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REMOTE SENSING APPARATUS AND FREQUENCY ANALYSIS METHOD OF THE SAME

Patent code P07A013059
Posted date Jan 25, 2008
Application number P2003-199104
Publication number P2005-037206A
Patent number P3846725
Date of filing Jul 18, 2003
Date of publication of application Feb 10, 2005
Date of registration Sep 1, 2006
Inventor
  • (In Japanese)長南 隆夫
  • (In Japanese)土志田 実
  • (In Japanese)原崎 亜紀子
  • (In Japanese)鳴海 昇
Applicant
  • (In Japanese)防衛装備庁長官
  • (In Japanese)株式会社東芝
Title REMOTE SENSING APPARATUS AND FREQUENCY ANALYSIS METHOD OF THE SAME
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To heighten accuracy in frequency resolution without lengthening sampling times.
SOLUTION: Laser reflection light chopped by an optical pattern plate from an object to be measured is received. Its reception signal is converted into a signal in a frequency region to analyze a frequency component at prescribed sampling times. As an analytical technique, carrier frequency candidate values are determined through the use of the relational expression frc=frs×nd (wherein, the rotational frequency of the optical pattern plate is frs; the carrier frequency generated by the chopping of light by rotation is frc; and the number of divisions (a pair of integral values) of patterns of transmission/non transmission formed in the optical pattern plate 11 is nd) (S12). Each candidate value is evaluated to select the most provable carrier frequency, and the relational expression frs=frc/nd is used to determine the rotational frequency (S14).
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


従来のレーザ・レーダに代表されるリモートセンシング装置にあっては、測定対象に対してレーザ光を照射し、測定対象からのレーザ反射光を受信し、その反射光を分析することによって測定対象の特徴情報を抽出している。この測定対象が、回転中心から放射状に透過/不透過のパターンを形成した光学パターン板を有しており、その光学パターン板を所定の速度で回転させながら像を結像させている場合は、レーザ反射光の受信信号の周波数成分を分析することで、光学パターン板の回転周波数と光チョッピングによって生じるキャリア周波数を抽出することが可能である。



ところで、従来の装置構成では、レーザ反射光の受信信号を周波数変換し、所要の精度に対応した周波数分解能を有するFFT(高速フーリエ変換)を行っている。但し、要求される周波数分解能の精度が高くなるに従って、その分、サンプリング時間を長くとる必要がある。また、キャリア周波数を求める方法としては、単純に最大値を求めるといった簡易的な手法がとられており、変調がかかった反射光を受信する場合には、受信信号に容易には分離できない側波成分が現れてしまう。



尚、本発明の先行関連技術として、光学システムからのレーザ反射光がシーカによって変調されており、その信号には光学パターン板の回転周波数やパターン特性などが含まれることを述べた文献がある。



【非特許文献1】
"INFRARED COUNTERMEASURE & COUNTER-COUNTERMEASURE" Presented by Acknowledged Infrared Systems and Modeling Expert: Mr. Joel S. Davis, SAN DIEGO, CA OCTOBER 11-13, 2000, LAS VEGAS, NV OCTOBER 16-18, 2000, ORLANDO, FL OCTOBER 25-27,2000, WASHINGTON DC OCT 30 - NOV 1, 2000。

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は、回転する光学パターン板に像を結像する機能を有する測定対象にレーザ光を照射し、その反射光から測定対象のパターン板の回転周波数やパターン特性を分析するリモートセンシング装置とその周波数分析方法に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 回転中心から放射状に透過/不透過のパターンを形成した光学パターン板により光がチョッピングされる測定対象に向けてレーザを送出し、そのレーザ反射光を光受信器によって受信する光学系装置と、前記光受信器によって得られた受信信号を周波数領域の信号に変換する周波数変換器と、前記周波数変換器によって得られた周波数領域の信号を周波数分析する周波数分析器とを具備し、
前記周波数分析器は、前記光学パターン板の回転周波数をfrs 、回転で光がチョッピングされることによって生じるキャリア周波数をfrc 、前記光学パターン板に形成されるパターン板の分割数(1ペアの整数値)をnd とするときの第1の関係式frc =frs ×nd を用いて、前記周波数領域の信号中のキャリア周波数候補値を求め、各候補値を評価して最も可能性が高いキャリア周波数を選定し、第2の関係式frs = frc /nd を用いて前記回転周波数を求めることを特徴とするリモートセンシング装置。
【請求項2】
 前記周波数分析器は、前記周波数領域の信号について、前記光学パターン板の回転周波数領域の最大値を回転周波数の概略値として求め、この概略値から前記キャリア周波数候補値を求めることを特徴とする請求項1記載のリモートセンシング装置。
【請求項3】
 前記周波数分析器は、前記キャリア周波数候補値から周波数範囲を制限して不要周波数成分を除去した後に前記キャリア周波数を選定することを特徴とする請求項1記載のリモートセンシング装置。
【請求項4】
 前記周波数分析器は、前記キャリア周波数候補値のうち、左右対称度を評価して、当該左右対称度が最も大きくなる周波数をキャリア周波数として選定することを特徴とする請求項1記載のリモートセンシング装置。
【請求項5】
 前記周波数分析器は、キャリア周波数とその側波周波数との差を回転周波数と見なして処理を行うことを特徴とする請求項1記載のリモートセンシング装置。
【請求項6】
 回転中心から放射状に透過/不透過のパターンを形成した光学パターン板により光がチョッピングされる測定対象に向けてレーザを送出し、そのレーザ反射光を光受信器によって受信する光学系装置と、前記光受信器によって得られた受信信号を周波数領域の信号に変換する周波数変換器と、前記周波数変換器によって得られた周波数領域の信号を周波数分析するリモートセンシング装置の周波数分析方法であって、
前記光学パターン板の回転周波数をfrs 、回転で光がチョッピングされることによって生じるキャリア周波数をfrc 、前記光学パターン板に形成されるパターン板の分割数(1ペアの整数値)をnd とするときの第1の関係式frc =frs ×nd を用いて、前記周波数領域の信号中のキャリア周波数候補値を求める候補値演算ステップと、
前記キャリア周波数候補値をそれぞれ評価して最も可能性が高いキャリア周波数を選定するキャリア周波数選定ステップと、
前記選定キャリア周波数に基づいて第2の関係式frs = frc /nd を用いて前記回転周波数を求める回転周波数演算ステップとを具備することを特徴とするリモートセンシング装置の周波数分析方法。
【請求項7】
 さらに、前記周波数領域の信号について、前記光学パターン板の回転周波数領域の最大値を回転周波数の概略値として求める概略値演算ステップを備え、前記候補値演算ステップは、前記概略値から前記キャリア周波数候補値を求めることを特徴とする請求項6記載のリモートセンシング装置の周波数分析方法。
【請求項8】
 さらに、前記キャリア周波数候補値から周波数範囲を制限して不要周波数成分を除去する不要成分除去ステップを備えることを特徴とする請求項6記載のリモートセンシング装置の周波数分析方法。
【請求項9】
 前記キャリア周波数選定ステップは、前記キャリア周波数候補値のうち、左右対称度を評価して、当該左右対称度が最も大きくなる周波数をキャリア周波数として選定することを特徴とする請求項6記載のリモートセンシング装置の周波数分析方法。
【請求項10】
 さらに、キャリア周波数とその側波周波数との差を回転周波数と見なして処理を行うことを特徴とする請求項6記載のリモートセンシング装置の周波数分析方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2003199104thum.jpg
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