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移動天体検出方法 新技術説明会

国内特許コード P04A006919
整理番号 KN000496
掲載日 2005年3月18日
出願番号 特願2000-334364
公開番号 特開2002-139319
登録番号 特許第3425597号
出願日 平成12年11月1日(2000.11.1)
公開日 平成14年5月17日(2002.5.17)
登録日 平成15年5月9日(2003.5.9)
発明者
  • 柳沢 俊史
  • 磯部 俊夫
  • 木村 武雄
  • 中島 厚
出願人
  • 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構
発明の名称 移動天体検出方法 新技術説明会
発明の概要 【目的】 検出の妨げとなる大量の恒星の像を除去し、1コマの観測画像では、検出が不可能な程度に暗い移動天体の検出を可能にする。
【解決手段】 一定時間間隔で撮像された複数コマの画像1-1~1-3から、それぞれ移動天体の動作に合わせた領域の画像2-1~2-3を切り取ってくる。次に、切り取った全ての画像2-1~2-3の同一ピクセルについて、中央値をとることによって、中央値画像3-1を作成する。中央値をとることにより、切り取った画像上を移動していく恒星の影響を除去し、移動天体のみを残すことが可能になる。さらに、検出限界を上げるために、得られた中央値画像を複数コマ用いて、平均値画像を作成し、1コマの観測画像では検出が不可能である暗い移動天体を抽出する。
従来技術、競合技術の概要


図6は、従来の移動天体の検出方法を説明する図である。図6中の観測画像(1-1)及び(1-2)は、同じ天球領域を一定時間間隔で、(1-1)、(1-2)の順で撮像した画像である。画像(1-1)中の1~9、及び画像(1-2)中の1'~9'は恒星であり、恒星1と恒星1'、恒星2と恒星2'、・・・、恒星9と恒星9'が、それぞれ同じ恒星を表している。画像(1-1)中の10、及び画像(1-2)中の10'は、移動天体であり、撮像間隔の間に天球上を移動している。従来の移動天体検出方法は、この撮像して得られた2コマの画像を解析して、それぞれの画像に写っている天体を見付け出し、カタログ化する(図6中のカタログ(1-1D)、カタログ(1-2D)参照)。カタログには、それぞれ天体1~10、及び天体1'~10'の位置、明るさ(Mag)等の情報が書き込まれている。この2つのカタログを比較して、2コマの画像上で同じ位置に、存在しない天体の対を検出することにより移動天体を知る。
近年、CCDは、大面積化し、一回の撮像で観測できる天空領域は、飛躍的に広がっている。その結果、移動天体を捉えられる確率も上昇するが、移動天体検出にとっては雑音となる恒星の数も増大し、その数は数万に達する。この膨大な雑音の中から、移動天体を検出するには、かなりの困難を伴う。また、移動天体は画像上を移動してしまうため、暗い移動天体を検出するために、露出時間をかけて、天体からの光を画像上の定位置に蓄積させるという恒星の観測に用いられる技術を利用することができない。有効な露出時間は、移動天体が点像に留まっている時間となり、限界等級は、観測に用いられる望遠鏡の口径と、CCDの量子効率で決まってしまう。

産業上の利用分野


本発明は、移動天体(人工天体、スペースデブリ、小惑星、彗星等)の検出技術に関し、特に、小型で暗い人工衛星等の人工天体の監視や軌道決定、また、運用中の人工衛星等に衝突することによって、産業に多大な被害をもたらすスペースデブリの発見、及び軌道決定、さらには、人類の産業活動や存続そのものに大きな影響をもたらす地球衝突型の小惑星や彗星の早期発見、及び軌道決定に関する技術である。

特許請求の範囲 【請求項1】
複数コマの同じ天球領域の画像から、画像上に大量に写っている恒星の像を除去し、画像上を移動していく移動天体を検出する方法において、CCDカメラによって撮像された少なくとも3コマ以上の観測画像から、前記移動天体の動きを仮定し、その動きに合わせて前記観測画像の一部を切り取り、それら複数の切り取り画像の中央値画像を作成することによって、移動天体の検出には大きな妨害となる大量の恒星像を完全に除去し、仮定した動きの移動天体の像のみを残存させた画像を得て、前記移動天体を検出する方法。

【請求項2】
複数コマの同じ天球領域の画像から、画像上に大量に写っている恒星の像を除去し、画像上を移動していく移動天体を検出する方法において、CCDカメラによって撮像された少なくとも3コマ以上の観測画像から、前記移動天体の動きを仮定し、その動きに合わせた画像の一部を切り取り、それら複数の切り取り画像の中央値画像を作成し、さらに、この作業によって作成された前記複数の中央値画像の平均値画像を作成することにより、移動天体からの光量に対する雑音の比を大幅に抑えて、1コマの観測画像では検出が不可能であった暗い移動天体を抽出し、前記移動天体を検出する方法。

【請求項3】
請求項1又は2に記載の移動天体を検出する方法を、使用している観測システムで検出が可能なあらゆる移動方向、速度の移動天体に対して実施することを特徴とする移動天体を検出する方法。
国際特許分類(IPC)
画像

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JP2000334364thum.jpg
出願権利状態 登録
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