JP2002303667A - レーダ識別装置 - Google Patents

レーダ識別装置

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JP2002303667A
JP2002303667A JP2001106264A JP2001106264A JP2002303667A JP 2002303667 A JP2002303667 A JP 2002303667A JP 2001106264 A JP2001106264 A JP 2001106264A JP 2001106264 A JP2001106264 A JP 2001106264A JP 2002303667 A JP2002303667 A JP 2002303667A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のレーダ識別装置は、受信したレーダ波
に係る周波数やPRFなどの電波諸元を基にして当該レ
ーダ波の発信源種を識別していたので、必ずしも正確な
識別結果を得ることができないという課題があった。 【解決手段】 レーダ識別装置において、レーダ波受信
部1と、レーダ波毎のパルスデータについて時系列に得
られる局所周期成分を所定数に分類された局所パターン
のいずれかに帰属させて、発信源種を特定し得る局所パ
ターンを検出することでパルス識別判定規則を構成する
パルス分類部2と、受信されたレーダ波に基づく局所周
期成分を抽出して、パルス識別判定規則を参照すること
で当該レーダ波に係る発信源種を識別するパルス判定部
3とを備える。

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、受信したレーダ
波について得られるレーダ波データに基づいて当該レー
ダ波の発信源種を識別するレーダ識別装置に係り、特に
パルスの形状的特徴をも識別基準として採用するレーダ
識別装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図12は、従来のレーダ識別装置の構成
を示すブロック図である。図12において、101はレ
ーダ波を受信してレーダ波データを生成するレーダ波受
信部、102はレーダ波受信部101から入力するレー
ダ波データから種々の電波諸元を抽出するとともに、抽
出された電波諸元と所与の諸元識別辞書とを対照するこ
とで、受信されたレーダ波に係る送信源の種類、種別等
(レーダ波を送信するレーダサイト等を識別するもの
で、以下の説明では発信源種と称する)を識別して識別
結果を出力するレーダ波諸元識別部、103はレーダ波
諸元識別部102から入力する識別結果をユーザに提示
する表示部である。
【0003】レーダ波諸元識別部102により抽出され
る電波諸元としては、例えば特開平11−326494
号公報に開示された電波源名称識別装置によれば、周波
数、PRF(Pulse Repetition Frequency)およびパルス
幅等の諸元値、並びに、周波数について当該周波数が常
時一定であるかあるいは所定の範囲で変動するかで区別
する周波数モード、PRFについてパルスの出力間隔が
常時一定であるかあるいは所定の範囲で変動するかで区
別するPRFモード、およびパルスについて繰り返し間
隔毎に出力されるパルスが1であるかあるいは2である
かで区別するパルスモード等の諸元モードが挙げられ
る。また、上記公報に開示された電波源名称識別装置で
は、所与の諸元識別辞書を参照することで各電波諸元毎
に受信したレーダ波がそれぞれの発信源種に該当する可
能性を示す確率得点を算出して、当該確率得点の総計に
基づいて受信したレーダ波に係る発信源種を識別する。
また、特開平9−264946号公報に開示されたレー
ダ識別装置では、発信源種の識別を高速に実施するため
に、諸元識別辞書において識別に有効な諸元グループの
構築を図っている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来のレーダ識別装置
は以上のように構成されているので、上記のように周波
数、PRFおよびパルス幅等の電波諸元を基にして、受
信したレーダ波に係る発信源種を識別する。然るに、こ
れらの電波諸元はそれぞれの発信源種について所定の規
約に基づいてその設定がなされるものであるから、何ら
かの過誤等によりレーダ波の送受信において送信側で設
定された電波諸元と受信側で設定された電波諸元とが全
てまたは一部において一致しない可能性があり、必ずし
も正確な識別結果を得ることができないという課題があ
った。また、事前に多くの発信源種を網羅する充分な諸
元識別辞書が与えられていない場合、あるいは発信源種
の識別のための学習用データが充分に得られない場合に
は、識別性能が低いという課題があった。
【0005】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、レーダ波の波源固有の特徴が顕現
するパルス波形に係る解析を併用することで、識別精度
の向上したレーダ識別装置を得ることを目的とする。
【0006】また、事前にレーダ波に係る充分な識別辞
書を得られなくても、あるいは学習用のデータを充分に
得られなくても、発信源種の明らかでないレーダ波をも
含めた教師なし学習により実用的な識別精度を確保する
ことができるレーダ識別装置を得ることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明に係るレーダ識
別装置は、レーダ波を受信してレーダ波データを生成す
るレーダ波受信部と、レーダ波データを適宜分断してパ
ルスデータを生成し、当該パルスデータから局所的な特
徴量として時系列に与えられる局所周期成分を抽出し、
レーダ波毎のパルスデータについて得られるそれぞれの
局所周期成分を所定数に分類された複数の局所パターン
のなかのいずれかの局所パターンに帰属させ、発信源種
が予め明らかになっているレーダ波に係る局所周期成分
の各局所パターンへの帰属状態に基づいて発信源種と当
該発信源種を特定し得る局所パターンとを対応付け、対
応付けられた発信源種と局所パターンとの組合せを集成
することによりパルスデータに基づいて発信源種を識別
するためのパルス識別判定規則を構成するパルス分類部
と、レーダ波データを適宜分断してパルスデータを生成
し、当該パルスデータから局所周期成分を抽出し、それ
ぞれの局所周期成分をパルス分類部で設定されたと同じ
複数の局所パターンのなかのいずれかの局所パターンに
帰属させ、受信されたレーダ波に係る局所周期成分の各
局所パターンへの帰属状態とパルス識別判定規則とを対
照することにより発信源種を識別して識別結果を出力す
るパルス判定部と、入力する識別結果に基づいて、受信
されたレーダ波に係る発信源種あるいは識別不能である
旨などをユーザに提示する表示部とを備えるようにした
ものである。
【0008】この発明に係るレーダ識別装置は、パルス
分類部において、それぞれ正規分布として与えられる複
数の局所パターン全体を表現する混合正規分布に基づい
て、それぞれの局所周期成分の各局所パターンへの帰属
確率を求めることで、当該局所周期成分の帰属する局所
パターンを決定するようにしたものである。
【0009】この発明に係るレーダ識別装置は、レーダ
波を受信してレーダ波データを生成するレーダ波受信部
と、レーダ波データから局所的な特徴量として時系列に
与えられる局所周期成分を抽出し、レーダ波について時
系列に与えられる局所周期成分がそれぞれ帰属し得る複
数の局所パターンおよび局所パターン間の遷移を規定す
る複数の遷移パターンから成る状態遷移モデルに基づい
てレーダ波毎に当該レーダ波に係る局所周期成分が状態
遷移モデル上で遷移する遷移経路を推定し、発信源種が
予め明らかになっているレーダ波の遷移経路を構成する
個々の部分経路についての各遷移パターンへの帰属状態
に基づいて発信源種と当該発信源種を特定し得る遷移パ
ターンとを対応付け、対応付けられた発信源種と遷移パ
ターンとの組み合わせを集成することによりレーダ波デ
ータに基づいて発信源種を識別するためのパルス識別判
定規則を構成するパルス分類部と、レーダ波データから
局所周期成分を抽出し、状態遷移モデルに基づいて受信
されたレーダ波に係る局所周期成分が状態遷移モデル上
で遷移する遷移経路を推定し、当該遷移経路を構成する
個々の部分経路の各遷移パターンへの帰属状態とパルス
識別判定規則とを対照することにより発信源種を識別し
て識別結果を出力するパルス判定部と、入力する識別結
果に基づいて、受信されたレーダ波に係る発信源種ある
いは識別不能である旨などをユーザに提示する表示部と
を備えるようにしたものである。
【0010】この発明に係るレーダ識別装置は、パルス
分類部において、任意のレーダ波に係る局所周期成分の
遷移経路を検証して、当該遷移経路を構成する個々の部
分経路が帰属するそれぞれの遷移パターンにより特定し
得る発信源種の種類数が0または2以上である場合に、
状態遷移モデルを変形するようにしたものである。
【0011】この発明に係るレーダ識別装置は、レーダ
波データから1または複数の電波諸元を抽出し、抽出さ
れた電波諸元に基づいて受信されたレーダ波に係る発信
源種を識別するレーダ波諸元識別部を備え、表示部にお
いて、パルス判定部から出力される識別結果とレーダ波
諸元識別部から出力される識別結果とに基づいて、受信
されたレーダ波に係る発信源種あるいは識別不能である
旨などをユーザに提示するようにしたものである。
【0012】この発明に係るレーダ識別装置は、パルス
分類部を有して構成される基地局と、レーダ波受信部、
パルス判定部および表示部を有して構成される携帯器と
を備えるようにしたものである。
【0013】この発明に係るレーダ識別装置は、レーダ
波受信部を有して構成される自動器と、パルス分類部を
有して構成される基地局と、パルス判定部および表示部
を有して構成される携帯器とを備えるようにしたもので
ある。
【0014】この発明に係るレーダ識別装置は、パルス
分類部を有して構成される基地局と、レーダ波受信部、
パルス判定部、レーダ波諸元識別部および表示部を有し
て構成される携帯器とを備えるようにしたものである。
【0015】この発明に係るレーダ識別装置は、レーダ
波受信部を有して構成される自動器と、パルス分類部を
有して構成される基地局と、パルス判定部、レーダ波諸
元識別部および表示部を有して構成される携帯器とを備
えるようにしたものである。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態に
ついて説明する。 実施の形態1.図1は、この発明の実施の形態1による
レーダ識別装置の構成を示すブロック図である。図1に
おいて、1はレーダ波を受信してレーダ波データを生成
するレーダ波受信部、2はレーダ波受信部1から入力す
るレーダ波データからパルス波形に係るパルスデータを
生成するとともに当該パルスデータから時系列に抽出さ
れる部分的特徴量についての分類結果に基づいて発信源
種を識別するための規則(以下、パルス識別判定規則と
称する)を作成するパルス分類部、3はレーダ波受信部
1からレーダ波データを入力するとともにパルス分類部
2からパルス識別判定規則を入力して、受信したレーダ
波に係る発信源種を識別して当該識別結果(以下、パル
ス識別結果と称する)を出力するパルス判定部、4はレ
ーダ波受信部1からレーダ波データを入力して、周波
数、PRF、パルス幅等の電波諸元に基づいて発信源種
を識別するための規則(以下、諸元識別判定規則と称す
る)に基づいて受信したレーダ波に係る発信源種を識別
して識別結果(以下、諸元識別結果と称する)を出力す
るレーダ波諸元識別部、5はパルス判定部3からパルス
識別結果を入力するとともにレーダ波諸元識別部4から
諸元識別結果を入力して、パルス識別結果および諸元識
別結果から発信源種を総合的に識別する規則(以下、総
合識別判定規則と称する)に基づいて受信したレーダ波
に係る発信源種を識別して当該識別結果をユーザに提示
する表示部である。
【0017】次に、図1に示されるこの発明の実施の形
態1によるレーダ識別装置に係る動作について説明す
る。ここで、以下の動作説明において使用される幾つか
用語について、予め定義しておく。受信されたレーダ波
に係る発信源種が予めまたはレーダ波受信部1の機能に
より明らかとなっているレーダ波を”識別付レーダ波”
と称する。また、受信されたレーダ波に係る発信源種が
不明なレーダ波を”未識別レーダ波”と称する。また、
識別付レーダ波データおよび未識別レーダ波データを電
波受信等に基づいて入力して、これらのレーダ波データ
に基づいて教師なし分類を実施しパルス識別判定規則を
構成する際のレーダ識別装置の使用形態を”識別準備形
態”と称する。さらに、未識別レーダ波を受信して、受
信されたレーダ波に係る発信源種を識別する際のレーダ
識別装置の使用形態を”識別実施形態”と称する。
【0018】レーダ波受信部1は、レーダ波を受信して
レーダ波データを生成する。この生成されるレーダ波デ
ータは、例えば、所定間隔の時刻毎にレーダ波強度を測
定することで得られる時系列のレーダ波強度値から成る
主データと、レーダ波強度の測定時間間隔並びに識別付
レーダ波の場合には当該識別付レーダ波に係る発信源種
の識別情報(以下、発信源識別子と称する)から成る副
データとを有して構成される。したがって、受信された
レーダ波に係るレーダ波データは、発信源種が明らかで
あり発信源識別子が付記された識別付レーダ波データ
と、発信源種が不明であり識別付レーダ波との整合をと
るために仮識別子が付記された未識別レーダ波データと
に類別される。識別付レーダ波については、レーダ波受
信部1は、レーダ波データをパルス分類部2のみに出力
する。また、未識別レーダ波については、レーダ波受信
部1は、識別準備形態ではレーダ波データをパルス分類
部2のみに出力し、識別実施形態ではレーダ波データを
パルス分類部2、パルス判定部3およびレーダ波諸元識
別部4へ出力する。
【0019】図2は、パルス分類部における動作を示す
フローチャートである。パルス分類部2は、レーダ波受
信部1からレーダ波データを入力すると、当該レーダ波
データを適宜分断してパルスデータを取り出して格納す
る(ステップST1)。なお、パルスデータにより同定
されるパルス波形は、レーダ波源となる装置を構成する
マグネトロン等の構成部材についてそれぞれ固有の形状
的特徴を有することが知られている。すなわち、発信源
種毎の特徴がパルス波形に顕現することになる。次に、
パルス分類部2は、取り出されたパルスデータを基にし
て、パルス波形を同定する時系列データに対して所定の
演算を適用することで変換を実施することにより部分的
特徴量(以下、局所周期成分と称する)を時系列に抽出
する(ステップST2)。次に、パルス分類部2は、得
られた局所周期成分について、局所周期成分をその特徴
に基づいて所定数のカテゴリーに分類するためにそれぞ
れ当該カテゴリーを表現する特徴量が規定される複数の
パターン(以下、局所パターンと称する)においていず
れの局所パターンに帰属するかに係る分類を実施して、
分類結果を格納する(ステップST3)。分類結果が得
られれば、パルス分類部2は、識別付レーダ波データの
各局所パターンへの帰属状態を検出して、当該帰属状態
に整合するように規定されるパルス識別判定規則を構成
し、構成されたパルス識別判定規則をパルス判定部3へ
出力する(ステップST4)。なお、パルス分類部2に
よるパルス識別判定規則の構成を監視並びに制御すると
ともに、パルス識別判定規則を修正できるように、パル
ス分類部2が表示機能および制御機能を有するのが好適
である。また、レーダ波受信部1のみではなく別の装置
において作成または蓄積された識別付レーダ波データお
よび未識別レーダ波データを入力してパルス判定識別規
則を効率的に作成できるように、パルス分類部2がデー
タ入力インタフェース機能を有するのが好適である。
【0020】次に、上記のステップST1からステップ
ST4として示された各工程について詳細に説明する。
ステップST1においては、レーダ波データについて各
時刻毎のレーダ波強度値を検出して、レーダ波強度値が
所定のしきい値より大きな時間帯をパルス時間と判定す
る。さらに、パルス時間の前後に所定の時間を付加して
得られる時間帯におけるレーダ波データを他の部分から
分断してパルスデータとして取り出し、当該パルスデー
タを所定の記憶手段に格納する。受信されたレーダ波が
識別付レーダ波である場合には、各パルスデータに対し
て発信源識別子を属性データとして付加する。また、受
信されたレーダ波が未識別レーダ波である場合には、各
パルスデータに対して仮識別子を属性データとして付加
する。
【0021】ステップST2においては、ステップST
1で生成されたパルスデータに対して所定の演算を適用
することで局所的な特徴量への変換を実施して、局所周
期成分の時系列データを算出し、これら局所周期成分の
時系列データを所定の記憶手段に格納する。局所周期成
分の算出の例として、パルス時間内にレーダ波強度がS
回測定されているパルスデータについて説明する。連続
する4つの時刻における測定により求められたそれぞれ
のレーダ波強度値を順に並べて4元のベクトルを生成
し、このベクトル生成を2つの単位時刻ずつずらして実
施する。すなわち、このようなベクトル生成をパルスデ
ータ全般にわたって実施することで(S−2)/2個の
ベクトルを得ることができる。次に、各ベクトルV=
(v,v,v,v)について、以下の式(1)
に示されるベクトル変換を実施することで、局所周期成
分X=(x,x,x,x)を算出する。式
(1)に係る変換は単純なウォルシュ変換であるが、離
散フーリエ変換等を適用してもよい。
【数1】
【0022】ステップST3においては、入力されたレ
ーダ波データに係る全てのパルスデータより得られたT
個の局所周期成分(X〜X)それぞれについて、識
別子を参照することなく所定数(n個)だけ設定された
局所パターンにおいていずれの局所パターンに帰属する
かを決定する教師なし分類を実施する。図3は、局所周
期成分に係る教師なし分類動作を示すフローチャートで
ある。まず、それぞれが正規分布として与えられる複数
の局所パターン全体を表現する混合正規分布を規定する
各パラメータを以下に示す期待値最大化法で求めるため
の初期値を設定する(サブステップST11)。例え
ば、レーダ波毎に与えられるT個の局所周期成分X
からn個の互いに異なるものを適宜選択してそれぞ
れ各局所パターンについての平均の初期値とし、X
から分散を算出してn個の局所パターンに共通な分
散の初期値とし、混合比の初期値をn個の局所パターン
それぞれに共通に1/nとする。各局所パターンについ
て平均、分散、混合比の組(μ,σ,α)(以
下、分類パラメータと称する)が与えられれば、局所周
期成分(X〜X)のそれぞれについて、各局所パタ
ーンにおいての確率密度p〜pを以下の式(2)に
基づいて算出する。 p=αN(μ,σ) (2) 式(2)において、i=1〜nであり、N(μ
σ)は正規分布の確率密度を示す。また、それぞれの
局所周期成分Xについての各局所パターンiへの帰属
確率Ptiを以下の式(3)に基づいて算出する(サブ
ステップST12)。
【数2】 それぞれの局所周期成分Xに係る帰属確率Ptiが求
まれば、以下の式(4)に基づいて、各局所パターンi
について平均、分散、混合比から成る分類パラメータ
(μ,σ,α)を算出する(サブステップST1
3)。なお、式(4)においては、対角共分散成分のみ
を計算する場合を例としている。
【数3】 また、式(4)により算出された平均、分散、混合比か
ら成る分類パラメータ(μ,σ,α)を記録する
とともに、当該分類パラメータの変遷に係る履歴を参照
して、所定の基準に基づいた履歴データに係る検証を実
施し、当該検証結果に応じて次に実行するサブステップ
を選択する。例えば、それまでに実行された10回の分
類パラメータ算出工程にわたって平均、分散、混合比の
値に係る変動幅がいずれも所定のしきい値を越えない場
合には、データ帰属最尤推定サブステップST14へ進
み、それ以外の場合にはデータ帰属確率算出サブステッ
プST12へ復帰する。平均、分散、混合比から成る分
類パラメータ(μ,σ,α)に係る変化が所定の
しきい値を越えることなく収束状態が確認されれば、最
終的に得られた平均、分散、混合比から成る分類パラメ
ータ(μ,σ,α)を混合正規分布を規定する分
類パラメータとして記録する。次に、当該分類パラメー
タを用いて、データ帰属確率算出サブステップST12
と同様の処理を実施して、それぞれの局所周期成分X
について各局所パターンiへの帰属確率Ptiを算出す
る。そして、それぞれの局所周期成分X(t=1〜
T)毎に、帰属確率Ptiを比較することで、最大の帰
属確率Ptiを有する局所パターンに当該局所周期成分
が帰属するものと推定し、局所周期成分Xと当該
局所周期成分Xが帰属する局所パターンとを対応付け
て記録する(サブステップST14)。
【0023】ステップST4においては、各局所パター
ンi毎に、当該局所パターンiへの帰属が記録された局
所周期成分Xに属性データとして付加された識別子を
調べて、当該局所パターンiが特定の発信源種に固有な
局所パターンとなり得るか否かについての判定を実施す
る。すなわち、局所パターンiへの帰属が記録された局
所周期成分Xに属性データとして発信源識別子が付加
されている場合には、発信源識別子の種類が単一であれ
ば当該局所パターンiが発信源識別子により明示される
発信源種に固有の局所パターンであると判定する。ま
た、発信源識別子が複数個混在しているのであれば、当
該局所パターンiへの帰属が記録された局所周期成分の
数の最も多い発信源識別子に係る第1の発信源種と、記
録された局所周期成分の数が2番目に多い発信源識別子
に係る第2の発信源種とを比較して、第1の発信源種に
ついての局所周期成分の記録数が第2の発信源種につい
ての局所周期成分の記録数より所定のしきい値を越えて
多い場合には、当該局所パターンiが第1の発信源種に
固有の局所パターンであると判定し、所定のしきい値を
越えない場合には判定不能とする。以上のように、各局
所パターンiについて、当該局所パターンと当該局所パ
ターンにより特定され得る発信源種とを対応付けること
でそれぞれ個別の判定規則(以下、個別判定規則と称す
る)を得る。すべての局所パターンについて個別判定規
則の存否が確認されれば、局所パターン毎に得られた個
別判定規則および分類パラメータを組み合せて得られる
データを集成することでパルス識別判定規則を構成し、
当該パルス識別判定規則をパルス判定部3へ出力する。
【0024】次に、図4は、パルス判定部における動作
を示すフローチャートである。パルス判定部3は、レー
ダ波受信部1から未識別レーダ波データを入力すると、
当該レーダ波データを適宜分断してパルスデータを取り
出して格納する(ステップST21)。次に、パルス判
定部3は、取り出されたパルスデータを基にして、パル
ス波形に係る時系列データに対して所定の演算を適用す
ることで変換を実施することにより、局所周期成分を時
系列に抽出する(ステップST22)。次に、パルス判
定部3は、パルス識別判定規則を参照してステップST
22において生成されたそれぞれの局所周期成分の各局
所パターンへの帰属状態に基づいて未識別レーダ波に係
る発信源種を識別し、当該識別結果すなわちパルス識別
結果を表示部5に出力する(ステップST23)。
【0025】上記のステップST21はパルス分類部2
が実行するステップST1と同様であり、またステップ
ST22はパルス分類部2が実行するステップST2と
同様であるので、その詳細な説明は省略する。ステップ
ST23においては、パルス分類部2から入力したパル
ス識別判定規則に含まれる分類パラメータに基づいて、
未識別レーダ波データに係るそれぞれの局所周期成分X
毎に各局所パターンiへの帰属確率を算出して、最大
の帰属確率Ptiを有する局所パターンiに当該局所周
期成分Xが帰属するものと推定する。なお、帰属確率
の算出は同様に式(3)を用いて実施する。次に、パル
ス識別判定規則を構成する各局所パターン毎の個別判定
規則に基づいて、それぞれの局所周期成分が帰属する局
所パターンのなかで発信源種との対応付けがなされてい
る局所パターンを検出する。次に、発信源種との対応付
けがなされている局所パターン毎に、当該局所パターン
に帰属する局所周期成分の数を集計して、最も局所周期
成分の帰属数の多い局所パターンに対応付けられた発信
源種をもって受信した未識別レーダ波に係る発信源種で
あると判定し、当該判定結果をパルス識別結果として表
示部5に出力する。また、受信されたレーダ波に係るそ
れぞれの局所周期成分が帰属する局所パターンのなかで
発信源種との対応付けがなされている局所パターンがな
い場合、あるいは発信源種との対応付けがなされている
局所パターンに帰属する局所周期成分の数が所定のしき
い値より少ない場合には、判定不能とするパルス識別結
果を表示部5に出力する。
【0026】次に、レーダ波諸元識別部4は、所与の諸
元識別判定規則を参照して、レーダ波受信部1から入力
する未識別レーダ波データに係る発信源種を識別し、当
該識別結果すなわち諸元識別結果を表示部5へ出力す
る。なお、発信源種を識別するための基準となる電波諸
元としては上述したように、周波数、PRFおよびパル
ス幅等の諸元値と、周波数モード、PRFモードおよび
パルスモード等の諸元モードとがあり、これら電波諸元
に基づくレーダ識別は例えば特開平11−326494
号公報に開示されているように周知技術であるので、こ
こではその説明を省略する。
【0027】次に、表示部5は、パルス判定部3からパ
ルス識別結果を入力するとともに、レーダ波諸元識別部
4から諸元識別結果を入力する。これら識別結果が得ら
れれば、所与の総合識別判定規則を参照して、パルス識
別結果および諸元識別結果から受信した未識別レーダ波
に係る発信源種を識別して、当該識別結果をユーザに提
示する。上記総合識別判定規則の一例について、以下に
説明する。パルス識別結果と諸元識別結果とが一致した
場合、あるいはパルス識別結果または諸元識別結果のい
ずれか一方が判定不能とされた場合には、パルス識別結
果または諸元識別結果に基づいて特定される発信源種を
ユーザに提示する。また、パルス識別結果および諸元識
別結果がともに判定不能とされた場合には、ユーザに対
して判定不能と表示する。また、パルス識別結果と諸元
識別結果とが一致しない場合には、いずれの識別結果を
優先するかを予め規定しておいて、優先される識別結果
に基づいて特定される発信源種をユーザに提示するか、
あるいは、判定不能と表示するとともに双方の識別結果
に基づいて特定される発信源種をともにユーザに提示す
る。なお、表示部5における発信源種等に係る表示形態
を種々選択すること等を実施できるように、表示部5が
表示形態を変更するための制御機能を有するのが好適で
ある。
【0028】また、図5は、この発明の実施の形態1に
よるレーダ識別装置の変形例の構成を示すブロック図で
ある。図5に示されるレーダ識別装置は、図1に示され
たレーダ識別装置と比較すると、レーダ波諸元識別部4
が削除されている点で相違する。すなわち、パルス判定
部3から出力されるパルス識別結果のみを基にして、表
示部5は受信されたレーダ波に係る発信源種あるいは識
別不能である旨などをユーザに提示する。
【0029】以上のように、この実施の形態1によれ
ば、レーダ波データを生成するレーダ波受信部1と、パ
ルスデータに基づいて発信源種を識別するためのパルス
識別判定規則を構成するパルス分類部2と、受信したレ
ーダ波に係るパルスデータに係るそれぞれの局所周期成
分についての各局所パターンへの帰属状態とパルス識別
判定規則とを対照して発信源種を識別するパルス判定部
3と、識別結果に基づいて受信されたレーダ波に係る発
信源種などをユーザに提示する表示部5とを備えるよう
に構成したので、レーダ波源となる装置を構成するマグ
ネトロン等の構成部材についてそれぞれ固有の特徴が顕
現するパルス波形に基づいて発信源種を識別するから、
レーダ波の送受信において電波諸元に係る設定について
過誤等が生じても正確な識別結果を得ることができ、識
別精度を向上することができるという効果を奏する。
【0030】また、パルス分類部2が、レーダ波毎に時
系列に得られるそれぞれの局所周期成分の各局所パター
ンへの帰属状態に基づいてパルス識別判定規則を構成す
るようにしたので、未識別レーダ波を含めた局所パター
ンに係る教師なし分類結果を利用することができて、学
習用の識別付レーダ波が少なくても有効なパルス識別判
定規則が得られて所望の識別精度を確保することが可能
となり、実用性を向上することができるという効果を奏
する。
【0031】また、パルス分類部2が、それぞれ正規分
布として与えられる複数の局所パターン全体を表現する
混合正規分布に基づいて、それぞれの局所周期成分の各
局所パターンへの帰属確率を求めることで、当該局所周
期成分の帰属する局所パターンを決定するように構成し
たので、局所パターンの分類を統計的に有効な手法を用
いて実施できるから、パルス識別判定規則の信頼性の向
上を図ることが可能となり、発信源種の識別精度を向上
することができるという効果を奏する。
【0032】また、受信したレーダ波から電波諸元を抽
出して、抽出された電波諸元に基づいて発信源種を識別
するレーダ波諸元識別部4を備え、表示部5がパルス判
定部3から出力されるパルス判定結果およびレーダ波諸
元識別部4から出力される諸元識別結果に基づいて、受
信されたレーダ波に係る発信源種をユーザに提示するよ
うに構成したので、パルス波形のみではなく種々の電波
諸元にも基づいて発信源種を識別することができるか
ら、識別精度をより向上することができるという効果を
奏する。
【0033】実施の形態2.この実施の形態2によるレ
ーダ識別装置は、装置構成については実施の形態1によ
るレーダ識別装置と同様の構成を有しており、パルス分
類部におけるパルス識別判定規則の構成に係る動作、お
よびパルス判定部における未識別レーダ波に係る識別動
作が異なる点で実施の形態1と相違する。
【0034】以下、この実施の形態2によるレーダ識別
装置に係る動作について説明する。なお、レーダ波受信
部1、レーダ波諸元識別部4および表示部5に係る動作
については実施の形態1と同様であるので、その説明を
省略する。図6は、この発明の実施の形態2によるレー
ダ識別装置に係るパルス分類部における動作を示すフロ
ーチャートである。パルス分類部2は、レーダ波受信部
1からレーダ波データを入力すると、実施の形態1にお
いてパルスデータに対して実施したのと同様に、レーダ
波データに対して所定の演算を適用することで局所的な
特徴量への変換を実施して局所周期成分を時系列に抽出
する(ステップST31)。次に、パルス分類部2は、
レーダ波について時系列に与えられる局所周期成分がそ
れぞれ帰属し得る複数の局所パターンおよび局所パター
ン間の遷移(自己回帰を含む)を規定する複数の遷移パ
ターンから成り、レーダ波に係る特徴量の時間的変化を
表現するモデル(以下、状態遷移モデルと称する)に基
づいて、レーダ波毎に時系列に得られる局所周期成分が
状態遷移モデル上においてその特徴量変化に応じて辿る
経路(以下、遷移経路と称する)のなかで最も尤度の高
い遷移経路を推定するとともに、状態遷移モデルにおい
てレーダ波全体に係る変化状態を規定するモデルパラメ
ータ(モデルパラメータについては後述する)を算出す
る(ステップST32)。なお、任意のレーダ波につい
て時系列に与えられた局所周期成分の変化に基づいて与
えられる遷移経路において、時間的に隣接する局所周期
成分の変化に対して設定されて上記遷移経路の一部を構
成する経路を部分経路と称するものとする。また、それ
ぞれの部分経路は、当該部分経路の設定をなす時間的に
隣接する局所周期成分がそれぞれ帰属する局所パターン
間に規定された遷移パターンに帰属するものとする。ま
た、部分経路は、上述したように、それぞれ時系列に設
定されるものであるから、複数の部分経路が同一の遷移
パターンに帰属することが当然に予想され、このような
部分経路の同一遷移パターンへの重複度もレーダ波に係
るそれぞれの部分経路についての各遷移パターンへの帰
属状態を表現する重要な要素となる。次に、パルス分類
部2は、識別付レーダ波毎に時系列に得られる局所周期
成分について隣接する局所周期成分間に設定されるそれ
ぞれの部分経路の各遷移パターンへの帰属状態に基づい
てパルス識別判定規則を生成する(ステップST3
3)。なお、パルス分類部2によるパルス識別判定規則
の構成を監視並びに制御するとともに、パルス識別判定
規則を修正できるように、パルス分類部2が表示機能お
よび制御機能を有するのが好適である。
【0035】次に、上記のステップST31からステッ
プST33として示された各工程について詳細に説明す
る。ステップST31においては、実施の形態1におい
てパルスデータに対して実施したのと同様に、レーダ波
受信部1から入力するレーダ波データに対して所定の演
算を適用することで局所的な特徴量への変換を実施し
て、局所周期成分を時系列に算出するとともに、これら
局所周期成分を所定の記憶手段に格納する。
【0036】ステップST32においては、上述したよ
うに所与の状態遷移モデルに基づいて、レーダ波毎に与
えられる局所周期成分の時系列データに基づいてモデル
パラメータを算出する。図7は、状態遷移モデルの一例
を示す図である。図7において、A1はパルス間状態、
A2はパルス開始状態、A3はパルス状態、A4はパル
ス終了状態、Bi(i=1〜13)はそれぞれの局所周
期成分が何れかに帰属し得る局所パターン、R(i=
1〜11)はレーダ波データの特性に基づいて局所パタ
ーン間での可能な遷移を規定する遷移パターンである。
図7に示されるように、この状態遷移モデルは、パルス
間状態A1、パルス開始状態A2、パルス状態A3およ
びパルス終了状態A4の4状態から成るループ状の状態
遷移を想定するモデルとして与えられている。各状態
は、自己回帰となる遷移パターンをも有するとともに、
それぞれ任意数の局所パターンを有している。例えば、
パルス開始状態A2の有する局所パターンB3,B4,
B5は、相互に全結合の遷移ネットワークを形成すると
ともに、それぞれがパルス間状態A1からの遷移パター
ンR2およびパルス状態A3への遷移パターンR7を有
している。なお、遷移パターンR2およびR7に関して
は、局所パターンB3,B4,B5についてまとめて1
つの遷移パターンを設定するのではなく、局所パターン
B3,B4,B5毎にそれぞれ3つの遷移パターンを設
定するようにしてもよい。また、局所周期成分の帰属す
るそれぞれの局所パターンは例えば単一の正規分布で表
現することが可能である。これら局所パターン間の遷移
は確率的に定まり、当該確率を遷移確率と称することと
する。さらに、各局所パターンについて、当該局所パタ
ーンを表現する正規分布パラメータと、当該局所パター
ンから延びる各遷移パターンに係る遷移確率とを組み合
せて構成されるパラメータをモデルパラメータと称する
こととする。
【0037】図8は、状態遷移モデルにおけるモデルパ
ラメータ算出工程を示すフローチャートである。ここ
で、レーダ波データ毎に時系列に得られるT個の局所周
期成分をX〜Xとするとともに、局所パターン数を
n個とする。まず、モデルパラメータを以下に示す期待
値最大化法で求めるための初期値を設定する(サブステ
ップST41)。n個の局所パターンについて、例えば
レーダ波毎に時系列に与えられる局所周期成分X〜X
からn個の互いに異なるものを適宜選択してそれぞれ
各局所パターンについての平均の初期値とし、X〜X
から分散を算出してn個の局所パターンに共通な分散
の初期値とし、遷移確率を等確率とする。すなわち、遷
移確率については、任意の局所パターンから4つの遷移
パターンが延びているとすれば、それぞれの遷移パター
ンに係る遷移確率を0.25とする。各局所パターンに
ついての平均、分散、遷移確率の組から成るモデルパラ
メータ(μ,σ,α)が与えられれば、各レーダ
波毎に当該レーダ波に係る局所周期成分X〜Xにつ
いて最も尤度の高い遷移経路を検出する(サブステップ
ST42)。各レーダ波に係る遷移経路が検出されれ
ば、当該検出結果に基づいて各局所パターンについて平
均、分散、遷移確率の組から成るモデルパラメータ(μ
,σ,α)を算出する(サブステップST4
3)。サブステップST43において、モデルパラメー
タが算出されると、当該モデルパラメータの変遷に係る
履歴を参照して、所定の基準に基づいた履歴データに係
る検証を実施して当該検証結果に応じて次に実行するサ
ブステップを選定する。例えば、それまでに実行された
10回のモデルパラメータ算出工程にわたっての平均、
分散、遷移確率の値に係る変動幅が所定のしきい値を越
える場合には、遷移経路最尤推定サブステップST42
へ復帰し、それ以外の場合には、平均、分散、遷移確率
から成るモデルパラメータ(μ,σ,α)が収束
状態にあるとみなして、最終的に得られたモデルパラメ
ータ(μ,σ,α)を状態遷移モデルを確定する
モデルパラメータとして記録する。
【0038】ステップST33においては、レーダ波毎
に、パルス間状態A1に含まれる局所パターン間での遷
移を省くことで遷移経路を分断することにより、パルス
波形に対応する遷移経路(以下、パルス遷移経路と称す
る)を抽出する。次に、それぞれの識別付レーダ波につ
いて、当該識別付レーダ波に係るパルス遷移経路を辿っ
て通過した部分経路が帰属する遷移パターンに当該発信
源識別子を属性データとして付属させる。すべての識別
付レーダ波について遷移パターンへの発信源識別子の付
属処理が終了すれば、各遷移パターン毎に、当該遷移パ
ターンへの付属が記録された発信源識別子を調べて、当
該遷移パターンが特定の発信源種に固有な遷移パターン
となり得るか否かについて判定を実施する。発信源識別
子の付属が記録された任意の遷移パターンについて、記
録された発信源識別子の種類が単一であれば当該遷移パ
ターンが発信源識別子により明示される発信源種に固有
の遷移パターンであると判定する。また、発信源識別子
が複数個混在しているのであれば、当該遷移パターンへ
付属させられた記録数の最も多い発信源識別子に係る第
1の発信源種と、記録数の2番目に多い発信源識別子に
係る第2の発信源種とを比較して、第1の発信源種につ
いての記録数が第2の発信源種についての記録数より所
定のしきい値を越えて多い場合には当該遷移パターンが
第1の発信源種に固有の遷移パターンであると判定し、
所定のしきい値を越えない場合には判定不能とする。以
上のように、各遷移パターンについて、当該遷移パター
ンと当該遷移パターンにより特定され得る発信源種とを
対応付けることでそれぞれ個別の判定規則(以下、個別
判定規則と称する)を得る。すべての遷移パターンにつ
いて個別判定規則の存否が確認されれば、遷移パターン
毎に得られた個別判定規則およびモデルパラメータを組
み合せて得られるデータを集成することでパルス識別判
定規則を構成し、当該パルス識別判定規則をパルス判定
部3へ出力する。
【0039】次に、パルス判定部3の動作について説明
する。パルス判定部3は、レーダ波受信部1から未識別
レーダ波に係るレーダ波データを入力すると、当該レー
ダ波データを基にして、レーダ波形に係る時系列データ
に対してパルス分類部2で用いたのと同様の所定の演算
を適用することで変換を実施して、局所周期成分の時系
列データを算出する。次に、パルス判定部3は、各局所
パターン毎に確定された平均、分散、遷移確率の組から
成るモデルパラメータ(μ,σ,α)に基づい
て、当該レーダ波データに係る局所周期成分の時系列デ
ータX〜Xについて最も尤度の高い遷移経路を検出
する。最も尤度の高い遷移経路が推定されれば、当該遷
移経路を辿って通過する部分経路が帰属する遷移パター
ンについて発信源種との対応付けがなされている場合に
は、当該発信源識別子を登録する。登録された発信源識
別子が1つの場合には、当該発信源識別子により明示さ
れる発信源種をもって受信した未識別レーダ波に係る発
信源種であると判定して当該パルス識別結果を表示部5
に出力する。また、登録された発信源識別子が複数の場
合には、対応付けられる遷移パターン数が最も多い発信
源識別子により明示される発信源種をもって受信した未
識別レーダ波に係る発信源種であると判定して当該パル
ス識別結果を表示部5に出力する。また、登録された発
信源識別子がない場合、あるいは登録された発信源識別
子が複数あっていずれの発信源識別子についても対応付
けられる遷移パターン数が所定のしきい値より少ない場
合には、判定不能とするパルス識別結果を表示部5に出
力する。
【0040】以上のように、この実施の形態2によれ
ば、レーダ波データを生成するレーダ波受信部1と、レ
ーダ波データに係る局所周期成分についての状態遷移モ
デル上での遷移経路に基づいて発信源種を識別するため
のパルス識別判定規則を構成するパルス分類部2と、受
信したレーダ波について推定される遷移経路とパルス識
別判定規則とを対照して発信源種を識別するパルス判定
部3と、識別結果に基づいて受信されたレーダ波に係る
発信源種をユーザに提示する表示部5とを備えるように
構成したので、レーダ波源となる装置を構成するマグネ
トロン等の構成部材についてそれぞれ固有の特徴が顕現
するパルス波形に基づいて発信源種を識別することがで
きるから、レーダ波の送受信において電波諸元に係る設
定について過誤等が生じても正確な識別結果を得ること
ができ、識別精度を向上することができるという効果を
奏する。
【0041】また、レーダ波諸元識別部4を備えること
で、実施の形態1に記載したと同じ効果を奏する。さら
に、局所周期成分についての状態遷移モデル上での遷移
経路に基づいて発信源種を識別するので、パルス波形に
対応する局所周期成分の集合を容易に同定することがで
き、レーダ波データからパルス波形に係る特徴を抽出す
るための基準値設定等の予備作業を省くことが可能とな
り、ユーザの負担を軽減して使い勝手を向上することが
できるという効果を奏する。
【0042】実施の形態3.この実施の形態3によるレ
ーダ識別装置は、装置構成については実施の形態2によ
るレーダ識別装置と同様の構成を有しており、パルス分
類部におけるパルス識別判定規則の構成に係る動作が異
なる点で実施の形態2と相違する。
【0043】以下、この実施の形態3によるレーダ識別
装置に係る動作について説明する。なお、レーダ波受信
部1、パルス判定部3、レーダ波諸元識別部4および表
示部5に係る動作については実施の形態2と同様である
ので、その説明を省略する。図9は、この発明の実施の
形態3によるレーダ識別装置に係るパルス分類部におけ
る動作を示すフローチャートである。パルス分類部2
は、レーダ波受信部1からレーダ波データを入力する
と、実施の形態2と同様にレーダ波に係る時系列データ
に対して所定の演算を適用することで局所的特徴量への
変換を実施して局所周期成分の時系列データを算出する
(ステップST51)。次に、パルス分類部2は、状態
遷移モデルに基づいて、レーダ波毎に時系列に得られる
局所周期成分について最も尤度の高い遷移経路を推定す
るとともに、状態遷移モデルにおいてレーダ波全体に係
る変化状態を規定するモデルパラメータを算出する(ス
テップST52)。次に、パルス分類部2は、識別付レ
ーダ波毎に時系列に得られる局所周期成分について隣接
する局所周期成分間に設定されるそれぞれの部分経路の
各遷移パターンへの帰属状態に基づいて、所定の条件が
満たされていればパルス識別判定規則を生成する(ステ
ップST53)。また、所定の条件が満たされない場合
には、レーダ波に係る特徴量の時間的変化についてモデ
ル化の精度を高めるために状態遷移モデルを変形する
(ステップST54)。なお、パルス分類部2によるパ
ルス識別判定規則の構成を監視並びに制御するととも
に、パルス識別判定規則を修正できるように、パルス分
類部2が表示機能および制御機能を有するのが好適であ
る。
【0044】次に、上記のステップST51からステッ
プST54として示された各工程について詳細に説明す
る。なお、ステップST51については、実施の形態2
におけるステップST31と同様であるのでその説明を
省略する。また、ステップST52については、設定さ
れる状態遷移モデルの形態が変化する点でのみ実施の形
態2におけるステップST32と相違し、基本的な動作
についてはステップST32と同様であるのでその説明
を省略する。すなわち、予め初期モデルとして設定され
た状態遷移モデルに基づいてモデルパラメータを算出す
る場合もあれば、状態遷移モデル変形ステップST54
により変形された状態遷移モデルに基づいてモデルパラ
メータを算出する場合もある。
【0045】ステップST53においては、レーダ波毎
に、パルス間状態A1に含まれる局所パターン間での遷
移を省くことで遷移経路を分断することにより、パルス
波形に対応するパルス遷移経路を抽出する。次に、それ
ぞれの識別付レーダ波について、当該識別付レーダ波に
係るパルス遷移経路を辿って通過したそれぞれの部分経
路が帰属する遷移パターンに当該識別付レーダ波に係る
発信源識別子を属性データとして付属させる。すべての
識別付レーダ波について遷移パターンへの発信源識別子
の付属処理が終了すれば、各遷移パターン毎に、当該遷
移パターンへの付属が記録された発信源識別子を調べ
て、当該遷移パターンが特定の発信源種に固有な遷移パ
ターンとなり得るか否かについて判定を実施して個別判
定規則を生成する。なお、特定の発信源種に固有な遷移
パターンとなり得るか否かに係る判定処理については、
実施の形態2のステップST33で説明済みであるの
で、ここではその説明を省略する。そして、すべての遷
移パターンについて個別判定規則の存否が確認されれ
ば、所定数のパルス遷移経路について、パルス遷移経路
毎に、当該パルス遷移経路を辿る際に通過したそれぞれ
の部分経路が帰属する遷移パターンへの付属が記録され
た発信源識別子の種類を計数する。発信源識別子の種類
数すなわち発信源種の種類数が0または2以上である場
合、あるいは当該判定規則決定ステップST53の実行
回数が規定回数以下である場合には、状態遷移モデル変
形ステップST54を実行する。また、発信源種の種類
数が1である場合、あるいは当該判定規則決定ステップ
ST53の実行回数が規定回数を越えた場合には、遷移
パターン毎に個別判定規則およびモデルパラメータを組
み合わせて得られるデータを集成することでパルス識別
判定規則を構成し、当該パルス識別判定規則をパルス判
定部3へ出力する。
【0046】ステップST54においては、局所パター
ン毎にモデルパラメータを検索して最も分散値の大きな
局所パターンを検出し、当該局所パターンを分割して2
つの新たな局所パターンを生成する。この2つの局所パ
ターン間における遷移は全結合とする。また、それぞれ
の局所パターンに係るモデルパラメータの初期値につい
ては、例えば一方の局所パターンには分割前の局所パタ
ーンのモデルパラメータを付与し、他方の局所パターン
には所与の微小量を上限として発生された乱数を基にし
て分割前の局所パターンのモデルパラメータを修正して
得たモデルパラメータを付与する。
【0047】以上のように、この実施の形態3によれ
ば、実施の形態2と同等の効果を奏するとともに、パル
ス分類部2が、任意のレーダ波に係る遷移経路を検証し
て、当該遷移経路を構成する個々の部分経路が帰属する
それぞれの遷移パターンにより特定し得る発信源種の種
類数が0または2以上である場合に状態遷移モデルを変
形するように構成したので、自動的に最適な状態遷移モ
デルを構成することができるから、予め精度の良いモデ
ル化を実施する必要がなく、ユーザの負担を軽減するこ
とができるという効果を奏する。
【0048】実施の形態4.図10は、この発明の実施
の形態4によるレーダ識別装置の構成を示すブロック図
である。この実施の形態4によるレーダ識別装置は、識
別実施形態で使用される機能要素から携帯器を分離独立
して構成する点で実施の形態1から実施の形態3と相違
する。図10において、図1と同一符号は同一または相
当部分を示すのでその説明を省略する。11はパルス分
類部2を有して構成される基地局、12はレーダ波受信
部1、パルス判定部3、レーダ波諸元識別部4および表
示部5を有して構成される携帯器である。
【0049】次に動作について説明する。なお、基本的
な動作は実施の形態1または実施の形態3のいずれかに
よるレーダ識別装置と同様であるので、ここでは実施の
形態4によるレーダ識別装置について特徴的な動作につ
いてのみ説明するものとする。識別準備形態において
は、1または複数の携帯器12内のレーダ受信部1は、
基地局11と携帯器12との間の通信回線が確立されて
いる場合には受信したレーダ波に係るレーダ波データを
基地局11内のパルス分類部2へ送信し、基地局11と
携帯器12との間の通信回線が確立されていない場合に
はレーダ波データを記録するとともに通信回線が確立さ
れた時点で記録されていたレーダ波データを基地局11
内のパルス分類部2へ送信する。パルス分類部2は、蓄
積された複数のパルスデータに基づいてパルス識別判定
規則を構成して当該パルス識別判定規則を基地局11と
携帯器12との間の通信回線が確立されている間に1ま
たは複数の携帯器12内のパルス判定部3へ送信する。
また、識別実施形態においては、レーダ波受信部1とパ
ルス分類部2とに係る動作は上記と同様であるととも
に、それぞれの携帯器12は、当該携帯器12と基地局
11との間の通信回線の確立の有無に関わらず、それぞ
れ個別にレーダ波を受信して当該レーダ波に係る発信源
種を識別する。
【0050】以上のように、この実施の形態4によれ
ば、実施の形態1から実施の形態3のいずれかと同等の
効果を奏するとともに、パルス分類部2を有して構成さ
れる基地局11と、レーダ波受信部1、パルス判定部
3、レーダ波諸元識別部4および表示部5を有して構成
される携帯器12とを備えるように構成したので、携帯
器12のみで識別実施形態での使用を独立に実現するこ
とができるから、未識別レーダ波に係る発信源種の識別
を実施する識別装置を小型軽量化することができるとい
う効果を奏する。また、複数の携帯器12について基地
局11を共有することができるから、レーダ識別を実施
するシステム全体のコスト低減を図れるという効果を奏
する。
【0051】なお、レーダ識別装置が実施の形態1の変
形例に示すようにレーダ波諸元識別部4を具備しない構
成を有する場合には、パルス分類部2を有して構成され
る基地局11と、レーダ波受信部1、パルス判定部3お
よび表示部5を有して構成される携帯器12とを備える
構成とすることで、上記と同様の効果を奏することがで
きる。
【0052】実施の形態5.図11は、この発明の実施
の形態5によるレーダ識別装置の構成を示すブロック図
である。この実施の形態5によるレーダ識別装置は、自
律稼動可能な自動器にレーダ波受信部を備える点で実施
の形態4と相違する。図11において、図1と同一符号
は同一または相当部分を示すのでその説明を省略する。
21はレーダ波受信部1を有して構成され好ましくは自
律稼動可能である自動器、22はパルス分類部2を有し
て構成される基地局、23はパルス判定部3、レーダ波
諸元識別部4および表示部5を有して構成される携帯器
である。なお、自動器21としては、例えば小型のラジ
コンヘリのような無線操作または自動操縦で飛行する航
空機などが想定される。
【0053】次に動作について説明する。なお、基本的
な動作は実施の形態1から実施の形態3のいずれかによ
るレーダ識別装置と同様であるので,ここでは実施の形
態5によるレーダ識別装置について特徴的な動作につい
てのみ説明するものとする。識別準備形態においては、
自動器21内のレーダ波受信部1は、自動器21と基地
局22との間の通信回線が確立されている場合には受信
したレーダ波に係るレーダ波データを基地局22内のパ
ルス分類部2へ送信し、自動器21と基地局22との間
の通信回線が確立されていない場合にはレーダ波データ
を記録するとともに通信回線が確立された時点で記録さ
れていたレーダ波データを基地局22内のパルス分類部
2へ送信する。パルス分類部2は、蓄積された複数のパ
ルスデータに基づいてパルス識別判定規則を構成して当
該パルス識別判定規則を基地局22と携帯器23との間
の通信回線が確立されている間に1または複数の携帯器
23内のパルス判定部3へ送信する。また、識別実施形
態においては、レーダ波受信部1とパルス分類部2とに
係る動作は上記と同様であるとともに、それぞれの携帯
器23は、自動器21と携帯器23との間の通信回線が
確立されている間において、それぞれ個別にレーダ波を
受信して当該レーダ波に係る発信源種を識別する。
【0054】以上のように、この実施の形態5によれ
ば、実施の形態1から実施の形態3のいずれかと同等の
効果を奏するとともに、レーダ波受信部1を有して構成
され好ましくは自律稼動可能である自動器21と、パル
ス分類部2を有して構成される基地局22と、パルス判
定部3、レーダ波諸元識別部4および表示部5を有して
構成される携帯器23とを備えるように構成したので、
自動器21から受信されたレーダ波に係るレーダ波デー
タが送信されれば、携帯器23のみで識別実施形態での
使用を独立に実現することができるから、未識別レーダ
波に係る発信源種の識別を実施する識別装置を小型軽量
化できるという効果を奏する。また、複数の携帯器23
について自動器21および基地局22を共有することが
できるから、レーダ識別を実施するシステム全体のコス
ト低減を図れるという効果を奏する。
【0055】なお、レーダ識別装置が実施の形態1の変
形例に示すようにレーダ波諸元識別部4を具備しない構
成を有する場合には、レーダ波受信部1を有して構成さ
れる自動器21と、パルス分類部2を有して構成される
基地局22と、パルス判定部3および表示部5を有して
構成される携帯器23とを備える構成とすることで、上
記と同様の効果を奏することができる。
【0056】また、上記の実施の形態1から実施の形態
5により開示されたレーダ識別装置は本願発明を例示す
るものであり、その技術的範囲を限定するものではない
ことに留意されたい。本願発明の技術的範囲は特許請求
の範囲の記載に基づいて定められ、特許請求の範囲と均
等な技術的思想および特許請求の範囲内における種々の
設計的変更が本願発明に含まれるものである。
【0057】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、レー
ダ波を受信してレーダ波データを生成するレーダ波受信
部と、パルスデータを生成するとともに当該パルスデー
タに係る局所周期成分を抽出し、レーダ波毎のパルスデ
ータについて得られるそれぞれの局所周期成分を所定数
に分類された複数の局所パターンのなかのいずれかの局
所パターンに帰属させ、発信源種が予め明らかになって
いるレーダ波に係る局所周期成分の各局所パターンへの
帰属状態に基づいてパルス識別判定規則を構成するパル
ス分類部と、受信されたレーダ波に係る局所周期成分の
各局所パターンへの帰属状態とパルス判定識別規則とを
対照することにより発信源種を識別するパルス判定部
と、受信されたレーダ波に係る発信源種をユーザに提示
する表示部とを備えるように構成したので、レーダ波源
となる装置を構成するマグネトロン等の構成部材につい
てそれぞれ固有の特徴が顕現するパルス波形に基づいて
発信源種を識別するから、レーダ波の送受信において電
波諸元に係る設定について過誤等が生じても正確な識別
結果を得ることができ、識別精度を向上することができ
るという効果を奏する。また、パルス分類部がレーダ波
毎に時系列に得られるそれぞれの局所周期成分の各局所
パターンへの帰属状態に基づいてパルス識別判定規則を
構成するようにしたので、未識別レーダ波をも含めた局
所パターンに係る教師なし分類結果を利用することがで
きるから、学習用の識別付レーダ波が少なくても有効な
パルス識別判定規則が得られて所望の識別精度を確保す
ることが可能となり、実用性を向上することができると
いう効果を奏する。
【0058】この発明によれば、パルス分類部が、それ
ぞれ正規分布として与えられる複数の局所パターン全体
を表現する混合正規分布に基づいて、それぞれの局所周
期成分の各局所パターンへの帰属確率を求めることで、
当該局所周期成分の帰属する局所パターンを決定するよ
うに構成したので、局所パターンの分類を統計的に有効
な手法を用いて実施でき、パルス識別判定規則の信頼性
の向上を図ることが可能となるから、発信源種の識別精
度を向上することができるという効果を奏する。
【0059】この発明によれば、レーダ波を受信してレ
ーダ波データを生成するレーダ波受信部と、当該レーダ
波データに係る局所周期成分を抽出し、状態遷移モデル
に基づいてレーダ波毎に当該レーダ波に係る局所周期成
分が状態遷移モデル上で遷移する遷移経路を推定し、発
信源種が予め明らかになっているレーダ波の遷移経路を
構成する個々の部分経路についての各遷移パターンへの
帰属状態に基づいてパルス識別判定規則を構成するパル
ス分類部と、受信されたレーダ波について推定された遷
移経路を構成する個々の部分経路の各遷移パターンへの
帰属状態とパルス識別判定規則とを対照することにより
発信源種を識別するパルス判定部と、受信されたレーダ
波に係る発信源種をユーザに提示する表示部とを備える
ように構成したので、レーダ波源となる装置を構成する
マグネトロン等の構成部材についてそれぞれ固有の特徴
が顕現するパルス波形に基づいて発信源種を識別するか
ら、レーダ波の送受信において電波諸元に係る設定につ
いて過誤等が生じても正確な識別結果を得ることがで
き、識別精度を向上することができるという効果を奏す
る。また、レーダ波の局所周期成分に係る遷移経路に基
づいて発信源種を識別するので、パルス波形に対応する
局所周期成分の集合を容易に同定することができ、レー
ダ波データからパルス波形に係る特徴を抽出するための
基準値設定等の予備作業を省くことが可能となり、ユー
ザの負担を軽減して使い勝手を向上することができると
いう効果を奏する。
【0060】この発明によれば、パルス分類部が、任意
のレーダ波に係る局所周期成分の遷移経路を検証して、
当該遷移経路を構成する個々の部分経路が帰属するそれ
ぞれの遷移パターンにより特定し得る発信源種の種類数
が0または2以上である場合に、状態遷移モデルを変形
するように構成したので、自動的に最適な状態遷移モデ
ルを構成することが可能となり、予め精度の良いモデル
化を実施する必要がなく、ユーザの負担を軽減して使い
勝手を向上することができるという効果を奏する。
【0061】この発明によれば、レーダ波データから1
または複数の電波諸元を抽出し、抽出された電波諸元に
基づいて受信されたレーダ波に係る発信源種を識別する
レーダ波諸元識別部を備え、表示部が、パルス判定部か
ら出力される識別結果とレーダ波諸元識別部から出力さ
れる識別結果とに基づいて、受信されたレーダ波に係る
発信源種をユーザに提示するように構成したので、パル
ス波形のみではなく種々の電波諸元にも基づいて発信源
種を識別することができるから、識別精度をより向上す
ることができるという効果を奏する。
【0062】この発明によれば、パルス分類部を有して
構成される基地局と、少なくともレーダ波受信部、パル
ス判定部および表示部を有して構成される携帯器とを備
えるように構成したので、携帯器のみで識別実施形態で
の使用を独立に実現することができるから、未識別レー
ダ波に係る発信源種を識別する装置を小型軽量化するこ
とができるという効果を奏する。また、複数の携帯器に
ついて基地局を共有することができるから、レーダ識別
を実施するシステム全体のコスト低減を図れるという効
果を奏する。
【0063】この発明によれば、レーダ波受信部を有し
て構成される自動器と、パルス分類部を有して構成され
る基地局と、少なくともパルス判定部および表示部を有
して構成される携帯器とを備えるように構成したので、
自動器から受信されたレーダ波に係るレーダ波データが
送信されれば、携帯器のみで識別実施形態での使用を独
立に実現することができるから、未識別レーダ波に係る
発信源種を識別する装置を小型軽量化することができる
という効果を奏する。また、複数の携帯器について自動
器および基地局を共有することができるから、レーダ識
別を実施するシステム全体のコスト低減を図れるという
効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1によるレーダ識別装
置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によるレーダ識別装
置におけるパルス分類部に係る動作を示すフローチャー
トである。
【図3】 教師なし分類動作を示すフローチャートであ
る。
【図4】 この発明の実施の形態1によるレーダ識別装
置におけるパルス判定部に係る動作を示すフローチャー
トである。
【図5】 この発明の実施の形態1によるレーダ識別装
置の変形例の構成を示すフローチャートである。
【図6】 この発明の実施の形態2によるレーダ識別装
置におけるパルス分類部に係る動作を示すフローチャー
トである。
【図7】 この発明の実施の形態2によるレーダ識別装
置において使用される状態遷移モデルの一例を示す図で
ある。
【図8】 モデルパラメータの算出工程を示すフローチ
ャートである。
【図9】 この発明の実施の形態3によるレーダ識別装
置におけるパルス分類部に係る動作を示すフローチャー
トである。
【図10】 この発明の実施の形態4によるレーダ識別
装置の構成を示すブロック図である。
【図11】 この発明の実施の形態5によるレーダ識別
装置の構成を示すブロック図である。
【図12】 従来のレーダ識別装置の構成を示すブロッ
ク図である。
【符号の説明】
1 レーダ波受信部、2 パルス分類部、3 パルス判
定部、4 レーダ波諸元識別部、5 表示部、11,2
2 基地局、12,23 携帯器、21 自動器、A1
パルス間状態、A2 パルス開始状態、A3 パルス
状態、A4 パルス終了状態、B1〜B13 局所パタ
ーン、R1〜R11 遷移パターン。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レーダ波を受信してレーダ波データを生
    成するレーダ波受信部と、 レーダ波データを適宜分断してパルスデータを生成し、
    当該パルスデータから局所的な特徴量として時系列に与
    えられる局所周期成分を抽出し、レーダ波毎のパルスデ
    ータについて得られるそれぞれの局所周期成分を所定数
    に分類された複数の局所パターンのなかのいずれかの局
    所パターンに帰属させ、発信源種が予め明らかになって
    いるレーダ波に係る局所周期成分の各局所パターンへの
    帰属状態に基づいて発信源種と当該発信源種を特定し得
    る局所パターンとを対応付け、対応付けられた発信源種
    と局所パターンとの組合せを集成することによりパルス
    データに基づいて発信源種を識別するためのパルス識別
    判定規則を構成するパルス分類部と、 レーダ波データを適宜分断してパルスデータを生成し、
    当該パルスデータから局所周期成分を抽出し、それぞれ
    の局所周期成分を前記パルス分類部で設定されたと同じ
    複数の局所パターンのなかのいずれかの局所パターンに
    帰属させ、受信されたレーダ波に係る局所周期成分の各
    局所パターンへの帰属状態とパルス識別判定規則とを対
    照することにより発信源種を識別して識別結果を出力す
    るパルス判定部と、 入力する識別結果に基づいて、受信されたレーダ波に係
    る発信源種あるいは識別不能である旨などをユーザに提
    示する表示部とを備えるレーダ識別装置。
  2. 【請求項2】 パルス分類部が、それぞれ正規分布とし
    て与えられる複数の局所パターン全体を表現する混合正
    規分布に基づいて、それぞれの局所周期成分の各局所パ
    ターンへの帰属確率を求めることで、当該局所周期成分
    の帰属する局所パターンを決定することを特徴とする請
    求項1記載のレーダ識別装置。
  3. 【請求項3】 レーダ波を受信してレーダ波データを生
    成するレーダ波受信部と、 レーダ波データから局所的な特徴量として時系列に与え
    られる局所周期成分を抽出し、レーダ波について時系列
    に与えられる局所周期成分がそれぞれ帰属し得る複数の
    局所パターンおよび局所パターン間の遷移を規定する複
    数の遷移パターンから成る状態遷移モデルに基づいてレ
    ーダ波毎に当該レーダ波に係る局所周期成分が状態遷移
    モデル上で遷移する遷移経路を推定し、発信源種が予め
    明らかになっているレーダ波の遷移経路を構成する個々
    の部分経路についての各遷移パターンへの帰属状態に基
    づいて発信源種と当該発信源種を特定し得る遷移パター
    ンとを対応付け、対応付けられた発信源種と遷移パター
    ンとの組み合わせを集成することによりレーダ波データ
    に基づいて発信源種を識別するためのパルス識別判定規
    則を構成するパルス分類部と、 レーダ波データから局所周期成分を抽出し、状態遷移モ
    デルに基づいて受信されたレーダ波に係る局所周期成分
    が状態遷移モデル上で遷移する遷移経路を推定し、当該
    遷移経路を構成する個々の部分経路の各遷移パターンへ
    の帰属状態とパルス識別判定規則とを対照することによ
    り発信源種を識別して識別結果を出力するパルス判定部
    と、 入力する識別結果に基づいて、受信されたレーダ波に係
    る発信源種あるいは識別不能である旨などをユーザに提
    示する表示部とを備えるレーダ識別装置。
  4. 【請求項4】 パルス分類部が、任意のレーダ波に係る
    局所周期成分の遷移経路を検証して、当該遷移経路を構
    成する個々の部分経路が帰属するそれぞれの遷移パター
    ンにより特定し得る発信源種の種類数が0または2以上
    である場合に、状態遷移モデルを変形することを特徴と
    する請求項3記載のレーダ識別装置。
  5. 【請求項5】 レーダ波データから1または複数の電波
    諸元を抽出し、抽出された電波諸元に基づいて受信され
    たレーダ波に係る発信源種を識別するレーダ波諸元識別
    部を備え、 表示部が、パルス判定部から出力される識別結果と前記
    レーダ波諸元識別部から出力される識別結果とに基づい
    て、受信されたレーダ波に係る発信源種あるいは識別不
    能である旨などをユーザに提示することを特徴とする請
    求項1または請求項3に記載のレーダ識別装置。
  6. 【請求項6】 パルス分類部を有して構成される基地局
    と、レーダ波受信部、パルス判定部および表示部を有し
    て構成される携帯器とを備えることを特徴とする請求項
    1または請求項3に記載のレーダ識別装置。
  7. 【請求項7】 レーダ波受信部を有して構成される自動
    器と、パルス分類部を有して構成される基地局と、パル
    ス判定部および表示部を有して構成される携帯器とを備
    えることを特徴とする請求項1または請求項3に記載の
    レーダ識別装置。
  8. 【請求項8】 パルス分類部を有して構成される基地局
    と、レーダ波受信部、パルス判定部、レーダ波諸元識別
    部および表示部を有して構成される携帯器とを備えるこ
    とを特徴とする請求項5記載のレーダ識別装置。
  9. 【請求項9】 レーダ波受信部を有して構成される自動
    器と、パルス分類部を有して構成される基地局と、パル
    ス判定部、レーダ波諸元識別部および表示部を有して構
    成される携帯器とを備えることを特徴とする請求項5記
    載のレーダ識別装置。
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