JP2000147107A - 移動物体観測システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の撮像画像中の輝点分布に基づく移動物
体の比較判別方法では、複数の移動物体が重なっている
場合にそれらを判別することができず、また、比較元と
なる輝点のデータが予めデータベース部に記憶されてい
なければ比較判別することができないなどの課題があっ
た。 【解決手段】 レーダ１，２，３，４の検出情報に基づ
く位置ベクトルや速度ベクトルに基づいて各移動物体ま
での距離などを判定し、これに基づいて主要移動物体を
特定するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は飛行物体などの移
動物体を捕捉する移動物体観測システムに係り、特に、
移動物体が複数に分離してしまうような場合において
も、その中の主要な移動物体を誤ることなく捕捉するこ
とができる移動物体観測システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１３は特開平９−３０３９９２号公報
に開示された従来の移動物体観測システムの構成を示す
システム構成図である。図において、５６は赤外線カメ
ラ、５７は微分回路、５８は速度ベクトル検出回路、５
９は二値化回路、６０は撮像面積検出回路、６１は輝度
分布検出回路、６２はデータ処理回路、６３はジンバル
装置、６４はデータベース部、６５は照合部、６６は分
離処理部である。

【０００３】次に動作について説明する。赤外線カメラ
５６により撮像された赤外線画像は、微分回路５７にお
いて微分処理され、この微分処理された赤外線画像に基
づいて速度ベクトル検出回路５８は当該画像中の輝点の
角速度ベクトルを算出する。また、上記赤外線画像は二
値化回路５９において適当な閾値に基づいて二値化処理
され、撮像面積検出回路６０は、上記微分画像と当該二
値化画像とに基づいて各輝点の撮像面積を算出する。更
に、輝度分布検出回路６１は、上記赤外線画像の中の所
定の輝度レベル以上の輝点を検出して、この輝点の背景
に対する輝度レベルを算出する。

【０００４】そして、データ処理回路６２には、これら
輝点の角速度ベクトル情報、各輝点の撮像面積情報、輝
点の背景に対する輝度レベル情報とともに、ジンバル装
置６３から対象物との相対速度情報が入力される。この
データ処理回路６２のデータベース部６４には以上の入
力情報に対応する情報が記憶されており、照合部６５は
このデータベース部６４の記憶情報と入力情報との照合
処理を行い、分離処理部６６はこの照合結果として得ら
れた複数の対象物の輝点の中から１つの目標とする輝点
を特定する。

【０００５】なお、これら一連の処理においては、例え
ばデータベース部６４に弾道ミサイルの角速度ベクトル
を記憶させ、分離処理部６６では輝点の角速度ベクトル
がこの記憶した角速度ベクトルと大きく異なる場合には
当該輝点を目標物候補から排除するとの条件に設定すれ
ば、惑星や人工衛星などの角速度ベクトルがずっと小さ
い移動物体の輝点を目標物候補から排除することができ
る。

【０００６】また、他にもデータベース部６４に弾頭部
の推定角速度ベクトルを記憶させ、分離処理部６６では
輝点の角速度ベクトルがこの記憶した角速度ベクトルと
最も一致するものを目標物候補とするとの条件に設定す
れば、図１４に示すように移動途中においてブースタや
シェラウドと分離する弾頭部以外の輝点を目標物候補か
ら排除することができる。なお、図１４は移動途中にお
いてブースタ、シェラウドおよび弾頭部に分離する移動
物体の分離後の相対位置関係を示す分離状態説明図であ
る。図において、６７はブースタ、６８は弾頭部、６９
はそれぞれシェラウドである。そして、同図（ａ）は分
離直後の状態を示し、同図（ｂ）は分離してから所定時
間経過した後の状態を示している。

【０００７】従って、移動物体観測システムの観測範囲
を通過するように移動する移動物体が複数に分離してし
まうような場合には、その中の主要な移動物体の情報を
予めデータベース部６４に記憶させておくことにより、
当該主要な移動物体を捕捉することができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の移動物体観測シ
ステムは以上のように構成されているので、赤外線画像
内において検出された輝度分布が予めデータベース部６
４に登録された輝度分布と一致した場合に初めて移動物
体を判定することができるので、データベース部６４に
予め登録されていない移動物体や弾頭部などの主要移動
物体を判定することはできず、しかも、赤外線カメラ５
６において所定の輝度分布が形成される程に移動物体が
接近しなければその判定を行なうことができないなどの
課題があった。

【０００９】また、従来の移動物体観測システムは例え
ば所定の輝度を有する画素の角速度ベクトルに基づいて
移動物体を判定することになるが、このような判定方法
では、移動物体観測システム自体に向かって移動する複
数の移動物体を輝点の分布に基づいて区別することがで
きず、そのような状況において主要移動物体を判定する
ことはできない。

【００１０】図１５および図１６はこのような複数の移
動物体の移動方向と従来の移動物体観測システムの観測
状況との関係を説明する説明図である。これらの図にお
いて、７０，７１はそれぞれ略同一方向に移動する移動
物体、７２は移動物体観測システム、７３，７４はそれ
ぞれ各移動物体７０，７１の輝点である。また、これら
の図において、（ａ）は位置関係図、（ｂ）は赤外線画
像である。そして、図１５（ａ）に示すように複数の移
動物体７０，７１が赤外線カメラ５６の視野角方向に分
離して存在する場合には、同図（ｂ）に示すように各移
動物体７０，７１毎に分離した輝点７３，７４が観測さ
れるが、図１６（ａ）に示すように複数の移動物体７
０，７１が赤外線カメラ５６の一方向に重なって存在す
る場合には、同図（ｂ）に示すように各移動物体７０，
７１が１つに重なった輝点７３，７４として観測されて
しまう。そして、このような後者の赤外線画像では、輝
点の角速度ベクトルなどに基づいて分離処理をしたとし
ても、複数の移動物体７０，７１の中から主要移動物体
を分離することはできない。

【００１１】そこで、発明者らは上記課題を解決するた
めに鋭意研究を重ねた結果、移動物体が移動中に複数に
分離する場合、分離後の複数の近接した移動物体同士の
衝突などの不具合をさけるため、第一に、打ち上げ方向
に移動させたい主要移動物体は分離前の一体的な移動物
体においてその進行方向前部に配置されること、第二
に、分離時に、移動方向前部に位置する主要移動物体に
は進行方向へ移動する力が、移動方向後部に位置する移
動物体には進行方向とは逆向きへ移動する力がそれぞれ
作用することなどの暗黙的なルールが存在することを見
出し、本発明を完成するに至った。

【００１２】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、移動物体観測システム自体に向か
って移動する複数の移動物体を区別し主要移動物体を判
定することができ、しかも、登録されていない移動物体
の主要移動物体を遠方において判定することができる移
動物体観測システムを得ることを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明に係る移動物体
観測システムは、観測範囲を周期的に走査し、各周期毎
の受信データを出力するレーダと、各周期毎の受信デー
タから１乃至複数の移動物体を検出する検出手段と、各
周期毎の受信データにおける上記各移動物体の位置およ
び距離を演算し、これらを位置ベクトルとして出力する
位置ベクトル演算手段と、各周期毎の受信データにおけ
る各移動物体を複数の受信データの間で関連付け、この
関連に基づいて各移動物体の移動速度および移動方向を
判定し、これらを速度ベクトルとして出力する速度ベク
トル演算手段と、各移動物体毎に位置ベクトルと単位長
さの平均速度ベクトルとの内積を演算し、この内積が最
も大きい値である移動物体を主要移動物体として判定す
る判定手段と、この主要移動物体に関連する位置情報や
速度情報を出力情報として出力する出力手段とを備えた
ものである。

【００１４】この発明に係る移動物体観測システムは、
観測範囲を周期的に走査し、各周期毎の受信データを出
力するレーダと、各周期毎の受信データから１乃至複数
の移動物体を検出する検出手段と、各周期毎の受信デー
タにおける上記各移動物体の位置および距離を演算し、
これらを位置ベクトルとして出力する位置ベクトル演算
手段と、この位置ベクトルが最も小さい値である移動物
体を主要移動物体として判定する判定手段と、この主要
移動物体に関連する位置情報や速度情報を出力情報とし
て出力する出力手段とを備えたものである。

【００１５】この発明に係る移動物体観測システムは、
観測範囲を周期的に走査し、各周期毎の受信データを出
力するレーダと、各周期毎の受信データから１乃至複数
の移動物体を検出する検出手段と、各周期毎の受信デー
タにおける上記各移動物体のドップラー周波数を演算し
て出力するドップラー周波数演算手段と、このドップラ
ー周波数が最も高い値である移動物体を主要移動物体と
して判定する判定手段と、この主要移動物体に関連する
位置情報や速度情報を出力情報として出力する出力手段
とを備えたものである。

【００１６】この発明に係る移動物体観測システムは、
観測範囲を周期的に走査し、各周期毎の受信データを出
力するレーダと、各周期毎の受信データから１乃至複数
の移動物体を検出する検出手段と、各周期毎の受信デー
タにおける上記各移動物体の位置および距離を演算し、
これらを位置ベクトルとして出力する位置ベクトル演算
手段と、各周期毎の受信データにおける上記各移動物体
のドップラー周波数を演算して出力するドップラー周波
数演算手段と、上記位置ベクトルが小さくて上記ドップ
ラー周波数が高い移動物体を主要移動物体として判定す
る判定手段と、この主要移動物体に関連する位置情報や
速度情報を出力情報として出力する出力手段とを備えた
ものである。

【００１７】この発明に係る移動物体観測システムは、
赤外線センサアレイを具備するとともに出力情報に基づ
いて推進出力を補正制御する移動観測手段を備えたもの
である。

【００１８】この発明に係る移動物体観測システムは、
移動観測手段が、赤外線センサアレイの画像に基づいて
推進出力を補正制御するものである。

【００１９】この発明に係る移動物体観測システムは、
出力手段が、赤外線センサアレイの画像に基づいて推進
出力を補正制御するものである。

【００２０】この発明に係る移動物体観測システムは、
速度ベクトルに基づいて赤外線センサアレイの画像内の
主要移動物体を判定し、これに基づいて推進出力を補正
制御するものである。

【００２１】この発明に係る移動物体観測システムは、
赤外線センサアレイの代わりに光学センサアレイを用い
たものである。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１による移
動物体を観測する移動物体観測システムの構成を示すブ
ロック図である。図において、１は観測範囲を周期的に
走査しつつ、電波の送受信を行なう送受信アンテナ（レ
ーダ）、２は高周波の観測電波を出力する送信機（レー
ダ）、３は受信電波を増幅検波してそれに応じた受信デ
ータを生成する受信機（レーダ）、４は観測電波を送受
信アンテナ１に供給するとともに送受信アンテナ１の受
信電波を受信機３に供給する切替器（レーダ）である。

【００２３】５は受信データが入力されるとともにＣＦ
ＡＲ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｆａｌｓｅ Ａｌａｒｍ Ｒ
ａｔｅ）処理などを行い、この受信データに観測電波の
散乱波が含まれている場合には、これを移動物体の検出
信号として出力する検出回路（検出手段）である。

【００２４】６はこの検出信号が入力され、検出信号が
入力されたタイミングに対応する送受信アンテナ１の向
きおよび観測電波の出力タイミングから当該検出タイミ
ングまでの期間に基づいて上記散乱波が発生した移動物
体の位置までの距離および方向を演算し、これらを位置
ベクトルｒｒとして出力する位置ベクトル算出回路（位
置ベクトル演算手段）である。なお、この位置ベクトル
ｒｒは、送受信アンテナ１と移動物体の距離をｒ、観測
電波を受信した時のアジマス角をθｅ、エレベーション
角をθａとした場合、下記式（１）のように表される。

【００２５】

【数１】

【００２６】７は位置ベクトルが入力されるとともにカ
ルマンフィルタなどの追尾処理を行い、この新たな位置
ベクトルと１つ前の走査周期における位置ベクトルとの
関連付け（相関）を行い、これらのベクトル変位量に基
づいてその走査周期の間における移動物体の速度の大き
さおよび方向を演算し、これらを速度ベクトルとして出
力する追尾回路（速度ベクトル演算手段）である。な
お、２つの位置ベクトルの観測時間の時間差をΔｔとし
た場合、当該期間における移動物体の速度ベクトルｖｖ
は下記式（２）のように表される。

【００２７】

【数２】

【００２８】８は上記位置ベクトルと単位長さの平均速
度ベクトルとの内積を演算し、この内積演算結果を出力
する内積演算回路（判定手段）である。なお、各移動物
体の位置ベクトルおよび速度ベクトルをそれぞれｒｒｋ
（ｋ＝１，２，・・・）およびｖｖｋ（ｋ＝１，２，・
・・）とした場合、単位長さの平均速度ベクトルｖｖａ
および各内積演算値ｒａｋは下記式（３）および式
（４）のように表される。

【００２９】

【数３】

【００３０】

【数４】

【００３１】９は各走査周期毎に、その周期内に複数の
内積演算結果が入力された場合には、その内積値が最も
大きい値である移動物体を主要移動物体として判定し、
この主要移動物体に関連する位置情報や速度情報を出力
情報として出力する主要目標位置推定回路（判定手段、
出力手段）である。

【００３２】次に動作について説明する。図２はこの発
明の実施の形態１による移動物体観測システムの動作を
説明する動作説明図である。図において、１０は地上、
１１は移動物体の発射位置、１２は移動物体の軌道、１
３は移動物体の到達位置、１４はこの発明の実施の形態
１による移動物体観測システム、１５はこの移動物体観
測システム１４の観測範囲である。また、１６は発射位
置１１（時刻ｔ＝０）におけるブースタ、１７はこの発
射位置１１（時刻ｔ＝０）におけるブースタ１６とその
頭部において一体化されて１つの移動物体を構成する主
要部、１８は軌道１２上の分離時刻（ｔ＝ｔ１）におけ
るブースタ、１９はこの分離時刻において当該ブースタ
１８と分離された主要部、２０は観測範囲１５（時刻ｔ
＝ｔ２）において捕捉されたブースタ（移動物体）、２
１はこの観測範囲において捕捉された主要部（移動物
体、主要移動物体）である。なお、分離位置においてブ
ースタ１８と主要部１９とを切り離す場合には、バネや
推進装置を用いて、主要部１９には進行方向へ移動する
力が、ブースタ１８には進行方向とは逆向きへ移動する
力がそれぞれ作用するのが一般的である。

【００３３】そして、移動物体観測システム１４が観測
範囲１５を周期的に走査している状態で、発射位置１１
からブースタ１６および主要部１７が打ち上げられ、時
刻（ｔ＝ｔ１）において主要部１９とブースタ１８とが
分離され、これら複数の移動物体である主要部２１とブ
ースタ２０とが別々の走査タイミングにおいて観測範囲
１５に進入すると、これら移動物体２０，２１により反
射された観測電波が送受信アンテナ１を介して受信機３
に入力され、検出回路５から主要部２１とブースタ２０
とのそれぞれに対して別々の検出信号が出力される。

【００３４】位置ベクトル算出回路６は、各検出信号が
入力される度に、その検出信号が入力されたタイミング
に対応する送受信アンテナ１の向きおよび観測電波の出
力タイミングから当該検出タイミングまでの期間に基づ
いて前述の散乱波が発生した移動物体２０，２１の位置
までの距離および方向を演算し、これらを位置ベクトル
として出力する。また、追尾回路７は、各位置ベクトル
が入力される度に、この新たな位置ベクトルと１つ前の
走査周期における位置ベクトルとの関連付けを行い、こ
れらのベクトル変位量に基づいて、その走査周期の間に
おける移動物体２０，２１の速度の大きさおよび方向を
演算し、これらを速度ベクトルとして出力する。更に、
内積演算回路８は、各検出信号毎にこれら位置ベクトル
と単位長さの平均速度ベクトルとの内積を演算し、この
内積演算結果を出力する。

【００３５】そして、主要目標位置推定回路９は、各走
査周期毎に、その周期内に複数の内積演算結果が入力さ
れた場合には、その内積値が最も大きい値である移動物
体２１を主要移動物体として判定し、この主要移動物体
２１に関連する位置情報や速度情報を出力情報として出
力する。

【００３６】図３はこの発明の実施の形態１による移動
物体観測システム１４が複数の移動物体２０，２１を検
出した場合の主要移動物体の判定動作原理を説明する説
明図である。図において、２２は今回新たに演算した主
要部２１の位置ベクトル、２３は前回の周期において演
算した主要部２１の位置ベクトル、２４はこれら２つの
位置ベクトル２２，２３の差である主要部２１の速度ベ
クトル、２５は今回新たに演算したブースタ２０の位置
ベクトル、２６は前回の周期において演算したブースタ
２０の位置ベクトル、２７はこれら２つの位置ベクトル
２５，２６の差であるブースタ２０の速度ベクトル、２
８はこれら主要部２１およびブースタ２０の単位長さの
平均速度ベクトルである。そして、内積演算回路８は、
前回の位置ベクトル２３，２６と単位長さの平均速度ベ
クトル２８との内積を演算し、この内積演算結果を出力
する。

【００３７】そして、同図に示すように、進行方向前方
に位置する主要部２１の方が前回の位置ベクトル２３と
単位長さの平均速度ベクトル２８との内角が大きいの
で、主要部２１の位置ベクトル２３とブースタ２０の位
置ベクトル２６との大きさにほとんど差が無いことや、
分離直後の状態では主要部２１の速度ベクトル２４とブ
ースタ２０の速度ベクトル２７はその方向および大きさ
が略一致していることからすれば、主要部２１の方が内
積値が大きくなり、主要目標位置推定回路９は、主要部
２１を主要移動物体として判定し、この主要部２１に関
連する位置情報や速度情報を出力情報として出力するこ
とになる。

【００３８】以上のように、この実施の形態１によれ
ば、検出回路５が各周期毎の受信データから１乃至複数
の移動物体２０，２１を検出し、位置ベクトル算出回路
６が各移動物体２０，２１の位置および距離を演算して
位置ベクトル２２，２５，２３，２６を出力し、追尾回
路７が各周期毎の受信データを複数の受信データの間で
関連付けてこれに基づいて各移動物体２０，２１の各速
度ベクトル２４，２７，２８を出力し、内積演算回路８
がこれら各移動物体の位置ベクトル２２，２５，２３，
２６と単位長さの平均速度ベクトル２８との内積を演算
し、主要目標位置推定回路９が最も内積値が大きい移動
物体２１の情報を出力するようにしたので、移動物体２
０，２１の位置ベクトル２２，２５，２３，２６や速度
ベクトル２４，２７，２８の違いに基づいて各移動物体
２０，２１を区別し、その中から最も内積の大きい移動
物体２１を主要移動物体として判定することができる効
果がある。

【００３９】従って、移動物体観測システム１４の観測
範囲１５を通過するような複数の移動物体２０，２１の
中から例えば主要移動物体２１を区別することができ、
しかも、移動物体観測システム１４自体に向かって移動
する複数の移動物体２０，２１においてもそれらの位置
（距離）の違いに基づいて正しく判定することができる
効果がある。

【００４０】また、内積演算に基づいて主要移動物体２
１を判定するようにしているので、移動物体２０，２１
の輝度分布情報などを一々登録する必要が無い。しか
も、このような相互比較処理に基づく判定方法であるた
め、画像処理などに頼る必要が無くなって、距離および
方向を測定するレーダ１，２，３，４と組み合わせて使
用することができ、それにより主要移動物体２１を遠方
において正確に判定することができる効果もある。

【００４１】更に、従来のように赤外線センサアレイ上
の写像画像のみに基づいて予め設定した輝度分布や角速
度との一致判定により主要移動物体２１を判定する場合
のように、主要移動物体２１が接近しなければその判定
を行なうことができない、あるいは、移動物体観測シス
テム１４自体に向かって移動する複数の移動物体２０，
２１を区別することができないなどの問題が生じること
はない効果がある。

【００４２】実施の形態２．図４はこの発明の実施の形
態２による移動物体を観測する移動物体観測システムの
構成を示すブロック図である。図において、２９は各走
査周期毎に、その周期内に複数の位置ベクトルが入力さ
れた場合には、その大きさが最も小さい値である移動物
体を主要移動物体として判定し、この主要移動物体に関
連する位置情報や速度情報を出力情報として出力する主
要目標位置推定回路（判定手段、出力手段）である。こ
れ以外の構成は実施の形態１と同様であり同一の符号を
付して説明を省略する。

【００４３】次に動作について説明する。１つの走査周
期において、位置ベクトル算出回路６が複数の位置ベク
トル２３，２６を出力すると、主要目標位置推定回路２
９は、各位置ベクトルの大きさの比較を行い、その大き
さが最も小さい値である移動物体を主要移動物体として
判定し、この主要移動物体に関連する位置情報や速度情
報を出力情報として出力する。

【００４４】そして、図３に示したように、ブースタ２
０と主要部２１とからなる移動物体が遠方から接近し、
その途中で分離された場合、ブースタ２０よりも主要部
２１が移動方向前方に位置するので、その距離は当然に
短くなる。従って、主要目標位置推定回路２９は、主要
部２１を主要移動物体として判定し、この主要部２１に
関連する位置情報や速度情報を出力情報として出力する
ことになる。これ以外の動作は実施の形態１と同様であ
り説明を省略する。

【００４５】以上のように、この実施の形態２によれ
ば、検出回路５が各周期毎の受信データから１乃至複数
の移動物体２０，２１を検出し、位置ベクトル算出回路
６が各移動物体２０，２１の位置および距離を演算して
位置ベクトル２３，２６を出力し、主要目標位置推定回
路２９が最も位置ベクトルの値が小さい移動物体２１の
情報を出力するようにしたので、移動物体の位置ベクト
ル２３，２６の違いに基づいて各移動物体２０，２１を
区別し、その中から最も大きさの小さい移動物体２１を
主要移動物体として判定することができる効果がある。

【００４６】従って、移動物体観測システム１４の観測
範囲１５を通過するような複数の移動物体２０，２１の
中から例えば主要部２１を区別することができ、しか
も、移動物体観測システム１４自体に向かって移動する
複数の移動物体２０，２１をそれらの距離の違いに基づ
いて区別し、分離後に進行方向前方に位置する移動物体
２１、すなわち主要移動物体を上記距離に基づいて正し
く判定することができる。

【００４７】また、距離の大小に基づいて主要移動物体
２１を判定するようにしているので、移動物体２０，２
１の輝度分布情報などを一々登録する必要が無い。しか
も、このような相互比較処理に基づく判定方法であるた
め、画像処理などに頼る必要が無くなって、レーダ１，
２，３，４と組み合わせて使用することができ、それに
より主要移動物体２１を遠方において正確に判定するこ
とができる効果がある。

【００４８】更に、従来のように赤外線センサアレイ上
の写像画像のみに基づいて予め設定した輝度分布や角速
度との一致判定により主要移動物体を判定する場合のよ
うに、移動物体２１が接近しなければその判定を行なう
ことができない、あるいは、移動物体観測システム１４
自体に向かって移動する複数の移動物体２０，２１を区
別することができないなどの問題が生じることはない効
果がある。

【００４９】実施の形態３．図５はこの発明の実施の形
態３による移動物体を観測する移動物体観測システムの
構成を示すブロック図である。図において、３０は検出
信号が入力され、検出信号が入力されたタイミングの受
信電波の周波数シフト量であるドップラー周波数を演算
して出力するドップラー周波数算出回路（ドップラー周
波数演算手段）、３１は各走査周期毎に、その周期内に
複数の位置ベクトルが入力された場合には、このドップ
ラー周波数が最も高い値である移動物体を主要移動物体
として判定し、この主要移動物体に関連する位置情報や
速度情報を出力情報として出力する主要目標位置推定回
路（判定手段、出力手段）である。なお、上記ドップラ
ー周波数ｆｄは、移動物体のラジアル速度をｖ（送受信
アンテナ１に近づく方向を正とする）、観測信号の送信
周波数をｆ、光の速度をｃとした場合、下記式（５）の
ように表される。

【００５０】

【数５】

【００５１】これ以外の構成は実施の形態１と同様であ
り同一の符号を付して説明を省略する。

【００５２】次に動作について説明する。検出回路５か
ら検出信号が出力されると、位置ベクトル算出回路６が
位置ベクトルを演算して出力し、これと共に、ドップラ
ー周波数算出回路３０がそのタイミングの受信電波の周
波数シフト量であるドップラー周波数を演算して出力す
る。

【００５３】主要目標位置推定回路３１は、１つの走査
周期において複数の位置ベクトルが入力されると、各ド
ップラー周波数の比較を行い、その周波数が最も高い値
である移動物体を主要移動物体として判定し、この主要
移動物体に関連する位置情報や速度情報を出力情報とし
て出力する。

【００５４】そして、図３に示したように、ブースタ２
０と主要部２１とからなる移動物体が遠方から接近し、
その途中で分離された場合、ブースタ２０よりも主要部
２１が移動方向前方において高速に移動してくるので、
そのドップラー周波数は当然に高くなる。従って、主要
目標位置推定回路３１は、主要部２１を主要移動物体と
して判定し、この主要部２１に関連する位置情報や速度
情報を出力情報として出力することになる。これ以外の
動作は実施の形態１と同様であり説明を省略する。

【００５５】以上のように、この実施の形態３によれ
ば、検出回路５が各周期毎の受信データから１乃至複数
の移動物体２０，２１を検出し、位置ベクトル算出回路
６が各移動物体２０，２１の位置および距離を演算して
位置ベクトル２３，２６を出力し、ドップラー周波数算
出回路３０が各移動物体２０，２１のドップラー周波数
を演算して出力し、主要目標位置推定回路３１が最もド
ップラー周波数が高い移動物体２１の情報を出力するよ
うにしたので、移動物体２０，２１の移動速度の違いに
基づいて各移動物体２０，２１を区別し、その中から最
も速度の速い移動物体２１を主要移動物体として判定す
ることができる効果がある。

【００５６】従って、移動物体観測システム１４の観測
範囲を通過するような複数の移動物体２０，２１の中か
ら例えば主要部２１を区別することができる。しかも、
移動物体観測システム１４自体に向かって移動する複数
の移動物体２０，２１をそれらの移動速度の違いに基づ
いて区別し、分離後に最も進行方向前方への速度が速い
移動物体２１、すなわち主要移動物体を上記ドップラー
周波数に基づいて正しく判定することができる。

【００５７】また、ドップラー周波数に基づいて主要移
動物体２１を判定するようにしているので、移動物体２
０，２１の輝度分布情報などを一々登録する必要が無
い。しかも、このような相互比較処理に基づく判定方法
であるため、画像処理などに頼る必要が無くなって、レ
ーダ１，２，３，４と組み合わせて使用することがで
き、それにより主要移動物体２１を遠方において正確に
判定することができる。

【００５８】更に、従来のように赤外線センサアレイ上
の写像画像のみに基づいて予め設定した輝度分布や角速
度との一致判定により主要移動物体を判定する場合のよ
うに、移動物体２１が接近しなければその判定を行なう
ことができない、あるいは、移動物体観測システム１４
自体に向かって移動する複数の移動物体２０，２１を区
別することができないなどの問題が生じることはない効
果がある。

【００５９】実施の形態４．図６はこの発明の実施の形
態４による移動物体を観測する移動物体観測システムの
構成を示すブロック図である。図において、３２は各走
査周期毎に、その周期内に複数の位置ベクトルが入力さ
れた場合には、このドップラー周波数が最も高い値で且
つ位置ベクトルが小さい値である移動物体を主要移動物
体として判定し、この主要移動物体に関連する位置情報
や速度情報を出力情報として出力する主要目標位置推定
回路（判定手段、出力手段）である。

【００６０】なお、このような判定は、例えば下記式
（６）のＪｋを最大とするものを主要移動物体として判
断するようにすればよい。同式において、ｒｋは各移動
物体の距離、ｒａｖｅは複数の移動物体の距離の平均
値、ｆｄｋは各移動物体のドップラー周波数、ｆｄａｖ
ｅは複数の移動物体のドップラー周波数の平均値、αお
よびβはそれぞれ適当な重み係数である。

【００６１】

【数６】

【００６２】これ以外の構成は実施の形態３と同様であ
り同一の符号を付して説明を省略する。

【００６３】次に動作について説明する。主要目標位置
推定回路３２は、１つの走査周期において複数の位置ベ
クトルが入力されると、各ドップラー周波数の大きさお
よび位置ベクトルの大きさの比較を行い、ドップラー周
波数が最も高い値で且つ位置ベクトルが小さい値である
移動物体を主要移動物体として判定し、この主要移動物
体に関連する位置情報や速度情報を出力情報として出力
する。

【００６４】そして、図３に示したように、ブースタ２
０と主要部２１とからなる移動物体が遠方から接近し、
その途中で分離された場合、ブースタ２０よりも主要部
２１が移動方向前方において高速に移動してくるので、
そのドップラー周波数は当然に高くなり、しかも、距離
も短くなる。従って、主要目標位置推定回路３２は、主
要部２１を主要移動物体として判定し、この主要部２１
に関連する位置情報や速度情報を出力情報として出力す
ることになる。これ以外の動作は実施の形態３と同様で
あり説明を省略する。

【００６５】以上のように、この実施の形態４によれ
ば、検出回路５が各周期毎の受信データから１乃至複数
の移動物体２０，２１を検出し、位置ベクトル算出回路
６が各移動物体２０，２１の位置および距離を演算して
位置ベクトルを出力し、ドップラー周波数算出回路３０
が各移動物体２０，２１のドップラー周波数を演算して
出力し、主要目標位置推定回路３２が最もドップラー周
波数が高く距離の近い移動物体２１の情報を出力するよ
うにしたので、移動物体２０，２１の距離および速度の
違いに基づいて各移動物体２０，２１を区別し、その中
から最も距離が小さく且つドップラー周波数の高い移動
物体２１を主要移動物体として判定することができる効
果がある。

【００６６】従って、移動物体観測システム１４自体に
向かって移動する複数の移動物体２０，２１をそれらの
距離および速度の違いに基づいて区別し、分離後に進行
方向前方において高速に移動する移動物体２１、すなわ
ち主要移動物体を上記距離およびドップラー周波数に基
づいて正しく判定することができる。

【００６７】また、これら距離の大小およびドップラー
周波数の高低に基づいて主要移動物体２１を判定するよ
うにしているので、移動物体２０，２１の輝度分布情報
などを一々登録する必要が無い。しかも、このような相
互比較処理に基づく判定方法であるため、画像処理など
に頼る必要が無くなって、レーダ１，２，３，４と組み
合わせて使用することができ、それにより主要移動物体
２１を遠方において正確に判定することができる。

【００６８】更に、従来のように赤外線センサアレイ上
の写像画像のみに基づいて予め設定した輝度分布や角速
度との一致判定により主要移動物体を判定する場合のよ
うに、移動物体２１が接近しなければその判定を行なう
ことができない、あるいは、移動物体観測システム１４
自体に向かって移動する複数の移動物体２０，２１を区
別することができないなどの問題が生じることはない効
果がある。

【００６９】実施の形態５．図７はこの発明の実施の形
態５による移動物体を観測する移動物体観測システムの
構成を示すブロック図である。図において、３３は遠方
の移動物体を観測することができる基地センサ局、３４
はこの基地センサ局３３の指令に基づいて発射され、上
記移動物体を追尾する移動センサ局（移動観測手段）で
ある。

【００７０】基地センサ局３３において、３５は主要目
標位置推定回路９からの主要移動物体の位置情報や出力
情報などの出力情報が入力され、当該主要移動物体を追
尾する移動センサ局３４の発射指令を出力する移動セン
サ局発射指示回路、３６はこの発射指令に基づいて移動
センサ局３４を発射する移動センサ局発射回路、３７は
この発射指令などを記憶する記憶回路、３８は発射され
た移動センサ局３４に対する進路指示信号を出力する移
動センサ局進路指示回路、３９はこの進路指示信号を電
波として放射する通信用アンテナである。これ以外の構
成は実施の形態１と同様であり同一の符号を付して説明
を省略する。

【００７１】移動センサ局３４において、４０は上記進
路指示信号を受信する通信用アンテナ、４１は受信した
進路指示信号に基づいて推進出力制御信号を生成する推
進装置制御回路、４２はこの推進出力制御信号に応じた
推進力を発生させる推進装置である。また、４３は配列
された多数の赤外線センサからなり、移動センサ局３４
の前方の赤外線画像を撮像する赤外線センサアレイ、４
４はこの赤外線画像の移動物体に応じた輝点を判別し、
進路補正信号を生成する検出回路であり、上記推進装置
制御回路４１はこの進路補正信号に応じて推進出力制御
信号に応じた推進力の微調整を行う。

【００７２】次に動作について説明する。基地センサ局
３３が移動物体を捕捉すると、それに関する位置情報や
速度情報が主要目標位置推定回路９から出力され、移動
センサ局発射指示回路３５は当該移動物体に対して移動
センサ局３４を発射するように発射指示を出力し、この
発射指示に従って移動センサ局発射回路３６は移動セン
サ局３４を発射する。これとともにこの発射指示は記憶
回路３７に記憶される。

【００７３】この移動センサ局３４発射後において、基
地センサ局３３は続けて当該移動物体の観測を続け、そ
れに関する位置情報や速度情報が移動センサ局進路指示
回路３８に入力され続ける。そして、この移動センサ局
進路指示回路３８は通信用アンテナ３９を介して発射し
た移動センサ局３４に対して進路指示信号を出力する。
なお、記憶回路３７の記憶内容をチェックするようにす
れば、移動センサ局発射指示回路３５による発射／未発
射の制御を行なうことができる。移動センサ局３４の通
信用アンテナ４０がこの進路指示信号を受信すると、推
進装置制御回路４１が進路指示信号に基づいて推進出力
制御信号を生成し、推進装置４２はこの推進出力制御信
号に応じた推進力を発生し、指定された方向に移動セン
サ局３４は移動する。これにより移動センサ局３４はそ
れ自身の赤外線センサアレイ４３において観測対象たる
移動物体を補足していなくとも、その移動物体に対して
接近することができる。

【００７４】そして、赤外線センサアレイ４３の赤外線
画像に移動物体による輝点が観測されると、検出回路４
４はこの輝点に接近するように進路補正信号を生成し、
推進装置制御回路４１はこの進路補正信号に応じて推進
出力制御信号に応じた推進力の微調整を行う。これによ
り、移動センサ局３４はそれ自身の赤外線センサアレイ
４３において観測対象たる移動物体を補足した状態とな
れば、その移動物体に対して自身の制御により接近する
ことができる。

【００７５】図８はこの発明の実施の形態５による移動
物体の観測制御の利点を説明する説明図である。図にお
いて、４５はブースタ（移動物体）、４６は主要部（移
動物体、主要移動物体）、４７は確認されていない主要
部である。そして、同図（ａ）に示すように、移動セン
サ局３４はその赤外線画像においてブースタ４５および
主要部４６が共に観測されていれば、例えばその形状判
定などにより主要部４６を追尾して観測することができ
るが、実際には、ブースタ４５の大きさが主要部４６よ
りも大きい場合が殆どであり、このような場合には、同
図（ｂ）に示すように、まずブースタ４５だけが観測さ
れてしまうことになり、赤外線画像のみに頼った推進力
制御では移動センサ局３４はこの時点でブースタ４５を
追尾してしまうことになる。しかしながら、この実施の
形態５では主要部４６へ向かう進路指示信号が基地セン
サ局３３から出力され、この進路指示信号が入力された
場合には移動センサ局３４の進路はそれに基づいて決定
されることになり、この進路指示信号により移動センサ
局３４の進路を矯正することができ、ひいてはブースタ
４５のみを補足した状態であったとしても同図（ａ）の
状態となるまで強制的に移動センサ局３４を移動させる
ことができるので、確実に主要部４６を追尾観測するこ
とができる。

【００７６】以上のように、この実施の形態５によれ
ば、赤外線センサアレイ４３を具備するとともに出力情
報に基づいて推進出力を補正制御する移動センサ局３４
を備えたので、この移動センサ局３４を所定の移動物体
４６に対して発射し、この進行方向を出力情報に基づい
て補正制御することができ、当該所定の移動物体４６に
この移動センサ局３４を確実に接近させ、この赤外線セ
ンサアレイ４３の画像情報に基づいて移動物体４６を詳
細に観測することができる効果がある。

【００７７】また、移動物体４６を遠方において正確に
判定することができるレーダ１，２，３，４と組み合わ
せて赤外線センサアレイ４３を具備する移動センサ局３
４を使用しているので、赤外線センサアレイ４３の画像
に基づいて移動物体４６の有無を判定し観測するような
場合に比べて、早く移動センサ局３４を移動させて移動
物体４６の詳細な観測を早期に開始することができる。
また、赤外線センサアレイ４３には、移動物体４６から
の距離が遠くなるに従って方位や方向の分解能が劣化し
たり、大気や雲、雨などの大気条件に応じて伝播中の減
衰量が増大するなどの特性があるが、このような問題に
よる遠距離観測の不都合を克服し、赤外線センサアレイ
４３による精密な観測を早期に且つ遠距離において確実
に実施することができる効果がある。

【００７８】この実施の形態５によれば、移動センサ局
３４が、赤外線センサアレイ４３の画像に基づいて推進
出力を補正制御するので、赤外線センサアレイ４３の画
像情報に所定の移動物体４６が観測されている状態にな
れば、それを観測し続けるように移動センサ局３４の移
動方向を制御することができ、ひいては上記所定の移動
物体４６に接近させつつ、観測し続けることができる効
果がある。

【００７９】なお、この実施の形態５では実施の形態１
の構成に基づいて主要移動物体４６の出力情報を生成す
るようにしているが、その他の実施の形態２から実施の
形態４のうちのいずれの構成を前提としても以上のべた
効果を得ることができる。

【００８０】実施の形態６．図９はこの発明の実施の形
態６による移動物体を観測する移動物体観測システムの
構成を示すブロック図である。図において、４８はこの
赤外線画像の移動物体に応じた輝点を判別するととも
に、この輝点情報および赤外線画像を出力する検出回
路、４９は受信した進路指示信号に基づいて推進出力制
御信号を生成するとともに、上記輝点情報および赤外線
画像を通信用アンテナ４０を介して基地センサ局３３に
送信する推進装置制御回路、５０は上記輝点情報および
赤外線画像に基づいて補正された進路指示信号を移動セ
ンサ局３４に出力する移動センサ局進路指示回路であ
る。これ以外の構成は実施の形態５と同様であり同一の
符号を付して説明を省略する。

【００８１】次に動作について説明する。赤外線センサ
アレイ４３の赤外線画像において移動物体に基づく輝点
が観測されると、検出回路４８において輝点情報が生成
され、これら輝点情報および赤外線画像が推進装置制御
回路４９から基地センサ局３３に対して送信される。基
地センサ局３３の移動センサ局進路指示回路５０は、こ
の輝点情報および赤外線画像に基づいて、出力情報に基
づいて生成した進路指示情報を補正し、これを進路指示
信号として出力する。これ以外の動作は実施の形態５と
同様であり説明を省略する。

【００８２】以上のように、この実施の形態６によれ
ば、移動センサ局進路指示回路５０が、赤外線センサア
レイ４３の画像に基づいて推進出力を補正制御するの
で、赤外線センサアレイ４３の画像情報に所定の移動物
体が観測されている状態になれば、それを観測し続ける
ように移動センサ局３４の移動方向を制御することがで
き、ひいては上記所定の移動物体を接近しつつ観測し続
けることができる効果がある。

【００８３】実施の形態７．図１０はこの発明の実施の
形態７による移動物体を観測する移動物体観測システム
の構成を示すブロック図である。図において、５１は赤
外線画像に複数の輝点が観測された場合に、基地センサ
局３３から送信される速度ベクトルに基づいて主要移動
物体を判定し、当該主要移動物体に対して接近するよう
な進路補正信号を出力する主要目標位置推定回路であ
り、推進装置制御回路４１はこの進路補正信号に応じて
推進出力制御信号に応じた推進力の微調整を行う。これ
以外の構成は実施の形態５と同様であり同一の符号を付
して説明を省略する。

【００８４】次に動作について説明する。主要目標位置
推定回路５１は、検出回路４４から出力される輝点情報
に基づいて当該輝点たる移動物体に対して接近するよう
な進路補正信号を出力する。特に、検出回路４４から複
数の輝点情報が出力された場合には、基地センサ局３３
から送信される速度ベクトルに基づいて主要移動物体を
判定し、当該主要移動物体に対して接近するような進路
補正信号を出力する。そして、推進装置制御回路４１は
この進路補正信号に応じて推進出力制御信号に応じた推
進力の微調整を行う。

【００８５】図１１はこの実施の形態７における主要移
動物体判別方法を説明する動作説明図である。同図
（ａ）は基地センサ局３３、移動センサ局３４、ブース
タ２０および主要部２１などの移動物体の位置関係を示
す相互位置関係説明図、同図（ｂ）は同図（ａ）の状態
で赤外線センサアレイ４３により観測される赤外線画像
である。これらの図において、５２はブースタ２０に対
応する輝点、５３は主要部２１に対応する輝点、５４は
基地センサ局３３で得られる移動物体２０，２１の速度
ベクトルｖｖを赤外線画像へ写像した写像速度ベクトル
である。なお、この赤外線画像は視野内の温度分布を赤
外線センサアレイ４３の視野角方向において分離した濃
淡画像（白から黒になるほどに振幅が大きくなるような
濃淡画像）である。また、一般的に赤外線画像は、赤外
線センサアレイ４３を中心とし、且つ当該赤外線センサ
アレイ４３と被測定物である移動物体２０，２１との距
離を半径とする球面に当該被測定物２０，２１を投影し
た画像であるが、ここでは当該赤外線センサアレイ４３
の観測方向を法線方向とする平面に当該被測定物２０，
２１が投影されているものとして、その被測定物２０，
２１の位置（方向および距離）を考えている。このよう
な近似をしても、赤外線センサアレイ４３の視野角が狭
い場合には誤差が問題となることはない。このような近
似平面における直交二軸の方向ベクトルをそれぞれｓ
ｓ，ｔｔとし、移動センサ局３４の単位速度ベクトルを
ｖｖｍとした場合、これらの間には下記式（７）の関係
が成立する。

【００８６】

【数７】

【００８７】これ以外は図２と同様であり同一の符号を
付して説明を省略する。

【００８８】そして、同図に示すように、主要目標位置
推定回路５１は、赤外線画像内に複数の輝点が観測され
た場合には、上記写像した速度ベクトル５４の最も先端
側に位置する輝点を主要移動物体２１の位置として特定
し、この主要移動物体２１に対して接近するような進路
補正信号を出力する。なお、赤外線画像内に写像された
写像速度ベクトル５４（ｖｖｍ）は下記式（８）のよう
に表され、各輝点（移動物体）５２，５３と移動センサ
局３４との相対位置ベクトルをｒｒｉｋ、各輝点（移動
物体）５２，５３と移動センサ局３４との相対速度ベク
トルをｖｖｉとした場合、その相対的な内積ｒｉｋは下
記式（９）のように表される。そして、この相対的な内
積ｒｉｋの値が最も大きい輝点５３を主要移動物体２１
の位置として特定すればよい。なお、以上の式において
「・」はベクトル内積演算を意味する。

【００８９】

【数８】

【００９０】

【数９】

【００９１】これ以外の動作は実施の形態５と同様であ
り説明を省略する。

【００９２】以上のように、この実施の形態７によれ
ば、速度ベクトルに基づいて赤外線センサアレイ４３の
画像内の主要移動物体２１を判定し、これに基づいて推
進出力を補正制御するので、例えば赤外線センサアレイ
４３の画像内に分離した複数の移動物体２０，２１が観
測された場合、その中の最も先頭側に位置する輝点５３
を主要移動物体２１として判定し、それを観測し続ける
ように移動センサ局３４の移動方向を制御することがで
き、ひいては上記所定の主要移動物体２１に接近しつ
つ、観測し続けることができる効果がある。

【００９３】実施の形態８．図１２はこの発明の実施の
形態８による移動物体を観測する移動物体観測システム
の構成を示すブロック図である。図において、５５は光
学センサアレイであり、検出回路４４はこの光学センサ
アレイ５５の光学画像の中から移動物体に対応する輝度
情報などを生成する。これ以外の構成は実施の形態７と
同様であり同一の符号を付して説明を省略する。

【００９４】次に動作について説明する。光学センサア
レイ５５から出力される光学画像中に移動物体に対応す
る輝度情報などが検出されると、検出回路４４から当該
移動物体に対応する位置情報が出力される。主要目標位
置推定回路５１はこの位置情報に基づいて進路補正信号
を出力し、これに応じて推進力が制御される。また、複
数の位置情報が出力された場合には、主要目標位置推定
回路５１は写像された速度ベクトルに基づいて主要移動
物体を特定し、これに応じて推進力が制御される。これ
以外の動作は実施の形態７と同様であり説明を省略す
る。

【００９５】以上のように、この実施の形態８によれ
ば、赤外線センサアレイ４３の代わりに光学センサアレ
イ５５を用いたので、移動センサ局３４が太陽などを移
動物体と誤認してそれに接近するように移動してしまう
ことなどを防止することができる効果がある。

【００９６】なお、これ以外にも、ミリ波イメージャ
ー、レーダなど目標物を視野角方向において分解した画
像が得られるものであれば移動センサ局３４のセンサア
レイとして利用することができる。

【００９７】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、観測
範囲を周期的に走査し、各周期毎の受信データを出力す
るレーダと、各周期毎の受信データから１乃至複数の移
動物体を検出する検出手段と、各周期毎の受信データに
おける上記各移動物体の位置および距離を演算し、これ
らを位置ベクトルとして出力する位置ベクトル演算手段
とともに、各周期毎の受信データにおける各移動物体を
複数の受信データの間で関連付け、この関連に基づいて
各移動物体の移動速度および移動方向を判定し、これら
を速度ベクトルとして出力する速度ベクトル演算手段
と、各移動物体毎に位置ベクトルと単位長さの平均速度
ベクトルとの内積を演算し、この内積が最も大きい値で
ある移動物体を主要移動物体として判定する判定手段と
を設け、出力手段がこの主要移動物体に関連する位置情
報や速度情報を出力情報として出力するので、移動物体
の位置ベクトルや速度ベクトルの違いに基づいて各移動
物体を区別し、その中から最も内積の大きいものを主要
移動物体として判定することができる効果がある。

【００９８】従って、移動物体観測システム自体に向か
って移動する複数の移動物体をそれらの位置（距離）の
違いに基づいて区別し、分離後に進行方向前方に位置す
る移動物体、すなわち主要移動物体を上記位置ベクトル
と速度ベクトルとの内積に基づいて正しく判定すること
ができる。また、内積演算に基づいて主要移動物体を判
定するようにしているので、移動物体の輝度分布情報な
どを一々登録する必要が無く、しかも、このような相互
比較処理に基づく判定方法であれば画像処理などに頼る
必要が無くなり、レーダと組み合わせて使用することが
でき、それにより主要移動物体を遠方において正確に判
定することができる。従って、従来のように赤外線セン
サアレイ上の写像画像のみに基づいて予め設定した輝度
分布や角速度との一致判定により主要移動物体を判定す
る場合のように、移動物体が接近しなければその判定を
行なうことができない、あるいは、移動物体観測システ
ム自体に向かって移動する複数の移動物体を区別するこ
とができないなどの問題が生じることはない効果があ
る。

【００９９】この発明によれば、観測範囲を周期的に走
査し、各周期毎の受信データを出力するレーダと、各周
期毎の受信データから１乃至複数の移動物体を検出する
検出手段と、各周期毎の受信データにおける上記各移動
物体の位置および距離を演算し、これらを位置ベクトル
として出力する位置ベクトル演算手段と、この位置ベク
トルが最も小さい値である移動物体を主要移動物体とし
て判定する判定手段と、この主要移動物体に関連する位
置情報や速度情報を出力情報として出力する出力手段と
を備えたので、移動物体の距離の違いに基づいて各移動
物体を区別し、その中から最も距離の小さいものを主要
移動物体として判定することができる効果がある。

【０１００】従って、移動物体観測システム自体に向か
って移動する複数の移動物体をそれらの距離の違いに基
づいて区別し、分離後に進行方向前方に位置する移動物
体、すなわち主要移動物体を上記距離に基づいて正しく
判定することができる。また、距離の大小に基づいて主
要移動物体を判定するようにしているので、移動物体の
輝度分布情報などを一々登録する必要が無く、しかも、
このような相互比較処理に基づく判定方法であれば画像
処理などに頼る必要が無くなり、レーダと組み合わせて
使用することができ、それにより主要移動物体を遠方に
おいて正確に判定することができる。従って、従来のよ
うに赤外線センサアレイ上の写像画像のみに基づいて予
め設定した輝度分布や角速度との一致判定により主要移
動物体を判定する場合のように、移動物体が接近しなけ
ればその判定を行なうことができない、あるいは、移動
物体観測システム自体に向かって移動する複数の移動物
体を区別することができないなどの問題が生じることは
ない効果がある。

【０１０１】この発明によれば、観測範囲を周期的に走
査し、各周期毎の受信データを出力するレーダと、各周
期毎の受信データから１乃至複数の移動物体を検出する
検出手段と、各周期毎の受信データにおける上記各移動
物体のドップラー周波数を演算して出力するドップラー
周波数演算手段と、このドップラー周波数が最も高い値
である移動物体を主要移動物体として判定する判定手段
と、この主要移動物体に関連する位置情報や速度情報を
出力情報として出力する出力手段とを備えたので、移動
物体のドップラー周波数の違いに基づいて各移動物体を
区別し、その中からドップラー周波数が最も高い値であ
るものを主要移動物体として判定することができる効果
がある。

【０１０２】従って、移動物体観測システム自体に向か
って移動する複数の移動物体をそれらの移動速度の違い
に基づいて区別し、分離後に最も進行方向前方への速度
が速い移動物体、すなわち主要移動物体を上記ドップラ
ー周波数に基づいて正しく判定することができる。ま
た、ドップラー周波数に基づいて主要移動物体を判定す
るようにしているので、移動物体の輝度分布情報などを
一々登録する必要が無く、しかも、このような相互比較
処理に基づく判定方法であれば画像処理などに頼る必要
が無くなり、レーダと組み合わせて使用することがで
き、それにより主要移動物体を遠方において正確に判定
することができる。従って、従来のように赤外線センサ
アレイ上の写像画像のみに基づいて予め設定した輝度分
布や角速度との一致判定により主要移動物体を判定する
場合のように、移動物体が接近しなければその判定を行
なうことができない、あるいは、移動物体観測システム
自体に向かって移動する複数の移動物体を区別すること
ができないなどの問題が生じることはない効果がある。

【０１０３】この発明によれば、観測範囲を周期的に走
査し、各周期毎の受信データを出力するレーダと、各周
期毎の受信データから１乃至複数の移動物体を検出する
検出手段と、各周期毎の受信データにおける上記各移動
物体の位置および距離を演算し、これらを位置ベクトル
として出力する位置ベクトル演算手段と、各周期毎の受
信データにおける上記各移動物体のドップラー周波数を
演算して出力するドップラー周波数演算手段と、上記位
置ベクトルが小さくて上記ドップラー周波数が高い移動
物体を主要移動物体として判定する判定手段と、この主
要移動物体に関連する位置情報や速度情報を出力情報と
して出力する出力手段とを備えたので、移動物体の距離
および速度の違いに基づいて各移動物体を区別し、その
中から最も距離が小さく且つドップラー周波数の高いも
のを主要移動物体として判定することができる効果があ
る。

【０１０４】従って、移動物体観測システム自体に向か
って移動する複数の移動物体をそれらの距離および速度
の違いに基づいて区別し、分離後に進行方向前方におい
て高速に移動する移動物体、すなわち主要移動物体を上
記距離およびドップラー周波数に基づいて正しく判定す
ることができる。また、これら距離の大小およびドップ
ラー周波数の高低に基づいて主要移動物体を判定するよ
うにしているので、移動物体の輝度分布情報などを一々
登録する必要が無く、しかも、このような相互比較処理
に基づく判定方法であれば画像処理などに頼る必要が無
くなり、レーダと組み合わせて使用することができ、そ
れにより主要移動物体を遠方において正確に判定するこ
とができる。従って、従来のように赤外線センサアレイ
上の写像画像のみに基づいて予め設定した輝度分布や角
速度との一致判定により主要移動物体を判定する場合の
ように、移動物体が接近しなければその判定を行なうこ
とができない、あるいは、移動物体観測システム自体に
向かって移動する複数の移動物体を区別することができ
ないなどの問題が生じることはない効果がある。

【０１０５】この発明によれば、赤外線センサアレイを
具備するとともに出力情報に基づいて推進出力を補正制
御する移動観測手段を備えたので、この移動観測手段を
所定の移動物体に対して発射し、この進行方向を出力情
報に基づいて補正制御することができ、当該所定の移動
物体にこの赤外線センサアレイを具備する移動観測手段
を接近させ、この赤外線センサアレイの画像情報に基づ
いて移動物体を詳細に観測することができる効果があ
る。

【０１０６】また、移動物体を遠方において正確に判定
することができるレーダと組み合わせて使用されている
ので、その分早く移動観測手段を移動させ、移動物体の
詳細な観測を開始することができる効果もある。

【０１０７】この発明によれば、移動観測手段が、赤外
線センサアレイの画像に基づいて推進出力を補正制御す
るので、赤外線センサアレイの画像情報に所定の移動物
体が観測されている状態になれば、それを観測し続ける
ように移動観測手段の移動方向を制御することができ、
ひいては上記所定の移動物体を接近しつつ、観測し続け
ることができる効果がある。

【０１０８】この発明によれば、出力手段が、赤外線セ
ンサアレイの画像に基づいて推進出力を補正制御するの
で、赤外線センサアレイの画像情報に所定の移動物体が
観測されている状態になれば、それを観測し続けるよう
に移動観測手段の移動方向を制御することができ、ひい
ては上記所定の移動物体を接近しつつ、観測し続けるこ
とができる効果がある。

【０１０９】この発明によれば、速度ベクトルに基づい
て赤外線センサアレイの画像内の主要移動物体を判定
し、これに基づいて推進出力を補正制御するので、例え
ば赤外線センサアレイの画像内に分離した複数の移動物
体が観測された場合、その中の主要移動物体を判定し、
それを観測し続けるように移動観測手段の移動方向を制
御することができ、ひいては上記所定の移動物体を接近
しつつ、観測し続けることができる効果がある。

【０１１０】この発明によれば、赤外線センサアレイの
代わりに光学センサアレイを用いたので、移動観測手段
が太陽などを移動物体と誤認して、それに接近するよう
に移動してしまうことなどを防止することができる効果
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１による移動物体を観
測する移動物体観測システムの構成を示すブロック図で
ある。

【図２】 この発明の実施の形態１による移動物体観測
システムの動作を説明する動作説明図である。

【図３】 この発明の実施の形態１による移動物体観測
システムが複数の移動物体を検出した場合の主要移動物
体の判定動作原理を説明する説明図である。

【図４】 この発明の実施の形態２による移動物体を観
測する移動物体観測システムの構成を示すブロック図で
ある。

【図５】 この発明の実施の形態３による移動物体を観
測する移動物体観測システムの構成を示すブロック図で
ある。

【図６】 この発明の実施の形態４による移動物体を観
測する移動物体観測システムの構成を示すブロック図で
ある。

【図７】 この発明の実施の形態５による移動物体を観
測する移動物体観測システムの構成を示すブロック図で
ある。

【図８】 この発明の実施の形態５による移動物体の観
測制御の利点を説明する説明図である。

【図９】 この発明の実施の形態６による移動物体を観
測する移動物体観測システムの構成を示すブロック図で
ある。

【図１０】 この発明の実施の形態７による移動物体を
観測する移動物体観測システムの構成を示すブロック図
である。

【図１１】 この実施の形態７における主要移動物体判
別方法を説明する動作説明図である。

【図１２】 この発明の実施の形態８による移動物体を
観測する移動物体観測システムの構成を示すブロック図
である。

【図１３】 従来の移動物体観測システムの構成を示す
システム構成図である。

【図１４】 移動途中においてブースタ、シェラウドお
よび弾頭部に分離する移動物体の分離後の相対位置関係
を示す分離状態説明図である。

【図１５】 複数の移動物体の移動方向と従来の移動物
体観測システムの観測状況との関係を説明する説明図で
ある（その１）。

【図１６】 複数の移動物体の移動方向と従来の移動物
体観測システムの観測状況との関係を説明する説明図で
ある（その２）。

【符号の説明】

１ 送受信アンテナ（レーダ）、２ 送信機（レー
ダ）、３ 受信機（レーダ）、４ 切替器（レーダ）、
５ 検出回路（検出手段）、６ 位置ベクトル算出回路
（位置ベクトル演算手段）、７ 追尾回路（速度ベクト
ル演算手段）、８内積演算回路（判定手段）、９，２
９，３１，３２ 主要目標位置推定回路（判定手段、出
力手段）、２０，４５ ブースタ（移動物体）、２１，
４６ 主要部（移動物体、主要移動物体）、３０ ドッ
プラー周波数算出回路（ドップラー周波数演算手段）、
３４ 移動センサ局（移動観測手段）、４３ 赤外線セ
ンサアレイ、５５ 光学センサアレイ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 桐本 哲郎 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5J070 AB24 AC01 AC06 AC15 AD01 AE04 AE06 AH25 AH35 AK40 BA01 BB01 BD01 BD08

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 観測範囲を周期的に走査し、各周期毎の
   受信データを出力するレーダと、 各周期毎の受信データから１乃至複数の移動物体を検出
   する検出手段と、 各周期毎の受信データにおける上記各移動物体の位置お
   よび距離を演算し、これらを位置ベクトルとして出力す
   る位置ベクトル演算手段と、 各周期毎の受信データにおける各移動物体を複数の受信
   データの間で関連付け、この関連に基づいて各移動物体
   の移動速度および移動方向を判定し、これらを速度ベク
   トルとして出力する速度ベクトル演算手段と、 各移動物体毎に位置ベクトルと単位長さの平均速度ベク
   トルとの内積を演算し、この内積が最も大きい値である
   移動物体を主要移動物体として判定する判定手段と、 この主要移動物体に関連する位置情報や速度情報を出力
   情報として出力する出力手段とを備えた移動物体観測シ
   ステム。
2. 【請求項２】 観測範囲を周期的に走査し、各周期毎の
   受信データを出力するレーダと、 各周期毎の受信データから１乃至複数の移動物体を検出
   する検出手段と、 各周期毎の受信データにおける上記各移動物体の位置お
   よび距離を演算し、これらを位置ベクトルとして出力す
   る位置ベクトル演算手段と、 この位置ベクトルが最も小さい値である移動物体を主要
   移動物体として判定する判定手段と、 この主要移動物体に関連する位置情報や速度情報を出力
   情報として出力する出力手段とを備えた移動物体観測シ
   ステム。
3. 【請求項３】 観測範囲を周期的に走査し、各周期毎の
   受信データを出力するレーダと、 各周期毎の受信データから１乃至複数の移動物体を検出
   する検出手段と、 各周期毎の受信データにおける上記各移動物体のドップ
   ラー周波数を演算して出力するドップラー周波数演算手
   段と、 このドップラー周波数が最も高い値である移動物体を主
   要移動物体として判定する判定手段と、 この主要移動物体に関連する位置情報や速度情報を出力
   情報として出力する出力手段とを備えた移動物体観測シ
   ステム。
4. 【請求項４】 観測範囲を周期的に走査し、各周期毎の
   受信データを出力するレーダと、 各周期毎の受信データから１乃至複数の移動物体を検出
   する検出手段と、 各周期毎の受信データにおける上記各移動物体の位置お
   よび距離を演算し、これらを位置ベクトルとして出力す
   る位置ベクトル演算手段と、 各周期毎の受信データにおける上記各移動物体のドップ
   ラー周波数を演算して出力するドップラー周波数演算手
   段と、 上記位置ベクトルが小さくて上記ドップラー周波数が高
   い移動物体を主要移動物体として判定する判定手段と、 この主要移動物体に関連する位置情報や速度情報を出力
   情報として出力する出力手段とを備えた移動物体観測シ
   ステム。
5. 【請求項５】 赤外線センサアレイを具備するとともに
   出力情報に基づいて推進出力を補正制御する移動観測手
   段を備えたことを特徴とする請求項１から請求項４のう
   ちのいずれか１項記載の移動物体観測システム。
6. 【請求項６】 移動観測手段は、赤外線センサアレイの
   画像に基づいて推進出力を補正制御することを特徴とす
   る請求項５記載の移動物体観測システム。
7. 【請求項７】 出力手段は、赤外線センサアレイの画像
   に基づいて推進出力を補正制御することを特徴とする請
   求項５記載の移動物体観測システム。
8. 【請求項８】 速度ベクトルに基づいて赤外線センサア
   レイの画像内の複数の移動物体からの主要移動物体を判
   定し、これに基づいて推進出力を補正制御することを特
   徴とする請求項５から請求項７のうちのいずれか１項記
   載の移動物体観測システム。
9. 【請求項９】 赤外線センサアレイの代わりに光学セン
   サアレイを用いたことを特徴とする請求項５から請求項
   ８のうちのいずれか１項記載の移動物体観測システム。