【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、遠方に位置する目標を観測して、その目標の立体図を作成する画像レーダ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１１は例えば特許文献１に示された従来の画像レーダ装置（以下、第１の従来例という）を示す構成図であり、図において、１は高周波信号を出力する送信機、２は送信機１から出力された高周波信号を目標に向けて放射するとともに、その目標に反射された高周波信号を受信する送受信アンテナ、３は送受切替器、４は目標の反射信号である高周波信号を受信する受信機、５は受信機４により受信された高周波信号から目標のＲＣＳ分布を表すレーダ画像を順次再生する画像再生部である。
【０００３】
６は画像再生部５により再生されたレーダ画像を一定時間保持してから出力する遅延部、７は画像再生部５が出力するレーダ画像と遅延部６が出力するレーダ画像を比較して、そのレーダ画像における輝点の速度分布を求める画像比較部、８は目標とレーダの相対運動を要素とする３次元の変換行列を求める変換行列生成部、９は変換行列生成部８により求められた変換行列の逆行列（正方行列）を求める逆行列生成部、１０は逆行列生成部９が出力する変換行列の逆行列と、画像再生部５が出力するレーダ画像と、画像比較部７が出力する輝点の速度分布とから目標の３次元形状を算出する目標形状算出部である。
【０００４】
図１２はレーダ画像の時間変化を説明する説明図である。
ここでは、船舶のレーダ画像を例として用いており、横軸ｕがレンジ、縦軸ｖがクロスレンジである。また、濃度がＲＣＳ分布を表しており、船舶の２次元画像が濃淡で示されていることが分かる。
図１２（ａ）と（ｂ）は僅かな時間差をおいて観測された２枚のレーダ画像であり、（ｂ）は（ａ）に対して若干回転していることが分かる。１１は船首に近い部分の画像（ａ）における位置ベクトルである。
図１２（ｃ）は（ａ）のレーダ画像と（ｂ）のレーダ画像の差分から検出されたレーダ画像の速度ベクトルを説明する説明図であり、１２は図１２（ａ）のレーダ画像における位置ベクトル１１の点の速度ベクトルである。
【０００５】
図１３及び図１４は画像レーダ装置の観測座標系を説明する説明図であり、特に、図１３はレーダの送受信アンテナ２と目標の位置関係を示す説明図である。図において、１３は目標の中心点である。
ＸＹＺは目標の中心点１３を基準とする座標系であり、Ω１，Ω２，Ω３はそれぞれＸＹＺ軸の回りの回転角速度、Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３はそれぞれＸＹＺ軸に沿った平行移動速度である。また、Ｓは目標の中心点１３から送受信アンテナ２を見る方位ベクトルである。
図１４は観測座標系を説明する補助的な説明図であり、図において、１４はレーダ画像が投影される仮想的な平面である。Ｐは目標上のある反射点の位置ベクトルであり、ｐはこの反射点のレーダ画像上での位置ベクトル１１である。
また、図１５は第１の従来例において、特に地表面を観測する場合のジオメトリを示す説明図である。
【０００６】
次に動作について説明する。
まず、送信機１が高周波信号を送受切替器３に出力すると、送受信アンテナ２が高周波信号を目標に向けて放射する。
また、送受信アンテナ２は、目標に向けて放射した高周波信号のうち、その目標に反射された高周波信号を受信し、送受切替器３に出力する。
【０００７】
受信機４は、送受切替器３から高周波信号を受けると、その高周波信号を増幅・検波し、画像再生部５は、受信機４が出力する高周波信号から目標のＲＣＳ分布を表すレーダ画像を順次再生し、そのレーダ画像を画像比較部７，遅延部６及び目標形状算出部１０に出力する。
なお、画像再生部５は、レンジ及びクロスレンジの両方向について高分解能化を図るため、レンジ圧縮処理，動き補償処理及びクロスレンジ圧縮処理を実施する。
【０００８】
画像比較部７は、画像再生部５が出力するレーダ画像の振幅（図１２（ｂ）を参照）と、遅延部６が出力するレーダ画像の振幅（図１２（ａ）を参照）とを比較して、そのレーダ画像における輝点の速度分布を求める。ここで、遅延部６は、画像比較部７が時間差のある２枚のレーダ画像を比較するために設けられている。
具体的には、画像比較部７は、２枚のレーダ画像の振幅を比較することにより、位置ベクトル１１における反射点の速度ベクトル１２を求めるものである。
その方法は、例えば、パターンマッチングによって、その反射点の周囲の形状や反射強度を手がかりに実現できる。あるいは、光学画像において知られているオプチカルフローなどの手法を利用することができる。
【０００９】
一方、変換行列生成部８は、目標とレーダの相対運動を要素とする３次元の変換行列を求め、逆行列生成部９は、変換行列生成部８により求められた変換行列の逆行列を求める。
目標形状算出部１０は、逆行列生成部９が出力する変換行列の逆行列を、レーダ画像及び輝点の速度分布に乗ずることにより、目標の３次元形状を算出する。
【００１０】
次に画像レーダ装置の理解を深めるため、画像レーダ装置の動作原理を説明する。
始めにレーダ画像における速度ベクトル分布を求める。図１３に示す座標系において、Ｘ，Ｙ，Ｚは目標の中心点１３を基準とする座標系であり、Ω＝（Ω１，Ω２，Ω３）は目標の回転運動の角速度、Ｗ＝（Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３）は目標の平行移動を表す速度、Ｐは目標上の点の位置ベクトルである。
ＸＹＺ座標の中心点１３から距離ｒ０には送受信アンテナ２があって、目標の中心点１３と送受信アンテナ２を結ぶＬＯＳ（Ｌｉｎｅ ｏｆ Ｓｉｇｈｔ）上の単位ベクトルをＳとする。
【００１１】
このとき、レーダ画像は、下式のベクトルｕ，ｖ（下記の数式においては、ｕ，ｖの書体をボールドで表記している）を座標軸とするスクリーン上に、目標のＲＣＳ分布を投影した像として取り扱うことができる。
【数１】
ただし、ベクトルｖはドップラー周波数の軸であるため回転角速度によって伸縮し、その大きさは１でないことに注意する必要がある。また、チルトΩは次式で与えられるベクトルであり、回転角速度Ωと平行移動速度Ｗを合成した等価回転角速度である。なお、λは高周波信号の波長である。
【数２】
【００１２】
図１４はレーダ画像のスクリーンの概念を示しており、図において、ｐ＝（ｕ，ｖ）はスクリーン上に投影された位置ベクトルＰ＝（Ｘ，Ｙ，Ｚ）における点の目標の像である。このとき、スクリーン上の画像の座標（ｕ，ｖ）は次式で表される。
【数３】
【００１３】
また、スクリーン上の画像の速度は、式（４）及び式（５）を時間で微分して得られる。
まず、ｕ軸におけるスクリーン上の画像の速度は下記の通りとなる。
【数４】
【００１４】
式（６）において、Ｐドット（Ｐドットは、位置ベクトルＰを時間微分したものである）と、Ｓドット（Ｓドットは、単位ベクトルＳを時間微分したものである）は、次のようになるので、式（６）は式（９）のように表せる。
【数５】
【００１５】
また、ｖ軸におけるスクリーン上の画像の速度は下記の通りとなる。
【数６】
【００１６】
したがって、レーダ画像と、レーダ画像上の輝点の速度分布は、式（４），式（５），式（９）及び式（１０）の４つの式で与えられるが、式（９）はレンジ方向の変化であるｕ軸の画像の速度がベクトルｖと等価であることを示しているので、独立な方程式は高々３本である。
そこで、レーダ画像と位置ベクトルＰの関係は、新たにベクトルｂと行列Ａを定義すると、次式で表される。
【数７】
【００１７】
ただし、行列Ａの要素は、それぞれ次のように書き下せる。
【数８】
【００１８】
ただし，添字の１，２，３は、それぞれのベクトルにおけるＸ，Ｙ，Ｚ軸の要素である。
従って、式（１１）を変形すると、下記の式（２４）になるので、行列Ａの逆行列Ａ−１が存在すれば、目標上の位置ベクトルＰを求めることができる。
【数９】
【００１９】
ここで、行列Ａの逆行列Ａ−１は次式で与えられる。
【数１０】
また、｜Ａ｜は行列Ａの行列式であり、次式で与えられる。
【数１１】
【００２０】
即ち、式（２４）から位置ベクトルＰを求めることができる条件は、行列Ａの逆行列Ａ−１が存在する条件から、｜Ａ｜が零にならないことである。
このように、目標のレーダ画像と、画像上の輝点の速度ベクトル分布が観測できて、しかもレーダと目標の相対運動が既知であれば、｜Ａ｜が零にならない条件の下で、目標の三次元形状を求めることが可能であることが理解される。
【００２１】
ここで、特に地表面を観測する場合について、図１５を用いて説明する。アンテナ２は航空機等に搭載されて地表面を観測するものとし、目標の中心点１３は地表面上に定められる。また、アンテナ２を搭載した航空機等は、一定速度Ｖｅで、かつ、高度Ｈを保ったまま、目標の中心点１３を中心とする半径Ｒの円周上を移動するものとする。
【００２２】
このとき、Ｘ軸とＹ軸のまわりの回転角速度はゼロであり、次の式の関係にある。
【数１２】
以上で明らかなように、図１１の画像レーダ装置によって、地形の立体図を生成することができる。
【００２３】
図１６は例えば特許文献２に示された従来の画像レーダ装置（以下、第２の従来例という）を示す構成図であり、図において、２１は観測する地表、２２，２３は送受信アンテナ、２４は高周波パルス信号を送受信アンテナ２２に出力する一方、送受信アンテナ２２の受信信号（地表２１の反射波）を受信する送受信部、２５は高周波パルス信号を送受信アンテナ２３に出力する一方、送受信アンテナ２３の受信信号（地表２１の反射波）を受信する送受信部、２６は送受信部２４，２５により受信された地表２１の反射波から観測領域の高分解能レーダ画像を再生する画像再生部、２７は画像再生部２６により再生された２枚の高分解能レーダ画像の位相差を求め、その位相差に基づいて地表２１の立体図を生成する干渉処理部である。
【００２４】
次に動作について説明する。
送受信アンテナ２２は、送受信部２４から出力された高周波パルス信号を観測領域へ向けて照射し、地表２１の反射波を受信する。
また、送受信アンテナ２３は、送受信部２５から出力された高周波パルス信号を観測領域へ向けて照射し、地表２１の反射波を受信する。
二つの送受信アンテナ２２，２３は、図１７に示すように、地上の同じ領域を照射するようにビームの角度が調節されているものとする。
【００２５】
画像再生部２６は、送受信アンテナ２２により受信された地表２１の反射波から観測領域の高分解能レーダ画像を再生し、また、送受信アンテナ２３により受信された地表２１の反射波から観測領域の高分解能レーダ画像を再生する。
通常、この種のレーダでは、送信パルスは距離分解能を改善するためにリニアＦＭ変調して帯域幅を拡張しており、周波数対遅延時間特性が送信側と対になる分散型遅延線を利用して分解能の高いパルス波形を復元する。また、プラットフォームの移動に伴って発生するドップラー周波数の時間変化を利用して、これと共役なリファレンス関数とのマッチドフィルタによってアジマス分解能を改善する。このように合成開口レーダの画像再生処理として良く知られた分解能向上の処理により高分解能レーダ画像が得られる。
【００２６】
干渉処理部２７は、画像再生部２６により再生された２枚の高分解能レーダ画像の位相差を求める。
そして、干渉処理部２７は、２枚の高分解能レーダ画像の位相差から地表２１の等高線に相当する等位相線を求める。即ち、２枚の高分解能レーダ画像の位相差から、送受信アンテナ２２，２３と高低差のない理想的な地球ジオイド面におけるターゲットとの位置関係から決まる位相変化を取り除くことにより、地表２１の等高線に相当する等位相線を求める。
【００２７】
この操作は、合成開口レーダのインターフェロメトリ処理として知られており、位相差φと地形の高さｈ間の次の関係式を利用して，等位相線から３次元地形を知る方法である。ただし、Ｂは送受信アンテナ２２と送受信アンテナ２３の間隔（ベースラインの長さ）、λは波長、ｒは送受信アンテナ２２，２３と観測領域の距離、θはオフナディア角、αはベースラインの水平面からの傾きである。
【数１３】
これにより、図１６の画像レーダ装置を用いて地表２１の立体図を求めることができる。
【００２８】
【特許文献１】
特開２００１−３３７１６３公報
【特許文献２】
特開平７−７２２４４号公報
【００２９】
【発明が解決しようとする課題】
従来の画像レーダ装置（第２の従来例）は以上のように構成されているので、２枚の高分解能レーダ画像の位相差に対する地表２１の高さの感度を実用上十分高くとることが可能であり（式（２９）を参照）、地表２１の立体図を精度よく生成することができる。しかし、２枚の高分解能レーダ画像の位相差が２πラジアンを越えると、その位相差を０ラジアンから２πラジアンの範囲内の位相差に折り返して計測される（例えば、２枚の高分解能レーダ画像の位相差が３πラジアンであれば、その位相差はπラジアン（＝３π−２π）として計測される）ので、地表２１の高さを求めるため、この２πラジアンの折り返しを検出して、補正する必要があった。このため、局所的に位相差の２πの整数倍に相当する大きな誤差が立体図に生じることがある課題があった。
また、第１の従来例では、目標の立体図の精度が画像比較部７の精度と、画像の分解能の精度に依存して決まるので、画像比較部７の精度等を高めても、原理的に立体図の精度が画像の分解能に制約されるため、本来なら滑らかな地表にランダムな誤差が生じる課題があった。
【００３０】
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、局所的に生じる大きな誤差を除去して、精度の高い立体図を得ることができる画像レーダ装置を得ることを目的とする。
【００３１】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る画像レーダ装置は、第１の立体図生成手段により生成された立体図と第２の立体図生成手段により生成された立体図の差分を求めて、その差分から第２の立体図生成手段により生成された立体図の誤差を推定し、第２の立体図生成手段により生成された立体図から当該推定結果を減算するようにしたものである。
【００３２】
この発明に係る画像レーダ装置は、アンテナ及び画像再生手段が３以上設置される場合、第２の立体図生成手段及び補正手段を２以上設置し、複数の補正手段から出力される立体図を統合する統合手段を設けたものである。
【００３３】
この発明に係る画像レーダ装置は、アンテナ及び画像再生手段が３以上設置される場合、第２の立体図生成手段を２以上設置し、複数の第２の立体図生成手段により生成された立体図を統合して補正手段に出力する統合手段を設けたものである。
【００３４】
この発明に係る画像レーダ装置は、アンテナ及び画像再生手段が３以上設置される場合、遅延手段、第１の立体図生成手段及び補正手段を２以上設置し、複数の補正手段から出力される立体図を統合する統合手段を設けたものである。
【００３５】
この発明に係る画像レーダ装置は、第１の立体図生成手段により生成された立体図と第２の立体図生成手段により生成された立体図の差分を求める差分器と、複数のレーダ画像の位相差に対する目標の高さの感度を計算して、その感度に２πを乗算する演算器と、その差分器から出力された立体図の差分を演算器の乗算結果で除算する除算器と、その除算器の除算結果を整数化し、その整数化後の除算結果に演算器の乗算結果を乗算する整数化乗算器と、第２の立体図生成手段により生成された立体図から整数化乗算器の乗算結果を減算する減算器とから補正手段を構成したものである。
【００３６】
この発明に係る画像レーダ装置は、目標の立体図を生成する際、遅延手段による遅延前後のレーダ画像の振幅を比較して、そのレーダ画像における輝点の速度分布を求める一方、目標とレーダの相対運動を要素とする３次元の正方行列を求め、その３次元の正方行列、レーダ画像及び輝点の速度分布から目標の立体図を生成するようにしたものである。
【００３７】
この発明に係る画像レーダ装置は、目標の立体図を生成する際、複数の画像再生手段により再生されたレーダ画像の位相差を求め、その位相差から複数のアンテナと目標の位置関係から決まる位相変化を除去して、目標の立体図を生成するようにしたものである。
【００３８】
【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による画像レーダ装置を示す構成図であり、図において、３１，３２は相互に異なる位置に設置され、目標に向けて高周波信号を送信する一方、目標に反射された高周波信号（目標の反射信号）を受信するアンテナ、３３，３４は高周波信号をアンテナ３１，３２に出力する一方、アンテナ３１，３２から出力された目標の反射信号を受信する送受信部、３５，３６は送受信部３３，３４により受信された目標の反射信号からレーダ画像Ａ，Ｂを再生する画像再生部である。なお、送受信部３３，３４及び画像再生部３５，３６から画像再生手段が構成されている。
【００３９】
３７は画像再生部３５により再生されたレーダ画像Ａを一定時間遅延させる遅延部（遅延手段）、３８は遅延部３７による遅延前後のレーダ画像Ａの振幅に基づいて目標の立体図Ｘを生成する第１の立体図生成部（第１の立体図生成手段）であり、第１の立体図生成部３８は図１１の画像比較部７，変換行生成部８，逆行列生成部９及び目標形状算出部１０から為る構成に相当している。
３９は画像再生部３５，３６により再生されたレーダ画像Ａ，Ｂの位相に基づいて目標の立体図Ｙを生成する第２の立体図生成部（第２の立体図生成手段）であり、第２の立体図生成部３９は図１６の干渉処理部２７の構成に相当している。
【００４０】
４０は第２の立体図生成部３９により生成された立体図Ｙから第１の立体図生成部３８により生成された立体図Ｘを減算して、双方の立体図の差分Δｈを求める差分器、４１は差分器４０により求められた立体図の差分Δｈから第２の立体図生成部３９により生成された立体図Ｙの誤差を推定する誤差推定部、４２は第２の立体図生成部３９により生成された立体図Ｙから、誤差推定部４１により推定された誤差を減算する減算器である。なお、差分器４０，誤差推定部４１及び減算器４２から補正手段が構成されている。
【００４１】
図２は誤差推定部４１の内部構成を示す構成図であり、図において、５１は画像再生部３５，３６により再生されたレーダ画像Ａ，Ｂの位相差に対する目標の高さの感度を計算する測定感度計算部（演算器）、５２は測定感度計算部５１により計算された感度に２πを乗算する乗算器（演算器）、５３は差分器４０から出力された立体図の差分Δｈを乗算器５２の乗算結果で除算する除算器、５４は除算器５３の除算結果を整数化する整数化部（整数化乗算器）、５５は整数化部５４による整数化後の除算結果に乗算器５２の乗算結果を乗算する乗算器（整数化乗算器）である。
【００４２】
図３はこの発明の実施の形態１による画像レーダ装置の処理内容を示すフローチャートである。
図４〜図７は実施の形態１の効果を説明するための模式図であり、特に図４は観測対象である地形（目標）を示し、図５は第１の立体図生成部３８により生成された立体図Ｘ（局所的な大きな誤差は生じないが、本来滑らかな地表にランダムな誤差が生じている）を示し、図６は第２の立体図生成部３９により生成された立体図Ｙ（全体的には精度の高い立体図が得られるが、局所的に大きな誤差が生じている）を示し、図７は減算器４２から出力された補正後の立体図を示している。
【００４３】
次に動作について説明する。
アンテナ３１は、送受信部３３から出力された高周波信号を目標に向けて照射し、目標の反射信号を受信する。
また、アンテナ３２は、送受信部３４から出力された高周波信号を目標に向けて照射し、目標の反射信号を受信する。
【００４４】
画像再生部３５は、送受信部３３がアンテナ３１により受信された目標の反射信号を増幅して出力すると、その目標の反射信号からレーダ画像Ａを再生する（ステップＳＴ１）。
また、画像再生部３６は、送受信部３４がアンテナ３２により受信された目標の反射信号を増幅して出力すると、その目標の反射信号からレーダ画像Ｂを再生する（ステップＳＴ２）。
遅延部３７は、画像再生部３５がレーダ画像Ａを再生すると、そのレーダ画像Ａを一定時間保持してから出力することにより、そのレーダ画像Ａを一定時間遅延させる（ステップＳＴ３）。なお、一定時間は予め遅延部３７に設定されているものとする。
【００４５】
第１の立体図生成部３８は、遅延部３７による遅延前のレーダ画像Ａの振幅と遅延部３７による遅延後のレーダ画像Ａの振幅とに基づいて目標の立体図Ｘを生成する（ステップＳＴ４）。
第１の立体図生成部３８は、図１１の画像比較部７，変換行生成部８，逆行列生成部９及び目標形状算出部１０から為る構成に相当しているため詳細な説明は省略するが、遅延部３７による遅延前後のレーダ画像Ａの振幅を比較して、そのレーダ画像Ａにおける輝点の速度分布を求めるとともに、目標とレーダの相対運動を要素とする３次元の正方行列を求める。
そして、その３次元の正方行列、レーダ画像Ａ及び輝点の速度分布から目標の立体図Ｘを生成する。
なお、第１の立体図生成部３８により生成される立体図Ｘは、上述したように原理的に立体図の精度が画像の分解能に制約されるため、本来なら滑らかな地表にランダムな誤差が生じる（図５を参照）。
【００４６】
第２の立体図生成部３９は、画像再生部３５，３６により再生されたレーダ画像の位相に基づいて目標の立体図Ｙを生成する（ステップＳＴ５）。
第２の立体図生成部３９は、図１６の干渉処理部２７の構成に相当しているため詳細な説明は省略するが、画像再生部３５により再生されたレーダ画像Ａと画像再生部３６により再生されたレーダ画像Ｂの位相差を求め、その位相差からアンテナ３１，３２と目標の位置関係から決まる位相変化を除去して、目標の立体図Ｙを生成する。
なお、第２の立体図生成部３９により生成される立体図Ｙは、第１の立体図生成部３８により生成される立体図Ｘよりも原理的に精度を高めることができるが、上述したようにレーダ画像Ａ，Ｂの位相差に基づいて立体図Ｙを計算するため、位相が２πで折り返すことに起因して、局所的に大きな誤差が発生する（図６を参照）。
【００４７】
差分器４０は、第１及び第２の立体図生成部３８，３９が立体図Ｘ，Ｙを生成すると、第２の立体図生成部３９により生成された立体図Ｙから第１の立体図生成部３８により生成された立体図Ｘを減算して、双方の立体図の差分Δｈを求める（ステップＳＴ６）。
誤差推定部４１は、差分器４０が立体図Ｘと立体図Ｙの差分Δｈを求めると、その差分Δｈから位相２πの折り返しに起因する立体図Ｙの誤差を推定する（ステップＳＴ７）。
【００４８】
具体的には、誤差推定部４１の測定感度計算部５１は、式（２９）を計算することにより、画像再生部３５，３６により再生されたレーダ画像Ａ，Ｂの位相差φに対する目標の高さｈの感度を計算する。
誤差推定部４１の乗算器５２は、測定感度計算部５１により計算された感度に２πを乗算して、位相の折り返しに起因する地形の高さｈの誤差を求める。
【００４９】
誤差推定部４１の除算器５３は、差分器４０から出力された立体図の差分Δｈを乗算器５２の乗算結果で除算する。即ち、差分器４０から出力された立体図の差分Δｈが位相の折り返しに起因する誤差の何倍に相当するか計算する。
誤差推定部４１の整数化部５４は、除算器５３の除算結果を整数化して、位相の折り返し数を計算する。なお、除算器５３の除算結果を切り上げ、あるいは、切り下げて整数化してもよいし、除算器５３の除算結果を四捨五入して整数化してもよい。
誤差推定部４１の乗算器５５は、整数化部５４による整数化後の除算結果に乗算器５２の乗算結果を乗算して、位相の折り返しに起因する地形の高さｈの誤差を算出する。
【００５０】
減算器４２は、上記のようにして誤差推定部４１が位相２πの折り返しに起因する立体図Ｙの誤差を推定すると、第２の立体図生成部３９により生成された立体図Ｙから誤差推定部４１により推定された誤差を減算して（ステップＳＴ８）、位相２πの折り返しに起因する立体図Ｙの誤差を抑圧する（図７を参照）。
【００５１】
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、第１の立体図生成部３８により生成された立体図Ｘと第２の立体図生成部３９により生成された立体図Ｙの差分Δｈを求めて、その差分Δｈから第２の立体図生成部３９により生成された立体図Ｙの誤差を推定し、第２の立体図生成部３９により生成された立体図Ｙから当該推定結果を減算するように構成したので、局所的に生じる大きな誤差を除去して、精度の高い立体図を得ることができる効果を奏する。
なお、この実施の形態１では、地形を観測する場合について説明したが、地形以外の物体を観測する場合においても同様の効果を得られる。
【００５２】
実施の形態２．
図８はこの発明の実施の形態２による画像レーダ装置を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
６１はアンテナ３１，３２と異なる位置に設置され、目標に向けて高周波信号を送信する一方、目標に反射された高周波信号（目標の反射信号）を受信するアンテナ、６２は高周波信号をアンテナ６１に出力する一方、アンテナ６１から出力された目標の反射信号を受信する送受信部、６３は送受信部６２により受信された目標の反射信号からレーダ画像Ｃを再生する画像再生部である。なお、送受信部６２及び画像再生部６３から画像再生手段が構成されている。
６４は画像再生部３５，６３により再生されたレーダ画像Ａ，Ｃの位相に基づいて目標の立体図Ｚを生成する第２の立体図生成部（第２の立体図生成手段）であり、第２の立体図生成部３９と同一の原理により立体図を生成する。
【００５３】
６５は第２の立体図生成部６４により生成された立体図Ｚから第１の立体図生成部３８により生成された立体図Ｘを減算して、双方の立体図の差分Δｈを求める差分器、６６は差分器６５により求められた立体図の差分Δｈから第２の立体図生成部３９により生成された立体図Ｚの誤差を推定する誤差推定部、６７は第２の立体図生成部６４により生成された立体図Ｚから、誤差推定部６６により推定された誤差を減算する減算器である。なお、差分器６５，誤差推定部６６及び減算器６７から補正手段が構成されている。
６８は減算器４２から出力される補正後の立体図と減算器６７から出力される補正後の立体図を統合する統合部（統合手段）である。
【００５４】
上記実施の形態１では、アンテナ及び画像再生部が２個づつ設置されるものについて示したが、アンテナ及び画像再生部が３個づつ設置される場合、図８に示すように、第２の立体図生成部３９，差分器４０，誤差推定部４１及び減算器４２に相当する第２の立体図生成部６４，差分器６５，誤差推定部６６及び減算器６７を追加して、減算器４２から出力される補正後の立体図と減算器６７から出力される補正後の立体図を統合する統合部６８を設けるようにしてもよい。
【００５５】
この場合、上記実施の形態１と同様にして、アンテナ３１，３２により受信された目標の反射信号に基づいて生成された補正後の立体図が減算器４２から出力される他、同一の原理にしたがって、アンテナ３１，６１により受信された目標の反射信号に基づいて生成された補正後の立体図が減算器６７から出力される。
統合部６８は、上述したように、減算器４２から出力される補正後の立体図と減算器６７から出力される補正後の立体図を統合するので、誤差の抑圧処理が冗長的になり、局所的に生じる大きな誤差の抑圧度を高めることができる効果を奏する。
【００５６】
なお、統合部６８による立体図の統合は、双方の立体図の平均を求めてもよいし、中央値を求めてもよい。あるいは、周囲の高さの平均に最も近い高さを出力するようにしてもよい。
この実施の形態２では、アンテナ及び画像再生部が３個づつ設置される場合について示したが、アンテナ及び画像再生部が４個以上設置される場合にも拡張できることは容易に想像できる。即ち、アンテナ及び画像再生部が４個以上設置される場合、第２の立体図生成部６４や誤差推定部６６等を２個以上追加すればよい。
【００５７】
実施の形態３．
図９はこの発明の実施の形態３による画像レーダ装置を示す構成図であり、図において、図８と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
６９は第２の立体図生成部３９，６４により生成された立体図Ｙ，Ｚを統合して差分器４０及び減算器４２に出力する統合部（統合手段）である。
【００５８】
上記実施の形態２では、アンテナ及び画像再生部が３個づつ設置される場合、画像レーダ装置の最終段に統合部６８を設けるものについて示したが、図９に示すように、第２の立体図生成部３９，６４の後段に統合部６９を設けて、統合部６９が第２の立体図生成部３９，６４により生成された立体図Ｙ，Ｚを統合して差分器４０及び減算器４２に出力するようにしてもよい。
この場合も、上記実施の形態２と同様の理由から局所的に生じる大きな誤差の抑圧度を高めることができる効果を奏する。
また、この実施の形態３の場合、上記実施の形態２のように、差分器６５，誤差推定部６６及び減算器６７を追加する必要がないので、上記実施の形態２よりも構成の簡略化を図ることができる効果も奏する。
【００５９】
この実施の形態３では、アンテナ及び画像再生部が３個づつ設置される場合について示したが、アンテナ及び画像再生部が４個以上設置される場合にも拡張できることは容易に想像できる。即ち、アンテナ及び画像再生部が４個以上設置される場合、第２の立体図生成部６４を２個以上追加すればよい。
【００６０】
実施の形態４．
図１０はこの発明の実施の形態４による画像レーダ装置を示す構成図であり、図において、図８と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
７０は画像再生部６３により再生されたレーダ画像Ｃを一定時間遅延させる遅延部（遅延手段）、７１は遅延部７０による遅延前後のレーダ画像Ｃの振幅に基づいて目標の立体図Ｗを生成する第１の立体図生成部（第１の立体図生成手段）であり、第１の立体図生成部３８と同一の原理により立体図を生成する。
【００６１】
７２は第２の立体図生成部３９により生成された立体図Ｙから第１の立体図生成部７１により生成された立体図Ｗを減算して、双方の立体図の差分Δｈを求める差分器、７３は差分器７２により求められた立体図の差分Δｈから第２の立体図生成部３９により生成された立体図Ｙの誤差を推定する誤差推定部、７４は第２の立体図生成部３９により生成された立体図Ｙから、誤差推定部７３により推定された誤差を減算する減算器である。なお、差分器７２，誤差推定部７３及び減算器７４から補正手段が構成されている。
７５は減算器４２から出力される補正後の立体図と減算器７４から出力される補正後の立体図を統合する統合部（統合手段）である。
【００６２】
上記実施の形態１では、アンテナ及び画像再生部が２個づつ設置されるものについて示したが、アンテナ及び画像再生部が３個づつ設置される場合、図１０に示すように、遅延部３７，第１の立体図生成部３８，差分器４０，誤差推定部４１及び減算器４２に相当する遅延部７０，第１の立体図生成部７１，差分器７２，誤差推定部７３及び減算器７４を追加して、減算器４２から出力される補正後の立体図と減算器７４から出力される補正後の立体図を統合する統合部７５を設けるようにしてもよい。
【００６３】
この場合、上記実施の形態１と同様にして、アンテナ３１，３２により受信された目標の反射信号に基づいて生成された補正後の立体図が減算器４２から出力される他、同一の原理にしたがって、アンテナ３２，６１により受信された目標の反射信号に基づいて生成された補正後の立体図が減算器７４から出力される。
統合部７５は、上述したように、減算器４２から出力される補正後の立体図と減算器７４から出力される補正後の立体図を統合するので、誤差の抑圧処理が冗長的になり、局所的に生じる大きな誤差の抑圧度を高めることができる効果を奏する。
【００６４】
なお、統合部７５による立体図の統合は、双方の立体図の平均を求めてもよいし、中央値を求めてもよい。あるいは、周囲の高さの平均に最も近い高さを出力するようにしてもよい。
この実施の形態４では、アンテナ及び画像再生部が３個づつ設置される場合について示したが、アンテナ及び画像再生部が４個以上設置される場合にも拡張できることは容易に想像できる。即ち、アンテナ及び画像再生部が４個以上設置される場合、第１の立体図生成部７１や誤差推定部７３等を２個以上追加すればよい。
【００６５】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、第１の立体図生成手段により生成された立体図と第２の立体図生成手段により生成された立体図の差分を求めて、その差分から第２の立体図生成手段により生成された立体図の誤差を推定し、第２の立体図生成手段により生成された立体図から当該推定結果を減算するように構成したので、局所的に生じる大きな誤差を除去して、精度の高い立体図を得ることができる効果がある。
【００６６】
この発明によれば、アンテナ及び画像再生手段が３以上設置される場合、第２の立体図生成手段及び補正手段を２以上設置し、複数の補正手段から出力される立体図を統合するように構成したので、局所的に生じる大きな誤差の抑圧度を高めることができる効果がある。
【００６７】
この発明によれば、アンテナ及び画像再生手段が３以上設置される場合、第２の立体図生成手段を２以上設置し、複数の第２の立体図生成手段により生成された立体図を統合して補正手段に出力するように構成したので、局所的に生じる大きな誤差の抑圧度を高めることができる効果がある。
【００６８】
この発明によれば、アンテナ及び画像再生手段が３以上設置される場合、遅延手段、第１の立体図生成手段及び補正手段を２以上設置し、複数の補正手段から出力される立体図を統合するように構成したので、局所的に生じる大きな誤差の抑圧度を高めることができる効果がある。
【００６９】
この発明によれば、第１の立体図生成手段により生成された立体図と第２の立体図生成手段により生成された立体図の差分を求める差分器と、複数のレーダ画像の位相差に対する目標の高さの感度を計算して、その感度に２πを乗算する演算器と、その差分器から出力された立体図の差分を演算器の乗算結果で除算する除算器と、その除算器の除算結果を整数化し、その整数化後の除算結果に演算器の乗算結果を乗算する整数化乗算器と、第２の立体図生成手段により生成された立体図から整数化乗算器の乗算結果を減算する減算器とから補正手段を構成したので、構成の複雑化を招くことなく、局所的に生じる大きな誤差を除去することができる効果がある。
【００７０】
この発明によれば、目標の立体図を生成する際、遅延手段による遅延前後のレーダ画像の振幅を比較して、そのレーダ画像における輝点の速度分布を求める一方、目標とレーダの相対運動を要素とする３次元の正方行列を求め、その３次元の正方行列、レーダ画像及び輝点の速度分布から目標の立体図を生成するように構成したので、局所的に大きな誤差が生じない立体図が得られる効果がある。
【００７１】
この発明によれば、目標の立体図を生成する際、複数の画像再生手段により再生されたレーダ画像の位相差を求め、その位相差から複数のアンテナと目標の位置関係から決まる位相変化を除去して、目標の立体図を生成するように構成したので、局所的に大きな誤差が生じても、全体的には精度の高い立体図が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による画像レーダ装置を示す構成図である。
【図２】誤差推定部の内部構成を示す構成図である。
【図３】この発明の実施の形態１による画像レーダ装置の処理内容を示すフローチャートである。
【図４】観測対象である地形（目標）を示す説明図である。
【図５】第１の立体図生成部により生成された立体図Ｘを示す説明図である。
【図６】第２の立体図生成部により生成された立体図Ｙを示す説明図である。
【図７】減算器から出力された補正後の立体図を示す説明図である。
【図８】この発明の実施の形態２による画像レーダ装置を示す構成図である。
【図９】この発明の実施の形態３による画像レーダ装置を示す構成図である。
【図１０】この発明の実施の形態４による画像レーダ装置を示す構成図である。
【図１１】従来の画像レーダ装置（第１の従来例）を示す構成図である。
【図１２】レーダ画像の時間変化を説明する説明図である。
【図１３】送受信アンテナと目標の位置関係を示す説明図である。
【図１４】観測座標系を説明する補助的な説明図である。
【図１５】地表面を観測する場合のジオメトリを示す説明図である。
【図１６】従来の画像レーダ装置（第２の従来例）を示す構成図である。
【図１７】従来の画像レーダ装置（第２の従来例）の観測方法を示す説明図である。
【符号の説明】
３１，３２ アンテナ、３３，３４ 送受信部（画像再生手段）、３５，３６画像再生部（画像再生手段）、３７ 遅延部（遅延手段）、３８ 第１の立体図生成部（第１の立体図生成手段）、３９ 第２の立体図生成部（第２の立体図生成手段）、４０ 差分器（補正手段）、４１ 誤差推定部（補正手段）、４２減算器（補正手段）、５１ 測定感度計算部（演算器）、５２ 乗算器（演算器）、５３ 除算器、５４ 整数化部（整数化乗算器）、５５ 乗算器（整数化乗算器）、６１ アンテナ、６２ 送受信部（画像再生手段）、６３ 画像再生部（画像再生手段）、６４ 第２の立体図生成部（第２の立体図生成手段）、６５ 差分器（補正手段）、６６ 誤差推定部（補正手段）、６７ 減算器（補正手段）、６８ 統合部（統合手段）、６９ 統合部（統合手段）、７０ 遅延部（遅延手段）、７１ 第１の立体図生成部（第１の立体図生成手段）、７２ 差分器（補正手段）、７３ 誤差推定部（補正手段）、７４ 減算器（補正手段）、７５ 統合部（統合手段）。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image radar apparatus for observing a target located at a distance and creating a three-dimensional view of the target.
[0002]
[Prior art]
FIG. 11 is a configuration diagram showing a conventional image radar device (hereinafter, referred to as a first conventional example) disclosed in Patent Document 1, for example, wherein 1 is a transmitter for outputting a high-frequency signal, and 2 is a transmitter. A transmission / reception antenna that radiates a high-frequency signal output from 1 to a target and receives a high-frequency signal reflected by the target, 3 is a transmission / reception switch, and 4 is a reception that receives a high-frequency signal that is a target reflection signal. And 5, an image reproducing unit that sequentially reproduces a radar image representing a target RCS distribution from the high-frequency signal received by the receiver 4.
[0003]
Reference numeral 6 denotes a delay unit that holds the radar image reproduced by the image reproducing unit 5 for a predetermined time and then outputs the same. An image comparison unit for obtaining the velocity distribution of the bright spots in the radar image, 8 is a conversion matrix generation unit for obtaining a three-dimensional conversion matrix using the relative motion of the target and the radar as an element, and 9 is a conversion obtained by the conversion matrix generation unit 8 The inverse matrix generator 10 for obtaining the inverse matrix (square matrix) of the matrix, the inverse matrix of the transformation matrix output by the inverse matrix generator 9, the radar image output by the image reproduction unit 5, and the image comparison unit 7 output The target shape calculation unit calculates a target three-dimensional shape from the speed distribution of the bright spots.
[0004]
FIG. 12 is an explanatory diagram illustrating a temporal change of a radar image.
Here, a radar image of a ship is used as an example, and the horizontal axis u is a range, and the vertical axis v is a cross range. Further, it can be seen that the density represents the RCS distribution, and the two-dimensional image of the ship is shown in shades.
12A and 12B are two radar images observed with a slight time difference, and it can be seen that FIG. 12B is slightly rotated with respect to FIG. Reference numeral 11 denotes a position vector in the image (a) near the bow.
FIG. 12C is an explanatory diagram for explaining a velocity vector of the radar image detected from a difference between the radar image of FIG. 12A and the radar image of FIG. 12B, and FIG. 12 shows a position in the radar image of FIG. This is the velocity vector at the point of vector 11.
[0005]
13 and 14 are explanatory diagrams for explaining the observation coordinate system of the image radar device. In particular, FIG. 13 is an explanatory diagram showing the positional relationship between the transmitting / receiving antenna 2 of the radar and the target. In the figure, reference numeral 13 denotes a center point of the target.
XYZ is a coordinate system based on the target center point 13, Ω1, Ω2, and Ω3 are rotational angular velocities around the XYZ axes, respectively, and W1, W2, and W3 are parallel translation velocities along the XYZ axes, respectively. S is an azimuth vector for viewing the transmitting / receiving antenna 2 from the target center point 13.
FIG. 14 is an auxiliary explanatory diagram for explaining the observation coordinate system. In the drawing, reference numeral 14 denotes a virtual plane on which a radar image is projected. P is a position vector of a certain reflection point on the target, and p is a position vector 11 of this reflection point on the radar image.
FIG. 15 is an explanatory diagram showing a geometry in the first conventional example, particularly when the ground surface is observed.
[0006]
Next, the operation will be described.
First, when the transmitter 1 outputs a high-frequency signal to the transmission / reception switch 3, the transmission / reception antenna 2 radiates the high-frequency signal toward a target.
The transmission / reception antenna 2 receives a high-frequency signal reflected from the target among the high-frequency signals radiated toward the target, and outputs the high-frequency signal to the transmission / reception switch 3.
[0007]
When the receiver 4 receives the high-frequency signal from the transmission / reception switch 3, the receiver 4 amplifies and detects the high-frequency signal, and the image reproducing unit 5 sequentially reads the radar image representing the target RCS distribution from the high-frequency signal output from the receiver 4. The radar image is reproduced, and the radar image is output to the image comparison unit 7, the delay unit 6, and the target shape calculation unit 10.
The image reproducing unit 5 performs a range compression process, a motion compensation process, and a cross range compression process in order to increase the resolution in both the range and the cross range.
[0008]
The image comparing unit 7 compares the amplitude of the radar image output by the image reproducing unit 5 (see FIG. 12B) with the amplitude of the radar image output by the delay unit 6 (see FIG. 12A). Then, the speed distribution of the bright spots in the radar image is obtained. Here, the delay unit 6 is provided for the image comparison unit 7 to compare two radar images having a time difference.
Specifically, the image comparison unit 7 obtains the velocity vector 12 of the reflection point in the position vector 11 by comparing the amplitudes of two radar images.
This method can be realized by pattern matching, for example, based on the shape and reflection intensity around the reflection point. Alternatively, a method such as an optical flow known in an optical image can be used.
[0009]
On the other hand, the conversion matrix generation unit 8 obtains a three-dimensional conversion matrix having the relative motion of the target and the radar as elements, and the inverse matrix generation unit 9 obtains an inverse matrix of the conversion matrix obtained by the conversion matrix generation unit 8. .
The target shape calculation unit 10 calculates a target three-dimensional shape by multiplying the inverse matrix of the transformation matrix output by the inverse matrix generation unit 9 with the velocity distribution of the radar image and the bright spot.
[0010]
Next, the operation principle of the image radar device will be described in order to deepen the understanding of the image radar device.
First, a velocity vector distribution in a radar image is obtained. In the coordinate system shown in FIG. 13, X, Y, and Z are coordinate systems based on the center point 13 of the target, Ω = (Ω1, Ω2, Ω3) is the angular velocity of the rotational motion of the target, and W = (W1, W2 and W3) are speeds representing the translation of the target, and P is a position vector of a point on the target.
Distance r from center point 13 of XYZ coordinates 0 Has a transmitting / receiving antenna 2, and a unit vector on an LOS (Line of Sight) connecting the target center point 13 and the transmitting / receiving antenna 2 is represented by S.
[0011]
At this time, the radar image is an image obtained by projecting the target RCS distribution on a screen whose coordinate axes are vectors u and v of the following equation (in the following equation, the fonts of u and v are represented in bold). Can be treated as
(Equation 1)
However, it should be noted that the vector v is an axis of the Doppler frequency and therefore expands and contracts according to the rotational angular velocity, and its magnitude is not 1. The tilt Ω is a vector given by the following equation, and is an equivalent rotational angular velocity obtained by combining the rotational angular velocity Ω and the translation speed W. Here, λ is the wavelength of the high frequency signal.
(Equation 2)
[0012]
FIG. 14 shows the concept of a screen of a radar image. In the figure, p = (u, v) is a target image of a point at a position vector P = (X, Y, Z) projected on the screen. . At this time, the coordinates (u, v) of the image on the screen are represented by the following equation.
[Equation 3]
[0013]
The speed of the image on the screen can be obtained by differentiating the expressions (4) and (5) with respect to time.
First, the speed of the image on the screen in the u-axis is as follows.
(Equation 4)
[0014]
In the equation (6), a P dot (P dot is a time derivative of the position vector P) and an S dot (S dot is a time derivative of the unit vector S) are as follows: Therefore, Expression (6) can be expressed as Expression (9).
(Equation 5)
[0015]
The speed of the image on the screen in the v-axis is as follows.
(Equation 6)
[0016]
Therefore, the velocity distribution of the radar image and the bright spots on the radar image is given by the four equations of Equations (4), (5), (9) and (10). Since the speed of the u-axis image, which is a change in the range direction, is equivalent to the vector v, there are at most three independent equations.
Therefore, the relationship between the radar image and the position vector P is expressed by the following equation when a vector b and a matrix A are newly defined.
(Equation 7)
[0017]
However, the elements of the matrix A can be written down as follows.
(Equation 8)
[0018]
However, the subscripts 1, 2, and 3 are the X, Y, and Z axis elements in each vector.
Therefore, when the equation (11) is modified, the following equation (24) is obtained. -1 Is present, the position vector P on the target can be obtained.
(Equation 9)
[0019]
Here, the inverse matrix A of the matrix A -1 Is given by the following equation.
(Equation 10)
| A | is the determinant of the matrix A and is given by the following equation.
[Equation 11]
[0020]
That is, the condition that the position vector P can be obtained from the equation (24) is the inverse matrix A of the matrix A. -1 | A | does not become zero from the condition that exists.
In this way, if the target radar image and the velocity vector distribution of the luminescent spot on the image can be observed, and the relative motion between the radar and the target is known, the target can be obtained under the condition that | A | It is understood that it is possible to obtain the three-dimensional shape of
[0021]
Here, the case of observing the ground surface will be particularly described with reference to FIG. The antenna 2 is mounted on an aircraft or the like to observe the ground surface, and the target center point 13 is set on the ground surface. Also, an aircraft equipped with the antenna 2 has a constant speed V e It is assumed that the robot moves on the circumference of the radius R centered on the target center point 13 while maintaining the altitude H.
[0022]
At this time, the rotational angular velocities around the X axis and the Y axis are zero, and have the relationship of the following equation.
(Equation 12)
As is clear from the above, a three-dimensional map of the terrain can be generated by the image radar device of FIG.
[0023]
FIG. 16 is a configuration diagram showing a conventional image radar device (hereinafter, referred to as a second conventional example) disclosed in Patent Document 2, for example, where 21 is the ground surface to be observed, 22 and 23 are transmitting / receiving antennas, and 24 Is a transmitting / receiving unit that outputs a high-frequency pulse signal to the transmitting / receiving antenna 22 and receives a received signal (a reflected wave of the ground surface 21) from the transmitting / receiving antenna 22. A transmitting / receiving unit 25 outputs a high-frequency pulse signal to the transmitting / receiving antenna 23. A transmitting / receiving unit for receiving a received signal (reflected wave of the ground surface 21), an image reproducing unit 26 for reproducing a high-resolution radar image of an observation area from the reflected waves of the ground surface 21 received by the transmitting / receiving units 24 and 25, and an image reproducing unit 27 An interference processing unit that obtains a phase difference between two high-resolution radar images reproduced by the unit 26, and generates a three-dimensional map of the ground surface 21 based on the phase difference.
[0024]
Next, the operation will be described.
The transmission / reception antenna 22 irradiates the high-frequency pulse signal output from the transmission / reception unit 24 toward the observation region, and receives a reflected wave of the ground surface 21.
The transmission / reception antenna 23 irradiates the high-frequency pulse signal output from the transmission / reception unit 25 toward the observation region, and receives a reflected wave of the ground surface 21.
It is assumed that the two transmitting and receiving antennas 22 and 23 have their beam angles adjusted so as to irradiate the same area on the ground as shown in FIG.
[0025]
The image reproducing unit 26 reproduces a high-resolution radar image of the observation area from the reflected wave of the ground surface 21 received by the transmitting / receiving antenna 22, and reproduces the high-resolution radar image of the observation area from the reflected wave of the ground surface 21 received by the transmitting / receiving antenna 23. Play radar images.
Normally, in this type of radar, the transmission pulse is linearly FM-modulated to improve the distance resolution and the bandwidth is extended, and a distributed delay line whose frequency versus delay time characteristic is paired with the transmission side is used. To restore a high-resolution pulse waveform. In addition, the azimuth resolution is improved by using a time-dependent change in the Doppler frequency caused by the movement of the platform and using a matched filter with a conjugate reference function. As described above, a high-resolution radar image can be obtained by the resolution improvement processing well known as the synthetic aperture radar image reproduction processing.
[0026]
The interference processing unit 27 calculates a phase difference between the two high-resolution radar images reproduced by the image reproduction unit 26.
Then, the interference processing unit 27 obtains a contour line corresponding to the contour line of the ground surface 21 from the phase difference between the two high-resolution radar images. That is, by removing the phase change determined by the positional relationship between the transmitting and receiving antennas 22 and 23 and the target on the ideal earth geoid surface having no height difference from the phase difference between the two high-resolution radar images, Find the corresponding isophase line.
[0027]
This operation is known as the interferometry processing of the synthetic aperture radar, and is a method of knowing the three-dimensional terrain from the equal phase line using the following relational expression between the phase difference φ and the terrain height h. . Where B is the distance between the transmitting and receiving antennas 22 and 23 (the length of the baseline), λ is the wavelength, r is the distance between the transmitting and receiving antennas 22 and 23 and the observation area, θ is the off-nadir angle, and α is the horizontal plane of the baseline. It is the inclination from.
(Equation 13)
Thus, a three-dimensional view of the ground surface 21 can be obtained using the image radar device of FIG.
[0028]
[Patent Document 1]
JP 2001-337163 A
[Patent Document 2]
JP-A-7-72244
[0029]
[Problems to be solved by the invention]
Since the conventional image radar apparatus (second conventional example) is configured as described above, the sensitivity of the height of the ground surface 21 to the phase difference between two high-resolution radar images can be sufficiently high for practical use. (See equation (29)), and a three-dimensional map of the ground surface 21 can be generated with high accuracy. However, when the phase difference between the two high-resolution radar images exceeds 2π radians, the phase difference is measured by folding back the phase difference within the range of 0 radians to 2π radians (for example, two high-resolution radar images). Is 3π radians, the phase difference is measured as π radians (= 3π−2π). Therefore, in order to obtain the height of the ground surface 21, the turning back of 2π radians is detected and corrected. Needed. For this reason, there is a problem that a large error corresponding to an integral multiple of 2π of the phase difference may locally occur in the three-dimensional view.
Further, in the first conventional example, the accuracy of the target stereogram is determined depending on the accuracy of the image comparison unit 7 and the accuracy of the resolution of the image. In addition, since the accuracy of the three-dimensional map is limited by the resolution of the image, there is a problem that a random error occurs on a smooth ground surface.
[0030]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and has as its object to obtain an image radar apparatus capable of removing a large local error and obtaining a high-precision stereogram.
[0031]
[Means for Solving the Problems]
An image radar apparatus according to the present invention obtains a difference between a three-dimensional view generated by a first three-dimensional view generating means and a three-dimensional view generated by a second three-dimensional view generating means, and obtains a second three-dimensional view from the difference. An error of the three-dimensional diagram generated by the generating unit is estimated, and the estimation result is subtracted from the three-dimensional diagram generated by the second three-dimensional diagram generating unit.
[0032]
In the image radar apparatus according to the present invention, when three or more antennas and image reproducing means are installed, two or more second three-dimensional figure generating means and two or more correcting means are installed, and three-dimensional figures output from a plurality of correcting means are integrated. This is provided with an integrating means.
[0033]
In the image radar device according to the present invention, when three or more antennas and image reproducing means are installed, two or more second three-dimensional figure generating means are installed, and the three-dimensional figure generated by the plurality of second three-dimensional figure generating means is provided. And an integrating means for integrating and outputting the result to the correcting means.
[0034]
In the image radar apparatus according to the present invention, when three or more antennas and image reproduction means are installed, two or more delay means, first three-dimensional diagram generation means and correction means are installed, and three-dimensional images output from a plurality of correction means are provided. An integrated means for integrating the figures is provided.
[0035]
An image radar apparatus according to the present invention includes a differentiator for calculating a difference between a three-dimensional view generated by a first three-dimensional view generating means and a three-dimensional view generated by a second three-dimensional view generating means, and a position of a plurality of radar images. A calculator for calculating the sensitivity of the target height to the phase difference and multiplying the sensitivity by 2π, a divider for dividing the difference of the three-dimensional diagram output from the differentiator by the multiplication result of the calculator, and the division thereof Multiplier that converts the result of division by the integer into an integer, multiplies the result of the division by the multiplier with the result of multiplication by the arithmetic unit, and multiplies the integer-based multiplier from the three-dimensional diagram generated by the second three-dimensional diagram generating means. The correction means is constituted by a subtractor for subtracting the result.
[0036]
The image radar device according to the present invention compares the amplitudes of the radar images before and after the delay by the delay unit when generating the three-dimensional view of the target, and obtains the velocity distribution of the bright spots in the radar image. A three-dimensional square matrix having relative motion as an element is obtained, and a target three-dimensional diagram is generated from the three-dimensional square matrix, the radar image, and the velocity distribution of the bright spots.
[0037]
An image radar apparatus according to the present invention obtains a phase difference between radar images reproduced by a plurality of image reproducing means when generating a stereoscopic view of a target, and determines a phase determined from a positional relationship between a plurality of antennas and the target from the phase difference. The change is removed to generate a target three-dimensional view.
[0038]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described.
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing an image radar apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. In the figure, reference numerals 31 and 32 are installed at different positions from each other to transmit a high-frequency signal toward a target while reflecting the target. Antennas 33 and 34 for receiving the received high-frequency signals (target reflected signals); transmitting and receiving sections 35 and 34 for receiving the target reflected signals output from the antennas 31 and 32 while outputting the high-frequency signals to the antennas 31 and 32; , 36 are image reproducing units for reproducing radar images A, B from target reflected signals received by the transmitting / receiving units 33, 34. Note that the transmitting / receiving units 33 and 34 and the image reproducing units 35 and 36 constitute an image reproducing unit.
[0039]
Reference numeral 37 denotes a delay unit (delay means) for delaying the radar image A reproduced by the image reproduction unit 35 for a predetermined time, and 38 generates a target stereogram X based on the amplitude of the radar image A before and after the delay by the delay unit 37. This is a first three-dimensional diagram generation unit (first three-dimensional diagram generation unit), and the first three-dimensional diagram generation unit 38 includes the image comparison unit 7, the conversion row generation unit 8, the inverse matrix generation unit 9, and the target shape in FIG. This corresponds to the configuration made by the calculation unit 10.
Reference numeral 39 denotes a second three-dimensional diagram generation unit (second three-dimensional diagram generation means) that generates a target three-dimensional diagram Y based on the phases of the radar images A and B reproduced by the image reproduction units 35 and 36, respectively. 2 corresponds to the configuration of the interference processing unit 27 in FIG.
[0040]
A subtractor 40 for subtracting the three-dimensional view X generated by the first three-dimensional view generator 38 from the three-dimensional view Y generated by the second three-dimensional view generator 39 to obtain a difference Δh between the two three-dimensional views; 41 is an error estimator for estimating the error of the three-dimensional diagram Y generated by the second three-dimensional diagram generator 39 from the difference Δh of the three-dimensional diagram obtained by the differentiator 40, and 42 is an error estimator for the second three-dimensional diagram generator 39. This is a subtractor that subtracts the error estimated by the error estimating unit 41 from the generated three-dimensional diagram Y. The difference unit 40, the error estimating unit 41, and the subtractor 42 constitute a correction unit.
[0041]
FIG. 2 is a configuration diagram showing the internal configuration of the error estimation unit 41. In the figure, reference numeral 51 calculates the sensitivity of the target height to the phase difference between the radar images A and B reproduced by the image reproduction units 35 and 36. A measurement sensitivity calculator (arithmetic unit), 52 is a multiplier (arithmetic unit) that multiplies the sensitivity calculated by the measurement sensitivity calculator 51 by 2π, and 53 is a multiplier that multiplies the difference Δh of the three-dimensional diagram output from the differentiator 40. A divider that divides the result of the multiplication by 52, an integer conversion unit (an integer multiplier) that converts the result of the division by the integer 53 into an integer, and 55 a division result of the multiplier 52 by This is a multiplier (integerization multiplier) that multiplies the multiplication result.
[0042]
FIG. 3 is a flowchart showing the processing content of the image radar apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
4 to 7 are schematic diagrams for explaining the effect of the first embodiment. In particular, FIG. 4 shows the terrain (target) to be observed, and FIG. 5 is generated by the first three-dimensional map generation unit 38. FIG. 6 shows a three-dimensional diagram X (a local error is not generated, but a random error is originally generated on a smooth ground), and FIG. 6 is a three-dimensional diagram Y generated by the second three-dimensional diagram generation unit 39. (A high-accuracy three-dimensional figure is obtained as a whole, but a large error locally occurs). FIG. 7 shows the three-dimensional figure after correction output from the subtractor 42.
[0043]
Next, the operation will be described.
The antenna 31 irradiates the high-frequency signal output from the transmission / reception unit 33 toward a target, and receives a reflected signal of the target.
The antenna 32 irradiates the high-frequency signal output from the transmission / reception unit 34 toward the target, and receives the target reflected signal.
[0044]
When the transmission / reception unit 33 amplifies and outputs the target reflection signal received by the antenna 31, the image reproduction unit 35 reproduces the radar image A from the target reflection signal (step ST1).
When the transmitting / receiving unit amplifies and outputs the target reflected signal received by the antenna 32, the image reproducing unit reproduces the radar image B from the target reflected signal (step ST2).
When the image reproducing unit 35 reproduces the radar image A, the delay unit 37 delays the radar image A for a predetermined period of time by holding the radar image A for a predetermined period of time and outputting it (step ST3). It is assumed that the certain time is set in the delay unit 37 in advance.
[0045]
The first three-dimensional diagram generation unit 38 generates the target three-dimensional diagram X based on the amplitude of the radar image A before the delay by the delay unit 37 and the amplitude of the radar image A after the delay by the delay unit 37 (step ST4). ).
The first three-dimensional diagram generation unit 38 corresponds to a configuration including the image comparison unit 7, the converted row generation unit 8, the inverse matrix generation unit 9, and the target shape calculation unit 10 in FIG. However, the amplitude distribution of the radar image A before and after the delay by the delay unit 37 is compared, the speed distribution of the bright spots in the radar image A is obtained, and the three-dimensional square matrix having the relative motion between the target and the radar as an element is obtained. Ask.
Then, a target three-dimensional view X is generated from the three-dimensional square matrix, the radar image A, and the speed distribution of the bright spots.
Note that, as described above, since the accuracy of the three-dimensional diagram generated by the first three-dimensional diagram generation unit 38 is restricted by the resolution of the image in principle, random errors appear on a smooth ground surface. (See FIG. 5).
[0046]
The second three-dimensional diagram generation unit 39 generates a target three-dimensional diagram Y based on the phases of the radar images reproduced by the image reproduction units 35 and 36 (step ST5).
The second three-dimensional diagram generation unit 39 corresponds to the configuration of the interference processing unit 27 in FIG. 16 and will not be described in detail, but the radar image A reproduced by the image reproduction unit 35 and the image reproduction unit 36 The phase difference of the reproduced radar image B is obtained, and the phase change determined by the positional relationship between the antennas 31 and 32 and the target is removed from the phase difference, thereby generating the target three-dimensional view Y.
In addition, the three-dimensional view Y generated by the second three-dimensional view generation unit 39 can be higher in principle in accuracy than the three-dimensional view X generated by the first three-dimensional view generation unit 38, but as described above. Since the three-dimensional view Y is calculated based on the phase difference between the radar images A and B, a large error locally occurs due to the phase turning back at 2π (see FIG. 6).
[0047]
When the first and second three-dimensional figure generators 38 and 39 generate the three-dimensional figures X and Y, the differentiator 40 generates the first three-dimensional figure from the three-dimensional figure Y generated by the second three-dimensional figure generator 39. By subtracting the three-dimensional view X generated by the unit 38, a difference Δh between the two-dimensional views is obtained (step ST6).
When the differentiator 40 obtains the difference Δh between the three-dimensional view X and the three-dimensional view Y, the error estimating unit 41 estimates an error of the three-dimensional view Y due to the return of the phase 2π from the difference Δh (step ST7).
[0048]
More specifically, the measurement sensitivity calculator 51 of the error estimator 41 calculates Equation (29) to calculate the target height with respect to the phase difference φ of the radar images A and B reproduced by the image reproducers 35 and 36. Calculate the sensitivity of h.
The multiplier 52 of the error estimating unit 41 multiplies the sensitivity calculated by the measurement sensitivity calculating unit 51 by 2π, and obtains an error in the height h of the terrain caused by the return of the phase.
[0049]
The divider 53 of the error estimator 41 divides the difference Δh of the three-dimensional diagram output from the differentiator 40 by the multiplication result of the multiplier 52. That is, it calculates how many times the difference Δh of the three-dimensional view output from the differentiator 40 corresponds to the error caused by the phase wrapping.
The integer converting unit 54 of the error estimating unit 41 converts the division result of the divider 53 into an integer, and calculates the number of phase wraps. Note that the division result of the divider 53 may be rounded up or down to be converted to an integer, or the division result of the divider 53 may be rounded to an integer.
The multiplier 55 of the error estimating unit 41 multiplies the result of the division performed by the integer converting unit 54 after the conversion into an integer by the result of the multiplication by the multiplier 52, and calculates an error in the height h of the terrain caused by the return of the phase.
[0050]
When the error estimating unit 41 estimates the error of the three-dimensional diagram Y due to the folding of the phase 2π as described above, the subtractor 42 calculates the error estimating unit from the three-dimensional diagram Y generated by the second three-dimensional diagram generating unit 39. By subtracting the error estimated by 41 (step ST8), the error of the three-dimensional view Y due to the folding of the phase 2π is suppressed (see FIG. 7).
[0051]
As is clear from the above, according to the first embodiment, the difference Δh between the three-dimensional view X generated by the first three-dimensional view generator 38 and the three-dimensional view Y generated by the second three-dimensional view generator 39 is used. Is calculated, the error of the three-dimensional view Y generated by the second three-dimensional view generator 39 is estimated from the difference Δh, and the estimation result is subtracted from the three-dimensional view Y generated by the second three-dimensional view generator 39. Therefore, there is an effect that a large error locally generated is removed and a highly accurate three-dimensional view can be obtained.
In the first embodiment, the case where the terrain is observed has been described. However, the same effect can be obtained when the object other than the terrain is observed.
[0052]
Embodiment 2 FIG.
FIG. 8 is a configuration diagram showing an image radar apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same or corresponding parts, and a description thereof will be omitted.
An antenna 61 is installed at a position different from the antennas 31 and 32 to transmit a high-frequency signal toward a target while receiving a high-frequency signal reflected by the target (a target reflected signal). A transmitting / receiving unit that receives the target reflected signal output from the antenna 61 while outputting the signal, and an image reproducing unit 63 that reproduces the radar image C from the target reflected signal received by the transmitting / receiving unit 62. Note that the transmitting / receiving unit 62 and the image reproducing unit 63 constitute an image reproducing unit.
Reference numeral 64 denotes a second three-dimensional diagram generation unit (second three-dimensional diagram generation means) that generates a target three-dimensional diagram Z based on the phases of the radar images A and C reproduced by the image reproduction units 35 and 63. A three-dimensional figure is generated based on the same principle as that of the two-dimensional figure generating unit 39.
[0053]
65 is a differentiator for subtracting the three-dimensional view X generated by the first three-dimensional view generator 38 from the three-dimensional view Z generated by the second three-dimensional view generator 64 to obtain a difference Δh between the two three-dimensional views; 66 is an error estimator for estimating the error of the three-dimensional figure Z generated by the second three-dimensional figure generator 39 from the difference Δh of the three-dimensional figure obtained by the differentiator 65, and 67 is an error estimator for the second three-dimensional figure generator 64. This is a subtractor that subtracts the error estimated by the error estimating unit 66 from the generated three-dimensional diagram Z. The difference unit 65, the error estimating unit 66, and the subtractor 67 constitute a correction unit.
Reference numeral 68 denotes an integrating unit (integrating means) that integrates the corrected three-dimensional view output from the subtractor 42 and the corrected three-dimensional view output from the subtractor 67.
[0054]
In the first embodiment, the case where two antennas and two image reproduction units are installed has been described. However, when three antennas and three image reproduction units are installed, as shown in FIG. A second three-dimensional diagram generator 64, a differentiator 65, an error estimator 66, and a subtractor 67 corresponding to the diagram generator 39, the differentiator 40, the error estimator 41, and the subtractor 42 are added. An integrating unit 68 may be provided to integrate the output corrected stereoscopic view and the corrected stereoscopic view output from the subtractor 67.
[0055]
In this case, similarly to the first embodiment, the corrected stereogram generated based on the target reflected signals received by the antennas 31 and 32 is output from the subtractor 42, and the same principle is applied. Therefore, the corrected stereogram generated based on the target reflected signals received by the antennas 31 and 61 is output from the subtractor 67.
As described above, since the integrating unit 68 integrates the corrected stereogram output from the subtractor 42 and the corrected stereogram output from the subtractor 67, the error suppression process becomes redundant, There is an effect that the degree of suppression of a locally generated large error can be increased.
[0056]
The integration of the three-dimensional figures by the integrating unit 68 may be performed by calculating the average of the two-dimensional figures or by calculating the median value. Alternatively, a height closest to the average of the surrounding heights may be output.
In the second embodiment, the case where three antennas and three image reproducing units are installed is shown. However, it is easily imaginable that the present invention can be extended to a case where four or more antennas and image reproducing units are installed. That is, when four or more antennas and image reproduction units are installed, two or more second stereoscopic diagram generation units 64 and error estimation units 66 may be added.
[0057]
Embodiment 3 FIG.
FIG. 9 is a configuration diagram showing an image radar apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 8 denote the same or corresponding parts, and a description thereof will be omitted.
Reference numeral 69 denotes an integrating unit (integrating means) that integrates the three-dimensional views Y and Z generated by the second three-dimensional view generating units 39 and 64 and outputs the integrated three-dimensional views Y and Z to the subtractor 40 and the subtractor 42.
[0058]
In the second embodiment, in the case where three antennas and three image reproduction units are installed, the integration unit 68 is provided at the last stage of the image radar device. However, as shown in FIG. An integrating unit 69 is provided at a subsequent stage of the diagram generating units 39 and 64, and the integrating unit 69 integrates the three-dimensional diagrams Y and Z generated by the second three-dimensional diagram generating units 39 and 64, and integrates the differentiator 40 and the subtractor 42. May be output.
Also in this case, there is an effect that the degree of suppression of a large error locally occurring can be increased for the same reason as in the second embodiment.
Further, in the case of the third embodiment, since it is not necessary to add a differentiator 65, an error estimator 66, and a subtractor 67 as in the second embodiment, the configuration is simplified compared to the second embodiment. The effect which can aim at is also produced.
[0059]
In the third embodiment, the case where three antennas and three image reproducing units are installed is shown. However, it can be easily imagined that the present invention can be extended to a case where four or more antennas and image reproducing units are installed. That is, when four or more antennas and image reproducing units are installed, two or more second stereogram generating units 64 may be added.
[0060]
Embodiment 4 FIG.
FIG. 10 is a configuration diagram showing an image radar apparatus according to Embodiment 4 of the present invention. In the figure, the same reference numerals as in FIG. 8 denote the same or corresponding parts, and a description thereof will be omitted.
Reference numeral 70 denotes a delay unit (delay means) for delaying the radar image C reproduced by the image reproducing unit 63 for a predetermined time, and 71 generates a target stereogram W based on the amplitude of the radar image C before and after the delay by the delay unit 70. The first three-dimensional diagram generation unit (first three-dimensional diagram generation unit) generates a three-dimensional diagram based on the same principle as that of the first three-dimensional diagram generation unit 38.
[0061]
72 is a differentiator for subtracting the three-dimensional view W generated by the first three-dimensional view generator 71 from the three-dimensional view Y generated by the second three-dimensional view generator 39 to obtain a difference Δh between the two three-dimensional views; 73 is an error estimator for estimating the error of the three-dimensional figure Y generated by the second three-dimensional figure generator 39 from the difference Δh of the three-dimensional figure obtained by the differentiator 72, and 74 is an error estimator for the second three-dimensional figure generator 39. This is a subtractor that subtracts the error estimated by the error estimating unit 73 from the generated three-dimensional diagram Y. The difference unit 72, the error estimating unit 73, and the subtractor 74 constitute a correction unit.
Reference numeral 75 denotes an integrating unit (integrating means) that integrates the corrected stereogram output from the subtractor 42 and the corrected stereogram output from the subtractor 74.
[0062]
In the first embodiment, the case where two antennas and two image reproduction units are installed is described. However, when three antennas and three image reproduction units are installed, as shown in FIG. The delay unit 70 corresponding to the first three-dimensional diagram generation unit 38, the difference unit 40, the error estimation unit 41, and the subtractor 42, the first three-dimensional diagram generation unit 71, the difference unit 72, the error estimation unit 73, and the subtractor 74 In addition, an integrating unit 75 that integrates the corrected three-dimensional view output from the subtractor 42 and the corrected three-dimensional view output from the subtractor 74 may be provided.
[0063]
In this case, similarly to the first embodiment, the corrected stereogram generated based on the target reflected signals received by the antennas 31 and 32 is output from the subtractor 42, and the same principle is applied. Therefore, the corrected stereogram generated based on the target reflected signals received by the antennas 32 and 61 is output from the subtractor 74.
As described above, since the integrating unit 75 integrates the corrected stereogram output from the subtractor 42 and the corrected stereogram output from the subtractor 74, the error suppression process becomes redundant, There is an effect that the degree of suppression of a locally generated large error can be increased.
[0064]
The integration of the three-dimensional figures by the integrating unit 75 may be performed by calculating the average of the two-dimensional figures or by calculating the median value. Alternatively, a height closest to the average of the surrounding heights may be output.
In the fourth embodiment, the case where three antennas and three image reproducing units are installed is shown. However, it can be easily imagined that the present invention can be extended to a case where four or more antennas and image reproducing units are installed. That is, when four or more antennas and image reproducing units are installed, two or more first stereoscopic diagram generating units 71 and error estimating units 73 may be added.
[0065]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the difference between the three-dimensional view generated by the first three-dimensional view generation means and the three-dimensional view generated by the second three-dimensional view generation means is obtained, and the second difference is obtained from the difference. Since the configuration is such that the error of the three-dimensional view generated by the three-dimensional view generation means is estimated and the estimation result is subtracted from the three-dimensional view generated by the second three-dimensional view generation means, a large error locally generated is removed. Thus, there is an effect that a three-dimensional figure with high accuracy can be obtained.
[0066]
According to the present invention, when three or more antennas and image reproducing means are provided, two or more second three-dimensional figure generating means and two or more correcting means are provided so that three-dimensional figures output from a plurality of correcting means are integrated. With the configuration, there is an effect that the degree of suppression of a locally generated large error can be increased.
[0067]
According to the present invention, when three or more antennas and image reproducing means are provided, two or more second three-dimensional figure generating means are provided, and the three-dimensional figures generated by the plurality of second three-dimensional figure generating means are integrated. Output to the correction means, there is an effect that the degree of suppression of a large locally generated error can be increased.
[0068]
According to the present invention, when three or more antennas and image reproducing means are provided, two or more delay means, first three-dimensional figure generating means and correcting means are provided, and three-dimensional figures output from a plurality of correcting means are integrated. With such a configuration, there is an effect that the degree of suppression of a locally generated large error can be increased.
[0069]
According to the present invention, a differentiator for calculating a difference between a three-dimensional view generated by the first three-dimensional view generating means and a three-dimensional view generated by the second three-dimensional view generating means, and a target for a phase difference between a plurality of radar images. Calculator that calculates the sensitivity of the height and multiplies the sensitivity by 2π, a divider that divides the difference of the three-dimensional view output from the differentiator by the multiplication result of the arithmetic unit, and division of the divider An integer conversion unit that converts the result into an integer, multiplies the multiplication result of the arithmetic unit by the division result after the conversion into an integer, and subtracts the multiplication result of the integer conversion multiplier from the three-dimensional diagram generated by the second three-dimensional diagram generation unit Since the compensating means is constituted by the subtractor that performs the operation, there is an effect that a large error locally generated can be removed without complicating the structure.
[0070]
According to the present invention, when generating a three-dimensional view of a target, the amplitude distribution of the radar image before and after the delay by the delay unit is compared to determine the velocity distribution of the bright spots in the radar image, and the relative movement between the target and the radar is determined. Because a three-dimensional square matrix as an element is obtained and a target three-dimensional figure is generated from the three-dimensional square matrix, the radar image, and the velocity distribution of the bright spots, a three-dimensional figure that does not cause a large local error. The effect is obtained.
[0071]
According to the present invention, when generating a target stereogram, a phase difference between radar images reproduced by a plurality of image reproducing means is obtained, and a phase change determined from a positional relationship between the plurality of antennas and the target is removed from the phase difference. Then, since the target three-dimensional figure is configured to be generated, even if a large error occurs locally, there is an effect that a highly accurate three-dimensional figure can be obtained as a whole.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing an image radar apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram illustrating an internal configuration of an error estimating unit.
FIG. 3 is a flowchart showing processing contents of the image radar device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing terrain (target) to be observed.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a three-dimensional view X generated by a first three-dimensional view generation unit.
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a three-dimensional view Y generated by a second three-dimensional view generation unit.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a corrected three-dimensional view output from a subtractor.
FIG. 8 is a configuration diagram showing an image radar apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 9 is a configuration diagram showing an image radar device according to Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 10 is a configuration diagram showing an image radar apparatus according to Embodiment 4 of the present invention.
FIG. 11 is a configuration diagram showing a conventional image radar apparatus (first conventional example).
FIG. 12 is an explanatory diagram illustrating a temporal change of a radar image.
FIG. 13 is an explanatory diagram showing a positional relationship between a transmitting / receiving antenna and a target.
FIG. 14 is an auxiliary explanatory diagram illustrating an observation coordinate system.
FIG. 15 is an explanatory diagram showing a geometry when observing the ground surface.
FIG. 16 is a configuration diagram showing a conventional image radar device (second conventional example).
FIG. 17 is an explanatory diagram showing an observation method of a conventional image radar device (second conventional example).
[Explanation of symbols]
31, 32 antenna, 33, 34 transmitting / receiving unit (image reproducing unit), 35, 36 image reproducing unit (image reproducing unit), 37 delay unit (delaying unit), 38 first three-dimensional diagram generation unit (first three-dimensional diagram) Generating means), 39 second three-dimensional figure generating unit (second three-dimensional figure generating means), 40 differentiator (correcting means), 41 error estimating unit (correcting means), 42 subtractor (correcting means), 51 measurement sensitivity Calculation unit (arithmetic unit), 52 multiplier (arithmetic unit), 53 divider, 54 integer unit (integer multiplier), 55 multiplier (integer multiplier), 61 antenna, 62 transmitting / receiving unit (image reproducing means) ), 63 image reproducing unit (image reproducing unit), 64 second stereoscopic diagram generating unit (second stereoscopic diagram generating unit), 65 differentiator (correcting unit), 66 error estimating unit (correcting unit), 67 subtractor (Correction unit), 68 integration unit (integration unit), 69 integration unit (integration unit) Stage), 70 delay unit (delay means), 71 first three-dimensional diagram generation unit (first three-dimensional diagram generation unit), 72 difference unit (correction unit), 73 error estimation unit (correction unit), 74 subtractor ( Correction means), 75 integration unit (integration means).
