目標物速度特定装置、目標物速度特定プログラム及び目標物速度特定方法
【課題】アジマス圧縮後のＳＡＲ画像から高精度に目標物の速度を特定する。
【解決手段】目標物の複数の予測速度を入力する。ＳＡＲと目標物との相対距離と、合成開口時間とに基づき計算されるアジマス圧縮用の参照関数を、入力された予測速度毎に生成する。特に、所定の場合には、予測速度に応じて合成開口時間の開始時刻と終了時刻とを変化させて参照関数を生成する。入力されたアジマス圧縮後のＳＡＲ画像を、一旦アジマス解凍して、アジマス圧縮前のデータに戻し、生成した各参照関数に基づき再びアジマス圧縮して画像を再生する。最も鮮明な画像を再生する際に使用した参照関数を特定し、特定した参照関数を生成する際に用いた予測速度を目標物の速度として特定する。
【解決手段】目標物の複数の予測速度を入力する。ＳＡＲと目標物との相対距離と、合成開口時間とに基づき計算されるアジマス圧縮用の参照関数を、入力された予測速度毎に生成する。特に、所定の場合には、予測速度に応じて合成開口時間の開始時刻と終了時刻とを変化させて参照関数を生成する。入力されたアジマス圧縮後のＳＡＲ画像を、一旦アジマス解凍して、アジマス圧縮前のデータに戻し、生成した各参照関数に基づき再びアジマス圧縮して画像を再生する。最も鮮明な画像を再生する際に使用した参照関数を特定し、特定した参照関数を生成する際に用いた予測速度を目標物の速度として特定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、ＳＡＲ（Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｒａｄａｒ）画像から目標物の速度を特定する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、アジマス圧縮後のＳＡＲ画像（アジマス圧縮後データ）から目標物の速度を特定することについて記載されている。特許文献１では、アジマス圧縮後データを、アジマス圧縮に用いたアジマス圧縮参照関数を用いて解凍して、アジマス圧縮前のデータに戻す。そして、目標物の予測速度を変化させて、複数のアジマス圧縮参照関数を生成し、生成した各アジマス圧縮参照関数を用いてアジマス圧縮前のデータを再びアジマス圧縮して、複数のアジマス圧縮後データを生成する。生成した複数のアジマス圧縮後の画像の中で、最も鮮明な画像データを得る際に使用したアジマス圧縮参照関数を特定し、そのアジマス圧縮参照関数を生成する際に使用した目標物の予測速度を、その目標物の速度であると特定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２９２５３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された方法でも、目標物の速度を特定することは可能である。しかし、特許文献１に記載された方法では、特定した目標物の速度に所定以上の誤差を含んでしまう虞がある。
この発明は、アジマス圧縮後のＳＡＲ画像から高精度に目標物の速度を特定することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明に係る目標物速度特定装置は、
ＳＡＲ（Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｒａｄａｒ）により観測された目標物の速度を特定する目標物速度特定装置であり、
ＳＡＲが観測した目標物のデータについてレンジ圧縮したレンジ圧縮後データを入力して記憶装置に記憶するデータ入力部と、
ＳＡＲを搭載したＳＡＲ搭載機の速度を入力して記憶装置に記憶するＳＡＲ速度入力部と、
合成開口時間の開始時刻と終了時刻とを示す合成開口時間情報を入力して記憶装置に記憶する合成開口時間情報入力部と、
目標物の複数の予測速度を入力して記憶装置に記憶する予測速度入力部と、
前記ＳＡＲ速度入力部が入力したＳＡＲ搭載機の速度と、前記合成開口時間情報入力部が入力した合成開口時間情報が示す合成開口時間と、前記予測速度入力部が入力した複数の予測速度とに基づき、前記予測速度入力部が入力した予測速度毎に、前記ＳＡＲ搭載機の速度と目標物の速度とに基づき表される前記ＳＡＲと前記目標物との相対距離と、合成開口時間とから得られる参照関数を処理装置により生成することで、複数の参照関数を生成する参照関数生成部であって、所定の場合には前記予測速度に応じて前記合成開口時間の開始時刻と終了時刻とを変化させて参照関数を生成する参照関数生成部と、
前記参照関数生成部が生成した複数の参照関数の各参照関数に基づき、前記レンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを処理装置により生成するアジマス圧縮処理部と、
前記アジマス圧縮処理部が生成した複数のアジマス圧縮後データの各アジマス圧縮後データが示す目標物の画像の鮮明度を処理装置により算出する鮮明度算出部と、
前記鮮明度算出部が算出した前記目標物の画像の鮮明度が高いアジマス圧縮後データを生成するために使用した参照関数を生成する場合に、前記参照関数生成部が使用した予測速度を目標物の速度として処理装置により特定する速度特定部と
を備えることを特徴とする。
【０００６】
前記予測速度入力部は、目標物のレンジ方向の予測速度を表す多項式と、目標物のアジマス方向の予測速度を表す多項式とについて、所定の多項式の所定の次数から順に、その多項式のその次数の係数を変化させることにより生成した目標物の複数の予測速度を入力し、
前記速度特定部は、その次数の多項式で表した場合の目標物の速度を特定することで、その多項式のその次数の係数を特定し、
前記予測速度入力部は、その多項式のその次数の係数以外の係数は、前記速度特定部により既に特定されている場合には特定された値とし、特定されていない場合には所定の値とする
ことを特徴とする。
【０００７】
前記参照関数生成部は、目標物のレンジ方向の予測速度を表す多項式の０次の係数を変化させて生成された予測速度が入力された場合には、予測速度に応じて前記合成開口時間を変化させて参照関数を生成する
ことを特徴とする。
【０００８】
前記参照関数生成部は、
目標物のアジマス方向の予測速度を表す多項式の０次の係数を変化させて生成された予測速度と、目標物のレンジ方向の予測速度を表す多項式の１次の係数を変化させて生成された予測速度とのいずれかが入力された場合には、前記ＳＡＲと前記目標物との相対距離を表す数１を数２に基づき展開して２次の項までに限定した式に基づき、数３を計算して参照関数を生成し、
目標物のレンジ方向の予測速度を表す多項式の０次の係数を変化させて生成された予測速度が入力された場合には、数１を展開して２次の項までに限定した式に基づくとともに、数４に基づき合成開口時間の開始時刻と終了時刻とを変化させて数３を計算して参照関数を生成する
ことを特徴とする。
【数１】
【数２】
【数３】
【数４】
ここで、ｒＰＴはＳＡＲと目標物との相対距離、ｔは時刻、Ｒ０は合成開口中心でのＳＡＲと目標物との距離、ｖｒＥは地球の自転による目標物のレンジ方向速度、ｖａＥは地球の自転による目標物のアジマス方向速度、ＶｒＴは目標物自身の移動による目標物のレンジ方向速度、ＶａＴは目標物自身の移動による目標物のアジマス方向速度、ａＰ＿０はＳＡＲ搭載機の速度の０次成分、ｆｒｅｆ（ｔ）は参照関数、ｒｅｃｔ（ｔ／Ｔ）はｔがＴに含まれる場合は１、ｔがＴに含まれない場合は０となる関数、λは、ＳＡＲから放射される電波の波長、αｓｓｔａｒｔは前記合成開口時間情報入力部が入力した合成開口時間の開始時刻、αｓｅｎｄは前記合成開口時間情報入力部が入力した合成開口時間の終了時刻、ａ１は数５、ａ２は数６である。
【数５】
【数６】
【０００９】
前記参照関数生成部は、
他の係数を変化させて生成された予測速度が入力された場合には、前記ＳＡＲと前記目標物との相対距離を表す数１を所定の次数まで展開した式に基づき、数２を計算して参照関数を生成する
ことを特徴とする。
【００１０】
前記予測速度入力部は、目標物のアジマス方向の予測速度を表す多項式の０次の係数を変化させて生成された予測速度と、目標物のレンジ方向の予測速度を表す多項式の１次の係数を変化させて生成された予測速度とを所定の順に入力し、次に目標物のレンジ方向の予測速度を表す多項式の０次の係数を変化させて生成された予測速度を入力し、その後他の係数を変化させて生成された予測速度を所定の順に入力する
ことを特徴とする。
【００１１】
前記速度特定部は、目標物のレンジ方向の予測速度を表す多項式の０次の係数を変化させて生成された予測速度が入力された場合において、前記目標物の画像の鮮明度が高いアジマス圧縮後データが複数存在する場合には、前記目標物の画像の鮮明度が高い複数のアジマス圧縮後データを生成するために使用した参照関数を生成する場合に、前記参照関数生成部が使用した予測速度のうちで最も速い予測速度を目標物の速度として特定する
ことを特徴とする。
【００１２】
この発明に係る目標物速度特定プログラムは、
ＳＡＲ（Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｒａｄａｒ）により観測された目標物の速度を特定する目標物速度特定プログラムであり、
ＳＡＲが観測した目標物のデータについてレンジ圧縮したレンジ圧縮後データを入力するデータ入力処理と、
ＳＡＲを搭載したＳＡＲ搭載機の速度を入力するＳＡＲ速度入力処理と、
合成開口時間の開始時刻と終了時刻とを示す合成開口時間情報を入力する合成開口時間情報入力処理と、
目標物の複数の予測速度を入力する予測速度入力処理と、
前記ＳＡＲ速度入力処理で入力したＳＡＲ搭載機の速度と、前記合成開口時間情報入力処理で入力した合成開口時間情報が示す合成開口時間と、前記予測速度入力処理で入力した複数の予測速度とに基づき、前記予測速度入力処理で入力した予測速度毎に、前記ＳＡＲ搭載機の速度と目標物の速度とに基づき表される前記ＳＡＲと前記目標物との相対距離と、合成開口時間とから得られる参照関数を生成することで、複数の参照関数を生成する参照関数生成処理であって、所定の場合には前記予測速度に応じて前記合成開口時間の開始時刻と終了時刻とを変化させて参照関数を生成する参照関数生成処理と、
前記参照関数生成処理で生成した複数の参照関数の各参照関数に基づき、前記レンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを生成するアジマス圧縮処理と、
前記アジマス圧縮処理で生成した複数のアジマス圧縮後データの各アジマス圧縮後データが示す目標物の画像の鮮明度を算出する鮮明度算出処理と、
前記鮮明度算出処理で算出した前記目標物の画像の鮮明度が高いアジマス圧縮後データを生成するために使用した参照関数を生成する場合に、前記参照関数生成処理で使用した予測速度を目標物の速度として特定する速度特定処理と
をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００１３】
前記予測速度入力処理では、目標物のレンジ方向の予測速度を表す多項式と、目標物のアジマス方向の予測速度を表す多項式とについて、所定の多項式の所定の次数から順に、その多項式のその次数の係数を変化させることにより生成した目標物の複数の予測速度を入力し、
前記速度特定処理では、その次数の多項式で表した場合の目標物の速度を特定することで、その多項式のその次数の係数を特定し、
前記予測速度入力処理では、その多項式のその次数の係数以外の係数は、前記速度特定処理で既に特定されている場合には特定された値とし、特定されていない場合には所定の値とする
ことを特徴とする。
【００１４】
前記参照関数生成処理では、目標物のレンジ方向の予測速度を表す多項式の０次の係数を変化させて生成された予測速度が入力された場合には、予測速度に応じて前記合成開口時間を変化させて参照関数を生成する
ことを特徴とする。
【００１５】
前記参照関数生成処理では、
目標物のアジマス方向の予測速度を表す多項式の０次の係数を変化させて生成された予測速度と、目標物のレンジ方向の予測速度を表す多項式の１次の係数を変化させて生成された予測速度とのいずれかが入力された場合には、前記ＳＡＲと前記目標物との相対距離を表す数７を数８に基づき展開して２次の項までに限定した式に基づき、数９を計算して参照関数を生成し、
目標物のレンジ方向の予測速度を表す多項式の０次の係数を変化させて生成された予測速度が入力された場合には、数７を展開して２次の項までに限定した式に基づくとともに、数１０に基づき合成開口時間の開始時刻と終了時刻とを変化させて数９を計算して参照関数を生成する
ことを特徴とする。
【数７】
【数８】
【数９】
【数１０】
ここで、ｒＰＴはＳＡＲと目標物との相対距離、ｔは時刻、Ｒ０は合成開口中心でのＳＡＲと目標物との距離、ｖｒＥは地球の自転による目標物のレンジ方向速度、ｖａＥは地球の自転による目標物のアジマス方向速度、ＶｒＴは目標物自身の移動による目標物のレンジ方向速度、ＶａＴは目標物自身の移動による目標物のアジマス方向速度、ａＰ＿０はＳＡＲ搭載機の速度の０次成分、ｆｒｅｆ（ｔ）は参照関数、ｒｅｃｔ（ｔ／Ｔ）はｔがＴに含まれる場合は１、ｔがＴに含まれない場合は０となる関数、λは、ＳＡＲから放射される電波の波長、αｓｓｔａｒｔは前記合成開口時間情報入力処理で入力した合成開口時間の開始時刻、αｓｅｎｄは前記合成開口時間情報入力処理で入力した合成開口時間の終了時刻、ａ１は数１１、ａ２は数１２である。
【数１１】
【数１２】
【００１６】
前記参照関数生成処理では、
他の係数を変化させて生成された予測速度が入力された場合には、前記ＳＡＲと前記目標物との相対距離を表す数７を所定の次数まで展開した式に基づき、数８を計算して参照関数を生成する
ことを特徴とする。
【００１７】
前記予測速度入力処理では、目標物のアジマス方向の予測速度を表す多項式の０次の係数を変化させて生成された予測速度と、目標物のレンジ方向の予測速度を表す多項式の１次の係数を変化させて生成された予測速度とを所定の順に入力し、次に目標物のレンジ方向の予測速度を表す多項式の０次の係数を変化させて生成された予測速度を入力し、その後他の係数を変化させて生成された予測速度を所定の順に入力する
ことを特徴とする。
【００１８】
前記速度特定処理では、目標物のレンジ方向の予測速度を表す多項式の０次の係数を変化させて生成された予測速度が入力された場合において、前記目標物の画像の鮮明度が高いアジマス圧縮後データが複数存在する場合には、前記目標物の画像の鮮明度が高い複数のアジマス圧縮後データを生成するために使用した参照関数を生成する場合に、前記参照関数生成処理で使用した予測速度のうちで最も速い予測速度を目標物の速度として特定する
ことを特徴とする。
【００１９】
この発明に係る目標物速度特定方法は、
ＳＡＲ（Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｒａｄａｒ）により観測された目標物の速度を特定する目標物速度特定方法であり、
ＳＡＲが観測した目標物のデータについてレンジ圧縮したレンジ圧縮後データを入力するデータ入力工程と、
ＳＡＲを搭載したＳＡＲ搭載機の速度を入力するＳＡＲ速度入力工程と、
合成開口時間の開始時刻と終了時刻とを示す合成開口時間情報を入力する合成開口時間情報入力工程と、
目標物の複数の予測速度を入力する予測速度入力工程と、
前記ＳＡＲ速度入力工程で入力したＳＡＲ搭載機の速度と、前記合成開口時間情報入力工程で入力した合成開口時間情報が示す合成開口時間と、前記予測速度入力工程で入力した複数の予測速度とに基づき、前記予測速度入力工程で入力した予測速度毎に、前記ＳＡＲ搭載機の速度と目標物の速度とに基づき表される前記ＳＡＲと前記目標物との相対距離と、合成開口時間とから得られる参照関数を生成することで、複数の参照関数を生成する参照関数生成工程であって、所定の場合には前記予測速度に応じて前記合成開口時間の開始時刻と終了時刻とを変化させて参照関数を生成する参照関数生成工程と、
前記参照関数生成工程で生成した複数の参照関数の各参照関数に基づき、前記レンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを生成するアジマス圧縮処理工程と、
前記アジマス圧縮処理工程で生成した複数のアジマス圧縮後データの各アジマス圧縮後データが示す目標物の画像の鮮明度を算出する鮮明度算出工程と、
前記鮮明度算出工程で算出した前記目標物の画像の鮮明度が高いアジマス圧縮後データを生成するために使用した参照関数を生成する場合に、前記参照関数生成工程で使用した予測速度を目標物の速度として特定する速度特定工程と
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
この発明に係る目標物速度特定装置は、所定の場合には予測速度に応じて合成開口時間の開始時刻と終了時刻とを変化させて参照関数を生成することにより、高精度に目標物の速度を特定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】ＳＡＲと、移動する目標物との相対距離の説明図。
【図２】目標物が移動していることの影響の説明図。
【図３】実施の形態１における目標物速度特定装置１００の機能を示す機能ブロック図。
【図４】目標物速度特定装置１００の処理を示すフローチャート。
【図５】第１速度成分特定ステップの処理を示すフローチャート。
【図６】（Ｓ２２）で生成される複数の参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）の説明図。
【図７】第２速度成分特定ステップの処理を示すフローチャート。
【図８】（Ｓ３２）で生成される複数の参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）の説明図。
【図９】第３速度成分特定ステップの処理を示すフローチャート。
【図１０】画像再生ステップの処理を示すフローチャート。
【図１１】ドップラ周波数帯域が制限された場合の一例を示す図。
【図１２】ドップラ周波数領域と時間領域との対応関係を示す図。
【図１３】ドップラ周波数領域が制限されている場合に、（Ｓ３４）で計算される鮮明度の変化を示す図。
【図１４】鮮明度が最も高くなるピークが所定の範囲を持つことの説明図。
【図１５】目標物速度特定装置１００のハードウェア構成の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図に基づき、この発明の実施の形態について説明する。
なお、以下の説明において、処理装置は後述するＣＰＵ９１１等である。記憶装置は後述するＲＯＭ９１３、ＲＡＭ９１４、磁気ディスク９２０あるいはＣＰＵ９１１が有するキャッシュメモリやレジスタ等である。入力装置は後述するキーボード９０２、通信ボード９１５等である。つまり、処理装置、記憶装置、入力装置はハードウェアである。
【００２３】
実施の形態１．
ＳＡＲ画像再生処理では、一般に、ＳＡＲによって得られた信号を、レンジ圧縮し、レンジマイグレーション補正をし、アジマス圧縮して画像データを生成する。
アジマス圧縮とは、レンジ圧縮後のデータと参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）（アジマス圧縮参照関数）との相関処理である。参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）は、ＳＡＲと目標物との相対距離（相対運動）から求められる関数であり、数１３のように表される。また、アジマス圧縮では、参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）を基にドップラ周波数が計算され、通常ゼロドップラに結像させて画像データを得る。
【数１３】
ここで、ｔは、時刻である。Ｔは、合成開口時間である。ｒｅｃｔ（ｔ／Ｔ）は、ｔがＴに含まれる場合は１、ｔがＴに含まれない場合は０となる関数である。λは、ＳＡＲから放射される電波の波長である。ｒＰＴは、ＳＡＲと目標物との相対距離である。
【００２４】
図１は、ＳＡＲと、移動する目標物との相対距離の説明図である。なお、目標物の移動には、目標物自身の移動と、地球の自転による移動との２つがある。
図１に示すように、ＳＡＲと移動する目標物との相対距離は、数１４のように表せる。
【数１４】
ここで、Ｒ０は、合成開口中心（ｔ＝０）でのＳＡＲと目標物との距離である。ｖｒＥは、地球の自転による目標物のレンジ方向速度である。ｖｒＴは、目標物自身の移動による目標物のレンジ方向速度である。ｖａＴは、目標物自身の移動による目標物のアジマス方向速度である。ＶＰは、ＳＡＲを搭載したＳＡＲ搭載機の速度（アジマス方向速度）である。
なお、数１４では、地球の自転がレンジ方向にだけ影響する場合を示している。しかし、地球の自転がレンジ方向だけでなく、アジマス方向にも影響する場合も考えられ、この場合には、数１４は数１５のように書き換えられる。
【数１５】
ここで、ｖａＥは、地球の自転による目標物のアジマス方向速度である。
【００２５】
また、数１４，１５は、ＳＡＲから電波をスクイントさせずに、ＳＡＲ搭載機の進行方向と垂直な方向（真横）へ放射した場合におけるＳＡＲ搭載機と目標物との相対距離を表す。ＳＡＲから電波をスクイントさせて放射する場合は、数１５を数１６のように表すことができる。なお、電波をスクイントさせて放射するとは、ＳＡＲから電波を、ＳＡＲの進行方向と垂直な方向へ放射せず、ＳＡＲの進行方向前方や後方へ傾けて放射することである。
【数１６】
ここで、αは、ＳＡＲ搭載機の進行方向真横に対して、スクイントさせた電波の放射角度である。
【００２６】
以下の説明では、説明を簡単にするため、数１４を用いる。つまり、地球の自転がレンジ方向にだけ影響する場合であり、ＳＡＲから電波をスクイントさせずに、ＳＡＲ搭載機の進行方向と垂直な方向（真横）へ放射した場合を一例として説明する。しかし、以下の説明に基づき、数１５や数１６を用いた場合へ応用することは容易である。
【００２７】
ＶＰ（ｔ），ｖｒＴ（ｔ），ｖａＴ（ｔ）をそれぞれ以下のように定義する。
ＶＰ（ｔ）＝ａＰ＿０＋ａＰ＿１ｔ＋ａＰ＿２ｔ２＋・・・＋ａＰ＿ｎｔｎ
ｖｒＴ（ｔ）＝ａｒＴ＿０＋ａｒＴ＿１ｔ＋ａｒＴ＿２ｔ２＋・・・＋ａｒＴ＿ｋｔｋ
ｖａＴ（ｔ）＝ａａＴ＿０＋ａａＴ＿１ｔ＋ａａＴ＿２ｔ２＋・・・＋ａａＴ＿ｌｔｌ
すると、ｒＰＴを展開して数１７のように表すことができる。
【数１７】
【００２８】
数１７を時刻ｔに関する２次の項までの式とすると、数１８のように表される。
【数１８】
【００２９】
数１９のように定義する。
【数１９】
すると、数１８を数２０のように変形できる。
【数２０】
数２０から、時刻ｔの２次関数の頂点（ｘ，ｙ）は、数２１のように表せる。
【数２１】
【００３０】
図２は、目標物が移動していることの影響の説明図である。図２では、数２０に示す目標物が移動している場合の曲線を実線で示す。また、図２では、実線で示す目標物の合成開口中心の位置で目標物が静止している場合に得られる曲線を破線で示す。なお、図２では、縦軸がＳＡＲと目標物との相対距離、横軸が時刻である。
なお、目標物が静止しているとは、目標物自身の移動がないだけでなく、地球の自転により目標物が移動することもない場合である。そのため、目標物が静止している場合には、数１８のｖｒＥ，ａｒＴ＿０，ａｒＴ＿１，ｖａＥ，ａａＴ＿０に０を代入することで、目標物が静止している場合におけるｒＰＴを数２２のように表すことができる。
【数２２】
ここで、数２２においてａ２は、数２３である。
【数２３】
【００３１】
図２から分かるように、目標物が移動している場合、目標物が静止している場合と比較して、数２０に示す２次関数の頂点（ｘ，ｙ）の位置と、２次関数によって表される曲線の形状（曲率）とが異なる。
【００３２】
まず、２次関数の頂点（ｘ，ｙ）の位置が異なることの影響について説明する。
上述したように、ＳＡＲ画像再生処理では、通常、ゼロドップラに結像させて画像データを得る。ゼロドップラは、時間軸における２次関数の頂点位置である。つまり、目標物が静止している場合であれば、合成開口中心の位置である図２の（０，ａ０）に画像が結像される。したがって、目標物が静止している場合には、目標物の本来の位置に目標物が表示される。
しかし、目標物が移動している場合、図２の（−ａ１／２ａ２，ａ０−ａ１２／４ａ２）の位置に画像が結像される。つまり、目標物が移動している場合、アジマス圧縮後データでは、目標物が本来表示されるべき合成開口中心での位置（０，ａ０）とは異なる位置（−ａ１／２ａ２，ａ０−ａ１２／４ａ２）に目標物の画像が結像され目標物が表示されてしまう。
なお、アジマス圧縮後データを見ても、目標物が本来表示されるべき位置（０，ａ０）はわからない。
【００３３】
また、図２に示す移動している目標物も静止している目標物も同様に、本来、開始時刻−Ｔ／２から終了時刻Ｔ／２までの合成開口時間Ｔに基づき生成される参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）を用いてアジマス圧縮されるべきである。
しかし、通常、時間軸における２次関数の頂点位置が合成開口中心であるとして、合成開口中心の前後所定の時間を合成開口時間として生成された参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）を用いてアジマス圧縮される。つまり、図２では、開始時刻−Ｔ／２−ａ１／２ａ２から終了時刻Ｔ／２−ａ１／２ａ２までの合成開口時間Ｔ’に基づき生成された参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）を用いてアジマス圧縮される。
移動する目標物についての信号値は、時刻−Ｔ／２から時刻Ｔ／２までにのみ存在しており、時刻Ｔ／２から時刻Ｔ／２−ａ１／２ａ２までには存在しない。したがって、開始時刻−Ｔ／２から終了時刻Ｔ／２までの合成開口時間Ｔに基づき生成される参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）を用いてアジマス圧縮する場合と比べて、開始時刻−Ｔ／２−ａ１／２ａ２から終了時刻Ｔ／２−ａ１／２ａ２までの合成開口時間Ｔ’に基づき生成された参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）を用いてアジマス圧縮する場合、移動する目標物についての信号値と参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）との相関が低くなる。つまり、アジマス圧縮後データにおける目標物の画素の輝度は低く、不鮮明なボケた状態になる。
【００３４】
次に、２次関数によって表される曲線の形状（曲率）が異なることの影響について説明する。
通常、目標物が静止していることを前提とした参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）を用いてアジマス圧縮される。目標物が静止していることを前提とした参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）の曲線の形状（曲率）と、移動する目標物についての信号値の曲線の形状（曲率）とは異なる。そのため、移動する目標物についての信号値と参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）との相関をとると、相関が低い。つまり、アジマス圧縮後データにおける目標物の画素の輝度は低く、不鮮明なボケた状態になる。
【００３５】
ここで、数１９に示すように、目標物のレンジ方向速度の定数成分ａｒＴ＿０は、ａ０とａ２とには含まれず、ａ１にのみ含まれる。また、数２０に示すように、ａ１はｔ２の係数となっていないため、ａ１は時刻ｔの２次関数によって表される曲線の形状（曲率）には影響しない。つまり、目標物のレンジ方向速度の定数成分ａｒＴ＿０は、時刻ｔの２次関数によって表される曲線の形状には影響しない。
一方、数２１から分かるように、ａ１は時刻ｔの２次関数の頂点（ｘ，ｙ）の位置に影響する。つまり、目標物のレンジ方向速度の定数成分ａｒＴ＿０は、時刻ｔの２次関数の頂点（ｘ，ｙ）の位置に影響する。
【００３６】
特許文献１では、曲線の形状（曲率）の違いに基づく画像のボケを利用して速度特定する。しかし、上述したように、３次以上の高次成分を除いた数１８では、目標物のレンジ方向速度の定数成分ａｒＴ＿０は、２次関数の曲線の形状（曲率）には影響を与えない。そのため、特許文献１の方法では、３次以上の高次成分を除いた数１８を用いて目標物のレンジ方向速度の定数成分ａｒＴ＿０を特定することはできない。
なお、数１７に示すように、高次成分にも目標物のレンジ方向速度の定数成分ａｒＴ＿０は含まれている。したがって、特許文献１で目標物のレンジ方向速度の定数成分ａｒＴ＿０を特定することは理論上可能である。
しかし、車両等の移動する目標物の速度は、低次成分の影響が強く、高次成分の影響は弱い。そのため、車両等の移動する目標物の速度を特許文献１の方法で特定した場合、レンジ方向速度の定数成分ａｒＴ＿０に誤差が含まれる可能性がある。
そこで、この実施の形態に係る目標物速度特定装置１００は、２次関数の頂点位置のずれを利用して、目標物のレンジ方向速度の定数成分ａｒＴ＿０を特定する。これにより、特許文献１の方法よりも高精度に目標物のレンジ方向速度を特定することができる。
【００３７】
この実施の形態に係る目標物速度特定装置１００について説明する。
図３は、この実施の形態における目標物速度特定装置１００の機能を示す機能ブロック図である。
目標物速度特定装置１００は、入力部１１０、処理部１２０を備える。
入力部１１０は、データ入力部１１１、予測速度入力部１１２、合成開口時間情報入力部１１３、ＳＡＲ速度入力部１１４を備える。
処理部１２０は、参照関数生成部１２１、画像再生部１２２、鮮明度算出部１２３、速度特定部１２４を備える。また、画像再生部１２２は、レンジマイグレーション補正部１２５、ゼロ詰め処理部１２６、ＦＦＴ処理部１２７、アジマス圧縮処理部１２８、ＩＦＦＴ処理部１２９を備える。
【００３８】
図４は、目標物速度特定装置１００の処理を示すフローチャートである。
（Ｓ１：入力ステップ）
データ入力部１１１は、アジマス圧縮後データ（ＳＬＣ（シングルルックコンプレックス）画像）から目標物を１箇所選び、目標物を含む範囲を処理装置により切り出し、切り出した範囲の画像のアジマス圧縮を解凍して生成したレンジ圧縮後データを処理装置により生成する。そして、データ入力部１１１は、レンジ圧縮後データを入力して記憶装置に記憶する。なお、アジマス圧縮を解凍するとは、アジマス圧縮時に使用した参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）を用いて、アジマス圧縮の逆処理を行うことである。
また、合成開口時間情報入力部１１３は、合成開口時間ｔｓの開始時刻αｓｓｔａｒｔと終了時刻αｓｅｎｄとを示す合成開口時間情報を入力して記憶装置に記憶する。なお、目標物についての合成開口時間は、目標物が結像された位置から特定される。
また、ＳＡＲ速度入力部１１４は、ＳＡＲ搭載機の速度ＶＰを入力して記憶装置に記憶する。なお、前提として、ＳＡＲ搭載機の速度ＶＰは既知であるとする。
【００３９】
（Ｓ２：第１速度成分特定ステップ）
目標物のアジマス方向速度の定数成分ａａＴ＿０とレンジ方向速度の１次成分ａｒＴ＿１とを所定の順に特定する。ここでは、まず、目標物のアジマス方向速度の定数成分ａａＴ＿０を特定し、次に、レンジ方向速度の１次成分ａｒＴ＿１を特定するものとして説明する。
なお、ここでは、曲線の形状（曲率）の違いに基づく画像のボケを利用して、目標物のアジマス方向速度の定数成分ａａＴ＿０とレンジ方向速度の１次成分ａｒＴ＿１とを特定する。
【００４０】
図５は、第１速度成分特定ステップの処理を示すフローチャートである。
まず、目標物のアジマス方向速度の定数成分ａａＴ＿０を特定する。
（Ｓ２１：速度入力ステップ）
予測速度入力部１１２は、様々な目標物のアジマス方向速度の定数成分ａａＴ＿０を予測速度として入力して記憶装置に記憶する。また、予測速度入力部１１２は、レンジ方向速度の１次成分ａｒＴ＿１として０あるいは所定の値を入力して記憶装置に記憶する。
（Ｓ２２：参照関数生成ステップ）
参照関数生成部１２１は、ＳＡＲと目標物との相対運動を示す式として、数１８における目標物のレンジ方向速度の定数成分ａｒＴ＿０を０とした数２４を用い数１３を計算することにより、処理装置により参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）を生成する。
【数２４】
参照関数生成部１２１は、（Ｓ１）で入力されたＳＡＲ搭載機の速度ＶＰ（ここでは、ＶＰの定数成分ａＰ＿０）と、（Ｓ２１）で入力された目標物のレンジ方向速度の１次成分ａｒＴ＿１を、数２４に示す式に代入する。さらに、参照関数生成部１２１は、（Ｓ２１）で入力された目標物のアジマス方向速度の定数成分ａａＴ＿０を、数２４に示す式に代入して、目標物のアジマス方向速度の定数成分ａａＴ＿０毎にｒＰＴ（ｔ）を計算する。そして、参照関数生成部１２１は、計算されたｒＰＴ（ｔ）を用いて、数１３を計算することにより、（Ｓ２１）で入力された目標物のアジマス方向速度の定数成分ａａＴ＿０毎に参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）を処理装置により生成する。
図６は、（Ｓ２２）で生成される複数の参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）の説明図である。図６では、目標物の信号値を実線で示し、生成される参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）のいくつかの例を破線で示す。図６に示すように、参照関数生成部１２１は、目標物のアジマス方向速度の定数成分ａａＴ＿０に応じて、ｔの２次関数の曲線の形状（曲率）を様々に変化させた複数の参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）を生成する。
なお、（Ｓ１）で入力された合成開口時間は図６に示す合成開口時間Ｔ’である。
（Ｓ２３：画像再生ステップ）
画像再生部１２２は、（Ｓ２２）で生成した各参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）に基づき（Ｓ１）で入力されたレンジ圧縮後データをアジマス圧縮して、アジマス圧縮後データを処理装置により生成する。なお、画像再生ステップについて、詳しくは後述する。
（Ｓ２４：鮮明度算出ステップ）
鮮明度算出部１２３は、（Ｓ２３）で生成したアジマス圧縮後データが示す目標物の画像の鮮明度を処理装置により算出する。ここで、鮮明度とは、画像の画素の輝度であり、言い替えれば、画像再生処理で実行されたアジマス圧縮において、参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）と信号値との相関の高さを表す。
つまり、鮮明度算出部１２３は、図６において、合成開口時間Ｔ’が示す範囲における目標物の信号値を示す実線と、各参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）を示す破線との相関（一致の程度）を計算する。図６から分かるように、目標物の信号値を示す実線の曲率と、参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）を示す破線の曲率とが近いほど、相関は高くなる。
（Ｓ２５：速度特定ステップ）
速度特定部１２４は、（Ｓ２４）で算出した目標物の画像の鮮明度が最も高いアジマス圧縮後データを処理装置により特定する。速度特定部１２４は、特定したアジマス圧縮後データを生成するために使用した参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）を処理装置により特定する。つまり、図６において、目標物の信号値を示す実線と、参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）を示す破線との一致の程度が最も大きい参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）を特定する。
そして、速度特定部１２４は、特定した参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）を（Ｓ２２）で生成する場合に使用した目標物のアジマス方向速度の定数成分ａａＴ＿０を処理装置により特定する。これにより、目標物のアジマス方向速度の定数成分ａａＴ＿０を特定することができる。
【００４１】
次に、（Ｓ２１）へ戻って、目標物のレンジ方向速度の１次成分ａｒＴ＿１を特定する。
（Ｓ２１：速度入力ステップ）
予測速度入力部１１２は、様々な目標物のレンジ方向速度の１次成分ａｒＴ＿１を入力して記憶装置に記憶する。また、予測速度入力部１１２は、上述した処理により特定した目標物のアジマス方向速度の定数成分ａａＴ＿０を入力して記憶装置に記憶する。
（Ｓ２２：参照関数生成ステップ）
参照関数生成部１２１は、（Ｓ１）で入力されたＳＡＲ搭載機の速度ＶＰ（ここでは、ＶＰの定数成分ａＰ＿０）と、（Ｓ２１）で入力された目標物のアジマス方向速度の定数成分ａａＴ＿０とを数２４に示す式に代入する。さらに、参照関数生成部１２１は、（Ｓ２１）で入力された目標物のレンジ方向速度の１次成分ａｒＴ＿１を、数２４に示す式に代入して、目標物のレンジ方向速度の１次成分ａｒＴ＿１毎にｒＰＴ（ｔ）を計算する。そして、参照関数生成部１２１は、計算されたｒＰＴ（ｔ）を用いて、数１３を計算することにより、（Ｓ２１）で入力された目標物のレンジ方向速度の１次成分ａｒＴ＿１毎に参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）を処理装置により生成する。
つまり、参照関数生成部１２１は、目標物のレンジ方向速度の１次成分ａｒＴ＿１に応じて、ｔの２次関数の曲線の形状（曲率）を様々に変化させた複数の参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）を生成する。
（Ｓ２３：画像再生ステップ）
画像再生部１２２は、（Ｓ２２）で生成した各参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）に基づき（Ｓ１）で入力されたレンジ圧縮後データをアジマス圧縮して、アジマス圧縮後データを処理装置により生成する。
（Ｓ２４：鮮明度算出ステップ）
鮮明度算出部１２３は、（Ｓ２３）で生成したアジマス圧縮後データが示す目標物の画像の鮮明度を処理装置により算出する。
（Ｓ２５：速度特定ステップ）
速度特定部１２４は、（Ｓ２４）で算出した目標物の画像の鮮明度が最も高いアジマス圧縮後データを処理装置により特定する。速度特定部１２４は、特定したアジマス圧縮後データを生成するために使用した参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）を生成する場合に、（Ｓ２２）で使用した目標物のレンジ方向速度の１次成分ａｒＴ＿１を処理装置により特定する。これにより、目標物のレンジ方向速度の１次成分ａｒＴ＿１を特定することができる。
以上により、目標物のアジマス方向速度の定数成分ａａＴ＿０とレンジ方向速度の１次成分ａｒＴ＿１とを特定できたので、（Ｓ２）の処理を終了して（Ｓ３）の処理へ進む。
【００４２】
（Ｓ３：第２速度成分特定ステップ）
目標物のレンジ方向速度の定数成分ａｒＴ＿０を特定する。
なお、上述したように、目標物のレンジ方向速度の定数成分ａｒＴ＿０は、時刻ｔの２次関数によって表される曲線の形状には影響しない。そこで、ここでは、２次関数の頂点位置のずれを利用して、目標物のレンジ方向速度の定数成分ａｒＴ＿０を特定する。
【００４３】
図７は、第２速度成分特定ステップの処理を示すフローチャートである。
（Ｓ３１：速度入力ステップ）
予測速度入力部１１２は、様々な目標物のレンジ方向速度の定数成分ａｒＴ＿０を、予測速度として入力して記憶装置に記憶する。また、（Ｓ２）で特定した目標物のアジマス方向速度の定数成分ａａＴ＿０とレンジ方向速度の１次成分ａｒＴ＿１とを入力して記憶装置に記憶する。
（Ｓ３２：参照関数生成ステップ）
参照関数生成部１２１は、数２４を用い数１３を計算することにより、処理装置により参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）を生成する。
まず、参照関数生成部１２１は、（Ｓ１）で入力されたＳＡＲ搭載機の速度ＶＰ（ここでは、ＶＰの定数成分ａＰ＿０）と、（Ｓ３１）で入力された目標物のアジマス方向速度の定数成分ａａＴ＿０とレンジ方向速度の１次成分ａｒＴ＿１とを、数２４に示す式に代入する。これにより、ｒＰＴ（ｔ）が１つ計算される。
また、参照関数生成部１２１は、（Ｓ１）で入力された合成開口時間ｔｓの開始時刻αｓｓｔａｒｔと終了時刻αｓｅｎｄとを、それぞれ開始時刻αｓｓｔａｒｔ＋ａ１／２ａ２と終了時刻αｓｅｎｄ＋ａ１／２ａ２とする。つまり、参照関数生成部１２１は、静止した目標物を再生する場合における合成開口時間ｔｓが、合成開口開始時刻αｓｓｔａｒｔと終了時刻αｓｅｎｄとから「αｓｓｔａｒｔ≦ｔｓ＜αｓｅｎｄ」で表される場合、ここでの合成開口時間ｔＴを「αｓｓｔａｒｔ＋ａ１／２ａ２≦ｔＴ＜αｓｅｎｄ＋ａ１／２ａ２」とする。
そして、これに基づき、参照関数生成部１２１は、数１３を計算して参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）を生成する。なお、ａ１，ａ２は、数１９に示した通りであり、ａ１にはレンジ方向速度の１次成分ａｒＴ＿０が含まれる。したがって、（Ｓ３１）で入力されたレンジ方向速度の１次成分ａｒＴ＿０毎に参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）が生成される。
図８は、（Ｓ３２）で生成される複数の参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）の説明図である。なお、図８では、目標物の信号値を実線で示し、生成される参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）を破線で示す。図８に示すように、（Ｓ２）で目標物のアジマス方向の定数成分ａａＴ＿０とレンジ方向速度の１次成分ａｒＴ＿１とが特定されているため、２次関数の曲線の形状（曲率）は１つに特定されている。ここでは、参照関数生成部１２１は、特定された曲線の形状（曲率）の２次関数の切り出す範囲を、合成開口時間（１）（２）（３）のように時間軸方向にずらした複数の参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）を生成する。なお、切り出す範囲の時間軸方向の幅は固定であり、どの合成開口時間も合成開口時間（１）に示すαｓｅｎｄ−αｓｓｔａｒｔと等しい。
（Ｓ３３：画像再生ステップ）
画像再生部１２２は、（Ｓ３２）で生成した各参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）に基づき（Ｓ１）で入力されたレンジ圧縮後データをアジマス圧縮して、アジマス圧縮後データを処理装置により生成する。
（Ｓ３４：鮮明度算出ステップ）
鮮明度算出部１２３は、（Ｓ３３）で生成したアジマス圧縮後データが示す目標物の画像の鮮明度を処理装置により算出する。
つまり、鮮明度算出部１２３は、図８において、目標物の信号値を示す実線と、各合成開口時間における破線との相関（一致の程度）を計算する。目標物の信号値を示す実線の時間軸方向の範囲と、合成開口時間の範囲とが近いほど、相関は高くなる。
（Ｓ３５：速度特定ステップ）
速度特定部１２４は、（Ｓ３４）で算出した目標物の画像の鮮明度が最も高いアジマス圧縮後データを処理装置により特定する。速度特定部１２４は、特定したアジマス圧縮後データを生成するために使用した参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）を生成する場合に、（Ｓ３２）で使用した目標物のレンジ方向速度の１次成分ａｒＴ＿１を処理装置により特定する。これにより、目標物のレンジ方向速度の１次成分ａｒＴ＿１を特定することができる。
【００４４】
（Ｓ４：第３速度成分特定ステップ）
目標物の残りの速度成分を特定する。つまり、目標物のアジマス方向の１次成分以上の成分と、レンジ方向の２次成分以上の成分とを所定の順に特定する。例えば、目標物のアジマス方向の１次成分、目標物のレンジ方向の２次成分、目標物のアジマス方向の２次成分、目標物のレンジ方向の３次成分・・・の順に次数の低い成分から特定する。
なお、ここでは、曲線の形状の違いに基づく画像のボケを利用して、目標物の残りの速度成分を特定する。
【００４５】
図９は、第３速度成分特定ステップの処理を示すフローチャートである。
（Ｓ４１：速度入力ステップ）
予測速度入力部１１２は、特定しようとする速度成分を様々に変化させて、予測速度として入力して記憶装置に記憶する。また、予測速度入力部１１２は、（Ｓ２）、（Ｓ３）で特定した目標物のアジマス方向速度の定数成分ａａＴ＿０と、レンジ方向速度の定数成分ａｒＴ＿０及び１次成分ａｒＴ＿１とを入力して記憶装置に記憶する。また、予測速度入力部１１２は、その他の速度成分については、０あるいは所定の値を入力して記憶装置に記憶する。
例えば、目標物のアジマス方向の１次成分を特定する場合、予測速度入力部１１２は、目標物のアジマス方向の１次成分ａａＴ＿１を様々に変化させて、予測速度として入力する。また、予測速度入力部１１２は、（Ｓ２）及び（Ｓ３）で特定したアジマス方向速度の定数成分ａａＴ＿０と、レンジ方向速度の定数成分ａｒＴ＿０及び１次成分ａｒＴ＿１とを入力する。また、予測速度入力部１１２は、他の速度成分（目標物のアジマス方向の２次成分以上の成分、及び、目標物のレンジ方向の２次成分以上の成分）として、０又は所定の値を入力する。
（Ｓ４２：参照関数生成ステップ）
参照関数生成部１２１は、（Ｓ１）で入力されたＳＡＲ搭載機の速度ＶＰと、（Ｓ４１）で入力された各速度成分を数１７に示す式に代入する。これにより、（Ｓ４１）で入力された特定しようとする速度成分（ここでは、目標物のアジマス方向速度の１次成分ａａＴ＿１）毎に、ｒＰＴ（ｔ）が計算される。そして、参照関数生成部１２１は、計算されたｒＰＴ（ｔ）を用いて、数１３を計算することにより、（Ｓ３１）で入力された特定しようとする速度成分毎に参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）を処理装置により生成する。つまり、参照関数生成部１２１は、特定しようとする速度成分に応じて、ｔの２次関数の曲線の形状を様々に変化させた複数の参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）を生成する。
（Ｓ４３：画像再生ステップ）
画像再生部１２２は、（Ｓ４２）で生成した各参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）に基づき（Ｓ１）で入力されたレンジ圧縮後データをアジマス圧縮して、アジマス圧縮後データを処理装置により生成する。
（Ｓ４４：鮮明度算出ステップ）
鮮明度算出部１２３は、（Ｓ４３）で生成したアジマス圧縮後データが示す目標物の画像の鮮明度を処理装置により算出する。
（Ｓ４５：速度特定ステップ）
速度特定部１２４は、（Ｓ４４）で算出した目標物の画像の鮮明度が最も高いアジマス圧縮後データを処理装置により特定する。速度特定部１２４は、特定したアジマス圧縮後データを生成するために使用した参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）を生成する場合に、（Ｓ４２）で使用した速度成分（ここでは、目標物のアジマス方向速度の１次成分ａａＴ＿１）を処理装置により特定する。これにより、その速度成分（ここでは、目標物のアジマス方向速度の１次成分ａａＴ＿１）を特定することができる。
全ての速度成分が特定されていない場合、再び処理を（Ｓ４１）へ戻して、他の速度成分を特定する。これを繰り返すことで、全ての速度成分を特定することができる。
【００４６】
以上のように、この実施の形態に係る目標物速度特定装置１００は、目標物のレンジ方向速度の１次成分ａｒＴ＿１を特定する際、２次関数の頂点位置のずれに着目し、合成開口時間を変化させて複数の参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）を生成した。これにより、目標物のレンジ方向速度の１次成分ａｒＴ＿１を高精度に特定することができる。
【００４７】
目標物速度特定装置１００は、例えば、アジマス圧縮後のＳＡＲ画像から目標物の速度を高精度に特定できるため、海洋においては、不審船や流氷等の動作の分析、動作の監視、動向予測等に応用できる。また、陸上や海上の交通の監視にも有効である。
また、アジマス圧縮後のＳＡＲ画像における各画素についての速度を求め、所定の速度以上の速度の画素を抽出することにより、アジマス圧縮後のＳＡＲ画像に含まれる移動体を検出することができる。つまり、移動体検出（ＭＴＩ：Ｍｏｖｉｎｇ Ｔａｒｇｅｔ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）技術に応用することができる。
【００４８】
また、（Ｓ２）、（Ｓ３）で特定した目標物のアジマス方向速度の定数成分ａａＴ＿０と、レンジ方向速度の定数成分ａｒＴ＿０及び１次成分ａｒＴ＿１とに基づき、数２１を計算すると、目標物を本来結像すべき位置と、数１８に示す２次関数の頂点位置とのずれ量が得られる。そのため、目標物を本来結像すべき位置、つまり合成開口中心における目標物の位置を特定することができる。
【００４９】
なお、上記説明では、（Ｓ１）でＳＡＲ画像のＳＬＣデータを入力するとした。しかし、複素数のデータであれば、ＳＬＣの数ピクセルを重み付けして１ピクセルとするいわゆるマルチルック処理した画像であるＭＬＣ（マルチルックコンプレックス）データであってもよい。
【００５０】
補足として、（Ｓ２３），（Ｓ３３），（Ｓ４３）の画像再生ステップについて説明する。なお、画像再生ステップの処理は一般的な処理であるため、簡単に説明する。
図１０は、画像再生ステップの処理を示すフローチャートである。
【００５１】
（Ｓ５１：レンジマイグレーション補正ステップ）
レンジマイグレーション補正部１２５は、相対距離ｒＰＴ（ｔ）に応じて、補正量Ｃｒを算出する。なお、補正量Ｃｒの算出方法は、例えば特許文献１に記載された方法等である。レンジマイグレーション補正部１２５は、算出された補正量Ｃｒに基づいて、（Ｓ１）でデータ入力部１１１が入力したレンジ圧縮後データについてレンジマイグレーション補正し補正後データを生成する。
【００５２】
（Ｓ５２：ゼロ詰め処理ステップ）
ゼロ詰め処理部１２６は、（Ｓ５１）で生成した補正後データに０を詰めることにより、補正後データの画素数を２のべき乗としたゼロ詰めデータを処理装置により生成する。
【００５３】
（Ｓ５３：高速フーリエ変換処理ステップ）
ＦＦＴ処理部１２７は、（Ｓ５２）で生成したゼロ詰めデータをＦＦＴ（高速フーリエ変換）しＦＦＴ後データを処理装置により生成する。
また、ＦＦＴ処理部１２７は、参照関数生成部１２１が生成した参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）をＦＦＴしＦＦＴ後参照関数を処理装置により生成する。
【００５４】
（Ｓ５４：アジマス圧縮処理ステップ）
アジマス圧縮処理部１２８は、（Ｓ５３）でＦＦＴ処理部１２７が生成したＦＦＴ後参照関数に基づき、ＦＦＴ後データをアジマス圧縮しアジマス圧縮後データを処理装置により生成する。
【００５５】
（Ｓ５５：逆高速フーリエ変換処理ステップ）
ＩＦＦＴ処理部１２９は、（Ｓ５４）でアジマス圧縮したアジマス圧縮後データをＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換）し、ＩＦＦＴ後データを処理装置により生成する。これにより、アジマス圧縮したＳＡＲ画像データが生成される。
【００５６】
実施の形態２．
実施の形態２では、ドップラ周波数の帯域制限がされた場合について説明する。
【００５７】
静止目標を対象としたシステムでは、静止したドップラ周波数を高品質に画像化するために、ドップラ周波数帯域を制限する場合がある。ドップラ周波数帯域を制限するとは、一部の周波数帯域についての信号値をカット（削除）してしまうことである。通常、高周波帯域の信号値がカットされる。図１１は、ドップラ周波数帯域が制限された場合の一例を示す図である。図１１では、周波数帯域Ｓの範囲の信号値がカットされている。
なお、ドップラ周波数領域における目標距離の軌跡と時間領域における目標距離の軌跡とは、同等に扱うことができる。図１２は、ドップラ周波数領域と時間領域との対応関係を示す図である。図１２では、目標が静止している場合を例として示す。ドップラ周波数領域における相対距離の変化とそれに対応する時刻が既知であるため、時間軸と周波数軸とをユニークに対応付けることができる。図１２では、周波数領域における領域Ｓ１と時間領域における領域Ｓ１’とが対応しており、周波数領域における領域Ｓ２と時間領域における領域Ｓ２’とが対応している。ここで、ドップラ周波数領域で高周波成分をカットするということは、時間軸で２次関数の頂点位置から遠い部分をカットすることに対応する。
【００５８】
図１３は、ドップラ周波数領域が制限されている場合に、（Ｓ３４）で計算される鮮明度の変化を示す図である。図１３では、縦軸が鮮明度の評価値であり、横軸がレンジ方向速度の定数成分である。
図１３に示すように、ドップラ周波数領域が制限されている場合、（Ｓ３４）で計算される鮮明度が最も高くなるピークが１点ではなく、所定の範囲を持つことになる。つまり、レンジ方向速度の定数成分がａｒＴ＿０１からａｒＴ＿０２までの範囲で、鮮明度が最も高くなる。
【００５９】
図１４は、鮮明度が最も高くなるピークが所定の範囲を持つことの説明図である。
図１４では、本来の合成開口時間は合成開口時間Ｔであり、この範囲においては信号値を有するが、このうち領域Ｓの信号（二点破線部分）がカットされている。この場合、参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）を生成する際に用いる合成開口時間Ｔ’が合成開口時間Ｔと一致する場合（図１４の合成開口時間ｔＴ（１）となる場合）の速度ａｒＴ＿０が本来求めるべき速度である。
しかし、（Ｓ１）で丹生慮臆された合成開口時間ｔｓを徐々に図１４の左側へずらしていくと、開始時刻αｓｓｔａｒｔが信号がカットされた領域Ｓと重なる合成開口時間ｔＴ（２）になった時点で、合成開口時間ｔＴ（１）となる場合と、目標物の信号値を示す実線と、各合成開口時間における破線との相関（一致の程度）が同一になる。そのまま、合成開口時間ｔｓを徐々に図１４の左側へずらしていくと、開始時刻αｓｓｔａｒｔが信号がカットされた領域Ｓと重なっている間は、ずっと合成開口時間ｔＴ（１）となる場合と、目標物の信号値を示す実線と、各合成開口時間における破線との相関（一致の程度）が同一になる。そして、開始時刻αｓｓｔａｒｔが信号がカットされた領域Ｓを越えると、目標物の信号値を示す実線と、各合成開口時間における破線との相関（一致の程度）が低くなる。
つまり、図１４において開始時刻αｓｓｔａｒｔが信号がカットされた領域Ｓと重なる状態となるレンジ方向速度の定数成分ａｒＴ＿０の範囲が、図１３で示すａｒＴ＿０１からａｒＴ＿０２までの範囲であり、鮮明度が最も高くなる。そして、鮮明度が最も高くなる範囲において、本来求めるべき速度は、（Ｓ１）で入力された合成開口時間ｔｓから最も大きくずらした合成開口時間となる場合の速度である。
ここで、レンジ方向速度の定数成分ａｒＴ＿０が大きいほど、生成される参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）における合成開口時間ｔＴと、（Ｓ１）で入力された合成開口時間ｔｓとの間のずれが大きい。したがって、鮮明度が最も高くなる速度範囲で、最も速い速度を特定することで、本来求めるべき速度を特定することができる。したがって、図１４では、ａｒＴ＿０２をレンジ方向速度の定数成分として特定すればよい。
【００６０】
つまり、ドップラ周波数の帯域制限がされた場合には、（Ｓ３５）において、速度特定部１２４は、複数のアジマス圧縮後データを特定することになる。そこで、速度特定部１２４は、特定した複数のアジマス圧縮後データを生成するために使用した複数の参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）を生成する場合に、（Ｓ３２）で使用した複数の目標物のレンジ方向速度の定数成分ａｒＴ＿０を特定し、そのうち最も速い速度を特定する。これにより、本来求めるべき目標物のレンジ方向速度の定数成分を特定することができる。
【００６１】
次に、目標物速度特定装置１００のハードウェア構成について説明する。
図１５は、目標物速度特定装置１００のハードウェア構成の一例を示す図である。
図１５に示すように、目標物速度特定装置１００は、プログラムを実行するＣＰＵ９１１（Ｃｅｎｔｒａｌ・Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ・Ｕｎｉｔ、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサともいう）を備えている。ＣＰＵ９１１は、バス９１２を介してＲＯＭ９１３、ＲＡＭ９１４、ＬＣＤ９０１（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）、キーボード９０２（Ｋ／Ｂ）、通信ボード９１５、磁気ディスク装置９２０と接続され、これらのハードウェアデバイスを制御する。磁気ディスク装置９２０（固定ディスク装置）の代わりに、光ディスク装置、メモリカード読み書き装置などの記憶装置でもよい。磁気ディスク装置９２０は、所定の固定ディスクインタフェースを介して接続される。
【００６２】
ＲＯＭ９１３、磁気ディスク装置９２０は、不揮発性メモリの一例である。ＲＡＭ９１４は、揮発性メモリの一例である。ＲＯＭ９１３とＲＡＭ９１４と磁気ディスク装置９２０とは、記憶装置（メモリ）の一例である。また、キーボード９０２、通信ボード９１５は、入力装置の一例である。また、通信ボード９１５は、通信装置（ネットワークインタフェース）の一例である。さらに、ＬＣＤ９０１は、表示装置の一例である。
【００６３】
磁気ディスク装置９２０又はＲＯＭ９１３などには、オペレーティングシステム９２１（ＯＳ）、ウィンドウシステム９２２、プログラム群９２３、ファイル群９２４が記憶されている。プログラム群９２３のプログラムは、ＣＰＵ９１１、オペレーティングシステム９２１、ウィンドウシステム９２２により実行される。
【００６４】
プログラム群９２３には、上記の説明において「入力部１１０」、「処理部１２０」等として説明した機能を実行するソフトウェアやプログラムやその他のプログラムが記憶されている。プログラムは、ＣＰＵ９１１により読み出され実行される。
ファイル群９２４には、上記の説明において被覆情報記憶装置３４が記憶する情報やデータや信号値や変数値やパラメータが、「ファイル」や「データベース」の各項目として記憶される。「ファイル」や「データベース」は、ディスクやメモリなどの記録媒体に記憶される。ディスクやメモリなどの記憶媒体に記憶された情報やデータや信号値や変数値やパラメータは、読み書き回路を介してＣＰＵ９１１によりメインメモリやキャッシュメモリに読み出され、抽出・検索・参照・比較・演算・計算・処理・出力・印刷・表示などのＣＰＵ９１１の動作に用いられる。抽出・検索・参照・比較・演算・計算・処理・出力・印刷・表示のＣＰＵ９１１の動作の間、情報やデータや信号値や変数値やパラメータは、メインメモリやキャッシュメモリやバッファメモリに一時的に記憶される。
【００６５】
また、上記の説明におけるフローチャートの矢印の部分は主としてデータや信号の入出力を示し、データや信号値は、ＲＡＭ９１４のメモリ、その他光ディスク等の記録媒体やＩＣチップに記録される。また、データや信号は、バス９１２や信号線やケーブルその他の伝送媒体や電波によりオンライン伝送される。
また、上記の説明において「〜部」として説明するものは、「〜回路」、「〜装置」、「〜機器」、「〜手段」、「〜機能」であってもよく、また、「〜ステップ」、「〜手順」、「〜処理」であってもよい。また、「〜装置」として説明するものは、「〜回路」、「〜機器」、「〜手段」、「〜機能」であってもよく、また、「〜ステップ」、「〜手順」、「〜処理」であってもよい。さらに、「〜処理」として説明するものは「〜ステップ」であっても構わない。すなわち、「〜部」として説明するものは、ＲＯＭ９１３に記憶されたファームウェアで実現されていても構わない。或いは、ソフトウェアのみ、或いは、素子・デバイス・基板・配線などのハードウェアのみ、或いは、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせ、さらには、ファームウェアとの組み合わせで実施されても構わない。ファームウェアとソフトウェアは、プログラムとして、ＲＯＭ９１３等の記録媒体に記憶される。プログラムはＣＰＵ９１１により読み出され、ＣＰＵ９１１により実行される。すなわち、プログラムは、上記で述べた「〜部」としてコンピュータ等を機能させるものである。あるいは、上記で述べた「〜部」の手順や方法をコンピュータ等に実行させるものである。
【符号の説明】
【００６６】
１００ 目標物速度特定装置、１１０ 入力部、１２０ 処理部、１１１ データ入力部、１１２ 予測速度入力部、１１３ 合成開口時間情報入力部、１１４ ＳＡＲ速度入力部、１２１ 参照関数生成部、１２２ 画像再生部、１２３ 鮮明度算出部、１２４ 速度特定部、１２５ レンジマイグレーション補正部、１２６ ゼロ詰め処理部、１２７ ＦＦＴ処理部、１２８ アジマス圧縮処理部、１２９ ＩＦＦＴ処理部。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、ＳＡＲ（Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｒａｄａｒ）画像から目標物の速度を特定する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、アジマス圧縮後のＳＡＲ画像（アジマス圧縮後データ）から目標物の速度を特定することについて記載されている。特許文献１では、アジマス圧縮後データを、アジマス圧縮に用いたアジマス圧縮参照関数を用いて解凍して、アジマス圧縮前のデータに戻す。そして、目標物の予測速度を変化させて、複数のアジマス圧縮参照関数を生成し、生成した各アジマス圧縮参照関数を用いてアジマス圧縮前のデータを再びアジマス圧縮して、複数のアジマス圧縮後データを生成する。生成した複数のアジマス圧縮後の画像の中で、最も鮮明な画像データを得る際に使用したアジマス圧縮参照関数を特定し、そのアジマス圧縮参照関数を生成する際に使用した目標物の予測速度を、その目標物の速度であると特定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２９２５３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された方法でも、目標物の速度を特定することは可能である。しかし、特許文献１に記載された方法では、特定した目標物の速度に所定以上の誤差を含んでしまう虞がある。
この発明は、アジマス圧縮後のＳＡＲ画像から高精度に目標物の速度を特定することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明に係る目標物速度特定装置は、
ＳＡＲ（Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｒａｄａｒ）により観測された目標物の速度を特定する目標物速度特定装置であり、
ＳＡＲが観測した目標物のデータについてレンジ圧縮したレンジ圧縮後データを入力して記憶装置に記憶するデータ入力部と、
ＳＡＲを搭載したＳＡＲ搭載機の速度を入力して記憶装置に記憶するＳＡＲ速度入力部と、
合成開口時間の開始時刻と終了時刻とを示す合成開口時間情報を入力して記憶装置に記憶する合成開口時間情報入力部と、
目標物の複数の予測速度を入力して記憶装置に記憶する予測速度入力部と、
前記ＳＡＲ速度入力部が入力したＳＡＲ搭載機の速度と、前記合成開口時間情報入力部が入力した合成開口時間情報が示す合成開口時間と、前記予測速度入力部が入力した複数の予測速度とに基づき、前記予測速度入力部が入力した予測速度毎に、前記ＳＡＲ搭載機の速度と目標物の速度とに基づき表される前記ＳＡＲと前記目標物との相対距離と、合成開口時間とから得られる参照関数を処理装置により生成することで、複数の参照関数を生成する参照関数生成部であって、所定の場合には前記予測速度に応じて前記合成開口時間の開始時刻と終了時刻とを変化させて参照関数を生成する参照関数生成部と、
前記参照関数生成部が生成した複数の参照関数の各参照関数に基づき、前記レンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを処理装置により生成するアジマス圧縮処理部と、
前記アジマス圧縮処理部が生成した複数のアジマス圧縮後データの各アジマス圧縮後データが示す目標物の画像の鮮明度を処理装置により算出する鮮明度算出部と、
前記鮮明度算出部が算出した前記目標物の画像の鮮明度が高いアジマス圧縮後データを生成するために使用した参照関数を生成する場合に、前記参照関数生成部が使用した予測速度を目標物の速度として処理装置により特定する速度特定部と
を備えることを特徴とする。
【０００６】
前記予測速度入力部は、目標物のレンジ方向の予測速度を表す多項式と、目標物のアジマス方向の予測速度を表す多項式とについて、所定の多項式の所定の次数から順に、その多項式のその次数の係数を変化させることにより生成した目標物の複数の予測速度を入力し、
前記速度特定部は、その次数の多項式で表した場合の目標物の速度を特定することで、その多項式のその次数の係数を特定し、
前記予測速度入力部は、その多項式のその次数の係数以外の係数は、前記速度特定部により既に特定されている場合には特定された値とし、特定されていない場合には所定の値とする
ことを特徴とする。
【０００７】
前記参照関数生成部は、目標物のレンジ方向の予測速度を表す多項式の０次の係数を変化させて生成された予測速度が入力された場合には、予測速度に応じて前記合成開口時間を変化させて参照関数を生成する
ことを特徴とする。
【０００８】
前記参照関数生成部は、
目標物のアジマス方向の予測速度を表す多項式の０次の係数を変化させて生成された予測速度と、目標物のレンジ方向の予測速度を表す多項式の１次の係数を変化させて生成された予測速度とのいずれかが入力された場合には、前記ＳＡＲと前記目標物との相対距離を表す数１を数２に基づき展開して２次の項までに限定した式に基づき、数３を計算して参照関数を生成し、
目標物のレンジ方向の予測速度を表す多項式の０次の係数を変化させて生成された予測速度が入力された場合には、数１を展開して２次の項までに限定した式に基づくとともに、数４に基づき合成開口時間の開始時刻と終了時刻とを変化させて数３を計算して参照関数を生成する
ことを特徴とする。
【数１】
【数２】
【数３】
【数４】
ここで、ｒＰＴはＳＡＲと目標物との相対距離、ｔは時刻、Ｒ０は合成開口中心でのＳＡＲと目標物との距離、ｖｒＥは地球の自転による目標物のレンジ方向速度、ｖａＥは地球の自転による目標物のアジマス方向速度、ＶｒＴは目標物自身の移動による目標物のレンジ方向速度、ＶａＴは目標物自身の移動による目標物のアジマス方向速度、ａＰ＿０はＳＡＲ搭載機の速度の０次成分、ｆｒｅｆ（ｔ）は参照関数、ｒｅｃｔ（ｔ／Ｔ）はｔがＴに含まれる場合は１、ｔがＴに含まれない場合は０となる関数、λは、ＳＡＲから放射される電波の波長、αｓｓｔａｒｔは前記合成開口時間情報入力部が入力した合成開口時間の開始時刻、αｓｅｎｄは前記合成開口時間情報入力部が入力した合成開口時間の終了時刻、ａ１は数５、ａ２は数６である。
【数５】
【数６】
【０００９】
前記参照関数生成部は、
他の係数を変化させて生成された予測速度が入力された場合には、前記ＳＡＲと前記目標物との相対距離を表す数１を所定の次数まで展開した式に基づき、数２を計算して参照関数を生成する
ことを特徴とする。
【００１０】
前記予測速度入力部は、目標物のアジマス方向の予測速度を表す多項式の０次の係数を変化させて生成された予測速度と、目標物のレンジ方向の予測速度を表す多項式の１次の係数を変化させて生成された予測速度とを所定の順に入力し、次に目標物のレンジ方向の予測速度を表す多項式の０次の係数を変化させて生成された予測速度を入力し、その後他の係数を変化させて生成された予測速度を所定の順に入力する
ことを特徴とする。
【００１１】
前記速度特定部は、目標物のレンジ方向の予測速度を表す多項式の０次の係数を変化させて生成された予測速度が入力された場合において、前記目標物の画像の鮮明度が高いアジマス圧縮後データが複数存在する場合には、前記目標物の画像の鮮明度が高い複数のアジマス圧縮後データを生成するために使用した参照関数を生成する場合に、前記参照関数生成部が使用した予測速度のうちで最も速い予測速度を目標物の速度として特定する
ことを特徴とする。
【００１２】
この発明に係る目標物速度特定プログラムは、
ＳＡＲ（Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｒａｄａｒ）により観測された目標物の速度を特定する目標物速度特定プログラムであり、
ＳＡＲが観測した目標物のデータについてレンジ圧縮したレンジ圧縮後データを入力するデータ入力処理と、
ＳＡＲを搭載したＳＡＲ搭載機の速度を入力するＳＡＲ速度入力処理と、
合成開口時間の開始時刻と終了時刻とを示す合成開口時間情報を入力する合成開口時間情報入力処理と、
目標物の複数の予測速度を入力する予測速度入力処理と、
前記ＳＡＲ速度入力処理で入力したＳＡＲ搭載機の速度と、前記合成開口時間情報入力処理で入力した合成開口時間情報が示す合成開口時間と、前記予測速度入力処理で入力した複数の予測速度とに基づき、前記予測速度入力処理で入力した予測速度毎に、前記ＳＡＲ搭載機の速度と目標物の速度とに基づき表される前記ＳＡＲと前記目標物との相対距離と、合成開口時間とから得られる参照関数を生成することで、複数の参照関数を生成する参照関数生成処理であって、所定の場合には前記予測速度に応じて前記合成開口時間の開始時刻と終了時刻とを変化させて参照関数を生成する参照関数生成処理と、
前記参照関数生成処理で生成した複数の参照関数の各参照関数に基づき、前記レンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを生成するアジマス圧縮処理と、
前記アジマス圧縮処理で生成した複数のアジマス圧縮後データの各アジマス圧縮後データが示す目標物の画像の鮮明度を算出する鮮明度算出処理と、
前記鮮明度算出処理で算出した前記目標物の画像の鮮明度が高いアジマス圧縮後データを生成するために使用した参照関数を生成する場合に、前記参照関数生成処理で使用した予測速度を目標物の速度として特定する速度特定処理と
をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００１３】
前記予測速度入力処理では、目標物のレンジ方向の予測速度を表す多項式と、目標物のアジマス方向の予測速度を表す多項式とについて、所定の多項式の所定の次数から順に、その多項式のその次数の係数を変化させることにより生成した目標物の複数の予測速度を入力し、
前記速度特定処理では、その次数の多項式で表した場合の目標物の速度を特定することで、その多項式のその次数の係数を特定し、
前記予測速度入力処理では、その多項式のその次数の係数以外の係数は、前記速度特定処理で既に特定されている場合には特定された値とし、特定されていない場合には所定の値とする
ことを特徴とする。
【００１４】
前記参照関数生成処理では、目標物のレンジ方向の予測速度を表す多項式の０次の係数を変化させて生成された予測速度が入力された場合には、予測速度に応じて前記合成開口時間を変化させて参照関数を生成する
ことを特徴とする。
【００１５】
前記参照関数生成処理では、
目標物のアジマス方向の予測速度を表す多項式の０次の係数を変化させて生成された予測速度と、目標物のレンジ方向の予測速度を表す多項式の１次の係数を変化させて生成された予測速度とのいずれかが入力された場合には、前記ＳＡＲと前記目標物との相対距離を表す数７を数８に基づき展開して２次の項までに限定した式に基づき、数９を計算して参照関数を生成し、
目標物のレンジ方向の予測速度を表す多項式の０次の係数を変化させて生成された予測速度が入力された場合には、数７を展開して２次の項までに限定した式に基づくとともに、数１０に基づき合成開口時間の開始時刻と終了時刻とを変化させて数９を計算して参照関数を生成する
ことを特徴とする。
【数７】
【数８】
【数９】
【数１０】
ここで、ｒＰＴはＳＡＲと目標物との相対距離、ｔは時刻、Ｒ０は合成開口中心でのＳＡＲと目標物との距離、ｖｒＥは地球の自転による目標物のレンジ方向速度、ｖａＥは地球の自転による目標物のアジマス方向速度、ＶｒＴは目標物自身の移動による目標物のレンジ方向速度、ＶａＴは目標物自身の移動による目標物のアジマス方向速度、ａＰ＿０はＳＡＲ搭載機の速度の０次成分、ｆｒｅｆ（ｔ）は参照関数、ｒｅｃｔ（ｔ／Ｔ）はｔがＴに含まれる場合は１、ｔがＴに含まれない場合は０となる関数、λは、ＳＡＲから放射される電波の波長、αｓｓｔａｒｔは前記合成開口時間情報入力処理で入力した合成開口時間の開始時刻、αｓｅｎｄは前記合成開口時間情報入力処理で入力した合成開口時間の終了時刻、ａ１は数１１、ａ２は数１２である。
【数１１】
【数１２】
【００１６】
前記参照関数生成処理では、
他の係数を変化させて生成された予測速度が入力された場合には、前記ＳＡＲと前記目標物との相対距離を表す数７を所定の次数まで展開した式に基づき、数８を計算して参照関数を生成する
ことを特徴とする。
【００１７】
前記予測速度入力処理では、目標物のアジマス方向の予測速度を表す多項式の０次の係数を変化させて生成された予測速度と、目標物のレンジ方向の予測速度を表す多項式の１次の係数を変化させて生成された予測速度とを所定の順に入力し、次に目標物のレンジ方向の予測速度を表す多項式の０次の係数を変化させて生成された予測速度を入力し、その後他の係数を変化させて生成された予測速度を所定の順に入力する
ことを特徴とする。
【００１８】
前記速度特定処理では、目標物のレンジ方向の予測速度を表す多項式の０次の係数を変化させて生成された予測速度が入力された場合において、前記目標物の画像の鮮明度が高いアジマス圧縮後データが複数存在する場合には、前記目標物の画像の鮮明度が高い複数のアジマス圧縮後データを生成するために使用した参照関数を生成する場合に、前記参照関数生成処理で使用した予測速度のうちで最も速い予測速度を目標物の速度として特定する
ことを特徴とする。
【００１９】
この発明に係る目標物速度特定方法は、
ＳＡＲ（Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｒａｄａｒ）により観測された目標物の速度を特定する目標物速度特定方法であり、
ＳＡＲが観測した目標物のデータについてレンジ圧縮したレンジ圧縮後データを入力するデータ入力工程と、
ＳＡＲを搭載したＳＡＲ搭載機の速度を入力するＳＡＲ速度入力工程と、
合成開口時間の開始時刻と終了時刻とを示す合成開口時間情報を入力する合成開口時間情報入力工程と、
目標物の複数の予測速度を入力する予測速度入力工程と、
前記ＳＡＲ速度入力工程で入力したＳＡＲ搭載機の速度と、前記合成開口時間情報入力工程で入力した合成開口時間情報が示す合成開口時間と、前記予測速度入力工程で入力した複数の予測速度とに基づき、前記予測速度入力工程で入力した予測速度毎に、前記ＳＡＲ搭載機の速度と目標物の速度とに基づき表される前記ＳＡＲと前記目標物との相対距離と、合成開口時間とから得られる参照関数を生成することで、複数の参照関数を生成する参照関数生成工程であって、所定の場合には前記予測速度に応じて前記合成開口時間の開始時刻と終了時刻とを変化させて参照関数を生成する参照関数生成工程と、
前記参照関数生成工程で生成した複数の参照関数の各参照関数に基づき、前記レンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを生成するアジマス圧縮処理工程と、
前記アジマス圧縮処理工程で生成した複数のアジマス圧縮後データの各アジマス圧縮後データが示す目標物の画像の鮮明度を算出する鮮明度算出工程と、
前記鮮明度算出工程で算出した前記目標物の画像の鮮明度が高いアジマス圧縮後データを生成するために使用した参照関数を生成する場合に、前記参照関数生成工程で使用した予測速度を目標物の速度として特定する速度特定工程と
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
この発明に係る目標物速度特定装置は、所定の場合には予測速度に応じて合成開口時間の開始時刻と終了時刻とを変化させて参照関数を生成することにより、高精度に目標物の速度を特定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】ＳＡＲと、移動する目標物との相対距離の説明図。
【図２】目標物が移動していることの影響の説明図。
【図３】実施の形態１における目標物速度特定装置１００の機能を示す機能ブロック図。
【図４】目標物速度特定装置１００の処理を示すフローチャート。
【図５】第１速度成分特定ステップの処理を示すフローチャート。
【図６】（Ｓ２２）で生成される複数の参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）の説明図。
【図７】第２速度成分特定ステップの処理を示すフローチャート。
【図８】（Ｓ３２）で生成される複数の参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）の説明図。
【図９】第３速度成分特定ステップの処理を示すフローチャート。
【図１０】画像再生ステップの処理を示すフローチャート。
【図１１】ドップラ周波数帯域が制限された場合の一例を示す図。
【図１２】ドップラ周波数領域と時間領域との対応関係を示す図。
【図１３】ドップラ周波数領域が制限されている場合に、（Ｓ３４）で計算される鮮明度の変化を示す図。
【図１４】鮮明度が最も高くなるピークが所定の範囲を持つことの説明図。
【図１５】目標物速度特定装置１００のハードウェア構成の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図に基づき、この発明の実施の形態について説明する。
なお、以下の説明において、処理装置は後述するＣＰＵ９１１等である。記憶装置は後述するＲＯＭ９１３、ＲＡＭ９１４、磁気ディスク９２０あるいはＣＰＵ９１１が有するキャッシュメモリやレジスタ等である。入力装置は後述するキーボード９０２、通信ボード９１５等である。つまり、処理装置、記憶装置、入力装置はハードウェアである。
【００２３】
実施の形態１．
ＳＡＲ画像再生処理では、一般に、ＳＡＲによって得られた信号を、レンジ圧縮し、レンジマイグレーション補正をし、アジマス圧縮して画像データを生成する。
アジマス圧縮とは、レンジ圧縮後のデータと参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）（アジマス圧縮参照関数）との相関処理である。参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）は、ＳＡＲと目標物との相対距離（相対運動）から求められる関数であり、数１３のように表される。また、アジマス圧縮では、参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）を基にドップラ周波数が計算され、通常ゼロドップラに結像させて画像データを得る。
【数１３】
ここで、ｔは、時刻である。Ｔは、合成開口時間である。ｒｅｃｔ（ｔ／Ｔ）は、ｔがＴに含まれる場合は１、ｔがＴに含まれない場合は０となる関数である。λは、ＳＡＲから放射される電波の波長である。ｒＰＴは、ＳＡＲと目標物との相対距離である。
【００２４】
図１は、ＳＡＲと、移動する目標物との相対距離の説明図である。なお、目標物の移動には、目標物自身の移動と、地球の自転による移動との２つがある。
図１に示すように、ＳＡＲと移動する目標物との相対距離は、数１４のように表せる。
【数１４】
ここで、Ｒ０は、合成開口中心（ｔ＝０）でのＳＡＲと目標物との距離である。ｖｒＥは、地球の自転による目標物のレンジ方向速度である。ｖｒＴは、目標物自身の移動による目標物のレンジ方向速度である。ｖａＴは、目標物自身の移動による目標物のアジマス方向速度である。ＶＰは、ＳＡＲを搭載したＳＡＲ搭載機の速度（アジマス方向速度）である。
なお、数１４では、地球の自転がレンジ方向にだけ影響する場合を示している。しかし、地球の自転がレンジ方向だけでなく、アジマス方向にも影響する場合も考えられ、この場合には、数１４は数１５のように書き換えられる。
【数１５】
ここで、ｖａＥは、地球の自転による目標物のアジマス方向速度である。
【００２５】
また、数１４，１５は、ＳＡＲから電波をスクイントさせずに、ＳＡＲ搭載機の進行方向と垂直な方向（真横）へ放射した場合におけるＳＡＲ搭載機と目標物との相対距離を表す。ＳＡＲから電波をスクイントさせて放射する場合は、数１５を数１６のように表すことができる。なお、電波をスクイントさせて放射するとは、ＳＡＲから電波を、ＳＡＲの進行方向と垂直な方向へ放射せず、ＳＡＲの進行方向前方や後方へ傾けて放射することである。
【数１６】
ここで、αは、ＳＡＲ搭載機の進行方向真横に対して、スクイントさせた電波の放射角度である。
【００２６】
以下の説明では、説明を簡単にするため、数１４を用いる。つまり、地球の自転がレンジ方向にだけ影響する場合であり、ＳＡＲから電波をスクイントさせずに、ＳＡＲ搭載機の進行方向と垂直な方向（真横）へ放射した場合を一例として説明する。しかし、以下の説明に基づき、数１５や数１６を用いた場合へ応用することは容易である。
【００２７】
ＶＰ（ｔ），ｖｒＴ（ｔ），ｖａＴ（ｔ）をそれぞれ以下のように定義する。
ＶＰ（ｔ）＝ａＰ＿０＋ａＰ＿１ｔ＋ａＰ＿２ｔ２＋・・・＋ａＰ＿ｎｔｎ
ｖｒＴ（ｔ）＝ａｒＴ＿０＋ａｒＴ＿１ｔ＋ａｒＴ＿２ｔ２＋・・・＋ａｒＴ＿ｋｔｋ
ｖａＴ（ｔ）＝ａａＴ＿０＋ａａＴ＿１ｔ＋ａａＴ＿２ｔ２＋・・・＋ａａＴ＿ｌｔｌ
すると、ｒＰＴを展開して数１７のように表すことができる。
【数１７】
【００２８】
数１７を時刻ｔに関する２次の項までの式とすると、数１８のように表される。
【数１８】
【００２９】
数１９のように定義する。
【数１９】
すると、数１８を数２０のように変形できる。
【数２０】
数２０から、時刻ｔの２次関数の頂点（ｘ，ｙ）は、数２１のように表せる。
【数２１】
【００３０】
図２は、目標物が移動していることの影響の説明図である。図２では、数２０に示す目標物が移動している場合の曲線を実線で示す。また、図２では、実線で示す目標物の合成開口中心の位置で目標物が静止している場合に得られる曲線を破線で示す。なお、図２では、縦軸がＳＡＲと目標物との相対距離、横軸が時刻である。
なお、目標物が静止しているとは、目標物自身の移動がないだけでなく、地球の自転により目標物が移動することもない場合である。そのため、目標物が静止している場合には、数１８のｖｒＥ，ａｒＴ＿０，ａｒＴ＿１，ｖａＥ，ａａＴ＿０に０を代入することで、目標物が静止している場合におけるｒＰＴを数２２のように表すことができる。
【数２２】
ここで、数２２においてａ２は、数２３である。
【数２３】
【００３１】
図２から分かるように、目標物が移動している場合、目標物が静止している場合と比較して、数２０に示す２次関数の頂点（ｘ，ｙ）の位置と、２次関数によって表される曲線の形状（曲率）とが異なる。
【００３２】
まず、２次関数の頂点（ｘ，ｙ）の位置が異なることの影響について説明する。
上述したように、ＳＡＲ画像再生処理では、通常、ゼロドップラに結像させて画像データを得る。ゼロドップラは、時間軸における２次関数の頂点位置である。つまり、目標物が静止している場合であれば、合成開口中心の位置である図２の（０，ａ０）に画像が結像される。したがって、目標物が静止している場合には、目標物の本来の位置に目標物が表示される。
しかし、目標物が移動している場合、図２の（−ａ１／２ａ２，ａ０−ａ１２／４ａ２）の位置に画像が結像される。つまり、目標物が移動している場合、アジマス圧縮後データでは、目標物が本来表示されるべき合成開口中心での位置（０，ａ０）とは異なる位置（−ａ１／２ａ２，ａ０−ａ１２／４ａ２）に目標物の画像が結像され目標物が表示されてしまう。
なお、アジマス圧縮後データを見ても、目標物が本来表示されるべき位置（０，ａ０）はわからない。
【００３３】
また、図２に示す移動している目標物も静止している目標物も同様に、本来、開始時刻−Ｔ／２から終了時刻Ｔ／２までの合成開口時間Ｔに基づき生成される参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）を用いてアジマス圧縮されるべきである。
しかし、通常、時間軸における２次関数の頂点位置が合成開口中心であるとして、合成開口中心の前後所定の時間を合成開口時間として生成された参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）を用いてアジマス圧縮される。つまり、図２では、開始時刻−Ｔ／２−ａ１／２ａ２から終了時刻Ｔ／２−ａ１／２ａ２までの合成開口時間Ｔ’に基づき生成された参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）を用いてアジマス圧縮される。
移動する目標物についての信号値は、時刻−Ｔ／２から時刻Ｔ／２までにのみ存在しており、時刻Ｔ／２から時刻Ｔ／２−ａ１／２ａ２までには存在しない。したがって、開始時刻−Ｔ／２から終了時刻Ｔ／２までの合成開口時間Ｔに基づき生成される参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）を用いてアジマス圧縮する場合と比べて、開始時刻−Ｔ／２−ａ１／２ａ２から終了時刻Ｔ／２−ａ１／２ａ２までの合成開口時間Ｔ’に基づき生成された参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）を用いてアジマス圧縮する場合、移動する目標物についての信号値と参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）との相関が低くなる。つまり、アジマス圧縮後データにおける目標物の画素の輝度は低く、不鮮明なボケた状態になる。
【００３４】
次に、２次関数によって表される曲線の形状（曲率）が異なることの影響について説明する。
通常、目標物が静止していることを前提とした参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）を用いてアジマス圧縮される。目標物が静止していることを前提とした参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）の曲線の形状（曲率）と、移動する目標物についての信号値の曲線の形状（曲率）とは異なる。そのため、移動する目標物についての信号値と参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）との相関をとると、相関が低い。つまり、アジマス圧縮後データにおける目標物の画素の輝度は低く、不鮮明なボケた状態になる。
【００３５】
ここで、数１９に示すように、目標物のレンジ方向速度の定数成分ａｒＴ＿０は、ａ０とａ２とには含まれず、ａ１にのみ含まれる。また、数２０に示すように、ａ１はｔ２の係数となっていないため、ａ１は時刻ｔの２次関数によって表される曲線の形状（曲率）には影響しない。つまり、目標物のレンジ方向速度の定数成分ａｒＴ＿０は、時刻ｔの２次関数によって表される曲線の形状には影響しない。
一方、数２１から分かるように、ａ１は時刻ｔの２次関数の頂点（ｘ，ｙ）の位置に影響する。つまり、目標物のレンジ方向速度の定数成分ａｒＴ＿０は、時刻ｔの２次関数の頂点（ｘ，ｙ）の位置に影響する。
【００３６】
特許文献１では、曲線の形状（曲率）の違いに基づく画像のボケを利用して速度特定する。しかし、上述したように、３次以上の高次成分を除いた数１８では、目標物のレンジ方向速度の定数成分ａｒＴ＿０は、２次関数の曲線の形状（曲率）には影響を与えない。そのため、特許文献１の方法では、３次以上の高次成分を除いた数１８を用いて目標物のレンジ方向速度の定数成分ａｒＴ＿０を特定することはできない。
なお、数１７に示すように、高次成分にも目標物のレンジ方向速度の定数成分ａｒＴ＿０は含まれている。したがって、特許文献１で目標物のレンジ方向速度の定数成分ａｒＴ＿０を特定することは理論上可能である。
しかし、車両等の移動する目標物の速度は、低次成分の影響が強く、高次成分の影響は弱い。そのため、車両等の移動する目標物の速度を特許文献１の方法で特定した場合、レンジ方向速度の定数成分ａｒＴ＿０に誤差が含まれる可能性がある。
そこで、この実施の形態に係る目標物速度特定装置１００は、２次関数の頂点位置のずれを利用して、目標物のレンジ方向速度の定数成分ａｒＴ＿０を特定する。これにより、特許文献１の方法よりも高精度に目標物のレンジ方向速度を特定することができる。
【００３７】
この実施の形態に係る目標物速度特定装置１００について説明する。
図３は、この実施の形態における目標物速度特定装置１００の機能を示す機能ブロック図である。
目標物速度特定装置１００は、入力部１１０、処理部１２０を備える。
入力部１１０は、データ入力部１１１、予測速度入力部１１２、合成開口時間情報入力部１１３、ＳＡＲ速度入力部１１４を備える。
処理部１２０は、参照関数生成部１２１、画像再生部１２２、鮮明度算出部１２３、速度特定部１２４を備える。また、画像再生部１２２は、レンジマイグレーション補正部１２５、ゼロ詰め処理部１２６、ＦＦＴ処理部１２７、アジマス圧縮処理部１２８、ＩＦＦＴ処理部１２９を備える。
【００３８】
図４は、目標物速度特定装置１００の処理を示すフローチャートである。
（Ｓ１：入力ステップ）
データ入力部１１１は、アジマス圧縮後データ（ＳＬＣ（シングルルックコンプレックス）画像）から目標物を１箇所選び、目標物を含む範囲を処理装置により切り出し、切り出した範囲の画像のアジマス圧縮を解凍して生成したレンジ圧縮後データを処理装置により生成する。そして、データ入力部１１１は、レンジ圧縮後データを入力して記憶装置に記憶する。なお、アジマス圧縮を解凍するとは、アジマス圧縮時に使用した参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）を用いて、アジマス圧縮の逆処理を行うことである。
また、合成開口時間情報入力部１１３は、合成開口時間ｔｓの開始時刻αｓｓｔａｒｔと終了時刻αｓｅｎｄとを示す合成開口時間情報を入力して記憶装置に記憶する。なお、目標物についての合成開口時間は、目標物が結像された位置から特定される。
また、ＳＡＲ速度入力部１１４は、ＳＡＲ搭載機の速度ＶＰを入力して記憶装置に記憶する。なお、前提として、ＳＡＲ搭載機の速度ＶＰは既知であるとする。
【００３９】
（Ｓ２：第１速度成分特定ステップ）
目標物のアジマス方向速度の定数成分ａａＴ＿０とレンジ方向速度の１次成分ａｒＴ＿１とを所定の順に特定する。ここでは、まず、目標物のアジマス方向速度の定数成分ａａＴ＿０を特定し、次に、レンジ方向速度の１次成分ａｒＴ＿１を特定するものとして説明する。
なお、ここでは、曲線の形状（曲率）の違いに基づく画像のボケを利用して、目標物のアジマス方向速度の定数成分ａａＴ＿０とレンジ方向速度の１次成分ａｒＴ＿１とを特定する。
【００４０】
図５は、第１速度成分特定ステップの処理を示すフローチャートである。
まず、目標物のアジマス方向速度の定数成分ａａＴ＿０を特定する。
（Ｓ２１：速度入力ステップ）
予測速度入力部１１２は、様々な目標物のアジマス方向速度の定数成分ａａＴ＿０を予測速度として入力して記憶装置に記憶する。また、予測速度入力部１１２は、レンジ方向速度の１次成分ａｒＴ＿１として０あるいは所定の値を入力して記憶装置に記憶する。
（Ｓ２２：参照関数生成ステップ）
参照関数生成部１２１は、ＳＡＲと目標物との相対運動を示す式として、数１８における目標物のレンジ方向速度の定数成分ａｒＴ＿０を０とした数２４を用い数１３を計算することにより、処理装置により参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）を生成する。
【数２４】
参照関数生成部１２１は、（Ｓ１）で入力されたＳＡＲ搭載機の速度ＶＰ（ここでは、ＶＰの定数成分ａＰ＿０）と、（Ｓ２１）で入力された目標物のレンジ方向速度の１次成分ａｒＴ＿１を、数２４に示す式に代入する。さらに、参照関数生成部１２１は、（Ｓ２１）で入力された目標物のアジマス方向速度の定数成分ａａＴ＿０を、数２４に示す式に代入して、目標物のアジマス方向速度の定数成分ａａＴ＿０毎にｒＰＴ（ｔ）を計算する。そして、参照関数生成部１２１は、計算されたｒＰＴ（ｔ）を用いて、数１３を計算することにより、（Ｓ２１）で入力された目標物のアジマス方向速度の定数成分ａａＴ＿０毎に参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）を処理装置により生成する。
図６は、（Ｓ２２）で生成される複数の参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）の説明図である。図６では、目標物の信号値を実線で示し、生成される参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）のいくつかの例を破線で示す。図６に示すように、参照関数生成部１２１は、目標物のアジマス方向速度の定数成分ａａＴ＿０に応じて、ｔの２次関数の曲線の形状（曲率）を様々に変化させた複数の参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）を生成する。
なお、（Ｓ１）で入力された合成開口時間は図６に示す合成開口時間Ｔ’である。
（Ｓ２３：画像再生ステップ）
画像再生部１２２は、（Ｓ２２）で生成した各参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）に基づき（Ｓ１）で入力されたレンジ圧縮後データをアジマス圧縮して、アジマス圧縮後データを処理装置により生成する。なお、画像再生ステップについて、詳しくは後述する。
（Ｓ２４：鮮明度算出ステップ）
鮮明度算出部１２３は、（Ｓ２３）で生成したアジマス圧縮後データが示す目標物の画像の鮮明度を処理装置により算出する。ここで、鮮明度とは、画像の画素の輝度であり、言い替えれば、画像再生処理で実行されたアジマス圧縮において、参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）と信号値との相関の高さを表す。
つまり、鮮明度算出部１２３は、図６において、合成開口時間Ｔ’が示す範囲における目標物の信号値を示す実線と、各参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）を示す破線との相関（一致の程度）を計算する。図６から分かるように、目標物の信号値を示す実線の曲率と、参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）を示す破線の曲率とが近いほど、相関は高くなる。
（Ｓ２５：速度特定ステップ）
速度特定部１２４は、（Ｓ２４）で算出した目標物の画像の鮮明度が最も高いアジマス圧縮後データを処理装置により特定する。速度特定部１２４は、特定したアジマス圧縮後データを生成するために使用した参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）を処理装置により特定する。つまり、図６において、目標物の信号値を示す実線と、参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）を示す破線との一致の程度が最も大きい参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）を特定する。
そして、速度特定部１２４は、特定した参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）を（Ｓ２２）で生成する場合に使用した目標物のアジマス方向速度の定数成分ａａＴ＿０を処理装置により特定する。これにより、目標物のアジマス方向速度の定数成分ａａＴ＿０を特定することができる。
【００４１】
次に、（Ｓ２１）へ戻って、目標物のレンジ方向速度の１次成分ａｒＴ＿１を特定する。
（Ｓ２１：速度入力ステップ）
予測速度入力部１１２は、様々な目標物のレンジ方向速度の１次成分ａｒＴ＿１を入力して記憶装置に記憶する。また、予測速度入力部１１２は、上述した処理により特定した目標物のアジマス方向速度の定数成分ａａＴ＿０を入力して記憶装置に記憶する。
（Ｓ２２：参照関数生成ステップ）
参照関数生成部１２１は、（Ｓ１）で入力されたＳＡＲ搭載機の速度ＶＰ（ここでは、ＶＰの定数成分ａＰ＿０）と、（Ｓ２１）で入力された目標物のアジマス方向速度の定数成分ａａＴ＿０とを数２４に示す式に代入する。さらに、参照関数生成部１２１は、（Ｓ２１）で入力された目標物のレンジ方向速度の１次成分ａｒＴ＿１を、数２４に示す式に代入して、目標物のレンジ方向速度の１次成分ａｒＴ＿１毎にｒＰＴ（ｔ）を計算する。そして、参照関数生成部１２１は、計算されたｒＰＴ（ｔ）を用いて、数１３を計算することにより、（Ｓ２１）で入力された目標物のレンジ方向速度の１次成分ａｒＴ＿１毎に参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）を処理装置により生成する。
つまり、参照関数生成部１２１は、目標物のレンジ方向速度の１次成分ａｒＴ＿１に応じて、ｔの２次関数の曲線の形状（曲率）を様々に変化させた複数の参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）を生成する。
（Ｓ２３：画像再生ステップ）
画像再生部１２２は、（Ｓ２２）で生成した各参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）に基づき（Ｓ１）で入力されたレンジ圧縮後データをアジマス圧縮して、アジマス圧縮後データを処理装置により生成する。
（Ｓ２４：鮮明度算出ステップ）
鮮明度算出部１２３は、（Ｓ２３）で生成したアジマス圧縮後データが示す目標物の画像の鮮明度を処理装置により算出する。
（Ｓ２５：速度特定ステップ）
速度特定部１２４は、（Ｓ２４）で算出した目標物の画像の鮮明度が最も高いアジマス圧縮後データを処理装置により特定する。速度特定部１２４は、特定したアジマス圧縮後データを生成するために使用した参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）を生成する場合に、（Ｓ２２）で使用した目標物のレンジ方向速度の１次成分ａｒＴ＿１を処理装置により特定する。これにより、目標物のレンジ方向速度の１次成分ａｒＴ＿１を特定することができる。
以上により、目標物のアジマス方向速度の定数成分ａａＴ＿０とレンジ方向速度の１次成分ａｒＴ＿１とを特定できたので、（Ｓ２）の処理を終了して（Ｓ３）の処理へ進む。
【００４２】
（Ｓ３：第２速度成分特定ステップ）
目標物のレンジ方向速度の定数成分ａｒＴ＿０を特定する。
なお、上述したように、目標物のレンジ方向速度の定数成分ａｒＴ＿０は、時刻ｔの２次関数によって表される曲線の形状には影響しない。そこで、ここでは、２次関数の頂点位置のずれを利用して、目標物のレンジ方向速度の定数成分ａｒＴ＿０を特定する。
【００４３】
図７は、第２速度成分特定ステップの処理を示すフローチャートである。
（Ｓ３１：速度入力ステップ）
予測速度入力部１１２は、様々な目標物のレンジ方向速度の定数成分ａｒＴ＿０を、予測速度として入力して記憶装置に記憶する。また、（Ｓ２）で特定した目標物のアジマス方向速度の定数成分ａａＴ＿０とレンジ方向速度の１次成分ａｒＴ＿１とを入力して記憶装置に記憶する。
（Ｓ３２：参照関数生成ステップ）
参照関数生成部１２１は、数２４を用い数１３を計算することにより、処理装置により参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）を生成する。
まず、参照関数生成部１２１は、（Ｓ１）で入力されたＳＡＲ搭載機の速度ＶＰ（ここでは、ＶＰの定数成分ａＰ＿０）と、（Ｓ３１）で入力された目標物のアジマス方向速度の定数成分ａａＴ＿０とレンジ方向速度の１次成分ａｒＴ＿１とを、数２４に示す式に代入する。これにより、ｒＰＴ（ｔ）が１つ計算される。
また、参照関数生成部１２１は、（Ｓ１）で入力された合成開口時間ｔｓの開始時刻αｓｓｔａｒｔと終了時刻αｓｅｎｄとを、それぞれ開始時刻αｓｓｔａｒｔ＋ａ１／２ａ２と終了時刻αｓｅｎｄ＋ａ１／２ａ２とする。つまり、参照関数生成部１２１は、静止した目標物を再生する場合における合成開口時間ｔｓが、合成開口開始時刻αｓｓｔａｒｔと終了時刻αｓｅｎｄとから「αｓｓｔａｒｔ≦ｔｓ＜αｓｅｎｄ」で表される場合、ここでの合成開口時間ｔＴを「αｓｓｔａｒｔ＋ａ１／２ａ２≦ｔＴ＜αｓｅｎｄ＋ａ１／２ａ２」とする。
そして、これに基づき、参照関数生成部１２１は、数１３を計算して参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）を生成する。なお、ａ１，ａ２は、数１９に示した通りであり、ａ１にはレンジ方向速度の１次成分ａｒＴ＿０が含まれる。したがって、（Ｓ３１）で入力されたレンジ方向速度の１次成分ａｒＴ＿０毎に参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）が生成される。
図８は、（Ｓ３２）で生成される複数の参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）の説明図である。なお、図８では、目標物の信号値を実線で示し、生成される参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）を破線で示す。図８に示すように、（Ｓ２）で目標物のアジマス方向の定数成分ａａＴ＿０とレンジ方向速度の１次成分ａｒＴ＿１とが特定されているため、２次関数の曲線の形状（曲率）は１つに特定されている。ここでは、参照関数生成部１２１は、特定された曲線の形状（曲率）の２次関数の切り出す範囲を、合成開口時間（１）（２）（３）のように時間軸方向にずらした複数の参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）を生成する。なお、切り出す範囲の時間軸方向の幅は固定であり、どの合成開口時間も合成開口時間（１）に示すαｓｅｎｄ−αｓｓｔａｒｔと等しい。
（Ｓ３３：画像再生ステップ）
画像再生部１２２は、（Ｓ３２）で生成した各参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）に基づき（Ｓ１）で入力されたレンジ圧縮後データをアジマス圧縮して、アジマス圧縮後データを処理装置により生成する。
（Ｓ３４：鮮明度算出ステップ）
鮮明度算出部１２３は、（Ｓ３３）で生成したアジマス圧縮後データが示す目標物の画像の鮮明度を処理装置により算出する。
つまり、鮮明度算出部１２３は、図８において、目標物の信号値を示す実線と、各合成開口時間における破線との相関（一致の程度）を計算する。目標物の信号値を示す実線の時間軸方向の範囲と、合成開口時間の範囲とが近いほど、相関は高くなる。
（Ｓ３５：速度特定ステップ）
速度特定部１２４は、（Ｓ３４）で算出した目標物の画像の鮮明度が最も高いアジマス圧縮後データを処理装置により特定する。速度特定部１２４は、特定したアジマス圧縮後データを生成するために使用した参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）を生成する場合に、（Ｓ３２）で使用した目標物のレンジ方向速度の１次成分ａｒＴ＿１を処理装置により特定する。これにより、目標物のレンジ方向速度の１次成分ａｒＴ＿１を特定することができる。
【００４４】
（Ｓ４：第３速度成分特定ステップ）
目標物の残りの速度成分を特定する。つまり、目標物のアジマス方向の１次成分以上の成分と、レンジ方向の２次成分以上の成分とを所定の順に特定する。例えば、目標物のアジマス方向の１次成分、目標物のレンジ方向の２次成分、目標物のアジマス方向の２次成分、目標物のレンジ方向の３次成分・・・の順に次数の低い成分から特定する。
なお、ここでは、曲線の形状の違いに基づく画像のボケを利用して、目標物の残りの速度成分を特定する。
【００４５】
図９は、第３速度成分特定ステップの処理を示すフローチャートである。
（Ｓ４１：速度入力ステップ）
予測速度入力部１１２は、特定しようとする速度成分を様々に変化させて、予測速度として入力して記憶装置に記憶する。また、予測速度入力部１１２は、（Ｓ２）、（Ｓ３）で特定した目標物のアジマス方向速度の定数成分ａａＴ＿０と、レンジ方向速度の定数成分ａｒＴ＿０及び１次成分ａｒＴ＿１とを入力して記憶装置に記憶する。また、予測速度入力部１１２は、その他の速度成分については、０あるいは所定の値を入力して記憶装置に記憶する。
例えば、目標物のアジマス方向の１次成分を特定する場合、予測速度入力部１１２は、目標物のアジマス方向の１次成分ａａＴ＿１を様々に変化させて、予測速度として入力する。また、予測速度入力部１１２は、（Ｓ２）及び（Ｓ３）で特定したアジマス方向速度の定数成分ａａＴ＿０と、レンジ方向速度の定数成分ａｒＴ＿０及び１次成分ａｒＴ＿１とを入力する。また、予測速度入力部１１２は、他の速度成分（目標物のアジマス方向の２次成分以上の成分、及び、目標物のレンジ方向の２次成分以上の成分）として、０又は所定の値を入力する。
（Ｓ４２：参照関数生成ステップ）
参照関数生成部１２１は、（Ｓ１）で入力されたＳＡＲ搭載機の速度ＶＰと、（Ｓ４１）で入力された各速度成分を数１７に示す式に代入する。これにより、（Ｓ４１）で入力された特定しようとする速度成分（ここでは、目標物のアジマス方向速度の１次成分ａａＴ＿１）毎に、ｒＰＴ（ｔ）が計算される。そして、参照関数生成部１２１は、計算されたｒＰＴ（ｔ）を用いて、数１３を計算することにより、（Ｓ３１）で入力された特定しようとする速度成分毎に参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）を処理装置により生成する。つまり、参照関数生成部１２１は、特定しようとする速度成分に応じて、ｔの２次関数の曲線の形状を様々に変化させた複数の参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）を生成する。
（Ｓ４３：画像再生ステップ）
画像再生部１２２は、（Ｓ４２）で生成した各参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）に基づき（Ｓ１）で入力されたレンジ圧縮後データをアジマス圧縮して、アジマス圧縮後データを処理装置により生成する。
（Ｓ４４：鮮明度算出ステップ）
鮮明度算出部１２３は、（Ｓ４３）で生成したアジマス圧縮後データが示す目標物の画像の鮮明度を処理装置により算出する。
（Ｓ４５：速度特定ステップ）
速度特定部１２４は、（Ｓ４４）で算出した目標物の画像の鮮明度が最も高いアジマス圧縮後データを処理装置により特定する。速度特定部１２４は、特定したアジマス圧縮後データを生成するために使用した参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）を生成する場合に、（Ｓ４２）で使用した速度成分（ここでは、目標物のアジマス方向速度の１次成分ａａＴ＿１）を処理装置により特定する。これにより、その速度成分（ここでは、目標物のアジマス方向速度の１次成分ａａＴ＿１）を特定することができる。
全ての速度成分が特定されていない場合、再び処理を（Ｓ４１）へ戻して、他の速度成分を特定する。これを繰り返すことで、全ての速度成分を特定することができる。
【００４６】
以上のように、この実施の形態に係る目標物速度特定装置１００は、目標物のレンジ方向速度の１次成分ａｒＴ＿１を特定する際、２次関数の頂点位置のずれに着目し、合成開口時間を変化させて複数の参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）を生成した。これにより、目標物のレンジ方向速度の１次成分ａｒＴ＿１を高精度に特定することができる。
【００４７】
目標物速度特定装置１００は、例えば、アジマス圧縮後のＳＡＲ画像から目標物の速度を高精度に特定できるため、海洋においては、不審船や流氷等の動作の分析、動作の監視、動向予測等に応用できる。また、陸上や海上の交通の監視にも有効である。
また、アジマス圧縮後のＳＡＲ画像における各画素についての速度を求め、所定の速度以上の速度の画素を抽出することにより、アジマス圧縮後のＳＡＲ画像に含まれる移動体を検出することができる。つまり、移動体検出（ＭＴＩ：Ｍｏｖｉｎｇ Ｔａｒｇｅｔ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）技術に応用することができる。
【００４８】
また、（Ｓ２）、（Ｓ３）で特定した目標物のアジマス方向速度の定数成分ａａＴ＿０と、レンジ方向速度の定数成分ａｒＴ＿０及び１次成分ａｒＴ＿１とに基づき、数２１を計算すると、目標物を本来結像すべき位置と、数１８に示す２次関数の頂点位置とのずれ量が得られる。そのため、目標物を本来結像すべき位置、つまり合成開口中心における目標物の位置を特定することができる。
【００４９】
なお、上記説明では、（Ｓ１）でＳＡＲ画像のＳＬＣデータを入力するとした。しかし、複素数のデータであれば、ＳＬＣの数ピクセルを重み付けして１ピクセルとするいわゆるマルチルック処理した画像であるＭＬＣ（マルチルックコンプレックス）データであってもよい。
【００５０】
補足として、（Ｓ２３），（Ｓ３３），（Ｓ４３）の画像再生ステップについて説明する。なお、画像再生ステップの処理は一般的な処理であるため、簡単に説明する。
図１０は、画像再生ステップの処理を示すフローチャートである。
【００５１】
（Ｓ５１：レンジマイグレーション補正ステップ）
レンジマイグレーション補正部１２５は、相対距離ｒＰＴ（ｔ）に応じて、補正量Ｃｒを算出する。なお、補正量Ｃｒの算出方法は、例えば特許文献１に記載された方法等である。レンジマイグレーション補正部１２５は、算出された補正量Ｃｒに基づいて、（Ｓ１）でデータ入力部１１１が入力したレンジ圧縮後データについてレンジマイグレーション補正し補正後データを生成する。
【００５２】
（Ｓ５２：ゼロ詰め処理ステップ）
ゼロ詰め処理部１２６は、（Ｓ５１）で生成した補正後データに０を詰めることにより、補正後データの画素数を２のべき乗としたゼロ詰めデータを処理装置により生成する。
【００５３】
（Ｓ５３：高速フーリエ変換処理ステップ）
ＦＦＴ処理部１２７は、（Ｓ５２）で生成したゼロ詰めデータをＦＦＴ（高速フーリエ変換）しＦＦＴ後データを処理装置により生成する。
また、ＦＦＴ処理部１２７は、参照関数生成部１２１が生成した参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）をＦＦＴしＦＦＴ後参照関数を処理装置により生成する。
【００５４】
（Ｓ５４：アジマス圧縮処理ステップ）
アジマス圧縮処理部１２８は、（Ｓ５３）でＦＦＴ処理部１２７が生成したＦＦＴ後参照関数に基づき、ＦＦＴ後データをアジマス圧縮しアジマス圧縮後データを処理装置により生成する。
【００５５】
（Ｓ５５：逆高速フーリエ変換処理ステップ）
ＩＦＦＴ処理部１２９は、（Ｓ５４）でアジマス圧縮したアジマス圧縮後データをＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換）し、ＩＦＦＴ後データを処理装置により生成する。これにより、アジマス圧縮したＳＡＲ画像データが生成される。
【００５６】
実施の形態２．
実施の形態２では、ドップラ周波数の帯域制限がされた場合について説明する。
【００５７】
静止目標を対象としたシステムでは、静止したドップラ周波数を高品質に画像化するために、ドップラ周波数帯域を制限する場合がある。ドップラ周波数帯域を制限するとは、一部の周波数帯域についての信号値をカット（削除）してしまうことである。通常、高周波帯域の信号値がカットされる。図１１は、ドップラ周波数帯域が制限された場合の一例を示す図である。図１１では、周波数帯域Ｓの範囲の信号値がカットされている。
なお、ドップラ周波数領域における目標距離の軌跡と時間領域における目標距離の軌跡とは、同等に扱うことができる。図１２は、ドップラ周波数領域と時間領域との対応関係を示す図である。図１２では、目標が静止している場合を例として示す。ドップラ周波数領域における相対距離の変化とそれに対応する時刻が既知であるため、時間軸と周波数軸とをユニークに対応付けることができる。図１２では、周波数領域における領域Ｓ１と時間領域における領域Ｓ１’とが対応しており、周波数領域における領域Ｓ２と時間領域における領域Ｓ２’とが対応している。ここで、ドップラ周波数領域で高周波成分をカットするということは、時間軸で２次関数の頂点位置から遠い部分をカットすることに対応する。
【００５８】
図１３は、ドップラ周波数領域が制限されている場合に、（Ｓ３４）で計算される鮮明度の変化を示す図である。図１３では、縦軸が鮮明度の評価値であり、横軸がレンジ方向速度の定数成分である。
図１３に示すように、ドップラ周波数領域が制限されている場合、（Ｓ３４）で計算される鮮明度が最も高くなるピークが１点ではなく、所定の範囲を持つことになる。つまり、レンジ方向速度の定数成分がａｒＴ＿０１からａｒＴ＿０２までの範囲で、鮮明度が最も高くなる。
【００５９】
図１４は、鮮明度が最も高くなるピークが所定の範囲を持つことの説明図である。
図１４では、本来の合成開口時間は合成開口時間Ｔであり、この範囲においては信号値を有するが、このうち領域Ｓの信号（二点破線部分）がカットされている。この場合、参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）を生成する際に用いる合成開口時間Ｔ’が合成開口時間Ｔと一致する場合（図１４の合成開口時間ｔＴ（１）となる場合）の速度ａｒＴ＿０が本来求めるべき速度である。
しかし、（Ｓ１）で丹生慮臆された合成開口時間ｔｓを徐々に図１４の左側へずらしていくと、開始時刻αｓｓｔａｒｔが信号がカットされた領域Ｓと重なる合成開口時間ｔＴ（２）になった時点で、合成開口時間ｔＴ（１）となる場合と、目標物の信号値を示す実線と、各合成開口時間における破線との相関（一致の程度）が同一になる。そのまま、合成開口時間ｔｓを徐々に図１４の左側へずらしていくと、開始時刻αｓｓｔａｒｔが信号がカットされた領域Ｓと重なっている間は、ずっと合成開口時間ｔＴ（１）となる場合と、目標物の信号値を示す実線と、各合成開口時間における破線との相関（一致の程度）が同一になる。そして、開始時刻αｓｓｔａｒｔが信号がカットされた領域Ｓを越えると、目標物の信号値を示す実線と、各合成開口時間における破線との相関（一致の程度）が低くなる。
つまり、図１４において開始時刻αｓｓｔａｒｔが信号がカットされた領域Ｓと重なる状態となるレンジ方向速度の定数成分ａｒＴ＿０の範囲が、図１３で示すａｒＴ＿０１からａｒＴ＿０２までの範囲であり、鮮明度が最も高くなる。そして、鮮明度が最も高くなる範囲において、本来求めるべき速度は、（Ｓ１）で入力された合成開口時間ｔｓから最も大きくずらした合成開口時間となる場合の速度である。
ここで、レンジ方向速度の定数成分ａｒＴ＿０が大きいほど、生成される参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）における合成開口時間ｔＴと、（Ｓ１）で入力された合成開口時間ｔｓとの間のずれが大きい。したがって、鮮明度が最も高くなる速度範囲で、最も速い速度を特定することで、本来求めるべき速度を特定することができる。したがって、図１４では、ａｒＴ＿０２をレンジ方向速度の定数成分として特定すればよい。
【００６０】
つまり、ドップラ周波数の帯域制限がされた場合には、（Ｓ３５）において、速度特定部１２４は、複数のアジマス圧縮後データを特定することになる。そこで、速度特定部１２４は、特定した複数のアジマス圧縮後データを生成するために使用した複数の参照関数ｆｒｅｆ（ｔ）を生成する場合に、（Ｓ３２）で使用した複数の目標物のレンジ方向速度の定数成分ａｒＴ＿０を特定し、そのうち最も速い速度を特定する。これにより、本来求めるべき目標物のレンジ方向速度の定数成分を特定することができる。
【００６１】
次に、目標物速度特定装置１００のハードウェア構成について説明する。
図１５は、目標物速度特定装置１００のハードウェア構成の一例を示す図である。
図１５に示すように、目標物速度特定装置１００は、プログラムを実行するＣＰＵ９１１（Ｃｅｎｔｒａｌ・Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ・Ｕｎｉｔ、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサともいう）を備えている。ＣＰＵ９１１は、バス９１２を介してＲＯＭ９１３、ＲＡＭ９１４、ＬＣＤ９０１（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）、キーボード９０２（Ｋ／Ｂ）、通信ボード９１５、磁気ディスク装置９２０と接続され、これらのハードウェアデバイスを制御する。磁気ディスク装置９２０（固定ディスク装置）の代わりに、光ディスク装置、メモリカード読み書き装置などの記憶装置でもよい。磁気ディスク装置９２０は、所定の固定ディスクインタフェースを介して接続される。
【００６２】
ＲＯＭ９１３、磁気ディスク装置９２０は、不揮発性メモリの一例である。ＲＡＭ９１４は、揮発性メモリの一例である。ＲＯＭ９１３とＲＡＭ９１４と磁気ディスク装置９２０とは、記憶装置（メモリ）の一例である。また、キーボード９０２、通信ボード９１５は、入力装置の一例である。また、通信ボード９１５は、通信装置（ネットワークインタフェース）の一例である。さらに、ＬＣＤ９０１は、表示装置の一例である。
【００６３】
磁気ディスク装置９２０又はＲＯＭ９１３などには、オペレーティングシステム９２１（ＯＳ）、ウィンドウシステム９２２、プログラム群９２３、ファイル群９２４が記憶されている。プログラム群９２３のプログラムは、ＣＰＵ９１１、オペレーティングシステム９２１、ウィンドウシステム９２２により実行される。
【００６４】
プログラム群９２３には、上記の説明において「入力部１１０」、「処理部１２０」等として説明した機能を実行するソフトウェアやプログラムやその他のプログラムが記憶されている。プログラムは、ＣＰＵ９１１により読み出され実行される。
ファイル群９２４には、上記の説明において被覆情報記憶装置３４が記憶する情報やデータや信号値や変数値やパラメータが、「ファイル」や「データベース」の各項目として記憶される。「ファイル」や「データベース」は、ディスクやメモリなどの記録媒体に記憶される。ディスクやメモリなどの記憶媒体に記憶された情報やデータや信号値や変数値やパラメータは、読み書き回路を介してＣＰＵ９１１によりメインメモリやキャッシュメモリに読み出され、抽出・検索・参照・比較・演算・計算・処理・出力・印刷・表示などのＣＰＵ９１１の動作に用いられる。抽出・検索・参照・比較・演算・計算・処理・出力・印刷・表示のＣＰＵ９１１の動作の間、情報やデータや信号値や変数値やパラメータは、メインメモリやキャッシュメモリやバッファメモリに一時的に記憶される。
【００６５】
また、上記の説明におけるフローチャートの矢印の部分は主としてデータや信号の入出力を示し、データや信号値は、ＲＡＭ９１４のメモリ、その他光ディスク等の記録媒体やＩＣチップに記録される。また、データや信号は、バス９１２や信号線やケーブルその他の伝送媒体や電波によりオンライン伝送される。
また、上記の説明において「〜部」として説明するものは、「〜回路」、「〜装置」、「〜機器」、「〜手段」、「〜機能」であってもよく、また、「〜ステップ」、「〜手順」、「〜処理」であってもよい。また、「〜装置」として説明するものは、「〜回路」、「〜機器」、「〜手段」、「〜機能」であってもよく、また、「〜ステップ」、「〜手順」、「〜処理」であってもよい。さらに、「〜処理」として説明するものは「〜ステップ」であっても構わない。すなわち、「〜部」として説明するものは、ＲＯＭ９１３に記憶されたファームウェアで実現されていても構わない。或いは、ソフトウェアのみ、或いは、素子・デバイス・基板・配線などのハードウェアのみ、或いは、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせ、さらには、ファームウェアとの組み合わせで実施されても構わない。ファームウェアとソフトウェアは、プログラムとして、ＲＯＭ９１３等の記録媒体に記憶される。プログラムはＣＰＵ９１１により読み出され、ＣＰＵ９１１により実行される。すなわち、プログラムは、上記で述べた「〜部」としてコンピュータ等を機能させるものである。あるいは、上記で述べた「〜部」の手順や方法をコンピュータ等に実行させるものである。
【符号の説明】
【００６６】
１００ 目標物速度特定装置、１１０ 入力部、１２０ 処理部、１１１ データ入力部、１１２ 予測速度入力部、１１３ 合成開口時間情報入力部、１１４ ＳＡＲ速度入力部、１２１ 参照関数生成部、１２２ 画像再生部、１２３ 鮮明度算出部、１２４ 速度特定部、１２５ レンジマイグレーション補正部、１２６ ゼロ詰め処理部、１２７ ＦＦＴ処理部、１２８ アジマス圧縮処理部、１２９ ＩＦＦＴ処理部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳＡＲ（Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｒａｄａｒ）により観測された目標物の速度を特定する目標物速度特定装置であり、
ＳＡＲが観測した目標物のデータについてレンジ圧縮したレンジ圧縮後データを入力して記憶装置に記憶するデータ入力部と、
ＳＡＲを搭載したＳＡＲ搭載機の速度を入力して記憶装置に記憶するＳＡＲ速度入力部と、
合成開口時間の開始時刻と終了時刻とを示す合成開口時間情報を入力して記憶装置に記憶する合成開口時間情報入力部と、
目標物の複数の予測速度を入力して記憶装置に記憶する予測速度入力部と、
前記ＳＡＲ速度入力部が入力したＳＡＲ搭載機の速度と、前記合成開口時間情報入力部が入力した合成開口時間情報が示す合成開口時間と、前記予測速度入力部が入力した複数の予測速度とに基づき、前記予測速度入力部が入力した予測速度毎に、前記ＳＡＲ搭載機の速度と目標物の速度とに基づき表される前記ＳＡＲと前記目標物との相対距離と、合成開口時間とから得られる参照関数を処理装置により生成することで、複数の参照関数を生成する参照関数生成部であって、所定の場合には前記予測速度に応じて前記合成開口時間の開始時刻と終了時刻とを変化させて参照関数を生成する参照関数生成部と、
前記参照関数生成部が生成した複数の参照関数の各参照関数に基づき、前記レンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを処理装置により生成するアジマス圧縮処理部と、
前記アジマス圧縮処理部が生成した複数のアジマス圧縮後データの各アジマス圧縮後データが示す目標物の画像の鮮明度を処理装置により算出する鮮明度算出部と、
前記鮮明度算出部が算出した前記目標物の画像の鮮明度が高いアジマス圧縮後データを生成するために使用した参照関数を生成する場合に、前記参照関数生成部が使用した予測速度を目標物の速度として処理装置により特定する速度特定部と
を備えることを特徴とする目標物速度特定装置。
【請求項２】
前記予測速度入力部は、目標物のレンジ方向の予測速度を表す多項式と、目標物のアジマス方向の予測速度を表す多項式とについて、所定の多項式の所定の次数から順に、その多項式のその次数の係数を変化させることにより生成した目標物の複数の予測速度を入力し、
前記速度特定部は、その次数の多項式で表した場合の目標物の速度を特定することで、その多項式のその次数の係数を特定し、
前記予測速度入力部は、その多項式のその次数係数の以外の係数は、前記速度特定部により既に特定されている場合には特定された値とし、特定されていない場合には所定の値とする
ことを特徴とする請求項１記載の目標物速度特定装置。
【請求項３】
前記参照関数生成部は、目標物のレンジ方向の予測速度を表す多項式の０次の係数を変化させて生成された予測速度が入力された場合には、予測速度に応じて前記合成開口時間を変化させて参照関数を生成する
ことを特徴とする請求項２記載の目標物速度特定装置。
【請求項４】
前記参照関数生成部は、
目標物のアジマス方向の予測速度を表す多項式の０次の係数を変化させて生成された予測速度と、目標物のレンジ方向の予測速度を表す多項式の１次の係数を変化させて生成された予測速度とのいずれかが入力された場合には、前記ＳＡＲと前記目標物との相対距離を表す数１を数２に基づき展開して２次の項までに限定した式に基づき、数３を計算して参照関数を生成し、
目標物のレンジ方向の予測速度を表す多項式の０次の係数を変化させて生成された予測速度が入力された場合には、数１を展開して２次の項までに限定した式に基づくとともに、数４に基づき合成開口時間の開始時刻と終了時刻とを変化させて数３を計算して参照関数を生成する
ことを特徴とする請求項３に記載の目標物速度特定装置。
【数１】
【数２】
【数３】
【数４】
ここで、ｒＰＴはＳＡＲと目標物との相対距離、ｔは時刻、Ｒ０は合成開口中心でのＳＡＲと目標物との距離、ｖｒＥは地球の自転による目標物のレンジ方向速度、ｖａＥは地球の自転による目標物のアジマス方向速度、ＶｒＴは目標物自身の移動による目標物のレンジ方向速度、ＶａＴは目標物自身の移動による目標物のアジマス方向速度、ａＰ＿０はＳＡＲ搭載機の速度の０次成分、ｆｒｅｆ（ｔ）は参照関数、ｒｅｃｔ（ｔ／Ｔ）はｔがＴに含まれる場合は１、ｔがＴに含まれない場合は０となる関数、λは、ＳＡＲから放射される電波の波長、αｓｓｔａｒｔは前記合成開口時間情報入力部が入力した合成開口時間の開始時刻、αｓｅｎｄは前記合成開口時間情報入力部が入力した合成開口時間の終了時刻、ａ１は数５、ａ２は数６である。
【数５】
【数６】
【請求項５】
前記参照関数生成部は、
他の係数を変化させて生成された予測速度が入力された場合には、前記ＳＡＲと前記目標物との相対距離を表す数１を所定の次数まで展開した式に基づき、数２を計算して参照関数を生成する
ことを特徴とする請求項４に記載の目標物速度特定装置。
【請求項６】
前記予測速度入力部は、目標物のアジマス方向の予測速度を表す多項式の０次の係数を変化させて生成された予測速度と、目標物のレンジ方向の予測速度を表す多項式の１次の係数を変化させて生成された予測速度とを所定の順に入力し、次に目標物のレンジ方向の予測速度を表す多項式の０次の係数を変化させて生成された予測速度を入力し、その後他の係数を変化させて生成された予測速度を所定の順に入力する
ことを特徴とする請求項５に記載の目標物速度特定装置。
【請求項７】
前記速度特定部は、目標物のレンジ方向の予測速度を表す多項式の０次の係数を変化させて生成された予測速度が入力された場合において、前記目標物の画像の鮮明度が高いアジマス圧縮後データが複数存在する場合には、前記目標物の画像の鮮明度が高い複数のアジマス圧縮後データを生成するために使用した参照関数を生成する場合に、前記参照関数生成部が使用した予測速度のうちで最も速い予測速度を目標物の速度として特定する
ことを特徴とする請求項３から６までのいずれかに記載の目標物速度特定装置。
【請求項８】
ＳＡＲ（Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｒａｄａｒ）により観測された目標物の速度を特定する目標物速度特定プログラムであり、
ＳＡＲが観測した目標物のデータについてレンジ圧縮したレンジ圧縮後データを入力するデータ入力処理と、
ＳＡＲを搭載したＳＡＲ搭載機の速度を入力するＳＡＲ速度入力処理と、
合成開口時間の開始時刻と終了時刻とを示す合成開口時間情報を入力する合成開口時間情報入力処理と、
目標物の複数の予測速度を入力する予測速度入力処理と、
前記ＳＡＲ速度入力処理で入力したＳＡＲ搭載機の速度と、前記合成開口時間情報入力処理で入力した合成開口時間情報が示す合成開口時間と、前記予測速度入力処理で入力した複数の予測速度とに基づき、前記予測速度入力処理で入力した予測速度毎に、前記ＳＡＲ搭載機の速度と目標物の速度とに基づき表される前記ＳＡＲと前記目標物との相対距離と、合成開口時間とから得られる参照関数を生成することで、複数の参照関数を生成する参照関数生成処理であって、所定の場合には前記予測速度に応じて前記合成開口時間の開始時刻と終了時刻とを変化させて参照関数を生成する参照関数生成処理と、
前記参照関数生成処理で生成した複数の参照関数の各参照関数に基づき、前記レンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを生成するアジマス圧縮処理と、
前記アジマス圧縮処理で生成した複数のアジマス圧縮後データの各アジマス圧縮後データが示す目標物の画像の鮮明度を算出する鮮明度算出処理と、
前記鮮明度算出処理で算出した前記目標物の画像の鮮明度が高いアジマス圧縮後データを生成するために使用した参照関数を生成する場合に、前記参照関数生成処理で使用した予測速度を目標物の速度として特定する速度特定処理と
をコンピュータに実行させることを特徴とする目標物速度特定プログラム。
【請求項９】
前記予測速度入力処理では、目標物のレンジ方向の予測速度を表す多項式と、目標物のアジマス方向の予測速度を表す多項式とについて、所定の多項式の所定の次数から順に、その多項式のその次数の係数を変化させることにより生成した目標物の複数の予測速度を入力し、
前記速度特定処理では、その次数の多項式で表した場合の目標物の速度を特定することで、その多項式のその次数の係数を特定し、
前記予測速度入力処理では、その多項式のその次数の係数以外の係数は、前記速度特定処理で既に特定されている場合には特定された値とし、特定されていない場合には所定の値とする
ことを特徴とする請求項８記載の目標物速度特定プログラム。
【請求項１０】
前記参照関数生成処理では、目標物のレンジ方向の予測速度を表す多項式の０次の係数を変化させて生成された予測速度が入力された場合には、予測速度に応じて前記合成開口時間を変化させて参照関数を生成する
ことを特徴とする請求項９記載の目標物速度特定プログラム。
【請求項１１】
前記参照関数生成処理では、
目標物のアジマス方向の予測速度を表す多項式の０次の係数を変化させて生成された予測速度と、目標物のレンジ方向の予測速度を表す多項式の１次の係数を変化させて生成された予測速度とのいずれかが入力された場合には、前記ＳＡＲと前記目標物との相対距離を表す数７を数８に基づき展開して２次の項までに限定した式に基づき、数９を計算して参照関数を生成し、
目標物のレンジ方向の予測速度を表す多項式の０次の係数を変化させて生成された予測速度が入力された場合には、数７を展開して２次の項までに限定した式に基づくとともに、数１０に基づき合成開口時間の開始時刻と終了時刻とを変化させて数９を計算して参照関数を生成する
ことを特徴とする請求項１０に記載の目標物速度特定プログラム。
【数７】
【数８】
【数９】
【数１０】
ここで、ｒＰＴはＳＡＲと目標物との相対距離、ｔは時刻、Ｒ０は合成開口中心でのＳＡＲと目標物との距離、ｖｒＥは地球の自転による目標物のレンジ方向速度、ｖａＥは地球の自転による目標物のアジマス方向速度、ＶｒＴは目標物自身の移動による目標物のレンジ方向速度、ＶａＴは目標物自身の移動による目標物のアジマス方向速度、ａＰ＿０はＳＡＲ搭載機の速度の０次成分、ｆｒｅｆ（ｔ）は参照関数、ｒｅｃｔ（ｔ／Ｔ）はｔがＴに含まれる場合は１、ｔがＴに含まれない場合は０となる関数、λは、ＳＡＲから放射される電波の波長、αｓｓｔａｒｔは前記合成開口時間情報入力処理で入力した合成開口時間の開始時刻、αｓｅｎｄは前記合成開口時間情報入力処理で入力した合成開口時間の終了時刻、ａ１は数１１、ａ２は数１２である。
【数１１】
【数１２】
【請求項１２】
前記参照関数生成処理では、
他の係数を変化させて生成された予測速度が入力された場合には、前記ＳＡＲと前記目標物との相対距離を表す数７を所定の次数まで展開した式に基づき、数８を計算して参照関数を生成する
ことを特徴とする請求項１１に記載の目標物速度特定プログラム。
【請求項１３】
前記予測速度入力処理では、目標物のアジマス方向の予測速度を表す多項式の０次の係数を変化させて生成された予測速度と、目標物のレンジ方向の予測速度を表す多項式の１次の係数を変化させて生成された予測速度とを所定の順に入力し、次に目標物のレンジ方向の予測速度を表す多項式の０次の係数を変化させて生成された予測速度を入力し、その後他の係数を変化させて生成された予測速度を所定の順に入力する
ことを特徴とする請求項１２に記載の目標物速度特定プログラム。
【請求項１４】
前記速度特定処理では、目標物のレンジ方向の予測速度を表す多項式の０次の係数を変化させて生成された予測速度が入力された場合において、前記目標物の画像の鮮明度が高いアジマス圧縮後データが複数存在する場合には、前記目標物の画像の鮮明度が高い複数のアジマス圧縮後データを生成するために使用した参照関数を生成する場合に、前記参照関数生成処理で使用した予測速度のうちで最も速い予測速度を目標物の速度として特定する
ことを特徴とする請求項１０から１３までのいずれかに記載の目標物速度特定プログラム。
【請求項１５】
ＳＡＲ（Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｒａｄａｒ）により観測された目標物の速度を特定する目標物速度特定方法であり、
ＳＡＲが観測した目標物のデータについてレンジ圧縮したレンジ圧縮後データを入力するデータ入力工程と、
ＳＡＲを搭載したＳＡＲ搭載機の速度を入力するＳＡＲ速度入力工程と、
合成開口時間の開始時刻と終了時刻とを示す合成開口時間情報を入力する合成開口時間情報入力工程と、
目標物の複数の予測速度を入力する予測速度入力工程と、
前記ＳＡＲ速度入力工程で入力したＳＡＲ搭載機の速度と、前記合成開口時間情報入力工程で入力した合成開口時間情報が示す合成開口時間と、前記予測速度入力工程で入力した複数の予測速度とに基づき、前記予測速度入力工程で入力した予測速度毎に、前記ＳＡＲ搭載機の速度と目標物の速度とに基づき表される前記ＳＡＲと前記目標物との相対距離と、合成開口時間とから得られる参照関数を生成することで、複数の参照関数を生成する参照関数生成工程であって、所定の場合には前記予測速度に応じて前記合成開口時間の開始時刻と終了時刻とを変化させて参照関数を生成する参照関数生成工程と、
前記参照関数生成工程で生成した複数の参照関数の各参照関数に基づき、前記レンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを生成するアジマス圧縮処理工程と、
前記アジマス圧縮処理工程で生成した複数のアジマス圧縮後データの各アジマス圧縮後データが示す目標物の画像の鮮明度を算出する鮮明度算出工程と、
前記鮮明度算出工程で算出した前記目標物の画像の鮮明度が高いアジマス圧縮後データを生成するために使用した参照関数を生成する場合に、前記参照関数生成工程で使用した予測速度を目標物の速度として特定する速度特定工程と
を備えることを特徴とする目標物速度特定方法。
【請求項１】
ＳＡＲ（Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｒａｄａｒ）により観測された目標物の速度を特定する目標物速度特定装置であり、
ＳＡＲが観測した目標物のデータについてレンジ圧縮したレンジ圧縮後データを入力して記憶装置に記憶するデータ入力部と、
ＳＡＲを搭載したＳＡＲ搭載機の速度を入力して記憶装置に記憶するＳＡＲ速度入力部と、
合成開口時間の開始時刻と終了時刻とを示す合成開口時間情報を入力して記憶装置に記憶する合成開口時間情報入力部と、
目標物の複数の予測速度を入力して記憶装置に記憶する予測速度入力部と、
前記ＳＡＲ速度入力部が入力したＳＡＲ搭載機の速度と、前記合成開口時間情報入力部が入力した合成開口時間情報が示す合成開口時間と、前記予測速度入力部が入力した複数の予測速度とに基づき、前記予測速度入力部が入力した予測速度毎に、前記ＳＡＲ搭載機の速度と目標物の速度とに基づき表される前記ＳＡＲと前記目標物との相対距離と、合成開口時間とから得られる参照関数を処理装置により生成することで、複数の参照関数を生成する参照関数生成部であって、所定の場合には前記予測速度に応じて前記合成開口時間の開始時刻と終了時刻とを変化させて参照関数を生成する参照関数生成部と、
前記参照関数生成部が生成した複数の参照関数の各参照関数に基づき、前記レンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを処理装置により生成するアジマス圧縮処理部と、
前記アジマス圧縮処理部が生成した複数のアジマス圧縮後データの各アジマス圧縮後データが示す目標物の画像の鮮明度を処理装置により算出する鮮明度算出部と、
前記鮮明度算出部が算出した前記目標物の画像の鮮明度が高いアジマス圧縮後データを生成するために使用した参照関数を生成する場合に、前記参照関数生成部が使用した予測速度を目標物の速度として処理装置により特定する速度特定部と
を備えることを特徴とする目標物速度特定装置。
【請求項２】
前記予測速度入力部は、目標物のレンジ方向の予測速度を表す多項式と、目標物のアジマス方向の予測速度を表す多項式とについて、所定の多項式の所定の次数から順に、その多項式のその次数の係数を変化させることにより生成した目標物の複数の予測速度を入力し、
前記速度特定部は、その次数の多項式で表した場合の目標物の速度を特定することで、その多項式のその次数の係数を特定し、
前記予測速度入力部は、その多項式のその次数係数の以外の係数は、前記速度特定部により既に特定されている場合には特定された値とし、特定されていない場合には所定の値とする
ことを特徴とする請求項１記載の目標物速度特定装置。
【請求項３】
前記参照関数生成部は、目標物のレンジ方向の予測速度を表す多項式の０次の係数を変化させて生成された予測速度が入力された場合には、予測速度に応じて前記合成開口時間を変化させて参照関数を生成する
ことを特徴とする請求項２記載の目標物速度特定装置。
【請求項４】
前記参照関数生成部は、
目標物のアジマス方向の予測速度を表す多項式の０次の係数を変化させて生成された予測速度と、目標物のレンジ方向の予測速度を表す多項式の１次の係数を変化させて生成された予測速度とのいずれかが入力された場合には、前記ＳＡＲと前記目標物との相対距離を表す数１を数２に基づき展開して２次の項までに限定した式に基づき、数３を計算して参照関数を生成し、
目標物のレンジ方向の予測速度を表す多項式の０次の係数を変化させて生成された予測速度が入力された場合には、数１を展開して２次の項までに限定した式に基づくとともに、数４に基づき合成開口時間の開始時刻と終了時刻とを変化させて数３を計算して参照関数を生成する
ことを特徴とする請求項３に記載の目標物速度特定装置。
【数１】
【数２】
【数３】
【数４】
ここで、ｒＰＴはＳＡＲと目標物との相対距離、ｔは時刻、Ｒ０は合成開口中心でのＳＡＲと目標物との距離、ｖｒＥは地球の自転による目標物のレンジ方向速度、ｖａＥは地球の自転による目標物のアジマス方向速度、ＶｒＴは目標物自身の移動による目標物のレンジ方向速度、ＶａＴは目標物自身の移動による目標物のアジマス方向速度、ａＰ＿０はＳＡＲ搭載機の速度の０次成分、ｆｒｅｆ（ｔ）は参照関数、ｒｅｃｔ（ｔ／Ｔ）はｔがＴに含まれる場合は１、ｔがＴに含まれない場合は０となる関数、λは、ＳＡＲから放射される電波の波長、αｓｓｔａｒｔは前記合成開口時間情報入力部が入力した合成開口時間の開始時刻、αｓｅｎｄは前記合成開口時間情報入力部が入力した合成開口時間の終了時刻、ａ１は数５、ａ２は数６である。
【数５】
【数６】
【請求項５】
前記参照関数生成部は、
他の係数を変化させて生成された予測速度が入力された場合には、前記ＳＡＲと前記目標物との相対距離を表す数１を所定の次数まで展開した式に基づき、数２を計算して参照関数を生成する
ことを特徴とする請求項４に記載の目標物速度特定装置。
【請求項６】
前記予測速度入力部は、目標物のアジマス方向の予測速度を表す多項式の０次の係数を変化させて生成された予測速度と、目標物のレンジ方向の予測速度を表す多項式の１次の係数を変化させて生成された予測速度とを所定の順に入力し、次に目標物のレンジ方向の予測速度を表す多項式の０次の係数を変化させて生成された予測速度を入力し、その後他の係数を変化させて生成された予測速度を所定の順に入力する
ことを特徴とする請求項５に記載の目標物速度特定装置。
【請求項７】
前記速度特定部は、目標物のレンジ方向の予測速度を表す多項式の０次の係数を変化させて生成された予測速度が入力された場合において、前記目標物の画像の鮮明度が高いアジマス圧縮後データが複数存在する場合には、前記目標物の画像の鮮明度が高い複数のアジマス圧縮後データを生成するために使用した参照関数を生成する場合に、前記参照関数生成部が使用した予測速度のうちで最も速い予測速度を目標物の速度として特定する
ことを特徴とする請求項３から６までのいずれかに記載の目標物速度特定装置。
【請求項８】
ＳＡＲ（Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｒａｄａｒ）により観測された目標物の速度を特定する目標物速度特定プログラムであり、
ＳＡＲが観測した目標物のデータについてレンジ圧縮したレンジ圧縮後データを入力するデータ入力処理と、
ＳＡＲを搭載したＳＡＲ搭載機の速度を入力するＳＡＲ速度入力処理と、
合成開口時間の開始時刻と終了時刻とを示す合成開口時間情報を入力する合成開口時間情報入力処理と、
目標物の複数の予測速度を入力する予測速度入力処理と、
前記ＳＡＲ速度入力処理で入力したＳＡＲ搭載機の速度と、前記合成開口時間情報入力処理で入力した合成開口時間情報が示す合成開口時間と、前記予測速度入力処理で入力した複数の予測速度とに基づき、前記予測速度入力処理で入力した予測速度毎に、前記ＳＡＲ搭載機の速度と目標物の速度とに基づき表される前記ＳＡＲと前記目標物との相対距離と、合成開口時間とから得られる参照関数を生成することで、複数の参照関数を生成する参照関数生成処理であって、所定の場合には前記予測速度に応じて前記合成開口時間の開始時刻と終了時刻とを変化させて参照関数を生成する参照関数生成処理と、
前記参照関数生成処理で生成した複数の参照関数の各参照関数に基づき、前記レンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを生成するアジマス圧縮処理と、
前記アジマス圧縮処理で生成した複数のアジマス圧縮後データの各アジマス圧縮後データが示す目標物の画像の鮮明度を算出する鮮明度算出処理と、
前記鮮明度算出処理で算出した前記目標物の画像の鮮明度が高いアジマス圧縮後データを生成するために使用した参照関数を生成する場合に、前記参照関数生成処理で使用した予測速度を目標物の速度として特定する速度特定処理と
をコンピュータに実行させることを特徴とする目標物速度特定プログラム。
【請求項９】
前記予測速度入力処理では、目標物のレンジ方向の予測速度を表す多項式と、目標物のアジマス方向の予測速度を表す多項式とについて、所定の多項式の所定の次数から順に、その多項式のその次数の係数を変化させることにより生成した目標物の複数の予測速度を入力し、
前記速度特定処理では、その次数の多項式で表した場合の目標物の速度を特定することで、その多項式のその次数の係数を特定し、
前記予測速度入力処理では、その多項式のその次数の係数以外の係数は、前記速度特定処理で既に特定されている場合には特定された値とし、特定されていない場合には所定の値とする
ことを特徴とする請求項８記載の目標物速度特定プログラム。
【請求項１０】
前記参照関数生成処理では、目標物のレンジ方向の予測速度を表す多項式の０次の係数を変化させて生成された予測速度が入力された場合には、予測速度に応じて前記合成開口時間を変化させて参照関数を生成する
ことを特徴とする請求項９記載の目標物速度特定プログラム。
【請求項１１】
前記参照関数生成処理では、
目標物のアジマス方向の予測速度を表す多項式の０次の係数を変化させて生成された予測速度と、目標物のレンジ方向の予測速度を表す多項式の１次の係数を変化させて生成された予測速度とのいずれかが入力された場合には、前記ＳＡＲと前記目標物との相対距離を表す数７を数８に基づき展開して２次の項までに限定した式に基づき、数９を計算して参照関数を生成し、
目標物のレンジ方向の予測速度を表す多項式の０次の係数を変化させて生成された予測速度が入力された場合には、数７を展開して２次の項までに限定した式に基づくとともに、数１０に基づき合成開口時間の開始時刻と終了時刻とを変化させて数９を計算して参照関数を生成する
ことを特徴とする請求項１０に記載の目標物速度特定プログラム。
【数７】
【数８】
【数９】
【数１０】
ここで、ｒＰＴはＳＡＲと目標物との相対距離、ｔは時刻、Ｒ０は合成開口中心でのＳＡＲと目標物との距離、ｖｒＥは地球の自転による目標物のレンジ方向速度、ｖａＥは地球の自転による目標物のアジマス方向速度、ＶｒＴは目標物自身の移動による目標物のレンジ方向速度、ＶａＴは目標物自身の移動による目標物のアジマス方向速度、ａＰ＿０はＳＡＲ搭載機の速度の０次成分、ｆｒｅｆ（ｔ）は参照関数、ｒｅｃｔ（ｔ／Ｔ）はｔがＴに含まれる場合は１、ｔがＴに含まれない場合は０となる関数、λは、ＳＡＲから放射される電波の波長、αｓｓｔａｒｔは前記合成開口時間情報入力処理で入力した合成開口時間の開始時刻、αｓｅｎｄは前記合成開口時間情報入力処理で入力した合成開口時間の終了時刻、ａ１は数１１、ａ２は数１２である。
【数１１】
【数１２】
【請求項１２】
前記参照関数生成処理では、
他の係数を変化させて生成された予測速度が入力された場合には、前記ＳＡＲと前記目標物との相対距離を表す数７を所定の次数まで展開した式に基づき、数８を計算して参照関数を生成する
ことを特徴とする請求項１１に記載の目標物速度特定プログラム。
【請求項１３】
前記予測速度入力処理では、目標物のアジマス方向の予測速度を表す多項式の０次の係数を変化させて生成された予測速度と、目標物のレンジ方向の予測速度を表す多項式の１次の係数を変化させて生成された予測速度とを所定の順に入力し、次に目標物のレンジ方向の予測速度を表す多項式の０次の係数を変化させて生成された予測速度を入力し、その後他の係数を変化させて生成された予測速度を所定の順に入力する
ことを特徴とする請求項１２に記載の目標物速度特定プログラム。
【請求項１４】
前記速度特定処理では、目標物のレンジ方向の予測速度を表す多項式の０次の係数を変化させて生成された予測速度が入力された場合において、前記目標物の画像の鮮明度が高いアジマス圧縮後データが複数存在する場合には、前記目標物の画像の鮮明度が高い複数のアジマス圧縮後データを生成するために使用した参照関数を生成する場合に、前記参照関数生成処理で使用した予測速度のうちで最も速い予測速度を目標物の速度として特定する
ことを特徴とする請求項１０から１３までのいずれかに記載の目標物速度特定プログラム。
【請求項１５】
ＳＡＲ（Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｒａｄａｒ）により観測された目標物の速度を特定する目標物速度特定方法であり、
ＳＡＲが観測した目標物のデータについてレンジ圧縮したレンジ圧縮後データを入力するデータ入力工程と、
ＳＡＲを搭載したＳＡＲ搭載機の速度を入力するＳＡＲ速度入力工程と、
合成開口時間の開始時刻と終了時刻とを示す合成開口時間情報を入力する合成開口時間情報入力工程と、
目標物の複数の予測速度を入力する予測速度入力工程と、
前記ＳＡＲ速度入力工程で入力したＳＡＲ搭載機の速度と、前記合成開口時間情報入力工程で入力した合成開口時間情報が示す合成開口時間と、前記予測速度入力工程で入力した複数の予測速度とに基づき、前記予測速度入力工程で入力した予測速度毎に、前記ＳＡＲ搭載機の速度と目標物の速度とに基づき表される前記ＳＡＲと前記目標物との相対距離と、合成開口時間とから得られる参照関数を生成することで、複数の参照関数を生成する参照関数生成工程であって、所定の場合には前記予測速度に応じて前記合成開口時間の開始時刻と終了時刻とを変化させて参照関数を生成する参照関数生成工程と、
前記参照関数生成工程で生成した複数の参照関数の各参照関数に基づき、前記レンジ圧縮後データをアジマス圧縮し複数のアジマス圧縮後データを生成するアジマス圧縮処理工程と、
前記アジマス圧縮処理工程で生成した複数のアジマス圧縮後データの各アジマス圧縮後データが示す目標物の画像の鮮明度を算出する鮮明度算出工程と、
前記鮮明度算出工程で算出した前記目標物の画像の鮮明度が高いアジマス圧縮後データを生成するために使用した参照関数を生成する場合に、前記参照関数生成工程で使用した予測速度を目標物の速度として特定する速度特定工程と
を備えることを特徴とする目標物速度特定方法。
【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１５】
【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１５】
【公開番号】特開２０１１−１９１２６７（Ｐ２０１１−１９１２６７Ａ）
【公開日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５９６１８（Ｐ２０１０−５９６１８）
【出願日】平成２２年３月１６日（２０１０．３．１６）
【出願人】（５９１１０２０９５）三菱スペース・ソフトウエア株式会社 (148)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１６日（２０１０．３．１６）
【出願人】（５９１１０２０９５）三菱スペース・ソフトウエア株式会社 (148)
【Ｆターム（参考）】
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