JP2005181153A - Calculation method for radar reflection cross section - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レーダ分野において、CAD(Computer Aided Design )などで作成された3次元物体モデルデータに対するレーダ反射断面積を計算する計算方法に係り、特に、CADデータの各種属性を利用し、この属性に各種データを関連付けることによりRCS(Rader Cross Section )計算及び各種計算を可能にしたレーダ反射断面積計算方法に関するものである。 The present invention relates to a calculation method for calculating a radar reflection cross section for three-dimensional object model data created by CAD (Computer Aided Design) in the radar field, and in particular, using various attributes of CAD data. The present invention relates to a radar cross section calculation method that enables RCS (Rader Cross Section) calculation and various calculations by associating various data with each other.
図18は、従来技術によるRCS算出手段を用いたレーダ装置の構成図である。同図において、目標追尾手段7と、目標のレーダ画像を再生する画像再生手段5と、このレーダ装置の点像応答関数を推定する点像応答推定手段8と、レーダ装置から目標を見込む角度を推定する目標アスペクト角推定手段9と、あらかじめ認識・識別の対象とする目標の3次元形状データを格納しておく目標形状データ蓄積手段12と、この目標形状データ蓄積手段12より順次目標形状データを読み出し、推定した目標アスペクト角に基づいて形状データから目標上のRCS分布を算出するRCS算出手段10と、認識・識別用辞書画像を生成する畳み込み積分手段11と、順次出力される辞書画像と上記受信信号から再生したレーダ画像を同時に表示するレーダ画像表示手段6とで構成され、目標の回転あるいは移動によるドップラー効果を利用して、目標の画像を得るレーダ装置において、目標の認識・識別を容易にする(例えば、特許文献1)。 FIG. 18 is a block diagram of a radar apparatus using RCS calculation means according to the prior art. In the figure, target tracking means 7, image reproducing means 5 for reproducing a target radar image, point image response estimating means 8 for estimating a point image response function of the radar apparatus, and an angle at which the target is expected from the radar apparatus are shown. Target shape angle estimation means 9 for estimation, target shape data storage means 12 for storing the target three-dimensional shape data to be recognized and identified in advance, and target shape data from the target shape data storage means 12 in order. The RCS calculation means 10 for calculating the RCS distribution on the target from the shape data based on the read and estimated target aspect angle; the convolution integration means 11 for generating a recognition / identification dictionary image; And a radar image display means 6 for simultaneously displaying a radar image reproduced from the received signal, and a Doppler based on the rotation or movement of the target. Using the results, in the radar apparatus for obtaining an image of the target, to facilitate recognition and identification of the target (e.g., Patent Document 1).
図19は、従来技術による対象物体を複数の領域に分割して電波散乱界を計算処理し、且つ合成して対象物全体の散乱界を求める計算装置14の構成図である。同図において、座標データ入力手段15に入力された対象物体の3次元座標データは、領域分割手段16に供給され、そこで複数の領域(パッチ)に分割される。曲面近時手段17は、生成された各パッチを2次曲面によって近似し、得られた結果を散乱界算出手段19に供給する。陰影処理手段18は、対象物体表面において、電波が照射される照射領域を算定し、この領域に含まれているバッチを特定して散乱界算出手段19に通知する。散乱界算出手段19は、照射領域に含まれている各パッチの散乱界を計算する。散乱界合成手段20は、各パッチ毎の散乱界を合成することにより、対象物体全体の散乱界を算出する(例えば、特許文献2参照。)。
FIG. 19 is a configuration diagram of a
しかしながら、レーダ目標のRCS計算を実施する場合、計算対象となる3次元物体のモデリングは、非常に作業工数を要するものであった。さらに、レーダ目標のようなモデルの場合、その表面には塗料あるいは電波吸収体などが装着され、この電気特性を定義するには、艦船のような複雑形状をした物体の場合、局部的に定義し、また、その変更及び修正を行う作業は独自で工夫する必要があった。 However, when the RCS calculation of the radar target is performed, modeling of the three-dimensional object to be calculated requires a very large number of work steps. Furthermore, in the case of a model such as a radar target, paint or an electromagnetic wave absorber is attached to the surface, and in order to define this electrical characteristic, in the case of an object having a complicated shape such as a ship, it is locally defined. In addition, it is necessary to devise the work for making changes and corrections independently.
近年になり汎用計算機の飛躍的な性能向上によって、艦船、航空機のような波長に対して大型の物体のRCS計算が汎用計算機で可能となり、各種ツールを利用して簡易に解析計算を行えるハードウェア及びソフトウェア環境が整備されてきた。
ところで、従来は物体の形状モデリングなどは独自で開発するか、3次元測定を行いその座標データから3次元形状を作成しており、さらに、物体表面の材料の電気特性の定義は物体形状が複雑になると煩雑になり多大な時間を要するものであった。 By the way, in the past, object shape modeling has been developed independently, or three-dimensional measurement is performed to create a three-dimensional shape from the coordinate data, and the object shape is complicated in defining the electrical characteristics of the material on the object surface. Would be cumbersome and time consuming.
本発明は、上述した従来の問題点を解決するために、計算対象となる3次元物体モデルの作成を汎用の3次元CADを利用することにより、その形状変更などの工数を削減することが可能で、且つ実際に測定することなく対象物体のレーダ反射断面積(RCS:Rader Cross Section )を推定することが可能なRCS計算方法を提供することを課題とする。 In order to solve the conventional problems described above, the present invention can reduce the man-hours such as shape change by using a general-purpose three-dimensional CAD to create a three-dimensional object model to be calculated. An object of the present invention is to provide an RCS calculation method capable of estimating a radar cross section (RCS) of a target object without actually measuring.
上記課題を解決するための第1の発明は、レーダ反射断面積の計算対象となる3次元物体モデルデータを予め3次元CADソフトのファイル形式で作成するステップと、作成された前記3次元物体モデルデータに対するレーダ反射断面積計算の計算パラメータを設定するステップと、前記3次元物体モデルデータのレーダ反射断面積を計算するステップと、前記レーダ反射断面積の計算した結果に基づきRCSパターンを表示するステップと、を含む。 According to a first aspect of the present invention for solving the above-described problems, a step of creating in advance a three-dimensional CAD software file format of three-dimensional object model data for calculation of a radar reflection cross section, and the created three-dimensional object model A step of setting calculation parameters for radar reflection cross section calculation for data, a step of calculating a radar reflection cross section of the three-dimensional object model data, and a step of displaying an RCS pattern based on the calculation result of the radar reflection cross section And including.
この第1の発明によれば、計算対象モデルの作成を汎用の3次元CADを利用することによりその形状変更等の工数を削減することが可能であり、また、実際に測定することなく対象物体のRCSを推定することが可能なRCSの計算方法を提供できる。 According to the first aspect of the present invention, it is possible to reduce the man-hours for changing the shape of the calculation object model by using a general-purpose three-dimensional CAD, and the target object without actually measuring it. It is possible to provide an RCS calculation method capable of estimating the RCS of the RCS.
第2の発明は、第1の発明に記載のRCSの計算方法において、前記3次元CADソフトのファイル形式のグループ・コードからカラー・ナンバーを取得するステップと、
前記カラー・ナンバーに対応する物体の表面材料の電気特性データを関連付けるステップと、を更に含む。
According to a second invention, in the RCS calculation method according to the first invention, a step of obtaining a color number from a file format group code of the three-dimensional CAD software;
Associating electrical property data of the surface material of the object corresponding to the color number.
この第2の発明によれば、CADの属性を利用し、計算対象物体の表面材料の定義を容易に実施可能であり、例えばDXF(Drawing Interchange File)形式のカラー・ナンバー属性で定義した場合、最大255通りの塗料あるいは電波吸収体を考慮したRCS計算が可能となるとともに、材料データの変更はCADで該当ポリゴンのカラー・ナンバー属性を変更することで対応できるRCSの計算方法を提供できる。 According to the second aspect of the invention, it is possible to easily define the surface material of the calculation target object using the CAD attribute. For example, when the color number attribute is defined in the DXF (Drawing Interchange File) format, An RCS calculation can be performed in consideration of a maximum of 255 types of paints or electromagnetic wave absorbers, and a change in material data can be provided by changing the color number attribute of the corresponding polygon by CAD.
第3の発明は、第1の発明に記載のRCSの計算方法において、計算した物体の各ポリゴン毎にレーダ反射断面積値を抽出するステップと、前記3次元CADソフトのファイル形式のポリゴンデータを抽出するステップと、前記ポリゴンデータのレーダ反射断面積値の強度に対応した色属性の階調を割り当てるステップと、計算対象物体の散乱強度分布を色付け視覚表示するステップとを更に含む。 According to a third invention, in the RCS calculation method according to the first invention, a step of extracting a radar reflection cross section value for each polygon of the calculated object, and polygon data in the file format of the three-dimensional CAD software are obtained. And a step of assigning a gradation of a color attribute corresponding to the intensity of the radar reflection cross section value of the polygon data, and a step of visually displaying the scattered intensity distribution of the calculation target object.
この第3の発明によれば、RCS値の強度に応じて赤から青など色階調に割り当て、散乱対象物体の局部的な散乱強度の分布を視覚的に表示することにより、RCSの局部的分布の評価解析が可能であり、更にステルス形状、構造設計の解析が可能なRCSの解析計算方法を提供できる。 According to the third aspect of the invention, by assigning color gradations such as red to blue according to the intensity of the RCS value and visually displaying the local scattering intensity distribution of the scattering target object, It is possible to provide an RCS analysis calculation method capable of evaluating distribution and analyzing stealth shape and structure design.
第4の発明は、第1の発明に記載のRCSの計算方法において、前記3次元CADソフトのファイル形式のグループ・コードからカラー・ナンバーを取得するステップと、前記カラー・ナンバーに対応する物体の固有運動部を定義するステップと、前記固有運動部に対応するポリゴンを座標変換して回転させるステップと、固有運動部を有する物体の時間的レーダ反射断面積変動及びドップラデータを計算するステップとを更に含む。 According to a fourth invention, in the RCS calculation method according to the first invention, a step of obtaining a color number from the group code of the file format of the three-dimensional CAD software, and an object corresponding to the color number Defining a proper motion part; transforming and rotating a polygon corresponding to the proper motion part; and calculating temporal radar reflection cross section fluctuations and Doppler data of an object having the proper motion part. In addition.
この第4の発明によれば、例えば、DXF(Drawing Interchange File)形式の場合、部位毎にカラー・ナンバーを属性として割り当てることが可能であり、同値のカラー・ナンバーが割り当てられた部位を固有運動部として容易に定義可能となるとともに、回転軸座標を設定し、回転速度毎に固有運動部を座標変換し、その形状ごとのRCS及びドップラを計算することで実測することなく、前記固有運動部を有する物体の時間的RCS変動及びドップラを推定することができ、また、このドップラデータはドップラによる目標類別の参照データとして利用可能なRCS及びドップラデータの計算方法を提供できる。 According to the fourth aspect of the invention, for example, in the case of DXF (Drawing Interchange File) format, it is possible to assign a color number as an attribute for each part, and a part assigned with the same color number is assigned to a proper motion. Can be easily defined as a part, set the rotation axis coordinates, coordinate-convert the specific motion part for each rotation speed, and calculate the RCS and Doppler for each shape without actually measuring the proper motion part The RCS variation and Doppler of an object having the following can be estimated, and the Doppler data can provide a method of calculating RCS and Doppler data that can be used as reference data for target classification by Doppler.
第5の発明は、第1の発明に記載のRCSの計算方法において、3次元物体モデルデータの動揺周期及び合成開口レーダ又は逆合成開口レーダのプラットフォームと対象物体の運動方向、速度などを設定するステップと、合成開口レーダ又は逆合成開口レーダを計算するステップと、前記合成開口レーダ又は前記逆合成開口レーダ画像を表示するステップとを更に含む。 According to a fifth aspect of the present invention, in the RCS calculation method according to the first aspect of the present invention, the oscillation period of the three-dimensional object model data, the synthetic aperture radar or inverse synthetic aperture radar platform, and the moving direction and speed of the target object are set. A step of calculating a synthetic aperture radar or a reverse synthetic aperture radar; and displaying the synthetic aperture radar or the reverse synthetic aperture radar image.
この第5の発明によれば、CADのモデルデータはXYZ系で定義されており、各軸を基準とし、船首揺れ(yaw),縦揺れ(pitch),横揺れ(roll)の動揺周期、そのほか合成開口レーダ(SAR)又は逆合成開口レーダ(ISAR)のプラットフォームと対象物体の運動方向、速度などを定義し、SAR画像及びISAR画像の計算が可能となり、実測することなく電波画像の推定が可能となり、また、この電波画像データは目標類別の参照データとして利用可能なSAR画像及びISAR画像の計算方法を提供できる。 According to the fifth aspect of the invention, CAD model data is defined in the XYZ system, and based on each axis, the swing cycle of bow, pitch, roll, etc. Defines the synthetic aperture radar (SAR) or inverse synthetic aperture radar (ISAR) platform and the direction and speed of movement of the target object, enables calculation of SAR images and ISAR images, and enables estimation of radio wave images without actual measurement In addition, this radio wave image data can provide a method for calculating a SAR image and an ISAR image that can be used as reference data for target classification.
以上、本発明のRCS計算方法によれば、計算対象モデルの形状変更などの工数を削減でき、また、実際に測定することなく、対象物体のRCSを計算できる。さらに、計算対象物体の表面材料の定義、変更が可能であり、対象物体の時間的RCS変動及びドップラSAR画像及びISAR画像を推定することができる。 As described above, according to the RCS calculation method of the present invention, it is possible to reduce the man-hours such as the shape change of the calculation target model, and it is possible to calculate the RCS of the target object without actually measuring. Furthermore, the surface material of the calculation target object can be defined and changed, and the temporal RCS fluctuation and the Doppler SAR image and the ISAR image of the target object can be estimated.
以下、本発明の実施の形態について、図を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明第1の一実施形態におけるレーダ反射断面積(RCS)計算の処理フローチャートである。以下、図1の動作フローについて、図1を用いて説明する。 FIG. 1 is a processing flowchart of radar reflection cross section (RCS) calculation in the first embodiment of the present invention. Hereinafter, the operation flow of FIG. 1 will be described with reference to FIG.
S1. レーダ反射断面積(RCS)を計算する前処理において、計算対象となる3次元物体モデルを汎用の3次元CADを利用し、DXF(Drawing Interchange File)形式のモデルデータを作成する。 S1. In preprocessing for calculating the radar reflection cross section (RCS), a general-purpose three-dimensional CAD is used for a three-dimensional object model to be calculated, and model data in a DXF (Drawing Interchange File) format is created.
S2.計算パラメータを設定する。 S2. Set calculation parameters.
S3.レーダ反射断面積(RCS)の計算を行う。 S3. Radar reflection cross section (RCS) is calculated.
S4.レーダ反射断面積(RCS)の計算結果を表示機に表示する。 S4. The radar cross section (RCS) calculation result is displayed on the display.
S5.表示データをメモリに保存する。 S5. Save display data to memory.
図2は、本発明の一実施形態におけるレーダ反射断面積(RCS)計算対象物体の外形図である。同図において、それぞれの外形図は、3次元物体を複数のポリゴン領域に分割した3次元物体モデルを示し、(a)は大型艦船、(b)は固定翼航空機、(c)は回転翼航空機、(d)は車両、(e)はミサイルを示す。計算対象モデルの作成は、汎用の3次元CADを利用して作成することを目的とする。 FIG. 2 is an outline view of a radar reflection cross section (RCS) calculation target object in an embodiment of the present invention. In the drawing, each outline drawing shows a three-dimensional object model obtained by dividing a three-dimensional object into a plurality of polygon regions, (a) is a large ship, (b) is a fixed-wing aircraft, and (c) is a rotary-wing aircraft. , (D) shows a vehicle, and (e) shows a missile. The purpose of creating the calculation target model is to use a general-purpose three-dimensional CAD.
図3は、本発明の一実施形態における物体の形状変更によるレーダ反射断面積(RCS)計算結果の説明図である。同図において、(a)は物体の形状変更前のDXF(Drawing Interchange File)形式データを示し、艦船の側面が垂直形状の場合である。(b)は物体の形状変更後のDXF(Drawing Interchange File)形式データを示し、艦船の側面を傾斜化させた形状の場合である。(c)はレーダ反射断面積(RCS)計算結果のレーダチャートであり、計算対象物体の形状変更前と形状変更後に、それぞれに対するレーダ入射方向を0〜180まで回転させた場合のレーダ反射断面積RCS値を示している。図示されるごとく、垂直側面を有する物体と傾斜側面を有する物体のそれぞれのレーダ反射断面積(RCS)計算結果を比較すると、物体の側面を垂直側面から側面傾斜化した場合に、レーダ反射断面積(RCS)の値は減少する状態を示している。 FIG. 3 is an explanatory diagram of a radar reflection cross section (RCS) calculation result by changing the shape of an object in one embodiment of the present invention. In the figure, (a) shows DXF (Drawing Interchange File) format data before the shape change of the object, and the side surface of the ship has a vertical shape. (B) shows DXF (Drawing Interchange File) format data after changing the shape of the object, in the case where the side of the ship is inclined. (C) is a radar chart of the radar reflection cross section (RCS) calculation result, and the radar reflection cross section when the radar incident direction is rotated from 0 to 180 before and after the shape change of the object to be calculated. The RCS value is shown. As shown in the figure, comparing the radar reflection cross section (RCS) calculation results of the object having the vertical side surface and the object having the inclined side surface, the radar reflection cross section is obtained when the side surface of the object is inclined from the vertical side surface. The value of (RCS) indicates a decreasing state.
図4は、本発明第2の一実施形態における表面材料変更のレーダ反射断面積(RCS)計算の処理フローチャートである。以下、図4の動作フローについて、図4を用いて説明する。 FIG. 4 is a processing flowchart of radar reflection cross section (RCS) calculation of surface material change in the second embodiment of the present invention. Hereinafter, the operation flow of FIG. 4 will be described with reference to FIG.
S6. 計算対象となる3次元物体モデルを汎用の3次元CADを利用し、DXF(Drawing Interchange File)形式のモデルデータを読み込む。 S6. A model data in DXF (Drawing Interchange File) format is read using a general-purpose three-dimensional CAD for a three-dimensional object model to be calculated.
S7.DXF(Drawing Interchange File)形式のグループ・コードからカラー・ナンバー属性を読み取り、これに対応する表面材料の比誘電率、比答辞率、厚さなどの電気特性データを関連付ける。 S7. A color number attribute is read from a group code in DXF (Drawing Interchange File) format, and electrical characteristic data such as relative permittivity, relative response rate, and thickness of the corresponding surface material is correlated.
S8. 計算パラメータを設定する。 S8. Set the calculation parameters.
S9.レーダ反射断面積(RCS)の計算を行う。 S9. Radar reflection cross section (RCS) is calculated.
S10.レーダ反射断面積(RCS)の計算結果を表示機に表示する。 S10. The radar cross section (RCS) calculation result is displayed on the display.
S11.表示データをメモリに保存する。 S11. Save display data to memory.
図5は、本発明の一実施形態における表面材料適用のレーダ反射断面積(RCS)計算対象物体の外形図である。同図は、3次元物体である大型艦船を複数のポリゴン領域に分割した3次元モデルにおいて、各ポリゴンの材料を材料1〜材料6に設定し、それぞれをDXF形式のカラー・ナンバーである Color Number 1〜 Color Number 6に対応させている。
FIG. 5 is an external view of a radar reflection cross section (RCS) calculation target object to which a surface material is applied according to an embodiment of the present invention. In the figure, in a 3D model in which a large ship, which is a 3D object, is divided into a plurality of polygonal areas, the materials of each polygon are set to
図6, 図7, 図8, 図9は、DXF形式のグループ・コードの定義一覧(その1)〜(その4)である。各図は、グループ・コード(Group code)及びそれぞれに対応するディスクリプション(Discription )を示す。本発明第2の一実施形態にて適用する表面材料の変更は、汎用CADで設定した属性を利用し、計算対象物体の表面材料の電気特性データをCAD属性に関係付けることを目的とする。 6, FIG. 7, FIG. 8, and FIG. 9 are DXF format group code definition lists (part 1) to (part 4). Each figure shows a group code and a corresponding description. The change of the surface material applied in the second embodiment of the present invention aims to relate the electrical property data of the surface material of the calculation target object to the CAD attribute by using the attribute set by the general-purpose CAD.
DXF(Drawing Interchange File)形式の場合、ポリゴン毎に線色を設定可能であり、この色属性データを利用する。この色属性はDXF(Drawing Interchange File)形式のグループ・コード(Group codes )において、カラー・ナンバー(Color Number)で定義され、グループ・コード62の次のデータが、カラー・ナンバー(Color Number)である。このカラー・ナンバー(Color Number)は、1〜255の255通り設定可能である。
In the case of DXF (Drawing Interchange File) format, a line color can be set for each polygon, and this color attribute data is used. This color attribute is defined by a color number in a group code in DXF (Drawing Interchange File) format, and the next data after the
レーダ反射断面積(RCS)計算において、DXF(Drawing Interchange File)形式のモデルデータを読み込んだとき、このカラー・コード(Color Number)を読み取り、この数値をフラグとして、別途準備しておく物体表面材料の電気特性データテーブルと関連付けする。DXF(Drawing Interchange File)形式以外のファイル形式は、各々の属性定義に従って同様の処置で対応できる。 When reading model data in DXF (Drawing Interchange File) format in radar reflection cross section (RCS) calculation, this color code (Color Number) is read, and this numerical value is used as a flag to prepare the object surface material separately. It associates with the electrical characteristics data table. File formats other than the DXF (Drawing Interchange File) format can be handled in the same manner according to each attribute definition.
図10は、本発明の一実施形態における物体の材料データ定義によるレーダ反射断面積(RCS)計算結果の説明図である。同図において、(a)は物体の材料データ定義前のDXF(Drawing Interchange File)形式データを示している。(b)は物体の材料データ定義後のDXF(Drawing Interchange File)形式データを示している。(c)はレーダ反射断面積(RCS)計算結果のレーダチャートであり、計算対象物体の材料データ変更前と材料データ変更後について、それぞれ材料1(Color Number1)と材料5(Color Number5)とを変更させた場合のレーダ反射断面積値を示している。図示されるごとく、材料データ定義前の物体と材料データ定義後の物体のそれぞれのレーダ反射断面積(RCS)計算結果を比較すると、物体の材料データ定義後には、レーダ反射断面積(RCS)の値は減少する状態を示している。。 FIG. 10 is an explanatory diagram of a radar reflection cross section (RCS) calculation result based on the material data definition of an object according to an embodiment of the present invention. In the figure, (a) shows DXF (Drawing Interchange File) format data before defining material data of an object. (B) shows DXF (Drawing Interchange File) format data after the material data of the object is defined. (C) is a radar chart of a radar reflection cross section (RCS) calculation result, and the material 1 (Color Number 1) and the material 5 (Color Number 5) before and after the material data change of the object to be calculated are changed. The radar reflection cross-sectional area value when changed is shown. As shown in the figure, when the radar reflection cross section (RCS) calculation results of the object before the material data definition and the object after the material data definition are compared, the radar reflection cross section (RCS) of the object after the material data definition is compared. The value indicates a decreasing state. .
図11は、本発明第3の一実施形態における散乱強度分布のレーダ反射断面積(RCS)計算の処理フローチャートである。以下、図11の動作フローについて、図11を用いて説明する。 FIG. 11 is a processing flowchart of the radar reflection cross section (RCS) calculation of the scattering intensity distribution in the third embodiment of the present invention. Hereinafter, the operation flow of FIG. 11 will be described with reference to FIG.
S12. 計算対象となる3次元物体モデルを汎用の3次元CADを利用し、DXF(Drawing Interchange File)形式のモデルデータを読み込む。 S12. A model data in DXF (Drawing Interchange File) format is read using a general-purpose three-dimensional CAD for a three-dimensional object model to be calculated.
S13.DXF(Drawing Interchange File)形式のグループ・コードからカラー・ナンバーを読み取り、モデル色を設定する。 S13. The model number is set by reading the color number from the group code in DXF (Drawing Interchange File) format.
S14. 計算パラメータを設定する。 S14. Set the calculation parameters.
S15.レーダ反射断面積(RCS)の計算を行う。 S15. Radar reflection cross section (RCS) is calculated.
S16.中間ファイルを保存する。 S16. Save the intermediate file.
S17.解析計算対象物体のポリゴン毎のレーダ反射断面積(RCS)値を抽出する。 S17. A radar reflection cross section (RCS) value for each polygon of the analysis calculation target object is extracted.
S18.DXF(Drawing Interchange File)形式のポリゴンデータを抽出する。 S18. Extract polygon data in DXF (Drawing Interchange File) format.
S19.レーダ反射断面積(RCS)値をポリゴンに関連付け、レーダ反射断面積(RCS)値の強度に対応して、赤から青への色付けなどによる階調割り当てを行う。 S19. A radar reflection cross section (RCS) value is associated with a polygon, and gradation is assigned by coloring from red to blue in accordance with the intensity of the radar reflection cross section (RCS) value.
S20.散乱強度の分布を表示機に視覚表示する。 S20. The scattered intensity distribution is visually displayed on a display.
S21.表示データをメモリに保存する。 S21. Save display data to memory.
図12は、本発明の一実施形態における物体の散乱強度分布によるレーダ反射断面積(RCS)計算結果の説明図である。同図において、(a)は艦船のレーダ反射断面積(RCS)強度の分布を示し、(b)は航空機のレーダ反射断面積(RCS)強度の分布を示す。 FIG. 12 is an explanatory diagram of a radar reflection cross-sectional area (RCS) calculation result based on the scattering intensity distribution of the object in one embodiment of the present invention. In the figure, (a) shows the distribution of radar reflection cross section (RCS) intensity of a ship, and (b) shows the distribution of radar reflection cross section (RCS) intensity of an aircraft.
CADデータを利用した場合、計算対象物体の表面を分割し表示することが可能であり、それぞれの表面に各表面毎のレーダ反射断面積(RCS)値情報を付与し視覚表示することを目的をする。 When CAD data is used, it is possible to divide and display the surface of the object to be calculated, and to display the radar reflection cross section (RCS) value information for each surface for visual display. To do.
DXF(Drawing Interchange File)形式の場合、レーダ反射断面積(RCS)計算は、物体表面を構成するポリゴン毎に行う。このポリゴン毎にレーダ反射断面積(RCS)値の強度に応じて赤から青への色付けなどによる階調を割り当て、散乱対象物体の局部的な散乱強度の分布を視覚的に表示する。 In the case of the DXF (Drawing Interchange File) format, the radar reflection cross section (RCS) calculation is performed for each polygon constituting the object surface. A gradation by coloring from red to blue or the like is assigned to each polygon according to the intensity of the radar reflection cross section (RCS) value, and the local scattering intensity distribution of the scattering target object is visually displayed.
図13は、本発明第4の一実施形態における固有運動部のRCS計算及びドップラ計算の処理フローチャートである。以下、図13の動作フローについて、図13を用いて説明する。 FIG. 13 is a process flowchart of RCS calculation and Doppler calculation of the proper motion unit in the fourth embodiment of the present invention. Hereinafter, the operation flow of FIG. 13 will be described with reference to FIG.
S22. 計算対象となる3次元物体モデルを汎用の3次元CADを利用し、DXF(Drawing Interchange File)形式のモデルデータを読み込む。 S22. A general-purpose three-dimensional CAD is used as a three-dimensional object model to be calculated, and model data in DXF (Drawing Interchange File) format is read.
S23.計算対象物体の回転翼航空機のプロペラなどの固有運動部の定義において、DXF(Drawing Interchange File)形式のグループ・コードを利用する。 S23. A group code in DXF (Drawing Interchange File) format is used in the definition of the specific motion part such as a propeller of a rotorcraft as a calculation target object.
S24. 計算パラメータを設定する。 S24. Set the calculation parameters.
S25.ポリゴン群を内部処理において座標変換して固有運動部を回転させ、固有運動の模擬を行う。 S25. The polygon group is coordinate-converted in the internal processing to rotate the natural motion part to simulate the natural motion.
S26.レーダ反射断面積(RCS)の計算をする。 S26. Calculate the radar cross section (RCS).
S27.ドップラ計算を行う。 S27. Doppler calculation.
S28.固有運動部がある物体のレーダ反射断面積(RCS)の時間波形を表示する。 S28. A radar reflection cross section (RCS) time waveform of an object with a proper motion part is displayed.
S29.固有運動部がある物体のドップラ波形を表示機に表示する。 S29. The Doppler waveform of the object with the proper motion part is displayed on the display.
S30.表示データをメモリに保存する。 S30. Save display data to memory.
図14は、発明の一実施形態における固有運動部適用のレーダ反射断面積(RCS)計算対象物体の外形図である。同図において、回転翼航空機(ヘリコプター)の胴体部を固定部とし、主プロペラ部を固有運動部1、後方の副プロペラ部を固定運動部2と定義して、それぞれをDXF(Drawing Interchange File)形式のカラー・ナンバーである Color Number 1、3、5に対応させている。
FIG. 14 is an external view of a radar reflection cross section (RCS) calculation target object to which the natural motion unit is applied according to an embodiment of the invention. In this figure, the fuselage part of a rotary wing aircraft (helicopter) is defined as a fixed part, the main propeller part is defined as a
図15は、本発明の一実施形態における物体の固有運動部のレーダ反射断面積(RCS)計算結果及びドップラ計算結果の説明図である。同図において、(a)は固有運動部がある物体のRCS時間波形図、(b)は固有運動部がある物体のドップラ波形図、(c)は固有運動部がある物体のスペクトログラム図を示す。 FIG. 15 is an explanatory diagram of a radar reflection cross section (RCS) calculation result and a Doppler calculation result of the natural motion part of the object in one embodiment of the present invention. In the figure, (a) is an RCS time waveform diagram of an object having a proper motion part, (b) is a Doppler waveform diagram of an object having a proper motion part, and (c) is a spectrogram diagram of an object having a proper motion part. .
CADデータを利用した場合、計算対象物体の表面を分割し、表示することが可能であり、回転翼航空機(ヘリコプター)などのプロペラ部分などの固有運動部の定義を個別に設定し、回転させ、レーダ反射断面積(RCS)の計算を行う。 When using CAD data, it is possible to divide and display the surface of the object to be calculated, individually set the definition of the specific motion part such as the propeller part of a rotorcraft (helicopter), rotate it, Radar reflection cross section (RCS) is calculated.
DXF(Drawing Interchange File)形式の場合、部位毎にカラー・ナンバー(Color Number)を属性として割り当てることが可能であり、同値のカラー・ナンバー(Color Number)が割り当てられた部位を固有運動部として容易に定義可能となる。回転軸座標を設定し、回転速度毎に固有運動部を座標変換し、その形状毎のレーダ反射断面積(RCS)及びドップラを計算することで実測することなく、固有運動部を有する物体の時間的レーダ反射断面積(RCS)変動及びドップラを推定することができる。また、このドップラデータはドップラによる目標類別の参照データとして利用可能である。DXF(Drawing Interchange File)形式以外のファイル形式は、各々の属性定義に従って同様の処置で対応できる。 In the case of DXF (Drawing Interchange File) format, it is possible to assign a color number (Color Number) as an attribute for each part, and it is easy to use a part assigned the same color number (Color Number) as a proper motion part. Can be defined. Set the rotation axis coordinates, transform the specific motion part for each rotation speed, calculate the radar reflection cross section (RCS) and Doppler for each shape, and measure the time of the object with the specific motion part Radar reflection cross section (RCS) variation and Doppler can be estimated. The Doppler data can be used as reference data for target classification by Doppler. File formats other than the DXF (Drawing Interchange File) format can be handled in the same manner according to each attribute definition.
図16は、本発明第5の一実施形態における電波画像SAR及びISAR画像計算の処理フローチャートである。以下、図16の動作フローについて、図16を用いて説明する。 FIG. 16 is a processing flowchart of radio wave image SAR and ISAR image calculation in the fifth embodiment of the present invention. Hereinafter, the operation flow of FIG. 16 will be described with reference to FIG.
S31. 計算対象となる3次元物体モデルを汎用の3次元CADを利用し、DXF(Drawing Interchange File)形式のモデルデータを読み込む。 S31. A model data in DXF (Drawing Interchange File) format is read using a general-purpose three-dimensional CAD for a three-dimensional object model to be calculated.
S32.計算パラメータを設定する。 S32. Set calculation parameters.
S33. 目標物体の動揺を模擬する。 S33. Simulate the shaking of the target object.
S34.レーダ反射断面積(RCS)の計算を行う。 S34. Radar reflection cross section (RCS) is calculated.
S35.このモデルの合成開口レーダ(SAR:Synthetic Aperture Radar)画像又は逆合成開口レーダ(ISAR:Inverse Synthetic Aperture Radar)画像を計算する。 S35. A Synthetic Aperture Radar (SAR) image or an Inverse Synthetic Aperture Radar (ISAR) image of this model is calculated.
S36.合成開口レーダ(SAR)画像または逆合成開口レーダ(ISAR)画像を表示機に表示する。 S36. A synthetic aperture radar (SAR) image or an inverse synthetic aperture radar (ISAR) image is displayed on a display.
S37.表示データをメモリに保存する。 S37. Save display data to memory.
図17は、本発明の一実施形態における物体の逆合成開口レーダ(ISAR)電波画像計算結果の説明図である。同図において、(a)艦船1、(b)艦船2、(c)艦船3、(d)艦船4の陰影は、目標物体である艦船の3次元CADモデルを模擬的に各種動揺させて、レーダ反射断面積(RCS)の計算を実施して、さらに、逆合成開口レーダ(ISAR)画像計算により求めた電波画像である。
FIG. 17 is an explanatory diagram of an inverse synthetic aperture radar (ISAR) radio wave image calculation result of an object in one embodiment of the present invention. In the figure, the shadows of (a)
CADのモデルデータはXYZ系で定義されており、各軸を基準とし、船首揺れ(yaw)、縦揺れ(pitch)および横揺れ(roll) の動揺周期、そのほか合成開口レーダ(SAR)又は逆合成開口レーダ(ISAR)のプラットフォームと対象物体の運動方向、速度などを定義し、合成開口レーダ( SAR) 又は逆合成開口レーダ(ISAR)画像の計算が可能となり、実測することなく電波画像の推定が可能となる。また、この電波画像データは目標類別の参照データとして利用可能である。 CAD model data is defined in the XYZ system, with each axis as a reference, the swing period of bow, pitch and roll, as well as synthetic aperture radar (SAR) or reverse synthesis Defines the moving direction and speed of the aperture radar (ISAR) platform and the target object, and enables the calculation of synthetic aperture radar (SAR) or inverse synthetic aperture radar (ISAR) images. It becomes possible. The radio wave image data can be used as target category reference data.
以上の実施例を含む実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。 The following additional notes are further disclosed with respect to the embodiment including the above examples.
(付記1) レーダ反射断面積の計算対象となる3次元物体モデルデータを予め3次元CADソフトのファイル形式で作成するステップと、作成された前記3次元物体モデルデータに対するレーダ反射断面積計算の計算パラメータを設定するステップと、前記3次元物体モデルデータのレーダ反射断面積を計算するステップと、前記レーダ反射断面積の解析計算した結果に基づきRCSパターンを表示するステップとを含むことを特徴とするレーダ反射断面積の解析計算方法。 (Additional remark 1) The step which creates the 3D object model data used as the calculation object of a radar reflection cross section in the file format of 3D CAD software beforehand, and the calculation of the radar cross section calculation with respect to the created said 3D object model data A step of setting a parameter; a step of calculating a radar reflection cross section of the three-dimensional object model data; and a step of displaying an RCS pattern based on a result of analysis and calculation of the radar reflection cross section. Analysis calculation method of radar cross section.
(付記2) 付記1に記載のレーダ反射断面積の解析計算方法において、前記3次元CADソフトのファイル形式のグループ・コードからカラー・ナンバーを取得するステップと、前記カラー・ナンバーに対応する物体の表面材料の電気特性データを関連付けるステップとを更に含むことを特徴とするレーダ反射断面積の計算方法。
(Supplementary Note 2) In the radar reflection cross section analysis calculation method according to
(付記3) 付記1に記載のレーダ反射断面積の計算方法において、計算した物体の各ポリゴン毎にレーダ反射断面積値を抽出するステップと、前記3次元CADソフトのファイル形式のポリゴンデータを抽出するステップと、前記ポリゴンデータのレーダ反射断面積値の強度に対応した色属性の階調を割り当てるステップと、計算対象物体の散乱強度分布を色付け視覚表示するするステップとを更に含むことを特徴とするレーダ反射断面積の計算方法。
(Supplementary Note 3) In the method of calculating the radar reflection cross-sectional area described in
(付記4) 付記1に記載のレーダ反射断面積の計算方法において、前記3次元CADソフトのファイル形式のグループ・コードからカラー・ナンバーを取得するステップと、前記カラー・ナンバーに対応する物体の固有運動部を定義するステップと、前記固有運動部に対応するポリゴンを座標変換して回転させるステップと、前記固有運動部を有する物体の時間的レーダ反射断面積変動及びドップラデータを計算するステップと、RCSの時間波形、ドップラ波形及びスペクトログラムを表示するステップとを更に含むことを特徴とするレーダ反射断面積の計算方法。
(Supplementary Note 4) In the method of calculating the radar reflection cross section according to
(付記5) 付記1に記載のレーダ反射断面積の計算方法において、3次元物体モデルデータの動揺周期及び合成開口レーダ又は逆合成開口レーダのプラットフォームと対象物体の運動方向、速度などを設定するステップと、合成開口レーダ又は逆合成開口レーダを計算するステップと、前記合成開口レーダ又は前記逆合成開口レーダ画像を表示するステップとを更に含むことを特徴とするレーダ反射断面積の計算方法。
(Supplementary Note 5) In the method of calculating the radar reflection cross section according to
(付記6) 付記1に記載のレーダ反射断面積の計算方法において、前記CADソフトのファイル形式はDXF形式であることを特徴とするレーダ反射断面積の計算方法。
(Additional remark 6) The radar reflective cross section calculation method of
(付記7) 付記1に記載のレーダ反射断面積の計算方法において、前記CADソフトのファイル形式はDXF形式以外であることを特徴とするレーダ反射レーダ反射断面積の計算方法。
(Supplementary note 7) The radar reflection cross-sectional area calculation method according to
(付記8) レーダ反射断面積の計算対象となる3次元物体モデルデータを予め3次元CADソフトのファイル形式で作成する作成手段と、作成された前記3次元物体モデルデータに対するレーダ反射断面積の計算パラメータを設定する設定手段と、前記3次元物体モデルデータのレーダ反射断面積を計算する計算手段と、前記レーダ反射断面積の計算した結果に基づきレーダ画像を表示する表示手段と、前記レーダ反射断面積の計算した結果を保存する保存手段とを含むことを特徴とするレーダ反射断面積の計算装置。 (Supplementary Note 8) Creation means for previously creating 3D object model data to be calculated as a radar reflection cross section in a file format of 3D CAD software, and calculation of radar reflection cross section for the created 3D object model data Setting means for setting a parameter; calculation means for calculating a radar reflection cross section of the three-dimensional object model data; display means for displaying a radar image based on the result of calculation of the radar reflection cross section; A radar reflection cross section calculation device comprising: storage means for storing the result of calculating the area.
本発明は、異なったプログラムで動作するネットワーク装置が混在するネットワークにおいて、ネットワーク装置の増設及び交換などを行った場合、プログラムを効率良く自動でダウンロードすることに利用できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used to efficiently and automatically download a program when a network device is added or replaced in a network in which network devices that operate with different programs coexist.
1 送信機
2 送受切替器
3 送受信アンテナ
4 受信機
5 画像再生手段
6 レーダ画像表示手段
7 目標追尾手段
8 点像応答推定手段
9 目標アスペクト角推定手段
10 RCS算出手段
11 畳み込み積分手段
12 目標形状データ蓄積手段
13 オペレータ
14 散乱界計算装置
15 座標データ入力手段
16 領域分割手段
17 曲面近似手段
18 陰影処理手段
19 散乱界算出手段
20 散乱界合成手段
DESCRIPTION OF
15 Coordinate data input means 16 Area division means 17 Curved surface approximation means 18 Shadow processing means 19 Scattered field calculation means 20 Scattered field synthesis means
Claims (5)
作成された前記3次元物体モデルデータに対するレーダ反射断面積計算の計算パラメータを設定するステップと、
前記3次元物体モデルデータのレーダ反射断面積を計算するステップと、
前記レーダ反射断面積の計算した結果に基づきRCSパターンを表示するステップと、を含むことを特徴とするレーダ反射断面積の計算方法。 Creating in advance a three-dimensional CAD software file format for three-dimensional object model data to be subjected to radar cross-section calculation;
Setting calculation parameters for radar cross section calculation for the created three-dimensional object model data;
Calculating a radar reflection cross section of the three-dimensional object model data;
And a step of displaying an RCS pattern based on a result of calculating the radar reflection cross section.
前記3次元CADソフトのファイル形式のグループ・コードからカラー・ナンバーを取得するステップと、
前記カラー・ナンバーに対応する物体の表面材料の電気特性データを関連付けるステップと、
を更に含むことを特徴とするレーダ反射断面積の計算方法。 The radar reflection cross section calculation method according to claim 1,
Obtaining a color number from the group code of the file format of the three-dimensional CAD software;
Associating electrical property data of the surface material of the object corresponding to the color number;
A radar reflection cross section calculation method, further comprising:
計算した物体の各ポリゴン毎にレーダ反射断面積値を抽出するステップと、
前記3次元CADソフトのファイル形式のポリゴンデータを抽出するステップと、
前記ポリゴンデータのレーダ反射断面積値の強度に対応した色属性の階調を割り当てるステップと、
計算対象物体の散乱強度分布を色付け視覚表示するするステップと、
を更に含むことを特徴とするレーダ反射断面積の計算方法。 The radar reflection cross section calculation method according to claim 1,
Extracting a radar cross section for each polygon of the calculated object;
Extracting polygon data in the file format of the three-dimensional CAD software;
Assigning gradations of color attributes corresponding to the intensity of radar reflection cross-sectional area values of the polygon data;
A step of coloring and visually displaying the scattering intensity distribution of the object to be calculated;
A radar reflection cross section calculation method, further comprising:
前記3次元CADソフトのファイル形式のグループ・コードからカラー・ナンバーを取得するステップと、
前記カラー・ナンバーに対応する物体の固有運動部を定義するステップと、
前記固有運動部に対応するポリゴンを座標変換して回転させるステップと、
前記固有運動部を有する物体の時間的レーダ反射断面積変動及びドップラデータを計算するステップと、
を更に含むことを特徴とするレーダ反射断面積の計算方法。 The radar reflection cross section calculation method according to claim 1,
Obtaining a color number from the group code of the file format of the three-dimensional CAD software;
Defining a natural motion part of the object corresponding to the color number;
Transforming and rotating the polygon corresponding to the natural motion part;
Calculating temporal radar reflection cross-sectional variation and Doppler data of an object having the natural motion part;
A radar reflection cross section calculation method, further comprising:
3次元物体モデルデータの動揺周期及び合成開口レーダ又は逆合成開口レーダのプラットフォームと対象物体の運動方向、速度などを設定するステップと、
合成開口レーダ又は逆合成開口レーダを計算するステップと、
前記合成開口レーダ又は前記逆合成開口レーダ画像を表示するステップと、
を更に含むことを特徴とするレーダ反射断面積の計算方法。
The radar reflection cross section calculation method according to claim 1,
Setting the oscillation period of the three-dimensional object model data and the synthetic aperture radar or inverse synthetic aperture radar platform and the moving direction and speed of the target object;
Calculating a synthetic aperture radar or a reverse synthetic aperture radar;
Displaying the synthetic aperture radar or the inverse synthetic aperture radar image;
A radar reflection cross section calculation method, further comprising:
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