JP2016161386A - Image radar device - Google Patents
Image radar device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016161386A JP2016161386A JP2015040140A JP2015040140A JP2016161386A JP 2016161386 A JP2016161386 A JP 2016161386A JP 2015040140 A JP2015040140 A JP 2015040140A JP 2015040140 A JP2015040140 A JP 2015040140A JP 2016161386 A JP2016161386 A JP 2016161386A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- observation data
- upsampling
- radar
- unit
- image
- 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.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
この発明は、航空機、人工衛星といった移動可能なプラットフォームに搭載されて地表などを観測する画像レーダ装置に係り、特に合成開口レーダ(Synthetic Aperture Radar;以下、SARと記載する)に関する。 The present invention relates to an image radar apparatus that is mounted on a movable platform such as an aircraft or an artificial satellite and observes the ground surface and the like, and more particularly to a synthetic aperture radar (hereinafter referred to as SAR).
SARからなる画像レーダ装置は、この装置が搭載されたプラットフォーム側から地表へ電波を照射してその反射波をプラットフォーム側で受信し、受信した反射波をアナログ−デジタル変換した上で、観測データとして記録している。この観測データは、画像再生と呼ばれる信号処理により画像化されるが、観測領域の全部または一部を一度に画像再生する場合は、プラットフォームの移動軌道を直線とみなして信号処理している。 An image radar device composed of SAR irradiates the ground surface with radio waves from the platform on which the device is mounted, receives the reflected waves on the platform side, converts the received reflected waves into analog-digital data, and then uses them as observation data. It is recorded. This observation data is imaged by signal processing called image reproduction. However, when all or part of the observation area is reproduced at a time, the movement trajectory of the platform is regarded as a straight line and signal processing is performed.
しかしながら、実際の観測軌道は、航空機への風の影響、あるいは人工衛星の周回軌道の影響などを受けて直線とはならない。このため、観測データの位相と受信タイミングとを、直線軌道から観測したデータとみなせるように調整する必要がある。
この調整を動揺補償と呼ぶ。動揺補償において、位相の補償は、観測データへの複素数の乗算により実現される。また、受信タイミングの補償は、観測データのリサンプリングにより実現される。
However, the actual observation orbit is not straight due to the influence of wind on the aircraft or the orbit of the artificial satellite. For this reason, it is necessary to adjust the phase of the observation data and the reception timing so that it can be regarded as data observed from a straight orbit.
This adjustment is called shake compensation. In motion compensation, phase compensation is realized by multiplying observation data by complex numbers. Also, reception timing compensation is realized by resampling of observation data.
リサンプリングでは、画像再生に使用する直線軌道と実際の軌道との距離差に基づき、観測データを補間する(例えば、非特許文献1参照)。
また、観測データの補間には、sinc関数を使用した補間が一般的である(例えば、非特許文献2参照)。
In resampling, observation data is interpolated based on the difference in distance between a linear trajectory used for image reproduction and an actual trajectory (see, for example, Non-Patent Document 1).
Further, for interpolation of observation data, interpolation using a sinc function is common (for example, see Non-Patent Document 2).
補間の方法またはパラメータによって補間誤差が決まり、その誤差に応じた画質、演算時間になるという関係がある。つまり、補間の方法またはパラメータによって補間の誤差を大きくした場合、画像再生後に得られる画像の分解能または信号対雑音電力比(Signal to Noise power Ratio;以下、SNRと記載する)などの画質が劣化する。また、補間の誤差を小さくした場合には、演算量が大きくなり長い演算時間を要する。 There is a relationship in which an interpolation error is determined by an interpolation method or a parameter, and an image quality and an operation time corresponding to the error are obtained. That is, when the interpolation error is increased by the interpolation method or parameter, the image quality such as the image resolution or signal-to-noise power ratio (Signal to Noise power Ratio; hereinafter referred to as SNR) obtained after image reproduction deteriorates. . Further, when the interpolation error is reduced, the amount of calculation increases and a long calculation time is required.
従来の技術では、補間のパラメータによって補間誤差の大きさを調整して、その結果が必要な画質と演算時間を満たすように構成されていた。
sinc関数を使用した補間では、カーネル長と呼ばれる補間誤差に反比例するパラメータを、補間誤差と演算時間との観点から設定している。そして、画質は低いが演算時間の短い画像を得たい場合、このパラメータを小さく設定する必要がある。
In the conventional technique, the magnitude of the interpolation error is adjusted according to the interpolation parameters, and the result satisfies the required image quality and calculation time.
In the interpolation using the sinc function, a parameter inversely proportional to the interpolation error called kernel length is set from the viewpoint of interpolation error and calculation time. When it is desired to obtain an image with low image quality but a short calculation time, it is necessary to set this parameter small.
従来の技術で補間のパラメータによって決まる補間誤差は、観測データとして保存されている反射波の振幅および位相の誤差である。
この誤差の大きさは、観測データの値によって変わるため、どの程度の大きさの誤差が生じるのかを見積もることができない。このため、補間のパラメータと画質を対応付けられず、許容できる画質の劣化具合と演算時間を満たすために設定すべきカーネル長を特定することができなかった。
The interpolation error determined by the interpolation parameter in the conventional technique is an error in the amplitude and phase of the reflected wave stored as observation data.
Since the magnitude of this error varies depending on the value of the observation data, it is impossible to estimate how much error will occur. For this reason, the interpolation parameters cannot be associated with the image quality, and the kernel length to be set in order to satisfy the allowable image quality degradation and the computation time cannot be specified.
この発明は、上記の課題を解決するもので、観測データの補間のパラメータを指定することなく動揺補償を行うことができる画像レーダ装置を得ることを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an image radar apparatus that can perform motion compensation without specifying parameters for interpolation of observation data.
この発明に係る画像レーダ装置は、位相補償部、アップサンプル率算出部、観測データアップサンプル部、ニアレストネイバー補間部および画像再生部を備えて構成される。
位相補償部は、実測されたレーダの移動軌道とこれを直線に近似した直線軌道との差に基づいて、レーダが受信した電波の観測データの位相を補償する。
アップサンプル率算出部は、観測データを画像化したときの画質を決めるレンジ方向の分解能、アジマス方向の分解能および信号対雑音電力比の各劣化許容値とレーダの諸元とから、各劣化許容値に収まるように観測データのアップサンプル率を算出する。
観測データアップサンプル部は、アップサンプル率算出部が算出したアップサンプル率に基づいて、位相補償部が位相を補償した観測データをアップサンプルする。
ニアレストネイバー補間部は、実測されたレーダの移動軌道とこれを直線に近似した直線軌道との差に基づいて、観測データアップサンプル部がアップサンプルした観測データをニアレストネイバー補間する。
画像再生部は、ニアレストネイバー補間部がニアレストネイバー補間した観測データを画像化する。
The image radar apparatus according to the present invention includes a phase compensation unit, an upsampling rate calculation unit, an observation data upsampling unit, a nearest neighbor interpolation unit, and an image reproduction unit.
The phase compensation unit compensates the phase of the observation data of the radio wave received by the radar based on the difference between the actually measured movement trajectory of the radar and the linear trajectory approximating this.
The up-sampling rate calculation unit calculates the permissible degradation value from the range resolution, the azimuth resolution and the signal-to-noise power ratio degradation tolerance that determine the image quality when the observation data is imaged, and the radar specifications. The upsampling rate of the observation data is calculated so that it falls within
The observation data upsampling unit upsamples the observation data whose phase is compensated by the phase compensation unit based on the upsampling rate calculated by the upsampling rate calculation unit.
The nearest neighbor interpolation unit performs nearest neighbor interpolation on the observation data up-sampled by the observation data up-sampling unit based on the difference between the actually measured movement trajectory of the radar and the linear trajectory approximated to the straight line.
The image reproducing unit images the observation data interpolated by the nearest neighbor by the nearest neighbor interpolation unit.
この発明によれば、観測データを画像化したときの画質を決めるパラメータの劣化許容値から算出されたアップサンプル率に基づいて、観測データのアップサンプルおよびニアレストネイバー補間を実施するので、ユーザが観測データの補間のパラメータを指定することなく動揺補償を行うことができる。 According to the present invention, since the upsampling rate and the nearest neighbor interpolation of the observation data are performed based on the upsampling rate calculated from the degradation allowable value of the parameter that determines the image quality when the observation data is imaged, the user can Shake compensation can be performed without specifying interpolation parameters for observation data.
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1に係る画像レーダ装置1の構成を示すブロック図である。画像レーダ装置1は、航空機、人工衛星といった移動可能なプラットフォームに搭載されたレーダから地表などの目標に対して電波を照射し、この目標からの反射波をレーダが受信して観測データを得る。レーダによる観測データは画像再生により画像化される。
なお、以降では、画像レーダ装置1が、観測データの位相補償および補間を一度に行う場合を示すが、非特許文献1のように、おおまかな動揺補償(bulk motion compensation)と差分動揺補償(differential motion compensation)の二度に分けて行うように構成してもよい。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an image radar apparatus 1 according to Embodiment 1 of the present invention. The image radar apparatus 1 irradiates a target such as the ground surface with a radio wave from a radar mounted on a movable platform such as an aircraft or an artificial satellite, and the radar receives a reflected wave from the target to obtain observation data. Observation data from the radar is converted into an image by image reproduction.
In the following, a case where the image radar apparatus 1 performs phase compensation and interpolation of observation data at a time will be described. However, as in Non-Patent Document 1, rough motion compensation and differential motion compensation (differential) You may comprise so that it may divide into two times (motion compensation).
図1において、実観測軌道格納部2は、直線軌道算出部3および軌道間距離算出部5の双方からデータ読み出し可能に設けられた記憶部であり、レーダ観測の実観測軌道情報がレーダ観測の電波受信時刻とともに格納される。
ここで、実観測軌道情報とは、レーダ観測の電波受信時刻ごとのレーダ観測の距離ゼロに相当する点の位置を示す情報である。
レーダ観測の電波受信時刻は、プラットフォームに搭載されたレーダが目標に向けて照射した電波の反射波を受信した時刻である。
レーダ観測の距離ゼロに相当する点の位置は、レーダからの距離がゼロの位置であり、レーダが備える上記電波と上記反射波を送受信する送受信アンテナの位相中心位置に相当する。すなわち、レーダ観測の各電波受信時刻の実観測軌道情報は、実測されたレーダの移動軌道を示している。以下、実測されたレーダの移動軌道を“実観測軌道”と呼ぶ。
In FIG. 1, an actual observation
Here, the actual observation orbit information is information indicating the position of a point corresponding to a distance of zero for radar observation at each radio reception time of radar observation.
The radio wave reception time of radar observation is the time when the radar mounted on the platform receives the reflected wave of the radio wave irradiated toward the target.
The position of the point corresponding to zero distance of radar observation is the position where the distance from the radar is zero, and corresponds to the phase center position of the transmission / reception antenna that transmits and receives the radio wave and the reflected wave included in the radar. That is, the actual observation orbit information at each radio wave reception time of the radar observation indicates the actually measured radar movement orbit. Hereinafter, the actually measured trajectory of the radar is referred to as “actual observation trajectory”.
なお、実観測軌道情報は、例えば、プラットフォームに搭載された全地球測位システム(Global Positioning System;GPS)、慣性航法装置(Inertial Navigation System;INS)、あるいは、慣性計測装置(Inertial Measurement Unit;IMU)などの機器から得てもよい。また、プラットフォームの位置を計測するレーダ装置から得てもよい。
実観測軌道情報は、これらの装置から得た情報を信号処理もしくは情報処理した結果であってもよい。
さらに、実観測軌道情報の座標系は、地心固定座標系でもよく、緯度、経度、高度でもよく、独自の3次元の座標系であってもよい。時刻の表現方法には、例えば、世界標準時、地方時が挙げられる。
The actual observation orbit information is, for example, a global positioning system (GPS), an inertial navigation system (INS), or an inertial measurement unit (IMU) mounted on the platform. It may be obtained from such equipment. It may also be obtained from a radar device that measures the position of the platform.
The actual observation orbit information may be a result of signal processing or information processing on information obtained from these devices.
Furthermore, the coordinate system of the actual observation orbit information may be a geocentric fixed coordinate system, a latitude, a longitude, an altitude, or an original three-dimensional coordinate system. Examples of time expression methods include world standard time and local time.
直線軌道算出部3は、実観測軌道格納部2に格納された実観測軌道情報から、レーダの直線軌道情報をレーダ観測の電波受信時刻ごとに算出する。
直線軌道情報は、レーダ観測の距離ゼロに相当する点を直線に近似したときの位置座標とこの点に対応する電波受信時刻の情報とを有する。すなわち、レーダ観測の各電波受信時刻の直線軌道情報は、実観測軌道を直線に近似した直線軌道を示している。
以下、この近似した軌道を“直線軌道”と呼ぶ。直線軌道算出部3が算出した直線軌道情報は、直線軌道格納部4に格納される。
直線軌道格納部4は、直線軌道算出部3によるデータ書き込みが可能であり、かつ軌道間距離算出部5からデータ読み出し可能に設けられた記憶部であり、直線軌道情報が格納される。
The linear
The linear trajectory information includes position coordinates obtained by approximating a point corresponding to a distance of zero in radar observation to a straight line, and information on radio wave reception time corresponding to this point. That is, the linear trajectory information at each radio wave reception time of radar observation indicates a linear trajectory approximating the actual observation trajectory to a straight line.
Hereinafter, this approximated trajectory is referred to as a “straight trajectory”. The straight track information calculated by the straight
The linear
軌道間距離算出部5は、実観測軌道情報と直線軌道情報とから、レーダ観測の電波受信時刻ごとに、実観測軌道上のレーダ観測の距離ゼロに相当する点Paと観測地点Ptとの距離と、この点Paに対応する電波受信時刻の直線軌道上のレーダ観測の距離ゼロに相当する点Plと観測地点Ptとの距離との間の距離差を算出する。
軌道間距離格納部6は、軌道間距離算出部5によるデータ書き込みが可能であり、かつ位相補償部10aおよびニアレストネイバー補間部10dからデータ読み出し可能に設けられた記憶部であって、軌道間距離算出部5が算出したレーダ観測の電波受信時刻ごとの距離差が格納される。
The interorbital
The inter-orbit
観測データ格納部7は、レンジ圧縮部9からデータ読み出し可能に設けられた記憶部である。観測データ格納部7には、レーダ観測で受信された上記反射波のアナログ信号をデジタル信号に変換したデータが観測データとして格納される。
なお、観測データは、反射波の位相と振幅の形式のデータであってもよく、実部と虚部からなる形式のデータであってもよい。
The observation data storage unit 7 is a storage unit provided so that data can be read from the
Note that the observation data may be data in the form of the phase and amplitude of the reflected wave, or data in the form of a real part and an imaginary part.
レーダ諸元格納部8は、レンジ圧縮部9、位相補償部10a、アップサンプル率算出部10bおよび画像再生部12からデータ読み出し可能に設けられた記憶部であり、レーダの諸元を示すレーダ諸元情報が格納される。レーダ諸元情報は、例えば、送受信アンテナが送信する送信波の波長、帯域幅、中心周波数、パルス幅があり、また反射波を受信する受信ゲート幅、アンテナビーム幅などがある。
The radar specification storage unit 8 is a storage unit provided so as to be able to read data from the
レンジ圧縮部9は、レーダ諸元格納部8から読み出したレーダ諸元情報に基づいて、観測データ格納部7に格納された観測データを、送受信パルスごとにレンジ圧縮する。
レンジ圧縮処理は、パルス圧縮とも呼ばれており、時間領域もしくは周波数領域で観測データと送信パルスを畳み込み積分する方法などを使用して、観測データをレンジ方向に高分解能化する信号処理である。
なお、レンジ方向は、プラットフォームの移動方向、すなわちレーダの移動方向と直交する方向(レーダとの距離方向)である。
The
The range compression processing is also called pulse compression, and is signal processing for increasing the resolution of observation data in the range direction by using a method of convolving and integrating observation data and transmission pulses in the time domain or frequency domain.
The range direction is a platform moving direction, that is, a direction orthogonal to the radar moving direction (distance direction to the radar).
動揺補償部10は、観測データの動揺補償を行う構成要素であり、位相補償部10a、アップサンプル率算出部10b、観測データアップサンプル部10c、ニアレストネイバー補間部10dを備えて構成される。
位相補償部10aは、実測されたレーダの実観測軌道とこれを直線に近似した直線軌道との距離差に基づいて、レーダが受信した電波の観測データの位相を補償する。
例えば、位相補償部10aは、レーダ諸元格納部8から読み出したレーダ諸元情報と、軌道間距離格納部6から読み出した軌道間の距離差とから軌道間の距離差に相当する位相差を算出して、レンジ圧縮部9がレンジ圧縮した観測データから上記位相差を除去する。
The
The
For example, the
なお、画質劣化許容値格納部11は、アップサンプル率算出部10bからデータ読み出し可能に設けられた記憶部であり、ユーザが指定する画質劣化許容値が格納される。
画質劣化許容値は、観測データを画像化したときの画質を決める、レンジ方向の分解能における劣化の許容値、アジマス方向の分解能における劣化の許容値、および、SNRにおける劣化の許容値である。
以下、レンジ方向の分解能の劣化許容値を“レンジ分解能劣化許容値”と呼び、アジマス方向の分解能の劣化許容値を“アジマス分解能劣化許容値”と呼び、SNRの劣化許容値を“SNR劣化許容値”と呼ぶ。
アップサンプル率算出部10bは、画質劣化許容値格納部11から読み出した画質劣化許容値とレーダ諸元格納部8から読み出したレーダ諸元情報とに基づいて、画質劣化許容値に収まるように観測データのアップサンプル率を算出する。
The image quality deterioration
The allowable image quality deterioration value is an allowable value for deterioration in the resolution in the range direction, an allowable value for deterioration in the resolution in the azimuth direction, and an allowable value for deterioration in the SNR, which determine the image quality when the observation data is imaged.
In the following, the allowable resolution degradation value in the range direction is referred to as “range resolution degradation tolerance”, the azimuth resolution degradation tolerance is referred to as “azimuth resolution degradation tolerance”, and the SNR degradation tolerance is “SNR degradation tolerance”. Called “value”.
The up-sampling
観測データアップサンプル部10cは、アップサンプル率算出部10bが算出したアップサンプル率に基づいて、位相補償部10aが位相補償した観測データをアップサンプルする。ニアレストネイバー補間部10dは、軌道間距離格納部6から読み出した実観測軌道とこれを直線に近似した直線軌道との距離差に基づいて、観測データアップサンプル部10cがアップサンプルした観測データを、ニアレストネイバー法により補間する。
The observation
画像再生部12は、ニアレストネイバー補間部10dによってニアレストネイバー補間された観測データを画像化する。例えば、画像再生部12は、直線軌道格納部4から読み出した直線軌道情報とレーダ諸元格納部8から読み出したレーダ諸元情報とに基づいて、ニアレストネイバー補間された観測データを画像再生する。
画像格納部13は、画像再生部12によってデータ書き込み可能に設けられた記憶部であり、画像再生部12によって画像再生された画像が格納される。
The
The
画像再生で得られる画像は、JPEG(Joint Photographic Experts Group)などの一般的なフォーマットの画像であってもよく、画像レーダ装置1に特有な独自のフォーマットであってもよい。
また、画像の画素値は、振幅値もしくは電力値のみを有する実数であってもよいが、振幅および位相を有する複素数であってもよい。
An image obtained by image reproduction may be an image in a general format such as JPEG (Joint Photographic Experts Group), or may be in a unique format unique to the image radar apparatus 1.
The pixel value of the image may be a real number having only an amplitude value or a power value, but may be a complex number having an amplitude and a phase.
なお、直線軌道算出部3、軌道間距離算出部5、動揺補償部10および画像再生部12は、例えば、プロセッサがメモリに記憶されたプログラムを実行することにより実現される。また、複数のプロセッサおよび複数のメモリが連動して上記機能を実行してもよい。
実観測軌道格納部2、直線軌道格納部4、軌道間距離格納部6、観測データ格納部7、レーダ諸元格納部8、画質劣化許容値格納部11および画像格納部13は、画像レーダ装置1が備えるハードディスク装置などの記憶装置に構築される。記憶装置としては、SDカード、USBメモリなどであってもよく、通信によりデータの読み書きが可能な外部の記憶装置であってもよい。
Note that the linear
The actual observation
次に動作について説明する。
図2は、実施の形態1に係る画像レーダ装置1の動作を示すフローチャートであって、観測データを画像再生するまでの処理を示している。
ステップST1において、直線軌道算出部3は、実観測軌道格納部2から読み出した実観測軌道情報が示す位置の空間座標を直線でフィッティングして直線軌道を算出する。
直線軌道の算出方法としては、例えば最小二乗法によるフィッティングが用いられる。
Next, the operation will be described.
FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the image radar apparatus 1 according to the first embodiment and shows the processing until the observation data is reproduced.
In step ST1, the linear
As a method for calculating the linear trajectory, for example, fitting by the least square method is used.
ここで、図3は、画像レーダ装置1によるレーダ観測の概要を示す図であり、プラットフォームの進行方向に直交し、実観測軌道上の点Pa(t)、直線軌道上の点Pl(t)を含む平面を示している。レンジrは、図3におけるレーダと観測地点との距離であり、直線軌道上の点Pl(t)と観測地点Pt(t,r)との距離、実観測軌道上の点Pa(t)と観測地点Pt(t,r)との距離に相当する。
次に、軌道間距離算出部5が、レーダによって送受信される電波のパルス送受信時刻tごとおよびレンジrごとに、下記式(1)に従って図3に示す観測地点Pt(t,r)と実観測軌道上の点Pa(t)、直線軌道上の点Pl(t)との間の距離差d(r,t)を算出する(ステップST2)。ただし、Pt(t,r)、Pa(t)、Pl(t)はベクトルである。
d(r,t)=|Pa(t)−Pt(t,r)|−r ・・・(1)
Here, FIG. 3 is a diagram showing an outline of radar observation by the image radar apparatus 1, and is orthogonal to the traveling direction of the platform, and is a point Pa (t) on the actual observation trajectory and a point Pl (t) on the straight trajectory. The plane containing is shown. The range r is the distance between the radar and the observation point in FIG. 3, the distance between the point Pl (t) on the linear trajectory and the observation point Pt (t, r), and the point Pa (t) on the actual observation trajectory. This corresponds to the distance to the observation point Pt (t, r).
Next, the interorbital
d (r, t) = | Pa (t) −Pt (t, r) | −r (1)
なお、図3はレーダの軌道と観測地点との幾何的な配置の一例を示している。従って、観測地点Pt(t,r)は、図3に示す面内に含まれており、かつ直線軌道上の点Pl(t)からの高さの違い(観測地点Pt(t,r)との高度差)がHであり、直線軌道上の点Pl(t)との距離がレンジr=|Pl(t)−Pt(t,r)|となる点である。
その他、実観測軌道上の点Pa(t)、直線軌道上の点Pl(t)を含み、送受信アンテナのビーム方向を含む面に観測地点Pt(t,r)を定めることもある。
FIG. 3 shows an example of a geometrical arrangement of radar trajectories and observation points. Therefore, the observation point Pt (t, r) is included in the plane shown in FIG. 3, and the height difference from the point Pl (t) on the straight orbit (observation point Pt (t, r) and Is the point where the distance from the point Pl (t) on the linear trajectory is in the range r = | Pl (t) −Pt (t, r) |.
In addition, the observation point Pt (t, r) may be determined on a plane including the point Pa (t) on the actual observation orbit and the point Pl (t) on the straight orbit and including the beam direction of the transmission / reception antenna.
次に、レンジ圧縮部9が、レーダ諸元格納部8から読み出したレーダ諸元情報に基づいて、観測データ格納部7に格納された観測データをレンジ圧縮する(ステップST3)。
レンジ圧縮は、例えば、観測データと送信波とを畳み込み積分して実現される。
なお、送信波は、実際に送信された電波の波形を記録したパルスレプリカを使用してもよいが、パルス幅、送信帯域幅などのレーダ諸元に基づいて算出した参照関数を使用してもよい。畳み込み積分は、時間領域と周波数領域の両方で実行することができる。
レンジ圧縮後の波形は、sinc関数すなわちsin(x)/xの重ね合わせとなる。
Next, the
Range compression is realized, for example, by convolving and integrating observation data and a transmission wave.
The transmitted wave may be a pulse replica that records the waveform of the actually transmitted radio wave, or a reference function calculated based on radar specifications such as pulse width and transmission bandwidth may be used. Good. Convolution integration can be performed in both the time domain and the frequency domain.
The waveform after the range compression is a sinc function, that is, a superposition of sin (x) / x.
続いて、位相補償部10aが、レンジ圧縮された観測データから距離差d(r,t)に相当する位相を差し引いて位相補償する(ステップST4)。
例えば、レーダと観測地点との距離(レンジ)をrとし、パルス送受信時刻tのレンジ圧縮後の観測データをE(r,t)とすると、位相補償された観測データE’(r,t)は、下記式(2)から求めることができる。なお、jは虚数単位、λは送信波のキャリア波長である。
E’(r,t)=E(r,t)exp{−j4πd(r,t)/λ} ・・・(2)
Subsequently, the
For example, if the distance (range) between the radar and the observation point is r, and the observation data after the range compression at the pulse transmission / reception time t is E (r, t), the phase-compensated observation data E ′ (r, t) Can be obtained from the following equation (2). Here, j is an imaginary unit, and λ is the carrier wavelength of the transmission wave.
E ′ (r, t) = E (r, t) exp {−j4πd (r, t) / λ} (2)
次に、アップサンプル率算出部10bが、画質劣化許容値格納部11から読み出した画質劣化許容値とレーダ諸元格納部8から読み出したレーダ諸元情報に基づいて、画質劣化許容値に収まるように観測データのアップサンプル率を算出する(ステップST5)。
ここで、本発明の動揺補償における画質劣化許容値と画質の関係について説明する。
本発明は、観測データのリサンプリングを、アップサンプリングとニアレストネイバー補間で実現することにより、画質と画像劣化許容値との関連付けが可能となることを特徴とする。
Next, the upsampling
Here, the relationship between the image quality degradation allowable value and the image quality in the shake compensation of the present invention will be described.
The present invention is characterized in that the re-sampling of observation data is realized by up-sampling and nearest neighbor interpolation, so that the image quality can be associated with the allowable image degradation value.
観測データのリサンプリングの誤差は、アップサンプル率U、もしくは、アップサンプル率から算出可能なアップサンプル後のレンジサンプリング幅δ’によって決まる。
アップサンプル率Uとアップサンプル後のレンジサンプリング幅δ’は、下記式(3)の関係を有する。ただし、δは、観測データのレンジサンプリング幅であって、受信波をデジタル信号に変換するAD変換器のサンプリング周波数などにより決まる値である。
δ’=δ/U ・・・(3)
The error in resampling of observation data is determined by the upsampling rate U or the range sampling width δ ′ after upsampling that can be calculated from the upsampling rate.
The upsampling rate U and the range sampling width δ ′ after the upsampling have a relationship of the following formula (3). However, δ is a range sampling width of the observation data, and is a value determined by a sampling frequency of an AD converter that converts a received wave into a digital signal.
δ ′ = δ / U (3)
本発明におけるリサンプリングでは、ニアレストネイバー補間を用いるため、リサンプリングによりレンジr0の値を取得したい場合であっても、下記式(4)で示す範囲内のrとなるため、レンジの誤差が生じる。すなわち、リサンプリングによってレンジ誤差が最大でδ’/2だけ生じる。
r0−δ’/2≦r≦r0+δ’/2 ・・・(4)
In resampling in the present invention, since nearest neighbor interpolation is used, even if it is desired to obtain the value of the range r 0 by resampling, r is within the range represented by the following equation (4). Occurs. That is, the range error is caused by resampling by a maximum of δ ′ / 2.
r 0 −δ ′ / 2 ≦ r ≦ r 0 + δ ′ / 2 (4)
図4は、実施の形態1における画像再生部12による画像再生の途中段階における観測データの状態例を示す図である。ここでは、一つの点散乱体からの反射波をレーダが受信した場合を示している。
図4に示すように、レンジ誤差がない場合は、破線aのように同一のレンジで直線状に並んだ点散乱体からの反射波が受信され、これらの観測データをそれぞれレンジ圧縮したsinc関数の波形が並ぶ。
一方、本発明におけるリサンプリングは、最大でδ’/2のレンジ誤差が生じるため、一点鎖線bで示すようにレンジ誤差がない場合から±δ’/2の範囲内でsinc関数の波形の位置がばらつく。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the state of observation data in the middle of image reproduction by the
As shown in FIG. 4, when there is no range error, reflected waves from point scatterers arranged in a straight line in the same range as the broken line a are received, and the sinc functions are obtained by performing range compression on these observation data. The waveforms are lined up.
On the other hand, since resampling in the present invention causes a maximum range error of δ ′ / 2, the position of the waveform of the sinc function within a range of ± δ ′ / 2 from the range where there is no range error as indicated by the alternate long and short dash line b. It varies.
画像再生では、観測データを送受信時刻方向に畳み込み積分して画像が生成される。
しかしながら、一点破線bのようにsinc関数の波形の位置がばらついた状態で畳み込み積分した場合、sinc関数の波形がずれた状態で積分されるため、積分後の画像のレンジ分解能は、sinc関数の半値幅もしくはnull点間隔で表される分解能よりも最大でδ’=δ/Uだけ劣化する。
In image reproduction, an image is generated by convolving and integrating observation data in the transmission / reception time direction.
However, when convolution integration is performed in a state where the waveform of the sinc function varies as indicated by a dashed line b, the integration is performed in a state where the waveform of the sinc function is shifted, so that the range resolution of the image after integration is that of the sinc function. It degrades by δ ′ = δ / U at the maximum from the resolution represented by the half width or the null point interval.
さらに、レンジが最大でδ’/2だけの誤差を持つことにより、各パルス送受信時刻において一定のレンジの観測データを考えると、パルス送受信時刻tに応じて受信波を示すsinc関数の波形における振幅が変動する。
この変動が最も大きくなるのは、図5に示すようにレンジが0.66Δrの点に対する接線cの傾きの最大値の絶対値が1.37/Δrになることを考えると、r0=0.66Δrのときにレンジ誤差δ’/2が生じている。
ただし、Δrは、sinc関数の波形におけるnull点間隔で表されるレンジ分解能を示している。このときの振幅変動は、1.37δ’/(2Δr)である。
Further, when the observation data of a certain range at each pulse transmission / reception time is considered because the range has an error of δ ′ / 2 at the maximum, the amplitude in the waveform of the sinc function indicating the reception wave according to the pulse transmission / reception time t Fluctuates.
Considering that the absolute value of the maximum slope of the tangent line c with respect to a point having a range of 0.66Δr is 1.37 / Δr, as shown in FIG. 5, r 0 = 0. A range error δ ′ / 2 occurs at .66Δr.
However, Δr indicates the range resolution represented by the null point interval in the waveform of the sinc function. The amplitude fluctuation at this time is 1.37δ ′ / (2Δr).
前述した振幅変動はsinc関数の最大値が1の場合であることを考慮すると、振幅が最も低下した1.37δ’/(2Δr)のときの振幅変動率は、A=1−1.37δ’/(2Δr)と表すことができる。
また、sinc関数の最大値が1ではない場合、振幅変動は、sinc関数の最大値に比例して変化する。ここで、Aをレンジ誤差で生じる最大の振幅変動率とみなして、振幅低下率と呼ぶ。この振幅の低下によって画像の電力が低下するため、画像のSNRが劣化する。画像のSNR劣化率は、最大でA2である。
振幅低下率Aは、アップサンプル率Uとの間に下記式(5)の関係を有する。
A=1−1.37δ’/(2ΔrU) ・・・(5)
Considering that the maximum amplitude of the sinc function is 1 when the amplitude variation described above is 1.37 δ ′ / (2Δr) where the amplitude has decreased most, the amplitude variation rate is A = 1−1.37δ ′. / (2Δr).
When the maximum value of the sinc function is not 1, the amplitude variation changes in proportion to the maximum value of the sinc function. Here, A is regarded as the maximum amplitude fluctuation rate caused by the range error, and is referred to as an amplitude reduction rate. Since the power of the image is reduced due to the decrease in the amplitude, the SNR of the image is deteriorated. SNR degradation rate of the image is the largest in A 2.
The amplitude reduction rate A has a relationship of the following formula (5) with the upsampling rate U.
A = 1-1.37δ ′ / (2ΔrU) (5)
続いて、振幅変動によるアジマス分解能(プラットフォーム進行方向を表わす軸の方向の分解能)の劣化について考える。
最も劣化したアジマス分解能は、例えば下記式(6)をフーリエ変換した結果の半値幅もしくはnull点間隔によって算出される。
1−A+A(1−cos(2πx)/2) (0≦x≦1) ・・・(6)
Next, let us consider the deterioration of the azimuth resolution (the resolution in the direction of the axis representing the platform traveling direction) due to the amplitude variation.
The most degraded azimuth resolution is calculated by, for example, the half width or null point interval of the result of Fourier transform of the following equation (6).
1-A + A (1-cos (2πx) / 2) (0 ≦ x ≦ 1) (6)
また、レンジ誤差がない場合のアジマス分解能は、レーダ諸元情報に基づいて算出することができる。これにより、前述のようにして求められた劣化したアジマス分解能から、レンジ誤差がない場合におけるアジマス分解能を引いた値が、アジマス分解能劣化許容値である。アップサンプル率Uが決定されると、レンジ分解能劣化許容値、アジマス分解能劣化許容値、SNR劣化許容値が決定される。 Further, the azimuth resolution when there is no range error can be calculated based on the radar specification information. Thus, a value obtained by subtracting the azimuth resolution when there is no range error from the degraded azimuth resolution obtained as described above is the azimuth resolution degradation allowable value. When the upsampling rate U is determined, a range resolution deterioration allowable value, an azimuth resolution deterioration allowable value, and an SNR deterioration allowable value are determined.
本発明では、レンジ分解能劣化許容値、アジマス分解能劣化許容値、SNR劣化許容値をパラメータとして指定し、これらの劣化許容値に収まるようアップサンプル率Uを決定する。例えば、レンジ分解能劣化許容値をKrとし、アジマス分解能劣化許容値をKsとすると、アップサンプル率算出部10bは、下記式(7)に従って、KrとKsの両方を満たすアップサンプル率を算出する。
U=min(1.37δ/(2Δr(1−√Ks)),Kr) ・・・(7)
In the present invention, the range resolution deterioration allowable value, the azimuth resolution deterioration allowable value, and the SNR deterioration allowable value are designated as parameters, and the upsampling rate U is determined so as to be within these deterioration allowable values. For example, assuming that the range resolution degradation allowable value is Kr and the azimuth resolution degradation allowable value is Ks, the upsampling
U = min (1.37δ / (2Δr (1-√Ks)), Kr) (7)
続いて、アップサンプル率算出部10bは、上記式(7)で求めたアップサンプル率Uを上記式(5)に代入して振幅低下率Aを算出する。そして、この振幅低下率Aを用いて上記式(6)からアジマス分解能を算出する。
アップサンプル率算出部10bは、算出したアジマス分解能とレーダ諸元情報とから、真のアジマス分解能Δaを求め、Δaが下記式(8)の関係を満たす場合に、このときのアップサンプル率Uを算出結果として、ステップST5の処理を終了する。
Δa+Ka≧Δa’ ・・・(8)
Subsequently, the upsampling
The upsampling
Δa + Ka ≧ Δa ′ (8)
上記式(8)の関係を満たさない場合は、アップサンプル率算出部10bが、アップサンプル率Uをより大きくしてから上記式(5)で振幅低下率Aを求め、この振幅低下率Aを用いて上記式(6)を使ったアジマス分解能を算出する。
そして、上記と同様に、上記式(8)の関係を満たしたアップサンプル率Uが見つかるまで、アップサンプル率Uを大きくすることを繰り返す。
アップサンプル率Uは、例えば、一定値を加算もしくは乗算して大きくする。ただし、アップサンプル率Uは、1以上の実数とする。
When the relationship of the above equation (8) is not satisfied, the upsampling
Then, as described above, the upsampling rate U is repeatedly increased until an upsampling rate U that satisfies the relationship of the above equation (8) is found.
The upsampling rate U is increased by adding or multiplying a constant value, for example. However, the upsampling rate U is a real number of 1 or more.
画質劣化許容値とアップサンプル率との関係は、画質劣化許容値が設定変更される度に算出してもよい。また、前もって算出した結果、もしくは過去に算出した結果を保存しておき、画質劣化許容値が設定変更される度に保存していた結果を参照してアップサンプル率を定めてもよい。 The relationship between the image quality allowance and the upsampling rate may be calculated every time the image quality allowance is changed. In addition, a result calculated in advance or a result calculated in the past may be stored, and the upsampling rate may be determined with reference to a result stored every time the image quality deterioration allowable value is changed.
図2の説明に戻る。
次に、観測データアップサンプル部10cは、ステップST5で算出されたアップサンプル率Uに基づいて、位相補償部10aが位相補償した観測データをアップサンプルする(ステップST6)。アップサンプルの方法としては、例えば、観測データをレンジ方向にフーリエ変換したデータに0値を付加し、逆フーリエ変換するゼロパディング法などを使用する。
Returning to the description of FIG.
Next, the observation
次に、ニアレストネイバー補間部10dは、軌道間距離格納部6から読み出した実観測軌道とこれを直線に近似した直線軌道との距離差に基づいて、ステップST6にてアップサンプルされた観測データをニアレストネイバー法により補間する(ステップST7)。
具体的には、ニアレストネイバー補間部10dが、アップサンプルされた観測データにおいて、レンジrの観測データをr−d(r,t)に最も近い観測データに置き換える。
なお、ステップST2からステップST7までの一連の処理は、パルス送受信時刻ごとに実施される。
Next, the nearest
Specifically, the nearest
Note that a series of processing from step ST2 to step ST7 is performed at each pulse transmission / reception time.
画像再生部12は、ステップST7にてニアレストネイバー補間された観測データを、直線軌道情報とレーダ諸元情報を用いて画像再生する(ステップST8)。
画像再生には、例えば、レンジドップラー法、チャープスケーリング法、ω−k法などを使用する。
The
For the image reproduction, for example, a range Doppler method, a chirp scaling method, a ω-k method, or the like is used.
以上のように、実施の形態1に係る画像レーダ装置1は、位相補償部10a、アップサンプル率算出部10b、観測データアップサンプル部10c、ニアレストネイバー補間部10dおよび画像再生部12を備える。
特に、アップサンプル率算出部10bは、観測データを画像化したときの画質を決めるレンジ方向の分解能、アジマス方向の分解能およびSNRの各劣化許容値である画質劣化許容値とレーダの諸元とから画質劣化許容値に収まるように観測データのアップサンプル率Uを算出する。
観測データアップサンプル部10cは、アップサンプル率Uに従って位相補償部10aが位相を補償した観測データをアップサンプルする。
ニアレストネイバー補間部10dは、実測されたレーダの移動軌道とこれを直線に近似した直線軌道との差に基づいて、観測データアップサンプル部10cがアップサンプルした観測データをニアレストネイバー補間する。
このように画質劣化許容値から算出されたアップサンプル率Uに基づいて、観測データのアップサンプルとニアレストネイバー補間を実施するので、ユーザが観測データの補間のパラメータを指定することなく動揺補償を行うことができる。
さらに、ユーザが、補間のパラメータではなく画質劣化許容値をパラメータとして指定する構成としているので、ユーザの必要な画質に応じてパラメータの変更が可能である。
As described above, the image radar apparatus 1 according to the first embodiment includes the
In particular, the up-sampling
The observation
The nearest
Since the upsampling rate of the observation data and nearest neighbor interpolation are performed based on the upsampling rate U calculated from the image quality degradation allowable value in this way, the user can perform the motion compensation without specifying the parameters for the interpolation of the observation data. It can be carried out.
Furthermore, since the user designates not the interpolation parameter but the image quality degradation allowable value as the parameter, the parameter can be changed according to the user's required image quality.
また、実施の形態1におけるアップサンプル率算出部10bは、観測データをレンジ方向に高分解能化する関数で信号処理した波形に対する接線の傾きの最大値の絶対値とアップサンプル率Uとの関係式を使用して、各劣化許容値に収まるように観測データのアップサンプル率Uを算出する。実施の形態1において、観測データをレンジ方向に高分解能化する関数はsinc関数であり、接線の傾きの最大値の絶対値は1.37である。
このようにすることで、画質劣化許容値に収まるように観測データのアップサンプル率Uを算出することができる。
なお、レンジ圧縮後の波形をsinc関数で表現する場合を示したが、これ以外の関数で表現することもできる。ただし、sinc関数を用いて処理する方が、前述したようにより少ない演算量でアップサンプル率Uを見積もることが可能である。
Further, the upsampling
In this way, the upsampling rate U of the observation data can be calculated so as to be within the image quality degradation allowable value.
In addition, although the case where the waveform after range compression was expressed by the sinc function was shown, it can also be expressed by other functions. However, the processing using the sinc function can estimate the upsampling rate U with a smaller amount of calculation as described above.
実施の形態2.
実施の形態1では、画像劣化許容値に収まるようにアップサンプル率を算出する場合を示したが、実施の形態2は、画像劣化許容値に加え、動揺補償の処理時間の目安値も考慮してアップサンプル率を算出する構成について説明する。
In the first embodiment, the case where the upsampling rate is calculated so as to be within the allowable image degradation value has been shown. However, in the second embodiment, in addition to the allowable image degradation value, a reference value for the processing time of the shake compensation is also considered. A configuration for calculating the upsampling rate will be described.
図6は、この発明の実施の形態2に係る画像レーダ装置1Aの構成を示すブロック図である。画像レーダ装置1Aは、実施の形態1と同様に、航空機、人工衛星といった移動可能なプラットフォームに搭載されたレーダから地表などの目標に対して電波を照射して、この目標からの反射波をレーダが受信して観測データを得る。レーダによる観測データは画像再生により画像化される。なお、図6において、図1と同一の構成要素には、同一の符号を付して説明を省略する。
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of an
画像レーダ装置1Aは、実施の形態1の画像レーダ装置1とは異なる動揺補償部10Aと、処理時間上限値格納部14を備える。
動揺補償部10Aは、図1のアップサンプル率算出部10bの代わりに時間参照アップサンプル率算出部10eを備えている。
時間参照アップサンプル率算出部10eは、この発明におけるアップサンプル率算出部に相当する構成要素であり、画質劣化許容値を基に算出したアップサンプル率Uを、動揺補償の処理時間の上限値を超えないようにアップサンプル率Uを調整する。
The
The
The time reference upsampling
処理時間上限値格納部14は、時間参照アップサンプル率算出部10eからデータ読み出し可能に設けられた記憶部である。処理時間上限値格納部14には、ユーザにより指定された動揺補償の処理時間の上限値と、画質劣化許容値および動揺補償の処理時間の上限値のうち、いずれを優先するかが指定される優先フラグが格納される。
The processing time upper
直線軌道算出部3、軌道間距離算出部5、動揺補償部10Aおよび画像再生部12は、例えば、プロセッサがメモリに記憶されたプログラムを実行することにより実現される。
また、複数のプロセッサおよび複数のメモリが連動して上記機能を実行してもよい。
The linear
A plurality of processors and a plurality of memories may execute the above functions in conjunction with each other.
実観測軌道格納部2、直線軌道格納部4、軌道間距離格納部6、観測データ格納部7、レーダ諸元格納部8、画質劣化許容値格納部11、画像格納部13および処理時間上限値格納部14は、画像レーダ装置1Aが備えるハードディスク装置などの記憶装置に構築される。記憶装置としては、SDカード、USBメモリなどであってもよく、通信によりデータの読み書きが可能な外部の記憶装置であってもよい。
Actual observation
次に動作について説明する。
図7は、実施の形態2に係る画像レーダ装置1の動作を示すフローチャートであって、観測データを画像再生するまでの処理を示している。なお、図7におけるステップST1からステップST4までの処理、ステップST6からステップST8までの処理は、図2と同様であるので説明を省略する。
Next, the operation will be described.
FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the image radar apparatus 1 according to the second embodiment, and shows processing until the observation data is reproduced. Note that the processing from step ST1 to step ST4 and the processing from step ST6 to step ST8 in FIG. 7 are the same as those in FIG.
ステップST5aにおいて、時間参照アップサンプル率算出部10eは、図2のステップST5と同様に、画質劣化許容値に収まるようにアップサンプル率Uを算出した後に、動揺補償の処理時間の上限値と観測データのデータサイズとに基づいて、アップサンプル率Uを調整する。以下、アップサンプル率Uの調整処理について説明する。
In step ST5a, the time reference upsampling
まず、時間参照アップサンプル率算出部10eは、動揺補償の処理時間とアップサンプル率との対応表を参照することで、画質劣化許容値を基に算出したアップサンプル率Uで観測データがアップサンプルされた場合における動揺補償の処理時間を特定する。
動揺補償の処理時間とアップサンプル率との対応表は、本発明の画像レーダ装置1Aで用いるCPUなどの計算機性能ごとに事前に作成されたテーブルデータである。
このテーブルデータには、観測データのレンジ方向のサンプリング点数に対するアップサンプル率Uと動揺補償に要する処理時間との対応関係が示されている。
First, the time reference upsampling
The correspondence table between the fluctuation compensation processing time and the upsampling rate is table data created in advance for each computer performance such as a CPU used in the
This table data shows the correspondence between the upsampling rate U with respect to the number of sampling points in the range direction of the observation data and the processing time required for shake compensation.
画質劣化許容値を基に算出されたアップサンプル率Uでの処理時間T’は下記式(9)から求めることができる。
ただし、上記対応表に記載されるサンプリング点数をNとする。この対応表に記載されるアップサンプル率のうち、アップサンプル率Uに最も近いアップサンプル率をU’とする。また、上記対応表に記載されるアップサンプル率U’に対応する処理時間をT、観測データのレンジ方向のサンプリング点数をnr、送受信パルス数をnaとする。
T’=TUnrna/(U’N) ・・・(9)
The processing time T ′ at the upsampling rate U calculated based on the allowable image quality deterioration value can be obtained from the following equation (9).
However, the number of sampling points described in the correspondence table is N. Of the upsampling rates described in this correspondence table, the upsampling rate closest to the upsampling rate U is U ′. Further, the processing time corresponding to up-sample rate U 'described above correspondence table T, range direction of the sampling points a n r of the observation data, the number of transmit and receive pulses and n a.
T '= TUn r n a / (U'N) ··· (9)
ここで、処理時間T’が処理時間の上限値Tuを超えない場合、もしくは処理時間の上限値Tuを超えるが優先フラグで画質劣化許容値が優先されている場合、時間参照アップサンプル率算出部10eは、画質劣化許容値を基に算出したアップサンプル率Uを最終的な算出結果として出力する。
一方、処理時間T’が処理時間の上限値Tuを超え、かつ優先フラグで処理時間が優先されている場合、時間参照アップサンプル率算出部10eは、処理時間の上限値Tuから下記式(10)を用いてアップサンプル率Uを再度算出し、このアップサンプル率Uを、最終的な算出結果とする。
U=TuU’N/(Tnrna) ・・・(10)
Here, if the processing time T ′ does not exceed the upper limit value Tu of the processing time, or exceeds the upper limit value Tu of the processing time, but the priority flag gives priority to the image quality degradation allowable value, the time reference upsample
On the other hand, when the processing time T ′ exceeds the processing time upper limit Tu and the processing time is prioritized by the priority flag, the time reference upsampling
U = TuU'N / (Tn r n a) ··· (10)
以上のように、実施の形態2に係る画像レーダ装置1Aは、動揺補償部10Aとして、位相補償部10a、時間参照アップサンプル率算出部10e、観測データアップサンプル部10c、ニアレストネイバー補間部10dを備える。
時間参照アップサンプル率算出部10eは、レンジ分解能劣化許容値、アジマス分解能劣化許容値およびSNR劣化許容値からなる画質劣化許容値とレーダの諸元とから、画質劣化許容値に収まるように観測データのアップサンプル率Uを算出する。そして、算出したアップサンプル率Uで観測データをアップサンプルした場合における動揺補償の処理時間が予め定められた上限値を超えないようにアップサンプル率Uを調整する。
このように構成することにより、ユーザが、観測データの補間のパラメータを指定することなく画質劣化許容値と処理時間の上限値をパラメータとして指定して動揺補償を行うことができる。
As described above, the
The time reference upsampling
With this configuration, it is possible for the user to perform motion compensation by designating the allowable image quality degradation value and the upper limit value of the processing time as parameters without designating the parameters for the observation data interpolation.
また、実施の形態2における時間参照アップサンプル率算出部10eは、画質劣化許容値および動揺補償の処理時間の上限値のうち、いずれを優先するかが指定される優先フラグを参照し、優先フラグに画質劣化許容値を優先することが指定されていると、画質劣化許容値に収まるように算出したアップサンプル率Uで観測データがアップサンプルされた場合における動揺補償の処理時間が上限値Tuを超える場合であっても、当該アップサンプル率Uを算出結果として出力する。
これにより、ユーザが、優先フラグによるフラグ情報によって画質劣化許容値および動揺補償の処理時間の上限値のうち、いずれを優先するかを指定することができる。
In addition, the time reference upsampling
Accordingly, the user can designate which of the image quality deterioration allowable value and the shake compensation processing time upper limit is to be prioritized by flag information based on the priority flag.
なお、本発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。 In the present invention, within the scope of the invention, any combination of each embodiment, any component of each embodiment can be modified, or any component can be omitted in each embodiment. .
1,1A 画像レーダ装置、2 実観測軌道格納部、3 直線軌道算出部、4 直線軌道格納部、5 軌道間距離算出部、6 軌道間距離格納部、7 観測データ格納部、8 レーダ諸元格納部、9 レンジ圧縮部、10,10A 動揺補償部、10a 位相補償部、10b アップサンプル率算出部、10c 観測データアップサンプル部、10d ニアレストネイバー補間部、10e 時間参照アップサンプル率算出部、11 画質劣化許容値格納部、12 画像再生部、13 画像格納部、14 処理時間上限値格納部。 1, 1A image radar device, 2 actual observation trajectory storage unit, 3 linear trajectory calculation unit, 4 linear trajectory storage unit, 5 inter-orbit distance calculation unit, 6 inter-orbit distance storage unit, 7 observation data storage unit, 8 radar specifications Storage unit, 9 range compression unit, 10, 10A oscillation compensation unit, 10a phase compensation unit, 10b upsample rate calculation unit, 10c observation data upsampling unit, 10d nearest neighbor interpolation unit, 10e time reference upsampling rate calculation unit, 11 Image quality deterioration tolerance storage unit, 12 image reproduction unit, 13 image storage unit, 14 processing time upper limit storage unit.
Claims (6)
観測データを画像化したときの画質を決めるレンジ方向の分解能、アジマス方向の分解能および信号対雑音電力比の各劣化許容値とレーダの諸元とから、前記各劣化許容値に収まるように観測データのアップサンプル率を算出するアップサンプル率算出部と、
前記アップサンプル率算出部が算出したアップサンプル率に基づいて、前記位相補償部が位相を補償した観測データをアップサンプルする観測データアップサンプル部と、
実測されたレーダの移動軌道とこれを直線に近似した直線軌道との差に基づいて、前記観測データアップサンプル部がアップサンプルした観測データをニアレストネイバー補間するニアレストネイバー補間部と、
前記ニアレストネイバー補間部がニアレストネイバー補間した観測データを画像化する画像再生部と
を備えたことを特徴とする画像レーダ装置。 A phase compensator for compensating the phase of the observation data of the radio wave received by the radar, based on the difference between the actually measured movement trajectory of the radar and a linear trajectory approximating the straight line;
From the resolution in the range direction that determines the image quality when the observation data is imaged, the resolution in the azimuth direction, the permissible degradation value of the signal-to-noise power ratio, and the specifications of the radar, the observation data is within the permissible degradation value. An upsampling rate calculator for calculating the upsampling rate of
Based on the upsampling rate calculated by the upsampling rate calculation unit, an observation data upsampling unit that upsamples observation data whose phase has been compensated by the phase compensation unit;
Based on the difference between the measured radar movement trajectory and the linear trajectory approximating this to a straight line, the nearest neighbor interpolation unit that performs nearest neighbor interpolation on the observation data upsampled by the observation data upsampling unit,
An image radar apparatus comprising: an image reproducing unit configured to image observation data subjected to nearest neighbor interpolation by the nearest neighbor interpolation unit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015040140A JP2016161386A (en) | 2015-03-02 | 2015-03-02 | Image radar device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015040140A JP2016161386A (en) | 2015-03-02 | 2015-03-02 | Image radar device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016161386A true JP2016161386A (en) | 2016-09-05 |
Family
ID=56844864
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015040140A Pending JP2016161386A (en) | 2015-03-02 | 2015-03-02 | Image radar device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2016161386A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111812643A (en) * | 2020-06-03 | 2020-10-23 | 中国科学院空天信息创新研究院 | Radar imaging method, device, equipment and storage medium |
JP6961135B1 (en) * | 2021-06-14 | 2021-11-05 | 三菱電機株式会社 | Radar signal processing device, radar signal processing method and radar device |
-
2015
- 2015-03-02 JP JP2015040140A patent/JP2016161386A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111812643A (en) * | 2020-06-03 | 2020-10-23 | 中国科学院空天信息创新研究院 | Radar imaging method, device, equipment and storage medium |
JP6961135B1 (en) * | 2021-06-14 | 2021-11-05 | 三菱電機株式会社 | Radar signal processing device, radar signal processing method and radar device |
WO2022264187A1 (en) * | 2021-06-14 | 2022-12-22 | 三菱電機株式会社 | Radar signal processing device, radar signal processing method, and radar device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6249110B1 (en) | Synthetic aperture radar equipment | |
CN105974414B (en) | High-resolution Spotlight SAR Imaging autohemagglutination focusing imaging method based on two-dimentional self-focusing | |
Torgrimsson et al. | Factorized geometrical autofocus for synthetic aperture radar processing | |
JP5017786B2 (en) | Radar equipment | |
JP2007256058A (en) | Radar image processing apparatus | |
KR101839041B1 (en) | FMCW-SAR system using correction continuous motion effect and method for reconstructing SAR image using FMCW-SAR system | |
Callow et al. | Stripmap phase gradient autofocus | |
CN110261833B (en) | High-resolution spaceborne SAR imaging error estimation and compensation method | |
JP2012242217A (en) | Image radar device | |
Bai et al. | Sparse subband imaging of space targets in high-speed motion | |
JP2011169869A (en) | Apparatus for processing radar signal | |
CN115166714B (en) | Single-channel SAR moving ship two-dimensional speed estimation and repositioning method and device | |
RU2661941C1 (en) | Method for radar imaging using the radar station with the synthesized aperture | |
WO2017154125A1 (en) | Synthetic-aperture-radar signal processing device | |
JP2004198275A (en) | Synthetic aperture radar system, and image reproducing method | |
CN103792534B (en) | SAR two-dimension autofocus method based on prior phase structure knowledge | |
EP2873987B1 (en) | Radar system and data processing device | |
CN105572648B (en) | A kind of synthetic aperture radar echo data range migration correction method and apparatus | |
JP6819794B2 (en) | Radar image processing equipment, radar image processing method and radar image processing program | |
JP2016161386A (en) | Image radar device | |
Marston et al. | Spatially variant autofocus for circular synthetic aperture sonar | |
CN108445458B (en) | Synthetic aperture radar track error elimination method and device | |
Reigber et al. | Wavenumber domain SAR focusing with integrated motion compensation | |
JP2010066131A (en) | Image radar device and image radar system | |
Bezvesilniy et al. | Autofocusing SAR images via local estimates of flight trajectory |