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レーダ画像化信号処理装置

国内特許コード P05A007973
整理番号 1998
掲載日 2005年12月2日
出願番号 特願2002-045783
公開番号 特開2003-248047
登録番号 特許第3546213号
出願日 平成14年2月22日(2002.2.22)
公開日 平成15年9月5日(2003.9.5)
登録日 平成16年4月23日(2004.4.23)
発明者
  • 荒木 完
  • 田中 昭夫
出願人
  • 防衛装備庁長官
  • 日本電気株式会社
発明の名称 レーダ画像化信号処理装置
発明の概要 【課題】 従来のレーダで用いられているMTI技術やLOG-CFAR技術等では検出が難しい、複雑な自然背景下における人工目標の固定または低速で移動する目標を検出すると共に、大きさを推定できるようにしたレーダ画像化信号処理装置を提供することにある。
【解決手段】 受信信号の位相を検出する位相検出回路5と、方位/仰角情報および距離情報とから位相の空間的な分布を算出する位相分布算出回路8と、空間周波数分布のような位相分布とは異なる他の分布に変換するための位相分布変換回路9と、変換された分布内の小領域間の分布の相関値を求める相関処理回路10と、前記相関値の自然物と人工物の相関の相違から目標を検出し、検出した目標付近の同一分布形状の大きさから目標の大きさを推定する目標検出回路11とを有するレーダ画像化信号処理装置。
従来技術、競合技術の概要


一般的に、自然環境の中に置かれた物体の電波を用いた検出方法は、電波を送信し、その反射信号の帰ってくる時間や方向から目標の位置を検出するレーダ装置で、固定物からの反射信号に対して、反射物体が移動していることにより生じる周波数のドップラーシフトを用いて固定物からの反射を除去するMTI(moving target indicator)方式や反射環境の分布が既に知られている雨滴や海面等の中に埋もれた目標を抽出するLOG-CFAR(logarithmic constant false alarm rate)(航空電子装置:日刊工業新聞社、P103~109)により検出する方法等、高速で移動する目標だけを検出したり、既知の分布を持つ背景雑音の中にある目標だけを検出したりする方法がある。しかしながら、近年、複雑な背景と目標がともに固定状態であったり、目標が複雑な背景の中を低速で移動する場合でも目標を検出することが要求されている。



この要請に答えるための手法が、例えば、特開平10-283482号公報や特開平01-267480号公報等に開示されている。



これらの手法は、複雑な背景と目標とを含む時系列的な2つの画像データから背景の移動ベクトルと移動する目標を含む微小領域の移動ベクトルの差異を利用したり、目標の輝度や面積だけでなく、画像の空間周波数の微分値からエッジを強調して弁別をし易くしたものである。

産業上の利用分野


本発明は、複雑な自然背景下における人工目標の電波を用いた検出に関し、固定の目標または低速で移動する目標を検出する能力の改良に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】空中線と組合されて使用され、電磁波を空中線を介して空間に放射することによって物体から反射された反射波を空中線を介して受信波として受信するレーダ画像化信号処理装置において、
受信波の位相情報と、電磁波を放射してから反射波を受信するまでの時間から求めた距離情報と、空中線の放射ビーム方向の方位から求めた方位情報とを用いて、受信波の位相分布を算出する位相分布算出回路と、
前記位相分布を該位相分布とは特徴量が異なる他の分布に変換する位相分布変換回路と、
該位相分布変換回路によって変換された分布全体の領域を複数の小領域に分割して、それらの小領域間の相関値を求める相関処理回路と、
前記相関値から自然物と人工物の相関の相違を用いて目標を検出し、大きさを推定する目標検出回路とを有することを特徴とするレーダ画像化信号処理装置。
【請求項2】請求項1に記載のレーダ画像化信号処理装置において、
前記位相分布変換回路は、前記位相分布を、フラクタル次元分布或いは空間周波数分布に代表される特徴量を抽出する分布に変換するものであることを特徴とするレーダ画像化信号処理装置。
【請求項3】請求項1に記載のレーダ画像化信号処理装置において、
受信波の振幅情報と、前記距離情報と、前記方位情報とを用いて、受信波の振幅分布を算出する振幅分布算出回路と、
前記振幅分布の特徴を検出するために前記振幅分布を、エッジ検出に代表される特徴量を抽出する分布に変換する振幅分布変換回路とを、更に、有し、
前記目標検出回路は、前記相関値のみならず前記振幅分布変換回路の出力をも用いて、前記相関値から自然物と人工物の相関の相違を用いて目標を検出し、大きさを推定することを特徴とするレーダ画像化信号処理装置。
【請求項4】請求項1に記載のレーダ画像化信号処理装置において、
前記目標検出装置で抽出した目標の分布と、あらかじめ既知の目標データから算出しておいた分布データとを比較して目標の類別を行う目標類別回路を、更に、有することを特徴とするレーダ画像化信号処理装置。
【請求項5】空中線と組合されて使用され、電磁波を空中線を介して空間に放射することによって物体から反射された反射波を空中線を介して受信波として受信するレーダ画像化信号処理装置において、
受信波の位相情報と、電磁波を放射してから反射波を受信するまでの時間から求めた距離情報と、空中線の放射ビーム方向の方位から求めた方位情報とを用いて、受信波の位相分布を算出する位相分布算出回路と、
前記位相分布を、フラクタル次元分布或いは空間周波数分布に代表される特徴量を抽出する分布に変換する位相分布変換回路と、
該位相分布変換回路によって変換された分布全体の領域を複数の小領域に分割して、それらの小領域間の相関値を求める相関処理回路と、
受信波の振幅情報と、前記距離情報と、前記方位情報とを用いて、受信波の振幅分布を算出する振幅分布算出回路と、
前記振幅分布の特徴を検出するために前記振幅分布を、エッジ検出に代表される特徴量を抽出する分布に変換する振幅分布変換回路と、
前記相関値と前記振幅分布変換回路の出力とから、自然物と人工物の相関の相違を用いて目標を検出し、大きさを推定する目標検出回路とを有することを特徴とするレーダ画像化信号処理装置。
【請求項6】請求項5に記載のレーダ画像化信号処理装置において、
前記目標検出装置で抽出した目標の分布と、あらかじめ既知の目標データから算出しておいた分布データとを比較して目標の類別を行う目標類別回路を、更に、有することを特徴とするレーダ画像化信号処理装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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11966_01SUM.gif
出願権利状態 登録
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