JP2010236872A - Image processing device and radio communication device and image processing method and image processing program - Google Patents

Image processing device and radio communication device and image processing method and image processing program Download PDF

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Yoshikuni Shindo
嘉邦 進藤
Satoru Kitagata
悟 北潟
Yoshiaki Watanabe
義明 渡邊
Kenji Nishimura
健志 西村
Yoshifumi Kawatani
嘉文 河谷
Keishi Aoki
佳史 青木
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To acquire an on-ground radar image similar to that in the case where no radio communication devices are used, while using a radio communication device for emitting a radio wave actively, and to highly accurately correct the radar image based on the position of the radio communication device. <P>SOLUTION: A synthetic aperture radar 200 transmits a chirp-modulated transmission pulse at each pulse repetition interval PRI, and receives a signal reflected on the ground as a reception signal. An RFID tag 300 transmits a chirp-modulated emission pulse at each another repetition pulse interval PRI', and allows the synthetic aperture radar 200 to receive it as a part of its received signal. An image processing device 401 regenerates an ordinary on-ground radar image by performing range compression or the like of the received signal at each pulse repetition interval PRI. Moreover, an image reflecting the RFID tag 300 is regenerated by performing range compression or the like of the received signal at each pulse repetition interval PRI', and based on this image and position information of the RFID tag 300, the on-ground radar image is corrected. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、画像処理装置及び無線通信装置及び画像処理方法及び画像処理プログラムに関するものである。本発明は、特に、非同期式能動型RFID(Radio・Frequency・Identification)タグによる合成開口レーダ画像の位置情報検出方法に関するものである。   The present invention relates to an image processing device, a wireless communication device, an image processing method, and an image processing program. The present invention particularly relates to a method for detecting position information of a synthetic aperture radar image using an asynchronous active RFID (Radio Frequency Frequency Identification) tag.

従来、合成開口レーダ(SAR:Synthetic・Aperture・Radar)の再生画像から地表における特定の位置を検出する方法として、合成開口レーダからのパルス波を反射するコーナリフレクタ(反射板)を予め地表に設置し、その地点の位置を測量により特定しておくものがある(例えば、特許文献1、2参照)。また、別の方法として、再生画像から反射強度の強い地点を特定し、地図からその地点の位置情報を読み取って照合するものがある(例えば、特許文献3参照)。   Conventionally, as a method for detecting a specific position on the ground surface from a synthetic aperture radar (SAR) reproduction image, a corner reflector (reflector) that reflects a pulse wave from the synthetic aperture radar is previously installed on the ground surface. In some cases, the position of the point is specified by surveying (for example, see Patent Documents 1 and 2). As another method, there is a method in which a point having a high reflection intensity is identified from a reproduced image, and the position information of the point is read from a map and collated (for example, see Patent Document 3).

また、従来、合成開口レーダからの送信電波を受信・記録し、受信信号の特性を計算し、受信した信号の複製(レプリカ)を生成して合成開口レーダへ打ち返すARC(Active・Radar・Calibrator)という装置がある。ARCに記録された受信信号を解析することで、合成開口レーダの送信電波の性能・劣化具合等を調べることができる。また、ARCは合成開口レーダ画像上に「1点」として明るく映るが、ARCの設置は人が行うため、設置場所の正確な位置を計測することで合成開口レーダ画像上の少なくとも1画素における正確な位置を読み取ることができ、画像の補正等に利用できる。また、ARCから打ち返す電波の強度は事前の校正で判明しているため、合成開口レーダ画像上に映ったARC(1点)の明るさを基礎情報として、合成開口レーダ画像の明るさを後方散乱強度へ換算することができる。   Conventionally, the ARC (Active Radar Calibrator) that receives and records the transmission radio wave from the synthetic aperture radar, calculates the characteristics of the received signal, generates a replica (replica) of the received signal, and returns it to the synthetic aperture radar. There is a device. By analyzing the received signal recorded in the ARC, it is possible to investigate the performance and deterioration of the transmission radio wave of the synthetic aperture radar. In addition, although ARC is brightly displayed as “one point” on the synthetic aperture radar image, since the ARC is installed by humans, the accurate position of the installation location is measured to accurately detect at least one pixel on the synthetic aperture radar image. Can be used for image correction and the like. Further, since the intensity of the radio wave returned from the ARC has been determined by prior calibration, the brightness of the synthetic aperture radar image is backscattered based on the brightness of the ARC (one point) reflected on the synthetic aperture radar image. It can be converted into strength.

特開2001−91650号公報JP 2001-91650 A 特開2004−157397号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-157397 特開2003−173449号公報JP 2003-173449 A

従来のコーナリフレクタやARCを利用する方法では、コーナリフレクタやARCの設置のために現地調整(設置する場所を管理する行政機関、法人、個人等から許可を得る手続き等)を行ったり、GPS(全地球測位システム)等による現地測量を行ったり、コーナリフレクタやARCの向きに合わせて合成開口レーダからのパルス波の発射方向を決めたりする必要があるため、合成開口レーダ画像を得る前の準備に手間がかかるという課題があった。また、従来の地図を利用する方法では、位置情報の読み取り精度が十分でないため、合成開口レーダ画像から正確な位置を検出することが容易でないという課題があった。   In the conventional method of using the corner reflector or ARC, the local adjustment (procedure for obtaining permission from the administrative body, corporation, individual, etc. that manages the installation location) or GPS ( It is necessary to conduct field surveys using a global positioning system), etc., and to determine the direction of pulse wave emission from the synthetic aperture radar according to the direction of the corner reflector and ARC. There was a problem that it took time and effort. In addition, the conventional method using a map has a problem that it is not easy to detect an accurate position from a synthetic aperture radar image because the accuracy of reading position information is not sufficient.

本発明は、例えば、能動的に電波を放射する無線通信装置を利用しつつ、無線通信装置を利用しない場合と同様の地上のレーダ画像を得て、無線通信装置の位置に基づき、レーダ画像を高精度で補正することを目的とする。   For example, the present invention obtains a radar image of the ground similar to the case where a radio communication device is not used while using a radio communication device that actively radiates radio waves, and obtains a radar image based on the position of the radio communication device. The purpose is to correct with high accuracy.

本発明の一の態様に係る画像処理装置は、
飛行体に搭載されたレーダであって、チャープ変調した第1パルス信号を所定のパルス繰り返し間隔PRIごとに生成して地上に送信し、送信した第1パルス信号が地上で反射した信号を受信信号として受信するレーダから、前記受信信号を取得する信号取得部と、
地上に設置された無線通信装置であって、チャープ変調した第2パルス信号を、前記レーダにより送信された第1パルス信号のパルス繰り返し間隔PRIと異なるパルス繰り返し間隔PRI’ごとに生成して送信し、送信した第2パルス信号を前記受信信号の一部として前記レーダに受信させる無線通信装置の地理上の位置を示す位置情報を取得する情報取得部と、
前記信号取得部により取得された受信信号をパルス繰り返し間隔PRIごとにレンジ圧縮し、レンジ圧縮した受信信号をアジマス圧縮して第1圧縮信号を生成し、生成した第1圧縮信号から地上のレーダ画像を処理装置により再生する画像再生部と、
前記信号取得部により取得された受信信号をパルス繰り返し間隔PRI’ごとにレンジ圧縮し、レンジ圧縮した受信信号をアジマス圧縮して第2圧縮信号を生成し、生成した第2圧縮信号から、前記画像再生部により再生されたレーダ画像における前記無線通信装置の相対位置を特定し、特定した相対位置と前記情報取得部により取得された位置情報が示す地理上の位置とに基づいて、前記画像再生部により再生されたレーダ画像を処理装置により補正する画像処理部とを備えることを特徴とする。
An image processing apparatus according to an aspect of the present invention includes:
A radar mounted on an air vehicle, which generates a chirp-modulated first pulse signal for each predetermined pulse repetition interval PRI and transmits it to the ground, and receives a signal obtained by reflecting the transmitted first pulse signal on the ground as a received signal. A signal acquisition unit that acquires the received signal from a radar that receives as:
A wireless communication apparatus installed on the ground, which generates and transmits a chirp-modulated second pulse signal for each pulse repetition interval PRI ′ different from the pulse repetition interval PRI ′ of the first pulse signal transmitted by the radar. An information acquisition unit that acquires position information indicating a geographical position of a wireless communication device that causes the radar to receive the transmitted second pulse signal as part of the received signal;
The received signal acquired by the signal acquisition unit is range-compressed for each pulse repetition interval PRI, the range-compressed received signal is azimuth-compressed to generate a first compressed signal, and the ground radar image is generated from the generated first compressed signal. An image reproducing unit for reproducing the image by a processing device;
The received signal acquired by the signal acquisition unit is range-compressed at each pulse repetition interval PRI ′, the range-compressed received signal is azimuth-compressed to generate a second compressed signal, and the image is generated from the generated second compressed signal. The relative position of the wireless communication device in the radar image reproduced by the reproduction unit is specified, and the image reproduction unit is based on the specified relative position and the geographical position indicated by the position information acquired by the information acquisition unit And an image processing unit that corrects the radar image reproduced by the processing device.

PRI’>PRIであることを特徴とする。   PRI ′> PRI.

前記レーダは、所定のチャープ率k(−1≦k<0又は0<k≦1)でチャープ変調した信号を前記第1パルス信号として送信し、
前記無線通信装置は、前記レーダにより送信された第1パルス信号のチャープ率kと異なるチャープ率k’(−1≦k’<0又は0<k’≦1)でチャープ変調した信号を前記第2パルス信号として送信し、
前記画像再生部は、前記信号取得部により取得された受信信号をパルス繰り返し間隔PRIごとにチャープ率kでレンジ圧縮し、レンジ圧縮した受信信号をアジマス圧縮して前記第1圧縮信号を生成し、
前記画像処理部は、前記信号取得部により取得された受信信号をパルス繰り返し間隔PRI’ごとにチャープ率k’でレンジ圧縮し、レンジ圧縮した受信信号をアジマス圧縮して前記第2圧縮信号を生成することを特徴とする。
The radar transmits a signal chirp-modulated at a predetermined chirp rate k (−1 ≦ k <0 or 0 <k ≦ 1) as the first pulse signal,
The wireless communication apparatus performs a chirp modulation on a signal obtained by chirp modulation at a chirp rate k ′ (−1 ≦ k ′ <0 or 0 <k ′ ≦ 1) different from the chirp rate k of the first pulse signal transmitted by the radar. Send it as a two-pulse signal,
The image reproduction unit performs range compression on the reception signal acquired by the signal acquisition unit at a chirp rate k for each pulse repetition interval PRI, and azimuth compresses the range compressed reception signal to generate the first compressed signal,
The image processing unit performs range compression on the reception signal acquired by the signal acquisition unit at a chirp rate k ′ at each pulse repetition interval PRI ′, and azimuth-compresses the range-compressed reception signal to generate the second compressed signal. It is characterized by doing.

前記無線通信装置は、前記無線通信装置の識別子を示す信号を前記第2パルス信号として送信し、
前記情報取得部は、取得した位置情報を前記無線通信装置の識別子と対応付けて記憶装置に記憶し、
前記画像処理部は、生成した第2圧縮信号から、さらに、前記無線通信装置の識別子を取得し、取得した識別子と対応する位置情報を記憶装置から読み取り、特定した相対位置と読み取った位置情報が示す地理上の位置とに基づいて、前記画像再生部により再生されたレーダ画像を補正することを特徴とする。
The wireless communication device transmits a signal indicating an identifier of the wireless communication device as the second pulse signal,
The information acquisition unit stores the acquired position information in a storage device in association with the identifier of the wireless communication device,
The image processing unit further acquires an identifier of the wireless communication device from the generated second compressed signal, reads position information corresponding to the acquired identifier from the storage device, and the specified relative position and the read position information are The radar image reproduced by the image reproduction unit is corrected based on the indicated geographical position.

前記無線通信装置は、測位衛星からの測位信号に基づいて前記位置情報を生成し、
前記情報取得部は、前記無線通信装置により生成された位置情報を取得することを特徴とする。
The wireless communication device generates the position information based on a positioning signal from a positioning satellite,
The information acquisition unit acquires position information generated by the wireless communication device.

前記無線通信装置は、前記位置情報を示す信号を前記第2パルス信号として送信し、
前記情報取得部は、前記画像処理部により生成された第2圧縮信号から前記位置情報を取得することを特徴とする。
The wireless communication device transmits a signal indicating the position information as the second pulse signal,
The information acquisition unit acquires the position information from the second compressed signal generated by the image processing unit.

前記無線通信装置は、周囲の環境を観測する環境センサを具備し、前記環境センサの観測結果を環境情報として示す信号を前記第2パルス信号として送信し、
前記画像処理部は、生成した第2圧縮信号から、さらに、前記環境情報を取得し、取得した環境情報に基づいて、前記画像再生部により再生されたレーダ画像を加工することを特徴とする。
The wireless communication device includes an environmental sensor for observing the surrounding environment, and transmits a signal indicating the observation result of the environmental sensor as environmental information as the second pulse signal,
The image processing unit further acquires the environment information from the generated second compressed signal, and processes the radar image reproduced by the image reproduction unit based on the acquired environment information.

本発明の一の態様に係る無線通信装置は、
地上に設置された無線通信装置であり、
飛行体に搭載されたレーダであって、チャープ変調した第1パルス信号を所定のパルス繰り返し間隔PRIごとに生成して地上に送信し、送信した第1パルス信号が地上で反射した信号を受信信号として受信するレーダに対して、チャープ変調した第2パルス信号を、前記第1パルス信号のパルス繰り返し間隔PRIと異なるパルス繰り返し間隔PRI’ごとに生成して送信し、送信した第2パルス信号を前記受信信号の一部として前記レーダに受信させる送信部を備えることを特徴とする。
A wireless communication device according to one aspect of the present invention includes:
A wireless communication device installed on the ground,
A radar mounted on an air vehicle, which generates a chirp-modulated first pulse signal for each predetermined pulse repetition interval PRI and transmits it to the ground, and receives a signal obtained by reflecting the transmitted first pulse signal on the ground as a received signal. The second pulse signal subjected to chirp modulation is generated and transmitted for each pulse repetition interval PRI ′ different from the pulse repetition interval PRI of the first pulse signal, and the transmitted second pulse signal is transmitted to the radar receiving as A transmission unit that causes the radar to receive the signal as a part of the reception signal is provided.

本発明の一の態様に係る画像処理方法は、
画像処理装置の信号取得部が、飛行体に搭載されたレーダであって、チャープ変調した第1パルス信号を所定のパルス繰り返し間隔PRIごとに生成して地上に送信し、送信した第1パルス信号が地上で反射した信号を受信信号として受信するレーダから、前記受信信号を取得し、
前記画像処理装置の情報取得部が、地上に設置された無線通信装置であって、チャープ変調した第2パルス信号を、前記レーダにより送信された第1パルス信号のパルス繰り返し間隔PRIと異なるパルス繰り返し間隔PRI’ごとに生成して送信し、送信した第2パルス信号を前記受信信号の一部として前記レーダに受信させる無線通信装置の地理上の位置を示す位置情報を取得し、
前記画像処理装置の画像再生部が、前記信号取得部により取得された受信信号をパルス繰り返し間隔PRIごとにレンジ圧縮し、レンジ圧縮した受信信号をアジマス圧縮して第1圧縮信号を生成し、生成した第1圧縮信号から地上のレーダ画像を処理装置により再生し、
前記画像処理装置の画像処理部が、前記信号取得部により取得された受信信号をパルス繰り返し間隔PRI’ごとにレンジ圧縮し、レンジ圧縮した受信信号をアジマス圧縮して第2圧縮信号を生成し、生成した第2圧縮信号から、前記画像再生部により再生されたレーダ画像における前記無線通信装置の相対位置を特定し、特定した相対位置と前記情報取得部により取得された位置情報が示す地理上の位置とに基づいて、前記画像再生部により再生されたレーダ画像を処理装置により補正することを特徴とする。
An image processing method according to one aspect of the present invention includes:
The signal acquisition unit of the image processing apparatus is a radar mounted on an air vehicle, and generates a chirp-modulated first pulse signal for each predetermined pulse repetition interval PRI and transmits it to the ground. Obtains the received signal from a radar that receives a signal reflected on the ground as a received signal,
The information acquisition unit of the image processing device is a wireless communication device installed on the ground, and the second pulse signal subjected to chirp modulation is different from the pulse repetition interval PRI of the first pulse signal transmitted by the radar. Generating and transmitting at every interval PRI ′, obtaining position information indicating a geographical position of a wireless communication device that causes the radar to receive the transmitted second pulse signal as a part of the received signal;
The image reproduction unit of the image processing device performs range compression on the reception signal acquired by the signal acquisition unit at each pulse repetition interval PRI, and generates a first compressed signal by azimuth compressing the range compressed reception signal. The ground radar image is reproduced from the first compressed signal by the processing device,
The image processing unit of the image processing device performs range compression on the reception signal acquired by the signal acquisition unit for each pulse repetition interval PRI ′, and azimuth compresses the range compressed reception signal to generate a second compressed signal, The relative position of the wireless communication device in the radar image reproduced by the image reproduction unit is identified from the generated second compressed signal, and the geographical position indicated by the identified relative position and the position information acquired by the information acquisition unit The radar image reproduced by the image reproduction unit is corrected by a processing device based on the position.

本発明の一の態様に係る画像処理プログラムは、
飛行体に搭載されたレーダであって、チャープ変調した第1パルス信号を所定のパルス繰り返し間隔PRIごとに生成して地上に送信し、送信した第1パルス信号が地上で反射した信号を受信信号として受信するレーダから、前記受信信号を取得する信号取得処理と、
地上に設置された無線通信装置であって、チャープ変調した第2パルス信号を、前記レーダにより送信された第1パルス信号のパルス繰り返し間隔PRIと異なるパルス繰り返し間隔PRI’ごとに生成して送信し、送信した第2パルス信号を前記受信信号の一部として前記レーダに受信させる無線通信装置の地理上の位置を示す位置情報を取得する情報取得処理と、
前記信号取得処理により取得された受信信号をパルス繰り返し間隔PRIごとにレンジ圧縮し、レンジ圧縮した受信信号をアジマス圧縮して第1圧縮信号を生成し、生成した第1圧縮信号から地上のレーダ画像を処理装置により再生する画像再生処理と、
前記信号取得処理により取得された受信信号をパルス繰り返し間隔PRI’ごとにレンジ圧縮し、レンジ圧縮した受信信号をアジマス圧縮して第2圧縮信号を生成し、生成した第2圧縮信号から、前記画像再生処理により再生されたレーダ画像における前記無線通信装置の相対位置を特定し、特定した相対位置と前記情報取得処理により取得された位置情報が示す地理上の位置とに基づいて、前記画像再生処理により再生されたレーダ画像を処理装置により補正する画像処理とをコンピュータに実行させることを特徴とする。
An image processing program according to an aspect of the present invention includes:
A radar mounted on an air vehicle, which generates a chirp-modulated first pulse signal for each predetermined pulse repetition interval PRI and transmits it to the ground, and receives a signal obtained by reflecting the transmitted first pulse signal on the ground as a received signal. A signal acquisition process for acquiring the received signal from a radar receiving as
A wireless communication apparatus installed on the ground, which generates and transmits a chirp-modulated second pulse signal for each pulse repetition interval PRI ′ different from the pulse repetition interval PRI ′ of the first pulse signal transmitted by the radar. Information acquisition processing for acquiring position information indicating a geographical position of a wireless communication device that causes the radar to receive the transmitted second pulse signal as a part of the received signal;
The received signal acquired by the signal acquisition process is range-compressed at each pulse repetition interval PRI, the range-compressed received signal is azimuth-compressed to generate a first compressed signal, and the ground radar image is generated from the generated first compressed signal. Image reproduction processing for reproducing the image by a processing device;
The reception signal acquired by the signal acquisition process is range-compressed at each pulse repetition interval PRI ′, the range-compressed reception signal is azimuth-compressed to generate a second compressed signal, and the image is generated from the generated second compressed signal. The relative position of the wireless communication device in the radar image reproduced by the reproduction process is specified, and the image reproduction process is performed based on the specified relative position and the geographical position indicated by the position information acquired by the information acquisition process. The computer is caused to execute image processing for correcting the radar image reproduced by the processing device using a processing device.

PRI’>PRIであることを特徴とする。   PRI ′> PRI.

前記レーダは、所定のチャープ率k(−1≦k<0又は0<k≦1)でチャープ変調した信号を前記第1パルス信号として送信し、
前記無線通信装置は、前記レーダにより送信された第1パルス信号のチャープ率kと異なるチャープ率k’(−1≦k’<0又は0<k’≦1)でチャープ変調した信号を前記第2パルス信号として送信し、
前記画像再生処理は、前記信号取得処理により取得された受信信号をパルス繰り返し間隔PRIごとにチャープ率kでレンジ圧縮し、レンジ圧縮した受信信号をアジマス圧縮して前記第1圧縮信号を生成し、
前記画像処理は、前記信号取得処理により取得された受信信号をパルス繰り返し間隔PRI’ごとにチャープ率k’でレンジ圧縮し、レンジ圧縮した受信信号をアジマス圧縮して前記第2圧縮信号を生成することを特徴とする。
The radar transmits a signal chirp-modulated at a predetermined chirp rate k (−1 ≦ k <0 or 0 <k ≦ 1) as the first pulse signal,
The wireless communication apparatus performs a chirp modulation on a signal obtained by chirp modulation at a chirp rate k ′ (−1 ≦ k ′ <0 or 0 <k ′ ≦ 1) different from the chirp rate k of the first pulse signal transmitted by the radar. Send it as a two-pulse signal,
In the image reproduction process, the reception signal acquired by the signal acquisition process is range-compressed at a chirp rate k for each pulse repetition interval PRI, the range-compressed reception signal is azimuth-compressed to generate the first compressed signal,
In the image processing, the reception signal acquired by the signal acquisition processing is range-compressed at a chirp rate k ′ at each pulse repetition interval PRI ′, and the range-compressed reception signal is azimuth-compressed to generate the second compressed signal. It is characterized by that.

前記無線通信装置は、前記無線通信装置の識別子を示す信号を前記第2パルス信号として送信し、
前記情報取得処理は、取得した位置情報を前記無線通信装置の識別子と対応付けて記憶装置に記憶し、
前記画像処理は、生成した第2圧縮信号から、さらに、前記無線通信装置の識別子を取得し、取得した識別子と対応する位置情報を記憶装置から読み取り、特定した相対位置と読み取った位置情報が示す地理上の位置とに基づいて、前記画像再生処理により再生されたレーダ画像を補正することを特徴とする。
The wireless communication device transmits a signal indicating an identifier of the wireless communication device as the second pulse signal,
The information acquisition process stores the acquired position information in a storage device in association with the identifier of the wireless communication device,
The image processing further acquires an identifier of the wireless communication device from the generated second compressed signal, reads position information corresponding to the acquired identifier from the storage device, and indicates the specified relative position and the read position information. The radar image reproduced by the image reproduction process is corrected based on the geographical position.

前記無線通信装置は、測位衛星からの測位信号に基づいて前記位置情報を生成し、
前記情報取得処理は、前記無線通信装置により生成された位置情報を取得することを特徴とする。
The wireless communication device generates the position information based on a positioning signal from a positioning satellite,
In the information acquisition process, the position information generated by the wireless communication device is acquired.

前記無線通信装置は、前記位置情報を示す信号を前記第2パルス信号として送信し、
前記情報取得処理は、前記画像処理により生成された第2圧縮信号から前記位置情報を取得することを特徴とする。
The wireless communication device transmits a signal indicating the position information as the second pulse signal,
In the information acquisition process, the position information is acquired from the second compressed signal generated by the image processing.

前記無線通信装置は、周囲の環境を観測する環境センサを具備し、前記環境センサの観測結果を環境情報として示す信号を前記第2パルス信号として送信し、
前記画像処理は、生成した第2圧縮信号から、さらに、前記環境情報を取得し、取得した環境情報に基づいて、前記画像再生処理により再生されたレーダ画像を加工することを特徴とする。
The wireless communication device includes an environmental sensor for observing the surrounding environment, and transmits a signal indicating the observation result of the environmental sensor as environmental information as the second pulse signal,
In the image processing, the environment information is further acquired from the generated second compressed signal, and the radar image reproduced by the image reproduction processing is processed based on the acquired environment information.

本発明の一の態様によれば、画像処理装置が、チャープ変調した信号をレーダと異なるパルス繰り返し間隔ごとに送信する無線通信装置を利用するため、レーダの受信信号をレーダと同じパルス繰り返し間隔ごとにレンジ圧縮することで無線通信装置を利用しない場合と同様の地上のレーダ画像が得られ、レーダの受信信号を無線通信装置と同じパルス繰り返し間隔ごとにレンジ圧縮することでレーダ画像における無線通信装置の相対位置が特定でき、特定した相対位置と無線通信装置の地理上の位置とに基づいてレーダ画像を高精度で補正することが可能となる。   According to one aspect of the present invention, since the image processing apparatus uses a wireless communication apparatus that transmits a chirp-modulated signal at different pulse repetition intervals from the radar, the received signal of the radar is transmitted at the same pulse repetition interval as the radar. By performing range compression, a ground radar image similar to the case where the wireless communication device is not used can be obtained, and the received signal of the radar is subjected to range compression at the same pulse repetition interval as that of the wireless communication device. Can be identified, and the radar image can be corrected with high accuracy based on the identified relative position and the geographical position of the wireless communication device.

実施の形態1に係る画像処理システムの全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of an image processing system according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係るRFIDタグの構成を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a configuration of an RFID tag according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係るRFIDタグのID設定部の構成例を示す図である。3 is a diagram illustrating a configuration example of an ID setting unit of an RFID tag according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係るRFIDタグによる放射パルス生成処理の手順を示す図である。6 is a diagram illustrating a procedure of radiation pulse generation processing by the RFID tag according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a configuration of an image processing device according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る画像処理装置のハードウェア構成の一例を示す図である。2 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of an image processing apparatus according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る画像処理装置の動作を示すフローチャートである。3 is a flowchart illustrating an operation of the image processing apparatus according to the first embodiment. 実施の形態1に係る画像処理装置による通常のSAR再生処理及びタグ情報抽出のためのSAR再生処理の手順を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a procedure of normal SAR reproduction processing and SAR reproduction processing for tag information extraction by the image processing apparatus according to the first embodiment. 実施の形態1に係る合成開口レーダの送受信タイミングの一例を示す図である。6 is a diagram illustrating an example of transmission / reception timing of the synthetic aperture radar according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る通常のSAR再生処理における受信信号の並べ替えの一例を示す図である。6 is a diagram showing an example of rearrangement of received signals in normal SAR reproduction processing according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る通常のSAR再生処理における受信信号の並べ替えの一例を示す図である。6 is a diagram showing an example of rearrangement of received signals in normal SAR reproduction processing according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る合成開口レーダ及びRFIDタグの送受信タイミングの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the transmission / reception timing of the synthetic aperture radar and RFID tag which concern on Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る通常のSAR再生処理における受信信号の並べ替えの一例を示す図である。6 is a diagram showing an example of rearrangement of received signals in normal SAR reproduction processing according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係るタグ情報抽出のためのSAR再生処理における受信信号の並べ替えの一例を示す図である。6 is a diagram illustrating an example of rearrangement of received signals in SAR reproduction processing for tag information extraction according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係るタグ情報抽出のためのSAR再生処理における受信信号の並べ替えの一例を示す図である。6 is a diagram illustrating an example of rearrangement of received signals in SAR reproduction processing for tag information extraction according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係るタグ情報抽出結果の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the tag information extraction result which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係るタグ情報抽出のためのSAR再生処理における画像の対応付けの一例を示す図である。6 is a diagram illustrating an example of image association in SAR reproduction processing for tag information extraction according to Embodiment 1. FIG.

以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

実施の形態1.
図1は、本実施の形態に係る画像処理システム100の全体構成図である。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is an overall configuration diagram of an image processing system 100 according to the present embodiment.

図1において、画像処理システム100は、合成開口レーダ200(SAR)、RFID(Radio・Frequency・Identification)タグ300、合成開口レーダ画像処理設備400を備える。この図では、RFIDタグ300を2つ示しているが、RFIDタグ300は1つ又は3つ以上あってもよい。   In FIG. 1, an image processing system 100 includes a synthetic aperture radar 200 (SAR), an RFID (Radio Frequency Frequency Identification) tag 300, and a synthetic aperture radar image processing facility 400. Although two RFID tags 300 are shown in this figure, there may be one or three or more RFID tags 300.

まず、合成開口レーダ200について説明する。   First, the synthetic aperture radar 200 will be described.

合成開口レーダ200は、人工衛星や航空機等の飛行体に搭載されたレーダの一例である。合成開口レーダ200は、飛行体の進行方向(アジマス方向)に直角(レンジ方向)にマイクロ波(波長が約1mm〜1mの電磁波)を地表面に向かって照射し、観測対象物から戻ってくる電磁波のはね返りを受信する。その受信信号からは地表面の画像を得ることができるため、合成開口レーダ200は、画像レーダ、あるいは、イメージングレーダとも呼ばれる。合成開口レーダ200は、光学センサでは困難な夜間、雨天・曇天時、火山の噴煙に地表が覆われた状況下等における情報収集に有効である。   Synthetic aperture radar 200 is an example of a radar mounted on a flying object such as an artificial satellite or an aircraft. The synthetic aperture radar 200 irradiates a microwave (electromagnetic wave having a wavelength of about 1 mm to 1 m) toward the ground surface at a right angle (range direction) to the traveling direction (azimuth direction) of the flying object, and returns from the observation object. Receives the bounce of electromagnetic waves. Since an image of the ground surface can be obtained from the received signal, the synthetic aperture radar 200 is also called an image radar or an imaging radar. Synthetic aperture radar 200 is effective for collecting information at night, when it is difficult to use an optical sensor, during rainy or cloudy weather, or when the ground surface is covered with volcanic plume.

通常、合成開口レーダ200は、航空機に搭載されるものでは約10km、人工衛星に搭載されるものでは約60kmのビーム幅(観測幅)で地表面にパルス波を照射し、その反射波を受信することで、帯状に地表面のデータを取得する。アジマス方向の分解能はビーム幅で決まり、ビーム幅はアンテナ長に反比例するため、従前のレーダでは、アンテナの実開口長を長くして高分解能化を図っていた。しかし、プラットフォームに限界があるため、合成開口レーダ200では、信号処理により等価的にアンテナ長を増大して高分解能化を図っている。つまり、合成開口レーダ200では、信号処理によって受信信号を合成し、あたかも大きなアンテナでデータを取得したようにすることで、アジマス方向の分解能を向上させている。   Normally, the synthetic aperture radar 200 irradiates the ground surface with a pulse wave with a beam width (observation width) of about 10 km when mounted on an aircraft and about 60 km when mounted on an artificial satellite, and receives the reflected wave. By doing so, the data of the ground surface is acquired in a band shape. Since the resolution in the azimuth direction is determined by the beam width, and the beam width is inversely proportional to the antenna length, conventional radar has attempted to increase the resolution by increasing the actual aperture length of the antenna. However, since the platform is limited, in the synthetic aperture radar 200, the antenna length is equivalently increased by signal processing to achieve high resolution. In other words, the synthetic aperture radar 200 improves the resolution in the azimuth direction by synthesizing received signals by signal processing and acquiring data with a large antenna.

本実施の形態において、合成開口レーダ200は、飛行体の飛行中に、所定のチャープ率k(−1≦k<0又は0<k≦1)でチャープ変調(一次関数的に周波数を変化させるため、直線状周波数変調ともいう)した送信パルス(第1パルス信号)を所定のパルス繰り返し間隔PRIごとに生成する。合成開口レーダ200は、生成した送信パルスを合成開口レーダアンテナ201から地上に送信する。合成開口レーダ200は、送信した送信パルスが地上で反射した信号を受信信号として合成開口レーダアンテナ201で受信する。地上において、合成開口レーダアンテナ201から送信パルスが送信された領域に、RFIDタグ300が設置されている場合、合成開口レーダ200は、RFIDタグ300からの放射パルス(第2パルス信号)を受信信号の一部として合成開口レーダアンテナ201で受信する。合成開口レーダ200は、RFIDタグ300からの放射パルスと、RFIDタグ300が設置された地点を含む地上からの反射波とが混ざった受信信号を合成開口レーダ観測データとして出力する。合成開口レーダ観測データは、例えば、受信信号の振幅や位相等の信号情報を時系列で記録したデータである。飛行体が人工衛星の場合、合成開口レーダ観測データは、空中伝送(いわゆるダウンリンク)により合成開口レーダ画像処理設備400へ伝送される。飛行体が航空機の場合、航空機の内部に合成開口レーダ観測データを記録するデータレコーダが搭載され、着陸後にデータレコーダが合成開口レーダ画像処理設備400へ搬送される。   In the present embodiment, the synthetic aperture radar 200 performs chirp modulation (changes the frequency in a linear function) at a predetermined chirp rate k (−1 ≦ k <0 or 0 <k ≦ 1) during the flight of the flying object. Therefore, a transmission pulse (also referred to as linear frequency modulation) (first pulse signal) is generated at every predetermined pulse repetition interval PRI. The synthetic aperture radar 200 transmits the generated transmission pulse from the synthetic aperture radar antenna 201 to the ground. The synthetic aperture radar 200 receives a signal obtained by reflecting the transmitted pulse transmitted on the ground as a reception signal by the synthetic aperture radar antenna 201. When the RFID tag 300 is installed on the ground in the region where the transmission pulse is transmitted from the synthetic aperture radar antenna 201, the synthetic aperture radar 200 receives the radiation pulse (second pulse signal) from the RFID tag 300 as a reception signal. Are received by the synthetic aperture radar antenna 201. Synthetic aperture radar 200 outputs a reception signal in which a radiation pulse from RFID tag 300 and a reflected wave from the ground including the point where RFID tag 300 is installed is mixed as synthetic aperture radar observation data. Synthetic aperture radar observation data is data in which signal information such as amplitude and phase of a received signal is recorded in time series, for example. When the flying object is an artificial satellite, the synthetic aperture radar observation data is transmitted to the synthetic aperture radar image processing facility 400 by air transmission (so-called downlink). When the flying object is an aircraft, a data recorder for recording synthetic aperture radar observation data is mounted inside the aircraft, and the data recorder is transported to the synthetic aperture radar image processing facility 400 after landing.

なお、本実施の形態では、上記のような送信パルスを生成して送信できるものであれば、合成開口レーダ200に代えて、他の種類のレーダを利用しても構わない。   In the present embodiment, other types of radars may be used instead of the synthetic aperture radar 200 as long as the transmission pulses as described above can be generated and transmitted.

次に、RFIDタグ300について説明する。   Next, the RFID tag 300 will be described.

RFIDタグ300は、地上に設置された無線通信装置の一例である。RFIDタグ300は、ID情報(識別子)等が埋め込まれたタグである。通常、タグは、電磁界や電波等を用いた近距離(周波数帯によって異なるが、数cm〜数m)の無線通信によりRFIDリーダ/ライタと情報のやり取りをするものである。タグには、パッシブタグと呼ばれる受動型のタグとアクティブタグと呼ばれる能動型のタグとの2種類がある。本実施の形態では、RFIDタグ300は、能動型のタグである。RFIDタグ300は、無線局の免許を受ける必要のない特定小電力無線局であることが望ましい。   The RFID tag 300 is an example of a wireless communication device installed on the ground. The RFID tag 300 is a tag in which ID information (identifier) or the like is embedded. Usually, a tag exchanges information with an RFID reader / writer by wireless communication at a short distance (several centimeters to several meters, depending on a frequency band) using an electromagnetic field or radio waves. There are two types of tags: passive tags called passive tags and active tags called active tags. In this embodiment, the RFID tag 300 is an active tag. The RFID tag 300 is preferably a specific low-power radio station that does not require a radio station license.

本実施の形態において、RFIDタグ300は、任意のチャープ率k’(−1≦k’<0又は0<k’≦1)(合成開口レーダ200のチャープ率kと同じでもよいし、異なっていてもよい)でチャープ変調した放射パルス(第2パルス信号)を、合成開口レーダ200により送信された送信パルスのパルス繰り返し間隔PRIと異なるパルス繰り返し間隔PRI’ごとに生成する。RFIDタグ300は、生成した放射パルスをアンテナ部301から合成開口レーダ200に送信する。前述したように、合成開口レーダ200は、RFIDタグ300からの放射パルスを受信信号の一部として受信する。即ち、RFIDタグ300は、送信した放射パルスを受信信号の一部として合成開口レーダ200に受信させる。例えば、放射パルスの中心周波数を送信パルスの中心周波数とほぼ一致するように設定すれば、放射パルスを合成開口レーダ200に否応なく受信させることができる。   In the present embodiment, the RFID tag 300 has an arbitrary chirp rate k ′ (−1 ≦ k ′ <0 or 0 <k ′ ≦ 1) (may be the same as or different from the chirp rate k of the synthetic aperture radar 200). May be generated for each pulse repetition interval PRI ′ different from the pulse repetition interval PRI of the transmission pulse transmitted by the synthetic aperture radar 200. The RFID tag 300 transmits the generated radiation pulse from the antenna unit 301 to the synthetic aperture radar 200. As described above, the synthetic aperture radar 200 receives the radiation pulse from the RFID tag 300 as a part of the reception signal. That is, the RFID tag 300 causes the synthetic aperture radar 200 to receive the transmitted radiation pulse as a part of the reception signal. For example, if the center frequency of the radiation pulse is set so as to substantially coincide with the center frequency of the transmission pulse, the synthetic aperture radar 200 can inevitably receive the radiation pulse.

なお、本実施の形態では、上記のような放射パルスを生成して送信できるものであれば、RFIDタグ300に代えて、他の種類の無線通信装置を利用しても構わない。   In the present embodiment, other types of wireless communication devices may be used instead of the RFID tag 300 as long as the above-described radiation pulse can be generated and transmitted.

RFIDタグ300は、複数のGPS(全地球測位システム)衛星からなるGPS衛星群101からGPS信号(測位信号)をGPS受信機302で受信する。RFIDタグ300は、受信したGPS信号に基づいて、自己の地理上の位置を測定する。RFIDタグ300は、測定した位置を示す位置情報を生成し、生成した位置情報を出力する。位置情報は、例えば、RFIDタグ300が設置された地点の緯度・経度、高度等を示す情報である。   The RFID tag 300 receives a GPS signal (positioning signal) from a GPS satellite group 101 including a plurality of GPS (global positioning system) satellites by a GPS receiver 302. The RFID tag 300 measures its geographical position based on the received GPS signal. The RFID tag 300 generates position information indicating the measured position, and outputs the generated position information. The position information is information indicating, for example, the latitude / longitude, altitude, etc. of the point where the RFID tag 300 is installed.

図2は、RFIDタグ300の構成を示すブロック図である。   FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the RFID tag 300.

図2において、RFIDタグ300は、前述したアンテナ部301のほか、ID設定部303、信号処理部304、外部装置インタフェース部305、ネットワークインタフェース部306、タイマ部307、給電制御部308、送信部309、増幅部310、RFフィルタ部311、電源部312を備える。また、RFIDタグ300は、前述したGPS受信機302等の外部装置321、ルータ322を具備する。   2, in addition to the antenna unit 301 described above, the RFID tag 300 includes an ID setting unit 303, a signal processing unit 304, an external device interface unit 305, a network interface unit 306, a timer unit 307, a power supply control unit 308, and a transmission unit 309. , An amplification unit 310, an RF filter unit 311, and a power supply unit 312. The RFID tag 300 includes an external device 321 such as the GPS receiver 302 described above and a router 322.

ID設定部303は、RFIDタグ300のID情報を設定する。ID設定部303は、例えば図3に示すようなディップスイッチで構成することができる。この例では、ID情報を12ビットとし、1つのディップスイッチにつきID情報の1ビットが設定できるようにID設定部303を構成している。   The ID setting unit 303 sets ID information of the RFID tag 300. The ID setting unit 303 can be configured by a dip switch as shown in FIG. 3, for example. In this example, the ID setting unit 303 is configured so that the ID information is 12 bits and one bit of ID information can be set for each dip switch.

信号処理部304は、CPU(Central・Processing・Unit)やメモリ等から構成される。信号処理部304は、ID設定部303で設定されたID情報をCPUにより読み取ってメモリに記憶する。また、信号処理部304は、外部装置インタフェース部305を介して外部装置321から情報を取得し、その情報を必要に応じてCPUにより加工等した上でメモリに記憶する。例えば、信号処理部304は、外部装置インタフェース部305を介してGPS受信機302からGPS信号を取得し、取得したGPS信号(即ち、航法データ)に基づいて、前述した位置情報をCPUにより生成し、生成した位置情報をメモリに記憶する。信号処理部304は、ネットワークインタフェース部306、ルータ322を介して、メモリに記憶した位置情報等の情報を合成開口レーダ画像処理設備400に送信(出力)する。また、信号処理部304は、後述する放射パルス生成処理をCPUにより実行して放射パルスを生成する。信号処理部304は、タイマ部307を用いてパルス繰り返し間隔PRI’ごとに放射パルスを生成する。このとき、信号処理部304は、メモリから任意の情報を読み出し、読み出した情報を載せた放射パルスを生成することができる。信号処理部304は、生成した放射パルスを、給電制御部308、送信部309、増幅部310、RFフィルタ部311を介して、アンテナ部301から送信する。   The signal processing unit 304 includes a CPU (Central Processing Unit), a memory, and the like. The signal processing unit 304 reads the ID information set by the ID setting unit 303 by the CPU and stores it in the memory. Further, the signal processing unit 304 acquires information from the external device 321 via the external device interface unit 305, processes the information by the CPU as necessary, and stores the information in a memory. For example, the signal processing unit 304 acquires a GPS signal from the GPS receiver 302 via the external device interface unit 305, and generates the above-described position information by the CPU based on the acquired GPS signal (that is, navigation data). The generated position information is stored in the memory. The signal processing unit 304 transmits (outputs) information such as position information stored in the memory to the synthetic aperture radar image processing facility 400 via the network interface unit 306 and the router 322. Further, the signal processing unit 304 generates a radiation pulse by executing a radiation pulse generation process, which will be described later, by the CPU. The signal processing unit 304 uses the timer unit 307 to generate a radiation pulse at each pulse repetition interval PRI ′. At this time, the signal processing unit 304 can read arbitrary information from the memory and generate a radiation pulse with the read information. The signal processing unit 304 transmits the generated radiation pulse from the antenna unit 301 via the power supply control unit 308, the transmission unit 309, the amplification unit 310, and the RF filter unit 311.

本実施の形態では、信号処理部304は、メモリからID情報をCPUにより読み出し、読み出したID情報を載せた放射パルスを生成するものとする。つまり、本実施の形態では、RFIDタグ300は、RFIDタグ300のID情報を示す信号を放射パルスとして送信する。このとき、RFIDタグ300は、例えば、最初にID情報を載せていない放射パルスを送信し、その後に、ID情報を載せた放射パルスを送信する。ID情報が12ビットであれば、RFIDタグ300は、最初の放射パルスの後に、各ビットを載せた12個の放射パルスを送信する。最初の放射パルスは、RFIDタグ300の位置を知らせるために送信されるものであり、他の放射パルスよりも信号強度が高く設定される。一方、ID情報の各ビットを載せた放射パルスは、ビット値を知らせるために送信されるものであり、ビット値に応じて信号強度が設定される(例えば、信号強度を、ビット値が0ならば弱又は強とし、ビット値が1ならば逆とする)。なお、RFIDタグ300は、複数ビットを1つの放射パルスに載せて送信してもよいし、ID情報を載せた放射パルスのみを送信してもよい。また、信号強度の高低以外によってビット値を表すようにしてもよい。   In the present embodiment, the signal processing unit 304 reads ID information from the memory by the CPU, and generates a radiation pulse on which the read ID information is placed. That is, in this embodiment, the RFID tag 300 transmits a signal indicating ID information of the RFID tag 300 as a radiation pulse. At this time, for example, the RFID tag 300 transmits a radiation pulse not bearing ID information first, and then transmits a radiation pulse bearing ID information. If the ID information is 12 bits, the RFID tag 300 transmits 12 radiation pulses carrying each bit after the first radiation pulse. The first radiation pulse is transmitted to inform the position of the RFID tag 300, and the signal intensity is set higher than the other radiation pulses. On the other hand, the radiation pulse carrying each bit of the ID information is transmitted to inform the bit value, and the signal strength is set according to the bit value (for example, if the signal strength is 0) Weak or strong, and vice versa). Note that the RFID tag 300 may transmit a plurality of bits on one radiation pulse, or may transmit only a radiation pulse having ID information. Further, the bit value may be represented by other than the signal strength.

電源部312は、各部に電力を供給する。   The power supply unit 312 supplies power to each unit.

図4は、RFIDタグ300による放射パルス生成処理の手順を示す図である。   FIG. 4 is a diagram illustrating a procedure of radiation pulse generation processing by the RFID tag 300.

図4のステップS101(参照関数パラメータ決定)及びステップS102(レンジ逆参照関数生成)において、信号処理部304は、適当なチャープ率k’とパルス幅τ’により、レンジ逆参照関数r(t)を作成する。
r(t)=A×[cos{πk’(t−τ’)}+i×sin{πk’(t−τ’)}}(ただし0≦t≦τ)
ここで、tは時刻である。τ’は放射パルスのパルス幅である。iは虚数単位である。即ち、i=√(−1)である。前述したように、k’は放射パルスのチャープ率である。k’>0の場合をアップチャープ(一次関数的に周波数を増加させること)、k’<0の場合をダウンチャープ(一次関数的に周波数を減少させること)という。k’とτ’は、それぞれ合成開口レーダ200が送信する送信パルスのチャープ率k、パルス幅τと同じでもよいが、異なっていてもよい。本実施の形態では、RFIDタグ300は、合成開口レーダ200が送信する送信パルスの周期(パルス繰り返し間隔PRI)とは全く別の周期(パルス繰り返し間隔PRI’)で放射パルスを放射する。よって、後述する通常のSAR再生処理により得られる画像上に、RFIDタグ300から放射した放射パルスは鮮明には映らない(放射パルスはレンジ圧縮もアジマス圧縮もされない)。つまり、PRI’≠PRIとすることによって、放射パルスを、後述する通常のSAR再生処理にてレンジ圧縮処理及びアジマス圧縮処理が実行されたときに振幅が一定以上にならないように制御する。
In step S101 (reference function parameter determination) and step S102 (range inverse reference function generation) in FIG. 4, the signal processing unit 304 determines the range inverse reference function r (t) based on an appropriate chirp rate k ′ and pulse width τ ′. Create
r (t) = A × [cos {πk ′ (t−τ ′) 2 } + i × sin {πk ′ (t−τ ′) 2 }} (where 0 ≦ t ≦ τ)
Here, t is time. τ ′ is the pulse width of the radiation pulse. i is an imaginary unit. That is, i = √ (−1). As described above, k ′ is the chirp rate of the radiation pulse. The case of k ′> 0 is called up-chirp (increasing the frequency in a linear function), and the case of k ′ <0 is called down-chirp (increasing the frequency in a linear function). k ′ and τ ′ may be the same as or different from the chirp rate k and pulse width τ of the transmission pulse transmitted by the synthetic aperture radar 200, respectively. In the present embodiment, the RFID tag 300 radiates a radiation pulse at a cycle (pulse repetition interval PRI ′) that is completely different from the cycle of the transmission pulse (pulse repetition interval PRI) transmitted by the synthetic aperture radar 200. Therefore, the radiation pulse radiated from the RFID tag 300 is not clearly displayed on an image obtained by a normal SAR reproduction process described later (the radiation pulse is not subjected to range compression or azimuth compression). That is, by setting PRI ′ ≠ PRI, the radiation pulse is controlled so that the amplitude does not exceed a certain level when the range compression process and the azimuth compression process are executed in the normal SAR reproduction process described later.

ステップS103(送信情報生成)において、信号処理部304は、送信するID情報(あるいは、後述するように、位置情報、その他の情報を含む任意の情報)をメモリから読み出して、必要に応じてCPUにより変換処理を行い、ビット列(送信時系列データ)を得る。   In step S103 (transmission information generation), the signal processing unit 304 reads ID information to be transmitted (or arbitrary information including position information and other information as will be described later) from the memory, and if necessary, CPU To perform a conversion process to obtain a bit string (transmission time-series data).

ステップS104(フーリエ変換)において、信号処理部304は、ステップS102で作成したr(t)をCPUによりフーリエ変換する。ここで、r(t)をフーリエ変換したものをR(f)と記す。   In step S104 (Fourier transform), the signal processing unit 304 Fourier transforms r (t) created in step S102 by the CPU. Here, a result of Fourier transform of r (t) is denoted as R (f).

ステップS105(フーリエ変換)において、信号処理部304は、ステップS103で得たID情報のビット列をCPUによりフーリエ変換する。ここで、ID情報のビット列をx(t)と記す。x(t)をフーリエ変換したものをX(f)と記す。   In step S105 (Fourier transform), the signal processing unit 304 performs Fourier transform on the bit string of the ID information obtained in step S103 by the CPU. Here, the bit string of the ID information is denoted as x (t). A result of Fourier transform of x (t) is denoted as X (f).

ステップS106(乗算)において、信号処理部304は、ステップS105で得たX(f)にステップS104で得たR(f)をCPUにより乗ずる。ここで、下記のように、X(f)にR(f)を乗じたものをY(f)と記す。
Y(f)=X(f)×R(f)
In step S106 (multiplication), the signal processing unit 304 multiplies X (f) obtained in step S105 by R (f) obtained in step S104 by the CPU. Here, as described below, X (f) multiplied by R (f) is denoted as Y (f).
Y (f) = X (f) × R (f)

ステップS107(逆フーリエ変換)において、信号処理部304は、ステップS106で得たY(f)をCPUにより逆フーリエ変換する。ここで、Y(f)を逆フーリエ変換したものをy(t)と記す。   In step S107 (inverse Fourier transform), the signal processing unit 304 performs inverse Fourier transform on Y (f) obtained in step S106 by the CPU. Here, Y (f) obtained by inverse Fourier transform is denoted as y (t).

ステップS107の後、信号処理部304は、上記y(t)を送信部309へ伝達し、ベースバンド変換して(中心周波数を合成開口レーダ200で受信可能な値に変換して)合成開口レーダ200へ放射する。   After step S107, the signal processing unit 304 transmits y (t) to the transmission unit 309, performs baseband conversion (converts the center frequency to a value receivable by the synthetic aperture radar 200), and the synthetic aperture radar. Radiate to 200.

信号処理部304は、上記の放射パルス生成処理を一定間隔で繰り返し行う。この間隔が、パルス繰り返し間隔PRI’である。前述したように、パルス繰り返し間隔PRI’は、合成開口レーダ200のパルス繰り返し間隔PRIとは一致しない。   The signal processing unit 304 repeatedly performs the above-described radiation pulse generation process at regular intervals. This interval is the pulse repetition interval PRI '. As described above, the pulse repetition interval PRI ′ does not coincide with the pulse repetition interval PRI of the synthetic aperture radar 200.

次に、合成開口レーダ画像処理設備400について説明する。   Next, the synthetic aperture radar image processing facility 400 will be described.

合成開口レーダ画像処理設備400は、地上に設置され、画像処理装置401を具備している。なお、合成開口レーダ画像処理設備400は、合成開口レーダ200が搭載された飛行体に設置されても構わない。   The synthetic aperture radar image processing facility 400 is installed on the ground and includes an image processing device 401. Synthetic aperture radar image processing equipment 400 may be installed on a flying object on which synthetic aperture radar 200 is mounted.

図5は、画像処理装置401の構成を示すブロック図である。   FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of the image processing apparatus 401.

図5において、画像処理装置401は、信号取得部402、情報取得部403、画像再生部404、画像処理部405を備える。各部の動作については後述する。   5, the image processing apparatus 401 includes a signal acquisition unit 402, an information acquisition unit 403, an image reproduction unit 404, and an image processing unit 405. The operation of each part will be described later.

また、画像処理装置401は、処理装置411、記憶装置412、入力装置413、出力装置414等のハードウェアを備える。ハードウェアは画像処理装置401の各部によって利用される。例えば、処理装置411は、画像処理装置401の各部でデータや情報の演算、加工、読み取り、書き込み等を行うために利用される。記憶装置412は、そのデータや情報を記憶するために利用される。また、入力装置413は、そのデータや情報を入力するために、出力装置414は、そのデータや情報を出力するために利用される。   The image processing apparatus 401 includes hardware such as a processing apparatus 411, a storage apparatus 412, an input apparatus 413, and an output apparatus 414. Hardware is used by each unit of the image processing apparatus 401. For example, the processing device 411 is used for performing calculation, processing, reading, writing, and the like of data and information in each unit of the image processing device 401. The storage device 412 is used for storing the data and information. The input device 413 is used to input the data and information, and the output device 414 is used to output the data and information.

図6は、画像処理装置401のハードウェア構成の一例を示す図である。   FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of the image processing apparatus 401.

図6において、画像処理装置401は、コンピュータであり、LCD901(Liquid・Crystal・Display)、キーボード902(K/B)、マウス903、FDD904(Flexible・Disk・Drive)、CDD905(Compact・Disc・Drive)、プリンタ906といったハードウェアデバイスを備えている。これらのハードウェアデバイスはケーブルや信号線で接続されている。LCD901の代わりに、CRT(Cathode・Ray・Tube)、あるいは、その他の表示装置が用いられてもよい。マウス903の代わりに、タッチパネル、タッチパッド、トラックボール、ペンタブレット、あるいは、その他のポインティングデバイスが用いられてもよい。   In FIG. 6, an image processing apparatus 401 is a computer, and includes an LCD 901 (Liquid / Crystal / Display), a keyboard 902 (K / B), a mouse 903, an FDD 904 (Flexible / Disk / Drive), and a CDD 905 (Compact / Disc / Drive). ) And a hardware device such as a printer 906. These hardware devices are connected by cables and signal lines. Instead of the LCD 901, a CRT (Cathode / Ray / Tube) or other display device may be used. Instead of the mouse 903, a touch panel, a touch pad, a trackball, a pen tablet, or other pointing devices may be used.

画像処理装置401は、プログラムを実行するCPU911を備えている。CPU911は、処理装置411の一例である。CPU911は、バス912を介してROM913(Read・Only・Memory)、RAM914(Random・Access・Memory)、通信ボード915、LCD901、キーボード902、マウス903、FDD904、CDD905、プリンタ906、HDD920(Hard・Disk・Drive)と接続され、これらのハードウェアデバイスを制御する。HDD920の代わりに、フラッシュメモリ、光ディスク装置、メモリカードリーダライタ又はその他の記憶媒体が用いられてもよい。   The image processing apparatus 401 includes a CPU 911 that executes a program. The CPU 911 is an example of the processing device 411. The CPU 911 includes a ROM 913 (Read / Only / Memory), a RAM 914 (Random / Access / Memory), a communication board 915, an LCD 901, a keyboard 902, a mouse 903, an FDD 904, a CDD 905, a printer 906, and an HDD 920 (Hard / Disk) via a bus 912. Connected with Drive) to control these hardware devices. Instead of the HDD 920, a flash memory, an optical disk device, a memory card reader / writer, or other storage medium may be used.

RAM914は、揮発性メモリの一例である。ROM913、FDD904、CDD905、HDD920は、不揮発性メモリの一例である。これらは、記憶装置412の一例である。通信ボード915、キーボード902、マウス903、FDD904、CDD905は、入力装置413の一例である。また、通信ボード915、LCD901、プリンタ906は、出力装置414の一例である。   The RAM 914 is an example of a volatile memory. The ROM 913, the FDD 904, the CDD 905, and the HDD 920 are examples of nonvolatile memories. These are examples of the storage device 412. The communication board 915, the keyboard 902, the mouse 903, the FDD 904, and the CDD 905 are examples of the input device 413. The communication board 915, the LCD 901, and the printer 906 are examples of the output device 414.

通信ボード915は、LAN(Local・Area・Network)等に接続されている。通信ボード915は、LANに限らず、IP−VPN(Internet・Protocol・Virtual・Private・Network)、広域LAN、ATM(Asynchronous・Transfer・Mode)ネットワークといったWAN(Wide・Area・Network)、あるいは、インターネットに接続されていても構わない。LAN、WAN、インターネットは、ネットワークの一例である。   The communication board 915 is connected to a LAN (Local / Area / Network) or the like. The communication board 915 is not limited to a LAN, but is an IP-VPN (Internet, Protocol, Private, Network), a wide area LAN, an ATM (Asynchronous / Transfer / Mode) network, or a WAN (Wide / Area / Network) It does not matter if it is connected to. LAN, WAN, and the Internet are examples of networks.

HDD920には、オペレーティングシステム921(OS)、ウィンドウシステム922、プログラム群923、ファイル群924が記憶されている。プログラム群923のプログラムは、CPU911、オペレーティングシステム921、ウィンドウシステム922により実行される。プログラム群923には、本実施の形態の説明において「〜部」として説明する機能を実行するプログラムが含まれている。プログラムは、CPU911により読み出され実行される。ファイル群924には、本実施の形態の説明において、「〜データ」、「〜情報」、「〜ID(識別子)」、「〜フラグ」、「〜結果」として説明するデータや情報や信号値や変数値やパラメータが、「〜ファイル」や「〜データベース」や「〜テーブル」の各項目として含まれている。「〜ファイル」や「〜データベース」や「〜テーブル」は、RAM914やHDD920等の記憶媒体に記憶される。RAM914やHDD920等の記憶媒体に記憶されたデータや情報や信号値や変数値やパラメータは、読み書き回路を介してCPU911によりメインメモリやキャッシュメモリに読み出され、抽出、検索、参照、比較、演算、計算、制御、出力、印刷、表示といったCPU911の処理(動作)に用いられる。抽出、検索、参照、比較、演算、計算、制御、出力、印刷、表示といったCPU911の処理中、データや情報や信号値や変数値やパラメータは、メインメモリやキャッシュメモリやバッファメモリに一時的に記憶される。   The HDD 920 stores an operating system 921 (OS), a window system 922, a program group 923, and a file group 924. The programs in the program group 923 are executed by the CPU 911, the operating system 921, and the window system 922. The program group 923 includes programs that execute the functions described as “˜units” in the description of the present embodiment. The program is read and executed by the CPU 911. The file group 924 includes data, information, and signal values described as “˜data”, “˜information”, “˜ID (identifier)”, “˜flag”, and “˜result” in the description of this embodiment. And variable values and parameters are included as items of “˜file”, “˜database”, and “˜table”. The “˜file”, “˜database”, and “˜table” are stored in a storage medium such as the RAM 914 or the HDD 920. Data, information, signal values, variable values, and parameters stored in a storage medium such as the RAM 914 and the HDD 920 are read out to the main memory and the cache memory by the CPU 911 via a read / write circuit, and extracted, searched, referenced, compared, and calculated. It is used for processing (operation) of the CPU 911 such as calculation, control, output, printing and display. During the processing of the CPU 911 such as extraction, search, reference, comparison, calculation, calculation, control, output, printing, and display, data, information, signal values, variable values, and parameters are temporarily stored in the main memory, cache memory, and buffer memory. Remembered.

本実施の形態の説明において用いるブロック図やフローチャートの矢印の部分は主としてデータや信号の入出力を示す。データや信号は、RAM914等のメモリ、FDD904のフレキシブルディスク(FD)、CDD905のコンパクトディスク(CD)、HDD920の磁気ディスク、光ディスク、DVD(Digital・Versatile・Disc)、あるいは、その他の記録媒体に記録される。また、データや信号は、バス912、信号線、ケーブル、あるいは、その他の伝送媒体により伝送される。   The arrows in the block diagrams and flowcharts used in the description of this embodiment mainly indicate input / output of data and signals. Data and signals are recorded in memory such as RAM 914, FDD904 flexible disk (FD), CDD905 compact disk (CD), HDD920 magnetic disk, optical disk, DVD (Digital Versatile Disc), or other recording media Is done. Data and signals are transmitted by a bus 912, a signal line, a cable, or other transmission media.

本実施の形態の説明において「〜部」として説明するものは、「〜回路」、「〜装置」、「〜機器」であってもよく、また、「〜ステップ」、「〜工程」、「〜手順」、「〜処理」であってもよい。即ち、「〜部」として説明するものは、ROM913に記憶されたファームウェアで実現されていても構わない。あるいは、「〜部」として説明するものは、ソフトウェアのみ、あるいは、素子、デバイス、基板、配線といったハードウェアのみで実現されていても構わない。あるいは、「〜部」として説明するものは、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせ、あるいは、ソフトウェアとハードウェアとファームウェアとの組み合わせで実現されていても構わない。ファームウェアとソフトウェアは、プログラムとして、フレキシブルディスク、コンパクトディスク、磁気ディスク、光ディスク、DVD等の記録媒体に記憶される。プログラムはCPU911により読み出され、CPU911により実行される。即ち、プログラムは、本実施の形態の説明で述べる「〜部」としてコンピュータを機能させるものである。あるいは、プログラムは、本実施の形態の説明で述べる「〜部」の手順や方法をコンピュータに実行させるものである。   In the description of the present embodiment, what is described as “to part” may be “to circuit”, “to device”, “to device”, and “to step”, “to process”, “to”. ~ Procedure "," ~ process ". That is, what is described as “˜unit” may be realized by firmware stored in the ROM 913. Alternatively, what is described as “˜unit” may be realized only by software, or only by hardware such as an element, a device, a board, and wiring. Alternatively, what is described as “to part” may be realized by a combination of software and hardware, or a combination of software, hardware and firmware. Firmware and software are stored as programs in a recording medium such as a flexible disk, a compact disk, a magnetic disk, an optical disk, and a DVD. The program is read by the CPU 911 and executed by the CPU 911. That is, the program causes the computer to function as “to part” described in the description of the present embodiment. Or a program makes a computer perform the procedure and method of "-part" described by description of this Embodiment.

図7は、画像処理装置401の動作(本実施の形態に係る画像処理方法、本実施の形態に係る画像処理プログラムの処理手順)を示すフローチャートである。なお、画像処理装置401の動作は、オフラインのバッチ処理として実行されてもよいし、リアルタイム処理として実行されてもよい。   FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the image processing apparatus 401 (the image processing method according to the present embodiment and the processing procedure of the image processing program according to the present embodiment). Note that the operation of the image processing apparatus 401 may be executed as offline batch processing or real-time processing.

図7のステップS201(信号取得処理)において、信号取得部402は、合成開口レーダ200から、合成開口レーダ200により出力される合成開口レーダ観測データ(受信信号)を取得して記憶装置412に記憶する。ここで、合成開口レーダ200が搭載された飛行体が人工衛星の場合、信号取得部402は、人工衛星から合成開口レーダ画像処理設備400へ伝送される合成開口レーダ観測データを直接受信する。合成開口レーダ200が搭載された飛行体が航空機の場合、信号取得部402は、合成開口レーダ画像処理設備400へ搬送されるデータレコーダから合成開口レーダ観測データを読み取る。   In step S201 (signal acquisition processing) in FIG. 7, the signal acquisition unit 402 acquires the synthetic aperture radar observation data (reception signal) output from the synthetic aperture radar 200 from the synthetic aperture radar 200 and stores it in the storage device 412. To do. Here, when the flying object on which the synthetic aperture radar 200 is mounted is an artificial satellite, the signal acquisition unit 402 directly receives the synthetic aperture radar observation data transmitted from the artificial satellite to the synthetic aperture radar image processing facility 400. When the flying object on which the synthetic aperture radar 200 is mounted is an aircraft, the signal acquisition unit 402 reads the synthetic aperture radar observation data from the data recorder conveyed to the synthetic aperture radar image processing facility 400.

ステップS202(情報取得処理)において、情報取得部403は、RFIDタグ300から、ネットワーク経由で、RFIDタグ300によりルータ322を介して送信される位置情報等の情報を受信(取得)して記憶装置412に記憶する。このとき、情報取得部403は、例えばRFIDタグ300から位置情報とあわせてRFIDタグ300のID情報を受信する等により、RFIDタグ300のID情報を取得し、取得した位置情報をRFIDタグ300のID情報と対応付けて記憶装置412に記憶する。   In step S202 (information acquisition processing), the information acquisition unit 403 receives (acquires) information such as position information transmitted from the RFID tag 300 via the router 322 via the network via the network, and stores the information. 412 is stored. At this time, the information acquisition unit 403 acquires the ID information of the RFID tag 300 by receiving the ID information of the RFID tag 300 together with the position information from the RFID tag 300, for example, and uses the acquired position information of the RFID tag 300. The information is stored in the storage device 412 in association with the ID information.

ステップS203(画像再生処理)において、画像再生部404は、信号取得部402により取得された合成開口レーダ観測データを記憶装置412から読み取る。画像再生部404は、読み取った合成開口レーダ観測データに対して、後述する通常のSAR再生処理を処理装置411により実行して地上のレーダ画像を再生する。   In step S <b> 203 (image reproduction processing), the image reproduction unit 404 reads the synthetic aperture radar observation data acquired by the signal acquisition unit 402 from the storage device 412. The image reproduction unit 404 reproduces a ground radar image by executing a normal SAR reproduction process described later on the read synthetic aperture radar observation data by the processing device 411.

ステップS204(画像処理)において、画像処理部405は、信号取得部402により取得された合成開口レーダ観測データを記憶装置412から読み取る。画像処理部405は、読み取った合成開口レーダ観測データに対して、後述するタグ情報抽出のためのSAR再生処理を処理装置411により実行して、画像再生部404により再生されたレーダ画像におけるRFIDタグ300の相対位置を特定する。このとき、画像処理部405は、タグ情報抽出の結果としてRFIDタグ300のID情報を取得し、取得したID情報と対応する位置情報を記憶装置412から読み取る。画像処理部405は、特定したRFIDタグ300の相対位置と、読み取った位置情報が示す地理上の位置とに基づいて、画像再生部404により再生されたレーダ画像を処理装置411により補正する。   In step S <b> 204 (image processing), the image processing unit 405 reads the synthetic aperture radar observation data acquired by the signal acquisition unit 402 from the storage device 412. The image processing unit 405 performs SAR reproduction processing for tag information extraction described later on the read synthetic aperture radar observation data by the processing device 411, and the RFID tag in the radar image reproduced by the image reproduction unit 404 300 relative positions are specified. At this time, the image processing unit 405 acquires ID information of the RFID tag 300 as a result of the tag information extraction, and reads position information corresponding to the acquired ID information from the storage device 412. The image processing unit 405 corrects the radar image reproduced by the image reproduction unit 404 by the processing device 411 based on the relative position of the identified RFID tag 300 and the geographical position indicated by the read position information.

図8は、画像処理装置401による通常のSAR再生処理及びタグ情報抽出のためのSAR再生処理の手順を示す図である。   FIG. 8 is a diagram illustrating a procedure of normal SAR reproduction processing and SAR reproduction processing for tag information extraction performed by the image processing apparatus 401.

まず、通常のSAR再生処理におけるレンジ圧縮処理について説明する。   First, the range compression process in the normal SAR reproduction process will be described.

図8のステップS301(PRIごとのデータ並べ替え)において、画像再生部404は、信号取得部402により取得された合成開口レーダ観測データをパルス繰り返し間隔PRIごとにアジマス方向(縦)に並べ替える。   In step S301 (data rearrangement for each PRI) in FIG. 8, the image reproduction unit 404 rearranges the synthetic aperture radar observation data acquired by the signal acquisition unit 402 in the azimuth direction (vertical) for each pulse repetition interval PRI.

図9に示すように、合成開口レーダ200がパルス繰り返し間隔PRIごとに送信パルスを送信すると、送信パルスが地表にて後方散乱し、合成開口レーダ200へ戻る。合成開口レーダ200は、これを受信信号として受信する。図10に示すように、合成開口レーダ200は、受信信号をパルス繰り返し間隔PRIごとに受信することになる。ここで、合成開口レーダ200が受信する受信信号を、パルス繰り返し間隔PRIごとに順番に受信信号1、受信信号2、・・・、受信信号Mとする。ステップS301では、画像再生部404は、合成開口レーダ観測データから、受信信号を抽出し、図10に示すようにアジマス方向にPRIごとに並べる(記憶装置412に記憶する)。その結果、受信信号1、受信信号2、・・・、受信信号Mがアジマス方向に順番に並べられ、図11に示すようにデータ数がN×Mの2次元データが得られる(記憶装置412に記憶される)。ここで、N=PRI/TCLKである。TCLKは合成開口レーダ200におけるA/D(アナログ/デジタル)変換のクロック周期とする。 As shown in FIG. 9, when synthetic aperture radar 200 transmits a transmission pulse at every pulse repetition interval PRI, the transmission pulse is backscattered on the ground surface and returns to synthetic aperture radar 200. Synthetic aperture radar 200 receives this as a received signal. As shown in FIG. 10, the synthetic aperture radar 200 receives a reception signal at each pulse repetition interval PRI. Here, the reception signals received by the synthetic aperture radar 200 are referred to as reception signal 1, reception signal 2,..., Reception signal M in order at each pulse repetition interval PRI. In step S301, the image reproduction unit 404 extracts received signals from the synthetic aperture radar observation data, and arranges them for each PRI in the azimuth direction as shown in FIG. 10 (stores them in the storage device 412). As a result, the received signal 1, the received signal 2,..., The received signal M are arranged in order in the azimuth direction, and two-dimensional data with the number of data N × M is obtained as shown in FIG. Remembered). Here, N = PRI / T CLK . T CLK is a clock period of A / D (analog / digital) conversion in the synthetic aperture radar 200.

画像再生部404は、このようにして得られた2次元データのM個のデータ(受信信号1、受信信号2、・・・、受信信号M)それぞれについて、ステップS302〜S306のレンジ圧縮処理を実行し、レンジ圧縮されたデータをM個得る。そして、画像再生部404は、レンジ圧縮されたM個の連続するデータに対して、ステップS307〜S311のアジマス圧縮処理を実行し、その結果として再生画像を得る。   The image reproduction unit 404 performs the range compression process of steps S302 to S306 for each of the M pieces of data (received signal 1, received signal 2,..., Received signal M) of the two-dimensional data obtained in this way. Executed to obtain M range-compressed data. Then, the image reproduction unit 404 performs the azimuth compression processing in steps S307 to S311 on the M consecutive data subjected to the range compression, and as a result, a reproduction image is obtained.

ステップS302(レンジ参照関数生成)において、画像再生部404は、下記のレンジ参照関数を処理装置411により作成する。
r(t)=A×[cos{πk(t−τ)}+i×sin{πk(t−τ)}](ただし0≦t≦τ)
ここで、前述したように、kは送信パルスのチャープ率、τは送信パルスのパルス幅である。その他についても、前述したものと同様である。
In step S302 (range reference function generation), the image reproduction unit 404 creates the following range reference function by the processing device 411.
r (t) = A × [cos {πk (t−τ) 2 } + i × sin {πk (t−τ) 2 }] (where 0 ≦ t ≦ τ)
Here, as described above, k is the chirp rate of the transmission pulse, and τ is the pulse width of the transmission pulse. Others are the same as described above.

ステップS303(フーリエ変換、複素共役)において、画像再生部404は、ステップS302で作成したr(t)を処理装置411によりフーリエ変換し、R(f)を作成する。   In step S303 (Fourier transform, complex conjugate), the image reproduction unit 404 performs Fourier transform on r (t) created in step S302 by the processing device 411 to create R (f).

ステップS304(レンジ方向のフーリエ変換)において、画像再生部404は、ステップS301で得られたデータx(t,s)を処理装置411によりレンジ方向にフーリエ変換し、X(f,s)とする。ここで、tはレンジ方向(合成開口レーダ200の電波送信方向)の時間変数、sはアジマス方向(合成開口レーダ200の進行方向)の時間変数である。   In step S304 (Fourier transform in the range direction), the image reproduction unit 404 performs Fourier transform on the data x (t, s) obtained in step S301 in the range direction by the processing device 411 to obtain X (f, s). . Here, t is a time variable in the range direction (radio wave transmission direction of the synthetic aperture radar 200), and s is a time variable in the azimuth direction (advancing direction of the synthetic aperture radar 200).

ステップS305(乗算)において、画像再生部404は、以下のように、ステップS304で得たX(f,s)にステップS303で得たR(f)の複素共役を処理装置411により乗じて、Y(f,s)とする。
Y(f,s)=X(f,s)×R(f)*(*は複素共役)
In step S305 (multiplication), the image reproduction unit 404 multiplies X (f, s) obtained in step S304 by the complex conjugate of R (f) obtained in step S303 by the processing device 411 as follows. Let Y (f, s).
Y (f, s) = X (f, s) x R (f) * (* is a complex conjugate)

ステップS306(レンジ方向の逆フーリエ変換)において、画像再生部404は、ステップS305で得たY(f,s)を処理装置411によりレンジ方向に逆フーリエ変換し、第1観測信号y(t,s)を得る。   In step S306 (inverse Fourier transform in the range direction), the image reproduction unit 404 performs inverse Fourier transform on Y (f, s) obtained in step S305 in the range direction by the processing device 411, and the first observation signal y (t, s).

次に、通常のSAR再生処理におけるアジマス圧縮処理について説明する。   Next, azimuth compression processing in normal SAR reproduction processing will be described.

ステップS307(アジマス参照関数生成)において、画像再生部404は、アジマス参照関数u(s)を処理装置411により作成する。式は省略する。   In step S307 (azimuth reference function generation), the image reproduction unit 404 creates the azimuth reference function u (s) by the processing device 411. The formula is omitted.

ステップS308(フーリエ変換、複素共役)において、画像再生部404は、ステップS307で作成したu(s)を処理装置411によりフーリエ変換し、U(f)を作成する。   In step S308 (Fourier transform, complex conjugate), the image reproduction unit 404 performs Fourier transform on u (s) created in step S307 by the processing device 411 to create U (f).

ステップS309(アジマス方向のフーリエ変換)において、画像再生部404は、ステップS306で得た第1観測信号y(t,s)を処理装置411によりアジマス方向にフーリエ変換し、V(t,f)とする。   In step S309 (Fourier transformation in the azimuth direction), the image reproduction unit 404 performs Fourier transformation in the azimuth direction by the processing device 411 on the first observation signal y (t, s) obtained in step S306, and V (t, f). And

ステップS310(乗算)において、画像再生部404は、以下のように、ステップS309で得たV(t,f)にステップS308で得たU(f)の複素共役を処理装置411により乗じて、W(t,f)とする。
W(t,f)=V(t,f)×U(f)*(*は複素共役)
In step S310 (multiplication), the image reproduction unit 404 multiplies V (t, f) obtained in step S309 by the complex conjugate of U (f) obtained in step S308 by the processing device 411 as follows. Let W (t, f).
W (t, f) = V (t, f) × U (f) * (* is a complex conjugate)

ステップS311(アジマス方向の逆フーリエ変換)において、画像再生部404は、ステップS310で得たW(t,f)を処理装置411によりアジマス方向に逆フーリエ変換し、w(t,s)を得る。これが通常の再生画像となる。   In step S311 (inverse Fourier transform in the azimuth direction), the image reproduction unit 404 performs inverse Fourier transform in the azimuth direction on W (t, f) obtained in step S310 to obtain w (t, s). . This is a normal playback image.

図12に示すように、RFIDタグ300は、合成開口レーダ200が送信パルスを送信する周期(パルス繰り返し間隔PRI)と異なる周期(パルス繰り返し間隔PRI’)で放射パルスを送信する。合成開口レーダ200は、放射パルスを受信信号の一部として受信するが、受信タイミングでない(即ち、送信タイミングである)期間では放射パルスを受信できない。そのため、合成開口レーダ200にて、放射パルスが一部欠落することになる。図13に示すように、合成開口レーダ200は、放射パルスの一部のみをパルス繰り返し間隔PRIごとに受信することになる。ここで、合成開口レーダ200が受信する受信信号を、パルス繰り返し間隔PRI’ごとに順番に受信信号1、受信信号2、・・・、受信信号M’とする(ただし、一部が欠落している)。ステップS301では、画像再生部404は、合成開口レーダ観測データから、受信信号を抽出し、図13に示すようにアジマス方向にPRIごとに並べる(記憶装置412に記憶する)。その結果、受信信号1の一部、受信信号1の別の一部、受信信号1の別の一部と受信信号2の一部、・・・がアジマス方向に順番に並べられ、アジマス方向のライン番号と放射パルスのパルス番号が同期しない。よって、RFIDタグ300の放射パルスはこのままでは単なるノイズとみなされ、通常のSAR再生処理ではレンジ圧縮もアジマス圧縮もされない。   As shown in FIG. 12, the RFID tag 300 transmits a radiation pulse at a period (pulse repetition interval PRI ') different from the period (pulse repetition interval PRI) at which the synthetic aperture radar 200 transmits a transmission pulse. The synthetic aperture radar 200 receives the radiation pulse as a part of the reception signal, but cannot receive the radiation pulse in a period that is not the reception timing (that is, the transmission timing). Therefore, a part of the radiation pulse is lost in the synthetic aperture radar 200. As shown in FIG. 13, the synthetic aperture radar 200 receives only a part of the radiation pulse at each pulse repetition interval PRI. Here, the received signals received by the synthetic aperture radar 200 are sequentially received signal 1, received signal 2,..., Received signal M ′ at every pulse repetition interval PRI ′ (however, some of them are missing) ) In step S301, the image reproduction unit 404 extracts received signals from the synthetic aperture radar observation data, and arranges them for each PRI in the azimuth direction as shown in FIG. 13 (stores them in the storage device 412). As a result, a part of the received signal 1, another part of the received signal 1, another part of the received signal 1 and a part of the received signal 2 are sequentially arranged in the azimuth direction. Line number and pulse number of radiation pulse are not synchronized. Therefore, the radiation pulse of the RFID tag 300 is regarded as simple noise as it is, and neither the range compression nor the azimuth compression is performed in the normal SAR reproduction processing.

一方、次に説明するタグ情報を抽出するためのSAR再生処理のステップS401では、画像処理部405は、合成開口レーダ観測データから、受信信号を抽出し、図14に示すようにアジマス方向にPRI’ごとに並べる(記憶装置412に記憶する)。その結果、受信信号1、受信信号2、・・・、受信信号M’がアジマス方向に順番に並べられ、アジマス方向のライン番号と放射パルスのパルス番号が同期する。そして、図15に示すように、データ数がN’×M’の2次元データが得られる(記憶装置412に記憶される)。ここで、N’=PRI’/TCLKである。TCLKは、前述したように、合成開口レーダ200におけるA/D変換のクロック周期とする。この状態でレンジ圧縮及びアジマス圧縮を行うとRFIDタグ300の情報(ビット列)が画像として再生される。逆に、通常の観測信号は周期PRIで送信・受信された信号であるから、PRI’ごとに並べ替えられることによって不連続な信号となり、レンジ圧縮もアジマス圧縮もされない。なお、受信信号1、受信信号2、・・・、受信信号M’は、それぞれ一部が欠落しているが、レンジ圧縮後のパルス幅(レンジ分解能)が劣化するだけであり、その影響は大きくない。レンジ分解能を抑えるため、PRI’はPRIより長くすることが望ましい。 On the other hand, in step S401 of the SAR reproduction process for extracting tag information to be described next, the image processing unit 405 extracts the received signal from the synthetic aperture radar observation data, and PRI in the azimuth direction as shown in FIG. Are arranged (stored in the storage device 412). As a result, the reception signal 1, the reception signal 2,..., The reception signal M ′ are sequentially arranged in the azimuth direction, and the line number in the azimuth direction and the pulse number of the radiation pulse are synchronized. Then, as shown in FIG. 15, two-dimensional data with the number of data N ′ × M ′ is obtained (stored in the storage device 412). Here, N ′ = PRI ′ / T CLK . T CLK is a clock period of A / D conversion in the synthetic aperture radar 200 as described above. When range compression and azimuth compression are performed in this state, information (bit string) of the RFID tag 300 is reproduced as an image. On the contrary, since the normal observation signal is a signal transmitted / received at the period PRI, it is a discontinuous signal when rearranged for each PRI ′, and neither the range compression nor the azimuth compression is performed. The reception signal 1, the reception signal 2,..., And the reception signal M ′ are partially missing, but only the pulse width (range resolution) after range compression is deteriorated, and the effect thereof is not big. In order to suppress the range resolution, it is desirable that PRI ′ is longer than PRI.

次に、タグ情報を抽出するためのSAR再生処理におけるレンジ圧縮処理について説明する。   Next, the range compression process in the SAR reproduction process for extracting tag information will be described.

図8のステップS401(PRI’ごとのデータ並べ替え)において、画像処理部405は、前述したように、信号取得部402により取得された合成開口レーダ観測データをパルス繰り返し間隔PRI’ごとにアジマス方向(縦)に並べ替え、上記の2次元データを得る。画像処理部405は、この2次元データのM’個のデータ(受信信号1、受信信号2、・・・、受信信号M’)それぞれについて、ステップS402〜S406のレンジ圧縮処理を実行し、レンジ圧縮されたデータをM’個得る。そして、画像処理部405は、レンジ圧縮されたM’個の連続するデータに対して、ステップS407〜S411のアジマス圧縮処理を実行し、その結果として再生画像を得る。   In step S401 (data rearrangement for each PRI ′) in FIG. 8, as described above, the image processing unit 405 uses the synthetic aperture radar observation data acquired by the signal acquisition unit 402 in the azimuth direction for each pulse repetition interval PRI ′. Rearrange (vertically) to obtain the above two-dimensional data. The image processing unit 405 executes the range compression processing of steps S402 to S406 for each of the M ′ data (received signal 1, received signal 2,..., Received signal M ′) of the two-dimensional data, Obtain M ′ pieces of compressed data. Then, the image processing unit 405 performs the azimuth compression processing of steps S407 to S411 on the M ′ continuous data subjected to the range compression, and as a result, a reproduced image is obtained.

ステップS402(レンジ参照関数生成)において、画像処理部405は、下記のレンジ参照関数を処理装置411により作成する。
r’(t)=A×[cos{πk’(t−τ)}+i×sin{πk’(t−τ)}}(ただし0≦t≦τ)
ここで、前述したように、k’はRFIDタグ300の放射パルスのチャープ率であり、既知であるか、又は、既知の計算方法により合成開口レーダ200の送信パルスのチャープ率kから求められるものとする。τ’は放射パルスのパルス幅であり、既知であるか、又は、既知の計算方法により合成開口レーダ200の送信パルスのパルス幅τから求められるものとする。その他についても、前述したものと同様である。
In step S402 (range reference function generation), the image processing unit 405 creates the following range reference function by the processing device 411.
r ′ (t) = A × [cos {πk ′ (t−τ) 2 } + i × sin {πk ′ (t−τ) 2 }} (where 0 ≦ t ≦ τ)
Here, as described above, k ′ is the chirp rate of the radiation pulse of the RFID tag 300, which is known or is obtained from the chirp rate k of the transmission pulse of the synthetic aperture radar 200 by a known calculation method. And τ ′ is the pulse width of the radiation pulse, and is known or is obtained from the pulse width τ of the transmission pulse of the synthetic aperture radar 200 by a known calculation method. Others are the same as described above.

ステップS403(フーリエ変換、複素共役)において、画像処理部405は、ステップS402で作成したr’(t)を処理装置411によりフーリエ変換し、R’(f)を作成する。   In step S403 (Fourier transform, complex conjugate), the image processing unit 405 performs Fourier transform on r ′ (t) created in step S402 by the processing device 411 to create R ′ (f).

ステップS404(レンジ方向のフーリエ変換)において、画像処理部405は、信号取得部402により取得された合成開口レーダ観測データx(t,s)を処理装置411によりレンジ方向にフーリエ変換し、X(f,s)とする。ここで、前述したように、tはレンジ方向(合成開口レーダ200の電波送信方向)の時間変数、sはアジマス方向(合成開口レーダ200の進行方向)の時間変数である。   In step S <b> 404 (Fourier transform in the range direction), the image processing unit 405 performs Fourier transform on the synthetic aperture radar observation data x (t, s) acquired by the signal acquisition unit 402 in the range direction by the processing device 411, and X ( f, s). Here, as described above, t is a time variable in the range direction (radio wave transmission direction of the synthetic aperture radar 200), and s is a time variable in the azimuth direction (advancing direction of the synthetic aperture radar 200).

ステップS405(乗算)において、画像処理部405は、以下のように、ステップS404で得たX(f,s)にステップS403で得たR’(f)の複素共役を処理装置411により乗じて、Y’(f,s)とする。
Y’(f,s)=X(f,s)×R’(f)*(*は複素共役)
In step S405 (multiplication), the image processing unit 405 multiplies X (f, s) obtained in step S404 by the complex conjugate of R ′ (f) obtained in step S403 by the processing device 411 as follows. , Y ′ (f, s).
Y ′ (f, s) = X (f, s) × R ′ (f) * (* is a complex conjugate)

ステップS406(レンジ方向の逆フーリエ変換)において、画像処理部405は、ステップS405で得たY’(f,s)を処理装置411によりレンジ方向に逆フーリエ変換し、第2観測信号y’(t,s)を得る。   In step S406 (inverse Fourier transform in the range direction), the image processing unit 405 performs inverse Fourier transform in the range direction on Y ′ (f, s) obtained in step S405 by the processing device 411, and obtains the second observation signal y ′ ( t, s).

次に、タグ情報を抽出するためのSAR再生処理におけるアジマス圧縮処理について説明する。   Next, the azimuth compression process in the SAR reproduction process for extracting tag information will be described.

ステップS407〜S411において、画像処理部405は、ステップS307〜S311の通常のアジマス圧縮処理と同じ処理を処理装置411により行い、w’(t,s)を得る。これがタグ情報を抽出した再生画像となる。   In steps S407 to S411, the image processing unit 405 performs the same processing as the normal azimuth compression processing in steps S307 to S311 by the processing device 411 to obtain w ′ (t, s). This is a reproduced image from which tag information has been extracted.

このように、本実施の形態では、通常のSAR再生処理(レンジ圧縮、アジマス圧縮)を行うと、地表面からの反射波は画像化されるが、RFIDタグ300からの放射パルスはレンジ圧縮においてもアジマス圧縮においてもパルス圧縮されず(S/N比が向上せず)、広がりをもつ暗いノイズ状態となる。また、RFIDタグ300のパルス繰り返し間隔がPRIではなくPRI’であることを考慮してSAR再生処理を行うことで、RFIDタグ300からの放射パルスはパルス圧縮され(S/N比が向上し)、今度は地表面からの反射波がパルス圧縮されずに広がりをもつ暗いノイズ状態となる。   Thus, in the present embodiment, when normal SAR reproduction processing (range compression, azimuth compression) is performed, the reflected wave from the ground surface is imaged, but the radiation pulse from the RFID tag 300 is subjected to range compression. Neither azimuth compression nor pulse compression (the S / N ratio does not improve) results in a broad and dark noise state. In addition, by performing the SAR reproduction process considering that the pulse repetition interval of the RFID tag 300 is PRI 'instead of PRI, the radiation pulse from the RFID tag 300 is pulse-compressed (the S / N ratio is improved). This time, the reflected wave from the ground surface becomes a dark noise state having a spread without being pulse-compressed.

上記のように、画像再生部404は、信号取得部402により取得された合成開口レーダ観測データ(受信信号)を、合成開口レーダ200と同じパルス繰り返し間隔PRIごとに、合成開口レーダ200と同じチャープ率kでレンジ圧縮して第1観測信号y(t,s)を生成する。画像再生部404は、レンジ圧縮した受信信号である第1観測信号y(t,s)をアジマス圧縮して第1圧縮信号w(t,s)を生成する。画像再生部404は、生成した第1圧縮信号w(t,s)から地上のレーダ画像(RFIDタグ300が映っていない画像)を再生する。一方、画像処理部405は、信号取得部402により取得された合成開口レーダ観測データ(受信信号)を、RFIDタグ300と同じで合成開口レーダ200とは異なるパルス繰り返し間隔PRI’ごとに、RFIDタグ300と同じで合成開口レーダ200とも同じ又は異なるチャープ率k’でレンジ圧縮して第2観測信号y’(t,s)を生成する。画像処理部405は、レンジ圧縮した受信信号である第2観測信号y’(t,s)をアジマス圧縮して第2圧縮信号w’(t,s)を生成する。画像処理部405は、生成した第2圧縮信号w’(t,s)からRFIDタグ300が映っている画像を再生する。   As described above, the image reproduction unit 404 uses the same chirp as that of the synthetic aperture radar 200 for the synthetic aperture radar observation data (received signal) acquired by the signal acquisition unit 402 at the same pulse repetition interval PRI as that of the synthetic aperture radar 200. The first observation signal y (t, s) is generated by performing range compression at a rate k. The image reproducing unit 404 performs azimuth compression on the first observation signal y (t, s), which is the range-compressed received signal, to generate a first compressed signal w (t, s). The image reproduction unit 404 reproduces a ground radar image (an image in which the RFID tag 300 is not reflected) from the generated first compressed signal w (t, s). On the other hand, the image processing unit 405 uses the RFID tag for the synthetic aperture radar observation data (received signal) acquired by the signal acquisition unit 402 for each pulse repetition interval PRI ′ that is the same as the RFID tag 300 but different from the synthetic aperture radar 200. The second observation signal y ′ (t, s) is generated by performing range compression at the same or different chirp rate k ′ as that of the synthetic aperture radar 200 as in 300. The image processing unit 405 generates a second compressed signal w ′ (t, s) by azimuth compressing the second observation signal y ′ (t, s), which is a range-compressed received signal. The image processing unit 405 reproduces an image showing the RFID tag 300 from the generated second compressed signal w ′ (t, s).

本実施の形態では、RFIDタグ300は、合成開口レーダ200からの送信パルスを受信して、その特性を分析する必要がないため、低コストで実装可能である。また、電力消費量の削減効果がある。   In the present embodiment, the RFID tag 300 does not need to receive the transmission pulse from the synthetic aperture radar 200 and analyze the characteristics thereof, and therefore can be mounted at low cost. In addition, there is an effect of reducing power consumption.

ステップS412(通常の再生画像との対応付け)については後述する。   Step S412 (association with a normal reproduction image) will be described later.

図16は、タグ情報抽出のためのSAR再生処理の結果(タグ情報を抽出した再生画像)、即ち、タグ情報抽出結果の一例を示す図である。   FIG. 16 is a diagram illustrating an example of a result of SAR reproduction processing for tag information extraction (a reproduced image from which tag information is extracted), that is, a tag information extraction result.

図16に示すように、図8のステップS411で得られる画像には、RFIDタグ300からの放射パルスが輝点として映る。図16に示した画像は、前述した例のように、RFIDタグ300が、最初にID情報を載せていない放射パルスを送信し、その後に、12ビットのID情報を載せた放射パルスを送信する場合のものである。したがって、一番左の輝点がRFIDタグ300の位置(レーダ画像における相対位置)を示している。図7のステップS204において、画像処理装置401の画像処理部405は、このようにRFIDタグ300からの放射パルスが輝点として映った画像を、ステップS203で画像再生部404により再生された地上のレーダ画像(図8のステップS311で得られる画像)と重ね合わせ(比較し)、地上のレーダ画像のどの画素(あるいは画素群)がRFIDタグ300の設置された地点であるか(レーダ画像における相対位置)を特定する。このとき、画像処理部405は、図8のステップS412の処理を実行する。処理の内容については、後述する。また、画像処理部405は、図16のように画像上に表されたRFIDタグ300のID情報を読み取り(例えば、輝度によってビット値が判定できる)、読み取ったID情報で識別されるRFIDタグ300の位置情報を記憶装置412から抽出する。画像処理部405は、抽出した位置情報を参照することで、地上のレーダ画像においてRFIDタグ300の設置された地点にあたる画素(あるいは画素群)が地理上のどの位置に対応するかを判定する。そして、その判定結果に応じて、地上のレーダ画像を補正する(例えば、レーダ画像に緯度経度情報を付加すること等も含む)。   As shown in FIG. 16, the radiation pulse from the RFID tag 300 appears as a bright spot in the image obtained in step S411 of FIG. In the image shown in FIG. 16, as in the example described above, the RFID tag 300 transmits a radiation pulse not bearing ID information first, and then transmits a radiation pulse bearing 12-bit ID information. Is the case. Therefore, the leftmost bright spot indicates the position of the RFID tag 300 (relative position in the radar image). In step S204 of FIG. 7, the image processing unit 405 of the image processing apparatus 401 displays the image in which the radiation pulse from the RFID tag 300 is reflected as a bright spot in this manner on the ground reproduced by the image reproduction unit 404 in step S203. Overlay (compare) with the radar image (image obtained in step S311 in FIG. 8), which pixel (or pixel group) in the ground radar image is the point where the RFID tag 300 is installed (relative in the radar image) Position). At this time, the image processing unit 405 executes the process of step S412 of FIG. Details of the processing will be described later. Also, the image processing unit 405 reads the ID information of the RFID tag 300 represented on the image as shown in FIG. 16 (for example, the bit value can be determined by the luminance), and the RFID tag 300 identified by the read ID information. Are extracted from the storage device 412. The image processing unit 405 refers to the extracted position information to determine which position in the geographical area the pixel (or pixel group) corresponding to the point where the RFID tag 300 is installed corresponds to the ground radar image. Then, the radar image on the ground is corrected according to the determination result (for example, adding latitude / longitude information to the radar image).

図8のステップS412(通常の再生画像との対応付け)において、画像処理部405は、ステップS411で得た、RFIDタグ300が映っている画像(以下、タグ再生画像という)における点列の先頭が、ステップS311で画像再生部404により得られた地上のレーダ画像(以下、通常の再生画像という)のどこに対応するかについて、以下の計算を行う。なお、図17に、タグ再生画像(右側)及び通常の再生画像(左側)の例を示す。   In step S412 of FIG. 8 (association with a normal reproduction image), the image processing unit 405 starts the point sequence in the image (hereinafter referred to as tag reproduction image) obtained in step S411 in which the RFID tag 300 is shown. However, the following calculation is performed as to where the radar image on the ground (hereinafter referred to as a normal reproduction image) obtained by the image reproduction unit 404 in step S311 corresponds. FIG. 17 shows an example of a tag reproduction image (right side) and a normal reproduction image (left side).

タグ再生画像(図17の右側)にて、RFIDタグ300の放射パルスの点列にて先頭の位置(最初の受信信号に相当する輝点の画素番号)を(i’,j’)とする。ここで、0≦i’≦N’−1、0≦j’≦M’−1である。画像の左上隅が(0,0)、右下隅が(N’−1,M’−1)であるとする。一方、通常の再生画像(図17の左側)での対応する位置(画素番号)を(i,j)とする。ここで、0≦i≦N−1、0≦j≦M−1である。どちらの画像においても、RFIDタグ300から発射された信号(放射パルス)は、同じ時刻に合成開口レーダ200にて受信されたはずである。また、両方の画像は同じクロック信号周期TCLKに基づくので、どちらの画像においても、左上隅(観測先頭)からRFIDタグ300の位置まで数えた画素数は同じである。よって、
i’+j’×N’=i+j×N
となる。
In the tag reproduction image (right side in FIG. 17), the head position (pixel number of the bright spot corresponding to the first received signal) in the point sequence of the radiation pulse of the RFID tag 300 is (i ′, j ′). . Here, 0 ≦ i ′ ≦ N′−1 and 0 ≦ j ′ ≦ M′−1. Assume that the upper left corner of the image is (0, 0) and the lower right corner is (N'-1, M'-1). On the other hand, a corresponding position (pixel number) in a normal reproduction image (left side in FIG. 17) is defined as (i, j). Here, 0 ≦ i ≦ N−1 and 0 ≦ j ≦ M−1. In both images, the signal (radiation pulse) emitted from the RFID tag 300 should have been received by the synthetic aperture radar 200 at the same time. In addition, since both images are based on the same clock signal period TCLK , the number of pixels counted from the upper left corner (observation head) to the position of the RFID tag 300 is the same in both images. Therefore,
i ′ + j ′ × N ′ = i + j × N
It becomes.

(i’,j’)はタグ再生画像から読み取れる。iは上式の左辺をNで割った余りである。jは上式の左辺をNで割った値を切り捨てた値となる。即ち、画像処理部405は、
i=mod((i’+j’×N’)/N)(mod(a/b)はaをbで割った余りを意味する)
j=[(i’+j’×N’)/N]([x]は実数xを超えない最大のx、つまり、切り捨てを意味する)
として(i,j)を求めることができる。
(I ′, j ′) can be read from the tag reproduction image. i is the remainder of dividing the left side of the above equation by N. j is a value obtained by rounding down the value obtained by dividing the left side of the above expression by N. That is, the image processing unit 405
i = mod ((i ′ + j ′ × N ′) / N) (mod (a / b) means a remainder obtained by dividing a by b)
j = [(i ′ + j ′ × N ′) / N] ([x] means the maximum x not exceeding the real number x, that is, truncation)
(I, j) can be obtained as follows.

以上説明したように、本実施の形態において、RFIDタグ300では放射パルス生成処理が行われる。生成される放射パルスにはID情報(識別子)が含まれる。放射パルスは通常のSAR再生処理では画像化されないよう、合成開口レーダ200と異なるチャープ率、パルス幅を使用するとともに(同じチャープ率、パルス幅を使用してもよい)合成開口レーダ200と異なる周期で送信される。RFIDタグ300は放射パルスを合成開口レーダ200へ向けて発射する。合成開口レーダ200はRFIDタグ300の放射パルスを受信する。SAR観測データは合成開口レーダ画像処理設備400(地上設備)へ伝送される。SAR観測データには地表面からの後方散乱電波に加えて、RFIDタグ300から送信された放射パルスが重畳(加算)されている。合成開口レーダ画像処理設備400では(1)通常のSAR再生処理、(2)RFIDタグ300から送信された放射パルスを復元する(元のビット列に戻す)ための画像処理(チャープ率、パルス幅、放射パルスの周期が合成開口レーダ200と異なることを考慮したSAR再生処理)が行われる。上記(1)により生成される画像には、RFIDタグ300の情報(個々のRFIDタグ300を識別するビット列、即ち、ID情報等)は映っていない(正確には微弱なノイズとして画像の広い範囲に広がっている)。逆に、上記(2)により生成される画像には、RFIDタグ300の情報(ビット列)は表示されるが、地表面を示す画像は映っていない(正確には微弱なノイズとして広い範囲に広がっている)。上記(2)の画像上の点列(ID情報を表すビット列に相当)を読み取ることで、点列の発信源であるRFIDタグ300を特定することができる。このように、本実施の形態によれば、能動的に電波を放射するRFIDタグ300を利用して、合成開口レーダ200の再生画像から特定の位置を容易に検出することができる。これによりSAR画像に対して高精度な幾何学的補正を行うことが可能となる。また、RFIDタグ300が合成開口レーダ200と同期する必要がないため、低コストでシステムを構築することができる。   As described above, in the present embodiment, the RFID tag 300 performs a radiation pulse generation process. The generated radiation pulse includes ID information (identifier). The chirp rate and pulse width different from those of the synthetic aperture radar 200 are used (or the same chirp rate and pulse width may be used) so that the radiation pulse is not imaged in the normal SAR reproduction process, and the period different from that of the synthetic aperture radar 200. Sent by. The RFID tag 300 emits a radiation pulse toward the synthetic aperture radar 200. Synthetic aperture radar 200 receives the radiation pulse of RFID tag 300. The SAR observation data is transmitted to the synthetic aperture radar image processing facility 400 (ground facility). In addition to the backscattered radio waves from the ground surface, radiation pulses transmitted from the RFID tag 300 are superimposed (added) on the SAR observation data. In the synthetic aperture radar image processing facility 400, (1) normal SAR reproduction processing, and (2) image processing (chirp rate, pulse width, etc.) for restoring the radiation pulse transmitted from the RFID tag 300 (returning to the original bit string) SAR regeneration processing considering that the period of the radiation pulse is different from that of the synthetic aperture radar 200 is performed. In the image generated by the above (1), information of the RFID tag 300 (a bit string identifying each RFID tag 300, that is, ID information, etc.) is not reflected (exactly, a wide range of the image as weak noise). To spread). On the other hand, the information (bit string) of the RFID tag 300 is displayed in the image generated by (2) above, but the image showing the ground surface is not reflected (exactly, it spreads over a wide range as weak noise). ing). By reading the point sequence (corresponding to a bit sequence representing ID information) on the image of (2) above, the RFID tag 300 that is the source of the point sequence can be specified. Thus, according to the present embodiment, it is possible to easily detect a specific position from the reproduced image of the synthetic aperture radar 200 using the RFID tag 300 that actively radiates radio waves. This makes it possible to perform highly accurate geometric correction on the SAR image. Further, since the RFID tag 300 does not need to be synchronized with the synthetic aperture radar 200, a system can be constructed at a low cost.

従来のARC(Active・Radar・Calibrator)はSAR画像上に単なる「1点」としてしか映らなかった。本実施の形態では、RFIDタグ300側にて、RFIDタグ300から送信したい情報(ビット列)を逆レンジ圧縮処理(図4のステップS104〜S107)して放射パルスを生成し、この放射パルスをRFIDタグ300から送信する。これにより、RFIDタグ300からの放射パルスが、単なる「1点」としてではなく、「ビット列」として画像化される。つまり、本実施の形態によれば、RFIDタグ300から意味のある情報を送信することができる。   Conventional ARC (Active / Radar / Calibrator) was only shown as “one point” on the SAR image. In this embodiment, on the RFID tag 300 side, information (bit string) to be transmitted from the RFID tag 300 is subjected to reverse range compression processing (steps S104 to S107 in FIG. 4) to generate a radiation pulse. Transmit from tag 300. As a result, the radiation pulse from the RFID tag 300 is imaged as a “bit string”, not just as “one point”. That is, according to the present embodiment, meaningful information can be transmitted from the RFID tag 300.

また、従来のARCはSAR画像上に小さな輝点として映ってしまう。本実施の形態では、RFIDタグ300が、合成開口レーダ200の送信パルスとは異なる周期で放射パルスを送信する。これにより、通常のSAR再生処理ではRFIDタグ300からの放射パルスがレンジ圧縮及びアジマス圧縮されない。このような処理を行うことで、本実施の形態では、RFIDタグ300がSAR画像上に映らないようにすることができる。   Further, the conventional ARC appears as a small bright spot on the SAR image. In the present embodiment, the RFID tag 300 transmits a radiation pulse at a different period from the transmission pulse of the synthetic aperture radar 200. Thereby, in the normal SAR reproduction process, the radiation pulse from the RFID tag 300 is not subjected to range compression or azimuth compression. By performing such processing, in this embodiment, the RFID tag 300 can be prevented from being displayed on the SAR image.

実施の形態2.
本実施の形態について、主に実施の形態1との差異を説明する。
Embodiment 2. FIG.
In the present embodiment, differences from the first embodiment will be mainly described.

本実施の形態では、RFIDタグ300の信号処理部304は、メモリからID情報のほかに位置情報をCPUにより読み出し、読み出した位置情報を載せた放射パルスを生成する。つまり、本実施の形態では、RFIDタグ300は、RFIDタグ300の位置情報を示す信号を放射パルスとして送信する。そのため、信号処理部304は、ネットワークインタフェース部306、ルータ322を介して、メモリに記憶した位置情報を合成開口レーダ画像処理設備400に送信しなくてもよい。   In the present embodiment, the signal processing unit 304 of the RFID tag 300 reads position information from the memory in addition to the ID information by the CPU, and generates a radiation pulse with the read position information. That is, in the present embodiment, the RFID tag 300 transmits a signal indicating position information of the RFID tag 300 as a radiation pulse. Therefore, the signal processing unit 304 may not transmit the position information stored in the memory to the synthetic aperture radar image processing facility 400 via the network interface unit 306 and the router 322.

図7を用いて、本実施の形態に係る画像処理装置401の動作を説明する。   The operation of the image processing apparatus 401 according to this embodiment will be described with reference to FIG.

図7のステップS201、S203、S204については、実施の形態1と同様である。ステップS202は、ステップS204でタグ情報抽出のためのSAR再生処理が実行された後に実行される。   Steps S201, S203, and S204 in FIG. 7 are the same as those in the first embodiment. Step S202 is executed after the SAR reproduction process for extracting tag information is executed in step S204.

ステップS202(情報取得処理)において、情報取得部403は、画像処理部405により生成された第2圧縮信号からRFIDタグ300の位置情報を抽出(取得)して記憶装置412に記憶する。具体的には、情報取得部403は、図16の画像におけるID情報と同様に、図8のステップS411で得られる画像(RFIDタグ300が映っている画像)上に表されたRFIDタグ300の位置情報を読み取り(例えば、輝度によって位置情報のビット値が判定できる)、記憶装置412に記憶する。このとき、情報取得部403は、取得した位置情報を、画像処理部405によりタグ情報抽出の結果として取得された(即ち、同じく第2圧縮信号から抽出された)RFIDタグ300のID情報と対応付けて記憶装置412に記憶する。   In step S <b> 202 (information acquisition process), the information acquisition unit 403 extracts (acquires) position information of the RFID tag 300 from the second compressed signal generated by the image processing unit 405 and stores it in the storage device 412. Specifically, the information acquisition unit 403, like the ID information in the image of FIG. 16, displays the RFID tag 300 represented on the image (image showing the RFID tag 300) obtained in step S411 of FIG. The position information is read (for example, the bit value of the position information can be determined based on the luminance) and stored in the storage device 412. At this time, the information acquisition unit 403 corresponds to the acquired positional information with the ID information of the RFID tag 300 acquired as a result of the tag information extraction by the image processing unit 405 (that is, also extracted from the second compressed signal). In addition, it is stored in the storage device 412.

以上説明したように、本実施の形態において、RFIDタグ300はGPS受信機302を具備し、ID情報とともにGPS受信機302により得られる位置情報もあわせて放射パルスに載せて合成開口レーダ200へ送信する。つまり、RFIDタグ300による放射パルス生成処理で生成される放射パルスにはID情報のほか、位置情報が含まれる。これにより、RFIDタグ300の位置情報を合成開口レーダ画像処理設備400にて特定できる。   As described above, in the present embodiment, the RFID tag 300 includes the GPS receiver 302, and the position information obtained by the GPS receiver 302 along with the ID information is also put on the radiation pulse and transmitted to the synthetic aperture radar 200. To do. That is, the radiation pulse generated by the radiation pulse generation process by the RFID tag 300 includes position information in addition to the ID information. Thereby, the position information of the RFID tag 300 can be specified by the synthetic aperture radar image processing facility 400.

実施の形態3.
本実施の形態について、主に実施の形態1との差異を説明する。
Embodiment 3 FIG.
In the present embodiment, differences from the first embodiment will be mainly described.

本実施の形態では、RFIDタグ300は、電子基準点に付設されている。電子基準点は、GPS衛星群101からのGPS信号(測位信号)に基づいて、位置を観測する。電子基準点としては、例えば、国土地理院が管理する日本全国約1200ヵ所に設置されたGPS連続観測点を利用することができる。   In the present embodiment, the RFID tag 300 is attached to the electronic reference point. The electronic reference point observes the position based on the GPS signal (positioning signal) from the GPS satellite group 101. As the electronic reference point, for example, GPS continuous observation points installed at about 1200 locations throughout Japan managed by the Geographical Survey Institute can be used.

例えば、電子基準点は、GPS受信機、ルータを具備する。電子基準点は、GPS受信機でGPS衛星群101からのGPS信号を受信し、当該GPS信号に基づいて位置を観測する。そして、電子基準点は、位置の観測結果を示す位置情報を、RFIDタグ300の位置情報としてルータにより電子基準点網(ネットワーク)を介して合成開口レーダ画像処理設備400へ送信する。そのため、RFIDタグ300は、GPS受信機302やルータを具備していなくてもよい。電子基準点は、任意の情報をRFIDタグ300との間で送受信し、RFIDタグ300から受信した情報を合成開口レーダ画像処理設備400へ転送してもよい。   For example, the electronic reference point includes a GPS receiver and a router. The electronic reference point receives a GPS signal from the GPS satellite group 101 by a GPS receiver and observes the position based on the GPS signal. Then, the electronic reference point transmits position information indicating the position observation result to the synthetic aperture radar image processing facility 400 via the electronic reference point network (network) by the router as the position information of the RFID tag 300. Therefore, the RFID tag 300 does not have to include the GPS receiver 302 or the router. The electronic reference point may transmit / receive arbitrary information to / from the RFID tag 300 and transfer the information received from the RFID tag 300 to the synthetic aperture radar image processing facility 400.

図7を用いて、本実施の形態に係る画像処理装置401の動作を説明する。   The operation of the image processing apparatus 401 according to this embodiment will be described with reference to FIG.

図7のステップS201、S203、S204については、実施の形態1と同様である。ステップS202は、ステップS204でタグ情報抽出のためのSAR再生処理が実行された後に実行される。   Steps S201, S203, and S204 in FIG. 7 are the same as those in the first embodiment. Step S202 is executed after the SAR reproduction process for extracting tag information is executed in step S204.

ステップS202(情報取得処理)において、情報取得部403は、RFIDタグ300が付設された電子基準点から、電子基準点網経由で、電子基準点によりルータを介して送信される位置情報等の情報を受信(取得)して記憶装置412に記憶する。このとき、情報取得部403は、例えば電子基準点から位置情報とあわせてRFIDタグ300のID情報を受信する等により、RFIDタグ300のID情報を取得し、取得した位置情報をRFIDタグ300のID情報と対応付けて記憶装置412に記憶する。   In step S202 (information acquisition processing), the information acquisition unit 403 transmits information such as position information transmitted from the electronic reference point to which the RFID tag 300 is attached via the electronic reference point network via the router. Is received (acquired) and stored in the storage device 412. At this time, the information acquisition unit 403 acquires the ID information of the RFID tag 300, for example, by receiving the ID information of the RFID tag 300 together with the position information from the electronic reference point, and the acquired position information is stored in the RFID tag 300. The information is stored in the storage device 412 in association with the ID information.

以上説明したように、本実施の形態において、RFIDタグ300はGPS受信機302を具備する代わりに、電子基準点の近傍に設置される。各電子基準点の位置情報は国土地理院からオンライン公開されているため、電子基準点の番号とRFIDタグ300個々のID情報を照合することでRFIDタグ300の位置情報を合成開口レーダ画像処理設備400にて特定できる。   As described above, in the present embodiment, the RFID tag 300 is installed in the vicinity of the electronic reference point instead of including the GPS receiver 302. Since the position information of each electronic reference point is published online by the Geospatial Information Authority of Japan, the position information of the RFID tag 300 can be obtained from the synthetic aperture radar image processing equipment by collating the electronic reference point number with the ID information of each RFID tag 300. 400 can be specified.

実施の形態4.
本実施の形態について、主に実施の形態1との差異を説明する。
Embodiment 4 FIG.
In the present embodiment, differences from the first embodiment will be mainly described.

本実施の形態では、RFIDタグ300は、外部装置321として環境センサを具備する。環境センサは、周囲の環境として、例えば、気温、気圧、湿度、気象を観測するものである。気象を観測するものとしては、例えば、気象庁地域観測システム(AMeDAS:Automated・Meteorological・Data・Acquisition・System)の観測点を利用することができる。   In this embodiment, the RFID tag 300 includes an environmental sensor as the external device 321. The environmental sensor observes, for example, temperature, atmospheric pressure, humidity, and weather as the surrounding environment. For example, observation points of the Japan Meteorological Agency Regional Observation System (AMeDAS: Automated, Meteorological, Data, Acquisition, System) can be used for observing the weather.

RFIDタグ300の信号処理部304は、外部装置インタフェース部305を介して環境センサから観測値を取得し、取得した観測値を環境情報としてメモリに記憶する。信号処理部304は、メモリからID情報のほかに環境情報をCPUにより読み出し、読み出した環境情報を載せた放射パルスを生成する。つまり、本実施の形態では、RFIDタグ300は、環境センサの観測結果を環境情報として示す信号を放射パルスとして送信する。   The signal processing unit 304 of the RFID tag 300 acquires an observation value from the environment sensor via the external device interface unit 305, and stores the acquired observation value in a memory as environment information. The signal processing unit 304 reads environmental information from the memory in addition to the ID information by the CPU, and generates a radiation pulse on which the read environmental information is placed. That is, in the present embodiment, the RFID tag 300 transmits a signal indicating the observation result of the environmental sensor as environmental information as a radiation pulse.

図7を用いて、本実施の形態に係る画像処理装置401の動作を説明する。   The operation of the image processing apparatus 401 according to this embodiment will be described with reference to FIG.

図7のステップS201〜S203については、実施の形態1と同様である。   Steps S201 to S203 in FIG. 7 are the same as those in the first embodiment.

ステップS204(画像処理)において、画像処理部405は、信号取得部402により取得された合成開口レーダ観測データを記憶装置412から読み取る。画像処理部405は、読み取った合成開口レーダ観測データに対して、実施の形態1と同様に、タグ情報抽出のためのSAR再生処理を処理装置411により実行して、画像再生部404により再生されたレーダ画像におけるRFIDタグ300の相対位置を特定する。このとき、画像処理部405は、タグ情報抽出の結果としてRFIDタグ300のID情報を取得するとともに、前述した環境情報を取得する(即ち、第2圧縮信号からID情報及び環境情報を抽出する)。画像処理部405は、取得したID情報と対応する位置情報を記憶装置412から読み取る。画像処理部405は、特定したRFIDタグ300の相対位置と、読み取った位置情報が示す地理上の位置とに基づいて、画像再生部404により再生されたレーダ画像を処理装置411により補正する。そして、画像処理部405は、さらに、取得した環境情報に基づいて、そのレーダ画像を加工する。例えば、RFIDタグ300が具備する環境センサが気象を観測するものであれば、画像処理部405は、環境情報として気象の観測値を取得するため、地上のレーダ画像に、RFIDタグ300が設置された地点周辺の天気図を重ねた画像を生成することができる。   In step S <b> 204 (image processing), the image processing unit 405 reads the synthetic aperture radar observation data acquired by the signal acquisition unit 402 from the storage device 412. The image processing unit 405 executes SAR reproduction processing for tag information extraction on the read synthetic aperture radar observation data by the processing device 411 as in the first embodiment, and is reproduced by the image reproduction unit 404. The relative position of the RFID tag 300 in the radar image is specified. At this time, the image processing unit 405 acquires the ID information of the RFID tag 300 as a result of the tag information extraction and also acquires the environment information described above (that is, extracts the ID information and the environment information from the second compressed signal). . The image processing unit 405 reads position information corresponding to the acquired ID information from the storage device 412. The image processing unit 405 corrects the radar image reproduced by the image reproduction unit 404 by the processing device 411 based on the relative position of the identified RFID tag 300 and the geographical position indicated by the read position information. Then, the image processing unit 405 further processes the radar image based on the acquired environment information. For example, if the environment sensor included in the RFID tag 300 observes weather, the image processing unit 405 acquires the weather observation value as the environment information, so that the RFID tag 300 is installed in the ground radar image. It is possible to generate an image in which weather maps around a certain point are superimposed.

以上説明したように、本実施の形態において、RFIDタグ300による放射パルス生成処理で生成される放射パルスにはID情報のほか、温度や気象等の各種付属センサ(外部装置321)の観測値が含まれる。これにより、SAR画像に対して温度や気象等の付加情報を合成開口レーダ画像処理設備400にてマッピングできる。   As described above, in the present embodiment, the radiation pulse generated by the radiation pulse generation process by the RFID tag 300 includes the observation values of various attached sensors (external device 321) such as temperature and weather in addition to the ID information. included. Thereby, additional information such as temperature and weather can be mapped to the SAR image by the synthetic aperture radar image processing facility 400.

以上、本発明の実施の形態について説明したが、これらのうち、2つ以上の実施の形態を組み合わせて実施しても構わない。あるいは、これらのうち、1つの実施の形態を部分的に実施しても構わない。あるいは、これらのうち、2つ以上の実施の形態を部分的に組み合わせて実施しても構わない。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, you may implement combining 2 or more embodiment among these. Alternatively, one of these embodiments may be partially implemented. Or you may implement combining two or more embodiment among these partially.

100 画像処理システム、101 GPS衛星群、200 合成開口レーダ、201 合成開口レーダアンテナ、300 RFIDタグ、301 アンテナ部、302 GPS受信機、303 ID設定部、304 信号処理部、305 外部装置インタフェース部、306 ネットワークインタフェース部、307 タイマ部、308 給電制御部、309 送信部、310 増幅部、311 RFフィルタ部、312 電源部、321 外部装置、322 ルータ、400 合成開口レーダ画像処理設備、401 画像処理装置、402 信号取得部、403 情報取得部、404 画像再生部、405 画像処理部、411 処理装置、412 記憶装置、413 入力装置、414 出力装置、901 LCD、902 キーボード、903 マウス、904 FDD、905 CDD、906 プリンタ、911 CPU、912 バス、913 ROM、914 RAM、915 通信ボード、920 HDD、921 オペレーティングシステム、922 ウィンドウシステム、923 プログラム群、924 ファイル群。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Image processing system, 101 GPS satellite group, 200 Synthetic aperture radar, 201 Synthetic aperture radar antenna, 300 RFID tag, 301 Antenna part, 302 GPS receiver, 303 ID setting part, 304 Signal processing part, 305 External apparatus interface part, 306 Network interface unit, 307 Timer unit, 308 Power supply control unit, 309 Transmission unit, 310 Amplification unit, 311 RF filter unit, 312 Power supply unit, 321 External device, 322 Router, 400 Synthetic aperture radar image processing equipment, 401 Image processing device 402, signal acquisition unit, 403 information acquisition unit, 404 image reproduction unit, 405 image processing unit, 411 processing device, 412 storage device, 413 input device, 414 output device, 901 LCD, 902 keyboard, 903 mouse, 9 04 FDD, 905 CDD, 906 printer, 911 CPU, 912 bus, 913 ROM, 914 RAM, 915 communication board, 920 HDD, 921 operating system, 922 window system, 923 program group, 924 file group.

Claims (16)

飛行体に搭載されたレーダであって、チャープ変調した第1パルス信号を所定のパルス繰り返し間隔PRIごとに生成して地上に送信し、送信した第1パルス信号が地上で反射した信号を受信信号として受信するレーダから、前記受信信号を取得する信号取得部と、
地上に設置された無線通信装置であって、チャープ変調した第2パルス信号を、前記レーダにより送信された第1パルス信号のパルス繰り返し間隔PRIと異なるパルス繰り返し間隔PRI’ごとに生成して送信し、送信した第2パルス信号を前記受信信号の一部として前記レーダに受信させる無線通信装置の地理上の位置を示す位置情報を取得する情報取得部と、
前記信号取得部により取得された受信信号をパルス繰り返し間隔PRIごとにレンジ圧縮し、レンジ圧縮した受信信号をアジマス圧縮して第1圧縮信号を生成し、生成した第1圧縮信号から地上のレーダ画像を処理装置により再生する画像再生部と、
前記信号取得部により取得された受信信号をパルス繰り返し間隔PRI’ごとにレンジ圧縮し、レンジ圧縮した受信信号をアジマス圧縮して第2圧縮信号を生成し、生成した第2圧縮信号から、前記画像再生部により再生されたレーダ画像における前記無線通信装置の相対位置を特定し、特定した相対位置と前記情報取得部により取得された位置情報が示す地理上の位置とに基づいて、前記画像再生部により再生されたレーダ画像を処理装置により補正する画像処理部とを備えることを特徴とする画像処理装置。
A radar mounted on an air vehicle, which generates a chirp-modulated first pulse signal for each predetermined pulse repetition interval PRI and transmits it to the ground, and receives a signal obtained by reflecting the transmitted first pulse signal on the ground as a received signal. A signal acquisition unit that acquires the received signal from a radar that receives as:
A wireless communication apparatus installed on the ground, which generates and transmits a chirp-modulated second pulse signal for each pulse repetition interval PRI ′ different from the pulse repetition interval PRI ′ of the first pulse signal transmitted by the radar. An information acquisition unit that acquires position information indicating a geographical position of a wireless communication device that causes the radar to receive the transmitted second pulse signal as part of the received signal;
The received signal acquired by the signal acquisition unit is range-compressed for each pulse repetition interval PRI, the range-compressed received signal is azimuth-compressed to generate a first compressed signal, and the ground radar image is generated from the generated first compressed signal. An image reproducing unit for reproducing the image by a processing device;
The received signal acquired by the signal acquisition unit is range-compressed at each pulse repetition interval PRI ′, the range-compressed received signal is azimuth-compressed to generate a second compressed signal, and the image is generated from the generated second compressed signal. The relative position of the wireless communication device in the radar image reproduced by the reproduction unit is specified, and the image reproduction unit is based on the specified relative position and the geographical position indicated by the position information acquired by the information acquisition unit An image processing device comprising: an image processing unit that corrects the radar image reproduced by the processing device.
PRI’>PRIであることを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。   The image processing apparatus according to claim 1, wherein PRI ′> PRI. 前記レーダは、所定のチャープ率k(−1≦k<0又は0<k≦1)でチャープ変調した信号を前記第1パルス信号として送信し、
前記無線通信装置は、前記レーダにより送信された第1パルス信号のチャープ率kと異なるチャープ率k’(−1≦k’<0又は0<k’≦1)でチャープ変調した信号を前記第2パルス信号として送信し、
前記画像再生部は、前記信号取得部により取得された受信信号をパルス繰り返し間隔PRIごとにチャープ率kでレンジ圧縮し、レンジ圧縮した受信信号をアジマス圧縮して前記第1圧縮信号を生成し、
前記画像処理部は、前記信号取得部により取得された受信信号をパルス繰り返し間隔PRI’ごとにチャープ率k’でレンジ圧縮し、レンジ圧縮した受信信号をアジマス圧縮して前記第2圧縮信号を生成することを特徴とする請求項1又は2に記載の画像処理装置。
The radar transmits a signal chirp-modulated at a predetermined chirp rate k (−1 ≦ k <0 or 0 <k ≦ 1) as the first pulse signal,
The wireless communication apparatus performs a chirp modulation on a signal obtained by chirp modulation at a chirp rate k ′ (−1 ≦ k ′ <0 or 0 <k ′ ≦ 1) different from the chirp rate k of the first pulse signal transmitted by the radar. Send it as a two-pulse signal,
The image reproduction unit performs range compression on the reception signal acquired by the signal acquisition unit at a chirp rate k for each pulse repetition interval PRI, and azimuth compresses the range compressed reception signal to generate the first compressed signal,
The image processing unit performs range compression on the reception signal acquired by the signal acquisition unit at a chirp rate k ′ at each pulse repetition interval PRI ′, and azimuth-compresses the range-compressed reception signal to generate the second compressed signal. The image processing apparatus according to claim 1, wherein the image processing apparatus is an image processing apparatus.
前記無線通信装置は、前記無線通信装置の識別子を示す信号を前記第2パルス信号として送信し、
前記情報取得部は、取得した位置情報を前記無線通信装置の識別子と対応付けて記憶装置に記憶し、
前記画像処理部は、生成した第2圧縮信号から、さらに、前記無線通信装置の識別子を取得し、取得した識別子と対応する位置情報を記憶装置から読み取り、特定した相対位置と読み取った位置情報が示す地理上の位置とに基づいて、前記画像再生部により再生されたレーダ画像を補正することを特徴とする請求項1から3までのいずれかに記載の画像処理装置。
The wireless communication device transmits a signal indicating an identifier of the wireless communication device as the second pulse signal,
The information acquisition unit stores the acquired position information in a storage device in association with the identifier of the wireless communication device,
The image processing unit further acquires an identifier of the wireless communication device from the generated second compressed signal, reads position information corresponding to the acquired identifier from the storage device, and the specified relative position and the read position information are The image processing apparatus according to claim 1, wherein the radar image reproduced by the image reproduction unit is corrected based on a geographical position to be indicated.
前記無線通信装置は、測位衛星からの測位信号に基づいて前記位置情報を生成し、
前記情報取得部は、前記無線通信装置により生成された位置情報を取得することを特徴とする請求項1から4までのいずれかに記載の画像処理装置。
The wireless communication device generates the position information based on a positioning signal from a positioning satellite,
The image processing apparatus according to claim 1, wherein the information acquisition unit acquires position information generated by the wireless communication apparatus.
前記無線通信装置は、前記位置情報を示す信号を前記第2パルス信号として送信し、
前記情報取得部は、前記画像処理部により生成された第2圧縮信号から前記位置情報を取得することを特徴とする請求項1から5までのいずれかに記載の画像処理装置。
The wireless communication device transmits a signal indicating the position information as the second pulse signal,
The image processing apparatus according to claim 1, wherein the information acquisition unit acquires the position information from a second compressed signal generated by the image processing unit.
前記無線通信装置は、周囲の環境を観測する環境センサを具備し、前記環境センサの観測結果を環境情報として示す信号を前記第2パルス信号として送信し、
前記画像処理部は、生成した第2圧縮信号から、さらに、前記環境情報を取得し、取得した環境情報に基づいて、前記画像再生部により再生されたレーダ画像を加工することを特徴とする請求項1から6までのいずれかに記載の画像処理装置。
The wireless communication device includes an environmental sensor for observing the surrounding environment, and transmits a signal indicating the observation result of the environmental sensor as environmental information as the second pulse signal,
The image processing unit further acquires the environment information from the generated second compressed signal, and processes the radar image reproduced by the image reproduction unit based on the acquired environment information. Item 7. The image processing apparatus according to any one of Items 1 to 6.
地上に設置された無線通信装置において、
飛行体に搭載されたレーダであって、チャープ変調した第1パルス信号を所定のパルス繰り返し間隔PRIごとに生成して地上に送信し、送信した第1パルス信号が地上で反射した信号を受信信号として受信するレーダに対して、チャープ変調した第2パルス信号を、前記第1パルス信号のパルス繰り返し間隔PRIと異なるパルス繰り返し間隔PRI’ごとに生成して送信し、送信した第2パルス信号を前記受信信号の一部として前記レーダに受信させる送信部を備えることを特徴とする無線通信装置。
In a wireless communication device installed on the ground,
A radar mounted on an air vehicle, which generates a chirp-modulated first pulse signal for each predetermined pulse repetition interval PRI and transmits it to the ground, and receives a signal obtained by reflecting the transmitted first pulse signal on the ground as a received signal. The second pulse signal subjected to chirp modulation is generated and transmitted for each pulse repetition interval PRI ′ different from the pulse repetition interval PRI of the first pulse signal, and the transmitted second pulse signal is transmitted to the radar receiving as A wireless communication apparatus comprising: a transmitter that causes the radar to receive a part of a received signal.
画像処理装置の信号取得部が、飛行体に搭載されたレーダであって、チャープ変調した第1パルス信号を所定のパルス繰り返し間隔PRIごとに生成して地上に送信し、送信した第1パルス信号が地上で反射した信号を受信信号として受信するレーダから、前記受信信号を取得し、
前記画像処理装置の情報取得部が、地上に設置された無線通信装置であって、チャープ変調した第2パルス信号を、前記レーダにより送信された第1パルス信号のパルス繰り返し間隔PRIと異なるパルス繰り返し間隔PRI’ごとに生成して送信し、送信した第2パルス信号を前記受信信号の一部として前記レーダに受信させる無線通信装置の地理上の位置を示す位置情報を取得し、
前記画像処理装置の画像再生部が、前記信号取得部により取得された受信信号をパルス繰り返し間隔PRIごとにレンジ圧縮し、レンジ圧縮した受信信号をアジマス圧縮して第1圧縮信号を生成し、生成した第1圧縮信号から地上のレーダ画像を処理装置により再生し、
前記画像処理装置の画像処理部が、前記信号取得部により取得された受信信号をパルス繰り返し間隔PRI’ごとにレンジ圧縮し、レンジ圧縮した受信信号をアジマス圧縮して第2圧縮信号を生成し、生成した第2圧縮信号から、前記画像再生部により再生されたレーダ画像における前記無線通信装置の相対位置を特定し、特定した相対位置と前記情報取得部により取得された位置情報が示す地理上の位置とに基づいて、前記画像再生部により再生されたレーダ画像を処理装置により補正することを特徴とする画像処理方法。
The signal acquisition unit of the image processing apparatus is a radar mounted on an air vehicle, and generates a chirp-modulated first pulse signal for each predetermined pulse repetition interval PRI and transmits it to the ground. Obtains the received signal from a radar that receives a signal reflected on the ground as a received signal,
The information acquisition unit of the image processing device is a wireless communication device installed on the ground, and the second pulse signal subjected to chirp modulation is different from the pulse repetition interval PRI of the first pulse signal transmitted by the radar. Generating and transmitting at every interval PRI ′, obtaining position information indicating a geographical position of a wireless communication device that causes the radar to receive the transmitted second pulse signal as a part of the received signal;
The image reproduction unit of the image processing device performs range compression on the reception signal acquired by the signal acquisition unit at each pulse repetition interval PRI, and generates a first compressed signal by azimuth compressing the range compressed reception signal. The ground radar image is reproduced from the first compressed signal by the processing device,
The image processing unit of the image processing device performs range compression on the reception signal acquired by the signal acquisition unit for each pulse repetition interval PRI ′, and azimuth compresses the range compressed reception signal to generate a second compressed signal, The relative position of the wireless communication device in the radar image reproduced by the image reproduction unit is identified from the generated second compressed signal, and the geographical position indicated by the identified relative position and the position information acquired by the information acquisition unit An image processing method comprising: correcting a radar image reproduced by the image reproduction unit by a processing device based on a position.
飛行体に搭載されたレーダであって、チャープ変調した第1パルス信号を所定のパルス繰り返し間隔PRIごとに生成して地上に送信し、送信した第1パルス信号が地上で反射した信号を受信信号として受信するレーダから、前記受信信号を取得する信号取得処理と、
地上に設置された無線通信装置であって、チャープ変調した第2パルス信号を、前記レーダにより送信された第1パルス信号のパルス繰り返し間隔PRIと異なるパルス繰り返し間隔PRI’ごとに生成して送信し、送信した第2パルス信号を前記受信信号の一部として前記レーダに受信させる無線通信装置の地理上の位置を示す位置情報を取得する情報取得処理と、
前記信号取得処理により取得された受信信号をパルス繰り返し間隔PRIごとにレンジ圧縮し、レンジ圧縮した受信信号をアジマス圧縮して第1圧縮信号を生成し、生成した第1圧縮信号から地上のレーダ画像を処理装置により再生する画像再生処理と、
前記信号取得処理により取得された受信信号をパルス繰り返し間隔PRI’ごとにレンジ圧縮し、レンジ圧縮した受信信号をアジマス圧縮して第2圧縮信号を生成し、生成した第2圧縮信号から、前記画像再生処理により再生されたレーダ画像における前記無線通信装置の相対位置を特定し、特定した相対位置と前記情報取得処理により取得された位置情報が示す地理上の位置とに基づいて、前記画像再生処理により再生されたレーダ画像を処理装置により補正する画像処理とをコンピュータに実行させることを特徴とする画像処理プログラム。
A radar mounted on an air vehicle, which generates a chirp-modulated first pulse signal for each predetermined pulse repetition interval PRI and transmits it to the ground, and receives a signal obtained by reflecting the transmitted first pulse signal on the ground as a received signal. A signal acquisition process for acquiring the received signal from a radar receiving as
A wireless communication apparatus installed on the ground, which generates and transmits a chirp-modulated second pulse signal for each pulse repetition interval PRI ′ different from the pulse repetition interval PRI ′ of the first pulse signal transmitted by the radar. Information acquisition processing for acquiring position information indicating a geographical position of a wireless communication device that causes the radar to receive the transmitted second pulse signal as a part of the received signal;
The received signal acquired by the signal acquisition process is range-compressed at each pulse repetition interval PRI, the range-compressed received signal is azimuth-compressed to generate a first compressed signal, and the ground radar image is generated from the generated first compressed signal. Image reproduction processing for reproducing the image by a processing device;
The reception signal acquired by the signal acquisition process is range-compressed at each pulse repetition interval PRI ′, the range-compressed reception signal is azimuth-compressed to generate a second compressed signal, and the image is generated from the generated second compressed signal. The relative position of the wireless communication device in the radar image reproduced by the reproduction process is specified, and the image reproduction process is performed based on the specified relative position and the geographical position indicated by the position information acquired by the information acquisition process. An image processing program for causing a computer to execute image processing for correcting a radar image reproduced by the processing device using a processing device.
PRI’>PRIであることを特徴とする請求項10に記載の画像処理プログラム。   The image processing program according to claim 10, wherein PRI ′> PRI. 前記レーダは、所定のチャープ率k(−1≦k<0又は0<k≦1)でチャープ変調した信号を前記第1パルス信号として送信し、
前記無線通信装置は、前記レーダにより送信された第1パルス信号のチャープ率kと異なるチャープ率k’(−1≦k’<0又は0<k’≦1)でチャープ変調した信号を前記第2パルス信号として送信し、
前記画像再生処理は、前記信号取得処理により取得された受信信号をパルス繰り返し間隔PRIごとにチャープ率kでレンジ圧縮し、レンジ圧縮した受信信号をアジマス圧縮して前記第1圧縮信号を生成し、
前記画像処理は、前記信号取得処理により取得された受信信号をパルス繰り返し間隔PRI’ごとにチャープ率k’でレンジ圧縮し、レンジ圧縮した受信信号をアジマス圧縮して前記第2圧縮信号を生成することを特徴とする請求項10又は11に記載の画像処理プログラム。
The radar transmits a signal chirp-modulated at a predetermined chirp rate k (−1 ≦ k <0 or 0 <k ≦ 1) as the first pulse signal,
The wireless communication apparatus performs a chirp modulation on a signal obtained by chirp modulation at a chirp rate k ′ (−1 ≦ k ′ <0 or 0 <k ′ ≦ 1) different from the chirp rate k of the first pulse signal transmitted by the radar. Send it as a two-pulse signal,
In the image reproduction process, the reception signal acquired by the signal acquisition process is range-compressed at a chirp rate k for each pulse repetition interval PRI, the range-compressed reception signal is azimuth-compressed to generate the first compressed signal,
In the image processing, the reception signal acquired by the signal acquisition processing is range-compressed at a chirp rate k ′ at each pulse repetition interval PRI ′, and the range-compressed reception signal is azimuth-compressed to generate the second compressed signal. The image processing program according to claim 10 or 11, characterized in that
前記無線通信装置は、前記無線通信装置の識別子を示す信号を前記第2パルス信号として送信し、
前記情報取得処理は、取得した位置情報を前記無線通信装置の識別子と対応付けて記憶装置に記憶し、
前記画像処理は、生成した第2圧縮信号から、さらに、前記無線通信装置の識別子を取得し、取得した識別子と対応する位置情報を記憶装置から読み取り、特定した相対位置と読み取った位置情報が示す地理上の位置とに基づいて、前記画像再生処理により再生されたレーダ画像を補正することを特徴とする請求項10から12までのいずれかに記載の画像処理プログラム。
The wireless communication device transmits a signal indicating an identifier of the wireless communication device as the second pulse signal,
The information acquisition process stores the acquired position information in a storage device in association with the identifier of the wireless communication device,
The image processing further acquires an identifier of the wireless communication device from the generated second compressed signal, reads position information corresponding to the acquired identifier from the storage device, and indicates the specified relative position and the read position information. The image processing program according to any one of claims 10 to 12, wherein the radar image reproduced by the image reproduction process is corrected based on a geographical position.
前記無線通信装置は、測位衛星からの測位信号に基づいて前記位置情報を生成し、
前記情報取得処理は、前記無線通信装置により生成された位置情報を取得することを特徴とする請求項10から13までのいずれかに記載の画像処理プログラム。
The wireless communication device generates the position information based on a positioning signal from a positioning satellite,
The image processing program according to claim 10, wherein the information acquisition process acquires position information generated by the wireless communication device.
前記無線通信装置は、前記位置情報を示す信号を前記第2パルス信号として送信し、
前記情報取得処理は、前記画像処理により生成された第2圧縮信号から前記位置情報を取得することを特徴とする請求項10から14までのいずれかに記載の画像処理プログラム。
The wireless communication device transmits a signal indicating the position information as the second pulse signal,
15. The image processing program according to claim 10, wherein the information acquisition process acquires the position information from a second compressed signal generated by the image processing.
前記無線通信装置は、周囲の環境を観測する環境センサを具備し、前記環境センサの観測結果を環境情報として示す信号を前記第2パルス信号として送信し、
前記画像処理は、生成した第2圧縮信号から、さらに、前記環境情報を取得し、取得した環境情報に基づいて、前記画像再生処理により再生されたレーダ画像を加工することを特徴とする請求項10から15までのいずれかに記載の画像処理プログラム。
The wireless communication device includes an environmental sensor for observing the surrounding environment, and transmits a signal indicating the observation result of the environmental sensor as environmental information as the second pulse signal,
The image processing further includes acquiring the environment information from the generated second compressed signal, and processing a radar image reproduced by the image reproduction processing based on the acquired environment information. The image processing program according to any one of 10 to 15.
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