JP3810600B2 - 目標観測装置及び目標観測方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、遠方の目標を観測して、その目標を追跡する目標観測装置及び目標観測方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１０は例えば特開平６−１７４８３８号公報に示された従来の目標観測装置を示す構成図であり、図において、１は高周波信号を出力する送信機、２は送信機１から出力された高周波信号を目標に向けて放射するとともに、その目標に反射された高周波信号を受信する送受信アンテナ、３は送受切替器、４は高周波信号を受信する受信機、５は受信機４により受信された高周波信号から目標の電波散乱断面積分布（以下、ＲＣＳ分布という）を表すレーダ画像を再生する画像再生手段である。
【０００３】
６は受信機４により受信された高周波信号から目標の速度を求める目標追尾手段、７は目標追尾手段６が出力する目標の速度からレーダ画像の点像応答を推定する点像応答推定手段、８は目標追尾手段６が出力する目標の速度から目標のアスペクト角を推定する目標アスペクト角推定手段、９は目標の形状や名称などの情報を格納する目標形状データ蓄積手段、１０は目標形状データ蓄積手段９に格納されている目標の３次元形状を参照し、目標のアスペクト角から目標のＲＣＳ分布を算出するＲＣＳ算出手段、１１はＲＣＳ算出手段１０により算出されたＲＣＳ分布に対して点像応答の畳み込み積分を実施して、疑似レーダ画像を生成する畳み込み積分手段である。
【０００４】
１２は画像再生手段５により再生されたレーダ画像と畳み込み積分手段１１により生成された疑似レーダ画像の相関値を演算する相関演算手段、１３は相関演算手段１２により演算された相関値の中から最大となるものを検出する最大値検出手段、１４は目標形状データ蓄積手段９から相関値が最大となった辞書画像に相当する目標の情報を読み出す目標識別結果出力手段である。
【０００５】
図１１は画像再生手段５の内部構成を示す構成図であり、図において、２１は受信機４により受信された高周波信号に対してパルス圧縮を行うレンジ圧縮手段、２２はレンジ圧縮手段２１による圧縮後の高周波信号をレンジビン番号ｍ及びパルスヒット番号ｎに応じて格納する２次元記憶手段、２３は目標の中心点のドップラー周波数がゼロになるように位相補償とレンジビンの並べ換えを行う動き補償手段、２４は位相補償後の受信信号をレンジビン毎にＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）を行うクロスレンジ圧縮手段である。
図１２及び図１３は目標観測装置による観測のジオメトリを説明する説明図であり、図において、３１は目標、３２は目標３１の中心点である。
【０００６】
次に動作について説明する。
送信機１から発生した高周波信号は、送受切替器３を経て送受信アンテナ２から目標３１に向けて放射される。
目標３１に照射された高周波信号の一部は、目標３１に反射して、送受信アンテナ２に受信され、送受切替器３を経て受信機４で増幅・検波されたのち、画像再生手段５によって目標３１のＲＣＳ分布を表すレーダ画像に変換される。
【０００７】
即ち、画像再生手段５のレンジ圧縮手段２１は、受信機４から高周波信号である受信信号を入力すると、レンジ分解能を高めるため、その受信信号に対してパルス圧縮処理を実施する。
なお、レンジ圧縮後の受信信号は、レンジビン番号ｍ及びパルスヒット番号ｎに応じて２次元記憶手段２２に格納する。
【０００８】
画像再生手段５の動き補償手段２３は、レンジ圧縮手段２１がレンジ圧縮後の受信信号を２次元記憶手段２２に格納すると、目標３１の動きから画像再生に有害なランダム成分を除去するため、２次元記憶手段２２からレンジ圧縮後の受信信号を読み出し、目標３１の中心点３２のドップラー周波数がゼロになるように、位相補償とレンジビンの並べ換えを実施する。
なお、動き補償後の受信信号は、再び２次元記憶手段２２に格納する。
【０００９】
ここで、図１２に示すように、目標３１が旋回運動により回転しているものと仮定すると、同一レンジビン内に存在する目標上の各点は、それぞれ異なるドップラー周波数の反射波を生じる。また、目標３１が直進運動している場合であっても同様に、同一レンジビン内に存在する目標上の各点は、それぞれ異なるドップラー周波数の反射波を生じる。
これは図１３（ａ）に示す運動は、動き補償手段２３の働きによって図１３（ｂ）に示す運動と等価になることから理解できる。
【００１０】
これを利用して、画像再生手段５のクロスレンジ圧縮手段２４は、位相補償後の受信信号をレンジビン毎にＦＦＴを実施することにより、レンジと直交する方向であるクロスレンジの分解能を向上させる。
これらの処理によって受信信号は、レンジ及びクロスレンジの両方向について高分解能化され、目標上の各点のＲＣＳ分布を表すレーダ画像に変換される。
【００１１】
一方、目標追尾手段６から畳み込み積分手段１１までの手段は、与えられた観測条件における各種の目標の疑似レーダ画像を生成する。
即ち、目標追尾手段６が受信機４により受信された高周波信号から目標の速度を求めると、点像応答推定手段７は、目標追尾手段６が出力する目標の速度からレーダ画像の点像応答を推定する。
【００１２】
また、目標アスペクト角推定手段８は、目標追尾手段６が出力する目標の速度から目標のアスペクト角を推定し、ＲＣＳ算出手段１０は、目標形状データ蓄積手段９に格納されている目標の３次元形状を参照し、目標のアスペクト角から目標のＲＣＳ分布を算出する。
そして、畳み込み積分手段１１は、そのＲＣＳ分布に対して点像応答の畳み込み積分を実施して、疑似レーダ画像を生成する。
【００１３】
相関演算手段１２は、画像再生手段５がレーダ画像を再生し、畳み込み積分手段１１が疑似レーダ画像を生成すると、そのレーダ画像と疑似レーダ画像の相関値を演算する。
最大値検出手段１３は、相関演算手段１２により演算された相関値の中で、相関値が最大となるレーダ画像を検出する。
【００１４】
そして、目標識別結果出力手段１４は、最大値検出手段１３により相関値が最大となるレーダ画像が検出されると、そのレーダ画像を辞書画像として、目標形状データ蓄積手段９から辞書画像に相当する目標３１の情報（例えば、目標３１の３次元形状や名称などの情報）を読み出し、その目標３１の情報を出力することにより、レーダによる目標３１の自動識別を実現する。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の目標観測装置は以上のように構成されているので、時間の経過に伴うレーダ画像の変化を特定する情報が得られず、レーダ画像上における目標３１の移動方向や移動位置を予測することができないなどの課題があった。
【００１６】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、レーダ画像上における目標の移動方向や移動位置を予測することができる目標観測装置及び目標観測方法を得ることを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る目標観測装置は、画像比較手段が遅延手段により遅延されたレーダ画像の反射点に対応する画像再生手段により再生されたレーダ画像の反射点を探索して、各反射点の移動ベクトルを求める際、目標が一方向に回転運動する場合、遅延手段により遅延されたレーダ画像の反射点が第１象限にあれば、画像再生手段により再生されたレーダ画像において上記反射点より距離が小さく、クロスレンジが大きい領域を反射点の探索範囲に決定し、遅延手段により遅延されたレーダ画像の反射点が第２象限にあれば、画像再生手段により再生されたレーダ画像において上記反射点より距離が小さく、クロスレンジが小さい領域を反射点の探索範囲に決定し、遅延手段により遅延されたレーダ画像の反射点が第３象限にあれば、画像再生手段により再生されたレーダ画像において上記反射点より距離が大きく、クロスレンジが小さい領域を反射点の探索範囲に決定し、遅延手段により遅延されたレーダ画像の反射点が第４象限にあれば、画像再生手段により再生されたレーダ画像において上記反射点より距離が大きく、クロスレンジが大きい領域を反射点の探索範囲に決定するようにしたものである。
【００１８】
この発明に係る目標観測装置は、画像比較手段が遅延手段により遅延されたレーダ画像の反射点に対応する画像再生手段により再生されたレーダ画像の反射点を探索して、各反射点の移動ベクトルを求める際、目標が振り子運動する場合、遅延手段により遅延されたレーダ画像の反射点が第１象限又は第２象限にあれば、画像再生手段により再生されたレーダ画像において上記反射点より距離が小さい領域を反射点の探索範囲に決定し、遅延手段により遅延されたレーダ画像の反射点が第３象限又は第４象限にあれば、画像再生手段により再生されたレーダ画像において上記反射点より距離が大きい領域を反射点の探索範囲に決定するようにしたものである。
【００２２】
この発明に係る目標観測方法は、画像比較ステップが遅延ステップにより遅延されたレーダ画像の反射点に対応する画像再生ステップにより再生されたレーダ画像の反射点を探索して、各反射点の移動ベクトルを求める際、目標が一方向に回転運動する場合、遅延ステップにより遅延されたレーダ画像の反射点が第１象限にあれば、画像再生ステップにより再生されたレーダ画像において上記反射点より距離が小さく、クロスレンジが大きい領域を反射点の探索範囲に決定し、遅延ステップにより遅延されたレーダ画像の反射点が第２象限にあれば、画像再生ステップにより再生されたレーダ画像において上記反射点より距離が小さく、クロスレンジが小さい領域を反射点の探索範囲に決定し、遅延ステップにより遅延されたレーダ画像の反射点が第３象限にあれば、画像再生ステップにより再生されたレーダ画像において上記反射点より距離が大きく、クロスレンジが小さい領域を反射点の探索範囲に決定し、遅延ステップにより遅延されたレーダ画像の反射点が第４象限にあれば、画像再生ステップにより再生されたレーダ画像において上記反射点より距離が大きく、クロスレンジが大きい領域を反射点の探索範囲に決定するようにしたものである。
【００２３】
この発明に係る目標観測方法は、画像比較ステップが遅延ステップにより遅延されたレーダ画像の反射点に対応する画像再生ステップにより再生されたレーダ画像の反射点を探索して、各反射点の移動ベクトルを求める際、目標が振り子運動する場合、遅延ステップにより遅延されたレーダ画像の反射点が第１象限又は第２象限にあれば、画像再生ステップにより再生されたレーダ画像において上記反射点より距離が小さい領域を反射点の探索範囲に決定し、遅延ステップにより遅延されたレーダ画像の反射点が第３象限又は第４象限にあれば、画像再生ステップにより再生されたレーダ画像において上記反射点より距離が大きい領域を反射点の探索範囲に決定するようにしたものである。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による目標観測装置を示す構成図であり、図において、４１は高周波信号を出力する送信機、４２は送信機４１から出力された高周波信号を目標に向けて放射するとともに、その目標に反射された高周波信号を受信する送受信アンテナ、４３は送受切替器、４４は目標の反射信号である高周波信号を受信する受信機、４５は受信機４４により受信された高周波信号から目標のＲＣＳ分布を表すレーダ画像を再生する画像再生手段である。
【００２８】
４６は画像再生手段４５により再生されたレーダ画像を一定時間保持してから出力する遅延手段、４７は画像再生手段４５が出力するレーダ画像と遅延手段４６が出力するレーダ画像を比較して、そのレーダ画像における各反射点の移動ベクトルを求める画像比較手段である。
【００２９】
図２はレーダ画像の時間変化を説明する説明図である。ここでは、船舶のレーダ画像を例として用いており、横軸ｕが距離、縦軸ｖがクロスレンジである。
また、濃度がＲＣＳ分布を表しており、船舶の２次元画像が濃淡で示されていることが分かる。
図２（ａ）と（ｂ）は僅かな時間差をおいて観測された２枚のレーダ画像であり、（ｂ）は（ａ）に対して若干回転していることが分かる。５０は船首に近い部分の反射点の像である。
なお、図３はこの発明の実施の形態１による目標観測方法を示すフローチャートである。
【００３０】
次に動作について説明する。
まず、送信機４１が高周波信号を送受切替器４３に出力すると、送受信アンテナ４２が高周波信号を目標に向けて放射する（ステップＳＴ１）。
また、送受信アンテナ４２は、目標に向けて放射した高周波信号のうち、その目標に反射された高周波信号を受信し、送受切替器４３に出力する（ステップＳＴ２）。
【００３１】
受信機４４は、送受切替器４３から高周波信号を受けると、その高周波信号を増幅・検波し（ステップＳＴ３）、画像再生手段４５は、受信機４４が出力する高周波信号から目標のＲＣＳ分布を表すレーダ画像を順次再生し、そのレーダ画像を遅延手段４６及び画像比較手段４７に出力する（ステップＳＴ４）。
なお、画像再生手段４５は、従来例における画像再生手段５と同様に、レンジ及びクロスレンジの両方向について高分解能化を図るため、レンジ圧縮処理，動き補償処理及びクロスレンジ圧縮処理を実施する。
【００３２】
画像比較手段４７は、画像再生手段４５が出力する現時刻のレーダ画像（図２（ｂ）を参照）と遅延手段４６により遅延された一定時間前のレーダ画像（図２（ａ）を参照）を比較して、そのレーダ画像における各反射点の移動ベクトルを求める（ステップＳＴ５）。
例えば、各反射点の周囲の形状や反射強度を手がかりにして、パターンマッチングを実行することにより、２枚のレーダ画像における各反射点の対応関係を特定して、各反射点の移動ベクトルを求める。
因みに、図２（ａ）のレーダ画像における反射点の像５０は、図２（ｂ）のレーダ画像における反射点の像５０と対応関係がある。
【００３３】
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、画像再生手段４５が出力するレーダ画像と遅延手段４６が出力するレーダ画像を比較して、そのレーダ画像における各反射点の移動ベクトルを求めるように構成したので、レーダ画像上における目標の移動方向や移動位置を予測することができる効果を奏する。
【００３４】
実施の形態２．
図４はこの発明の実施の形態２における画像比較手段の動作を示すフローチャートである。
図５はレーダ画像における反射点の移動の軌跡を示す説明図であり、図６は目標の回転運動を示す説明図である。図５及び図６において、５１は目標の船尾に近い部分の反射点、５２は目標の回転運動、５３は回転運動によるレーダ画像上の反射点５１の移動の軌跡である。なお、ＬＯＳ（Ｌｉｎｅ ｏｆ ｓｉｇｈｔ）は送受信アンテナ４２と目標を結ぶ線分である。
【００３５】
次に動作について説明する。
まず、レーダ画像は一方の軸が距離、他方の軸がクロスレンジで構成されるが、クロスレンジは物理的にはドップラー周波数であり、距離の時間変化に相当する。即ち、クロスレンジｃは距離ｒと次の関係にある。ただし、λは高周波信号の波長である。
【００３６】
【数１】
【００３７】
したがって、目標が図６に示すように一方向に回転運動する場合には、そのレーダ画像上の反射点５１は図５に示すように、レーダ画像の原点を中心にして、常に左方向に回転することが式（１）から理解される。なお、目標が図６の回転方向と逆方向に回転する場合も、そのレーダ画像上の反射点５１は図５に示すように、レーダ画像の原点を中心にして常に左方向に回転する。
【００３８】
そこで、画像比較手段４７は、先の時刻のレーダ画像における反射点５１に対応する後の時刻のレーダ画像の反射点を探索する際、先の時刻のレーダ画像における反射点５１の位置に応じて、後の時刻のレーダ画像における反射点の探索範囲を制限するようにする。
【００３９】
即ち、時刻ｔ＝ｔ０におけるレーダ画像上で、距離ｒ０，クロスレンジｃ０の反射点に対応する反射点を、時刻ｔ＝ｔ０＋Δｔにおけるレーダ画像上で探索を実施する場合には、（ｒ０，ｃ０）の反射点の位置に応じて、反射点の探索範囲を次のように制限する。
【００４０】
（ｒ０，ｃ０）の反射点の位置が第１象限にある場合には、その反射点の左上四半面を探索範囲に決定し（ステップＳＴ１１，ＳＴ１２）、その反射点の位置が第２象限にある場合には、その反射点の左下四半面を探索範囲に決定する（ステップＳＴ１３，ＳＴ１４）。
また、その反射点の位置が第３象限にある場合には、その反射点の右下四半面を探索範囲に決定し（ステップＳＴ１５，ＳＴ１６）、その反射点の位置が第４象限にある場合には、その反射点の右上四半面を探索範囲に決定する（ステップＳＴ１５，ＳＴ１７）。
【００４１】
画像比較手段４７は、上記のようにして、２枚のレーダ画像における各反射点の対応関係を特定すると、上記実施の形態１と同様に、２枚のレーダ画像を比較して、各反射点の移動ベクトルを求める。
この実施の形態２によれば、目標が一方向に回転運動する場合、対応する反射点の探索範囲をレーダ画像全体の４分の１に制限するので、対応する反射点の探索時間が短縮され、各反射点の移動ベクトルを短時間で求めることができる効果を奏する。
【００４２】
実施の形態３．
図７はこの発明の実施の形態３における画像比較手段の動作を示すフローチャートである。
図８はレーダ画像における反射点の移動の軌跡を示す説明図であり、図９は目標の振り子運動を示す説明図である。図８及び図９において、５４は目標のロールの振り子運動、５５は目標のヨーの振り子運動、５６は目標のピッチの振り子運動、５７は振り子運動によるレーダ画像上の反射点５１の移動の軌跡である。
【００４３】
次に動作について説明する。
上記実施の形態２では、目標が一方向に回転運動する場合、反射点の探索範囲をレーダ画像全体の４分の１に制限するものについて示したが、目標が図９に示すように振り子運動する場合には、そのレーダ画像上の反射点５１は図８に示すように、レーダ画像の原点を中心にするとは限らないが、左方向に回転することが式（１）から理解される。
【００４４】
そこで、画像比較手段４７は、先の時刻のレーダ画像における反射点５１に対応する後の時刻のレーダ画像の反射点を探索する際、先の時刻のレーダ画像における反射点５１の位置に応じて、後の時刻のレーダ画像における反射点の探索範囲を制限するようにする。
【００４５】
即ち、時刻ｔ＝ｔ０におけるレーダ画像上で、距離ｒ０，クロスレンジｃ０の反射点に対応する反射点を、時刻ｔ＝ｔ０＋Δｔにおけるレーダ画像上で探索を実施する場合には、（ｒ０，ｃ０）の反射点の位置に応じて、反射点の探索範囲を次のように制限する。
【００４６】
（ｒ０，ｃ０）の反射点の位置が第１象限又は第２象限にある場合には、その反射点の左半面を探索範囲に決定し（ステップＳＴ２１，ＳＴ２２）、その反射点の位置が第３象限又は第４象限にある場合には、その反射点の右半面を探索範囲に決定する（ステップＳＴ２１，ＳＴ２３）。
【００４７】
画像比較手段４７は、上記のようにして、２枚のレーダ画像における各反射点の対応関係を特定すると、上記実施の形態１と同様に、２枚のレーダ画像を比較して、各反射点の移動ベクトルを求める。
この実施の形態３によれば、目標が振り子運動する場合、対応する反射点の探索範囲をレーダ画像全体の２分の１に制限するので、対応する反射点の探索時間が短縮され、各反射点の移動ベクトルを短時間で求めることができる効果を奏する。
【００４８】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、画像再生手段により再生されたレーダ画像と遅延手段により遅延されたレーダ画像を比較して、２つのレーダ画像において対応関係がある各反射点の移動ベクトルを求める画像比較手段を設けるように構成したので、レーダ画像上における目標の移動方向や移動位置を予測することができる効果がある。
また、画像比較手段が遅延手段により遅延されたレーダ画像の反射点に対応する画像再生手段により再生されたレーダ画像の反射点を探索して、各反射点の移動ベクトルを求める際、目標が一方向に回転運動する場合、遅延手段により遅延されたレーダ画像の反射点が第１象限にあれば、画像再生手段により再生されたレーダ画像において上記反射点より距離が小さく、クロスレンジが大きい領域を反射点の探索範囲に決定し、遅延手段により遅延されたレーダ画像の反射点が第２象限にあれば、画像再生手段により再生されたレーダ画像において上記反射点より距離が小さく、クロスレンジが小さい領域を反射点の探索範囲に決定し、遅延手段により遅延されたレーダ画像の反射点が第３象限にあれば、画像再生手段により再生されたレーダ画像において上記反射点より距離が大きく、クロスレンジが小さい領域を反射点の探索範囲に決定し、遅延手段により遅延されたレーダ画像の反射点が第４象限にあれば、画像再生手段により再生されたレーダ画像において上記反射点より距離が大きく、クロスレンジが大きい領域を反射点の探索範囲に決定するように構成したので、対応関係のある反射点を速やかに探索して、各反射点の移動ベクトルを短時間で求めることができる効果がある。
【００４９】
この発明によれば、画像比較手段が遅延手段により遅延されたレーダ画像の反射点に対応する画像再生手段により再生されたレーダ画像の反射点を探索して、各反射点の移動ベクトルを求める際、目標が振り子運動する場合、遅延手段により遅延されたレーダ画像の反射点が第１象限又は第２象限にあれば、画像再生手段により再生されたレーダ画像において上記反射点より距離が小さい領域を反射点の探索範囲に決定し、遅延手段により遅延されたレーダ画像の反射点が第３象限又は第４象限にあれば、画像再生手段により再生されたレーダ画像において上記反射点より距離が大きい領域を反射点の探索範囲に決定するように構成したので、対応関係のある反射点を速やかに探索して、各反射点の移動ベクトルを短時間で求めることができる効果がある。
【００５３】
【発明の効果】
この発明によれば、画像再生ステップにより再生されたレーダ画像と遅延ステップにより遅延されたレーダ画像を比較して、２つのレーダ画像において対応関係がある各反射点の移動ベクトルを求める画像比較ステップを設けるように構成したので、レーダ画像上における目標の移動方向や移動位置を予測することができる効果がある。
また、画像比較ステップが遅延ステップにより遅延されたレーダ画像の反射点に対応する画像再生ステップにより再生されたレーダ画像の反射点を探索して、各反射点の移動ベクトルを求める際、目標が一方向に回転運動する場合、遅延ステップにより遅延されたレーダ画像の反射点が第１象限にあれば、画像再生ステップにより再生されたレーダ画像において上記反射点より距離が小さく、クロスレンジが大きい領域を反射点の探索範囲に決定し、遅延ステップにより遅延されたレーダ画像の反射点が第２象限にあれば、画像再生ステップにより再生されたレーダ画像において上記反射点より距離が小さく、クロスレンジが小さい領域を反射点の探索範囲に決定し、遅延ステップにより遅延されたレーダ画像の反射点が第３象限にあれば、画像再生ステップにより再生されたレーダ画像において上記反射点より距離が大きく、クロスレンジが小さい領域を反射点の探索範囲に決定し、遅延ステップにより遅延されたレーダ画像の反射点が第４象限にあれば、画像再生ステップにより再生されたレーダ画像において上記反射点より距離が大きく、クロスレンジが大きい領域を反射点の探索範囲に決定するように構成したので、対応関係のある反射点を速やかに探索して、各反射点の移動ベクトルを短時間で求めることができる効果がある。
【００５４】
この発明によれば、画像比較ステップが遅延ステップにより遅延されたレーダ画像の反射点に対応する画像再生ステップにより再生されたレーダ画像の反射点を探索して、各反射点の移動ベクトルを求める際、目標が振り子運動する場合、遅延ステップにより遅延されたレーダ画像の反射点が第１象限又は第２象限にあれば、画像再生ステップにより再生されたレーダ画像において上記反射点より距離が小さい領域を反射点の探索範囲に決定し、遅延ステップにより遅延されたレーダ画像の反射点が第３象限又は第４象限にあれば、画像再生ステップにより再生されたレーダ画像において上記反射点より距離が大きい領域を反射点の探索範囲に決定するように構成したので、対応関係のある反射点を速やかに探索して、各反射点の移動ベクトルを短時間で求めることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１による目標観測装置を示す構成図である。
【図２】 レーダ画像の時間変化を説明する説明図である。
【図３】 この発明の実施の形態１による目標観測方法を示すフローチャートである。
【図４】 この発明の実施の形態２における画像比較手段の動作を示すフローチャートである。
【図５】 レーダ画像における反射点の移動の軌跡を示す説明図である。
【図６】 目標の回転運動を示す説明図である。
【図７】 この発明の実施の形態３における画像比較手段の動作を示すフローチャートである。
【図８】 レーダ画像における反射点の移動の軌跡を示す説明図である。
【図９】 目標の振り子運動を示す説明図である。
【図１０】 従来の目標観測装置を示す構成図である。
【図１１】 画像再生手段の内部構成を示す構成図である。
【図１２】 目標観測装置による観測のジオメトリを説明する説明図である。
【図１３】 目標観測装置による観測のジオメトリを説明する説明図である。
【符号の説明】
４１ 送信機、４２ 送受信アンテナ、４３ 送受切替器、４４ 受信機、４５ 画像再生手段、４６ 遅延手段、４７ 画像比較手段、５０ 反射点の像、５１ 反射点、５２ 回転運動、５３ 反射点５１の移動の軌跡、５４〜５６ 振り子運動、５７ 反射点５１の移動の軌跡。
【発明の属する技術分野】
この発明は、遠方の目標を観測して、その目標を追跡する目標観測装置及び目標観測方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１０は例えば特開平６−１７４８３８号公報に示された従来の目標観測装置を示す構成図であり、図において、１は高周波信号を出力する送信機、２は送信機１から出力された高周波信号を目標に向けて放射するとともに、その目標に反射された高周波信号を受信する送受信アンテナ、３は送受切替器、４は高周波信号を受信する受信機、５は受信機４により受信された高周波信号から目標の電波散乱断面積分布（以下、ＲＣＳ分布という）を表すレーダ画像を再生する画像再生手段である。
【０００３】
６は受信機４により受信された高周波信号から目標の速度を求める目標追尾手段、７は目標追尾手段６が出力する目標の速度からレーダ画像の点像応答を推定する点像応答推定手段、８は目標追尾手段６が出力する目標の速度から目標のアスペクト角を推定する目標アスペクト角推定手段、９は目標の形状や名称などの情報を格納する目標形状データ蓄積手段、１０は目標形状データ蓄積手段９に格納されている目標の３次元形状を参照し、目標のアスペクト角から目標のＲＣＳ分布を算出するＲＣＳ算出手段、１１はＲＣＳ算出手段１０により算出されたＲＣＳ分布に対して点像応答の畳み込み積分を実施して、疑似レーダ画像を生成する畳み込み積分手段である。
【０００４】
１２は画像再生手段５により再生されたレーダ画像と畳み込み積分手段１１により生成された疑似レーダ画像の相関値を演算する相関演算手段、１３は相関演算手段１２により演算された相関値の中から最大となるものを検出する最大値検出手段、１４は目標形状データ蓄積手段９から相関値が最大となった辞書画像に相当する目標の情報を読み出す目標識別結果出力手段である。
【０００５】
図１１は画像再生手段５の内部構成を示す構成図であり、図において、２１は受信機４により受信された高周波信号に対してパルス圧縮を行うレンジ圧縮手段、２２はレンジ圧縮手段２１による圧縮後の高周波信号をレンジビン番号ｍ及びパルスヒット番号ｎに応じて格納する２次元記憶手段、２３は目標の中心点のドップラー周波数がゼロになるように位相補償とレンジビンの並べ換えを行う動き補償手段、２４は位相補償後の受信信号をレンジビン毎にＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）を行うクロスレンジ圧縮手段である。
図１２及び図１３は目標観測装置による観測のジオメトリを説明する説明図であり、図において、３１は目標、３２は目標３１の中心点である。
【０００６】
次に動作について説明する。
送信機１から発生した高周波信号は、送受切替器３を経て送受信アンテナ２から目標３１に向けて放射される。
目標３１に照射された高周波信号の一部は、目標３１に反射して、送受信アンテナ２に受信され、送受切替器３を経て受信機４で増幅・検波されたのち、画像再生手段５によって目標３１のＲＣＳ分布を表すレーダ画像に変換される。
【０００７】
即ち、画像再生手段５のレンジ圧縮手段２１は、受信機４から高周波信号である受信信号を入力すると、レンジ分解能を高めるため、その受信信号に対してパルス圧縮処理を実施する。
なお、レンジ圧縮後の受信信号は、レンジビン番号ｍ及びパルスヒット番号ｎに応じて２次元記憶手段２２に格納する。
【０００８】
画像再生手段５の動き補償手段２３は、レンジ圧縮手段２１がレンジ圧縮後の受信信号を２次元記憶手段２２に格納すると、目標３１の動きから画像再生に有害なランダム成分を除去するため、２次元記憶手段２２からレンジ圧縮後の受信信号を読み出し、目標３１の中心点３２のドップラー周波数がゼロになるように、位相補償とレンジビンの並べ換えを実施する。
なお、動き補償後の受信信号は、再び２次元記憶手段２２に格納する。
【０００９】
ここで、図１２に示すように、目標３１が旋回運動により回転しているものと仮定すると、同一レンジビン内に存在する目標上の各点は、それぞれ異なるドップラー周波数の反射波を生じる。また、目標３１が直進運動している場合であっても同様に、同一レンジビン内に存在する目標上の各点は、それぞれ異なるドップラー周波数の反射波を生じる。
これは図１３（ａ）に示す運動は、動き補償手段２３の働きによって図１３（ｂ）に示す運動と等価になることから理解できる。
【００１０】
これを利用して、画像再生手段５のクロスレンジ圧縮手段２４は、位相補償後の受信信号をレンジビン毎にＦＦＴを実施することにより、レンジと直交する方向であるクロスレンジの分解能を向上させる。
これらの処理によって受信信号は、レンジ及びクロスレンジの両方向について高分解能化され、目標上の各点のＲＣＳ分布を表すレーダ画像に変換される。
【００１１】
一方、目標追尾手段６から畳み込み積分手段１１までの手段は、与えられた観測条件における各種の目標の疑似レーダ画像を生成する。
即ち、目標追尾手段６が受信機４により受信された高周波信号から目標の速度を求めると、点像応答推定手段７は、目標追尾手段６が出力する目標の速度からレーダ画像の点像応答を推定する。
【００１２】
また、目標アスペクト角推定手段８は、目標追尾手段６が出力する目標の速度から目標のアスペクト角を推定し、ＲＣＳ算出手段１０は、目標形状データ蓄積手段９に格納されている目標の３次元形状を参照し、目標のアスペクト角から目標のＲＣＳ分布を算出する。
そして、畳み込み積分手段１１は、そのＲＣＳ分布に対して点像応答の畳み込み積分を実施して、疑似レーダ画像を生成する。
【００１３】
相関演算手段１２は、画像再生手段５がレーダ画像を再生し、畳み込み積分手段１１が疑似レーダ画像を生成すると、そのレーダ画像と疑似レーダ画像の相関値を演算する。
最大値検出手段１３は、相関演算手段１２により演算された相関値の中で、相関値が最大となるレーダ画像を検出する。
【００１４】
そして、目標識別結果出力手段１４は、最大値検出手段１３により相関値が最大となるレーダ画像が検出されると、そのレーダ画像を辞書画像として、目標形状データ蓄積手段９から辞書画像に相当する目標３１の情報（例えば、目標３１の３次元形状や名称などの情報）を読み出し、その目標３１の情報を出力することにより、レーダによる目標３１の自動識別を実現する。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の目標観測装置は以上のように構成されているので、時間の経過に伴うレーダ画像の変化を特定する情報が得られず、レーダ画像上における目標３１の移動方向や移動位置を予測することができないなどの課題があった。
【００１６】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、レーダ画像上における目標の移動方向や移動位置を予測することができる目標観測装置及び目標観測方法を得ることを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る目標観測装置は、画像比較手段が遅延手段により遅延されたレーダ画像の反射点に対応する画像再生手段により再生されたレーダ画像の反射点を探索して、各反射点の移動ベクトルを求める際、目標が一方向に回転運動する場合、遅延手段により遅延されたレーダ画像の反射点が第１象限にあれば、画像再生手段により再生されたレーダ画像において上記反射点より距離が小さく、クロスレンジが大きい領域を反射点の探索範囲に決定し、遅延手段により遅延されたレーダ画像の反射点が第２象限にあれば、画像再生手段により再生されたレーダ画像において上記反射点より距離が小さく、クロスレンジが小さい領域を反射点の探索範囲に決定し、遅延手段により遅延されたレーダ画像の反射点が第３象限にあれば、画像再生手段により再生されたレーダ画像において上記反射点より距離が大きく、クロスレンジが小さい領域を反射点の探索範囲に決定し、遅延手段により遅延されたレーダ画像の反射点が第４象限にあれば、画像再生手段により再生されたレーダ画像において上記反射点より距離が大きく、クロスレンジが大きい領域を反射点の探索範囲に決定するようにしたものである。
【００１８】
この発明に係る目標観測装置は、画像比較手段が遅延手段により遅延されたレーダ画像の反射点に対応する画像再生手段により再生されたレーダ画像の反射点を探索して、各反射点の移動ベクトルを求める際、目標が振り子運動する場合、遅延手段により遅延されたレーダ画像の反射点が第１象限又は第２象限にあれば、画像再生手段により再生されたレーダ画像において上記反射点より距離が小さい領域を反射点の探索範囲に決定し、遅延手段により遅延されたレーダ画像の反射点が第３象限又は第４象限にあれば、画像再生手段により再生されたレーダ画像において上記反射点より距離が大きい領域を反射点の探索範囲に決定するようにしたものである。
【００２２】
この発明に係る目標観測方法は、画像比較ステップが遅延ステップにより遅延されたレーダ画像の反射点に対応する画像再生ステップにより再生されたレーダ画像の反射点を探索して、各反射点の移動ベクトルを求める際、目標が一方向に回転運動する場合、遅延ステップにより遅延されたレーダ画像の反射点が第１象限にあれば、画像再生ステップにより再生されたレーダ画像において上記反射点より距離が小さく、クロスレンジが大きい領域を反射点の探索範囲に決定し、遅延ステップにより遅延されたレーダ画像の反射点が第２象限にあれば、画像再生ステップにより再生されたレーダ画像において上記反射点より距離が小さく、クロスレンジが小さい領域を反射点の探索範囲に決定し、遅延ステップにより遅延されたレーダ画像の反射点が第３象限にあれば、画像再生ステップにより再生されたレーダ画像において上記反射点より距離が大きく、クロスレンジが小さい領域を反射点の探索範囲に決定し、遅延ステップにより遅延されたレーダ画像の反射点が第４象限にあれば、画像再生ステップにより再生されたレーダ画像において上記反射点より距離が大きく、クロスレンジが大きい領域を反射点の探索範囲に決定するようにしたものである。
【００２３】
この発明に係る目標観測方法は、画像比較ステップが遅延ステップにより遅延されたレーダ画像の反射点に対応する画像再生ステップにより再生されたレーダ画像の反射点を探索して、各反射点の移動ベクトルを求める際、目標が振り子運動する場合、遅延ステップにより遅延されたレーダ画像の反射点が第１象限又は第２象限にあれば、画像再生ステップにより再生されたレーダ画像において上記反射点より距離が小さい領域を反射点の探索範囲に決定し、遅延ステップにより遅延されたレーダ画像の反射点が第３象限又は第４象限にあれば、画像再生ステップにより再生されたレーダ画像において上記反射点より距離が大きい領域を反射点の探索範囲に決定するようにしたものである。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による目標観測装置を示す構成図であり、図において、４１は高周波信号を出力する送信機、４２は送信機４１から出力された高周波信号を目標に向けて放射するとともに、その目標に反射された高周波信号を受信する送受信アンテナ、４３は送受切替器、４４は目標の反射信号である高周波信号を受信する受信機、４５は受信機４４により受信された高周波信号から目標のＲＣＳ分布を表すレーダ画像を再生する画像再生手段である。
【００２８】
４６は画像再生手段４５により再生されたレーダ画像を一定時間保持してから出力する遅延手段、４７は画像再生手段４５が出力するレーダ画像と遅延手段４６が出力するレーダ画像を比較して、そのレーダ画像における各反射点の移動ベクトルを求める画像比較手段である。
【００２９】
図２はレーダ画像の時間変化を説明する説明図である。ここでは、船舶のレーダ画像を例として用いており、横軸ｕが距離、縦軸ｖがクロスレンジである。
また、濃度がＲＣＳ分布を表しており、船舶の２次元画像が濃淡で示されていることが分かる。
図２（ａ）と（ｂ）は僅かな時間差をおいて観測された２枚のレーダ画像であり、（ｂ）は（ａ）に対して若干回転していることが分かる。５０は船首に近い部分の反射点の像である。
なお、図３はこの発明の実施の形態１による目標観測方法を示すフローチャートである。
【００３０】
次に動作について説明する。
まず、送信機４１が高周波信号を送受切替器４３に出力すると、送受信アンテナ４２が高周波信号を目標に向けて放射する（ステップＳＴ１）。
また、送受信アンテナ４２は、目標に向けて放射した高周波信号のうち、その目標に反射された高周波信号を受信し、送受切替器４３に出力する（ステップＳＴ２）。
【００３１】
受信機４４は、送受切替器４３から高周波信号を受けると、その高周波信号を増幅・検波し（ステップＳＴ３）、画像再生手段４５は、受信機４４が出力する高周波信号から目標のＲＣＳ分布を表すレーダ画像を順次再生し、そのレーダ画像を遅延手段４６及び画像比較手段４７に出力する（ステップＳＴ４）。
なお、画像再生手段４５は、従来例における画像再生手段５と同様に、レンジ及びクロスレンジの両方向について高分解能化を図るため、レンジ圧縮処理，動き補償処理及びクロスレンジ圧縮処理を実施する。
【００３２】
画像比較手段４７は、画像再生手段４５が出力する現時刻のレーダ画像（図２（ｂ）を参照）と遅延手段４６により遅延された一定時間前のレーダ画像（図２（ａ）を参照）を比較して、そのレーダ画像における各反射点の移動ベクトルを求める（ステップＳＴ５）。
例えば、各反射点の周囲の形状や反射強度を手がかりにして、パターンマッチングを実行することにより、２枚のレーダ画像における各反射点の対応関係を特定して、各反射点の移動ベクトルを求める。
因みに、図２（ａ）のレーダ画像における反射点の像５０は、図２（ｂ）のレーダ画像における反射点の像５０と対応関係がある。
【００３３】
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、画像再生手段４５が出力するレーダ画像と遅延手段４６が出力するレーダ画像を比較して、そのレーダ画像における各反射点の移動ベクトルを求めるように構成したので、レーダ画像上における目標の移動方向や移動位置を予測することができる効果を奏する。
【００３４】
実施の形態２．
図４はこの発明の実施の形態２における画像比較手段の動作を示すフローチャートである。
図５はレーダ画像における反射点の移動の軌跡を示す説明図であり、図６は目標の回転運動を示す説明図である。図５及び図６において、５１は目標の船尾に近い部分の反射点、５２は目標の回転運動、５３は回転運動によるレーダ画像上の反射点５１の移動の軌跡である。なお、ＬＯＳ（Ｌｉｎｅ ｏｆ ｓｉｇｈｔ）は送受信アンテナ４２と目標を結ぶ線分である。
【００３５】
次に動作について説明する。
まず、レーダ画像は一方の軸が距離、他方の軸がクロスレンジで構成されるが、クロスレンジは物理的にはドップラー周波数であり、距離の時間変化に相当する。即ち、クロスレンジｃは距離ｒと次の関係にある。ただし、λは高周波信号の波長である。
【００３６】
【数１】
したがって、目標が図６に示すように一方向に回転運動する場合には、そのレーダ画像上の反射点５１は図５に示すように、レーダ画像の原点を中心にして、常に左方向に回転することが式（１）から理解される。なお、目標が図６の回転方向と逆方向に回転する場合も、そのレーダ画像上の反射点５１は図５に示すように、レーダ画像の原点を中心にして常に左方向に回転する。
【００３８】
そこで、画像比較手段４７は、先の時刻のレーダ画像における反射点５１に対応する後の時刻のレーダ画像の反射点を探索する際、先の時刻のレーダ画像における反射点５１の位置に応じて、後の時刻のレーダ画像における反射点の探索範囲を制限するようにする。
【００３９】
即ち、時刻ｔ＝ｔ０におけるレーダ画像上で、距離ｒ０，クロスレンジｃ０の反射点に対応する反射点を、時刻ｔ＝ｔ０＋Δｔにおけるレーダ画像上で探索を実施する場合には、（ｒ０，ｃ０）の反射点の位置に応じて、反射点の探索範囲を次のように制限する。
【００４０】
（ｒ０，ｃ０）の反射点の位置が第１象限にある場合には、その反射点の左上四半面を探索範囲に決定し（ステップＳＴ１１，ＳＴ１２）、その反射点の位置が第２象限にある場合には、その反射点の左下四半面を探索範囲に決定する（ステップＳＴ１３，ＳＴ１４）。
また、その反射点の位置が第３象限にある場合には、その反射点の右下四半面を探索範囲に決定し（ステップＳＴ１５，ＳＴ１６）、その反射点の位置が第４象限にある場合には、その反射点の右上四半面を探索範囲に決定する（ステップＳＴ１５，ＳＴ１７）。
【００４１】
画像比較手段４７は、上記のようにして、２枚のレーダ画像における各反射点の対応関係を特定すると、上記実施の形態１と同様に、２枚のレーダ画像を比較して、各反射点の移動ベクトルを求める。
この実施の形態２によれば、目標が一方向に回転運動する場合、対応する反射点の探索範囲をレーダ画像全体の４分の１に制限するので、対応する反射点の探索時間が短縮され、各反射点の移動ベクトルを短時間で求めることができる効果を奏する。
【００４２】
実施の形態３．
図７はこの発明の実施の形態３における画像比較手段の動作を示すフローチャートである。
図８はレーダ画像における反射点の移動の軌跡を示す説明図であり、図９は目標の振り子運動を示す説明図である。図８及び図９において、５４は目標のロールの振り子運動、５５は目標のヨーの振り子運動、５６は目標のピッチの振り子運動、５７は振り子運動によるレーダ画像上の反射点５１の移動の軌跡である。
【００４３】
次に動作について説明する。
上記実施の形態２では、目標が一方向に回転運動する場合、反射点の探索範囲をレーダ画像全体の４分の１に制限するものについて示したが、目標が図９に示すように振り子運動する場合には、そのレーダ画像上の反射点５１は図８に示すように、レーダ画像の原点を中心にするとは限らないが、左方向に回転することが式（１）から理解される。
【００４４】
そこで、画像比較手段４７は、先の時刻のレーダ画像における反射点５１に対応する後の時刻のレーダ画像の反射点を探索する際、先の時刻のレーダ画像における反射点５１の位置に応じて、後の時刻のレーダ画像における反射点の探索範囲を制限するようにする。
【００４５】
即ち、時刻ｔ＝ｔ０におけるレーダ画像上で、距離ｒ０，クロスレンジｃ０の反射点に対応する反射点を、時刻ｔ＝ｔ０＋Δｔにおけるレーダ画像上で探索を実施する場合には、（ｒ０，ｃ０）の反射点の位置に応じて、反射点の探索範囲を次のように制限する。
【００４６】
（ｒ０，ｃ０）の反射点の位置が第１象限又は第２象限にある場合には、その反射点の左半面を探索範囲に決定し（ステップＳＴ２１，ＳＴ２２）、その反射点の位置が第３象限又は第４象限にある場合には、その反射点の右半面を探索範囲に決定する（ステップＳＴ２１，ＳＴ２３）。
【００４７】
画像比較手段４７は、上記のようにして、２枚のレーダ画像における各反射点の対応関係を特定すると、上記実施の形態１と同様に、２枚のレーダ画像を比較して、各反射点の移動ベクトルを求める。
この実施の形態３によれば、目標が振り子運動する場合、対応する反射点の探索範囲をレーダ画像全体の２分の１に制限するので、対応する反射点の探索時間が短縮され、各反射点の移動ベクトルを短時間で求めることができる効果を奏する。
【００４８】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、画像再生手段により再生されたレーダ画像と遅延手段により遅延されたレーダ画像を比較して、２つのレーダ画像において対応関係がある各反射点の移動ベクトルを求める画像比較手段を設けるように構成したので、レーダ画像上における目標の移動方向や移動位置を予測することができる効果がある。
また、画像比較手段が遅延手段により遅延されたレーダ画像の反射点に対応する画像再生手段により再生されたレーダ画像の反射点を探索して、各反射点の移動ベクトルを求める際、目標が一方向に回転運動する場合、遅延手段により遅延されたレーダ画像の反射点が第１象限にあれば、画像再生手段により再生されたレーダ画像において上記反射点より距離が小さく、クロスレンジが大きい領域を反射点の探索範囲に決定し、遅延手段により遅延されたレーダ画像の反射点が第２象限にあれば、画像再生手段により再生されたレーダ画像において上記反射点より距離が小さく、クロスレンジが小さい領域を反射点の探索範囲に決定し、遅延手段により遅延されたレーダ画像の反射点が第３象限にあれば、画像再生手段により再生されたレーダ画像において上記反射点より距離が大きく、クロスレンジが小さい領域を反射点の探索範囲に決定し、遅延手段により遅延されたレーダ画像の反射点が第４象限にあれば、画像再生手段により再生されたレーダ画像において上記反射点より距離が大きく、クロスレンジが大きい領域を反射点の探索範囲に決定するように構成したので、対応関係のある反射点を速やかに探索して、各反射点の移動ベクトルを短時間で求めることができる効果がある。
【００４９】
この発明によれば、画像比較手段が遅延手段により遅延されたレーダ画像の反射点に対応する画像再生手段により再生されたレーダ画像の反射点を探索して、各反射点の移動ベクトルを求める際、目標が振り子運動する場合、遅延手段により遅延されたレーダ画像の反射点が第１象限又は第２象限にあれば、画像再生手段により再生されたレーダ画像において上記反射点より距離が小さい領域を反射点の探索範囲に決定し、遅延手段により遅延されたレーダ画像の反射点が第３象限又は第４象限にあれば、画像再生手段により再生されたレーダ画像において上記反射点より距離が大きい領域を反射点の探索範囲に決定するように構成したので、対応関係のある反射点を速やかに探索して、各反射点の移動ベクトルを短時間で求めることができる効果がある。
【００５３】
【発明の効果】
この発明によれば、画像再生ステップにより再生されたレーダ画像と遅延ステップにより遅延されたレーダ画像を比較して、２つのレーダ画像において対応関係がある各反射点の移動ベクトルを求める画像比較ステップを設けるように構成したので、レーダ画像上における目標の移動方向や移動位置を予測することができる効果がある。
また、画像比較ステップが遅延ステップにより遅延されたレーダ画像の反射点に対応する画像再生ステップにより再生されたレーダ画像の反射点を探索して、各反射点の移動ベクトルを求める際、目標が一方向に回転運動する場合、遅延ステップにより遅延されたレーダ画像の反射点が第１象限にあれば、画像再生ステップにより再生されたレーダ画像において上記反射点より距離が小さく、クロスレンジが大きい領域を反射点の探索範囲に決定し、遅延ステップにより遅延されたレーダ画像の反射点が第２象限にあれば、画像再生ステップにより再生されたレーダ画像において上記反射点より距離が小さく、クロスレンジが小さい領域を反射点の探索範囲に決定し、遅延ステップにより遅延されたレーダ画像の反射点が第３象限にあれば、画像再生ステップにより再生されたレーダ画像において上記反射点より距離が大きく、クロスレンジが小さい領域を反射点の探索範囲に決定し、遅延ステップにより遅延されたレーダ画像の反射点が第４象限にあれば、画像再生ステップにより再生されたレーダ画像において上記反射点より距離が大きく、クロスレンジが大きい領域を反射点の探索範囲に決定するように構成したので、対応関係のある反射点を速やかに探索して、各反射点の移動ベクトルを短時間で求めることができる効果がある。
【００５４】
この発明によれば、画像比較ステップが遅延ステップにより遅延されたレーダ画像の反射点に対応する画像再生ステップにより再生されたレーダ画像の反射点を探索して、各反射点の移動ベクトルを求める際、目標が振り子運動する場合、遅延ステップにより遅延されたレーダ画像の反射点が第１象限又は第２象限にあれば、画像再生ステップにより再生されたレーダ画像において上記反射点より距離が小さい領域を反射点の探索範囲に決定し、遅延ステップにより遅延されたレーダ画像の反射点が第３象限又は第４象限にあれば、画像再生ステップにより再生されたレーダ画像において上記反射点より距離が大きい領域を反射点の探索範囲に決定するように構成したので、対応関係のある反射点を速やかに探索して、各反射点の移動ベクトルを短時間で求めることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１による目標観測装置を示す構成図である。
【図２】 レーダ画像の時間変化を説明する説明図である。
【図３】 この発明の実施の形態１による目標観測方法を示すフローチャートである。
【図４】 この発明の実施の形態２における画像比較手段の動作を示すフローチャートである。
【図５】 レーダ画像における反射点の移動の軌跡を示す説明図である。
【図６】 目標の回転運動を示す説明図である。
【図７】 この発明の実施の形態３における画像比較手段の動作を示すフローチャートである。
【図８】 レーダ画像における反射点の移動の軌跡を示す説明図である。
【図９】 目標の振り子運動を示す説明図である。
【図１０】 従来の目標観測装置を示す構成図である。
【図１１】 画像再生手段の内部構成を示す構成図である。
【図１２】 目標観測装置による観測のジオメトリを説明する説明図である。
【図１３】 目標観測装置による観測のジオメトリを説明する説明図である。
【符号の説明】
４１ 送信機、４２ 送受信アンテナ、４３ 送受切替器、４４ 受信機、４５ 画像再生手段、４６ 遅延手段、４７ 画像比較手段、５０ 反射点の像、５１ 反射点、５２ 回転運動、５３ 反射点５１の移動の軌跡、５４〜５６ 振り子運動、５７ 反射点５１の移動の軌跡。
Claims (4)
- 目標の反射信号を受信して、横軸が上記目標までの距離で縦軸が上記目標のクロスレンジを表しているレーダ画像を再生する画像再生手段と、上記画像再生手段により再生されたレーダ画像を遅延する遅延手段と、上記画像再生手段により再生されたレーダ画像と上記遅延手段により遅延されたレーダ画像を比較して、２つのレーダ画像において対応関係がある各反射点の移動ベクトルを求める画像比較手段とを備えた目標観測装置において、上記画像比較手段は、上記遅延手段により遅延されたレーダ画像の反射点に対応する上記画像再生手段により再生されたレーダ画像の反射点を探索して、各反射点の移動ベクトルを求める際、目標が一方向に回転運動する場合、上記遅延手段により遅延されたレーダ画像の反射点が第１象限にあれば、上記画像再生手段により再生されたレーダ画像において上記反射点より距離が小さく、クロスレンジが大きい領域を反射点の探索範囲に決定し、上記遅延手段により遅延されたレーダ画像の反射点が第２象限にあれば、上記画像再生手段により再生されたレーダ画像において上記反射点より距離が小さく、クロスレンジが小さい領域を反射点の探索範囲に決定し、上記遅延手段により遅延されたレーダ画像の反射点が第３象限にあれば、上記画像再生手段により再生されたレーダ画像において上記反射点より距離が大きく、クロスレンジが小さい領域を反射点の探索範囲に決定し、上記遅延手段により遅延されたレーダ画像の反射点が第４象限にあれば、上記画像再生手段により再生されたレーダ画像において上記反射点より距離が大きく、クロスレンジが大きい領域を反射点の探索範囲に決定することを特徴とする目標観測装置。
- 目標の反射信号を受信して、横軸が上記目標までの距離で縦軸が上記目標のクロスレンジを表しているレーダ画像を再生する画像再生手段と、上記画像再生手段により再生されたレーダ画像を遅延する遅延手段と、上記画像再生手段により再生されたレーダ画像と上記遅延手段により遅延されたレーダ画像を比較して、２つのレーダ画像において対応関係がある各反射点の移動ベクトルを求める画像比較手段とを備えた目標観測装置において、上記画像比較手段は、上記遅延手段により遅延されたレーダ画像の反射点に対応する上記画像再生手段により再生されたレーダ画像の反射点を探索して、各反射点の移動ベクトルを求める際、目標が振り子運動する場合、上記遅延手段により遅延されたレーダ画像の反射点が第１象限又は第２象限にあれば、上記画像再生手段により再生されたレーダ画像において上記反射点より距離が小さい領域を反射点の探索範囲に決定し、上記遅延手段により遅延されたレーダ画像の反射点が第３象限又は第４象限にあれば、上記画像再生手段により再生されたレーダ画像において上記反射点より距離が大きい領域を反射点の探索範囲に決定することを特徴とする目標観測装置。
- 目標の反射信号を受信して、横軸が上記目標までの距離で縦軸が上記目標のクロスレンジを表しているレーダ画像を再生する画像再生ステップと、上記画像再生ステップにより再生されたレーダ画像を遅延する遅延ステップと、上記画像再生ステップにより再生されたレーダ画像と上記遅延ステップにより遅延されたレーダ画像を比較して、２つのレーダ画像において対応関係がある各反射点の移動ベクトルを求める画像比較ステップとを備えた目標観測方法において、上記画像比較ステップは、上記遅延ステップにより遅延されたレーダ画像の反射点に対応する上記画像再生ステップにより再生されたレーダ画像の反射点を探索して、各反射点の移動ベクトルを求める際、目標が一方向に回転運動する場合、上記遅延ステップにより遅延されたレーダ画像の反射点が第１象限にあれば、上記画像再生ステップにより再生されたレーダ画像において上記反射点より距離が小さく、クロスレンジが大きい領域を反射点の探索範囲に決定し、上記遅延ステップにより遅延されたレーダ画像の反射点が第２象限にあれば、上記画像再生ステップにより再生されたレーダ画像において上記反射点より距離が小さく、クロスレンジが小さい領域を反射点の探索範囲に決定し、上記遅延ステップにより遅延されたレーダ画像の反射点が第３象限にあれば、上記画像再生ステップにより再生されたレーダ画像において上記反射点より距離が大きく、クロスレンジが小さい領域を反射点の探索範囲に決定し、上記遅延ステップにより遅延されたレーダ画像の反射点が第４象限にあれば、上記画像再生ステップにより再生されたレーダ画像において上記反射点より距離が大きく、クロスレンジが大きい 領域を反射点の探索範囲に決定することを特徴とする目標観測方法。
- 目標の反射信号を受信して、横軸が上記目標までの距離で縦軸が上記目標のクロスレンジを表しているレーダ画像を再生する画像再生ステップと、上記画像再生ステップにより再生されたレーダ画像を遅延する遅延ステップと、上記画像再生ステップにより再生されたレーダ画像と上記遅延ステップにより遅延されたレーダ画像を比較して、２つのレーダ画像において対応関係がある各反射点の移動ベクトルを求める画像比較ステップとを備えた目標観測方法において、上記画像比較ステップは、上記遅延ステップにより遅延されたレーダ画像の反射点に対応する上記画像再生ステップにより再生されたレーダ画像の反射点を探索して、各反射点の移動ベクトルを求める際、目標が振り子運動する場合、上記遅延ステップにより遅延されたレーダ画像の反射点が第１象限又は第２象限にあれば、上記画像再生ステップにより再生されたレーダ画像において上記反射点より距離が小さい領域を反射点の探索範囲に決定し、上記遅延ステップにより遅延されたレーダ画像の反射点が第３象限又は第４象限にあれば、上記画像再生ステップにより再生されたレーダ画像において上記反射点より距離が大きい領域を反射点の探索範囲に決定することを特徴とする目標観測方法。
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- 1999-11-22 JP JP33182599A patent/JP3810600B2/ja not_active Expired - Fee Related
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