropriate.
- the sensor 5 as shown in FIG. 1 may be installed on the left side, right side, and/or rear of the moving body 100.
- the number of such sensors 5 may be any number greater than or equal to one depending on various conditions (or requirements) such as the range and/or accuracy of measurement in the moving body 100.
- the sensor 5 may be installed inside the moving body 100.
- the inside of the moving body 100 may be, for example, the space inside the bumper, the space inside the body, the space inside the headlight, or the driving space.
- the electronic device 1 mounted on the moving body 100 shown in FIG. 1 receives, from a receiving antenna, a reflected wave of a transmission wave transmitted from a transmitting antenna of the sensor 5.
- the electronic device 1 can detect a predetermined object 200 that exists within a predetermined distance from the moving body 100 as a target.
- the electronic device 1 can measure a distance A between the moving body 100, which is the host vehicle, and the predetermined object 200.
- the electronic device 1 can also measure the relative speed between the moving body 100, which is the host vehicle, and the predetermined object 200.
- the electronic device 1 can also measure the direction (arrival angle ⁇ ) in which the reflected wave from the predetermined object 200 arrives at the moving body 100, which is the host vehicle.
- the object 200 may be, for example, at least one of an oncoming vehicle traveling in a lane adjacent to the moving body 100, a car traveling parallel to the moving body 100, and a car before or after the moving body 100 traveling in the same lane.
- the object 200 may also be any object present around the moving body 100, such as a motorcycle, bicycle, baby stroller, human being such as a pedestrian, an animal, an insect or other living thing, a guard rail, a median strip, a road sign, a step on a sidewalk, a wall, a manhole, or an obstacle.
- the object 200 may be moving or stationary.
- the object 200 may be a car parked or stopped around the moving body 100.
- the object detected by the sensor 5 includes not only inanimate objects, but also living objects such as a person or an animal.
- the object detected by the sensor 5 of the present disclosure includes targets including people, objects, and animals detected by radar technology.
- the transmitting antenna of the sensor 5 will be described as transmitting radio waves in a frequency band such as millimeter waves (30 GHz or higher) or quasi-millimeter waves (e.g., around 20 GHz to 30 GHz).
- the transmitting antenna of the sensor 5 may transmit radio waves having a frequency bandwidth of 4 GHz, such as 77 GHz to 81 GHz.
- FIG. 2 is a functional block diagram that shows an outline of an example of the configuration of an electronic device 1 according to an embodiment. An example of the configuration of an electronic device 1 according to an embodiment is described below.
- a frequency modulated continuous wave radar (hereinafter referred to as FMCW radar) is often used.
- FMCW radar the transmission signal is generated by sweeping the frequency of the radio waves to be transmitted. Therefore, for example, in a millimeter wave FMCW radar using radio waves in the 79 GHz frequency band, the frequency of the radio waves used has a frequency bandwidth of 4 GHz, for example, 77 GHz to 81 GHz.
- a radar using the 79 GHz frequency band has the characteristic that it has a wider usable frequency bandwidth than other millimeter wave/quasi-millimeter wave radars, such as those using the 24 GHz, 60 GHz, and 76 GHz frequency bands. Below, such an embodiment will be described as an example.
- the electronic device 1 may be composed of a sensor 5 and an ECU (Electronic Control Unit) 50.
- the ECU 50 controls various operations of the mobile object 100.
- the ECU 50 may be composed of at least one ECU.
- the electronic device 1 according to an embodiment includes a control unit 10.
- the electronic device 1 according to an embodiment may also include other functional units, such as a transmission unit 20 and at least one of the reception units 30A to 30D, as appropriate.
- the electronic device 1 may include multiple reception units, such as the reception units 30A to 30D.
- reception unit 30 when there is no need to distinguish between the reception units 30A, 30B, 30C, and 30D, they will simply be referred to as "reception unit 30".
- control unit 10 may include a distance FFT processing unit 11, a speed FFT processing unit 12, a threshold determination unit 13, an arrival angle estimation unit 14, an object detection unit 15, a tracking processing unit 16, a memory unit 17, and an object mark classification unit 18. These functional units included in the control unit 10 will be described further below.
- the receiving unit 30 may include corresponding receiving antennas 31A to 31D, as shown in FIG. 2.
- receiving antennas 31 when there is no need to distinguish between receiving antennas 31A, 31B, 31C, and 31D, they will simply be referred to as "receiving antennas 31.”
- each of the multiple receiving units 30 may include an LNA 32, a mixer 33, an IF unit 34, and an AD conversion unit 35.
- the receiving units 30A to 30D may each have the same configuration. In FIG. 2, the configuration of only receiving unit 30A is shown generally as a representative example.
- the above-mentioned sensor 5 may include, for example, a transmitting antenna 25 and a receiving antenna 31.
- the sensor 5 may also include at least one of the other functional units, such as a control unit 10, as appropriate.
- the control unit 10 of the electronic device 1 can control the operation of the entire electronic device 1, including the control of each functional unit constituting the electronic device 1.
- the control unit 10 may include at least one processor, such as a CPU (Central Processing Unit) or a DSP (Digital Signal Processor), to provide control and processing power for executing various functions.
- the control unit 10 may be realized as a single processor, as well as several processors, or each processor may be realized as an individual processor.
- the processor may be realized as a single integrated circuit. An integrated circuit is also called an IC (Integrated Circuit).
- the processor may be realized as multiple integrated circuits and discrete circuits connected to communicate with each other.
- the processor may be realized based on various other known technologies.
- the control unit 10 may be configured as, for example, a CPU (hardware) and a program (software) executed by the CPU.
- the control unit 10 may include memory necessary for the operation of the control unit 10 as appropriate.
- control unit 10 can control at least one of the transmission unit 20 and the reception unit 30.
- the control unit 10 may control at least one of the transmission unit 20 and the reception unit 30 based on various information stored in an arbitrary storage unit (memory).
- the control unit 10 may instruct the signal generation unit 21 to generate a signal, or control the signal generation unit 21 to generate a signal.
- the signal generated by the signal generating unit 21 may be stored in advance in, for example, an arbitrary storage unit (memory). Since chirp signals used in technical fields such as radar are known, a more detailed description will be simplified or omitted as appropriate.
- the signal generated by the signal generating unit 21 is supplied to the synthesizer 22.
- FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a chirp signal generated by the signal generating unit 21.
- the horizontal axis represents the elapsed time
- the vertical axis represents the frequency.
- the signal generating unit 21 generates a linear chirp signal whose frequency changes periodically and linearly.
- each chirp signal is shown as c1, c2, ..., c8.
- the frequency increases linearly with the passage of time.
- one subframe includes eight chirp signals such as c1, c2, ..., c8. That is, subframe 1 and subframe 2 shown in FIG. 4 are each composed of eight chirp signals such as c1, c2, ..., c8.
- one frame includes 16 subframes such as subframe 1 to subframe 16. That is, frame 1 and frame 2 shown in FIG. 4 are each composed of 16 subframes.
- a frame interval of a predetermined length may be included between frames.
- One frame shown in FIG. 4 may be, for example, about 30 to 50 milliseconds long.
- the synthesizer 22 increases the frequency of the signal generated by the signal generating unit 21 to a frequency in a predetermined frequency band.
- the synthesizer 22 may increase the frequency of the signal generated by the signal generating unit 21 to a frequency selected as the frequency of the transmission wave T to be transmitted from the transmitting antenna 25.
- the frequency selected as the frequency of the transmission wave T to be transmitted from the transmitting antenna 25 may be set by, for example, the control unit 10.
- the frequency selected as the frequency of the transmission wave T to be transmitted from the transmitting antenna 25 may be stored in, for example, an arbitrary storage unit (memory).
- the signal whose frequency has been increased by the synthesizer 22 is supplied to the phase control unit 23 and the mixer 33.
- the signal whose frequency has been increased by the synthesizer 22 may be supplied to each of the multiple phase control units 23. Also, when there are multiple receiving units 30, the signal whose frequency has been increased by the synthesizer 22 may be supplied to each of the mixers 33 in the multiple receiving units 30.
- the correlation between the direction of beamforming and the phase amount to be controlled of the transmission signal transmitted by each of the multiple transmission antennas 25 may be stored in, for example, an arbitrary storage unit (memory).
- the transmission signal phase-controlled by the phase control unit 23 is supplied to the amplifier 24.
- the amplifier 24 amplifies the power (electricity) of the transmission signal supplied from the phase control unit 23, for example, based on control by the control unit 10. If the sensor 5 has multiple transmission antennas 25, the multiple amplifiers 24 may each amplify the power (electricity) of the transmission signal supplied from a corresponding one of the multiple phase control units 23, for example, based on control by the control unit 10. Since the technology itself for amplifying the power of the transmission signal is already known, a more detailed explanation will be omitted.
- the amplifier 24 is connected to the transmission antenna 25.
- the radar cover may be made of a material that allows electromagnetic waves to pass through, such as synthetic resin or rubber.
- This radar cover may be, for example, a housing for the sensor 5.
- a member such as a radar cover
- the radar cover and/or housing may also be called a radome.
- the multiple amplifiers 24 may each amplify the power of the multiple transmitting signals transmitted from the multiple transmitting antennas 25.
- the sensor 5 may be configured to include multiple transmitting antennas. In this way, when the electronic device 1 shown in FIG. 2 has multiple transmitting antennas 25, it may also be configured to include multiple functional units necessary for transmitting the transmitting wave T from the multiple transmitting antennas 25.
- the receiving antenna 31 receives the reflected wave R.
- the reflected wave R may be the transmitted wave T reflected by a predetermined object 200.
- the receiving antenna 31 may be configured to include multiple antennas, such as receiving antennas 31A to 31D.
- the receiving antenna 31 may be configured to include an antenna element, such as a patch antenna.
- the receiving antenna 31 can be configured in the same manner as a receiving antenna used in known radar technology, so a detailed description will be omitted.
- the receiving antenna 31 is connected to the LNA 32. A received signal based on the reflected wave R received by the receiving antenna 31 is supplied to the LNA 32.
- the electronic device 1 can receive a reflected wave R that is a result of a transmission wave T transmitted as a transmission signal (transmission chirp signal) such as a chirp signal from a plurality of receiving antennas 31 and reflected by a predetermined object 200.
- a transmission chirp signal such as a chirp signal
- a reception signal based on the received reflection wave R is referred to as a reception chirp signal. That is, the electronic device 1 receives a reception signal (e.g., a reception chirp signal) as a reflection wave R from the receiving antenna 31.
- the mixer 33 generates a beat signal by mixing (multiplying) the RF frequency reception signal supplied from the LNA 32 with the transmission signal supplied from the synthesizer 22.
- the beat signal mixed by the mixer 33 is supplied to the IF unit 34.
- the IF unit 34 performs frequency conversion on the beat signal supplied from the mixer 33, thereby lowering the frequency of the beat signal to an intermediate frequency (IF).
- IF intermediate frequency
- the beat signal whose frequency has been lowered by the IF unit 34 is supplied to the AD conversion unit 35.
- the distance FFT processing unit 11 estimates the distance between the moving body 100 mounting the electronic device 1 and the object 200 based on the beat signal supplied from the AD conversion unit 35.
- the distance FFT processing unit 11 may include, for example, a processing unit that performs a fast Fourier transform.
- the distance FFT processing unit 11 may be configured with any circuit, chip, and/or software that performs fast Fourier transform (FFT) processing.
- the distance FFT processing unit 11 performs FFT processing on the beat signal digitized by the AD conversion unit 35 (hereinafter, appropriately referred to as "distance FFT processing"). For example, the distance FFT processing unit 11 may perform FFT processing on the complex signal supplied from the AD conversion unit 35.
- the beat signal digitized by the AD conversion unit 35 can be expressed as a time change in signal strength (power).
- the distance FFT processing unit 11 can express the beat signal as a signal strength (power) corresponding to each frequency by performing FFT processing on such a beat signal. If a peak is equal to or greater than a predetermined threshold in the result obtained by the distance FFT processing, the distance FFT processing unit 11 may determine that a predetermined object 200 is present at a distance corresponding to the peak.
- a method in which, when a peak value equal to or greater than a threshold is detected from the average power or amplitude of a disturbance signal, an object reflecting a transmission wave (a reflecting object) is present, such as a detection process using a constant false alarm rate (CFAR).
- CFAR constant false alarm rate
- the determination of whether an object exists or not based on such a threshold value may be performed, for example, by the threshold determination unit 13 described below.
- the object detection unit 15 detects an object present within the range where the transmission wave T is transmitted, based on information supplied from at least one of the distance FFT processing unit 11, the speed FFT processing unit 12, the threshold determination unit 13, and the arrival angle estimation unit 14.
- the object detection unit 15 may perform object detection by, for example, performing clustering processing based on the supplied distance information, speed information, and angle information.
- clustering processing for example, the average power of the points constituting the detected object may be calculated.
- the distance information, speed information, angle information, and power information of the object detected by the object detection unit 15 may be supplied to the tracking processing unit 16.
- the output from the object detection unit 15 may be supplied to other functional units, such as the ECU 50.
- communication may be performed using a communication interface such as a CAN (Controller Area Network).
- the electronic device 1 may calculate a probability density function (PDF) from the Doppler velocity continuously acquired as described above.
- PDF probability density function
- the electronic device 1 may organize the list V r of velocity distributions acquired for the l (lowercase letter L)-th target into a frequency distribution table, normalize the total frequency to 1, and set this as the probability density distribution p t l .
- the probability density distribution thus obtained is also referred to as "observation-based probability density distribution" as appropriate.
- the electronic device 1 may calculate a reference probability density distribution p ri ,k in advance and store it in an arbitrary memory such as the storage unit 17.
- the reference probability density distribution p ri ,k may be stored in an arbitrary location such as the electronic device 1 or an external processor or storage.
- the electronic device 1 detects not only the micro-Doppler speed of the movement of the walker Ped's whole body, but also the micro-Doppler speed of, for example, swinging both arms and both legs. Therefore, the probability density distribution as shown in FIG. 5 is calculated based on the micro-Doppler speed (first speed) detected from the whole body including each part of each walker's body.
- the first speed may be the speed of multiple parts of an object that reflects a transmitted wave relative to the electronic device 1.
- the control unit 10 of the electronic device 1 transmits a transmission wave T from the transmission antenna 25 (step S11) and receives a reflected wave R, which is the transmission wave T reflected by an object, from the receiving antenna 31 (step S12).
- step S21 the control unit 10 determines the direction of movement of the detected object (step S21).
- the control unit 10 determines whether, for example, the pedestrian Ped shown in FIG. 6 is moving mainly in the front-back (vertical) direction (i.e., the Y-axis direction) relative to the electronic device 1, or mainly in the left-right (horizontal) direction (i.e., the X-axis direction) relative to the electronic device 1.
- step S21 the control unit 10 may determine, for example, whether the absolute value of Vy multiplied by a constant C is greater than the absolute value of Vx (i.e.,
- control unit 10 calculates the probability density function (PDF) of the micro-Doppler velocity of the points that make up the cluster (step S23).
- PDF probability density function
- the control unit 10 calculates the Pearson divergence based on the PDF calculated in step S23 and the reference probability density distribution (PDF) as illustrated in FIG. 5 (step S24).
- the control unit 10 may calculate the Pearson divergence according to the calculation formulas shown in the following formulas (1) and (2).
- the class classification conditions shall satisfy the following formulas (3) and (4).
- PDFs several reference probability density distributions (PDFs) of the target class may be prepared according to the conditions. In this way, the reference probability density distributions (PDFs) of the target class prepared according to the conditions may be subclasses.
- a relative Pearson value may be calculated for I references of the kth class shown in the above formula (1). Then, a search may be performed to see if there is a reference probability density distribution (PDF) that is equal to or smaller than the threshold shown in the above formula (3), and the PDF may be added to the object class (k). From the object classes shown in the above formula (4), the one with the smallest relative Pearson value for p t j indicating the observed PDF may be selected.
- i indicates a subclass (operation state, small classification) of the kth class.
- j indicates the index of the observed target.
- ⁇ indicates a set of k, i that satisfies the class classification conditions.
- m indicates the speed index.
- ⁇ indicates the forgetting factor.
- FIG. 9 is a diagram showing an example of the Pearson divergence calculated in step S24.
- FIG. 9 may show the Pearson divergence calculated based on the PDF of the micro-Doppler velocity of the detected object and a reference probability density distribution (PDF) such as that shown in FIG. 5.
- PDF probability density distribution
- the horizontal axis represents the frame time
- the vertical axis represents the value of the Pearson divergence, i.e., the Pearson value (or PE value).
- the control unit 10 may determine in step S26 that the detected object belongs to the pedestrian class, i.e., that the detected object is a pedestrian.
- the pedestrian threshold th of the Pearson value is set to a value of approximately 0.3.
- the pedestrian threshold th of the Pearson value may be set to an appropriate value, for example, through experiments, etc.
- the control unit 10 may determine that the detected object belongs to a class other than a pedestrian, i.e., the detected object is not a pedestrian (step S27).
- step S28 the control unit 10 calculates the average speed from the left-right (horizontal) speed (step S28). That is, in step S28, the control unit 10 may calculate the average speed from the above-mentioned Vx and Vy.
- Vx and Vy are the forward-backward (vertical) speed component and the left-right (horizontal) speed component calculated as the result of processing by the Kalman filter.
- the average speed calculated in step S28 is also referred to as the "second speed" of the object.
- the second speed of the object may be calculated based on the first position information of the object detected at the first time and the second position information predicted as the position of the object at a second time later than the first time.
- the control unit 10 may determine that the detected object belongs to a pedestrian class, i.e., that the detected object is a pedestrian (step S26). Also, if the average speed calculated from Vx and Vy in step S29 (second speed) is not within the speed range of a pedestrian, the control unit 10 may determine that the detected object belongs to a class other than a pedestrian, i.e., that the detected object is not a pedestrian (step S27).
- the threshold value for determining whether the average speed calculated from Vx and Vy in step S29 is within the pedestrian's speed range may be set to an appropriate value, for example, through experiments.
- the operation shown in FIG. 8 may be repeatedly executed, for example, at predetermined time intervals.
- the electronic device 1 may repeatedly execute the operation shown in FIG. 8 for each frame of the transmission wave T, etc.
- the electronic device 1 may be realized as a device such as a millimeter wave radar that transmits and receives radio waves using multiple antennas.
- the electronic device 1 may perform density-based clustering on a point cloud obtained by estimating the distance, relative speed, and angle of arrival of a detected object.
- the electronic device 1 may use a Kalman filter to predict a point cloud by clustering processing for the next frame, and associate the predicted point cloud with the point cloud that constitutes the cluster of the detected object.
- the electronic device 1 may determine whether the absolute value of the forward/backward moving speed (Vy) is greater than the absolute value of the lateral moving speed (Vx) by a threshold percentage or more, based on the average moving speed of the object predicted using the Kalman filter as described above.
- the electronic device 1 may store the point cloud of the detected points associated using the Kalman filter as information indicating the same object, and accumulate the cumulative probability density distribution (PDF) of the speed of the point cloud in a memory such as the storage unit 17.
- PDF cumulative probability density distribution
- the electronic device 1 may calculate the Pearson divergence of the PDF of the micro-Doppler velocity for each class stored in advance in a memory such as the storage unit 17 and the reference probability density distribution (PDF).
- PDF reference probability density distribution
- the electronic device 1 may determine that the object is of a class such as a pedestrian.
- the electronic device 1 may determine that the object is moving in the lateral direction, and identify the class of the object from the moving average speed obtained by Kalman filtering.
- the electronic device 1 determines whether a detected object is moving laterally, and if it is moving forward or backward, it can perform high-speed identification by identifying it based on the micro-Doppler velocity. Furthermore, according to the electronic device 1 according to one embodiment, for lateral velocity, which is generally difficult to detect using radar technology, it is possible to identify an object based on the velocity from a positioning position in which data is associated between frames using a Kalman filter. Generally, in devices such as millimeter wave radar, identifying an object using multiple feature amounts tends to be difficult to implement due to the large processing load. However, the electronic device 1 according to one embodiment can provide an electronic device, a control method for an electronic device, and a program that can improve the accuracy of target detection.
- each functional unit can be rearranged so as not to cause logical inconsistencies. Multiple functional units, etc. may be combined into one or divided.
- Each embodiment of the present disclosure described above is not limited to being implemented faithfully to each of the embodiments described, and may be implemented by combining each feature as appropriate or omitting some of them.
- the contents of the present disclosure can be modified and corrected in various ways by a person skilled in the art based on the present disclosure.
- each functional unit, each means, each step, etc. can be added to other embodiments so as not to cause logical inconsistencies, or replaced with each functional unit, each means, each step, etc. of other embodiments.
- multiple functional units, each means, each step, etc. can be combined into one or divided.
- each of the above-described embodiments of the present disclosure is not limited to being implemented faithfully according to each of the described embodiments, but may be implemented by combining each feature or omitting some features as appropriate.
- the above-described embodiment is not limited to implementation as the electronic device 1.
- the above-described embodiment may be implemented as a control method for a device such as the electronic device 1.
- the above-described embodiment may be implemented as a program executed by a device such as the electronic device 1 or a computer, or as a storage medium or recording medium on which a program is recorded.
- the electronic device 1 according to one embodiment can have various configurations.
- the electronic device 1 according to one embodiment is mounted on the moving body 100, for example, at least one of the above-mentioned functional units may be installed in an appropriate location such as inside the moving body 100.
- at least one of the transmitting antenna 25 and the receiving antenna 31 may be installed outside the mobile body 100.
- the electronic device 1 identifies whether or not the detected object is a pedestrian using the value of the Pearson divergence, which indicates the correlation between the probability density function of the detected object and the reference probability density distribution.
- the control unit 10 may identify whether or not the detected object is a pedestrian based on the speed that is the most frequent value of the probability density function of the detected object and the trend of the micro-Doppler speed centered on that speed.
- the "speed that is the most frequent value of the probability density function of the detected object" may be, for example, the speed with the highest probability in each reference density distribution in FIG. 5.
- the "trend of the micro-Doppler speed centered on that speed” may be, for example, a trend showing how the value indicating the probability corresponding to each speed changes centered on the speed with the highest probability in the reference density distribution in FIG. 5. For example, if the magnitude of the speed that is the most frequent value is greater than the general speed of a pedestrian, the electronic device 1 may identify that the detected object is not a pedestrian but another object such as a car or a motorcycle.
- the reference probability density distribution used by the electronic device 1 to identify whether a detected object is a pedestrian or not may be based on pedestrians in various situations.
- the reference probability density distribution used by the electronic device 1 may be a reference probability density distribution corresponding to a child walking, or a reference probability density distribution corresponding to an elderly person walking with a cane.
- the electronic device 1 identifies whether or not the detected object is a pedestrian (human).
- the object to be identified is not limited to a pedestrian such as a human, and may be a moving object such as an animal that can perform different movements with its front and back legs or movements in different directions.
- the electronic device 1 may store (accumulate) multiple reference probability distributions according to the type of animal. The electronic device 1 may use this reference probability distribution to determine whether or not the object is an animal to be identified.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Selective Calling Equipment (AREA)
- Details Of Television Systems (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
本出願は、2022年12月26日に日本国に特許出願された特願2022-208839の優先権を主張するものであり、この先の出願の開示全体を、ここに参照のために取り込む。 This application claims priority to patent application No. 2022-208839, filed in Japan on December 26, 2022, the entire disclosure of which is incorporated herein by reference.
本開示は、電子機器、電子機器の制御方法、及びプログラムに関する。 This disclosure relates to an electronic device, a control method for an electronic device, and a program.
例えば自動車に関連する産業などの分野において、自車両と所定の物体との間の距離などを測定する技術が重要視されている。特に、近年、ミリ波のような電波を送信し、障害物などの物体に反射した反射波を受信することで、物体との間の距離などを測定するレーダ(RADAR(Radio Detecting and Ranging))の技術が、種々研究されている。このような距離などを測定する技術の重要性は、運転者の運転をアシストする技術、及び、運転の一部又は全部を自動化する自動運転に関連する技術の発展に伴い、今後ますます高まると予想される。 For example, in fields such as the automobile industry, there is growing importance placed on technology that measures the distance between a vehicle and a specific object. In particular, in recent years, various research has been conducted into RADAR (Radio Detecting and Ranging) technologies, which measure the distance between an object by transmitting radio waves such as millimeter waves and receiving the waves reflected by objects such as obstacles. The importance of such technology for measuring distance is expected to increase in the future with the development of technologies that assist drivers in driving and technologies related to autonomous driving, which automates part or all of driving.
また、送信された電波が所定の物体に反射した反射波を受信することで、当該物体の存在などを検出する技術について、種々の提案がされている。例えば特許文献1は、複数の受信アンテナによって受信された無線信号を利用して、人物のような動体が存在する方向等の推定を行う推定装置を提案している。
Various proposals have also been made regarding technology that detects the presence of a specific object by receiving the reflected waves of transmitted radio waves that are reflected off the object. For example,
一実施形態に係る電子機器は、
送信波として送信される送信信号が物体で反射した反射波として受信される受信信号に、前記物体の複数の部分の動作が反映されることによって 、前記物体を人と識別する第1処理を実行する制御部、を備える。
The electronic device according to an embodiment includes:
The device is equipped with a control unit that executes a first process of identifying the object as a person by reflecting the movements of multiple parts of the object in a received signal that is received as a reflected wave from an object, the received signal being transmitted as a transmission wave.
一実施形態に係る電子機器は、
送信波として送信される送信信号が物体で反射した反射波として受信される受信信号に、前記物体の複数の部分の動作が反映されることによって、前記物体を体の一部を動かすことが可能な移動体と識別する第1処理を実行する制御部、を備える。
The electronic device according to an embodiment includes:
The device is equipped with a control unit that executes a first process to identify the object as a moving body capable of moving parts of its body by reflecting movements of multiple parts of the object in a received signal that is received as a reflected wave from an object, in which a transmission signal transmitted as a transmission wave is reflected by the object.
一実施形態に係る電子機器の制御方法は、
送信波として送信される送信信号及び前記送信波が物体で反射した反射波として受信される受信信号に基づいて、前記物体を検出するステップと、
前記送信信号及び前記物体の複数の部分の動作が反映される前記受信信号に基づいて、前記物体を人と識別する第1処理を実行するステップと、
を含む。
A method for controlling an electronic device according to an embodiment includes:
detecting the object based on a transmission signal transmitted as a transmission wave and a reception signal received as a reflected wave of the transmission wave reflected by the object;
performing a first process of identifying the object as a person based on the transmitted signal and the received signal reflecting the motion of a plurality of parts of the object;
including.
一実施形態に係るプログラムは、
電子機器に、
送信波として送信される送信信号及び前記送信波が物体で反射した反射波として受信される受信信号に基づいて、前記物体を検出するステップと、
前記送信信号及び前記物体の複数の部分の動作が反映される前記受信信号に基づいて、前記物体を人と識別する第1処理を実行するステップと、
を実行させる。
A program according to an embodiment includes:
For electronic devices,
detecting the object based on a transmission signal transmitted as a transmission wave and a reception signal received as a reflected wave of the transmission wave reflected by the object;
performing a first process of identifying the object as a person based on the transmitted signal and the received signal reflecting the motion of a plurality of parts of the object;
Execute the command.
送信された送信波が所定の物体に反射した反射波を受信することにより、当該物体を検出する技術において、当該物体の検出精度を向上させることが望まれている。本開示の目的は、物標を検出する精度を向上し得る電子機器、電子機器の制御方法、及びプログラムを提供することにある。一実施形態によれば、物標を検出する精度を向上し得る電子機器、電子機器の制御方法、及びプログラムを提供することができる。以下、一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。 In a technology for detecting a specific object by receiving a reflected wave of a transmitted transmission wave reflected by the object, it is desirable to improve the detection accuracy of the object. An object of the present disclosure is to provide an electronic device, a control method for an electronic device, and a program that can improve the accuracy of detecting a target object. According to one embodiment, it is possible to provide an electronic device, a control method for an electronic device, and a program that can improve the accuracy of detecting a target object. One embodiment will be described in detail below with reference to the drawings.
一実施形態に係る電子機器は、例えば自動車などのような乗り物(移動体)に搭載されることで、当該移動体の周囲に存在する所定の物体をターゲットとして検出することができる。このために、一実施形態に係る電子機器は、移動体に設置した送信アンテナから、移動体の周囲に送信波を送信することができる。また、一実施形態に係る電子機器は、移動体に設置した受信アンテナから、送信波が反射された反射波を受信することができる。送信アンテナ及び受信アンテナの少なくとも一方は、例えば移動体に設置されたレーダセンサ等に備えられてもよい。 The electronic device according to one embodiment is mounted on a vehicle (mobile body) such as an automobile and is capable of detecting a specific object present around the mobile body as a target. To this end, the electronic device according to one embodiment can transmit a transmission wave to the surroundings of the mobile body from a transmitting antenna installed on the mobile body. The electronic device according to one embodiment can also receive a reflected wave of the transmitted wave from a receiving antenna installed on the mobile body. At least one of the transmitting antenna and the receiving antenna may be provided on, for example, a radar sensor installed on the mobile body.
以下、典型的な例として、一実施形態に係る電子機器が、乗用車のような自動車に搭載される構成について説明する。しかしながら、一実施形態に係る電子機器が搭載されるのは、自動車に限定されない。一実施形態に係る電子機器は、自動運転自動車、バス、トラック、タクシー、オートバイ、自転車、船舶、航空機、ヘリコプター、トラクターなどの農作業装置、除雪車、清掃車、パトカー、救急車、及びドローンなど、種々の移動体に搭載されてよい。また、一実施形態に係る電子機器が搭載されるのは、必ずしも自らの動力で移動する移動体にも限定されない。例えば、一実施形態に係る電子機器が搭載される移動体は、トラクターにけん引されるトレーラー部分などとしてもよい。一実施形態に係る電子機器は、センサ及び所定の物体の少なくとも一方が移動し得るような状況において、センサと物体との間の距離などを測定することができる。また、一実施形態に係る電子機器は、センサ及び物体の双方が静止していても、センサと物体との間の距離などを測定することができる。また、本開示に含まれる自動車は、全長、全幅、全高、排気量、定員、又は積載量などによって限定されない。例えば、本開示の自働車には、排気量が660ccより大きい自動車、及び排気量が660cc以下の自動車、いわゆる軽自動車なども含まれる。また、本開示に含まれる自動車は、エネルギーの一部若しくは全部に電気を利用し、モータを利用する自動車も含まれる。 Below, as a typical example, a configuration in which the electronic device according to an embodiment is mounted on an automobile such as a passenger car will be described. However, the electronic device according to an embodiment is not limited to being mounted on an automobile. The electronic device according to an embodiment may be mounted on various moving bodies such as self-driving automobiles, buses, trucks, taxis, motorcycles, bicycles, ships, aircraft, helicopters, agricultural equipment such as tractors, snowplows, cleaning vehicles, police cars, ambulances, and drones. Furthermore, the electronic device according to an embodiment is not necessarily limited to being mounted on a moving body that moves by its own power. For example, the moving body on which the electronic device according to an embodiment is mounted may be a trailer part towed by a tractor. The electronic device according to an embodiment can measure the distance between a sensor and an object in a situation in which at least one of the sensor and a predetermined object can move. Furthermore, the electronic device according to an embodiment can measure the distance between a sensor and an object even if both the sensor and the object are stationary. Furthermore, the automobile included in the present disclosure is not limited by its overall length, overall width, overall height, displacement, capacity, or load capacity. For example, automobiles in this disclosure include automobiles with an engine displacement of more than 660 cc, as well as automobiles with an engine displacement of 660 cc or less, so-called light automobiles. Additionally, automobiles in this disclosure also include automobiles that use electricity as part or all of their energy source and that use a motor.
さらに、一実施形態に係る電子機器は、必ずしも移動体に搭載されていなくてもよい。例えば、一実施形態に係る電子機器は、信号機又は路側機などの静止している機器に設置されて、当該機器周辺の歩行者及び/又は車両などを検出してもよい。 Furthermore, the electronic device according to an embodiment does not necessarily have to be mounted on a moving object. For example, the electronic device according to an embodiment may be installed on a stationary device such as a traffic light or roadside device, and detect pedestrians and/or vehicles around the device.
まず、一実施形態に係る電子機器による物体の検出の例を説明する。 First, an example of object detection by an electronic device according to an embodiment will be described.
図1は、一実施形態に係る電子機器の使用態様を説明する図である。図1は、一実施形態に係る送信アンテナ及び受信アンテナを備えるセンサを、移動体に設置した例を示している。 FIG. 1 is a diagram illustrating a usage mode of an electronic device according to one embodiment. FIG. 1 shows an example in which a sensor having a transmitting antenna and a receiving antenna according to one embodiment is installed on a mobile object.
図1に示す移動体100には、一実施形態に係る送信アンテナ及び受信アンテナを備えるセンサ5が設置されている。また、図1に示す移動体100は、一実施形態に係る電子機器1を搭載(例えば内蔵)しているものとする。電子機器1の具体的な構成については後述する。センサ5は、例えば送信アンテナ及び受信アンテナの少なくとも一方を備えるものとしてよい。また、センサ5は、電子機器1に含まれる制御部10(図2)の少なくとも一部など、他の機能部の少なくともいずれかを、適宜含んでもよい。図1に示す移動体100は、乗用車のような自動車の車両としてよいが、任意のタイプの移動体としてよい。図1において、移動体100は、例えば図に示すY軸正方向(進行方向)に移動(走行又は徐行)していてもよいし、他の方向に移動していてもよいし、また移動せずに静止していてもよい。
A
図1に示すように、移動体100には、送信アンテナを備えるセンサ5が設置されている。図1に示す例において、送信アンテナ及び受信アンテナを備えるセンサ5は、移動体100の前方に1つだけ設置されている。ここで、センサ5が移動体100に設置される位置は、図1に示す位置に限定されるものではなく、適宜、他の位置としてもよい。例えば、図1に示すようなセンサ5を、移動体100の左側、右側、及び/又は、後方などに設置してもよい。また、このようなセンサ5の個数は、移動体100における測定の範囲及び/又は精度など各種の条件(又は要求)に応じて、1つ以上の任意の数としてよい。センサ5は、移動体100の内部に設置されているとしてもよい。移動体100の内部とは、例えばバンパー内の空間、ボディ内の空間、ヘッドライト内の空間、又は運転スペースの空間などでよい。
As shown in FIG. 1, a
センサ5は、送信アンテナから送信波として電磁波を送信する。例えば移動体100の周囲に所定の物体(例えば図1に示す物体200)が存在する場合、センサ5から送信された送信波の少なくとも一部は、当該物体によって反射されて反射波となる。そして、このような反射波を例えばセンサ5の受信アンテナによって受信することにより、移動体100に搭載された電子機器1は、当該物体をターゲット(物標)として検出することができる。
The
送信アンテナを備えるセンサ5は、典型的には、電波を送受信するレーダ(RADAR(Radio Detecting and Ranging))センサとしてよい。しかしながら、センサ5は、レーダセンサに限定されない。一実施形態に係るセンサ5は、例えば光波によるLIDAR(Light Detection and Ranging、Laser Imaging Detection and Ranging)の技術に基づくセンサとしてもよい。これらのようなセンサは、例えばパッチアンテナなどを含んで構成することができる。RADAR及びLIDARのような技術は既に知られているため、詳細な説明は、適宜、簡略化又は省略することがある。
The
図1に示す移動体100に搭載された電子機器1は、センサ5の送信アンテナから送信された送信波の反射波を受信アンテナから受信する。このようにして、電子機器1は、移動体100から所定の距離内に存在する所定の物体200をターゲットとして検出することができる。例えば、図1に示すように、電子機器1は、自車両である移動体100と所定の物体200との間の距離Aを測定することができる。また、電子機器1は、自車両である移動体100と所定の物体200との相対速度も測定することができる。さらに、電子機器1は、所定の物体200からの反射波が、自車両である移動体100に到来する方向(到来角θ)も測定することができる。
The
ここで、物体200とは、例えば移動体100に隣接する車線を走行する対向車、移動体100に並走する自動車、及び移動体100と同じ車線を走行する前後の自動車などの少なくともいずれかとしてよい。また、物体200とは、オートバイ、自転車、ベビーカー、歩行者などの人間、動物、昆虫その他の生命体、ガードレール、中央分離帯、道路標識、歩道の段差、壁、マンホール、又は障害物など、移動体100の周囲に存在する任意の物体としてよい。さらに、物体200は、移動していてもよいし、停止していてもよい。例えば、物体200は、移動体100の周囲に駐車又は停車している自動車などとしてもよい。本開示において、センサ5が検出する物体は、無生物の他に、人又は動物などの生物も含む。本開示のセンサ5が検出する物体は、レーダ技術により検知される、人、物、及び動物などを含む物標を含む。
Here, the
図1において、センサ5の大きさと、移動体100の大きさとの比率は、必ずしも実際の比率を示すものではない。また、図1において、センサ5は、移動体100の外部に設置した状態を示してある。しかしながら、一実施形態において、センサ5は、移動体100の各種の位置に設置してよい。例えば、一実施形態において、センサ5は、移動体100のバンパーの内部に設置して、移動体100の外観に現れないようにしてもよい。
In FIG. 1, the ratio between the size of the
以下、典型的な例として、センサ5の送信アンテナは、ミリ波(30GHz以上)又は準ミリ波(例えば20GHz~30GHz付近)などのような周波数帯の電波を送信するものとして説明する。例えば、センサ5の送信アンテナは、77GHz~81GHzのように、4GHzの周波数帯域幅を有する電波を送信してもよい。
Below, as a typical example, the transmitting antenna of the
図2は、一実施形態に係る電子機器1の構成例を概略的に示す機能ブロック図である。以下、一実施形態に係る電子機器1の構成の一例について説明する。
FIG. 2 is a functional block diagram that shows an outline of an example of the configuration of an
ミリ波方式のレーダによって距離などを測定する際、周波数変調連続波レーダ(以下、FMCWレーダ(Frequency Modulated Continuous Wave radar)と記す)が用いられることが多い。FMCWレーダは、送信する電波の周波数を掃引して送信信号が生成される。したがって、例えば79GHzの周波数帯の電波を用いるミリ波方式のFMCWレーダにおいて、使用する電波の周波数は、例えば77GHz~81GHzのように、4GHzの周波数帯域幅を持つものとなる。79GHzの周波数帯のレーダは、例えば24GHz、60GHz、76GHzの周波数帯などの他のミリ波/準ミリ波レーダよりも、使用可能な周波数帯域幅が広いという特徴がある。以下、例として、このような実施形態について説明する。 When measuring distances and the like using a millimeter wave radar, a frequency modulated continuous wave radar (hereinafter referred to as FMCW radar) is often used. With an FMCW radar, the transmission signal is generated by sweeping the frequency of the radio waves to be transmitted. Therefore, for example, in a millimeter wave FMCW radar using radio waves in the 79 GHz frequency band, the frequency of the radio waves used has a frequency bandwidth of 4 GHz, for example, 77 GHz to 81 GHz. A radar using the 79 GHz frequency band has the characteristic that it has a wider usable frequency bandwidth than other millimeter wave/quasi-millimeter wave radars, such as those using the 24 GHz, 60 GHz, and 76 GHz frequency bands. Below, such an embodiment will be described as an example.
図2に示すように、一実施形態に係る電子機器1は、センサ5とECU(Electronic Control Unit)50とから構成されてよい。ECU50は、移動体100の様々な動作を制御する。ECU50は、少なくとも1以上のECUにより構成されるものとしてよい。一実施形態に係る電子機器1は、制御部10を備えている。また、一実施形態に係る電子機器1は、送信部20、及び受信部30A~30Dなどの少なくともいずれかのような、他の機能部を適宜含んでもよい。図2に示すように、電子機器1は、受信部30A~30Dのように、複数の受信部を備えてよい。以下、受信部30Aと、受信部30Bと、受信部30Cと、受信部30Dとを区別しない場合、単に「受信部30」と記す。
As shown in FIG. 2, the
図3に示すように、制御部10は、距離FFT処理部11、速度FFT処理部12、閾値判定部13、到来角推定部14、物体検出部15、トラッキング処理部16、記憶部17、及び物標識別部18を備えてよい。制御部10に含まれるこれらの機能部については、さらに後述する。
As shown in FIG. 3, the
図2に示すように、送信部20は、信号生成部21、シンセサイザ22、位相制御部23A及び23B、増幅器24A及び24B、並びに、送信アンテナ25A及び25Bを備えてよい。以下、位相制御部23Aと、位相制御部23Bとを区別しない場合、単に「位相制御部23」と記す。また、以下、増幅器24Aと、増幅器24Bとを区別しない場合、単に「増幅器24」と記す。また、以下、送信アンテナ25Aと、送信アンテナ25Bとを区別しない場合、単に「送信アンテナ25」と記す。
As shown in FIG. 2, the transmitting
受信部30は、図2に示すように、それぞれ対応する受信アンテナ31A~31Dを備えてよい。以下、受信アンテナ31Aと、受信アンテナ31Bと、受信アンテナ31Cと、受信アンテナ31Dとを区別しない場合、単に「受信アンテナ31」と記す。また、複数の受信部30は、それぞれ、図2に示すように、LNA32、ミキサ33、IF部34、及びAD変換部35を備えてよい。受信部30A~30Dは、それぞれ同様の構成としてよい。図2においては、代表例として、受信部30Aのみの構成を概略的に示してある。
The receiving
上述のセンサ5は、例えば送信アンテナ25及び受信アンテナ31を備えるものとしてよい。また、センサ5は、制御部10などの他の機能部の少なくともいずれかを適宜含んでもよい。
The above-mentioned
一実施形態に係る電子機器1が備える制御部10は、電子機器1を構成する各機能部の制御をはじめとして、電子機器1全体の動作の制御を行うことができる。制御部10は、種々の機能を実行するための制御及び処理能力を提供するために、例えばCPU(Central Processing Unit)又はDSP(Digital Signal Processor)のような、少なくとも1つのプロセッサを含んでよい。制御部10は、まとめて1つのプロセッサで実現してもよいし、いくつかのプロセッサで実現してもよいし、それぞれ個別のプロセッサで実現してもよい。プロセッサは、単一の集積回路として実現されてよい。集積回路は、IC(Integrated Circuit)ともいう。プロセッサは、複数の通信可能に接続された集積回路及びディスクリート回路として実現されてよい。プロセッサは、他の種々の既知の技術に基づいて実現されてよい。一実施形態において、制御部10は、例えばCPU(ハードウェア)及び当該CPUで実行されるプログラム(ソフトウェア)として構成してよい。制御部10は、制御部10の動作に必要なメモリを適宜含んでもよい。
The
一実施形態に係る電子機器1において、制御部10は、送信部20及び受信部30の少なくとも一方を制御することができる。この場合、制御部10は、任意の記憶部(メモリ)に記憶された各種情報に基づいて、送信部20及び受信部30の少なくとも一方を制御してよい。また、一実施形態に係る電子機器1において、制御部10は、信号生成部21に信号の生成を指示したり、信号生成部21が信号を生成するように制御したりしてもよい。
In the
信号生成部21は、制御部10の制御により、送信アンテナ25から送信波Tとして送信される信号(送信信号)を生成する。信号生成部21は、送信信号を生成する際に、例えば制御部10による制御に基づいて、送信信号の周波数を割り当ててよい。具体的には、信号生成部21は、例えば制御部10によって設定されたパラメータにしたがって、送信信号の周波数を割り当ててよい。例えば、信号生成部21は、制御部10又は任意の記憶部(メモリ)から周波数情報を受け取ることにより、例えば77~81GHzのような周波数帯域の所定の周波数の信号を生成する。信号生成部21は、例えば電圧制御発振器(VCO)のような機能部を含んで構成してよい。
The
信号生成部21は、当該機能を有するハードウェアとして構成してもよいし、例えばマイコンなどで構成してもよいし、例えばCPUのようなプロセッサ及び当該プロセッサで実行されるプログラムなどとして構成してもよい。以下説明する各機能部も、当該機能を有するハードウェアとして構成してもよいし、可能な場合には、例えばマイコンなどで構成してもよいし、例えばCPUのようなプロセッサ及び当該プロセッサで実行されるプログラムなどとして構成してもよい。
The
一実施形態に係る電子機器1において、信号生成部21は、例えばチャープ信号のような送信信号(送信チャープ信号)を生成してよい。特に、信号生成部21は、周波数が周期的に線形に変化する信号(線形チャープ信号)を生成してもよい。例えば、信号生成部21は、周波数が時間の経過に伴って77GHzから81GHzまで周期的に線形に増大するチャープ信号としてもよい。また、例えば、信号生成部21は、周波数が時間の経過に伴って77GHzから81GHzまで線形の増大(アップチャープ)及び減少(ダウンチャープ)を周期的に繰り返す信号を生成してもよい。信号生成部21が生成する信号は、例えば制御部10において予め設定されていてもよい。また、信号生成部21が生成する信号は、例えば任意の記憶部(メモリ)などに予め記憶されていてもよい。レーダのような技術分野で用いられるチャープ信号は既知であるため、より詳細な説明は、適宜、簡略化又は省略する。信号生成部21によって生成された信号は、シンセサイザ22に供給される。
In the
図4は、信号生成部21が生成するチャープ信号の例を説明する図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a chirp signal generated by the
図4において、横軸は経過する時間を表し、縦軸は周波数を表す。図4に示す例において、信号生成部21は、周波数が周期的に線形に変化する線形チャープ信号を生成する。図4においては、各チャープ信号を、c1,c2,…,c8のように示してある。図4に示すように、それぞれのチャープ信号において、時間の経過に伴って周波数が線形に増大する。
In FIG. 4, the horizontal axis represents the elapsed time, and the vertical axis represents the frequency. In the example shown in FIG. 4, the
図4に示す例において、c1,c2,…,c8のように8つのチャープ信号を含めて、1つのサブフレームとしている。すなわち、図4に示すサブフレーム1及びサブフレーム2などは、それぞれc1,c2,…,c8のように8つのチャープ信号を含んで構成されている。また、図4に示す例において、サブフレーム1~サブフレーム16のように16のサブフレームを含めて、1つのフレームとしている。すなわち、図4に示すフレーム1及びフレーム2などは、それぞれ16のサブフレームを含んで構成されている。また、図4に示すように、フレーム同士の間には、所定の長さのフレームインターバルを含めてもよい。図4に示す1つのフレームは、例えば30ミリ秒から50ミリ秒程度の長さとしてよい。
In the example shown in FIG. 4, one subframe includes eight chirp signals such as c1, c2, ..., c8. That is,
図4において、フレーム2以降も同様の構成としてよい。また、図4において、フレーム3以降も同様の構成としてよい。一実施形態に係る電子機器1において、信号生成部21は、任意の数のフレームとして送信信号を生成してよい。また、図4においては、一部のチャープ信号は省略して示している。このように、信号生成部21が生成する送信信号の時間と周波数との関係は、例えば任意の記憶部(メモリ)などに記憶しておいてよい。
In FIG. 4, frames 2 and onward may have the same configuration. Also, in FIG. 4, frames 3 and onward may have the same configuration. In
このように、一実施形態に係る電子機器1は、複数のチャープ信号を含むサブフレームから構成される送信信号を送信してよい。また、一実施形態に係る電子機器1は、サブフレームを所定数含むフレームから構成される送信信号を送信してよい。
In this way, the
以下、電子機器1は、図4に示すようなフレーム構造の送信信号を送信するものとして説明する。しかしながら、図4に示すようなフレーム構造は一例であり、例えば1つのサブフレームに含まれるチャープ信号は8つに限定されない。一実施形態において、信号生成部21は、任意の数(例えば任意の複数)のチャープ信号を含むサブフレームを生成してよい。また、図4に示すようなサブフレーム構造も一例であり、例えば1つのフレームに含まれるサブフレームは16に限定されない。一実施形態において、信号生成部21は、任意の数(例えば任意の複数)のサブフレームを含むフレームを生成してよい。信号生成部21は、異なる周波数の信号を生成してよい。信号生成部21は、周波数fがそれぞれ異なる帯域幅の複数の離散的な信号を生成してもよい。
The
図2に戻り、シンセサイザ22は、信号生成部21が生成した信号の周波数を、所定の周波数帯の周波数まで上昇させる。シンセサイザ22は、送信アンテナ25から送信する送信波Tの周波数として選択された周波数まで、信号生成部21が生成した信号の周波数を上昇させてよい。送信アンテナ25から送信する送信波Tの周波数として選択される周波数は、例えば制御部10によって設定されてもよい。また、送信アンテナ25から送信する送信波Tの周波数として選択される周波数は、例えば任意の記憶部(メモリ)に記憶されていてもよい。シンセサイザ22によって周波数が上昇された信号は、位相制御部23及びミキサ33に供給される。位相制御部23が複数の場合、シンセサイザ22によって周波数が上昇された信号は、複数の位相制御部23のそれぞれに供給されてよい。また、受信部30が複数の場合、シンセサイザ22によって周波数が上昇された信号は、複数の受信部30におけるそれぞれのミキサ33に供給されてよい。
Returning to FIG. 2, the
位相制御部23は、シンセサイザ22から供給された送信信号の位相を制御する。具体的には、位相制御部23は、例えば制御部10による制御に基づいて、シンセサイザ22から供給された信号の位相を適宜早めたり遅らせたりすることにより、送信信号の位相を調整してよい。この場合、位相制御部23は、複数の送信アンテナ25から送信されるそれぞれの送信波Tの経路差に基づいて、それぞれの送信信号の位相を調整してもよい。位相制御部23がそれぞれの送信信号の位相を適宜調整することにより、複数の送信アンテナ25から送信される送信波Tは、所定の方向において強め合ってビームを形成する(ビームフォーミング)。この場合、ビームフォーミングの方向と、複数の送信アンテナ25がそれぞれ送信する送信信号の制御すべき位相量との相関関係は、例えば任意の記憶部(メモリ)に記憶しておいてよい。位相制御部23によって位相制御された送信信号は、増幅器24に供給される。
The phase control unit 23 controls the phase of the transmission signal supplied from the
増幅器24は、位相制御部23から供給された送信信号のパワー(電力)を、例えば制御部10による制御に基づいて増幅させる。センサ5が複数の送信アンテナ25を備える場合、複数の増幅器24は、複数の位相制御部23のうちそれぞれ対応するものから供給された送信信号のパワー(電力)を、例えば制御部10による制御に基づいてそれぞれ増幅させてよい。送信信号のパワーを増幅させる技術自体は既に知られているため、より詳細な説明は省略する。増幅器24は、送信アンテナ25に接続される。
The amplifier 24 amplifies the power (electricity) of the transmission signal supplied from the phase control unit 23, for example, based on control by the
送信アンテナ25は、増幅器24によって増幅された送信信号を、送信波Tとして出力(送信)する。センサ5が複数の送信アンテナ25を備える場合、複数の送信アンテナ25は、複数の増幅器24のうちそれぞれ対応するものによって増幅された送信信号を、それぞれ送信波Tとして出力(送信)してよい。送信アンテナ25は、例えばパッチアンテナのようなアンテナ素子を含んで構成されてよい。送信アンテナ25は、既知のレーダ技術に用いられる送信アンテナと同様に構成することができるため、より詳細な説明は省略する。
The transmitting
このようにして、一実施形態に係る電子機器1は、送信アンテナ25を備え、送信アンテナ25から送信波Tとして送信信号(例えば送信チャープ信号)を送信することができる。ここで、電子機器1を構成する各機能部のうちの少なくとも1つは、1つの筐体に収められてもよい。また、この場合、当該1つの筐体は、容易に開けることができない構造としてもよい。例えば送信アンテナ25、受信アンテナ31、増幅器24が1つの筐体に収められ、かつ、この筐体が容易に開けられない構造となっているとよい。さらに、ここで、センサ5が自動車のような移動体100に設置される場合、送信アンテナ25は、例えばレーダカバーのようなカバー部材を介して、移動体100の外部に送信波Tを送信してもよい。この場合、レーダカバーは、例えば合成樹脂又はゴムのような、電磁波を通過させる物質で構成してよい。このレーダカバーは、例えばセンサ5のハウジングとしてもよい。レーダカバーのような部材で送信アンテナ25を覆うことにより、送信アンテナ25が外部との接触により破損したり不具合が発生したりするリスクを低減することができる。また、上記レーダカバー及び/又はハウジングは、レドームとも呼ばれることがある。
In this way, the
図2に示す電子機器1は、送信アンテナ25を2つ備える例を示している。しかしながら、一実施形態において、電子機器1は、任意の数の送信アンテナ25を備えてもよい。一方、一実施形態において、電子機器1は、送信アンテナ25から送信される送信波Tが所定方向にビームを形成するようにする場合、複数の送信アンテナ25を備えてよい。一実施形態において、電子機器1は、任意の複数の送信アンテナ25を備えてもよい。この場合、電子機器1は、複数の送信アンテナ25に対応させて、位相制御部23及び増幅器24もそれぞれ複数備えてよい。そして、複数の位相制御部23は、シンセサイザ22から供給されて複数の送信アンテナ25から送信される複数の送信波の位相を、それぞれ制御してよい。また、複数の増幅器24は、複数の送信アンテナ25から送信される複数の送信信号のパワーを、それぞれ増幅してよい。また、この場合、センサ5は、複数の送信アンテナを含んで構成してよい。このように、図2に示す電子機器1は、複数の送信アンテナ25を備える場合、当該複数の送信アンテナ25から送信波Tを送信するのに必要な機能部も、それぞれ複数含んで構成してよい。
The
受信アンテナ31は、反射波Rを受信する。反射波Rは、送信波Tが所定の物体200に反射したものとしてよい。受信アンテナ31は、例えば受信アンテナ31A~受信アンテナ31Dのように、複数のアンテナを含んで構成してよい。受信アンテナ31は、例えばパッチアンテナのようなアンテナ素子を含んで構成されてよい。受信アンテナ31は、既知のレーダ技術に用いられる受信アンテナと同様に構成することができるため、より詳細な説明は省略する。受信アンテナ31は、LNA32に接続される。受信アンテナ31によって受信された反射波Rに基づく受信信号は、LNA32に供給される。
The receiving antenna 31 receives the reflected wave R. The reflected wave R may be the transmitted wave T reflected by a
一実施形態に係る電子機器1は、複数の受信アンテナ31から、例えばチャープ信号のような送信信号(送信チャープ信号)として送信された送信波Tが所定の物体200によって反射された反射波Rを受信することができる。このように、送信波Tとして送信チャープ信号を送信する場合、受信した反射波Rに基づく受信信号は、受信チャープ信号と記す。すなわち、電子機器1は、受信アンテナ31から反射波Rとして受信信号(例えば受信チャープ信号)を受信する。ここで、センサ5が自動車のような移動体100に設置される場合、受信アンテナ31は、例えばレーダカバーのようなカバー部材を介して、移動体100の外部から反射波Rを受信してもよい。この場合、レーダカバーは、例えば合成樹脂又はゴムのような、電磁波を通過させる物質で構成してよい。このレーダカバーは、例えばセンサ5のハウジングとしてもよい。レーダカバーのような部材で受信アンテナ31を覆うことにより、受信アンテナ31が外部との接触により破損又は不具合が発生するリスクを低減することができる。また、上記レーダカバー及び/又はハウジングは、レドームとも呼ばれることがある。
The
また、受信アンテナ31が送信アンテナ25の近くに設置される場合、これらをまとめて1つのセンサ5に含めて構成してもよい。すなわち、1つのセンサ5には、例えば少なくとも1つの送信アンテナ25及び少なくとも1つの受信アンテナ31を含めてもよい。例えば、1つのセンサ5は、複数の送信アンテナ25及び複数の受信アンテナ31を含んでもよい。このような場合、例えば1つのレーダカバーのようなカバー部材で、1つのレーダセンサを覆うようにしてもよい。
Furthermore, when the receiving antenna 31 is installed near the transmitting
LNA32は、受信アンテナ31によって受信された反射波Rに基づく受信信号を低ノイズで増幅する。LNA32は、低雑音増幅器(Low Noise Amplifier)としてよく、受信アンテナ31から供給された受信信号を低雑音で増幅する。LNA32によって増幅された受信信号は、ミキサ33に供給される。
The
ミキサ33は、LNA32から供給されるRF周波数の受信信号を、シンセサイザ22から供給される送信信号に混合する(掛け合わせる)ことにより、ビート信号を生成する。ミキサ33によって混合されたビート信号は、IF部34に供給される。
The
IF部34は、ミキサ33から供給されるビート信号に周波数変換を行うことにより、ビート信号の周波数を中間周波数(Intermediate Frequency:IF)まで低下させる。IF部34によって周波数を低下させたビート信号は、AD変換部35に供給される。
The
AD変換部35は、IF部34から供給されたアナログのビート信号をデジタル化する。AD変換部35は、任意のアナログ-デジタル変換回路(Analog to Digital Converter(ADC))で構成してよい。AD変換部35によってデジタル化されたビート信号は、制御部10の距離FFT処理部11に供給される。受信部30が複数の場合、複数のAD変換部35によってデジタル化されたそれぞれのビート信号は、制御部10の距離FFT処理部11に供給されてよい。
The
図3に示すように、制御部10において、距離FFT処理部11は、AD変換部35から供給されたビート信号に基づいて、電子機器1を搭載した移動体100と、物体200との間の距離を推定する。距離FFT処理部11は、例えば高速フーリエ変換を行う処理部を含んでよい。この場合、距離FFT処理部11は、高速フーリエ変換(Fast Fourier Transform(FFT))処理を行う任意の回路、チップ、及び/又はソフトウェアなどで構成してよい。
As shown in FIG. 3, in the
距離FFT処理部11は、AD変換部35によってデジタル化されたビート信号に対してFFT処理を行う(以下、適宜「距離FFT処理」と記す)。例えば、距離FFT処理部11は、AD変換部35から供給された複素信号にFFT処理を行ってよい。AD変換部35によってデジタル化されたビート信号は、信号強度(電力)の時間変化として表すことができる。距離FFT処理部11は、このようなビート信号にFFT処理を行うことにより、各周波数に対応する信号強度(電力)として表すことができる。距離FFT処理部11は、距離FFT処理によって得られた結果においてピークが所定の閾値以上である場合、そのピークに対応する距離に、所定の物体200があると判断してもよい。例えば、一定誤警報確率(CFAR(Constant False Alarm Rate))による検出処理のように、外乱信号の平均電力又は振幅から閾値以上のピーク値が検出された場合、送信波を反射する物体(反射物体)が存在するものと判断する方法が知られている。このような閾値に基づいて物体が存在するか否かの判定は、例えば後述の閾値判定部13において実行されてよい。
The distance
このように、一実施形態に係る電子機器1は、送信波Tとして送信される送信信号、及び、反射波Rとして受信される受信信号に基づいて、送信波Tを反射する物体200をターゲットとして検出することができる。
In this way, the
距離FFT処理部11は、1つのチャープ信号(例えば図4に示すc1)に基づいて、所定の物体との間の距離を推定することができる。すなわち、電子機器1は、距離FFT処理を行うことにより、図1に示した距離Aを測定(推定)することができる。ビート信号にFFT処理を行うことにより、所定の物体との間の距離を測定(推定)する技術自体は公知のため、より詳細な説明は、適宜、簡略化又は省略する。距離FFT処理部11によって距離FFT処理が行われた結果(例えば距離の情報)は、速度FFT処理部12に供給されてよい。また、距離FFT処理部11によって距離FFT処理が行われた結果は、例えば閾値判定部13など、他の機能部に供給されてもよい。
The distance
速度FFT処理部12は、距離FFT処理部11によって距離FFT処理が行われたビート信号に基づいて、電子機器1を搭載した移動体100と、物体200との相対速度を推定する。速度FFT処理部12は、例えば高速フーリエ変換を行う処理部を含んでよい。この場合、速度FFT処理部12は、高速フーリエ変換(Fast Fourier Transform(FFT))処理を行う任意の回路、チップ、及び/又はソフトウェアなどで構成してよい。
The velocity
速度FFT処理部12は、距離FFT処理部11によって距離FFT処理が行われたビート信号に対してさらにFFT処理を行う(以下、適宜「速度FFT処理」と記す)。例えば、速度FFT処理部12は、距離FFT処理部11から供給された複素信号にFFT処理を行ってよい。速度FFT処理部12は、チャープ信号のサブフレーム(例えば図4に示すサブフレーム1)に基づいて、所定の物体との相対速度を推定することができる。上述のようにビート信号に距離FFT処理を行うと、複数のベクトルを生成することができる。これら複数のベクトルに対して速度FFT処理を行った結果におけるピークの位相を求めることにより、所定の物体との相対速度を推定することができる。すなわち、電子機器1は、速度FFT処理を行うことにより、図1に示した移動体100と所定の物体200との相対速度を測定(推定)することができる。距離FFT処理を行った結果に対して速度FFT処理を行うことにより、所定の物体との相対速度を測定(推定)する技術自体は公知のため、より詳細な説明は、適宜、簡略化又は省略する。速度FFT処理部12によって速度FFT処理が行われた結果(例えば速度の情報)は、閾値判定部13に供給されてよい。また、速度FFT処理部12によって速度FFT処理が行われた結果は、例えば到来角推定部14など、他の機能部に供給されてもよい。
The velocity
閾値判定部13は、距離FFT処理部11によって距離FFT処理が行われた結果、及び/又は、速度FFT処理部12によって速度FFT処理が行われた結果に基づいて、距離及び/又は相対速度についての判定処理を行う。ここで、閾値判定部13は、所定の閾値に基づく判定を行ってよい。例えば、閾値判定部13は、距離FFT処理部11によって距離FFT処理が行われた結果、及び/又は、速度FFT処理部12によって速度FFT処理が行われた結果が、所定の閾値を超えるか否かを判定してよい。閾値判定部13は、所定の閾値を超える距離及び/又は相対速度において、物体を検出したと判定してもよい。
The
閾値判定部13は、距離FFT処理部11によって距離FFT処理が行われた結果、及び/又は、速度FFT処理部12によって速度FFT処理が行われた結果のうち、所定の閾値を超えるもののみを出力してもよい。閾値判定部13が行う動作は、例えば、一定誤警報確率(CFAR(Constant False Alarm Rate))による検出処理と同様のものとしてよい。一実施形態において、閾値判定部13が行う動作は、Order Statistic CFAR(OS-CFAR)に基づく処理を行ってもよい。OS-CFERは、順序統計(ordered statistics)に基づいて閾値を設定し、その閾値を超える場合にターゲットが存在すると判定する手法である。閾値判定部13によって閾値判定の処理が行われた結果は、到来角推定部14に供給されてよい。また、閾値判定部13によって処理が行われた結果は、例えば物体検出部15など、他の機能部に供給されてもよい。
The
到来角推定部14は、速度FFT処理部12によって速度FFT処理が行われた結果、及び/又は、閾値判定部13からの出力に基づいて、所定の物体200から反射波Rが到来する方向を推定する。到来角推定部14は、速度FFT処理部12によって速度FFT処理が行われた結果のうち、閾値判定部13から出力された結果に基づいて、所定の物体200から反射波Rが到来する方向を推定してもよい。電子機器1は、複数の受信アンテナ31から反射波Rを受信することで、反射波Rが到来する方向を推定することができる。例えば、複数の受信アンテナ31は、所定の間隔で配置されているものとする。この場合、送信アンテナ25から送信された送信波Tが所定の物体200に反射されて反射波Rとなり、所定の間隔で配置された複数の受信アンテナ31はそれぞれ反射波Rを受信する。そして、到来角推定部14は、複数の受信アンテナ31がそれぞれ受信した反射波Rの位相、及びそれぞれの反射波Rの経路差に基づいて、反射波Rが受信アンテナ31に到来する方向を推定することができる。すなわち、電子機器1は、速度FFT処理が行われた結果に基づいて、図1に示した到来角θを測定(推定)することができる。
The arrival
一実施形態に係る電子機器1において、到来角推定部14は、物体が存在すると判定された速度において、複数の受信アンテナ31が受信する複素信号に基づいて、反射波の到来方向を推定してもよい。このように、一実施形態に係る電子機器1は、物体の存在する方向の角度を推定することができる。
In the
一実施形態に係る電子機器1において、到来角推定部14は、閾値判定部13によって閾値を超えたと判定された検出点の信号強度(品質)が閾値以下の場合に、到来方向推定を行ってもよい。
In the
速度FFT処理が行われた結果に基づいて、反射波Rが到来する方向を推定する技術は各種提案されている。例えば、既知の到来方向推定のアルゴリズムとしては、MUSIC(MUltiple SIgnal Classification)、及びESPRIT(Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Technique)などが知られている。したがって、公知の技術についてのより詳細な説明は、適宜、簡略化又は省略する。到来角推定部14によって推定された到来角θの情報(角度情報)は、物体検出部15に供給されてよい。
Various techniques have been proposed for estimating the direction of arrival of the reflected wave R based on the results of velocity FFT processing. For example, known algorithms for estimating the direction of arrival include MUSIC (MUltiple SIgnal Classification) and ESPRIT (Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Technique). Therefore, detailed descriptions of known techniques will be simplified or omitted as appropriate. Information on the arrival angle θ (angle information) estimated by the arrival
一実施形態に係る電子機器1において、物体検出部15は、反射波の到来方向(角度)の情報、ターゲットとの相対速度の情報、及び/又は、ターゲットまでの距離の情報に基づいて、物体をターゲットとして検出(例えばクラスタリング)したか否かの判定を行う。ここで、反射波の到来方向(角度)の情報は、到来角推定部14から取得してよい。また、ターゲットとの相対速度及び距離の情報は、閾値判定部13から取得してよい。また、ターゲットとの相対速度の情報は、速度FFT処理部12から取得してもよい。また、ターゲットまでの距離の情報は、距離FFT処理部11から取得してもよい。物体検出部15は、ターゲットとして検出する物体を構成するポイントの平均電力を計算してもよい。反射波の到来方向(角度)の情報、ターゲットとの相対速度の情報、及び/又は、ターゲットまでの距離の情報は、例えばフレームごとに任意の記憶部(メモリ)などに記憶されるものとしてもよい。
In the
物体検出部15は、距離FFT処理部11、速度FFT処理部12、閾値判定部13、及び到来角推定部14の少なくともいずれかから供給される情報に基づいて、送信波Tが送信された範囲に存在する物体を検出する。物体検出部15は、供給された距離の情報、速度の情報、及び角度情報に基づいて例えばクラスタリング処理を行うことにより、物体検出を行ってよい。データをクラスタリングする際に用いるアルゴリズムとして、例えばDBSCAN(Density-based spatial clustering of applications with noise)などが知られている。クラスタリング処理においては、例えば検出される物体を構成するポイントの平均電力を算出してもよい。物体検出部15において検出された物体の距離の情報、速度の情報、角度情報、及び電力の情報は、トラッキング処理部16に供給されてよい。また、物体検出部15からの出力は、例えばECU50など、他の機能部に供給されてもよい。この場合、移動体100が自動車である場合、例えばCAN(Controller Area Network)のような通信インタフェースを用いて通信を行ってもよい。
The
トラッキング処理部16は、物体検出部15によってクラスタリング処理された物体の次フレームの物標位置を予測する処理を行う。トラッキング処理部16は、例えばカルマンフィルタを使用することにより、クラスタリング処理された物体の次のフレームにおける位置を予測してもよい。トラッキング処理部16は、物体の次のフレームにおける予測された位置を、例えば記憶部17に格納してよい。
The
記憶部17は、例えば半導体メモリ又は磁気ディスク等により構成することができるが、これらに限定されず、任意の記憶装置とすることができる。また、例えば、記憶部17は、本実施形態に係る電子機器1に挿入されたメモリカードのような記憶媒体としてもよい。また、記憶部17は、上述のように、制御部10として用いられるCPUの内部メモリであってもよい。また、記憶部17は、制御部10において実行されるプログラム、及び、制御部10において実行された処理の結果などを記憶してもよい。また、記憶部17は、制御部10のワークメモリとして機能してもよい。また、一実施形態において、記憶部17は、上述した任意の記憶部(メモリ)としてもよい。
The
一実施形態において、記憶部17は、送信アンテナ25から送信する送信波T及び受信アンテナ31から受信する反射波Rによって物体を検出する範囲を設定するための各種パラメータを記憶してもよい。
In one embodiment, the
一実施形態において、トラッキング処理部16は、前のフレームにおいて予測した位置と、当該フレームで検出したクラスタリング位置とについて、データの関連付けをしてもよい。ここで、トラッキング処理部16は、例えば、最小ユークリッド距離若しくは最小マハラノビス距離、又は速度に関する制限を付与してもよい。このようにして、トラッキング処理部16は、時間フレームの関連付けを行ってよい。
In one embodiment, the
また、トラッキング処理部16は、(任意の記憶部(メモリ)に記憶された)前のフレームにおいて予測された物体の情報(距離、角度、及び/又は速度)と、今回のフレームにおいて観測された物体の情報との相関から、フレーム間の関連付けを行ってもよい。この場合、トラッキング処理部16は、関連付けされた物体の情報を、例えば記憶部17などのような任意の記憶部(メモリ)に記憶させてよい。ここで、関連付けされた物体の情報とは、例えば、カルマンフィルタによって算出された情報であって、検出された物体の前後(縦)方向の速度及び/又は左右(横)方向の速度の情報としてよい。また、検出された物体の前後(縦)方向とは、例えば、送信波及び/又は反射波の伝搬する方向に平行な成分を含む方向としてよい。一方、検出された物体の左右(横)方向とは、例えば、送信波及び/又は反射波の伝搬する方向に垂直な成分を含む方向としてよい。
The
トラッキング処理部16は、上述のようにフレーム間の関連付けを行う際に、点群の速度の累積確率密度関数(probability density function:PDF)を、異なる時間フレームの間、例えば記憶部17などのような任意の記憶部(メモリ)に蓄積させてよい。また、一実施形態において、例えば記憶部17などのような任意の記憶部(メモリ)には、事前にミリ波レーダによって計測された、クラスごとのリファレンスの速度のPDFが蓄積されてよい。トラッキング処理部16は、メモリに蓄積されたクラスごとのリファレンスの速度のPDFと、検出された物体の点群の速度のPDFとに基づいて、ピアソンダイバージェンス(Pearson divergence)を算出してよい。このようにして算出されたピアソンダイバージェンスを、ピアソン値又はPE値とも記す。検出された物体の点群の速度のPDFも、例えば記憶部17などのような任意の記憶部(メモリ)に記憶されてよい。トラッキング処理部16は、上述のように関連付けられた今回のフレームにおいて観測された物体の情報から、次フレームをカルマンフィルタによって予測してよい。そして、トラッキング処理部16は、このようにして得られた物体の情報を、例えば記憶部17などのような任意の記憶部(メモリ)記憶させてよい。
When performing the inter-frame association as described above, the
さらに、一実施形態において、トラッキング処理部16は、同一の物標を示す点群の速度情報を、例えば記憶部17に蓄積してよい。そして、トラッキング処理部16は、同一の物標を示す点群の速度情報が、所要の点群数かつ所要のフレーム数だけメモリに蓄積されたら、速度の確率密度分布を算出してよい。また、記憶部17は、各物標の参照用の確率密度分布(参照用確率密度分布)を、予め格納しておいてよい。以下、例えば記憶部17のようなメモリに記憶された、物標の参照(リファレンス)用の確率密度分布を、適宜、「参照用確率密度分布」とも記す。
Furthermore, in one embodiment, the
物標識別部18は、検出された物体の情報に基づいて、当該物体が所定の物標であるか否かを識別する。例えば、物標識別部18は、検出された物体の情報に基づいて、当該物体が歩行者であるか否かを識別してよい。このために、物標識別部18は、フレームにおいて所要の点群数かつ所要のフレーム数を満たす速度に基づいて、確率密度分布を算出してよい。さらに、物標識別部18は、例えば記憶部17のようなメモリに格納された参照用確率密度分布と、当該フレームにおいて所要の点群数かつ所要のフレーム数を満たす速度から算出した確率密度分布とに基づいて、物標を識別してよい。ここで、物標識別部18は、メモリに格納された参照用確率密度分布、及び算出した確率密度分布から、ピアソンダイバージェンスを算出してよい。物標識別部18は、算出されたピアソンダイバージェンスが所定の閾値以下である物標を、所定の物標(例えば歩行者)と識別してよい。物標識別部18は、このようにして物標を識別した結果(検出結果)を、例えばECU50などに出力してよい。
The
物標識別部18は、所要の点群数かつ所要のフレーム数を満たした後のフレームにおいて、逐次更新を行って、確率密度分布を計算してもよい。また、例えば記憶部17のようなメモリにおいて、古い点群の情報は削除されてもよい。
The
一実施形態に係る電子機器1が備えるECU50は、例えば移動体100を構成する各機能部の制御をはじめとして、移動体100全体の動作の制御を行うことができる。ECU50は、種々の機能を実行するための制御及び処理能力を提供するために、例えばCPU(Central Processing Unit)又はDSP(Digital Signal Processor)のような、少なくとも1つのプロセッサを含んでよい。ECU50は、まとめて1つのプロセッサで実現してもよいし、いくつかのプロセッサで実現してもよいし、それぞれ個別のプロセッサで実現してもよい。プロセッサは、単一の集積回路として実現されてよい。集積回路は、IC(Integrated Circuit)ともいう。プロセッサは、複数の通信可能に接続された集積回路及びディスクリート回路として実現されてよい。プロセッサは、他の種々の既知の技術に基づいて実現されてよい。一実施形態において、ECU50は、例えばCPU及び当該CPUで実行されるプログラムとして構成してよい。ECU50は、ECU50の動作に必要なメモリを適宜含んでもよい。また、制御部10の機能の少なくとも一部がECU50の機能とされてもよいし、ECU50の機能の少なくとも一部が制御部10の機能とされてもよい。
The
図2に示す電子機器1は、2つの送信アンテナ25及び4つの受信アンテナ31を備えている。しかしながら、一実施形態に係る電子機器1は、任意の数の送信アンテナ25及び任意の数の受信アンテナ31を備えてもよい。例えば、2つの送信アンテナ25及び4つの受信アンテナ31を備えることにより、電子機器1は、仮想的に8本のアンテナにより構成される仮想アンテナアレイを備えるものと考えることができる。このように、電子機器1は、例えば仮想8本のアンテナを用いることにより、図4に示す16のサブフレームの反射波Rを受信してもよい。
The
次に、一実施形態に係る電子機器1による物標識別処理について説明する。
Next, we will explain the object label-specific processing performed by the
上述のように、一実施形態に係る電子機器1は、送信アンテナから送信波を送信し、物体によって送信波が反射された反射波を、受信アンテナから受信する。そして、一実施形態に係る電子機器1は、送信信号及び/又は受信信号に基づいて、送信波を反射する物体を検出し得る。一実施形態に係る電子機器1は、このようにして検出された物体が所定の物標であるか否かを識別する。特に、一実施形態に係る電子機器1は、上述のようにして検出された物体が歩行者であるか否かを判定する。以下、このような処理のアルゴリズムについて、さらに説明する。
As described above, the
一実施形態に係る電子機器1は、レーダによって観測されるドップラー速度(Doppler velocity)に基づいて、物標の識別処理を行う。ここで、電子機器1のレーダによって観測されるドップラー速度とは、例えば、電子機器1によって検出される物体の電子機器1に対する相対速度としてよい。電子機器1によれば、例えば図4に示すフレーム1のような1つのフレームにおいて、各物体について1つのドップラー速度が観測される。そこで、電子機器1は、このようなドップラー速度を、所定の時間以上にわたって継続的に取得して分析してよい。電子機器1は、このような分析に基づいて、物標の識別処理を行う。
The
一実施形態に係る電子機器1において識別される物標は、クラス及びサブクラスに分類されてよい。ここで、物標のクラスとは、物標の種別を示すものとしてよい。例えば、物標のクラスとは、当該物標が、自動車か、二輪車か、自転車か、歩行者か、などのような物標の種別を示すものとしてよい。すなわち、一実施形態に係る電子機器1は、物標のクラスが歩行者のクラスであるか否かを判定してよい。また、物標のサブクラスとは、物標の各クラスのそれぞれにおいて当該物標の小分類、及び/又は、当該物標の動作状態よって分けられるものとしてよい。例えば、物標のサブクラスとは、歩行者の小分類として、大人の歩行者、子供の歩行者、高齢の歩行者などによって分けられるものとしてよい。また、物標のサブクラスとは、歩行者の動作状態として、ゆっくり歩行する歩行者、早歩きをする歩行者などによって分けられるものとしてよい。
Target objects identified in the
また、一実施形態に係る電子機器1は、上述のように継続的に取得したドップラー速度から確率密度分布(probability density function(PDF))を算出してよい。例えば、電子機器1は、l(アルファベットLの小文字)番目の物標について取得した速度分布のリストVrを、度数分布表に整理した上で、度数の総計が1となるように規格化し、これを確率密度分布pt
lとしてよい。以下、このようにして求めた確率密度分布を、適宜、「観測に基づく確率密度分布」とも記す。また、一実施形態に係る電子機器1は、参照用確率密度分布pr
i,kを予め算出して、例えば記憶部17などの任意のメモリに格納しておいてよい。参照用確率密度分布pr
i,kは、電子機器1又は外部のプロセッサ又はストレージなど、任意の箇所に格納されてもよい。
In addition, the
図5は、歩行者の参照用確率密度分布の例を示す図である。図5の横軸は速度を示し、縦軸は確率を示す。図5は、さまざまな歩き方をしている人間のマイクロドップラー速度の参照用確率密度分布(PDF)の例を示すものとしてよい。図5に示す歩行者1-歩行者4は、それぞれ、異なる歩行者を示すものとしてもよいし、異なる歩き方をしている同一人物を示すものとしてもよい。一実施形態に係る電子機器1は、例えば図5に示すような参照用確率密度分布(PDF)を生成して記憶する。図5においては、4つの歩行者の参照用確率密度分布(PDF)を示してあるが、一実施形態に係る電子機器1は、より多くの歩行者の参照用確率密度分布を記憶(蓄積)していてもよい。
FIG. 5 is a diagram showing an example of a reference probability density distribution of a pedestrian. The horizontal axis of FIG. 5 indicates the speed, and the vertical axis indicates the probability. FIG. 5 may show an example of a reference probability density distribution (PDF) of the micro-Doppler velocities of people walking in various ways.
ここで、歩行者から計測されるマイクロドップラー速度について説明する。図6は、歩行者から計測されるマイクロドップラー速度について説明する図である。図6に示すように、電子機器1からミリ波が届く範囲に歩行者Pedが存在する状況を想定する。図6に示すように、歩行者Pedは、電子機器1から見て前方に存在する状況を想定する。図6において、電子機器1は、Y軸と平行な方向の成分を含む送信波Tを送信する。この送信波Tの少なくとも一部は、歩行者Pedによって反射されて反射波Rになる。電子機器1は、Y軸と平行な方向の成分を含む反射波Rを受信する。図6において、Y軸に平行な方向を前後(縦)方向と記すことがある。また、図6において、X軸に平行な方向を左右(横)方向と記すことがある。
Here, the micro-Doppler velocity measured from a pedestrian will be described. FIG. 6 is a diagram for describing the micro-Doppler velocity measured from a pedestrian. As shown in FIG. 6, a situation is assumed in which a pedestrian Ped is present within the range of the millimeter waves from the
図6に示すように、歩行者Pedは、身体全体としての移動速度を有するのみならず、例えば両腕及び両脚を振る動作などの速度も有している。これらの速度は、歩行者Ped(典型的には人)の両腕の各々の腕の異なる動作、及び/又は、両脚の各々の脚の異なる方向への動作が反映される。そして、電子機器1が受信する反射波Rには、歩行者Pedの(両)腕及び(両)脚といったような複数の動作が反映される。すなわち、電子機器1が反射波Rとして受信する受信信号には、送信波を反射する物体の複数の部分の動作が反映される。したがって、電子機器1は、歩行者Pedの身体全体としての動きのマイクロドップラー速度のみならず、例えば両腕及び両脚を振る動きなどのマイクロドップラー速度も検出する。したがって、図5に示したような確率密度分布は、各歩行者の身体の各部を含む全体から検出されるマイクロドップラー速度(第1速度)に基づいて算出される。ここで、第1速度は、送信波を反射する物体の複数の部分の電子機器1に対する速度としてよい。
As shown in FIG. 6, the walker Ped not only has a moving speed of the whole body, but also has a speed of, for example, swinging both arms and both legs. These speeds reflect different movements of each arm of the walker Ped (typically a person) and/or movements of each leg in different directions. The reflected wave R received by the
次に、一実施形態に係る電子機器1の動作について説明する。まず、一実施形態に係る電子機器1によって歩行者を識別する処理を行うために、その処理の前提となる動作について説明する。
Next, the operation of the
図7は、一実施形態に係る電子機器1によって歩行者を識別する処理の前提となる動作を説明するフローチャートである。図7は、一実施形態に係る電子機器1によって実行される、時刻tにおける処理を示すものとしてよい。
FIG. 7 is a flowchart illustrating the operations that are the basis for the process of identifying a pedestrian by the
図7に示す処理が開始すると、電子機器1の制御部10は、送信アンテナ25から送信波Tを送信し(ステップS11)、送信波Tが物体によって反射した反射波Rを、受信アンテナ31から受信する(ステップS12)。
When the process shown in FIG. 7 starts, the
次に、制御部10は、送信波Tとして送信される送信信号及び反射波Rとして受信される受信信号に基づいて、送信波Tを反射する物体を検出する(ステップS13)。ステップS13において、距離FFT処理部11及び速度FFT処理部12は、ビート信号にそれぞれFFT処理を行ってよい。また、閾値判定部13は、例えばCFARの閾値に基づく処理を行ってよい。また、到来角推定部14は、反射波Rが到来する方向を推定してよい。さらに、物体検出部15は、検出された物体の情報(距離、角度、及び速度)に基づいて、例えば所定のクラスタリング処理などを経て、送信波Tを反射する物体を検出してよい。
Then, the
次に、制御部10は、ターゲットのトラッキングを行うために、クラスタの観測値を取り込む(ステップS14)。ステップS14において、制御部10は、物標の位置、及び当該位置から算出した物標の速度(相対速度)を取得してよい。
Next, the
次に、制御部10は、前の時刻(時刻t-1)の事後推定値と観測値とのデータ関連付け(data association)を行う(ステップS15)。ステップS15におけるデータ関連付けは、時刻tにおいて取得された物体の位置及び位置から算出した速度の観測値と、前の時刻t-1におけるカルマンフィルタなどのベイズ推定(Bayesian inference)処理法によって計算された事後推定値との照合を行ってもよい。
The
次に、制御部10は、例えばカルマンフィルタによるトラッキング処理を行う(ステップS16)。ステップS16において、制御部10は、予測値(事前推定値)を算出する処理、及び、事後推定値を算出する処理を実行してよい。予測値(事前推定値)を算出する処理において、制御部10は、前の時刻t-1の事後推定値から、現時刻tの予測値(事前推定値)を導いてよい。また、事後推定値を算出する処理において、制御部10は、現時刻tの予測値(事前推定値)とデータ関連付けされた、現時刻tで取得された観測値を合わせたベイズ推定により、事後推定値を算出してよい。
Then, the
次に、制御部10は、ステップS16におけるトラッキング処理の結果を、例えば記憶部17などのような任意の記憶部(メモリ)記憶させてよい(ステップS17)。図7に示す動作は、例えば所定の時間間隔ごとに繰り返し実行されてよい。例えば、一実施形態に係る電子機器1は、図7に示す動作を、送信波Tのフレームごと、送信波Tのサブフレームごと、又は送信波Tのチャープ信号ごとに、繰り返し実行してもよい。
The
次に、一実施形態に係る電子機器1によって歩行者を識別する動作について説明する。
Next, the operation of identifying pedestrians using the
図8は、一実施形態に係る電子機器1によって歩行者を識別する動作を説明するフローチャートである。図8に示す動作は、図7に示す動作と並行して実行されてもよいし、図7に示す動作に続けて行われてもよい。
FIG. 8 is a flowchart illustrating the operation of identifying a pedestrian by the
図8に示す動作が開始すると、制御部10は、検出された物体の動きの方向を判定する(ステップS21)。ここで、ステップS21において、制御部10は、例えば図6に示した歩行者Pedが、電子機器1に対して主に前後(縦)方向(すなわちY軸方向)に移動しているか、電子機器1に対して主に左右(横)方向(すなわちX軸方向)に移動しているかを判定する。
When the operation shown in FIG. 8 starts, the
ステップS21において、制御部10は、例えばカルマンフィルタによって算出された物体の前後(縦)方向(すなわちY軸方向)の速度成分と、左右(横)方向(すなわちX軸方向)の速度成分とを比較してよい。ここで、カルマンフィルタによる処理の結果として算出される前後(縦)方向の速度成分をVyと記し、カルマンフィルタによる処理の結果として算出される左右(横)方向の速度成分をVxと記す。この場合、ステップS21において、制御部10は、例えば、Cを定数として、Vyの絶対値の定数C倍が、Vxの絶対値よりも大きい値になる(すなわち│Vy│*C>│Vx│が成立する)か否かを判定してよい。このように、ステップS21において、制御部10は、物体の時間的な変位として予測される情報に基づいて、物体が送信波の伝搬方向に対して前後方向に移動しているか否か判定してよい。すなわち、ステップS21において、制御部10は、第1時刻に検出された物体の第1位置情報、及び、第1時刻よりも後の第2時刻の物体の位置として予測される第2位置情報に基づいて、物体が送信波の伝搬方向に対して前後方向に移動しているか否か判定してよい。
In step S21, the
ステップS21において、Vyの絶対値の定数C倍が、Vxの絶対値よりも大きい値になる(│Vy│*C>│Vx│が成立する)場合、制御部10は、検出された物体は主に前後(縦)方向に移動していると判定してよい(ステップS22におけるYes)。一方、Vyの絶対値の定数C倍が、Vxの絶対値よりも大きい値にならない(│Vy│*C>│Vx│が成立しない)場合、制御部10は、検出された物体は主に左右(横)方向に移動していると判定してよい(ステップS22におけるNo)。
In step S21, if the constant C times the absolute value of Vy is greater than the absolute value of Vx (|Vy|*C>|Vx| holds), the
物体が主に前後(縦)方向に移動している場合(ステップS22におけるYes)、制御部10は、クラスタを構成する点群のマイクロドップラー速度の確率密度関数(PDF)を算出する(ステップS23)。
If the object is moving mainly in the forward/backward (vertical) direction (Yes in step S22), the
次に、制御部10は、ステップS23で算出されたPDFと、図5に例示したような参照用確率密度分布(PDF)とに基づいて、ピアソンダイバージェンスを算出する(ステップS24)。ステップS24において、制御部10は、例えば次の式(1)及び式(2)に示す計算式に従って、ピアソンダイバージェンスを算出してよい。ただし、クラス分類の条件は、次の式(3)及び式(4)を満たすものとする。一実施形態において、物標のクラスの参照用確率密度分布(PDF)を、条件に応じて数個用意してよい。このように、条件に応じて複数用意された物標のクラスの参照用確率密度分布(PDF)を、サブクラスとしてよい。ここで、サブクラスとは、例えば、移動している物標の方向/速度等の動作状態、物標の大きさ、及び/又は、物標の種類などの小分類を示すものとしてよい。サブクラスの例としては、例えば歩行者の場合、歩行者の歩く速度(遅歩き、早歩き、又は通常の徒歩の速度など)、歩行者が大人か子供かの種別など、歩行者の歩く方向等(電子機器1のレーダ法線に対して並行又は垂直など)としてよい。一実施形態において、それぞれの物標について、歩行者の速度の参照用確率密度分布(PDF)と相対ピアソン値を計算し、当該物標が歩行者であるか否かの識別を行ってよい。以下、k番目(k=1,…,K)のオブジェクトクラスに対する識別を示す。ただし、クラスは、「歩行者」及び「その他」の2クラスに制限した例を示す。
Next, the
上記式(1)に示すk番目のクラスのI個のリファレンスに対して、相対ピアソン値を計算してよい。そして、上記式(3)に示す閾値以下となる参照用確率密度分布(PDF)が存在するか探索し、オブジェクトクラス(k)に加えてよい。上記式(4)に示すオブジェクトクラスの中から観測されたPDFを示すpt jに対して、相対ピアソン値が最も小さいものを選択してよい。上記各式において、iは、k番目のクラスのサブクラス(動作状態、小分類)を示す。jは、観測された物標のインデックスを示す。Γは、クラス分類の条件を満たすk,iの集合を示す。mは、速度のインデックスを示す。αは、忘却係数を示す。 A relative Pearson value may be calculated for I references of the kth class shown in the above formula (1). Then, a search may be performed to see if there is a reference probability density distribution (PDF) that is equal to or smaller than the threshold shown in the above formula (3), and the PDF may be added to the object class (k). From the object classes shown in the above formula (4), the one with the smallest relative Pearson value for p t j indicating the observed PDF may be selected. In each of the above formulas, i indicates a subclass (operation state, small classification) of the kth class. j indicates the index of the observed target. Γ indicates a set of k, i that satisfies the class classification conditions. m indicates the speed index. α indicates the forgetting factor.
図9は、ステップS24において算出されるピアソンダイバージェンスの例を示す図である。図9は、検出された物体のマイクロドップラー速度のPDFと、図5に例示したような参照用確率密度分布(PDF)とに基づいて算出される、ピアソンダイバージェンスを示すものとしてよい。図9に示すグラフにおいて、横軸はフレーム時間を表し、縦軸は、ピアソンダイバージェンスの値、すなわちピアソン値(又はPE値)を表す。 FIG. 9 is a diagram showing an example of the Pearson divergence calculated in step S24. FIG. 9 may show the Pearson divergence calculated based on the PDF of the micro-Doppler velocity of the detected object and a reference probability density distribution (PDF) such as that shown in FIG. 5. In the graph shown in FIG. 9, the horizontal axis represents the frame time, and the vertical axis represents the value of the Pearson divergence, i.e., the Pearson value (or PE value).
図9においては、歩行者1-歩行者4についてのピアソン値を例示してある。図9に示すピアソン値が低いものほど、検出された物体のマイクロドップラー速度のPDFと、図5に例示したような参照用確率密度分布(PDF)との相関性が高いことを示す。また、図9に示す例においては、7フレームまではデータが不十分であるため、ピアソン値が収束していない。図9に示すように、フレームの数が進むにつれて、歩行者1-歩行者4のそれぞれのピアソン値は収束してくる。したがって、例えば7フレームまでのように収束していないデータは、後の処理において考慮しなくても(無視しても)よい。
In FIG. 9, the Pearson values for
図9に示す歩行者1-歩行者4についてのピアソン値において、収束した後の値の中では、歩行者4についてのピアソン値が最も低くなっている。このため、図9からは、検出された物体のマイクロドップラー速度のPDFと最も高い相関性が認められるのは、歩行者4の参照用確率密度分布(PDF)であることが分かる。
In the Pearson values for
ステップS24においてピアソン値が算出されたら、制御部10は、算出されたピアソン値が歩行者の閾値(歩行者に対応する閾値)以下であるか否か判定する(ステップS25)。算出されたピアソン値が歩行者に対応する閾値以下である場合、制御部10は、検出された物体が歩行者のクラスに属する、すなわち検出された物体は歩行者であると判定してよい(ステップS26)。
After the Pearson value is calculated in step S24, the
例えば、図9に示すように、歩行者4のピアソン値は最も低く収束しているが、この歩行者4のピアソン値の最小値は、図9に示す閾値th以下である。この場合、制御部10は、ステップS26において、検出された物体が歩行者のクラスに属する、すなわち検出された物体は歩行者であると判定してよい。図9においては、ピアソン値の歩行者の閾値(歩行者に対応する閾値)thは、0.3程度の値としてある。しかしながら、ピアソン値の歩行者の閾値(歩行者に対応する閾値)thは、例えば実験などによって適宜の値に設定してよい。
For example, as shown in FIG. 9, the Pearson value of
一方、ステップS25において、算出されたピアソン値が歩行者に対応する閾値を超える場合、制御部10は、検出された物体が歩行者以外のクラスに属する、すなわち検出された物体は歩行者でないと判定してよい(ステップS27)。
On the other hand, if the calculated Pearson value exceeds the threshold value corresponding to a pedestrian in step S25, the
また、ステップS22におけるNoの場合、すなわち、検出された物体は主に左右(横)方向に移動していると判定される場合、制御部10は、左右(横)方向の速度から、平均速度を算出する(ステップS28)。すなわち、ステップS28において、制御部10は、上述のVx及びVyから平均速度を算出してよい。ここで、Vx及びVyとは、カルマンフィルタによる処理の結果として算出される前後(縦)方向の速度成分、及び、左右(横)方向の速度成分である。以下、ステップS28において算出される平均速度は、物体の「第2速度」とも記す。ここで、物体の第2速度は、第1時刻に検出された物体の第1位置情報、及び、第1時刻よりも後の第2時刻の物体の位置として予測される第2位置情報に基づいて算出されてよい。
Also, if the answer is No in step S22, that is, if it is determined that the detected object is moving mainly in the left-right (horizontal) direction, the
次に、制御部10は、上述のVx及びVyから算出された平均速度(第2速度)が、歩行者の速度範囲内であるか否かを判定する(ステップS29)。
Next, the
ステップS29においてVx及びVyから算出された平均速度が歩行者の速度範囲内である場合、制御部10は、検出された物体が歩行者のクラスに属する、すなわち検出された物体は歩行者であると判定してよい(ステップS26)。また、ステップS29においてVx及びVyから算出された平均速度(第2速度)が歩行者の速度範囲内でない場合、制御部10は、検出された物体が歩行者以外のクラスに属する、すなわち検出された物体は歩行者でないと判定してよい(ステップS27)。
If the average speed calculated from Vx and Vy in step S29 is within the speed range of a pedestrian, the
ステップS29においてVx及びVyから算出された平均速度が歩行者の速度範囲内であるか否かを判定する閾値は、例えば実験などによって適宜の値に設定してよい。図8に示す動作は、例えば所定の時間間隔ごとに繰り返し実行されてよい。例えば、一実施形態に係る電子機器1は、図8に示す動作を、送信波Tのフレームごとなどに繰り返し実行してもよい。
The threshold value for determining whether the average speed calculated from Vx and Vy in step S29 is within the pedestrian's speed range may be set to an appropriate value, for example, through experiments. The operation shown in FIG. 8 may be repeatedly executed, for example, at predetermined time intervals. For example, the
以上説明したように、一実施形態に係る電子機器1は、例えば複数アンテナによる電波の送受信を行うミリ波レーダのような機器として実現してよい。一実施形態に係る電子機器1は、検出された物体の距離、相対速度、及び到来角の推定によって得られる点群について、密度に準拠したクラスタリングを行ってよい。
As described above, the
また、一実施形態に係る電子機器1が備える制御部10は、送信波として送信される送信信号が物体で反射した反射波として受信される受信信号に、物体の複数の部分の動作が反映されることによって、物体を人と識別する第1処理を実行してよい。ここで、制御部10は、反射波として受信される受信信号に、物体の複数の部分の電子機器1に対する速度である第1速度が反映されることによって、上述の第1処理を実行してよい。また、制御部10は、物体が送信波の伝搬方向に対して前後方向に移動している場合に、上述の第1処理を実行してもよい。制御部10は、第1速度から算出される確率密度分布と、参照用の確率密度分布との相関に基づいて、上述の第1処理を実行してもよい。また、制御部10は、第1速度から算出される確率密度分布と、参照用の確率密度分布とから算出される、相関を示すピアソンダイバージェンスの値が閾値以下である場合、上述の第1処理を実行してもよい。
The
また、制御部10は、物体が前記送信波の伝搬方向に対して左右方向に移動している場合に、物体を人と識別する第2処理を実行してもよい。この場合、制御部10は、第1時刻に検出された物体の第1位置情報、及び、第1時刻よりも後の第2時刻の物体の位置として予測される第2位置情報に基づいて算出される物体の第2速度に基づいて、上述の第2処理を実行してもよい。
The
一実施形態に係る電子機器1は、カルマンフィルタを利用することにより、次のフレームのクラスタリング処理による点群の予測行い、予測した点群と、検出した物体のクラスタを構成する点群との関連付けを行ってよい。また、一実施形態に係る電子機器1は、上述のようにカルマンフィルタを利用して予測した物体の移動平均速度から、前後方向の移動速度(Vy)の絶対値が、横方向の移動速度(Vx)の絶対値よりも閾値割合以上大きいか否か判定してよい。一実施形態に係る電子機器1は、カルマンフィルタを利用して関連付けした検出点の点群を、同一物体を示す情報として、その点群の速度の累積確率密度分布(PDF)を、例えば記憶部17などのようなメモリに蓄積してよい。
The
また、一実施形態に係る電子機器1は、事前に記憶部17などのようなメモリに蓄積されたクラスごとのマイクロドップラー速度のPDFと、参照用の確率密度分布(PDF)のピアソンダイバージェンスを算出してよい。一実施形態に係る電子機器1は、上述のように算出されたピアソンダイバージェンスの値(ピアソン値)が所定の閾値以下である場合、例えば歩行者のようなクラスの物体として判定してよい。一実施形態に係る電子機器1は、前後方向の移動速度(Vy)の絶対値が横方向の移動速度(Vx)の絶対値に比べて閾値より小さい場合、物体は横方向に移動しているものとして、カルマンフィルによる移動平均速度から、物体のクラスを識別してよい。
The
一実施形態に係る電子機器1によれば、検出された物体が横方向に移動しているか否か判定し、前後方向の移動ならば、マイクロドップラー速度に基づく識別を行うことで高速な識別を行うことができる。また、一実施形態に係る電子機器1によれば、一般的にレーダの技術によって検出することが困難な横方向の速度については、カルマンフィルタによってフレーム間においてデータを関連付けした測位位置からの速度に基づいて物体を識別することができる。一般的に、ミリ波レーダのような装置において、複数の特徴量を使用する物体の識別は、処理負荷が大きくなるため、実装が困難になる傾向にあった。しかしながら、一実施形態に係る電子機器1によれば、物標を検出する精度を向上し得る電子機器、電子機器の制御方法、及びプログラムを提供することができる。
The
本開示を諸図面及び実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形又は修正を行うことが容易であることに注意されたい。したがって、これらの変形又は修正は本開示の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各機能部に含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能である。複数の機能部等は、1つに組み合わせられたり、分割されたりしてよい。上述した本開示に係る各実施形態は、それぞれ説明した各実施形態に忠実に実施することに限定されるものではなく、適宜、各特徴を組み合わせたり、一部を省略したりして実施され得る。つまり、本開示の内容は、当業者であれば本開示に基づき種々の変形および修正を行うことができる。したがって、これらの変形および修正は本開示の範囲に含まれる。例えば、各実施形態において、各機能部、各手段、各ステップなどは論理的に矛盾しないように他の実施形態に追加し、若しくは、他の実施形態の各機能部、各手段、各ステップなどと置き換えることが可能である。また、各実施形態において、複数の各機能部、各手段、各ステップなどを1つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。また、上述した本開示の各実施形態は、それぞれ説明した各実施形態に忠実に実施することに限定されるものではなく、適宜、各特徴を組み合わせたり、一部を省略したりして実施することもできる。 Although the present disclosure has been described based on the drawings and examples, it should be noted that a person skilled in the art can easily make various modifications or corrections based on the present disclosure. Therefore, it should be noted that these modifications or corrections are included in the scope of the present disclosure. For example, the functions included in each functional unit can be rearranged so as not to cause logical inconsistencies. Multiple functional units, etc. may be combined into one or divided. Each embodiment of the present disclosure described above is not limited to being implemented faithfully to each of the embodiments described, and may be implemented by combining each feature as appropriate or omitting some of them. In other words, the contents of the present disclosure can be modified and corrected in various ways by a person skilled in the art based on the present disclosure. Therefore, these modifications and corrections are included in the scope of the present disclosure. For example, in each embodiment, each functional unit, each means, each step, etc. can be added to other embodiments so as not to cause logical inconsistencies, or replaced with each functional unit, each means, each step, etc. of other embodiments. In addition, in each embodiment, multiple functional units, each means, each step, etc. can be combined into one or divided. Furthermore, each of the above-described embodiments of the present disclosure is not limited to being implemented faithfully according to each of the described embodiments, but may be implemented by combining each feature or omitting some features as appropriate.
上述した実施形態は、電子機器1としての実施のみに限定されるものではない。例えば、上述した実施形態は、電子機器1のような機器の制御方法として実施してもよい。さらに、例えば、上述した実施形態は、電子機器1のような機器又はコンピュータなどに実行させるプログラム、又はプログラムを記録した記憶媒体若しくは記録媒体として実施してもよい。
The above-described embodiment is not limited to implementation as the
一実施形態に係る電子機器1は、最小の構成としては、例えばセンサ5又は制御部10の一方のみの少なくとも一部を備えるものとしてよい。一方、一実施形態に係る電子機器1は、制御部10の他に、図2に示すような、信号生成部21、シンセサイザ22、位相制御部23、増幅器24、及び送信アンテナ25の少なくともいずれかを、適宜含んで構成してもよい。また、一実施形態に係る電子機器1は、上述の機能部に代えて、又は上述の機能部とともに、受信アンテナ31、LNA32、ミキサ33、IF部34、AD変換部35の少なくともいずれかを、適宜含んで構成してもよい。さらに、一実施形態に係る電子機器1は、任意の記憶部(メモリ)を含んで構成してもよい。このように、一実施形態に係る電子機器1は、種々の構成態様を採ることができる。また、一実施形態に係る電子機器1が移動体100に搭載される場合、例えば上述の各機能部の少なくともいずれかは、移動体100内部などの適当な場所に設置されてよい。一方、一実施形態においては、例えば送信アンテナ25及び受信アンテナ31の少なくともいずれかは、移動体100の外部に設置されてもよい。
The
上述した実施形態では、電子機器1は、検出された物体における確率密度関数と、参照用確率密度分布との相関を示すピアソンダイバージェンスの値を用いて歩行者であるか否かを識別した。しかしながら、一実施形態において、制御部10は、検出された物体における確率密度関数の最頻値となる速度と、当該速度を中心とするマイクロドップラー速度の傾向とに基づいて、検出された物体が歩行者であるか否かを識別してもよい。ここで、「検出された物体における確率密度関数の最頻値となる速度」とは、例えば、図5における各参照用密度分布における確率が最も高い速度などとしてよい。また、「当該速度を中心とするマイクロドップラー速度の傾向」とは、例えば、図5における参照用密度分布において、確率が最も高い速度を中心として各速度に対応する確率を示す値がどの様に変化しているか示す傾向などとしてよい。例えば、電子機器1は、最頻値となる速度の大きさが歩行者の一般的な速度よりも大きい場合、検出される物体は、歩行者ではなく、例えば自動車又は二輪車などのような他の物体であると識別してよい。
In the above-described embodiment, the
上述した実施形態では、電子機器1が検出された物体が歩行者であるか否かを識別するために用いる参照用確率密度分布は、様々な状況にある歩行者に基づくものであってよい。例えば、一実施形態に係る電子機器1に用いられる参照用確率密度分布は、子供が歩いているものに対応する参照用確率密度分布であったり、杖をつきながら歩行する老人のものに対応する参照用確率密度分布であったりしてもよい。
In the above-described embodiment, the reference probability density distribution used by the
上述した実施形態では、電子機器1は検出された物体が歩行者(人間)であるか否かを識別した。しかしながら、識別対象は例えば人間のような歩行者に限らず、例えば、前脚及び後脚の各々の異なる動作や、各々の異なる方向への動作を行うことができる動物といった移動体を識別対象としてもよい。この場合、電子機器1は、動物の種類に応じた複数の参照用確率分布を記憶(蓄積)しておいてもよい。電子機器1は、この参照用確率分布を用いて、識別対象となる動物か否かを判定してもよい。
In the above-described embodiment, the
1 電子機器
5 センサ
10 制御部
11 距離FFT処理部
12 速度FFT処理部
13 閾値判定部
14 到来角推定部
15 物体検出部
16 トラッキング処理部
17 記憶部
18 物標識別部
20 送信部
21 信号生成部
22 シンセサイザ
23 位相制御部
24 増幅器
25 送信アンテナ
30 受信部
31 受信アンテナ
32 LNA
33 ミキサ
34 IF部
35 AD変換部
50 ECU
100 移動体
200 物体
REFERENCE SIGNS
33
100
Claims (14)
前記送信信号及び前記物体の複数の部分の動作が反映される前記受信信号に基づいて、前記物体を人と識別する第1処理を実行するステップと、
を含む、電子機器の制御方法。 detecting the object based on a transmission signal transmitted as a transmission wave and a reception signal received as a reflected wave of the transmission wave reflected by the object;
performing a first process of identifying the object as a person based on the transmitted signal and the received signal reflecting the motion of a plurality of parts of the object;
A method for controlling an electronic device, comprising:
送信波として送信される送信信号及び前記送信波が物体で反射した反射波として受信される受信信号に基づいて、前記物体を検出するステップと、
前記送信信号及び前記物体の複数の部分の動作が反映される前記受信信号に基づいて、前記物体を人と識別する第1処理を実行するステップと、
を実行させる、プログラム。
For electronic devices,
detecting the object based on a transmission signal transmitted as a transmission wave and a reception signal received as a reflected wave of the transmission wave reflected by the object;
performing a first process of identifying the object as a person based on the transmitted signal and the received signal reflecting the motion of a plurality of parts of the object;
A program to execute.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2024567420A JPWO2024142893A1 (en) | 2022-12-26 | 2023-12-11 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022-208839 | 2022-12-26 | ||
| JP2022208839 | 2022-12-26 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2024142893A1 true WO2024142893A1 (en) | 2024-07-04 |
Family
ID=91717600
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2023/044303 Ceased WO2024142893A1 (en) | 2022-12-26 | 2023-12-11 | Electronic device, method for controlling electronic device, and program |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPWO2024142893A1 (en) |
| WO (1) | WO2024142893A1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1843308A1 (en) * | 2006-04-03 | 2007-10-10 | Nederlandse Organisatie voor Toegepast-Natuuurwetenschappelijk Onderzoek TNO | Sensor for a traffic response system and traffic control system using a sensor |
| JP2012229948A (en) * | 2011-04-25 | 2012-11-22 | Denso Corp | Pedestrian detection device, pedestrian detection method and program |
| WO2022113767A1 (en) * | 2020-11-27 | 2022-06-02 | 京セラ株式会社 | Electronic device, electronic device control method, and program |
-
2023
- 2023-12-11 JP JP2024567420A patent/JPWO2024142893A1/ja active Pending
- 2023-12-11 WO PCT/JP2023/044303 patent/WO2024142893A1/en not_active Ceased
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1843308A1 (en) * | 2006-04-03 | 2007-10-10 | Nederlandse Organisatie voor Toegepast-Natuuurwetenschappelijk Onderzoek TNO | Sensor for a traffic response system and traffic control system using a sensor |
| JP2012229948A (en) * | 2011-04-25 | 2012-11-22 | Denso Corp | Pedestrian detection device, pedestrian detection method and program |
| WO2022113767A1 (en) * | 2020-11-27 | 2022-06-02 | 京セラ株式会社 | Electronic device, electronic device control method, and program |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPWO2024142893A1 (en) | 2024-07-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPWO2020050278A1 (en) | Electronic devices, control methods for electronic devices, and control programs for electronic devices | |
| US12228638B2 (en) | Electronic device, method for controlling electronic device, and program | |
| JP6936415B2 (en) | Electronic devices, control methods and programs for electronic devices | |
| US20220390554A1 (en) | Electronic device, method for controlling electronic device, and program | |
| JP7572920B2 (en) | Electronic device, electronic device control method, and program | |
| JP7636160B2 (en) | Electronic device, electronic device control method, and program | |
| JP7518849B2 (en) | Electronic device, electronic device control method, and program | |
| JP7412520B2 (en) | Electronic equipment, electronic equipment control method, and electronic equipment control program | |
| WO2020241235A1 (en) | Electronic device, electronic device control method, and program | |
| WO2022113767A1 (en) | Electronic device, electronic device control method, and program | |
| WO2024142893A1 (en) | Electronic device, method for controlling electronic device, and program | |
| JP7550751B2 (en) | Electronic device, electronic device control method, and program | |
| JP7691876B2 (en) | Electronic device, electronic device control method, and program | |
| WO2020241233A1 (en) | Electronic device, method for controlling electronic device, and program |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 23911674 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 2024567420 Country of ref document: JP |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 23911674 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |