逆合成開口レーダ装置
【課題】 パターン照合に用いる参照画像を高速で生成することにより目標の類別にかかる時間の短縮化を可能にする。
【解決手段】 ビデオ信号からＩＳＡＲ画像を生成するＩＳＡＲ画像生成部、ＩＳＡＲ画像からフリーズ画を生成すると共に、輝度変換テーブルを用いて当該フリーズ画を各種輝度変換し、その際ＩＳＡＲ画像の目標情報を抽出するフリーズ画生成・計測部、目標データデータベースから目標情報に基づいて対応する目標データを目標選定信号として抽出するパラメータ照合部、複数の目標モデルを予め格納する目標モデルデータベースから目標選定信号に基づいて対応する目標モデルを選定する目標選定部、レーダ諸元等を用い選定された目標モデルから参照画像を生成する疑似ＩＳＡＲ画像生成部、フリーズ画と参照画像とを用いてパターン照合を行うパターン照合部を備えた。
【解決手段】 ビデオ信号からＩＳＡＲ画像を生成するＩＳＡＲ画像生成部、ＩＳＡＲ画像からフリーズ画を生成すると共に、輝度変換テーブルを用いて当該フリーズ画を各種輝度変換し、その際ＩＳＡＲ画像の目標情報を抽出するフリーズ画生成・計測部、目標データデータベースから目標情報に基づいて対応する目標データを目標選定信号として抽出するパラメータ照合部、複数の目標モデルを予め格納する目標モデルデータベースから目標選定信号に基づいて対応する目標モデルを選定する目標選定部、レーダ諸元等を用い選定された目標モデルから参照画像を生成する疑似ＩＳＡＲ画像生成部、フリーズ画と参照画像とを用いてパターン照合を行うパターン照合部を備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、疑似的にＩＳＡＲ画像を生成して目標の類別向上を図る逆合成開口レーダ(Inverse Synthetic Aperture Rader:以下ＩＳＡＲとする）装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＩＳＡＲは航空機等に搭載されて用いられる高分解能レーダとして知られている。従来のＩＳＡＲ装置では、受信機で発生させた送信種信号を高周波信号（ＲＦ信号）にしてアンテナから自由空間へ電波として放射し、目標により反射された反射エコーをアンテナで受信し、パルス圧縮した後、Ａ／Ｄ変換してデジタルのビデオ信号を生成し、そのビデオ信号に対してレンジ方向（アンテナからの距離方向）の高分解能化、すなわちＩＳＡＲ処理を行っている。このＩＳＡＲ処理では、ビデオ信号に対して開口面について合成を行い、クロスレンジ方向（レンジ方向に直交する方向）についての高分解能化と、前述のパルス圧縮によるレンジ方向についての高分解能化を行って目標の画像信号を形成する（例えば、特許文献１参照）。この種のレーダ装置に適用される目標の識別技術としては、ＩＳＡＲ画像による目標識別を行うときに、フリーズ操作により作成された単一のＩＳＡＲ画像（フリーズ画）と目標モデルより作成された疑似ＩＳＡＲ画像（参照画像）とでパターン照合（ＩＳＡＲ画像との画像間照合）が実施される。つまり、ＩＳＡＲ画像の特徴的なパラメータを検出して、対象画像の特徴的なパラメータと、識別用データベースに予め蓄積されている所定情報との照合を行い、その照合結果に基づいて、所要のＩＳＡＲ画像を抽出するようにしている（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１８１９２９号公報（図１０）
【特許文献２】特開２０００−３４３６号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のレーダ装置は、以上のように構成されているが、次のような問題がある。特許文献１に記載の技術では、パターン照合に用いる参照画像として、データベースに登録されているすべての目標についての疑似ＩＳＡＲ画像を生成する必要があるため、より高速にリアルタイムで生成されるＩＳＡＲ画像ごとに対応して疑似ＩＳＡＲ画像とのパターン照合を行うことは不可能であった。
また、特許文献２に記載の技術では、既存の目標モデルでＲＣＳ（Radar Cross Section ：レーダ反射断面積）分布を作成し、疑似ＩＳＡＲ画像を作成しているため、既存の目標モデルで作成した参照画像（疑似ＩＳＡＲ画像）との間でしかパターン照合を行うことができなかった。なお、ＲＣＳは、レーダの受信アンテナの方向に対する目標の有効反射電力と等価な反射強度を有する球の断面積で表される値である。
【０００５】
この発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、パターン照合に用いる参照画像を高速で生成することにより目標の類別にかかる時間の短縮化を可能にする逆合成開口レーダ装置を得ることを目的とする。
また、この発明は、参照画像を生成する際に用いる既存の目標モデルのデータ不足している場合において、実観測で収集した観測情報を用いて疑似ＩＳＡＲ画像を生成できるようにする逆合成開口レーダ装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る逆合成開口レーダ装置は、収集した目標の反射エコーから得たビデオ信号に対して収集時の観測条件を用いて合成開口処理を行い目標のＩＳＡＲ画像を生成するＩＳＡＲ画像生成部と、生成されたＩＳＡＲ画像からフリーズ画を生成すると共に、輝度変換テーブルを用いて当該フリーズ画を各種輝度変換し、その際ＩＳＡＲ画像の目標情報を抽出するフリーズ画生成・計測部と、目標ごとに目標の幅、長さおよび位置を含む目標データを予め格納する目標データデータベースと、フリーズ画生成・計測部で抽出された目標情報に基づいて目標データデータベースを照合し対応する目標データを目標選定信号として抽出するパラメータ照合部と、複数の目標モデルを予め格納する目標モデルデータベースと、パラメータ照合部で生成された目標選定信号に基づいて目標モデルデータベースを照合し対応する目標モデルを選定する目標選定部と、入力されるレーダ諸元、実観測時に得られた環境条件および収集時の観測条件に基づいて、目標選定部で選定された目標モデルから疑似ＩＳＡＲ画像を生成し参照画像として出力する疑似ＩＳＡＲ画像生成部と、フリーズ画生成・計測部で生成されたフリーズ画と疑似ＩＳＡＲ画像生成部で生成された参照画像とを用いてパターン照合を行い、類似性を示す照合結果を得るパターン照合部と、パターン照合に用いたフリーズ画と参照画像を表示信号に変換する照合結果処理部とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、ＩＳＡＲ画像のフリーズ画から自動的に目標情報を抽出して目標選定信号を生成し、この目標選定信号を用いて、参照画像を生成するための目標モデルを限定するようにしたので、高速で参照画像を生成することができ、リアルタイムに生成されるフリーズ画像ごとのパターン照合を可能とし、目標の類別にかかる時間の短縮化を可能にする効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
先ず、目標とレーダの位置関係と、画像の形成について説明する。
目標は、例えば船舶の場合、図２に示すようなレーダとの位置関係が考えられる。合成開口の開始時距離Ｒ0から合成開口終了時Ｒτまで、レーダを接近する場合には、レーダのニアレンジが船首、ファーレンジが船尾となり、レーダ受信信号のレンジ情報を横方向に、強度情報（反射強度）を縦方向にとってレンジプロファイル、すなわちフリーズ図に対し各レンジセルの反射強度を表現した画像が図４に示すように生成される。また、レーダ受信信号のレンジ情報を横方向に、ドップラ情報を縦方向にとったＩＳＡＲ画像のフリーズ画（動画表示中に停止した任意のＩＳＡＲ画像）が図３に示すように操作表示部（図１の７）で表示される。
【０００９】
図１はこの発明の実施の形態１による逆合成開口レーダ装置の構成を示すブロック図である。
図示してないが、逆合成開口レーダ装置では、受信機で発生させた送信種信号を高周波信号にしてアンテナから自由空間へ電波として放射し、目標により反射された反射エコーをアンテナで収集し、パルス圧縮した後、Ａ／Ｄ変換してデジタルのビデオ信号が生成される。ＩＳＡＲ画像生成部１には、ビデオ信号と収集時の観測条件が入力される。ＩＳＡＲ画像生成部１では、観測条件を用いてビデオ信号に対し開口面について合成開口処理を行うことにより、クロスレンジ方向（レンジ方向に直行する方向）についての高分解能化、すなわちＩＳＡＲ処理を行う。さらに、クロスレンジ方向の高分解能化に加え、パルス圧縮によるレンジ方向について高分解能化を行い、目標の画像信号（ＩＳＡＲ画像）を生成し、フリーズ画生成・計測部２に出力する。なお、ここで用いられる観測条件は、ＩＳＡＲ処理に必要なパラメータであり、具体的にはアンテナの諸元、アンテナの位置と移動速度、および目標の相対位置と相対速度である。また、アンテナの諸元とは、送信出力、波長、パルス幅等である。
【００１０】
次に、ＩＳＡＲ画像生成部１の動作におけるＩＳＡＲ処理の一般的な手順について、図５のフローチャートで説明する。
ＩＳＡＲ画像生成部１では、入力されたビデオ信号に対して、時間軸上でデータの距離と振幅情報により目標を追尾し、パルスヒット毎のレンジセル単位の移動量を距離補償量として算出する（ステップＳＴ１）。その距離補償量を用いて、目標の移動による距離のずれに対してレンジセル単位でビデオ信号を距離補償する（ステップＳＴ２）。その結果、目標はあたかも静止しているかのように扱える。次に、周波数軸上で時間と周波数情報によりオートフォーカスし、追尾速度から目標のドップラ周波数を積分して位相量を位相補償量として算出する（ステップＳＴ３）。その位相補償量により、目標の移動によるドップラシフトを複素演算により求めてビデオ信号を補償する（ステップＳＴ４）。その補償後のビデオ信号に対してＦＦＴ（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換）を行い、目標の動揺（ロール、ピッチ、ヨーの周波数）成分を弁別する（ステップＳＴ５）。そして、信号の振幅を検出し、ＩＳＡＲ画像を生成して出力する。また、一合成開口分の同一レンジ方向の振幅値を積分したレンジプロファイルのＩＳＡＲ画像を生成する（ステップＳＴ６）。
【００１１】
フリーズ画生成・計測部２では、ＩＳＡＲ画像生成部１で生成されたＩＳＡＲ画像から、例えば図３に示すようなフリーズ画を生成してパターン照合部４４に出力する。ここで、操作表示部７に表示されるフリーズ画は、複数の異なる輝度変換テーブルにより輝度が変換される。これらの輝度変換テーブルの種類としては、例えば、図６に示すように三角波変換ａ、線形変換ｂ、区分線形変換ｃ、ＬＯＧ変換ｄ、平坦化ｅ等があり、図右側に輝度変換されたフリーズ画が対応して示される。また同時に、フリーズ画生成・計測部２では、自動で輝度変換テーブルを変化させることで、図７に示すように目標の特徴を検出し、ＩＳＡＲ画像のアスペクト、目標の長さ等の目標情報を抽出する。
【００１２】
ＩＳＡＲ画像は、光学画像のようにそのまま人の目で識別できる画像ではなく、観測点から送信される電波が観測物に到達し、その電波反射の割合により明暗が分布する特殊な画像である。したがって、ＩＳＡＲで目標識別を行うには、予め電波の反射を計算機上でシミュレーションし、その結果として得られる参照画像（疑似ＩＳＡＲ画像）とＩＳＡＲ画像（フリーズ画）との類別を行う必要がある。参照画像生成部３は、そのための疑似ＩＳＡＲ画像を生成する手段であり、疑似ＩＳＡＲ画像生成部３２と目標選定部３３を備えている。
目標選定部３３は、パラメータ照合部４２から与えられる目標選定信号に基づいて目標モデルデータベース６を照合し対応する目標モデルを選定し、疑似ＩＳＡＲ画像生成部３２へ出力する。疑似ＩＳＡＲ画像生成部３２では、選定された目標モデルと実観測時に得られるシーステート等プラットフォームの環境条件および収集時の観測条件に基づいてＲＣＳ分布を生成し、レーダ諸元とこの生成したＲＣＳ分布に基づいて、図８に示すような擬似ＩＳＡＲ画像を参照画像として生成する。ここで、レーダ諸元は、送信出力、波長、パルス幅等のアンテナの諸元である。また、目標モデルは、例えば船舶の場合、船舶に電波が当たった時にどのようなＩＳＡＲ画像が生成できるかシミュレーションで作成（作成されたものを擬似ＩＳＡＲ画像と呼ぶ）するために必要なポリゴン上のモデルであり、目標モデルデータベース６に予め複数格納されている。この場合、疑似ＩＳＡＲ画像を生成するための目標モデルを目標選定信号により選定することで、照合までにかかる時間を短縮化することが可能となる。
【００１３】
画像照合部４は、パラメータ照合部４２、パターン照合部４４、照合結果処理部４５を備えている。また、画像照合部４の動作で用いる目標データデータベース５には、目標ごとに目標の幅、長さおよび位置を含む目標データが予め格納されている。パラメータ照合部４２では、フリーズ画生成・計測部２で抽出された目標情報に基づいて目標データデータベース５を照合し、対応する目標データを目標選定信号として抽出し、目標選定部３３へ出力する。パターン照合部４４では、フリーズ画生成・計測部２で得られたＩＳＡＲ画像のフリーズ画と疑似ＩＳＡＲ画像生成部３２で生成された参照画像（疑似ＩＳＡＲ画像）とを用いてパターン照合（相関処理）を行い、類似性を数値や割合で表した照合結果を得、照合結果処理部４５へ出力する。照合結果処理部４５では、ＩＳＡＲ画像から生成されたフリーズ画および選定された参照画像が、操作表示部の解像度、表示輝度ダイナミックレンジ、操作情報等に合致した表示信号に変換され、オペレータが操作する操作表示部７へ出力される。また、照合結果、パラメータ照合で用いた目標データ、観測条件、環境条件等も同様に表示信号に変換され操作表示部７へ出力される。
【００１４】
次に、操作表示部７では、始めにＩＳＡＲ画像のフリーズ画がモニタに表示され、さらに、そのフリーズ画に対して輝度変換テーブルごとに行った輝度変換後のフリーズ画が表示される。例えば図９に示すように、画面の下側に変換前のフリーズ画（ｂ）を表示し、上側に各輝度変換後のフリーズ画（ａ）を順次表示し、現在表示されている輝度変換方法が最適なものかを判断できるようにしている。一連の輝度変換テーブルを適用した後に、ＩＳＡＲ画像より抽出した目標情報が表示される。以後、パラメータ照合、パターン照合を実施した結果の画像が表示される。表示上では、図１０に示すように、画面の下側に選定された参照画像（ｂ）が表示され、上側に対応する変換後のフリーズ画（ａ）が表示され、パラメータ照合およびパターン照合が行われる。さらに、目標の照合結果表示時には、照合結果だけでなく、フリーズ画像、参照画像、観測情報も表示される。
【００１５】
以上のように、この実施の形態１によれば、フリーズ画生成・計測部２により、ＩＳＡＲ画像のフリーズ画の生成と同時に、自動で輝度変換テーブルを変化させることにより、ＩＳＡＲ画像の目標情報を抽出するので、自動でＩＳＡＲ画像より目標情報を抽出することが可能となり、オペレータ操作を要せず、生成されたフリーズ画像ごとにパラメータ照合を行うことが可能となる。また、上記目標情報を用いてパラメータ照合部４２で抽出した目標選定信号に基づいて、目標選定部３３により疑似ＩＳＡＲ画像生成部３２に与える目標モデルを限定するので、目標モデルデータベース６に格納されたすべての目標モデルのデータに対して参照画像（疑似ＩＳＡＲ画像）を逐次生成する必要がなく、高速で参照画像を生成することができ、リアルタイムに生成されるフリーズ画像ごとのパターン照合を可能にする。すなわち、有効な参照画像を得る処理を簡略化し、パターン照合までにかかる時間の短縮化を図ることができる。
【００１６】
実施の形態２．
図１１はこの発明の実施の形態２による逆合成開口レーダ装置の構成を示すブロック図である。図において、図１に相当する部分には同一符号を付し、原則としてその説明を省略する。図１に対して異なる点を示すと、参照画像生成部３内において、疑似ＩＳＡＲ画像生成部３２に代わって機能が異なる疑似ＩＳＡＲ画像生成部３２１が設けられ、目標選定部３３との間に新たにＲＣＳ分布生成部３１を設けられている。また、ＲＣＳ分布記憶部８が設けられている。
この実施の形態２の疑似ＩＳＡＲ画像生成部３２１は、実施の形態１の疑似ＩＳＡＲ画像生成部３２が持っている目標モデルからＲＣＳ分布を生成する機能を備えていない。一方、ＲＣＳ分布生成部３１では、目標選定部３３で選定された目標モデルからＲＣＳ分布を生成し、また目標選定部３３が該当する目標モデルを選定しなかった場合には、実観測により得られたビデオ信号、観測条件および環境条件に基づいてＲＣＳ分布を推定して生成する。疑似ＩＳＡＲ画像生成部３２１では、ＲＣＳ分布生成部３１で目標モデルから生成されたＲＣＳ分布あるいは実観測データから生成されたＲＣＳ分布とレーダ諸元とに基づいて、参照画像としての疑似ＩＳＡＲ画像の生成を行う。疑似ＩＳＡＲ画像生成部３２１は、目標データが存在しない時に生成したＲＣＳ分布をＲＣＳ分布記憶部８に格納しておいて、次回以降の疑似ＩＳＡＲ画像の生成時において、目標データがない場合に検索して使用するよう管理する。
【００１７】
以上のように、実施の形態２によれば、上記実施の形態１と同様に、有効な参照画像を得る処理を簡略化し、パターン照合までにかかる時間を短縮化することができる。加えて、既存の目標モデルでＲＣＳ分布を作成し疑似ＩＳＡＲ画像を生成する以外に、実観測で収集した観測情報からＲＣＳ分布を作成して疑似ＩＳＡＲ画像を生成して、パターン照合することができるため、事前の目標モデルのストック不足にも対応可能になる。
【００１８】
実施の形態３．
図１２はこの発明の実施の形態３による逆合成開口レーダ装置の構成を示すブロック図である。図において、図２に相当する部分には同一符号を付す。図２に対して異なる点を示すと、フリーズ画生成・計測部２の代わりにフリーズ画生成部２１を設け、画像照合部４内にフリーズ画計測部４１を設けている。また、参照画像生成部３内において、目標選定部３３が無く、ＲＣＳ分布生成部３１が直接目標モデルデータベース６とデータのやりとりを行うようにしている。また、画像照合部４内において、新たに目標選定部４３が設けられ、パラメータ照合部４２に代わってパラメータ照合部４２１が設けられている。
フリーズ画生成部２１は、実施の形態２のフリーズ画生成・計測部２の動作のうち、フリーズ画の生成のみを行う手段である。すなわち、ＩＳＡＲ画像生成部１で生成されたＩＳＡＲ画像から、オペレータ指示により、図３に示すようなフリーズ画を生成して画像照合部４に出力する。また、操作表示部７に表示されるフリーズ画は、複数の異なる輝度変換テーブルにより輝度変換される。
【００１９】
疑似ＩＳＡＲ画像生成部３において、ＲＣＳ分布生成部３１では、目標モデルデータベース６から目標データを抽出し、そのＲＣＳ分布を生成する。また、ＲＣＳ分布生成部３１では、目標モデルデータベース６に該当する目標データが存在しなかった場合には、実観測により得られたビデオ信号、観測条件、環境条件等の観測情報に基づいてＲＣＳ分布を推定し生成する。さらに、目標データが存在しない時に生成したＲＣＳ分布と当該ＲＣＳ分布を生成したときに用いた観測情報とを、目標データベース６または図１１に示されるような別の記憶部に格納し、次回以降の疑似ＩＳＡＲ画像の生成時において、目標データがない場合に検索して使用するよう管理する。疑似ＩＳＡＲ画像生成部３２では、レーダ諸元とＲＣＳ分布生成部３１で得られたＲＣＳ分布に基づいて、疑似ＩＳＡＲ画像を生成し、参照画像として目標選定部４３に出力する。
【００２０】
画像照合部４において、フリーズ画計測部４１では、フリーズ画生成部２１からのフリーズ画に対して、オペレータ指定により目標の検索条件および目標の特徴点の位置等の選定条件を指定することにより、目標の幅、長さ、位置等の計測結果を抽出し、パラメータ照合部４２に出力する。パラメータ照合部４２では、この測定結果に基づいて目標データデータベース５を照合し、対応する目標データを目標選定信号として抽出し、目標選定部４３に出力する。目標選定部４３では、この目標選定信号に基づいて、疑似ＩＳＡＲ画像生成部３３で生成された参照画像（疑似ＩＳＡＲ画像）を選定し、パターン照合部４４へ出力する。パターン照合部４４では、フリーズ画生成部２で生成されたＩＳＡＲ画像のフリーズ画と、目標選定部４３で選定された参照画像とを用いて画像毎に輝度レベルのパターン照合（相関処理）を行い、類似性を数値や割合で表した照合結果を得、照合結果処理部４５へ出力する。照合結果処理部４５では、フリーズ画および選定された参照画像が、操作表示部の解像度、表示輝度ダイナミックレンジ、操作情報等に合致した表示信号に変換され、オペレータが操作する操作表示部７へ出力される。また、照合結果、観測条件、環境条件も同様に表示信号に変換され、操作表示部７へ出力される。
操作表示部７では、上記実施の形態１で説明したと同じ方法で、フリーズ画、参照画像、その他のデータの表示が行われる。
【００２１】
以上のように、この実施の形態３によれば、ＲＣＳ分布生成部３１により、目標モデルデータベース６の目標モデルからＲＣＳ分布を生成し、また、目標モデルデータベース６に該当する目標モデルが存在しなかった場合に、実観測により得られた観測情報を用いてＲＣＳ分布を推定して生成し、疑似ＩＳＡＲ画像生成部３２１で、レーダ諸元とＲＣＳ分布生成部３１で生成されたＲＣＳ分布とに基づいて、参照画像としての疑似ＩＳＡＲ画像を生成するようにしたので、既存の目標モデルでＲＣＳ分布を作成し疑似ＩＳＡＲ画像を生成する以外に、実観測で収集した観測情報からＲＣＳ分布を作成して疑似ＩＳＡＲ画像を生成して、パターン照合することができるため、事前の目標モデルのストック不足にも対応可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】この発明の実施の形態１による逆合成開口レーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の各実施の形態に係る目標とレーダの位置関係を示す説明図である。
【図３】この発明の各実施の形態に係るＩＳＡＲ画像のフリーズ画を示す説明図である。
【図４】この発明の各実施の形態に係るレンジプロファイルを示す説明図である。
【図５】この発明の各実施の形態に係るＩＳＡＲ処理の一般的な動作手順を示すフローチャートである。
【図６】この発明の各実施の形態に係る輝度変換テーブルの種類を例示する説明図である。
【図７】この発明の実施の形態１に係る目標情報の抽出を示す説明図である。
【図８】この発明の各実施の形態に係る参照画像を示す説明図である。
【図９】この発明の実施の各実施の形態に係る輝度変換前後のフリーズ画の表示例を示す説明図である。
【図１０】この発明の各実施の形態に係る輝度変換後のフリーズ画と参照画像の表示例を示す説明図である。
【図１１】この発明の実施の形態２による逆合成開口レーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】この発明の実施の形態３による逆合成開口レーダ装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００２３】
１ ＩＳＡＲ画像生成部、２ フリーズ画生成・計測部、３ 参照画像生成部、４ 画像照合部、５ 目標データデータベース、６ 目標モデルデータベース、７ 操作表示部、８ ＲＣＳ分布記憶部、２１ フリーズ画生成部、３１ ＲＣＳ分布生成部、３２，３２１ 疑似ＩＳＡＲ画像生成部、３３，４３ 目標選定部、４１ フリーズ画計測部、４２，４２１ パラメータ照合部、４４ パターン照合部、４５ 照合結果処理部。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、疑似的にＩＳＡＲ画像を生成して目標の類別向上を図る逆合成開口レーダ(Inverse Synthetic Aperture Rader:以下ＩＳＡＲとする）装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＩＳＡＲは航空機等に搭載されて用いられる高分解能レーダとして知られている。従来のＩＳＡＲ装置では、受信機で発生させた送信種信号を高周波信号（ＲＦ信号）にしてアンテナから自由空間へ電波として放射し、目標により反射された反射エコーをアンテナで受信し、パルス圧縮した後、Ａ／Ｄ変換してデジタルのビデオ信号を生成し、そのビデオ信号に対してレンジ方向（アンテナからの距離方向）の高分解能化、すなわちＩＳＡＲ処理を行っている。このＩＳＡＲ処理では、ビデオ信号に対して開口面について合成を行い、クロスレンジ方向（レンジ方向に直交する方向）についての高分解能化と、前述のパルス圧縮によるレンジ方向についての高分解能化を行って目標の画像信号を形成する（例えば、特許文献１参照）。この種のレーダ装置に適用される目標の識別技術としては、ＩＳＡＲ画像による目標識別を行うときに、フリーズ操作により作成された単一のＩＳＡＲ画像（フリーズ画）と目標モデルより作成された疑似ＩＳＡＲ画像（参照画像）とでパターン照合（ＩＳＡＲ画像との画像間照合）が実施される。つまり、ＩＳＡＲ画像の特徴的なパラメータを検出して、対象画像の特徴的なパラメータと、識別用データベースに予め蓄積されている所定情報との照合を行い、その照合結果に基づいて、所要のＩＳＡＲ画像を抽出するようにしている（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１８１９２９号公報（図１０）
【特許文献２】特開２０００−３４３６号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のレーダ装置は、以上のように構成されているが、次のような問題がある。特許文献１に記載の技術では、パターン照合に用いる参照画像として、データベースに登録されているすべての目標についての疑似ＩＳＡＲ画像を生成する必要があるため、より高速にリアルタイムで生成されるＩＳＡＲ画像ごとに対応して疑似ＩＳＡＲ画像とのパターン照合を行うことは不可能であった。
また、特許文献２に記載の技術では、既存の目標モデルでＲＣＳ（Radar Cross Section ：レーダ反射断面積）分布を作成し、疑似ＩＳＡＲ画像を作成しているため、既存の目標モデルで作成した参照画像（疑似ＩＳＡＲ画像）との間でしかパターン照合を行うことができなかった。なお、ＲＣＳは、レーダの受信アンテナの方向に対する目標の有効反射電力と等価な反射強度を有する球の断面積で表される値である。
【０００５】
この発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、パターン照合に用いる参照画像を高速で生成することにより目標の類別にかかる時間の短縮化を可能にする逆合成開口レーダ装置を得ることを目的とする。
また、この発明は、参照画像を生成する際に用いる既存の目標モデルのデータ不足している場合において、実観測で収集した観測情報を用いて疑似ＩＳＡＲ画像を生成できるようにする逆合成開口レーダ装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る逆合成開口レーダ装置は、収集した目標の反射エコーから得たビデオ信号に対して収集時の観測条件を用いて合成開口処理を行い目標のＩＳＡＲ画像を生成するＩＳＡＲ画像生成部と、生成されたＩＳＡＲ画像からフリーズ画を生成すると共に、輝度変換テーブルを用いて当該フリーズ画を各種輝度変換し、その際ＩＳＡＲ画像の目標情報を抽出するフリーズ画生成・計測部と、目標ごとに目標の幅、長さおよび位置を含む目標データを予め格納する目標データデータベースと、フリーズ画生成・計測部で抽出された目標情報に基づいて目標データデータベースを照合し対応する目標データを目標選定信号として抽出するパラメータ照合部と、複数の目標モデルを予め格納する目標モデルデータベースと、パラメータ照合部で生成された目標選定信号に基づいて目標モデルデータベースを照合し対応する目標モデルを選定する目標選定部と、入力されるレーダ諸元、実観測時に得られた環境条件および収集時の観測条件に基づいて、目標選定部で選定された目標モデルから疑似ＩＳＡＲ画像を生成し参照画像として出力する疑似ＩＳＡＲ画像生成部と、フリーズ画生成・計測部で生成されたフリーズ画と疑似ＩＳＡＲ画像生成部で生成された参照画像とを用いてパターン照合を行い、類似性を示す照合結果を得るパターン照合部と、パターン照合に用いたフリーズ画と参照画像を表示信号に変換する照合結果処理部とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、ＩＳＡＲ画像のフリーズ画から自動的に目標情報を抽出して目標選定信号を生成し、この目標選定信号を用いて、参照画像を生成するための目標モデルを限定するようにしたので、高速で参照画像を生成することができ、リアルタイムに生成されるフリーズ画像ごとのパターン照合を可能とし、目標の類別にかかる時間の短縮化を可能にする効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
先ず、目標とレーダの位置関係と、画像の形成について説明する。
目標は、例えば船舶の場合、図２に示すようなレーダとの位置関係が考えられる。合成開口の開始時距離Ｒ0から合成開口終了時Ｒτまで、レーダを接近する場合には、レーダのニアレンジが船首、ファーレンジが船尾となり、レーダ受信信号のレンジ情報を横方向に、強度情報（反射強度）を縦方向にとってレンジプロファイル、すなわちフリーズ図に対し各レンジセルの反射強度を表現した画像が図４に示すように生成される。また、レーダ受信信号のレンジ情報を横方向に、ドップラ情報を縦方向にとったＩＳＡＲ画像のフリーズ画（動画表示中に停止した任意のＩＳＡＲ画像）が図３に示すように操作表示部（図１の７）で表示される。
【０００９】
図１はこの発明の実施の形態１による逆合成開口レーダ装置の構成を示すブロック図である。
図示してないが、逆合成開口レーダ装置では、受信機で発生させた送信種信号を高周波信号にしてアンテナから自由空間へ電波として放射し、目標により反射された反射エコーをアンテナで収集し、パルス圧縮した後、Ａ／Ｄ変換してデジタルのビデオ信号が生成される。ＩＳＡＲ画像生成部１には、ビデオ信号と収集時の観測条件が入力される。ＩＳＡＲ画像生成部１では、観測条件を用いてビデオ信号に対し開口面について合成開口処理を行うことにより、クロスレンジ方向（レンジ方向に直行する方向）についての高分解能化、すなわちＩＳＡＲ処理を行う。さらに、クロスレンジ方向の高分解能化に加え、パルス圧縮によるレンジ方向について高分解能化を行い、目標の画像信号（ＩＳＡＲ画像）を生成し、フリーズ画生成・計測部２に出力する。なお、ここで用いられる観測条件は、ＩＳＡＲ処理に必要なパラメータであり、具体的にはアンテナの諸元、アンテナの位置と移動速度、および目標の相対位置と相対速度である。また、アンテナの諸元とは、送信出力、波長、パルス幅等である。
【００１０】
次に、ＩＳＡＲ画像生成部１の動作におけるＩＳＡＲ処理の一般的な手順について、図５のフローチャートで説明する。
ＩＳＡＲ画像生成部１では、入力されたビデオ信号に対して、時間軸上でデータの距離と振幅情報により目標を追尾し、パルスヒット毎のレンジセル単位の移動量を距離補償量として算出する（ステップＳＴ１）。その距離補償量を用いて、目標の移動による距離のずれに対してレンジセル単位でビデオ信号を距離補償する（ステップＳＴ２）。その結果、目標はあたかも静止しているかのように扱える。次に、周波数軸上で時間と周波数情報によりオートフォーカスし、追尾速度から目標のドップラ周波数を積分して位相量を位相補償量として算出する（ステップＳＴ３）。その位相補償量により、目標の移動によるドップラシフトを複素演算により求めてビデオ信号を補償する（ステップＳＴ４）。その補償後のビデオ信号に対してＦＦＴ（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換）を行い、目標の動揺（ロール、ピッチ、ヨーの周波数）成分を弁別する（ステップＳＴ５）。そして、信号の振幅を検出し、ＩＳＡＲ画像を生成して出力する。また、一合成開口分の同一レンジ方向の振幅値を積分したレンジプロファイルのＩＳＡＲ画像を生成する（ステップＳＴ６）。
【００１１】
フリーズ画生成・計測部２では、ＩＳＡＲ画像生成部１で生成されたＩＳＡＲ画像から、例えば図３に示すようなフリーズ画を生成してパターン照合部４４に出力する。ここで、操作表示部７に表示されるフリーズ画は、複数の異なる輝度変換テーブルにより輝度が変換される。これらの輝度変換テーブルの種類としては、例えば、図６に示すように三角波変換ａ、線形変換ｂ、区分線形変換ｃ、ＬＯＧ変換ｄ、平坦化ｅ等があり、図右側に輝度変換されたフリーズ画が対応して示される。また同時に、フリーズ画生成・計測部２では、自動で輝度変換テーブルを変化させることで、図７に示すように目標の特徴を検出し、ＩＳＡＲ画像のアスペクト、目標の長さ等の目標情報を抽出する。
【００１２】
ＩＳＡＲ画像は、光学画像のようにそのまま人の目で識別できる画像ではなく、観測点から送信される電波が観測物に到達し、その電波反射の割合により明暗が分布する特殊な画像である。したがって、ＩＳＡＲで目標識別を行うには、予め電波の反射を計算機上でシミュレーションし、その結果として得られる参照画像（疑似ＩＳＡＲ画像）とＩＳＡＲ画像（フリーズ画）との類別を行う必要がある。参照画像生成部３は、そのための疑似ＩＳＡＲ画像を生成する手段であり、疑似ＩＳＡＲ画像生成部３２と目標選定部３３を備えている。
目標選定部３３は、パラメータ照合部４２から与えられる目標選定信号に基づいて目標モデルデータベース６を照合し対応する目標モデルを選定し、疑似ＩＳＡＲ画像生成部３２へ出力する。疑似ＩＳＡＲ画像生成部３２では、選定された目標モデルと実観測時に得られるシーステート等プラットフォームの環境条件および収集時の観測条件に基づいてＲＣＳ分布を生成し、レーダ諸元とこの生成したＲＣＳ分布に基づいて、図８に示すような擬似ＩＳＡＲ画像を参照画像として生成する。ここで、レーダ諸元は、送信出力、波長、パルス幅等のアンテナの諸元である。また、目標モデルは、例えば船舶の場合、船舶に電波が当たった時にどのようなＩＳＡＲ画像が生成できるかシミュレーションで作成（作成されたものを擬似ＩＳＡＲ画像と呼ぶ）するために必要なポリゴン上のモデルであり、目標モデルデータベース６に予め複数格納されている。この場合、疑似ＩＳＡＲ画像を生成するための目標モデルを目標選定信号により選定することで、照合までにかかる時間を短縮化することが可能となる。
【００１３】
画像照合部４は、パラメータ照合部４２、パターン照合部４４、照合結果処理部４５を備えている。また、画像照合部４の動作で用いる目標データデータベース５には、目標ごとに目標の幅、長さおよび位置を含む目標データが予め格納されている。パラメータ照合部４２では、フリーズ画生成・計測部２で抽出された目標情報に基づいて目標データデータベース５を照合し、対応する目標データを目標選定信号として抽出し、目標選定部３３へ出力する。パターン照合部４４では、フリーズ画生成・計測部２で得られたＩＳＡＲ画像のフリーズ画と疑似ＩＳＡＲ画像生成部３２で生成された参照画像（疑似ＩＳＡＲ画像）とを用いてパターン照合（相関処理）を行い、類似性を数値や割合で表した照合結果を得、照合結果処理部４５へ出力する。照合結果処理部４５では、ＩＳＡＲ画像から生成されたフリーズ画および選定された参照画像が、操作表示部の解像度、表示輝度ダイナミックレンジ、操作情報等に合致した表示信号に変換され、オペレータが操作する操作表示部７へ出力される。また、照合結果、パラメータ照合で用いた目標データ、観測条件、環境条件等も同様に表示信号に変換され操作表示部７へ出力される。
【００１４】
次に、操作表示部７では、始めにＩＳＡＲ画像のフリーズ画がモニタに表示され、さらに、そのフリーズ画に対して輝度変換テーブルごとに行った輝度変換後のフリーズ画が表示される。例えば図９に示すように、画面の下側に変換前のフリーズ画（ｂ）を表示し、上側に各輝度変換後のフリーズ画（ａ）を順次表示し、現在表示されている輝度変換方法が最適なものかを判断できるようにしている。一連の輝度変換テーブルを適用した後に、ＩＳＡＲ画像より抽出した目標情報が表示される。以後、パラメータ照合、パターン照合を実施した結果の画像が表示される。表示上では、図１０に示すように、画面の下側に選定された参照画像（ｂ）が表示され、上側に対応する変換後のフリーズ画（ａ）が表示され、パラメータ照合およびパターン照合が行われる。さらに、目標の照合結果表示時には、照合結果だけでなく、フリーズ画像、参照画像、観測情報も表示される。
【００１５】
以上のように、この実施の形態１によれば、フリーズ画生成・計測部２により、ＩＳＡＲ画像のフリーズ画の生成と同時に、自動で輝度変換テーブルを変化させることにより、ＩＳＡＲ画像の目標情報を抽出するので、自動でＩＳＡＲ画像より目標情報を抽出することが可能となり、オペレータ操作を要せず、生成されたフリーズ画像ごとにパラメータ照合を行うことが可能となる。また、上記目標情報を用いてパラメータ照合部４２で抽出した目標選定信号に基づいて、目標選定部３３により疑似ＩＳＡＲ画像生成部３２に与える目標モデルを限定するので、目標モデルデータベース６に格納されたすべての目標モデルのデータに対して参照画像（疑似ＩＳＡＲ画像）を逐次生成する必要がなく、高速で参照画像を生成することができ、リアルタイムに生成されるフリーズ画像ごとのパターン照合を可能にする。すなわち、有効な参照画像を得る処理を簡略化し、パターン照合までにかかる時間の短縮化を図ることができる。
【００１６】
実施の形態２．
図１１はこの発明の実施の形態２による逆合成開口レーダ装置の構成を示すブロック図である。図において、図１に相当する部分には同一符号を付し、原則としてその説明を省略する。図１に対して異なる点を示すと、参照画像生成部３内において、疑似ＩＳＡＲ画像生成部３２に代わって機能が異なる疑似ＩＳＡＲ画像生成部３２１が設けられ、目標選定部３３との間に新たにＲＣＳ分布生成部３１を設けられている。また、ＲＣＳ分布記憶部８が設けられている。
この実施の形態２の疑似ＩＳＡＲ画像生成部３２１は、実施の形態１の疑似ＩＳＡＲ画像生成部３２が持っている目標モデルからＲＣＳ分布を生成する機能を備えていない。一方、ＲＣＳ分布生成部３１では、目標選定部３３で選定された目標モデルからＲＣＳ分布を生成し、また目標選定部３３が該当する目標モデルを選定しなかった場合には、実観測により得られたビデオ信号、観測条件および環境条件に基づいてＲＣＳ分布を推定して生成する。疑似ＩＳＡＲ画像生成部３２１では、ＲＣＳ分布生成部３１で目標モデルから生成されたＲＣＳ分布あるいは実観測データから生成されたＲＣＳ分布とレーダ諸元とに基づいて、参照画像としての疑似ＩＳＡＲ画像の生成を行う。疑似ＩＳＡＲ画像生成部３２１は、目標データが存在しない時に生成したＲＣＳ分布をＲＣＳ分布記憶部８に格納しておいて、次回以降の疑似ＩＳＡＲ画像の生成時において、目標データがない場合に検索して使用するよう管理する。
【００１７】
以上のように、実施の形態２によれば、上記実施の形態１と同様に、有効な参照画像を得る処理を簡略化し、パターン照合までにかかる時間を短縮化することができる。加えて、既存の目標モデルでＲＣＳ分布を作成し疑似ＩＳＡＲ画像を生成する以外に、実観測で収集した観測情報からＲＣＳ分布を作成して疑似ＩＳＡＲ画像を生成して、パターン照合することができるため、事前の目標モデルのストック不足にも対応可能になる。
【００１８】
実施の形態３．
図１２はこの発明の実施の形態３による逆合成開口レーダ装置の構成を示すブロック図である。図において、図２に相当する部分には同一符号を付す。図２に対して異なる点を示すと、フリーズ画生成・計測部２の代わりにフリーズ画生成部２１を設け、画像照合部４内にフリーズ画計測部４１を設けている。また、参照画像生成部３内において、目標選定部３３が無く、ＲＣＳ分布生成部３１が直接目標モデルデータベース６とデータのやりとりを行うようにしている。また、画像照合部４内において、新たに目標選定部４３が設けられ、パラメータ照合部４２に代わってパラメータ照合部４２１が設けられている。
フリーズ画生成部２１は、実施の形態２のフリーズ画生成・計測部２の動作のうち、フリーズ画の生成のみを行う手段である。すなわち、ＩＳＡＲ画像生成部１で生成されたＩＳＡＲ画像から、オペレータ指示により、図３に示すようなフリーズ画を生成して画像照合部４に出力する。また、操作表示部７に表示されるフリーズ画は、複数の異なる輝度変換テーブルにより輝度変換される。
【００１９】
疑似ＩＳＡＲ画像生成部３において、ＲＣＳ分布生成部３１では、目標モデルデータベース６から目標データを抽出し、そのＲＣＳ分布を生成する。また、ＲＣＳ分布生成部３１では、目標モデルデータベース６に該当する目標データが存在しなかった場合には、実観測により得られたビデオ信号、観測条件、環境条件等の観測情報に基づいてＲＣＳ分布を推定し生成する。さらに、目標データが存在しない時に生成したＲＣＳ分布と当該ＲＣＳ分布を生成したときに用いた観測情報とを、目標データベース６または図１１に示されるような別の記憶部に格納し、次回以降の疑似ＩＳＡＲ画像の生成時において、目標データがない場合に検索して使用するよう管理する。疑似ＩＳＡＲ画像生成部３２では、レーダ諸元とＲＣＳ分布生成部３１で得られたＲＣＳ分布に基づいて、疑似ＩＳＡＲ画像を生成し、参照画像として目標選定部４３に出力する。
【００２０】
画像照合部４において、フリーズ画計測部４１では、フリーズ画生成部２１からのフリーズ画に対して、オペレータ指定により目標の検索条件および目標の特徴点の位置等の選定条件を指定することにより、目標の幅、長さ、位置等の計測結果を抽出し、パラメータ照合部４２に出力する。パラメータ照合部４２では、この測定結果に基づいて目標データデータベース５を照合し、対応する目標データを目標選定信号として抽出し、目標選定部４３に出力する。目標選定部４３では、この目標選定信号に基づいて、疑似ＩＳＡＲ画像生成部３３で生成された参照画像（疑似ＩＳＡＲ画像）を選定し、パターン照合部４４へ出力する。パターン照合部４４では、フリーズ画生成部２で生成されたＩＳＡＲ画像のフリーズ画と、目標選定部４３で選定された参照画像とを用いて画像毎に輝度レベルのパターン照合（相関処理）を行い、類似性を数値や割合で表した照合結果を得、照合結果処理部４５へ出力する。照合結果処理部４５では、フリーズ画および選定された参照画像が、操作表示部の解像度、表示輝度ダイナミックレンジ、操作情報等に合致した表示信号に変換され、オペレータが操作する操作表示部７へ出力される。また、照合結果、観測条件、環境条件も同様に表示信号に変換され、操作表示部７へ出力される。
操作表示部７では、上記実施の形態１で説明したと同じ方法で、フリーズ画、参照画像、その他のデータの表示が行われる。
【００２１】
以上のように、この実施の形態３によれば、ＲＣＳ分布生成部３１により、目標モデルデータベース６の目標モデルからＲＣＳ分布を生成し、また、目標モデルデータベース６に該当する目標モデルが存在しなかった場合に、実観測により得られた観測情報を用いてＲＣＳ分布を推定して生成し、疑似ＩＳＡＲ画像生成部３２１で、レーダ諸元とＲＣＳ分布生成部３１で生成されたＲＣＳ分布とに基づいて、参照画像としての疑似ＩＳＡＲ画像を生成するようにしたので、既存の目標モデルでＲＣＳ分布を作成し疑似ＩＳＡＲ画像を生成する以外に、実観測で収集した観測情報からＲＣＳ分布を作成して疑似ＩＳＡＲ画像を生成して、パターン照合することができるため、事前の目標モデルのストック不足にも対応可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】この発明の実施の形態１による逆合成開口レーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の各実施の形態に係る目標とレーダの位置関係を示す説明図である。
【図３】この発明の各実施の形態に係るＩＳＡＲ画像のフリーズ画を示す説明図である。
【図４】この発明の各実施の形態に係るレンジプロファイルを示す説明図である。
【図５】この発明の各実施の形態に係るＩＳＡＲ処理の一般的な動作手順を示すフローチャートである。
【図６】この発明の各実施の形態に係る輝度変換テーブルの種類を例示する説明図である。
【図７】この発明の実施の形態１に係る目標情報の抽出を示す説明図である。
【図８】この発明の各実施の形態に係る参照画像を示す説明図である。
【図９】この発明の実施の各実施の形態に係る輝度変換前後のフリーズ画の表示例を示す説明図である。
【図１０】この発明の各実施の形態に係る輝度変換後のフリーズ画と参照画像の表示例を示す説明図である。
【図１１】この発明の実施の形態２による逆合成開口レーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】この発明の実施の形態３による逆合成開口レーダ装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００２３】
１ ＩＳＡＲ画像生成部、２ フリーズ画生成・計測部、３ 参照画像生成部、４ 画像照合部、５ 目標データデータベース、６ 目標モデルデータベース、７ 操作表示部、８ ＲＣＳ分布記憶部、２１ フリーズ画生成部、３１ ＲＣＳ分布生成部、３２，３２１ 疑似ＩＳＡＲ画像生成部、３３，４３ 目標選定部、４１ フリーズ画計測部、４２，４２１ パラメータ照合部、４４ パターン照合部、４５ 照合結果処理部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
収集した目標の反射エコーから得たビデオ信号に対して収集時の観測条件を用いて合成開口処理を行い目標のＩＳＡＲ画像を生成するＩＳＡＲ画像生成部と、
生成されたＩＳＡＲ画像からフリーズ画を生成すると共に、輝度変換テーブルを用いて当該フリーズ画を各種輝度変換し、その際ＩＳＡＲ画像の目標情報を抽出するフリーズ画生成・計測部と、
目標ごとに目標の幅、長さおよび位置を含む目標データを予め格納する目標データデータベースと、
前記フリーズ画生成・計測部で抽出された目標情報に基づいて前記目標データデータベースを照合し対応する目標データを目標選定信号として抽出するパラメータ照合部と、
複数の目標モデルを予め格納する目標モデルデータベースと、
前記パラメータ照合部で生成された目標選定信号に基づいて前記目標モデルデータベースを照合し対応する目標モデルを選定する目標選定部と、
入力されるレーダ諸元、実観測時に得られた環境条件および収集時の観測条件に基づいて、前記目標選定部で選定された目標モデルから疑似ＩＳＡＲ画像を生成し参照画像として出力する疑似ＩＳＡＲ画像生成部と、
前記フリーズ画生成・計測部で生成されたフリーズ画と前記疑似ＩＳＡＲ画像生成部で生成された参照画像とを用いてパターン照合を行い、類似性を示す照合結果を得るパターン照合部と、
パターン照合に用いたフリーズ画と参照画像を表示信号に変換する照合結果処理部とを備えたことを特徴とする逆合成開口レーダ装置。
【請求項２】
収集した目標の反射エコーから得たビデオ信号に対して収集時の観測条件を用いて合成開口処理を行い目標のＩＳＡＲ画像を生成するＩＳＡＲ画像生成部と、
生成されたＩＳＡＲ画像からフリーズ画を生成すると共に、輝度変換テーブルを用いて当該フリーズ画を各種輝度変換し、その際ＩＳＡＲ画像の目標情報を抽出するフリーズ画生成・計測部と、
目標ごとに目標の幅、長さおよび位置を含む目標データを予め格納する目標データデータベースと、
前記フリーズ画生成・計測部で抽出された目標情報に基づいて前記目標データデータベースを照合し対応する目標データを目標選定信号として抽出するパラメータ照合部と、
複数の目標モデルを予め格納する目標モデルデータベースと、
前記パラメータ照合部で生成された目標選定信号に基づいて前記目標モデルデータベースを照合し対応する目標モデルを選定する目標選定部と、
前記目標選定部により選定された目標モデルからＲＣＳ分布を生成し、また前記目標選定部が該当する目標モデルを選定しなかった場合には実観測により得られたビデオ信号、観測条件および環境条件に基づいてＲＣＳ分布を推定して生成するＲＣＳ分布生成部と、
レーダ諸元と前記ＲＣＳ分布生成部で生成されたＲＣＳ分布とに基づいて、疑似ＩＳＡＲ画像を生成し参照画像として出力する疑似ＩＳＡＲ画像生成部と、
前記フリーズ画生成部で生成されたフリーズ画と前記疑似ＩＳＡＲ画像生成部目標選定部で生成された参照画像とを用いてパターン照合を行い、類似性を示す照合結果を得るパターン照合部と、
パターン照合に用いたフリーズ画と参照画像を表示信号に変換する照合結果処理部とを備えたことを特徴とする逆合成開口レーダ装置。
【請求項３】
収集した目標の反射エコーから得たビデオ信号に対して収集時の観測条件を用いて合成開口処理を行い目標のＩＳＡＲ画像を生成するＩＳＡＲ画像生成部と、
生成されたＩＳＡＲ画像からフリーズ画を生成すると共に、輝度変換テーブルを用いて当該フリーズ画を各種輝度変換するフリーズ画生成部と、
指定された目標の検索条件および特徴点の位置に基づいて、前記フリーズ画生成部からのフリーズ画から目標の幅、長さおよび位置を計測結果として抽出するフリーズ画計測部と、
目標ごとに目標の幅、長さおよび位置を含む目標データを予め格納する目標データデータベースと、
前記計測結果に基づいて前記目標データデータベースを照合し、対応する目標データを目標選定信号として抽出するパラメータ照合部と、
複数の目標モデルを予め格納する目標モデルデータベースと、
前記目標モデルデータベースの目標モデルからＲＣＳ分布を生成し、また前記目標モデルデータベースに該当する目標モデルがない場合には実観測により得られたビデオ信号、観測条件および環境条件に基づいてＲＣＳ分布を推定して生成するＲＣＳ分布生成部と、
レーダ諸元と前記ＲＣＳ分布生成部で生成されたＲＣＳ分布に基づいて、疑似ＩＳＡＲ画像を生成し参照画像として出力する疑似ＩＳＡＲ画像生成部と、
前記パラメータ照合部で抽出された目標選定信号に基づいて前記疑似ＩＳＡＲ画像生成部で生成された参照画像を選定する目標選定部と、
前記フリーズ画生成部で生成されたフリーズ画と前記目標選定部で選定された参照画像とを用いてパターン照合を行い、類似性を示す照合結果を得るパターン照合部と、
パターン照合に用いたフリーズ画と参照画像を表示信号に変換する照合結果処理部とを備えたことを特徴とする逆合成開口レーダ装置。
【請求項４】
ＲＣＳ分布生成部は、目標データが存在しない時に生成したＲＣＳ分布を記憶部に格納し、次回以降の疑似ＩＳＡＲ画像の生成時において、目標データがない場合に検索して使用することを特徴とする請求項２または請求項３記載の逆合成開口レーダ装置。
【請求項１】
収集した目標の反射エコーから得たビデオ信号に対して収集時の観測条件を用いて合成開口処理を行い目標のＩＳＡＲ画像を生成するＩＳＡＲ画像生成部と、
生成されたＩＳＡＲ画像からフリーズ画を生成すると共に、輝度変換テーブルを用いて当該フリーズ画を各種輝度変換し、その際ＩＳＡＲ画像の目標情報を抽出するフリーズ画生成・計測部と、
目標ごとに目標の幅、長さおよび位置を含む目標データを予め格納する目標データデータベースと、
前記フリーズ画生成・計測部で抽出された目標情報に基づいて前記目標データデータベースを照合し対応する目標データを目標選定信号として抽出するパラメータ照合部と、
複数の目標モデルを予め格納する目標モデルデータベースと、
前記パラメータ照合部で生成された目標選定信号に基づいて前記目標モデルデータベースを照合し対応する目標モデルを選定する目標選定部と、
入力されるレーダ諸元、実観測時に得られた環境条件および収集時の観測条件に基づいて、前記目標選定部で選定された目標モデルから疑似ＩＳＡＲ画像を生成し参照画像として出力する疑似ＩＳＡＲ画像生成部と、
前記フリーズ画生成・計測部で生成されたフリーズ画と前記疑似ＩＳＡＲ画像生成部で生成された参照画像とを用いてパターン照合を行い、類似性を示す照合結果を得るパターン照合部と、
パターン照合に用いたフリーズ画と参照画像を表示信号に変換する照合結果処理部とを備えたことを特徴とする逆合成開口レーダ装置。
【請求項２】
収集した目標の反射エコーから得たビデオ信号に対して収集時の観測条件を用いて合成開口処理を行い目標のＩＳＡＲ画像を生成するＩＳＡＲ画像生成部と、
生成されたＩＳＡＲ画像からフリーズ画を生成すると共に、輝度変換テーブルを用いて当該フリーズ画を各種輝度変換し、その際ＩＳＡＲ画像の目標情報を抽出するフリーズ画生成・計測部と、
目標ごとに目標の幅、長さおよび位置を含む目標データを予め格納する目標データデータベースと、
前記フリーズ画生成・計測部で抽出された目標情報に基づいて前記目標データデータベースを照合し対応する目標データを目標選定信号として抽出するパラメータ照合部と、
複数の目標モデルを予め格納する目標モデルデータベースと、
前記パラメータ照合部で生成された目標選定信号に基づいて前記目標モデルデータベースを照合し対応する目標モデルを選定する目標選定部と、
前記目標選定部により選定された目標モデルからＲＣＳ分布を生成し、また前記目標選定部が該当する目標モデルを選定しなかった場合には実観測により得られたビデオ信号、観測条件および環境条件に基づいてＲＣＳ分布を推定して生成するＲＣＳ分布生成部と、
レーダ諸元と前記ＲＣＳ分布生成部で生成されたＲＣＳ分布とに基づいて、疑似ＩＳＡＲ画像を生成し参照画像として出力する疑似ＩＳＡＲ画像生成部と、
前記フリーズ画生成部で生成されたフリーズ画と前記疑似ＩＳＡＲ画像生成部目標選定部で生成された参照画像とを用いてパターン照合を行い、類似性を示す照合結果を得るパターン照合部と、
パターン照合に用いたフリーズ画と参照画像を表示信号に変換する照合結果処理部とを備えたことを特徴とする逆合成開口レーダ装置。
【請求項３】
収集した目標の反射エコーから得たビデオ信号に対して収集時の観測条件を用いて合成開口処理を行い目標のＩＳＡＲ画像を生成するＩＳＡＲ画像生成部と、
生成されたＩＳＡＲ画像からフリーズ画を生成すると共に、輝度変換テーブルを用いて当該フリーズ画を各種輝度変換するフリーズ画生成部と、
指定された目標の検索条件および特徴点の位置に基づいて、前記フリーズ画生成部からのフリーズ画から目標の幅、長さおよび位置を計測結果として抽出するフリーズ画計測部と、
目標ごとに目標の幅、長さおよび位置を含む目標データを予め格納する目標データデータベースと、
前記計測結果に基づいて前記目標データデータベースを照合し、対応する目標データを目標選定信号として抽出するパラメータ照合部と、
複数の目標モデルを予め格納する目標モデルデータベースと、
前記目標モデルデータベースの目標モデルからＲＣＳ分布を生成し、また前記目標モデルデータベースに該当する目標モデルがない場合には実観測により得られたビデオ信号、観測条件および環境条件に基づいてＲＣＳ分布を推定して生成するＲＣＳ分布生成部と、
レーダ諸元と前記ＲＣＳ分布生成部で生成されたＲＣＳ分布に基づいて、疑似ＩＳＡＲ画像を生成し参照画像として出力する疑似ＩＳＡＲ画像生成部と、
前記パラメータ照合部で抽出された目標選定信号に基づいて前記疑似ＩＳＡＲ画像生成部で生成された参照画像を選定する目標選定部と、
前記フリーズ画生成部で生成されたフリーズ画と前記目標選定部で選定された参照画像とを用いてパターン照合を行い、類似性を示す照合結果を得るパターン照合部と、
パターン照合に用いたフリーズ画と参照画像を表示信号に変換する照合結果処理部とを備えたことを特徴とする逆合成開口レーダ装置。
【請求項４】
ＲＣＳ分布生成部は、目標データが存在しない時に生成したＲＣＳ分布を記憶部に格納し、次回以降の疑似ＩＳＡＲ画像の生成時において、目標データがない場合に検索して使用することを特徴とする請求項２または請求項３記載の逆合成開口レーダ装置。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００６−２１４７５５（Ｐ２００６−２１４７５５Ａ）
【公開日】平成１８年８月１７日（２００６．８．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２５３８４（Ｐ２００５−２５３８４）
【出願日】平成１７年２月１日（２００５．２．１）
【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８月１７日（２００６．８．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年２月１日（２００５．２．１）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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