JP2010230373A - 車両速度計算装置及び車両速度計算方法及び車両速度計算プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】車両速度計算装置100において、車両検出部103は、合成開口レーダ(SAR)によって、道路が敷設された地域を観測し、その結果として得られたレーダ画像201から、道路の近傍に存在する車両を検出する。ドップラシフト量推定部104は、道路301の位置と車両検出部103が検出した車両のレーダ画像201における位置との間の距離に基づいてドップラシフト量を推定する。速度計算部105は、ドップラシフト量推定部104が推定したドップラシフト量を車両検出部103が検出した車両の速度へ換算する。
【選択図】図1
Description
飛行体に搭載されたレーダにより、道路が敷設された地表面を観測して得られた観測データを予め記憶する記憶装置と、データ処理を行う処理装置とを具備し、
前記記憶装置に記憶された観測データから、前記道路の近傍に存在する車両を前記処理装置により検出する車両検出部と、
前記道路の位置と前記車両検出部が検出した車両の前記観測データにおける位置との間の距離を前記処理装置により計算し、計算した距離に基づいてドップラシフト量を推定するドップラシフト量推定部と、
前記ドップラシフト量推定部が推定したドップラシフト量を前記車両検出部が検出した車両の速度へ前記処理装置により換算する速度計算部とを備えることを特徴とする。
前記車両速度計算装置は、さらに、
前記記憶装置に記憶された複数の観測データの差分を前記処理装置により抽出し、抽出した差分を示す差分データを前記記憶装置に記憶する差分抽出部を備え、
前記車両検出部は、前記差分抽出部が前記記憶装置に記憶した差分データから、前記道路の近傍に存在する車両を検出することを特徴とする。
前記記憶装置に記憶された複数の観測データを前記処理装置によりオルソ補正する観測データ補正部を備え、
前記差分抽出部は、前記差分として、前記観測データ補正部がオルソ補正した複数の観測データの差分を抽出することを特徴とする。
前記ドップラシフト量推定部は、さらに、前記車両検出部が検出した車両の前記観測データにおける位置から前記飛行体の進行方向と平行に引いた直線と前記道路とがなす角度αを前記処理装置により計算し、
前記速度計算部は、前記記憶装置に記憶された速度Vと高度Rとオフナディア角θと前記ドップラシフト量推定部が計算した角度αとを用いて前記ドップラシフト量推定部が推定したドップラシフト量Xを前記車両検出部が検出した車両の速度VTへ換算することを特徴とする。
前記速度計算部は、前記車両検出部が検出した車両ごとに速度を求め、前記車両検出部が検出した車両の数とそれぞれの速度とを示す速度データを前記記憶装置に記憶し、
前記車両速度計算装置は、さらに、
前記速度計算部が前記記憶装置に記憶した速度データを前記処理装置により分析する速度データ分析部を備えることを特徴とする。
記憶装置が、飛行体に搭載されたレーダにより、道路が敷設された地表面を観測して得られた観測データを記憶し、
処理装置が、前記記憶装置に記憶された観測データから、前記道路の近傍に存在する車両を検出し、
前記処理装置が、前記道路の位置と前記検出した車両の前記観測データにおける位置との間の距離を計算し、
前記処理装置が、前記計算した距離に基づいてドップラシフト量を推定し、
前記処理装置が、前記推定したドップラシフト量を前記検出した車両の速度へ換算することを特徴とする。
飛行体に搭載されたレーダにより、道路が敷設された地表面を観測して得られた観測データを予め記憶する記憶装置と、データ処理を行う処理装置とを具備するコンピュータにより実行される車両速度計算プログラムであって、
前記記憶装置に記憶された観測データから、前記道路の近傍に存在する車両を前記処理装置により検出する車両検出処理と、
前記道路の位置と前記車両検出処理が検出した車両の前記観測データにおける位置との間の距離を前記処理装置により計算し、計算した距離に基づいてドップラシフト量を推定するドップラシフト量推定処理と、
前記ドップラシフト量推定処理が推定したドップラシフト量を前記車両検出処理が検出した車両の速度へ前記処理装置により換算する速度計算処理とをコンピュータに実行させることを特徴とする。
前記車両速度計算プログラムは、さらに、
前記記憶装置に記憶された複数の観測データの差分を前記処理装置により抽出し、抽出した差分を示す差分データを前記記憶装置に記憶する差分抽出処理をコンピュータに実行させ、
前記車両検出処理は、前記差分抽出処理が前記記憶装置に記憶した差分データから、前記道路の近傍に存在する車両を検出することを特徴とする。
前記記憶装置に記憶された複数の観測データを前記処理装置によりオルソ補正する観測データ補正処理をコンピュータに実行させ、
前記差分抽出処理は、前記差分として、前記観測データ補正処理がオルソ補正した複数の観測データの差分を抽出することを特徴とする。
前記ドップラシフト量推定処理は、さらに、前記車両検出処理が検出した車両の前記観測データにおける位置から前記飛行体の進行方向と平行に引いた直線と前記道路とがなす角度αを前記処理装置により計算し、
前記速度計算処理は、前記記憶装置に記憶された速度Vと高度Rとオフナディア角θと前記ドップラシフト量推定処理が計算した角度αとを用いて前記ドップラシフト量推定処理が推定したドップラシフト量Xを前記車両検出処理が検出した車両の速度VTへ換算することを特徴とする。
前記速度計算処理は、前記車両検出処理が検出した車両ごとに速度を求め、前記車両検出処理が検出した車両の数とそれぞれの速度とを示す速度データを前記記憶装置に記憶し、
前記車両速度計算プログラムは、さらに、
前記速度計算処理が前記記憶装置に記憶した速度データを前記処理装置により分析する速度データ分析処理をコンピュータに実行させることを特徴とする。
図1は、車両速度計算装置100の構成を示すブロック図である。
本実施の形態について、主に実施の形態1との差異を説明する。
VA=VT×cosα
ここで、前述したように、αは合成開口レーダの進行方向と車両の移動方向とのなす角である。
VC=VT×sinα
VR=VC×sinθ=VT×sinα×sinθ
ここで、前述したように、θはオフナディア角である。
X=−(R/V)×VR
VR=VC×sin(45度)≒7.8m/sec
X≒−(1000km/(7km/sec))×7.8m/sec≒−1.1km
となる。即ち、車両は1.1kmもずれた位置に画像化される。同様に、VT=100km/hour(≒27.7m/sec)ならば、X≒−2.8kmとなる。レーダ画像201の1画素は約10mなので、この場合、車両は280画素もずれた位置に画像化されることになる。
(1)道路301に対して、車両が何画素離れているかを読み取る。ここではm画素とする。
(2)ドップラシフト量(距離)Xを求める。
X=+m×Δ(合成開口レーダの進行方向と同じ方向に離れている場合)
X=−m×Δ(合成開口レーダの進行方向と逆方向に離れている場合)
ここで、Δは1画素あたりの距離である。
(3)X=−(R/V)×VRより、VRを求める。
VR=−(X×V)/R
なお、ここでは、飛行体300の高度をRとみなしているが、より正確な計算を行うためには、飛行体300から車両までの距離をRとする必要がある。この場合、Rはレーダ画像201上で車両が合成開口レーダに近い側(図9では、左)から何画素であるかが分かれば算出できる(前述したように、通常配布されているレーダ画像201には、そのレーダ画像201から合成開口レーダまでの距離を計算するための付加情報が格納されている)。あるいは、飛行体300の高度と、オフナディア角が分かれば、幾何学的に計算できる(前述したように、オフナディア角も通常はレーダ画像201の付加情報として与えられる)。合成開口レーダの進行速度Vもレーダ画像201の付加情報として得られるので既知とする。
(4)VRとオフナディア角θより、クロストラック速度VCを算出する。
VC=VR/sinθ
(5)道路301と合成開口レーダの進行方向のなす角αを求める(道路301がベクター情報として与えられていれば、そのままレーダ画像201における道路301の向きからαが求められるし、道路301がラスターデータとして与えられていれば、道路301の線を検出するためにエッジ検出やハフ変換といった技術を用いた上で同様の方法によりαが求められる)。
(6)VCとαからVTを求める。
VT=VC/sinα=VR/sinθ/sinα
なお、VR=0(即ち、VC=0であり、車両が静止しているか、合成開口レーダと平行に移動している)でないものとする。
Claims (15)
- 飛行体に搭載されたレーダにより、道路が敷設された地表面を観測して得られた観測データを予め記憶する記憶装置と、データ処理を行う処理装置とを具備し、
前記記憶装置に記憶された観測データから、前記道路の近傍に存在する車両を前記処理装置により検出する車両検出部と、
前記道路の位置と前記車両検出部が検出した車両の前記観測データにおける位置との間の距離を前記処理装置により計算し、計算した距離に基づいてドップラシフト量を推定するドップラシフト量推定部と、
前記ドップラシフト量推定部が推定したドップラシフト量を前記車両検出部が検出した車両の速度へ前記処理装置により換算する速度計算部とを備えることを特徴とする車両速度計算装置。 - 前記記憶装置は、前記観測データとして、前記レーダにより前記地表面を異なる時刻に観測して得られた複数の観測データを予め記憶し、
前記車両速度計算装置は、さらに、
前記記憶装置に記憶された複数の観測データの差分を前記処理装置により抽出し、抽出した差分を示す差分データを前記記憶装置に記憶する差分抽出部を備え、
前記車両検出部は、前記差分抽出部が前記記憶装置に記憶した差分データから、前記道路の近傍に存在する車両を検出することを特徴とする請求項1に記載の車両速度計算装置。 - 前記車両速度計算装置は、さらに、
前記記憶装置に記憶された複数の観測データを前記処理装置によりオルソ補正する観測データ補正部を備え、
前記差分抽出部は、前記差分として、前記観測データ補正部がオルソ補正した複数の観測データの差分を抽出することを特徴とする請求項2に記載の車両速度計算装置。 - 前記車両検出部は、前記道路の近傍に存在する車両として、前記道路の位置から、所定の速度の車両について生じるドップラシフト量に対応する距離以内の車両を検出することを特徴とする請求項1から3までのいずれかに記載の車両速度計算装置。
- 前記記憶装置は、さらに、前記飛行体の速度Vと前記飛行体の高度Rと前記レーダのオフナディア角θとを予め記憶し、
前記ドップラシフト量推定部は、さらに、前記車両検出部が検出した車両の前記観測データにおける位置から前記飛行体の進行方向と平行に引いた直線と前記道路とがなす角度αを前記処理装置により計算し、
前記速度計算部は、前記記憶装置に記憶された速度Vと高度Rとオフナディア角θと前記ドップラシフト量推定部が計算した角度αとを用いて前記ドップラシフト量推定部が推定したドップラシフト量Xを前記車両検出部が検出した車両の速度VTへ換算することを特徴とする請求項1から4までのいずれかに記載の車両速度計算装置。 - 前記速度計算部は、VT=−(X×V)/R/sinθ/sinαを計算して、前記車両検出部が検出した車両の速度VTを求めることを特徴とする請求項5に記載の車両速度計算装置。
- 前記車両検出部は、前記記憶装置に記憶された観測データから、前記道路の近傍に存在する車両を複数検出し、
前記速度計算部は、前記車両検出部が検出した車両ごとに速度を求め、前記車両検出部が検出した車両の数とそれぞれの速度とを示す速度データを前記記憶装置に記憶し、
前記車両速度計算装置は、さらに、
前記速度計算部が前記記憶装置に記憶した速度データを前記処理装置により分析する速度データ分析部を備えることを特徴とする請求項1から6までのいずれかに記載の車両速度計算装置。 - 記憶装置が、飛行体に搭載されたレーダにより、道路が敷設された地表面を観測して得られた観測データを記憶し、
処理装置が、前記記憶装置に記憶された観測データから、前記道路の近傍に存在する車両を検出し、
前記処理装置が、前記道路の位置と前記検出した車両の前記観測データにおける位置との間の距離を計算し、
前記処理装置が、前記計算した距離に基づいてドップラシフト量を推定し、
前記処理装置が、前記推定したドップラシフト量を前記検出した車両の速度へ換算することを特徴とする車両速度計算方法。 - 飛行体に搭載されたレーダにより、道路が敷設された地表面を観測して得られた観測データを予め記憶する記憶装置と、データ処理を行う処理装置とを具備するコンピュータにより実行される車両速度計算プログラムであって、
前記記憶装置に記憶された観測データから、前記道路の近傍に存在する車両を前記処理装置により検出する車両検出処理と、
前記道路の位置と前記車両検出処理が検出した車両の前記観測データにおける位置との間の距離を前記処理装置により計算し、計算した距離に基づいてドップラシフト量を推定するドップラシフト量推定処理と、
前記ドップラシフト量推定処理が推定したドップラシフト量を前記車両検出処理が検出した車両の速度へ前記処理装置により換算する速度計算処理とをコンピュータに実行させることを特徴とする車両速度計算プログラム。 - 前記記憶装置は、前記観測データとして、前記レーダにより前記地表面を異なる時刻に観測して得られた複数の観測データを予め記憶し、
前記車両速度計算プログラムは、さらに、
前記記憶装置に記憶された複数の観測データの差分を前記処理装置により抽出し、抽出した差分を示す差分データを前記記憶装置に記憶する差分抽出処理をコンピュータに実行させ、
前記車両検出処理は、前記差分抽出処理が前記記憶装置に記憶した差分データから、前記道路の近傍に存在する車両を検出することを特徴とする請求項9に記載の車両速度計算プログラム。 - 前記車両速度計算プログラムは、さらに、
前記記憶装置に記憶された複数の観測データを前記処理装置によりオルソ補正する観測データ補正処理をコンピュータに実行させ、
前記差分抽出処理は、前記差分として、前記観測データ補正処理がオルソ補正した複数の観測データの差分を抽出することを特徴とする請求項10に記載の車両速度計算プログラム。 - 前記車両検出処理は、前記道路の近傍に存在する車両として、前記道路の位置から、所定の速度の車両について生じるドップラシフト量に対応する距離以内の車両を検出することを特徴とする請求項9から11までのいずれかに記載の車両速度計算プログラム。
- 前記記憶装置は、さらに、前記飛行体の速度Vと前記飛行体の高度Rと前記レーダのオフナディア角θとを予め記憶し、
前記ドップラシフト量推定処理は、さらに、前記車両検出処理が検出した車両の前記観測データにおける位置から前記飛行体の進行方向と平行に引いた直線と前記道路とがなす角度αを前記処理装置により計算し、
前記速度計算処理は、前記記憶装置に記憶された速度Vと高度Rとオフナディア角θと前記ドップラシフト量推定処理が計算した角度αとを用いて前記ドップラシフト量推定処理が推定したドップラシフト量Xを前記車両検出処理が検出した車両の速度VTへ換算することを特徴とする請求項9から12までのいずれかに記載の車両速度計算プログラム。 - 前記速度計算処理は、VT=−(X×V)/R/sinθ/sinαを計算して、前記車両検出処理が検出した車両の速度VTを求めることを特徴とする請求項13に記載の車両速度計算プログラム。
- 前記車両検出処理は、前記記憶装置に記憶された観測データから、前記道路の近傍に存在する車両を複数検出し、
前記速度計算処理は、前記車両検出処理が検出した車両ごとに速度を求め、前記車両検出処理が検出した車両の数とそれぞれの速度とを示す速度データを前記記憶装置に記憶し、
前記車両速度計算プログラムは、さらに、
前記速度計算処理が前記記憶装置に記憶した速度データを前記処理装置により分析する速度データ分析処理をコンピュータに実行させることを特徴とする請求項9から14までのいずれかに記載の車両速度計算プログラム。
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