レーダ装置
【課題】短時間で目標上の電波反射点の空間位置を算出し、目標の３次元形状を算出できるレーダ装置を得ることを目的とするものである。
【解決手段】目標による反射電波を互いに異なる位置にある２つの受信手段からなる一組の受信手段で受信し、目標上の電波反射点に対応するレンジ及びドップラー周波数からなる電波反射点情報を算出する。算出された電波反射点情報をそれぞれに対応する目標上の電波反射点が一致する一組の電波反射点情報として対応付けを行い、一組の電波反射点情報並びに目標と一組の受信手段との相対位置及び相対運動から目標上の電波反射点の空間位置を算出するようにしたものである。
【解決手段】目標による反射電波を互いに異なる位置にある２つの受信手段からなる一組の受信手段で受信し、目標上の電波反射点に対応するレンジ及びドップラー周波数からなる電波反射点情報を算出する。算出された電波反射点情報をそれぞれに対応する目標上の電波反射点が一致する一組の電波反射点情報として対応付けを行い、一組の電波反射点情報並びに目標と一組の受信手段との相対位置及び相対運動から目標上の電波反射点の空間位置を算出するようにしたものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は遠方の目標を観測して、目標の形状、反射強度分布、種類等を特定するレーダ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のレーダ装置においては、異なる時刻に送受信された電波から得られる２枚のレーダ画像を比較して、レーダ画像上の輝点の画像上での速度分布を収集し、さらに、適当な方法でレーダ装置と目標との相対運動を推定した上で、これらの情報を用いて目標上の電波反射点の三次元空間における位置（以下、この三次元空間における位置を、空間位置、と記す。）を算出して目標の三次元形状を得ていた。（例えば、特許文献１参照）
【特許文献１】特開２００１−３３７２０３号公報（第５−８頁、図１−５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、従来のレーダ装置で目標の三次元形状を得るためには、目標のレーダ装置に対する位置又は姿勢が互いに異なる状態における２枚のレーダ画像が必要であった。このため、従来のレーダ装置では、異なる時刻に電波の送信（以下、この異なる送信時刻の時間差を、送信時間間隔、と記す。）を行う必要があった。よって、目標上の電波反射点の空間位置を算出して目標の三次元形状を得るまでに、少なくとも送信時間間隔に相当する時間を要するため、即時性をもって目標の三次元形状を得ることができなかった。特に目標の相対運動が緩慢な場合、つまりレーダ装置に対する目標の位置又は姿勢の変化速度が小さい場合には、得られる三次元形状の精度を高めるために目標の位置又は姿勢の変化量が十分大きくなるように送信時間間隔を長くする必要があり、目標上の電波反射点の空間位置を算出して目標の三次元形状を得るまでに長時間を要するという問題点を有していた。
【０００４】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、短時間で目標上の電波反射点の空間位置を算出するレーダ装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明に係るレーダ装置は、目標に対して電波を照射する電波照射手段、目標による反射電波を互いに異なる受信位置において受信する複数の受信手段、複数の受信手段により受信された反射電波から目標上の電波反射点に対応するレンジ及びドップラー周波数からなる電波反射点情報を算出する電波反射点情報算出手段、複数の受信手段の内の２つの受信手段からなる一組の受信手段によりそれぞれ受信された反射電波から算出された電波反射点情報をそれぞれに対応する目標上の電波反射点が一致する一組の電波反射点情報として対応付けを行う電波反射点情報対応付け手段、並びに一組の電波反射点情報並びに目標と一組の受信手段との相対位置及び相対運動から一組の電波反射点情報に対応する目標上の電波反射点の空間位置を算出する三次元位置算出手段を備えたものである。
【発明の効果】
【０００６】
この発明によれば、目標による反射電波を互いに異なる位置で受信することにより目標上の電波反射点の空間位置を算出するようにしたので、短時間で目標上の電波反射点の空間位置を算出するレーダ装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるレーダ装置を示すブロック図であり、送信機１、送受切換器２及び送受信アンテナ３により構成される電波照射手段４により、電波を送信し、航空機、船舶などの観測対象である目標（図示せず）に対して電波を照射する。目標に照射された電波は、目標の表面で反射され（以下、電波が反射される目標の表面の部位を、目標上の電波反射点、反射された電波を、反射電波、とそれぞれ記す。）、この反射電波が送受信アンテナ３で受信され、送受切換器２を介して受信機５に入力される。受信機５は、反射電波に含まれる高周波信号を抽出し、電波反射点情報算出手段である画像生成部６に出力する。この高周波信号には、送受信アンテナ３と目標上の電波反射点との距離であるレンジ及び目標の回転運動に起因するドップラー効果によるドップラー周波数からなる電波反射点情報が含まれている。一般的に目標上の電波反射点は複数となるので、反射電波に含まれる高周波信号には、複数の電波反射点にそれぞれ対応する電波反射点情報が重畳されている。
【０００８】
画像生成部６は、受信機５で抽出された高周波信号から電波反射点情報を抽出し、この電波反射点情報を構成するレンジの差とドップラー周波数の差で、複数重畳されている電波反射点情報から、目標上の個々の電波反射点に対応する電波反射点情報に分離する。例えばレンジをＸ軸、ドップラー周波数をＹ軸として、目標上の個々の電波反射点に対応する反射電波の受信強度をＣＲＴ等ディスプレイの輝度に変換してプロットすることにより、目標の反射強度分布を表す二次元のレーダ画像が生成される。このレーダ画像上の輝点と目標上の電波反射点は一対一に対応し、よってレーダ画像上の輝点と目標上の電波反射点に対応する電波反射点情報は一対一に対応する。
【０００９】
送受信アンテナ３から送信され目標に照射された電波は、送受信アンテナ３以外の方向にも反射される。この反射電波が送受信アンテナ３と異なる位置に設置された受信アンテナ７で受信されて受信機８に入力され、受信機８は反射電波に含まれる高周波信号を抽出し、電波反射点情報算出手段である画像生成部９に出力する。画像生成部９は画像生成部６と同様の動作により、目標の反射強度分布を表す二次元のレーダ画像を生成する。このレーダ画像上の輝点と目標上の電波反射点は一対一に対応し、レーダ画像上の輝点と目標上の電波反射点に対応する電波反射点情報は一対一に対応する。
【００１０】
なお、１つのアンテナを用いて電波の送受信を行うレーダ装置の方式は一般にモノスタティック方式と呼ばれ、送信機１、送受切換器２、送受信アンテナ３、受信機５及び画像生成部６はモノスタティックレーダ画像生成回路１０を構成する。送信アンテナと異なる位置に受信アンテナを設置して送受信を行うレーダ装置の方式は一般にバイスタティック方式と呼ばれ、受信アンテナ７、受信機８及び画像生成部９はバイスタティックレーダ画像生成回路１１を構成する。
【００１１】
送受切換器２、送受信アンテナ３及び受信機５、並びに受信アンテナ７及び受信機８は、目標による反射電波を互いに異なる受信位置において受信する複数の受信手段１２及び１３をそれぞれ構成する。
【００１２】
相対運動推定手段である回転運動推定回路１４では、モノスタティックレーダ画像生成回路１０とバイスタティックレーダ画像生成回路１１で得られたレーダ画像に基づき、目標と送受信アンテナ３及び受信アンテナ７との相対運動である回転運動を推定する。相対位置推定手段である位置関係推定回路１５では、受信機５と受信機８で抽出された高周波信号に基づき、目標と送受信アンテナ３及び受信アンテナ７との相対位置を推定する。
【００１３】
電波反射点情報対応付け手段である反射点対応づけ回路１６では、モノスタティックレーダ画像生成回路１０及びバイスタティックレーダ画像生成回路１１で得られた２枚のレーダ画像を照合し、例えば、目標が航空機である場合、航空機のノーズ、垂直尾翼など形状に特徴のある部位に対応する輝点をそれぞれのレーダ画像上で特定して、同一の部位、即ち同一の目標上の電波反射点に対応するそれぞれの輝点を一組の輝点として対応づける。幾つかの輝点の対応づけが為された後には、他の輝点についてはレーダ画像上での輝点間の距離、位置関係等に基づいて、対応づけを行うこともできる。
【００１４】
反射点対応づけ回路１６は、一組の輝点ごとに、つまり一組の輝点に対応する目標上の電波反射点ごとに、画像生成部６及び画像生成部９でそれぞれ抽出、分離された電波反射点情報を一組の電波反射点情報として対応づける。反射点対応づけ回路１６は、複数の一組の輝点の対応づけを行い、これらの一組の輝点のそれぞれ対応する複数の一組の電波反射点情報を三次元位置算出手段である三次元位置推定回路１７に対して出力する。
【００１５】
三次元位置推定回路１７は、複数の一組の電波反射点情報、回転運動推定回路１４で推定された回転運動、及び位置関係推定回路１５で推定された相対位置に基づいて、目標上の電波反射点の空間位置を算出する。三次元形状算出手段である三次元形状生成回路１８は、三次元位置推定回路１７により算出された目標上の電波反射点の空間位置に基づいて、目標の三次元形状を算出する。
【００１６】
次に、三次元位置推定回路１７における目標上の電波反射点の空間位置の算出方法を図２をもとに説明する。図２は、図１に示す実施の形態１における複数の受信手段１２及び１３と目標２０との相対位置及び相対運動、より具体的には複数の受信手段１２及び１３を構成する送受信アンテナ３及び受信アンテナ７と目標２０との相対位置及び相対運動の状態を示しており、図１と同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものである。図１に示すモノスタティックレーダ画像生成回路１０及びバイスタティックレーダ画像生成回路１１は、一定の時間間隔で継続的に目標２０のレーダ画像２１及び２２を生成する。なお、図２に示すレーダ画像２１及び２２において、白色部分がレーダ画像上の輝点に相当する。
【００１７】
目標２０は重心Ｏを通る軸を回転軸とする重心位置を固定した回転運動を行っているものとし、その回転角速度ベクトルをwwで表す。回転運動推定回路１４は、例えば目標２０のレーダ画像２１又は２２の経時的な変化から現在の回転角速度ベクトルwwを推定する。目標２０と複数の受信手段１２及び１３との相対運動は回転角速度ベクトルwwによって表現することができる。目標２０の重心Ｏを基準として、送受信アンテナ３方向の単位ベクトルをii1、受信アンテナ７方向の単位ベクトルをii2、送受信アンテナ３及び受信アンテナ７までの距離をそれぞれL1、L2とする。位置関係推定回路１５は、例えば目標２０のレーダ画像２１又は２２の経時的な変化から目標２０の重心Ｏの位置を推定し、この推定された目標２０の重心Ｏの位置と最新の電波反射点情報から現在の距離L1、L2を推定する。
【００１８】
目標２０上の１つの電波反射点Pkの位置ベクトルをrrkと表す（kは複数の電波反射点の一を示すインデックスである。）。以下、目標２０上の電波反射点に対応するレンジを送受信アンテナ３から送信された電波が目標２０上の電波反射点で反射して送受信アンテナ３又は受信アンテナ７に到達するまでの距離の１／２として説明する。
【００１９】
送受信アンテナ３から送信して、送受信アンテナ３で受信した場合の電波反射点Pkのレンジをrk1'、送受信アンテナ３から送信して、受信アンテナ７で受信した場合の電波反射点Pkのレンジをrk2'とすると、これらは、L1及びL2に対して目標２０の寸法が十分小さいという前提の下に、それぞれ次式で与えられる。
rk1'=L1−ii1・rrk (1)
rk2'=(L1+L2)/2−(ii1+ii2)/2・rrk (2)
ここで、任意のベクトルAAとBBについて、AA・BBはベクトルAAとBBの内積を表す。
【００２０】
電波反射点Pkのレンジrk1'及びrk2'から目標２０の重心ＯのレンジL1及び(L1+L2)/2をそれぞれ差引いた結果を改めて電波反射点Pkのレンジと呼ぶことにし、これらを次式のrk1及びrk2で与える。
rk1=−ii1・rrk (3)
rk2=−(ii1+ii2)/2・rrk (4)
また、目標２０の重心Ｏを通る軸を回転軸とする回転運動によって発生する点Pkの速度ベクトルをVVkとすると、VVkは次式で与えられる。
VVk=ww×rrk (5)
ここで、任意のベクトルAAとBBについて、AA×BBはベクトルAAとBBの外積を表す。
【００２１】
よって、反射電波を送受信アンテナ３及び受信アンテナ７でそれぞれ受信した場合の電波反射点Pkに対応するドップラー周波数Fk1及びFk2は、中心周波数をFc、光速をcとして次式で与えられる。
【００２２】
【数１】
【００２３】
ここで、次式を満足するベクトルWWを導入する。
WW=−2Fc/cww (8)
式(3)(4)(6)(7)は次式に変形される。
ii1・rrk =−rk1 (9)
ii2・rrk =−2rk2+rk1 (10)
(ii1×WW)・rrk=−Fk1 (11)
(ii2×WW)・rrk=−2Fk2+Fk1 (12)
式(9)〜(12)は式(13)の形にまとめることができる。
A0rrk =bbk (13)
【００２４】
ただし、行列A0、ベクトルbbkは、
i1x、i1y、i1zをii1のx、y、z成分、
i2x、i2y、i2zをii2のx、y、z成分、
iw1x、iw1y、iw1zを(ii1×WW)のx、y、z成分、
iw2x、iw2y、iw2zを(ii2×WW)のx、y、z成分として、次式で与えられる。
【００２５】
【数２】
【００２６】
よって、電波反射点Pkの位置ベクトルrrkは次式で与えられる。
rrk=(A0TA0)-1A0Tbbk (15)
ここで、添字Ｔは転置行列を表す。目標２０の重心Ｏの位置及び式(15)によって算出される電波反射点Pkの位置ベクトルrrkから、電波反射点Pkの空間位置が算出される。三次元位置推定回路１７は、目標２０上の複数の電波反射点について同様の処理を繰り返し、複数の電波反射点の空間位置を算出し、三次元形状生成回路１８に対して出力する。三次元形状生成回路１８は、三次元位置推定回路１７から入力された目標２０上の複数の電波反射点の空間位置に基づいて、目標２０の三次元形状を算出する。
【００２７】
この実施の形態１によるレーダ装置は、１回の電波の送信によって目標上の電波反射点の空間位置を算出するようにしたので、短時間で、かつ少ない電波送信電力で目標上の電波反射点の空間位置を算出するレーダ装置を得ることができる。また、このようにして算出された目標上の電波反射点の空間位置から目標の三次元形状を得るようにしたので、短時間で、かつ少ない電波送信電力で目標の三次元形状を算出するレーダ装置を得ることができる。
【００２８】
なお、実施の形態１のレーダ装置において、電波照射手段４により異なる時刻に複数回電波を送信し、それぞれの反射電波に基づいて目標２０上の複数の電波反射点の空間位置を算出する処理を繰り返し、三次元形状生成回路１８がこれらの異なる時刻に送信された電波の反射電波に基づいて算出された目標２０上の複数の電波反射点の空間位置を統合して、目標２０の三次元形状を算出するようにしてもよい。このように構成することにより、１回のみの電波の送信では観測できなかった目標上の電波反射点を観測できる確率が増加し、目標の三次元形状の算出精度を向上させることができる。この実施の形態１よるレーダ装置は算出精度を高めるために複数回の電波の送信を行う場合であっても、１回の電波の送信ごとに目標上の電波反射点の空間位置を算出するので、従来のレーダ装置のように目標の位置又は姿勢の変化量が十分大きくなるように送信時間間隔を長くする必要はなく、短時間で精度の高い目標の三次元形状の算出を行うことができる。
【００２９】
実施の形態２．
図３は、この発明の実施の形態２によるレーダ装置を示すブロック図であり、図１と同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものである。図３は、図１の相対運動推定手段である回転運動推定回路１４を、同じく相対運動推定手段である等価回転運動推定回路２５に置き換え、更に目標追尾回路２６を付加したものである。また、図４は、この実施の形態２における複数の受信手段１２及び１３と目標２０との相対位置及び相対運動、より具体的には複数の受信手段１２及び１３を構成する送受信アンテナ３及び受信アンテナ７と目標２０との相対位置及び相対運動の状態を示しており、図２と同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものである。この実施の形態２では、目標２０が実施の形態１のような重心Ｏを通る軸を回転軸とする重心位置を固定した回転運動を行うのではなく、例えば図４の速度ベクトルVVで示す等速直線運動のように、重心位置が変化するような運動（以下、並進運動、と記す。）を行う場合を想定する。
【００３０】
目標２０が並進運動のみを行う場合においても、送受信アンテナ３及び受信アンテナ７と目標２０の相対位置が時間的に変化することで、送受信アンテナ３及び受信アンテナ７から見た目標２０の見込み角が時間的に変化すれば、この並進運動を目標２０の重心Ｏを通る軸を回転軸とする等価的な回転運動とみなすことができる。目標追尾回路２６は、モノスタティックレーダ画像生成回路１０の受信機５で抽出された高周波信号に基づき目標２０を追尾して目標２０の並進運動の速度ベクトルVVを算出する。等価回転運動推定回路２５は、速度ベクトルVVから等価的な回転角速度ベクトルを算出する。この等価的な回転角速度ベクトルの算出方法を図４をもとに説明する。
【００３１】
図４に示す速度ベクトルVVの送受信アンテナ３から見た目標２０の見込み角の変化に寄与する成分である速度ベクトルVVeff1は、速度ベクトルVVの送受信アンテナ３方向の単位ベクトルをii1に直交する方向の成分であり、次式で得られる。
VVeff1=(ii1×VV)×ii1 (16)
送受信アンテナ３から見た目標２０の見込み角の変化を、目標２０の重心Ｏを通る軸を回転軸とする等価的な回転運動とみなしたときの回転角速度ベクトルをwweff1で表すと、近似的に次式が成立する。
wweff1×(-L1ii1)=VVeff1 (17)
式(16)(17)より次式が得られる。
(L1wweff1＋ii1×VV)×ii1=00 (18)
ここで、00はゼロベクトルを表す。
式(18)が成立するためには、aを適当な定数として式(19)が成立する必要がある。
L1wweff1＋ii1×VV=aii1 (19)
ここで、wweff1及びii1×VVはともにii1に直交することから、a=0である必要がある。
よって、目標２０の等価的な回転角速度ベクトルwweff1は次式のように得られる。
wweff1=−ii1×VV／L1 (20)
【００３２】
同様にして、送受信アンテナ３方向と受信アンテナ７方向の中間の方向から見た目標２０の見込み角の変化を、目標２０の重心Ｏを通る軸を回転軸とする等価的な回転運動とみなしたときの回転角速度ベクトルwweff2を求める。wweff1、wweff2を用いて、次の２式を得る。
【００３３】
【数３】
【００３４】
また、レンジに関する次の２式を再び示す。
rk1=−ii1・rrk (23)
rk2=−(ii1+ii2)/2・rrk (24)
以上に基づき次式を得る。
A02rrk=bbk2 (25)
ただし、A02、bbk2はそれぞれ次式で与えられる行列及び列ベクトルである。
【００３５】
【数４】
ただし、
i1x2、i1y2、i1z2は-ii1のx、y、z成分、
i2x2、i2y2、i2z2は−(ii1+ii2)/2のx、y、z成分、
w1x2、w1y2、w1z2は2Fc/c(ii1×wweff1)のx、y、z成分、
w2x2、w2y2、w2z2は2Fc/c((ii1+ii2)/2×wweff2)のx、y、z成分を表す。
よって、電波反射点Pkの位置ベクトルrrkは次式で与えられる。
rrk=(A02TA02)-1A02Tbbk2 (27)
【００３６】
三次元位置推定回路１７は、以上の処理を目標２０上の複数の電波反射点について繰り返し、複数の電波反射点の空間位置を算出し、三次元形状生成回路１８に対して出力する。三次元形状生成回路１８は、三次元位置推定回路１７から入力された目標２０上の複数の電波反射点の空間位置に基づいて、目標２０の三次元形状を算出する。
【００３７】
この実施の形態２によるレーダ装置は、目標が並進運動のみを行う場合であっても、１回の電波の送信によって目標上の電波反射点の空間位置を算出するようにしたので、短時間で、かつ少ない電波送信電力で目標上の電波反射点の空間位置を算出するレーダ装置を得ることができる。また、このようにして算出された目標上の電波反射点の空間位置から目標の三次元形状を得るようにしたので、短時間で、かつ少ない電波送信電力で目標の三次元形状を算出するレーダ装置を得ることができる。
【００３８】
実施の形態１においては目標が回転運動のみ行っている場合、実施の形態２においては目標が並進運動のみ行っている場合に目標上の電波反射点の空間位置を算出するレーダ装置について説明したが、目標が回転運動と並進運動を合成した一般的な運動を行っている場合であっても、この運動から等価的な回転運動を算出することにより、実施の形態１又は実施の形態２と同様の構成及び処理によって、同様の効果を奏する。なお、目標の相対位置又は相対運動が既知の場合には、これらの既知の情報を三次元位置算出手段で使用することにより、同様の効果を奏する。
【００３９】
実施の形態３．
図５はこの発明の実施の形態３によるレーダ装置を示すブロック図であり、図１と同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものである。図５は、図１のバイスタティックレーダ画像生成回路１１をもう１つのモノスタティックレーダ画像生成回路１０に置き換えたものである。２つのモノスタティックレーダ画像生成回路１０の受信手段１２と目標２０との相対位置及び相対運動の状態は、図２において受信アンテナ７を送受信アンテナ３に置き換えたものとなる。
【００４０】
実施の形態１によるレーダ装置においては、１つのモノスタティックレーダ画像生成回路１０と１つのバイスタティックレーダ画像生成回路１１を用いて、目標２０の三次元形状を算出したが、この実施の形態３のレーダ装置においては、２つのモノスタティックレーダ画像生成回路１０を用いて、目標２０の三次元形状を算出する。ある時刻において、一方のモノスタティックレーダ画像生成回路１０の電波照射手段４から電波の送信を行い、その反射電波を２つのモノスタティックレーダ画像生成回路６の受信手段１２で受信する。また、次の時刻においては、他方のモノスタティックレーダ画像生成回路１０の電波照射手段４から電波の送信を行い、その反射電波を２つのモノスタティックレーダ画像生成回路１０の受信手段１２で受信する。
【００４１】
２つの電波照射手段４は互いに異なる位置にあり、この異なる位置から照射された電波の反射電波を受信して抽出されたそれぞれの高周波信号から、実施の形態１と同様の動作により、目標２０上の複数の電波反射点の空間位置を算出する。三次元形状生成回路１８は、三次元位置推定回路１７から入力された異なる位置から照射された電波の反射電波から得られた目標２０上の複数の電波反射点の空間位置を統合して、目標２０の三次元形状を算出する。
【００４２】
この実施の形態３よるレーダ装置は、互いに異なる２つの位置から送信され、異なる方向から目標に照射された電波の反射電波から得られる目標上の複数の電波反射点の空間位置を統合して、目標の三次元形状を算出するようにしたので、１つの位置から電波を送信する実施の形態１のレーダ装置では観測できなかった目標上の電波反射点を観測できる確率が増加し、目標の三次元形状の算出精度を向上させることができる。なお、この実施の形態３よるレーダ装置は異なる時刻に電波の送信を行うが、送信の位置の変化によって目標と受信手段との相対位置及び相対運動が変化するので、従来のレーダ装置のように目標の位置又は姿勢の変化量が十分大きくなるように送信時間間隔を長くする必要はなく、短時間で精度の高い目標の三次元形状の算出を行うことができる。
【００４３】
実施の形態４．
図６はこの発明の実施の形態４によるレーダ装置を示すブロック図であり、図１と同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものである。図６は、図１のバイスタティックレーダ画像生成回路１１をＮ個に増やしたものである。Ｎ個のバイスタティックレーダ画像生成回路１１のそれぞれの受信アンテナ７（図示せず）は、互いに異なる位置であって、かつモノスタティックレーダ画像生成回路１０の送受信アンテナ３（図示せず）とも異なる位置に置かれる。
【００４４】
この実施の形態４のレーダ装置においては、モノスタティックレーダ画像生成回路１０から電波の送信を行い、その反射電波をモノスタティックレーダ画像生成回路１０及びＮ個のバイスタティックレーダ画像生成回路(＃１〜＃Ｎ)１１で受信して、高周波信号を抽出する。つまり、この実施の形態４のレーダ装置は、Ｎ＋１個の受信手段を備える。ここで、Ｎは２以上とし、この実施の形態４のレーダ装置は、３個以上の受信手段を備えるものとする。このＮ＋１個の受信手段から任意の２個の受信手段を選択して一組の受信手段として設定すると、（Ｎ＋１）Ｎ／２種類の一組の受信手段が得られる。
【００４５】
位置関係推定回路１５は、モノスタティックレーダ画像生成回路１０の送受信アンテナ３（図示せず）及びＮ個のバイスタティックレーダ画像生成回路（＃１〜＃Ｎ）１１のそれぞれの受信アンテナ７（図示せず）と目標２０との間の相対位置を推定し、一組の受信手段ごとに図２に示すii1、ii2、L1、L2に相当する単位ベクトルiim、iin及びレンジLm、Lnを算出する（m、nは一組の受信手段を構成する互いに異なる２個の受信手段を示すインデックスである。）。位置関係推定回路１５は、（Ｎ＋１）Ｎ／２種類の一組の受信手段の全てについて単位ベクトル及びレンジを算出してもよいし、その中から適当に選択したいくつかの一組の受信手段ついてのみ単位ベクトル及びレンジを算出してもよい。
【００４６】
反射点対応付け回路１６は、位置関係推定回路１５で単位ベクトル及びレンジを算出した一組の受信手段（以下、単位ベクトル及びレンジを算出した一組の受信手段を、対象受信手段ペア、と記す。）について、実施の形態１と同様の動作により、それぞれで受信された反射電波から得られた２枚のレーダ画像を照合し、複数の一組の輝点の対応づけを行い、これらの一組の輝点のそれぞれ対応する複数の一組の電波反射点情報を三次元位置算出手段である三次元位置推定回路１７に対して出力する。反射点対応付け回路１６は、複数の対象受信手段ペアについて同様の処理を行い、対象受信手段ペアのそれぞれに対応した複数の一組の電波反射点情報を三次元位置算出手段である三次元位置推定回路１７に対して出力する。
【００４７】
三次元位置推定回路１７では、対象受信手段ペアのそれぞれに対応して、複数の一組の電波反射点情報、回転運動推定回路１４で推定された回転運動、及び位置関係推定回路１５で推定された相対位置に基づいて、実施の形態１と同様の動作により、目標２０上の複数の電波反射点の空間位置を算出する。三次元位置算出手段である三次元形状生成回路１８は、対象受信手段ペアのそれぞれに対応して三次元位置推定回路１７により算出された目標２０上の複数の電波反射点の空間位置を統合して、目標の三次元形状を算出する。
【００４８】
この実施の形態４よるレーダ装置は、互いに異なる位置にある３個以上の受信手段から少なくとも１個の受信手段が互いに異なる２個の受信手段である一組の受信手段を複数設定し、複数の一組の受信手段により受信された反射電波から算出された目標上の電波反射点の空間位置に基づいて、上記目標の三次元形状を算出するようにしたので、１つの一組の受信手段のみを備える実施の形態１のレーダ装置では観測できなかった目標上の電波反射点を観測できる確率が増加し、目標の三次元形状の算出精度を向上させることができる。また、電波の送信は１回でよく、短時間で、かつ少ない電波送信電力で目標の三次元形状を精度よく算出するレーダ装置を得ることができる。
【００４９】
なお、この実施の形態４では１個のモノスタティックレーダ画像生成回路とＮ個のバイスタティックレーダ画像生成回路を用いたが、モノスタティックレーダ画像生成回路は必ずしも１個である必要はない。例えば、複数のモノスタティックレーダ画像生成回路で順に電波の送信を行って、それぞれの受信手段で反射電波の受信を行ってレーダ画像を生成した場合でも、上記と同様の効果が得られることは言うまでもなく、異なる方向から目標に電波を照射するので、目標上の電波反射点を観測できる確率が更に増加し、目標の三次元形状の算出精度を更に向上させることができる。
【００５０】
実施の形態５．
図７は、この発明の実施の形態５によるレーダ装置を示すブロック図であり、図１と同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものである。図７は、図１に三次元反射強度分布算出手段である反射強度付加回路３０を付加したものである。この実施の形態５によるレーダ装置は、電波反射点情報算出手段である画像生成部６及び９が、電波反射点情報に加えて目標上の電波反射点に対応する反射強度を算出して、反射強度付加回路３０に対して出力する。また、三次元形状生成回路１８は算出した目標の三次元形状を反射強度付加回路３０に対して出力する。
【００５１】
反射強度付加回路３０は、画像生成部６及び９から入力された反射強度と三次元形状生成回路１８から入力された目標の三次元形状に基づいて、目標の反射強度の三次元分布を算出する。なお、目標の反射強度の三次元分布を算出する場合、画像生成部６で算出された反射強度のみを用いても良いし、画像生成部９で算出された反射強度のみを用いても良い。さらに、平均処理等、２つの画像生成部６及び９で算出された反射強度に何らかの処理を施した結果を用いても良い。
【００５２】
この実施の形態５によるレーダ装置は、目標の反射強度の三次元分布を得ることができ、目標の三次元形状のみを得る場合に比べて、目標を特徴づける情報が増加し、これらの情報を用いて目標を識別、類別するような用途において、その識別性能、類別性能を向上させることができる。
【００５３】
実施の形態６．
図８はこの発明の実施の形態６によるレーダ装置を示すブロック図であり、図１と同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものである。図８は、図１に三次元形状記憶手段である三次元形状データベース３２、三次元形状照合手段である三次元形状照合回路３４を付加したものである。この実施の形態６によるレーダ装置は、三次元形状データベース３２に目標の三次元形状をあらかじめ候補目標形状として記憶しておく。
【００５４】
三次元形状照合回路３４は、三次元形状生成回路１８で算出された目標の三次元形状と三次元形状データベース３２に記憶された候補目標形状との照合を行う。この照合において、三次元形状照合回路３４は三次元形状生成回路１８で算出された目標の三次元形状又は候補目標形状の姿勢を変化させ、各姿勢で三次元形状生成回路１８で算出された目標の三次元形状と候補目標形状の類似度を算出する。この類似度としては、例えば照合する２つの形状の重心を一致させた場合の目標上の電波反射点と候補目標形状の表面との距離の差の逆数や、目標上の電波反射点のうちで候補目標形状内に含まれる点数、又はこの点数の目標上の電波反射点の全点数に対する比率など、その値が大きくなるにつれて類似の度合が高まるような尺度を用ればよい。また、候補目標形状ごとに類似度が最大となる最適類似姿勢を、その類似度とともに出力するようにしてもよい。
【００５５】
この実施の形態６によるレーダ装置は、候補目標形状ごとに、その姿勢に対応した目標の３次元形状との類似度が得られるので、目標の三次元形状を候補目標形状と比較して識別、類別するような用途において、その識別性能、類別性能を向上させることができる。
【００５６】
実施の形態７．
図９はこの発明の実施の形態７によるレーダ装置を示すブロック図であり、図８と同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものである。図９は、図８に姿勢記憶手段である姿勢データベース３８、姿勢判定手段である姿勢判定回路４０を付加したものである。姿勢データベース３８には、三次元形状データベース３２に記憶された候補目標形状ごとに、地球中心から目標に向かう軸（以下では地球目標軸と呼ぶ）や進行方向軸に対して一般的な姿勢（例えば、航空機は、ほぼ進行方向軸方向に機首を向けて飛行する、艦船の高さ方向の軸は、地球目標軸と一致する等。以下、標準姿勢、と記す。）をあらかじめ記憶しておく。
【００５７】
三次元形状照合回路３４は、候補目標形状の特定の姿勢を姿勢推定回路４０に対して出力する。姿勢判定回路４０は、三次元形状照合回路３４から入力される候補目標形状の姿勢が姿勢データベース３８から入力される標準姿勢の所定の変動範囲にある否か、即ち候補目標形状の姿勢の妥当性を判定する。候補目標形状の姿勢が標準姿勢の所定の変動範囲内にあれば、妥当なものであると判定する。
【００５８】
この実施の形態７によるレーダ装置は、三次元形状照合回路３４で得られた目標の三次元形状と候補目標形状との類似度に加えて、候補目標形状の姿勢の妥当性の判定結果を用いることで、観測している目標とは異なる候補目標形状との類似度が、ある姿勢で偶然大きな値になったような場合でも、候補目標形状の姿勢の妥当性の判定結果に基づいて、識別、類別の対象から除外でき、その識別性能、類別性能を向上させることができる。
【００５９】
実施の形態８．
図１０はこの発明の実施の形態８によるレーダ装置を示すブロック図であり、図７又は図８と同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものである。図１０は図７に、図８に示す三次元形状記憶手段である三次元形状データベース３２及び三次元形状照合手段である三次元形状照合回路３４を付加し、さらに反射強度シミュレーション手段である電磁界理論回路５０及び反射強度三次元分布判定手段である反射強度三次元分布照合回路５２を付加したものである。
【００６０】
反射強度付加回路３０は、図７に示す実施の形態５と同様の動作により、画像生成部６及び９から入力された反射強度と三次元形状生成回路１８から入力された目標の三次元形状に基づいて、目標の反射強度の三次元分布を算出する。三次元形状照合回路３４は、図８に示す実施の形態６と同様の動作により、三次元形状生成回路１８で算出された目標の三次元形状と三次元形状データベース３２に記憶された候補目標形状との照合を行い、候補目標形状ごとに三次元形状生成回路１８で算出された目標の三次元形状との類似度が最大となる最適類似姿勢を電磁界理論回路５０に対して出力する。
【００６１】
電磁界理論回路５０は、三次元形状データベース３２に記憶された候補目標形状ごとに、三次元形状照合回路３４から入力された最適類似姿勢及び位置関係推定回路１５で算出された目標の相対位置をもとに、例えばGTD(Geometrical Theory of Diffraction)のような電磁界理論を適用した電磁界シミュレーションにより、候補目標形状の反射強度の三次元分布を算出する。反射強度三次元分布照合回路５２は、反射強度付加回路３０で算出された目標の反射強度の三次元分布と、電磁界理論回路５０で算出された候補目標形状の反射強度の三次元分布を照合して、その類似度を算出する。
【００６２】
この実施の形態８によるレーダ装置は、目標の反射強度の三次元分布と、電磁界理論を適用した電磁界シミュレーションにより算出された候補目標形状の反射強度の三次元分布との類似度を算出することにより、目標を識別、類別するような用途において、その識別性能、類別性能を向上させることができる。
【００６３】
なお、実施の形態３〜８によるレーダ装置においても、目標が回転運動と並進運動を合成した一般的な運動を行っている場合であっても、実施の形態１又は実施の形態２と同様の構成及び処理によって、この運動から等価的な回転運動を算出することにより、同様の効果を奏する。また、目標の相対位置又は相対運動が既知の場合には、これらの既知の情報を三次元位置算出手段で使用することにより、同様の効果を奏する。
【００６４】
実施の形態９．
図１１はこの発明の実施の形態９によるレーダ装置を示すブロック図であり、図３と同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものである。図１１は、図３の等価回転運動推定回路２５を修正等価回転運動推定回路１０１に置換したものである。この実施の形態９においても、実施の形態２と同様、例えば図４に示す速度ベクトルVVで示す等速直線運動のような並進運動を行う場合を想定する。ドップラー周波数Fk1、Fk2を次式のように与える。
【００６５】
【数５】
また，uubi=(ii1+ii2)/2として，レンジに関して次式を得る。
rk1=−ii1 ・rrk (30)
rk2=−uubi・rrk (31)
【００６６】
なお、式(20)を考慮すれば分かる通り，式(21)と式(28)は，全く同じ式である。また、式(30)(31)についても、それぞれ式(3)(4)と同じである。式(22)と式(29)では、式(29)の方が高精度である。これらの式を用いて，第k反射点の位置ベクトルrrkを次式より得る。
rrk=(A03TA03)-1A03Tbbk3 (32)
ただし、A03は次式で表される。
【００６７】
【数６】
【００６８】
この実施の形態９によるレーダ装置では、図１に示す受信アンテナ７で受信した場合の電波反射点Pkに対応するドップラー周波数Fk2を式(22)より高精度な式(29)で算出するため、目標２０の形状の推定精度が向上する。
【００６９】
実施の形態１０．
図１２はこの発明の実施の形態１０によるレーダ装置を示すブロック図であり、図３と同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものである。図１２は、図３の等価回転運動推定回路２５を独立回転運動推定回路１０３に、三次元位置推定回路１７を独立回転考慮形修正三次元位置推定回路１０２に、それぞれ置換したものである。
【００７０】
この実施の形態１０では、目標２０が並進運動に加えて回転運動を行う場合を想定する。独立回転運動推定回路１０３では、他のセンサを使用したり、シミュレーション等の手段により目標の回転運動を推定し、これを回転角速度wwとして得る。なお、独立回転運動推定回路１０３として、図１に示す回転運動推定回路１４をそのまま用いてよい。独立回転考慮形修正三次元位置推定回路１０２では、ドップラー周波数Fk1、Fk2を次式のように与える。
【００７１】
【数７】
これらと式(30)(31)より次式のA04を得る。
【００７２】
【数８】
式(32)のA03を、式(36)のA04に置換することにより、第k反射点の三次元位置を得る。
【００７３】
独立回転考慮形修正三次元位置推定回路１０２では、以上の処理を目標２０上の複数の電波反射点について繰り返し、複数の電波反射点の空間位置を算出し、三次元形状生成回路１８に対して出力する。三次元形状生成回路１８は、独立回転考慮形修正三次元位置推定回路１０２から入力された目標２０上の複数の電波反射点の空間位置に基づいて、目標２０の三次元形状を算出する。
【００７４】
この実施の形態１０によるレーダ装置では、実施の形態９と同様に目標の並進運動に伴って発生する等価的な回転運動を高精度に推定する。また、目標自体の回転運動も考慮しているので，形状の推定精度がより向上する。
【００７５】
実施の形態１１．
図１３はこの発明の実施の形態１１によるレーダ装置を示すブロック図であり、図６と同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものである。図１３は、図６の三次元位置推定回路１７を統合三次元位置推定回路１０４に、回転運動推定回路１４を図３に示す目標追尾回路２６にそれぞれ置換し、図１２に示す独立回転運動推定回路１０３を付加したものである。
【００７６】
実施の形態４によるレーダ装置では、送受信機を含めてN＋１台の受信手段で得られたN＋１枚の画像から2枚を選び出す(N+1)/2種類以下の組み合わせそれぞれについて目標の形状を推定し、これを組み合わせることで最終的な目標２０の形状を推定した。これに対して、実施の形態１１によるレーダ装置では、各受信手段で得られた全ての画像を同時に用いて三次元位置を推定する。
【００７７】
目標２０からみたn番目のバイスタティックレーダ画像生成回路１１方向の単位ベクトルを改めてjj(n)と表す。また、目標２０からみたモノスタティックレーダ画像生成回路１０方向の単位ベクトルについてはこれまで同様ii1と表す。
【００７８】
さらに次式のベクトルuubi(n) (n=1,2,…,N)を定義する。
uubi(n)=(ii1+jj(n))/2 (37)
また、n番目のバイスタティックレーダ画像生成回路１１と目標重心の間の距離についてもL(n)と表し、これらを用いて次式のccbi(n) (n=1,2,…,N)を定義する。
【００７９】
【数９】
また、n番目のバイスタティックレーダ画像生成回路１１で得られた第k反射点のレンジをrk(n)，ドップラ周波数をFk(n)とし，次式の行列A05及び列ベクトルbbk5を得る。
【００８０】
【数１０】
【００８１】
式(32)のA03、bbk3を式(39)のA05、bbk5にそれぞれ置換して、これまで同様に最小二乗法により第ｋ反射点の位置ベクトルrrkを得る。
【００８２】
実施の形態１１によるレーダ装置では、３台以上の受信手段で得られた３枚以上の画像に基づいて、各反射点の３次元位置を推定するので，推定精度が向上する。また、実施の形態４によるレーダ装置のように，同じ反射点について複数回三次元位置を推定する必要がないので，処理負荷は軽く、なおかつデータ点数が増えるので最小二乗法の精度が向上し、三次元位置の推定精度が向上する。なお、明らかに品質の低い画像（例えば，ぼけている、また、S/Nが低い。）等については、事前に省くことにより、これらの原因で発生する推定精度の劣化を回避できる。
【００８３】
実施の形態１２．
図１４はこの発明の実施の形態１２によるレーダ装置を示すブロック図であり、図１３と同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものである。図１４は、図１３の独立回転運動推定回路１０３と目標追尾回路２６を除去し、統合三次元位置推定回路１０４をレンジ統合三次元位置推定回路１０５に置換したものである。
【００８４】
式(38)に示したccbi(n)の定義より、ccbi(n)を特定するためには、目標２０の回転角速度ベクトルwwが必要となる。しかし、目標２０の回転角速度ベクトルwwについては推定が困難、または推定精度が低い場合も考えられる。目標２０の回転角速度ベクトルwwの推定精度が低い場合には、ドップラ周波数を用いた三次元位置推定の精度が劣化する。
【００８５】
そこで、実施の形態１２によるレーダ装置では、各画像ごとに得られる各反射点のドップラ周波数とレンジのうちのレンジのみを用いて，反射点の三次元位置を推定する。レンジ統合三次元位置推定回路１０５では，反射点対応づけ回路１６で対応をつけられた反射点の各受信手段に対応するレンジとドップラ周波数のうち、レンジの情報のみに基づいて各反射点の三次元位置を推定するために、次式の行列A06および列ベクトルbbk6を得る。
【００８６】
【数１１】
式(32)のA03、bbk3を式(40)のA06,bbk63に置換して，これまで同様に最小二乗法により第ｋ反射点の位置ベクトルrrkを得る。なお，この場合、3枚以上の画像を必要とする。
【００８７】
実施の形態１２によるレーダ装置では、推定が困難、もしくは推定精度が低い可能性がある目標の回転角速度ベクトルwwを用いずに、各反射点の三次元位置を推定するので、位置の推定精度が向上する。また、独立回転運動推定回路１０３と目標追尾回路２６が不要となるため、処理負荷及び装置規模の低減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】この発明の実施の形態１によるレーダ装置のブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１によるレーダ装置と目標の関係を示す説明図である。
【図３】この発明の実施の形態２によるレーダ装置のブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態２によるレーダ装置と目標の関係を示す説明図である。
【図５】この発明の実施の形態３によるレーダ装置のブロック図である。
【図６】この発明の実施の形態４によるレーダ装置のブロック図である。
【図７】この発明の実施の形態５によるレーダ装置のブロック図である。
【図８】この発明の実施の形態６によるレーダ装置のブロック図である。
【図９】この発明の実施の形態７によるレーダ装置のブロック図である。
【図１０】この発明の実施の形態８によるレーダ装置のブロック図である。
【図１１】この発明の実施の形態９によるレーダ装置のブロック図である。
【図１２】この発明の実施の形態１０によるレーダ装置のブロック図である。
【図１３】この発明の実施の形態１１によるレーダ装置のブロック図である。
【図１４】この発明の実施の形態１２によるレーダ装置のブロック図である。
【符号の説明】
【００８９】
４ 電波照射手段、６ 電波反射点情報算出手段、９ 電波反射点情報算出手段、１２ 受信手段、１３ 受信手段、１４ 相対運動推定手段、１５ 相対位置推定手段、１６ 電波反射点情報対応付け手段、１７ 三次元位置算出手段、１８ 三次元形状算出手段、２５ 相対運動推定手段、３０ 三次元反射強度分布算出手段、３２ 三次元形状記憶手段、３４ 三次元形状照合手段、３８ 姿勢記憶手段、４０ 姿勢判定手段、５０ 反射強度シミュレーション手段、５２ 反射強度三次元分布判定手段、１０２ 三次元位置算出手段、１０４ 三次元位置算出手段、１０５ 三次元位置算出手段。
【技術分野】
【０００１】
この発明は遠方の目標を観測して、目標の形状、反射強度分布、種類等を特定するレーダ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のレーダ装置においては、異なる時刻に送受信された電波から得られる２枚のレーダ画像を比較して、レーダ画像上の輝点の画像上での速度分布を収集し、さらに、適当な方法でレーダ装置と目標との相対運動を推定した上で、これらの情報を用いて目標上の電波反射点の三次元空間における位置（以下、この三次元空間における位置を、空間位置、と記す。）を算出して目標の三次元形状を得ていた。（例えば、特許文献１参照）
【特許文献１】特開２００１−３３７２０３号公報（第５−８頁、図１−５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、従来のレーダ装置で目標の三次元形状を得るためには、目標のレーダ装置に対する位置又は姿勢が互いに異なる状態における２枚のレーダ画像が必要であった。このため、従来のレーダ装置では、異なる時刻に電波の送信（以下、この異なる送信時刻の時間差を、送信時間間隔、と記す。）を行う必要があった。よって、目標上の電波反射点の空間位置を算出して目標の三次元形状を得るまでに、少なくとも送信時間間隔に相当する時間を要するため、即時性をもって目標の三次元形状を得ることができなかった。特に目標の相対運動が緩慢な場合、つまりレーダ装置に対する目標の位置又は姿勢の変化速度が小さい場合には、得られる三次元形状の精度を高めるために目標の位置又は姿勢の変化量が十分大きくなるように送信時間間隔を長くする必要があり、目標上の電波反射点の空間位置を算出して目標の三次元形状を得るまでに長時間を要するという問題点を有していた。
【０００４】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、短時間で目標上の電波反射点の空間位置を算出するレーダ装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明に係るレーダ装置は、目標に対して電波を照射する電波照射手段、目標による反射電波を互いに異なる受信位置において受信する複数の受信手段、複数の受信手段により受信された反射電波から目標上の電波反射点に対応するレンジ及びドップラー周波数からなる電波反射点情報を算出する電波反射点情報算出手段、複数の受信手段の内の２つの受信手段からなる一組の受信手段によりそれぞれ受信された反射電波から算出された電波反射点情報をそれぞれに対応する目標上の電波反射点が一致する一組の電波反射点情報として対応付けを行う電波反射点情報対応付け手段、並びに一組の電波反射点情報並びに目標と一組の受信手段との相対位置及び相対運動から一組の電波反射点情報に対応する目標上の電波反射点の空間位置を算出する三次元位置算出手段を備えたものである。
【発明の効果】
【０００６】
この発明によれば、目標による反射電波を互いに異なる位置で受信することにより目標上の電波反射点の空間位置を算出するようにしたので、短時間で目標上の電波反射点の空間位置を算出するレーダ装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１によるレーダ装置を示すブロック図であり、送信機１、送受切換器２及び送受信アンテナ３により構成される電波照射手段４により、電波を送信し、航空機、船舶などの観測対象である目標（図示せず）に対して電波を照射する。目標に照射された電波は、目標の表面で反射され（以下、電波が反射される目標の表面の部位を、目標上の電波反射点、反射された電波を、反射電波、とそれぞれ記す。）、この反射電波が送受信アンテナ３で受信され、送受切換器２を介して受信機５に入力される。受信機５は、反射電波に含まれる高周波信号を抽出し、電波反射点情報算出手段である画像生成部６に出力する。この高周波信号には、送受信アンテナ３と目標上の電波反射点との距離であるレンジ及び目標の回転運動に起因するドップラー効果によるドップラー周波数からなる電波反射点情報が含まれている。一般的に目標上の電波反射点は複数となるので、反射電波に含まれる高周波信号には、複数の電波反射点にそれぞれ対応する電波反射点情報が重畳されている。
【０００８】
画像生成部６は、受信機５で抽出された高周波信号から電波反射点情報を抽出し、この電波反射点情報を構成するレンジの差とドップラー周波数の差で、複数重畳されている電波反射点情報から、目標上の個々の電波反射点に対応する電波反射点情報に分離する。例えばレンジをＸ軸、ドップラー周波数をＹ軸として、目標上の個々の電波反射点に対応する反射電波の受信強度をＣＲＴ等ディスプレイの輝度に変換してプロットすることにより、目標の反射強度分布を表す二次元のレーダ画像が生成される。このレーダ画像上の輝点と目標上の電波反射点は一対一に対応し、よってレーダ画像上の輝点と目標上の電波反射点に対応する電波反射点情報は一対一に対応する。
【０００９】
送受信アンテナ３から送信され目標に照射された電波は、送受信アンテナ３以外の方向にも反射される。この反射電波が送受信アンテナ３と異なる位置に設置された受信アンテナ７で受信されて受信機８に入力され、受信機８は反射電波に含まれる高周波信号を抽出し、電波反射点情報算出手段である画像生成部９に出力する。画像生成部９は画像生成部６と同様の動作により、目標の反射強度分布を表す二次元のレーダ画像を生成する。このレーダ画像上の輝点と目標上の電波反射点は一対一に対応し、レーダ画像上の輝点と目標上の電波反射点に対応する電波反射点情報は一対一に対応する。
【００１０】
なお、１つのアンテナを用いて電波の送受信を行うレーダ装置の方式は一般にモノスタティック方式と呼ばれ、送信機１、送受切換器２、送受信アンテナ３、受信機５及び画像生成部６はモノスタティックレーダ画像生成回路１０を構成する。送信アンテナと異なる位置に受信アンテナを設置して送受信を行うレーダ装置の方式は一般にバイスタティック方式と呼ばれ、受信アンテナ７、受信機８及び画像生成部９はバイスタティックレーダ画像生成回路１１を構成する。
【００１１】
送受切換器２、送受信アンテナ３及び受信機５、並びに受信アンテナ７及び受信機８は、目標による反射電波を互いに異なる受信位置において受信する複数の受信手段１２及び１３をそれぞれ構成する。
【００１２】
相対運動推定手段である回転運動推定回路１４では、モノスタティックレーダ画像生成回路１０とバイスタティックレーダ画像生成回路１１で得られたレーダ画像に基づき、目標と送受信アンテナ３及び受信アンテナ７との相対運動である回転運動を推定する。相対位置推定手段である位置関係推定回路１５では、受信機５と受信機８で抽出された高周波信号に基づき、目標と送受信アンテナ３及び受信アンテナ７との相対位置を推定する。
【００１３】
電波反射点情報対応付け手段である反射点対応づけ回路１６では、モノスタティックレーダ画像生成回路１０及びバイスタティックレーダ画像生成回路１１で得られた２枚のレーダ画像を照合し、例えば、目標が航空機である場合、航空機のノーズ、垂直尾翼など形状に特徴のある部位に対応する輝点をそれぞれのレーダ画像上で特定して、同一の部位、即ち同一の目標上の電波反射点に対応するそれぞれの輝点を一組の輝点として対応づける。幾つかの輝点の対応づけが為された後には、他の輝点についてはレーダ画像上での輝点間の距離、位置関係等に基づいて、対応づけを行うこともできる。
【００１４】
反射点対応づけ回路１６は、一組の輝点ごとに、つまり一組の輝点に対応する目標上の電波反射点ごとに、画像生成部６及び画像生成部９でそれぞれ抽出、分離された電波反射点情報を一組の電波反射点情報として対応づける。反射点対応づけ回路１６は、複数の一組の輝点の対応づけを行い、これらの一組の輝点のそれぞれ対応する複数の一組の電波反射点情報を三次元位置算出手段である三次元位置推定回路１７に対して出力する。
【００１５】
三次元位置推定回路１７は、複数の一組の電波反射点情報、回転運動推定回路１４で推定された回転運動、及び位置関係推定回路１５で推定された相対位置に基づいて、目標上の電波反射点の空間位置を算出する。三次元形状算出手段である三次元形状生成回路１８は、三次元位置推定回路１７により算出された目標上の電波反射点の空間位置に基づいて、目標の三次元形状を算出する。
【００１６】
次に、三次元位置推定回路１７における目標上の電波反射点の空間位置の算出方法を図２をもとに説明する。図２は、図１に示す実施の形態１における複数の受信手段１２及び１３と目標２０との相対位置及び相対運動、より具体的には複数の受信手段１２及び１３を構成する送受信アンテナ３及び受信アンテナ７と目標２０との相対位置及び相対運動の状態を示しており、図１と同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものである。図１に示すモノスタティックレーダ画像生成回路１０及びバイスタティックレーダ画像生成回路１１は、一定の時間間隔で継続的に目標２０のレーダ画像２１及び２２を生成する。なお、図２に示すレーダ画像２１及び２２において、白色部分がレーダ画像上の輝点に相当する。
【００１７】
目標２０は重心Ｏを通る軸を回転軸とする重心位置を固定した回転運動を行っているものとし、その回転角速度ベクトルをwwで表す。回転運動推定回路１４は、例えば目標２０のレーダ画像２１又は２２の経時的な変化から現在の回転角速度ベクトルwwを推定する。目標２０と複数の受信手段１２及び１３との相対運動は回転角速度ベクトルwwによって表現することができる。目標２０の重心Ｏを基準として、送受信アンテナ３方向の単位ベクトルをii1、受信アンテナ７方向の単位ベクトルをii2、送受信アンテナ３及び受信アンテナ７までの距離をそれぞれL1、L2とする。位置関係推定回路１５は、例えば目標２０のレーダ画像２１又は２２の経時的な変化から目標２０の重心Ｏの位置を推定し、この推定された目標２０の重心Ｏの位置と最新の電波反射点情報から現在の距離L1、L2を推定する。
【００１８】
目標２０上の１つの電波反射点Pkの位置ベクトルをrrkと表す（kは複数の電波反射点の一を示すインデックスである。）。以下、目標２０上の電波反射点に対応するレンジを送受信アンテナ３から送信された電波が目標２０上の電波反射点で反射して送受信アンテナ３又は受信アンテナ７に到達するまでの距離の１／２として説明する。
【００１９】
送受信アンテナ３から送信して、送受信アンテナ３で受信した場合の電波反射点Pkのレンジをrk1'、送受信アンテナ３から送信して、受信アンテナ７で受信した場合の電波反射点Pkのレンジをrk2'とすると、これらは、L1及びL2に対して目標２０の寸法が十分小さいという前提の下に、それぞれ次式で与えられる。
rk1'=L1−ii1・rrk (1)
rk2'=(L1+L2)/2−(ii1+ii2)/2・rrk (2)
ここで、任意のベクトルAAとBBについて、AA・BBはベクトルAAとBBの内積を表す。
【００２０】
電波反射点Pkのレンジrk1'及びrk2'から目標２０の重心ＯのレンジL1及び(L1+L2)/2をそれぞれ差引いた結果を改めて電波反射点Pkのレンジと呼ぶことにし、これらを次式のrk1及びrk2で与える。
rk1=−ii1・rrk (3)
rk2=−(ii1+ii2)/2・rrk (4)
また、目標２０の重心Ｏを通る軸を回転軸とする回転運動によって発生する点Pkの速度ベクトルをVVkとすると、VVkは次式で与えられる。
VVk=ww×rrk (5)
ここで、任意のベクトルAAとBBについて、AA×BBはベクトルAAとBBの外積を表す。
【００２１】
よって、反射電波を送受信アンテナ３及び受信アンテナ７でそれぞれ受信した場合の電波反射点Pkに対応するドップラー周波数Fk1及びFk2は、中心周波数をFc、光速をcとして次式で与えられる。
【００２２】
【数１】
【００２３】
ここで、次式を満足するベクトルWWを導入する。
WW=−2Fc/cww (8)
式(3)(4)(6)(7)は次式に変形される。
ii1・rrk =−rk1 (9)
ii2・rrk =−2rk2+rk1 (10)
(ii1×WW)・rrk=−Fk1 (11)
(ii2×WW)・rrk=−2Fk2+Fk1 (12)
式(9)〜(12)は式(13)の形にまとめることができる。
A0rrk =bbk (13)
【００２４】
ただし、行列A0、ベクトルbbkは、
i1x、i1y、i1zをii1のx、y、z成分、
i2x、i2y、i2zをii2のx、y、z成分、
iw1x、iw1y、iw1zを(ii1×WW)のx、y、z成分、
iw2x、iw2y、iw2zを(ii2×WW)のx、y、z成分として、次式で与えられる。
【００２５】
【数２】
【００２６】
よって、電波反射点Pkの位置ベクトルrrkは次式で与えられる。
rrk=(A0TA0)-1A0Tbbk (15)
ここで、添字Ｔは転置行列を表す。目標２０の重心Ｏの位置及び式(15)によって算出される電波反射点Pkの位置ベクトルrrkから、電波反射点Pkの空間位置が算出される。三次元位置推定回路１７は、目標２０上の複数の電波反射点について同様の処理を繰り返し、複数の電波反射点の空間位置を算出し、三次元形状生成回路１８に対して出力する。三次元形状生成回路１８は、三次元位置推定回路１７から入力された目標２０上の複数の電波反射点の空間位置に基づいて、目標２０の三次元形状を算出する。
【００２７】
この実施の形態１によるレーダ装置は、１回の電波の送信によって目標上の電波反射点の空間位置を算出するようにしたので、短時間で、かつ少ない電波送信電力で目標上の電波反射点の空間位置を算出するレーダ装置を得ることができる。また、このようにして算出された目標上の電波反射点の空間位置から目標の三次元形状を得るようにしたので、短時間で、かつ少ない電波送信電力で目標の三次元形状を算出するレーダ装置を得ることができる。
【００２８】
なお、実施の形態１のレーダ装置において、電波照射手段４により異なる時刻に複数回電波を送信し、それぞれの反射電波に基づいて目標２０上の複数の電波反射点の空間位置を算出する処理を繰り返し、三次元形状生成回路１８がこれらの異なる時刻に送信された電波の反射電波に基づいて算出された目標２０上の複数の電波反射点の空間位置を統合して、目標２０の三次元形状を算出するようにしてもよい。このように構成することにより、１回のみの電波の送信では観測できなかった目標上の電波反射点を観測できる確率が増加し、目標の三次元形状の算出精度を向上させることができる。この実施の形態１よるレーダ装置は算出精度を高めるために複数回の電波の送信を行う場合であっても、１回の電波の送信ごとに目標上の電波反射点の空間位置を算出するので、従来のレーダ装置のように目標の位置又は姿勢の変化量が十分大きくなるように送信時間間隔を長くする必要はなく、短時間で精度の高い目標の三次元形状の算出を行うことができる。
【００２９】
実施の形態２．
図３は、この発明の実施の形態２によるレーダ装置を示すブロック図であり、図１と同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものである。図３は、図１の相対運動推定手段である回転運動推定回路１４を、同じく相対運動推定手段である等価回転運動推定回路２５に置き換え、更に目標追尾回路２６を付加したものである。また、図４は、この実施の形態２における複数の受信手段１２及び１３と目標２０との相対位置及び相対運動、より具体的には複数の受信手段１２及び１３を構成する送受信アンテナ３及び受信アンテナ７と目標２０との相対位置及び相対運動の状態を示しており、図２と同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものである。この実施の形態２では、目標２０が実施の形態１のような重心Ｏを通る軸を回転軸とする重心位置を固定した回転運動を行うのではなく、例えば図４の速度ベクトルVVで示す等速直線運動のように、重心位置が変化するような運動（以下、並進運動、と記す。）を行う場合を想定する。
【００３０】
目標２０が並進運動のみを行う場合においても、送受信アンテナ３及び受信アンテナ７と目標２０の相対位置が時間的に変化することで、送受信アンテナ３及び受信アンテナ７から見た目標２０の見込み角が時間的に変化すれば、この並進運動を目標２０の重心Ｏを通る軸を回転軸とする等価的な回転運動とみなすことができる。目標追尾回路２６は、モノスタティックレーダ画像生成回路１０の受信機５で抽出された高周波信号に基づき目標２０を追尾して目標２０の並進運動の速度ベクトルVVを算出する。等価回転運動推定回路２５は、速度ベクトルVVから等価的な回転角速度ベクトルを算出する。この等価的な回転角速度ベクトルの算出方法を図４をもとに説明する。
【００３１】
図４に示す速度ベクトルVVの送受信アンテナ３から見た目標２０の見込み角の変化に寄与する成分である速度ベクトルVVeff1は、速度ベクトルVVの送受信アンテナ３方向の単位ベクトルをii1に直交する方向の成分であり、次式で得られる。
VVeff1=(ii1×VV)×ii1 (16)
送受信アンテナ３から見た目標２０の見込み角の変化を、目標２０の重心Ｏを通る軸を回転軸とする等価的な回転運動とみなしたときの回転角速度ベクトルをwweff1で表すと、近似的に次式が成立する。
wweff1×(-L1ii1)=VVeff1 (17)
式(16)(17)より次式が得られる。
(L1wweff1＋ii1×VV)×ii1=00 (18)
ここで、00はゼロベクトルを表す。
式(18)が成立するためには、aを適当な定数として式(19)が成立する必要がある。
L1wweff1＋ii1×VV=aii1 (19)
ここで、wweff1及びii1×VVはともにii1に直交することから、a=0である必要がある。
よって、目標２０の等価的な回転角速度ベクトルwweff1は次式のように得られる。
wweff1=−ii1×VV／L1 (20)
【００３２】
同様にして、送受信アンテナ３方向と受信アンテナ７方向の中間の方向から見た目標２０の見込み角の変化を、目標２０の重心Ｏを通る軸を回転軸とする等価的な回転運動とみなしたときの回転角速度ベクトルwweff2を求める。wweff1、wweff2を用いて、次の２式を得る。
【００３３】
【数３】
【００３４】
また、レンジに関する次の２式を再び示す。
rk1=−ii1・rrk (23)
rk2=−(ii1+ii2)/2・rrk (24)
以上に基づき次式を得る。
A02rrk=bbk2 (25)
ただし、A02、bbk2はそれぞれ次式で与えられる行列及び列ベクトルである。
【００３５】
【数４】
ただし、
i1x2、i1y2、i1z2は-ii1のx、y、z成分、
i2x2、i2y2、i2z2は−(ii1+ii2)/2のx、y、z成分、
w1x2、w1y2、w1z2は2Fc/c(ii1×wweff1)のx、y、z成分、
w2x2、w2y2、w2z2は2Fc/c((ii1+ii2)/2×wweff2)のx、y、z成分を表す。
よって、電波反射点Pkの位置ベクトルrrkは次式で与えられる。
rrk=(A02TA02)-1A02Tbbk2 (27)
【００３６】
三次元位置推定回路１７は、以上の処理を目標２０上の複数の電波反射点について繰り返し、複数の電波反射点の空間位置を算出し、三次元形状生成回路１８に対して出力する。三次元形状生成回路１８は、三次元位置推定回路１７から入力された目標２０上の複数の電波反射点の空間位置に基づいて、目標２０の三次元形状を算出する。
【００３７】
この実施の形態２によるレーダ装置は、目標が並進運動のみを行う場合であっても、１回の電波の送信によって目標上の電波反射点の空間位置を算出するようにしたので、短時間で、かつ少ない電波送信電力で目標上の電波反射点の空間位置を算出するレーダ装置を得ることができる。また、このようにして算出された目標上の電波反射点の空間位置から目標の三次元形状を得るようにしたので、短時間で、かつ少ない電波送信電力で目標の三次元形状を算出するレーダ装置を得ることができる。
【００３８】
実施の形態１においては目標が回転運動のみ行っている場合、実施の形態２においては目標が並進運動のみ行っている場合に目標上の電波反射点の空間位置を算出するレーダ装置について説明したが、目標が回転運動と並進運動を合成した一般的な運動を行っている場合であっても、この運動から等価的な回転運動を算出することにより、実施の形態１又は実施の形態２と同様の構成及び処理によって、同様の効果を奏する。なお、目標の相対位置又は相対運動が既知の場合には、これらの既知の情報を三次元位置算出手段で使用することにより、同様の効果を奏する。
【００３９】
実施の形態３．
図５はこの発明の実施の形態３によるレーダ装置を示すブロック図であり、図１と同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものである。図５は、図１のバイスタティックレーダ画像生成回路１１をもう１つのモノスタティックレーダ画像生成回路１０に置き換えたものである。２つのモノスタティックレーダ画像生成回路１０の受信手段１２と目標２０との相対位置及び相対運動の状態は、図２において受信アンテナ７を送受信アンテナ３に置き換えたものとなる。
【００４０】
実施の形態１によるレーダ装置においては、１つのモノスタティックレーダ画像生成回路１０と１つのバイスタティックレーダ画像生成回路１１を用いて、目標２０の三次元形状を算出したが、この実施の形態３のレーダ装置においては、２つのモノスタティックレーダ画像生成回路１０を用いて、目標２０の三次元形状を算出する。ある時刻において、一方のモノスタティックレーダ画像生成回路１０の電波照射手段４から電波の送信を行い、その反射電波を２つのモノスタティックレーダ画像生成回路６の受信手段１２で受信する。また、次の時刻においては、他方のモノスタティックレーダ画像生成回路１０の電波照射手段４から電波の送信を行い、その反射電波を２つのモノスタティックレーダ画像生成回路１０の受信手段１２で受信する。
【００４１】
２つの電波照射手段４は互いに異なる位置にあり、この異なる位置から照射された電波の反射電波を受信して抽出されたそれぞれの高周波信号から、実施の形態１と同様の動作により、目標２０上の複数の電波反射点の空間位置を算出する。三次元形状生成回路１８は、三次元位置推定回路１７から入力された異なる位置から照射された電波の反射電波から得られた目標２０上の複数の電波反射点の空間位置を統合して、目標２０の三次元形状を算出する。
【００４２】
この実施の形態３よるレーダ装置は、互いに異なる２つの位置から送信され、異なる方向から目標に照射された電波の反射電波から得られる目標上の複数の電波反射点の空間位置を統合して、目標の三次元形状を算出するようにしたので、１つの位置から電波を送信する実施の形態１のレーダ装置では観測できなかった目標上の電波反射点を観測できる確率が増加し、目標の三次元形状の算出精度を向上させることができる。なお、この実施の形態３よるレーダ装置は異なる時刻に電波の送信を行うが、送信の位置の変化によって目標と受信手段との相対位置及び相対運動が変化するので、従来のレーダ装置のように目標の位置又は姿勢の変化量が十分大きくなるように送信時間間隔を長くする必要はなく、短時間で精度の高い目標の三次元形状の算出を行うことができる。
【００４３】
実施の形態４．
図６はこの発明の実施の形態４によるレーダ装置を示すブロック図であり、図１と同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものである。図６は、図１のバイスタティックレーダ画像生成回路１１をＮ個に増やしたものである。Ｎ個のバイスタティックレーダ画像生成回路１１のそれぞれの受信アンテナ７（図示せず）は、互いに異なる位置であって、かつモノスタティックレーダ画像生成回路１０の送受信アンテナ３（図示せず）とも異なる位置に置かれる。
【００４４】
この実施の形態４のレーダ装置においては、モノスタティックレーダ画像生成回路１０から電波の送信を行い、その反射電波をモノスタティックレーダ画像生成回路１０及びＮ個のバイスタティックレーダ画像生成回路(＃１〜＃Ｎ)１１で受信して、高周波信号を抽出する。つまり、この実施の形態４のレーダ装置は、Ｎ＋１個の受信手段を備える。ここで、Ｎは２以上とし、この実施の形態４のレーダ装置は、３個以上の受信手段を備えるものとする。このＮ＋１個の受信手段から任意の２個の受信手段を選択して一組の受信手段として設定すると、（Ｎ＋１）Ｎ／２種類の一組の受信手段が得られる。
【００４５】
位置関係推定回路１５は、モノスタティックレーダ画像生成回路１０の送受信アンテナ３（図示せず）及びＮ個のバイスタティックレーダ画像生成回路（＃１〜＃Ｎ）１１のそれぞれの受信アンテナ７（図示せず）と目標２０との間の相対位置を推定し、一組の受信手段ごとに図２に示すii1、ii2、L1、L2に相当する単位ベクトルiim、iin及びレンジLm、Lnを算出する（m、nは一組の受信手段を構成する互いに異なる２個の受信手段を示すインデックスである。）。位置関係推定回路１５は、（Ｎ＋１）Ｎ／２種類の一組の受信手段の全てについて単位ベクトル及びレンジを算出してもよいし、その中から適当に選択したいくつかの一組の受信手段ついてのみ単位ベクトル及びレンジを算出してもよい。
【００４６】
反射点対応付け回路１６は、位置関係推定回路１５で単位ベクトル及びレンジを算出した一組の受信手段（以下、単位ベクトル及びレンジを算出した一組の受信手段を、対象受信手段ペア、と記す。）について、実施の形態１と同様の動作により、それぞれで受信された反射電波から得られた２枚のレーダ画像を照合し、複数の一組の輝点の対応づけを行い、これらの一組の輝点のそれぞれ対応する複数の一組の電波反射点情報を三次元位置算出手段である三次元位置推定回路１７に対して出力する。反射点対応付け回路１６は、複数の対象受信手段ペアについて同様の処理を行い、対象受信手段ペアのそれぞれに対応した複数の一組の電波反射点情報を三次元位置算出手段である三次元位置推定回路１７に対して出力する。
【００４７】
三次元位置推定回路１７では、対象受信手段ペアのそれぞれに対応して、複数の一組の電波反射点情報、回転運動推定回路１４で推定された回転運動、及び位置関係推定回路１５で推定された相対位置に基づいて、実施の形態１と同様の動作により、目標２０上の複数の電波反射点の空間位置を算出する。三次元位置算出手段である三次元形状生成回路１８は、対象受信手段ペアのそれぞれに対応して三次元位置推定回路１７により算出された目標２０上の複数の電波反射点の空間位置を統合して、目標の三次元形状を算出する。
【００４８】
この実施の形態４よるレーダ装置は、互いに異なる位置にある３個以上の受信手段から少なくとも１個の受信手段が互いに異なる２個の受信手段である一組の受信手段を複数設定し、複数の一組の受信手段により受信された反射電波から算出された目標上の電波反射点の空間位置に基づいて、上記目標の三次元形状を算出するようにしたので、１つの一組の受信手段のみを備える実施の形態１のレーダ装置では観測できなかった目標上の電波反射点を観測できる確率が増加し、目標の三次元形状の算出精度を向上させることができる。また、電波の送信は１回でよく、短時間で、かつ少ない電波送信電力で目標の三次元形状を精度よく算出するレーダ装置を得ることができる。
【００４９】
なお、この実施の形態４では１個のモノスタティックレーダ画像生成回路とＮ個のバイスタティックレーダ画像生成回路を用いたが、モノスタティックレーダ画像生成回路は必ずしも１個である必要はない。例えば、複数のモノスタティックレーダ画像生成回路で順に電波の送信を行って、それぞれの受信手段で反射電波の受信を行ってレーダ画像を生成した場合でも、上記と同様の効果が得られることは言うまでもなく、異なる方向から目標に電波を照射するので、目標上の電波反射点を観測できる確率が更に増加し、目標の三次元形状の算出精度を更に向上させることができる。
【００５０】
実施の形態５．
図７は、この発明の実施の形態５によるレーダ装置を示すブロック図であり、図１と同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものである。図７は、図１に三次元反射強度分布算出手段である反射強度付加回路３０を付加したものである。この実施の形態５によるレーダ装置は、電波反射点情報算出手段である画像生成部６及び９が、電波反射点情報に加えて目標上の電波反射点に対応する反射強度を算出して、反射強度付加回路３０に対して出力する。また、三次元形状生成回路１８は算出した目標の三次元形状を反射強度付加回路３０に対して出力する。
【００５１】
反射強度付加回路３０は、画像生成部６及び９から入力された反射強度と三次元形状生成回路１８から入力された目標の三次元形状に基づいて、目標の反射強度の三次元分布を算出する。なお、目標の反射強度の三次元分布を算出する場合、画像生成部６で算出された反射強度のみを用いても良いし、画像生成部９で算出された反射強度のみを用いても良い。さらに、平均処理等、２つの画像生成部６及び９で算出された反射強度に何らかの処理を施した結果を用いても良い。
【００５２】
この実施の形態５によるレーダ装置は、目標の反射強度の三次元分布を得ることができ、目標の三次元形状のみを得る場合に比べて、目標を特徴づける情報が増加し、これらの情報を用いて目標を識別、類別するような用途において、その識別性能、類別性能を向上させることができる。
【００５３】
実施の形態６．
図８はこの発明の実施の形態６によるレーダ装置を示すブロック図であり、図１と同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものである。図８は、図１に三次元形状記憶手段である三次元形状データベース３２、三次元形状照合手段である三次元形状照合回路３４を付加したものである。この実施の形態６によるレーダ装置は、三次元形状データベース３２に目標の三次元形状をあらかじめ候補目標形状として記憶しておく。
【００５４】
三次元形状照合回路３４は、三次元形状生成回路１８で算出された目標の三次元形状と三次元形状データベース３２に記憶された候補目標形状との照合を行う。この照合において、三次元形状照合回路３４は三次元形状生成回路１８で算出された目標の三次元形状又は候補目標形状の姿勢を変化させ、各姿勢で三次元形状生成回路１８で算出された目標の三次元形状と候補目標形状の類似度を算出する。この類似度としては、例えば照合する２つの形状の重心を一致させた場合の目標上の電波反射点と候補目標形状の表面との距離の差の逆数や、目標上の電波反射点のうちで候補目標形状内に含まれる点数、又はこの点数の目標上の電波反射点の全点数に対する比率など、その値が大きくなるにつれて類似の度合が高まるような尺度を用ればよい。また、候補目標形状ごとに類似度が最大となる最適類似姿勢を、その類似度とともに出力するようにしてもよい。
【００５５】
この実施の形態６によるレーダ装置は、候補目標形状ごとに、その姿勢に対応した目標の３次元形状との類似度が得られるので、目標の三次元形状を候補目標形状と比較して識別、類別するような用途において、その識別性能、類別性能を向上させることができる。
【００５６】
実施の形態７．
図９はこの発明の実施の形態７によるレーダ装置を示すブロック図であり、図８と同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものである。図９は、図８に姿勢記憶手段である姿勢データベース３８、姿勢判定手段である姿勢判定回路４０を付加したものである。姿勢データベース３８には、三次元形状データベース３２に記憶された候補目標形状ごとに、地球中心から目標に向かう軸（以下では地球目標軸と呼ぶ）や進行方向軸に対して一般的な姿勢（例えば、航空機は、ほぼ進行方向軸方向に機首を向けて飛行する、艦船の高さ方向の軸は、地球目標軸と一致する等。以下、標準姿勢、と記す。）をあらかじめ記憶しておく。
【００５７】
三次元形状照合回路３４は、候補目標形状の特定の姿勢を姿勢推定回路４０に対して出力する。姿勢判定回路４０は、三次元形状照合回路３４から入力される候補目標形状の姿勢が姿勢データベース３８から入力される標準姿勢の所定の変動範囲にある否か、即ち候補目標形状の姿勢の妥当性を判定する。候補目標形状の姿勢が標準姿勢の所定の変動範囲内にあれば、妥当なものであると判定する。
【００５８】
この実施の形態７によるレーダ装置は、三次元形状照合回路３４で得られた目標の三次元形状と候補目標形状との類似度に加えて、候補目標形状の姿勢の妥当性の判定結果を用いることで、観測している目標とは異なる候補目標形状との類似度が、ある姿勢で偶然大きな値になったような場合でも、候補目標形状の姿勢の妥当性の判定結果に基づいて、識別、類別の対象から除外でき、その識別性能、類別性能を向上させることができる。
【００５９】
実施の形態８．
図１０はこの発明の実施の形態８によるレーダ装置を示すブロック図であり、図７又は図８と同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものである。図１０は図７に、図８に示す三次元形状記憶手段である三次元形状データベース３２及び三次元形状照合手段である三次元形状照合回路３４を付加し、さらに反射強度シミュレーション手段である電磁界理論回路５０及び反射強度三次元分布判定手段である反射強度三次元分布照合回路５２を付加したものである。
【００６０】
反射強度付加回路３０は、図７に示す実施の形態５と同様の動作により、画像生成部６及び９から入力された反射強度と三次元形状生成回路１８から入力された目標の三次元形状に基づいて、目標の反射強度の三次元分布を算出する。三次元形状照合回路３４は、図８に示す実施の形態６と同様の動作により、三次元形状生成回路１８で算出された目標の三次元形状と三次元形状データベース３２に記憶された候補目標形状との照合を行い、候補目標形状ごとに三次元形状生成回路１８で算出された目標の三次元形状との類似度が最大となる最適類似姿勢を電磁界理論回路５０に対して出力する。
【００６１】
電磁界理論回路５０は、三次元形状データベース３２に記憶された候補目標形状ごとに、三次元形状照合回路３４から入力された最適類似姿勢及び位置関係推定回路１５で算出された目標の相対位置をもとに、例えばGTD(Geometrical Theory of Diffraction)のような電磁界理論を適用した電磁界シミュレーションにより、候補目標形状の反射強度の三次元分布を算出する。反射強度三次元分布照合回路５２は、反射強度付加回路３０で算出された目標の反射強度の三次元分布と、電磁界理論回路５０で算出された候補目標形状の反射強度の三次元分布を照合して、その類似度を算出する。
【００６２】
この実施の形態８によるレーダ装置は、目標の反射強度の三次元分布と、電磁界理論を適用した電磁界シミュレーションにより算出された候補目標形状の反射強度の三次元分布との類似度を算出することにより、目標を識別、類別するような用途において、その識別性能、類別性能を向上させることができる。
【００６３】
なお、実施の形態３〜８によるレーダ装置においても、目標が回転運動と並進運動を合成した一般的な運動を行っている場合であっても、実施の形態１又は実施の形態２と同様の構成及び処理によって、この運動から等価的な回転運動を算出することにより、同様の効果を奏する。また、目標の相対位置又は相対運動が既知の場合には、これらの既知の情報を三次元位置算出手段で使用することにより、同様の効果を奏する。
【００６４】
実施の形態９．
図１１はこの発明の実施の形態９によるレーダ装置を示すブロック図であり、図３と同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものである。図１１は、図３の等価回転運動推定回路２５を修正等価回転運動推定回路１０１に置換したものである。この実施の形態９においても、実施の形態２と同様、例えば図４に示す速度ベクトルVVで示す等速直線運動のような並進運動を行う場合を想定する。ドップラー周波数Fk1、Fk2を次式のように与える。
【００６５】
【数５】
また，uubi=(ii1+ii2)/2として，レンジに関して次式を得る。
rk1=−ii1 ・rrk (30)
rk2=−uubi・rrk (31)
【００６６】
なお、式(20)を考慮すれば分かる通り，式(21)と式(28)は，全く同じ式である。また、式(30)(31)についても、それぞれ式(3)(4)と同じである。式(22)と式(29)では、式(29)の方が高精度である。これらの式を用いて，第k反射点の位置ベクトルrrkを次式より得る。
rrk=(A03TA03)-1A03Tbbk3 (32)
ただし、A03は次式で表される。
【００６７】
【数６】
【００６８】
この実施の形態９によるレーダ装置では、図１に示す受信アンテナ７で受信した場合の電波反射点Pkに対応するドップラー周波数Fk2を式(22)より高精度な式(29)で算出するため、目標２０の形状の推定精度が向上する。
【００６９】
実施の形態１０．
図１２はこの発明の実施の形態１０によるレーダ装置を示すブロック図であり、図３と同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものである。図１２は、図３の等価回転運動推定回路２５を独立回転運動推定回路１０３に、三次元位置推定回路１７を独立回転考慮形修正三次元位置推定回路１０２に、それぞれ置換したものである。
【００７０】
この実施の形態１０では、目標２０が並進運動に加えて回転運動を行う場合を想定する。独立回転運動推定回路１０３では、他のセンサを使用したり、シミュレーション等の手段により目標の回転運動を推定し、これを回転角速度wwとして得る。なお、独立回転運動推定回路１０３として、図１に示す回転運動推定回路１４をそのまま用いてよい。独立回転考慮形修正三次元位置推定回路１０２では、ドップラー周波数Fk1、Fk2を次式のように与える。
【００７１】
【数７】
これらと式(30)(31)より次式のA04を得る。
【００７２】
【数８】
式(32)のA03を、式(36)のA04に置換することにより、第k反射点の三次元位置を得る。
【００７３】
独立回転考慮形修正三次元位置推定回路１０２では、以上の処理を目標２０上の複数の電波反射点について繰り返し、複数の電波反射点の空間位置を算出し、三次元形状生成回路１８に対して出力する。三次元形状生成回路１８は、独立回転考慮形修正三次元位置推定回路１０２から入力された目標２０上の複数の電波反射点の空間位置に基づいて、目標２０の三次元形状を算出する。
【００７４】
この実施の形態１０によるレーダ装置では、実施の形態９と同様に目標の並進運動に伴って発生する等価的な回転運動を高精度に推定する。また、目標自体の回転運動も考慮しているので，形状の推定精度がより向上する。
【００７５】
実施の形態１１．
図１３はこの発明の実施の形態１１によるレーダ装置を示すブロック図であり、図６と同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものである。図１３は、図６の三次元位置推定回路１７を統合三次元位置推定回路１０４に、回転運動推定回路１４を図３に示す目標追尾回路２６にそれぞれ置換し、図１２に示す独立回転運動推定回路１０３を付加したものである。
【００７６】
実施の形態４によるレーダ装置では、送受信機を含めてN＋１台の受信手段で得られたN＋１枚の画像から2枚を選び出す(N+1)/2種類以下の組み合わせそれぞれについて目標の形状を推定し、これを組み合わせることで最終的な目標２０の形状を推定した。これに対して、実施の形態１１によるレーダ装置では、各受信手段で得られた全ての画像を同時に用いて三次元位置を推定する。
【００７７】
目標２０からみたn番目のバイスタティックレーダ画像生成回路１１方向の単位ベクトルを改めてjj(n)と表す。また、目標２０からみたモノスタティックレーダ画像生成回路１０方向の単位ベクトルについてはこれまで同様ii1と表す。
【００７８】
さらに次式のベクトルuubi(n) (n=1,2,…,N)を定義する。
uubi(n)=(ii1+jj(n))/2 (37)
また、n番目のバイスタティックレーダ画像生成回路１１と目標重心の間の距離についてもL(n)と表し、これらを用いて次式のccbi(n) (n=1,2,…,N)を定義する。
【００７９】
【数９】
また、n番目のバイスタティックレーダ画像生成回路１１で得られた第k反射点のレンジをrk(n)，ドップラ周波数をFk(n)とし，次式の行列A05及び列ベクトルbbk5を得る。
【００８０】
【数１０】
【００８１】
式(32)のA03、bbk3を式(39)のA05、bbk5にそれぞれ置換して、これまで同様に最小二乗法により第ｋ反射点の位置ベクトルrrkを得る。
【００８２】
実施の形態１１によるレーダ装置では、３台以上の受信手段で得られた３枚以上の画像に基づいて、各反射点の３次元位置を推定するので，推定精度が向上する。また、実施の形態４によるレーダ装置のように，同じ反射点について複数回三次元位置を推定する必要がないので，処理負荷は軽く、なおかつデータ点数が増えるので最小二乗法の精度が向上し、三次元位置の推定精度が向上する。なお、明らかに品質の低い画像（例えば，ぼけている、また、S/Nが低い。）等については、事前に省くことにより、これらの原因で発生する推定精度の劣化を回避できる。
【００８３】
実施の形態１２．
図１４はこの発明の実施の形態１２によるレーダ装置を示すブロック図であり、図１３と同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものである。図１４は、図１３の独立回転運動推定回路１０３と目標追尾回路２６を除去し、統合三次元位置推定回路１０４をレンジ統合三次元位置推定回路１０５に置換したものである。
【００８４】
式(38)に示したccbi(n)の定義より、ccbi(n)を特定するためには、目標２０の回転角速度ベクトルwwが必要となる。しかし、目標２０の回転角速度ベクトルwwについては推定が困難、または推定精度が低い場合も考えられる。目標２０の回転角速度ベクトルwwの推定精度が低い場合には、ドップラ周波数を用いた三次元位置推定の精度が劣化する。
【００８５】
そこで、実施の形態１２によるレーダ装置では、各画像ごとに得られる各反射点のドップラ周波数とレンジのうちのレンジのみを用いて，反射点の三次元位置を推定する。レンジ統合三次元位置推定回路１０５では，反射点対応づけ回路１６で対応をつけられた反射点の各受信手段に対応するレンジとドップラ周波数のうち、レンジの情報のみに基づいて各反射点の三次元位置を推定するために、次式の行列A06および列ベクトルbbk6を得る。
【００８６】
【数１１】
式(32)のA03、bbk3を式(40)のA06,bbk63に置換して，これまで同様に最小二乗法により第ｋ反射点の位置ベクトルrrkを得る。なお，この場合、3枚以上の画像を必要とする。
【００８７】
実施の形態１２によるレーダ装置では、推定が困難、もしくは推定精度が低い可能性がある目標の回転角速度ベクトルwwを用いずに、各反射点の三次元位置を推定するので、位置の推定精度が向上する。また、独立回転運動推定回路１０３と目標追尾回路２６が不要となるため、処理負荷及び装置規模の低減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】この発明の実施の形態１によるレーダ装置のブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１によるレーダ装置と目標の関係を示す説明図である。
【図３】この発明の実施の形態２によるレーダ装置のブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態２によるレーダ装置と目標の関係を示す説明図である。
【図５】この発明の実施の形態３によるレーダ装置のブロック図である。
【図６】この発明の実施の形態４によるレーダ装置のブロック図である。
【図７】この発明の実施の形態５によるレーダ装置のブロック図である。
【図８】この発明の実施の形態６によるレーダ装置のブロック図である。
【図９】この発明の実施の形態７によるレーダ装置のブロック図である。
【図１０】この発明の実施の形態８によるレーダ装置のブロック図である。
【図１１】この発明の実施の形態９によるレーダ装置のブロック図である。
【図１２】この発明の実施の形態１０によるレーダ装置のブロック図である。
【図１３】この発明の実施の形態１１によるレーダ装置のブロック図である。
【図１４】この発明の実施の形態１２によるレーダ装置のブロック図である。
【符号の説明】
【００８９】
４ 電波照射手段、６ 電波反射点情報算出手段、９ 電波反射点情報算出手段、１２ 受信手段、１３ 受信手段、１４ 相対運動推定手段、１５ 相対位置推定手段、１６ 電波反射点情報対応付け手段、１７ 三次元位置算出手段、１８ 三次元形状算出手段、２５ 相対運動推定手段、３０ 三次元反射強度分布算出手段、３２ 三次元形状記憶手段、３４ 三次元形状照合手段、３８ 姿勢記憶手段、４０ 姿勢判定手段、５０ 反射強度シミュレーション手段、５２ 反射強度三次元分布判定手段、１０２ 三次元位置算出手段、１０４ 三次元位置算出手段、１０５ 三次元位置算出手段。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
目標に対して電波を照射する電波照射手段、上記電波照射手段から照射された電波の上記目標による反射電波を互いに異なる受信位置において受信する複数の受信手段、上記複数の受信手段により受信された上記反射電波から上記目標上の電波反射点に対応するレンジ及びドップラー周波数からなる電波反射点情報を算出する電波反射点情報算出手段、上記複数の受信手段の内の２つの受信手段からなる一組の受信手段によりそれぞれ受信された上記反射電波から算出された上記電波反射点情報をそれぞれに対応する上記目標上の電波反射点が一致する一組の電波反射点情報として対応付けを行う電波反射点情報対応付け手段、並びに上記一組の電波反射点情報並びに上記目標と上記一組の受信手段との相対位置及び相対運動から上記一組の電波反射点情報に対応する上記目標上の電波反射点の三次元空間内での位置である空間位置を算出する三次元位置算出手段を備えたレーダ装置。
【請求項２】
上記複数の受信手段により受信された上記反射電波から上記目標と上記複数の受信手段との相対位置及び相対運動をそれぞれ推定する相対位置推定手段及び相対運動推定手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項３】
上記三次元位置算出手段により算出された上記目標上の電波反射点の空間位置に基づいて、上記目標の三次元形状を算出する三次元形状算出手段を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載のレーダ装置。
【請求項４】
上記受信手段を３つ以上備え、上記三次元形状算出手段は少なくとも１つの受信手段が互いに異なる複数の上記一組の受信手段により受信された上記反射電波から上記三次元位置算出手段によりそれぞれ算出された上記目標上の電波反射点の空間位置に基づいて、上記目標の三次元形状を算出することを特徴とする請求項３に記載のレーダ装置。
【請求項５】
上記電波照射手段が異なる時刻に電波を照射し、上記三次元形状算出手段は上記異なる時刻に照射された電波の上記目標による反射電波から上記三次元位置算出手段によりそれぞれ算出された上記目標上の電波反射点の空間位置に基づいて、上記目標の三次元形状を算出することを特徴とする請求項３に記載のレーダ装置。
【請求項６】
上記電波照射手段が異なる位置から電波を照射し、上記三次元形状算出手段は上記異なる位置から照射された電波の上記目標による反射電波から上記三次元位置算出手段によりそれぞれ算出された上記目標上の電波反射点の空間位置に基づいて、上記目標の三次元形状を算出することを特徴とする請求項３に記載のレーダ装置。
【請求項７】
上記電波反射点情報算出手段は上記電波反射点情報に加えて上記目標上の電波反射点に対応する反射強度を算出し、上記電波反射点情報算出手段により算出された反射強度と上記三次元形状算出手段により算出された上記目標の三次元形状に基づいて上記目標の反射強度の三次元分布を算出する三次元反射強度分布算出手段を備えたことを特徴とする請求項３に記載のレーダ装置。
【請求項８】
上記目標の三次元形状をあらかじめ候補目標形状として記憶する三次元形状記憶手段、及び上記三次元形状算出手段により算出された上記目標の三次元形状と上記三次元形状記憶手段に記憶された候補目標形状との類似度を、上記候補目標形状の姿勢に対応して算出する三次元形状照合手段を備えたことを特徴とする請求項３に記載のレーダ装置。
【請求項９】
上記目標の標準姿勢を記憶する姿勢記憶手段、及び上記姿勢記憶手段に記憶された上記目標の標準姿勢と上記候補目標形状の姿勢とを比較して、上記候補目標形状の姿勢の妥当性を判定する姿勢判定手段を備えたことを特徴とする請求項８に記載のレーダ装置。
【請求項１０】
上記目標の三次元形状をあらかじめ候補目標形状として記憶する三次元形状記憶手段、上記三次元形状算出手段により算出された上記目標の三次元形状と上記三次元形状記憶手段に記憶された候補目標形状との類似度を、上記候補目標形状の姿勢に対応して算出する三次元形状照合手段、上記三次元形状記憶手段に記憶された候補目標形状に基づいて電磁界シミュレーションによって上記候補目標形状の反射強度の三次元分布を算出する反射強度シミュレーション手段、及び上記三次元反射強度分布算出手段により算出された上記目標の反射強度の三次元分布と上記反射強度シミュレーション手段により算出された上記候補目標形状の反射強度の三次元分布との類似度を算出する反射強度三次元分布判定手段を備えたことを特徴とする請求項７に記載のレーダ装置。
【請求項１１】
上記相対運動推定手段は、上記目標の位置の変化に基づいて発生する見込み角の変化を等価的な回転運動とみなし、上記目標の相対運動を推定することを特徴とする請求項２に記載のレーダ装置。
【請求項１】
目標に対して電波を照射する電波照射手段、上記電波照射手段から照射された電波の上記目標による反射電波を互いに異なる受信位置において受信する複数の受信手段、上記複数の受信手段により受信された上記反射電波から上記目標上の電波反射点に対応するレンジ及びドップラー周波数からなる電波反射点情報を算出する電波反射点情報算出手段、上記複数の受信手段の内の２つの受信手段からなる一組の受信手段によりそれぞれ受信された上記反射電波から算出された上記電波反射点情報をそれぞれに対応する上記目標上の電波反射点が一致する一組の電波反射点情報として対応付けを行う電波反射点情報対応付け手段、並びに上記一組の電波反射点情報並びに上記目標と上記一組の受信手段との相対位置及び相対運動から上記一組の電波反射点情報に対応する上記目標上の電波反射点の三次元空間内での位置である空間位置を算出する三次元位置算出手段を備えたレーダ装置。
【請求項２】
上記複数の受信手段により受信された上記反射電波から上記目標と上記複数の受信手段との相対位置及び相対運動をそれぞれ推定する相対位置推定手段及び相対運動推定手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載のレーダ装置。
【請求項３】
上記三次元位置算出手段により算出された上記目標上の電波反射点の空間位置に基づいて、上記目標の三次元形状を算出する三次元形状算出手段を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載のレーダ装置。
【請求項４】
上記受信手段を３つ以上備え、上記三次元形状算出手段は少なくとも１つの受信手段が互いに異なる複数の上記一組の受信手段により受信された上記反射電波から上記三次元位置算出手段によりそれぞれ算出された上記目標上の電波反射点の空間位置に基づいて、上記目標の三次元形状を算出することを特徴とする請求項３に記載のレーダ装置。
【請求項５】
上記電波照射手段が異なる時刻に電波を照射し、上記三次元形状算出手段は上記異なる時刻に照射された電波の上記目標による反射電波から上記三次元位置算出手段によりそれぞれ算出された上記目標上の電波反射点の空間位置に基づいて、上記目標の三次元形状を算出することを特徴とする請求項３に記載のレーダ装置。
【請求項６】
上記電波照射手段が異なる位置から電波を照射し、上記三次元形状算出手段は上記異なる位置から照射された電波の上記目標による反射電波から上記三次元位置算出手段によりそれぞれ算出された上記目標上の電波反射点の空間位置に基づいて、上記目標の三次元形状を算出することを特徴とする請求項３に記載のレーダ装置。
【請求項７】
上記電波反射点情報算出手段は上記電波反射点情報に加えて上記目標上の電波反射点に対応する反射強度を算出し、上記電波反射点情報算出手段により算出された反射強度と上記三次元形状算出手段により算出された上記目標の三次元形状に基づいて上記目標の反射強度の三次元分布を算出する三次元反射強度分布算出手段を備えたことを特徴とする請求項３に記載のレーダ装置。
【請求項８】
上記目標の三次元形状をあらかじめ候補目標形状として記憶する三次元形状記憶手段、及び上記三次元形状算出手段により算出された上記目標の三次元形状と上記三次元形状記憶手段に記憶された候補目標形状との類似度を、上記候補目標形状の姿勢に対応して算出する三次元形状照合手段を備えたことを特徴とする請求項３に記載のレーダ装置。
【請求項９】
上記目標の標準姿勢を記憶する姿勢記憶手段、及び上記姿勢記憶手段に記憶された上記目標の標準姿勢と上記候補目標形状の姿勢とを比較して、上記候補目標形状の姿勢の妥当性を判定する姿勢判定手段を備えたことを特徴とする請求項８に記載のレーダ装置。
【請求項１０】
上記目標の三次元形状をあらかじめ候補目標形状として記憶する三次元形状記憶手段、上記三次元形状算出手段により算出された上記目標の三次元形状と上記三次元形状記憶手段に記憶された候補目標形状との類似度を、上記候補目標形状の姿勢に対応して算出する三次元形状照合手段、上記三次元形状記憶手段に記憶された候補目標形状に基づいて電磁界シミュレーションによって上記候補目標形状の反射強度の三次元分布を算出する反射強度シミュレーション手段、及び上記三次元反射強度分布算出手段により算出された上記目標の反射強度の三次元分布と上記反射強度シミュレーション手段により算出された上記候補目標形状の反射強度の三次元分布との類似度を算出する反射強度三次元分布判定手段を備えたことを特徴とする請求項７に記載のレーダ装置。
【請求項１１】
上記相対運動推定手段は、上記目標の位置の変化に基づいて発生する見込み角の変化を等価的な回転運動とみなし、上記目標の相対運動を推定することを特徴とする請求項２に記載のレーダ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００６−３３４８（Ｐ２００６−３３４８Ａ）
【公開日】平成１８年１月５日（２００６．１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１４５０８４（Ｐ２００５−１４５０８４）
【出願日】平成１７年５月１８日（２００５．５．１８）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月５日（２００６．１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年５月１８日（２００５．５．１８）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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