JP2019500615A - 撮像器を用いる遠隔測定方法およびシステム - Google Patents

Abstract

本発明は、パルス放射器および小型検出器の偏光により積分の持続期間が制御されるコンデンサに結合された空間小型検出器を含むマトリクス検出器による目標距離測定方法に関する。本方法は以下のステップ：Ａ）放射されたパルスの既知の方向に関する目標の方向、および目標により後方散乱されたパルスのエコーを検出器が検出する間の第１積分周期であって、目標が存在する第１距離スライスを決定する第１積分周期を決定するステップと、Ｂ）連続的な遠隔測定の反復、すなわち放射器によるパルスの放射および検出器によるエコーの検出のテストを、− 第１積分周期に基づいて、− 積分の持続期間の二分割により、− 目標のエコーの検出に基づいて実行する過程で第１距離スライスを短縮するステップであって、目標が存在し且つ第１距離スライスに含まれる第２の距離スライスが、このステップが完了した時点で決定されるステップと、Ｃ）第２の距離スライスを、− ステップＢから得られた積分周期に基づいて、− 積分の持続期間が一定のまま積分周期の位置を変化させることにより、− 目標のエコーの検出に基づいて実行される連続的な遠隔測定の反復の過程で短縮するステップであって、目標が存在し且つ第２の距離スライスに含まれる第３の距離スライスを、このステップが完了した時点で決定するステップとを含んでいる。

Description

本発明の分野は、目標と称する、遠隔測定対象の物体と、システムとの間を光が伝搬するのに要する時間に基づく距離測定に関する。システムは、目標の方向に光を放射する。放射された光の一部はシステムに向けて後方散乱される。システムは、この光を検出して、光の復路伝搬時間に基づいて距離を推定する。この遠隔測定原理は、長期にわたりレーザーパルステレメータに応用されてきた。

これらのテレメータにより、非協力的な目標の距離をメートル単位の精度で測定することが可能になる。テレメータからの放射は、目標の方向に十分向ける必要があり、帰還する光束が検出可能であるためには相当十分な量でなければならない。

達すべき目標が小さく且つ遠距離にある場合、性能を向上させる二通りの方式がある。第１の方式は目標の照射を増大させるものであり、第２の方式は受信器の感度を向上させるものである。

目標の照射の増大は、放射器の光束を増大させ、且つ放射の発散を減らすことにより得られる。放射される光束の増大は往々にして眼の保護の観点から制限され、発散を減少させるには目標への放射を高精度に整列配置しなければならない。

テレメータ内に、放射の良好な整列配置を可能にする空間検出、および遠隔測定の精度の時間検出を行うための原理が欧州特許第２００９／０６６３６０号明細書および欧州特許第１３７８３２８９．５号明細書に記述されている。空間検出を通じて目標の最も寄与する部分に対する最良の整列配置を与えることによる距離測定処理の向上にもかかわらず、測定範囲は時間検出能力により制約される。

欧州特許第２００９／０６６３６０号明細書 欧州特許第１３７８３２８９．５号明細書

本発明の主題は、パルス放射器および小型検出器の偏光により積分の持続期間が制御されるコンデンサに結合された空間小型検出器を含むマトリクス検出器による目標距離測定方法であり、以下のステップ：
Ａ）放射されたパルスの既知の方向に関する目標の方向、および放射器により放射されて目標により後方散乱されたパルスのエコーを検出器が検出する間に、当該目標が存在する第１距離スライスを決定する第１積分周期を決定するステップと、
Ｂ）連続的な遠隔測定の反復、すなわち放射器によるパルスの放射および検出器によるエコーの検出のテストを、
− 第１積分周期に基づいて、
− 積分の持続期間の二分割により、所定の最短積分持続期間に達するまで、および
− 目標のエコーの検出に基づいて
実行する過程で第１距離スライスを短縮するステップであって、
当該目標が存在し且つ第１距離スライスに含まれる第２の距離スライスが、当該ステップが完了した時点で最後の反復の積分周期に基づいて決定されるステップと、
Ｃ）第２の距離スライスを、
− ステップＢから得られた積分周期に基づいて、
− 積分の持続期間が一定のまま積分周期の位置を変化させることにより、
− 目標のエコーの検出に基づいて実行される連続的な遠隔測定の反復の過程で短縮するステップであって、
当該目標が存在し且つ第２の距離スライスに含まれる第３の距離スライスを、当該ステップが完了した時点で決定するステップとを含んでいる。

空間検出に付随するノイズレベルは、時間検出に付随するものより大幅に下げることができる。フォトダイオードに続いてトランスインピーダンス回路を利用する従来方式の検出では撮像器（マトリクス空間検出器）ほど良好な感度が得られない。撮像器が存在することで、目標に向けてレーザー発光の優れた整列配置が可能になり、従って遠隔測定ビームの発散を減少させることができる。これには目標の照射を増大させる、従ってより強いエコーが得られる利点がある。従って、エコーの検出感度が向上すると共にエコーが強くなる。このため、同じレーザー光源および同じ直径の受光部品により遠隔測定範囲が大幅に増大する。

撮像器は更に、目標を精密に追跡可能にすべく目標の斜視偏位測定パラメータを提供することができる。

方向を受動モードで決定することができ、第１距離スライスを能動モードで以下のサブステップ：
− 所定の時間位置および昼間動作により決定される最長積分持続期間により画定され、距離スライスに対応する初期積分周期を選択するステップと、
− 遠隔測定により予め決定された距離領域を、初期積分周期に基づいて、且つ積分の持続期間が同一の隣接する連続的な積分周期内で走査するステップであって、エコーが検出される間の第１積分周期が、当該目標が存在する第１距離スライスを決定するステップとにより決定することができる。

方向および第１距離スライスは、同時に能動モードで決定できる。

連続的な反復の過程で、積分周期は、積分の持続期間の開始時点で検出器の低感度に関連する所定の重なりを考慮することにより有利に確立される。

目標が相対速度を有している場合、連続的な反復の過程で、目標の相対速度を考慮することにより各積分周期が好適に確立される。

本発明の特徴によれば、積分周期の位置の変化は、連続的な反復の過程で積分周期の位置の二分割により得られ、第３の距離スライスが最後の反復の積分周期に基づいて決定される。

本発明の別の特徴によれば、目標は、未知であるが所定の最低接近速度と所定の最高後退速度との間にある定常相対速度を有しており、第２の距離スライスの短縮が連続的な反復の過程で得られ、各遠隔測定において、
− 方向に応じて積分周期の位置がランダムに変化し、検出を有する積分周期に応じてエコー検出の第１の欠如があれば変化の方向が直ちに反転し、
− エコーが検出されたならば、パルスが放射された日付および対応する積分周期の位置を記録し、
− 記録された日付および配置に基づいて、最低速度直線および最高速度直線を計算し、
− 目標の相対速度は最低速度直線の傾きと最高速度直線の傾きとの間にあり、
− 任意の時点で、第３の距離スライスが最低速度直線と最高速度直線との間にある。

本発明の主題はまた、コンピュータプログラム製品であって、前記コンピュータプログラムは、前記プログラムがコンピュータ上で実行された場合に、上述のように目標距離測定方法のステップを実行可能にするコード命令を含んでいる。

本発明はまた、
− パルス放射器と、
− 積分の持続期間が小型検出器の偏光により制御されるコンデンサに結合された空間小型検出器を含むマトリクス検出器と、
− 放射器および検出器の向きを調整する手段と、
− 向き調整手段を制御して上述のように本方法を実装すべく放射器および検出器を同期させることが可能な処理装置とを含む、目標距離測定システムにも関する。

本発明の他の特徴および利点は、および添付の図面を参照しながら非限定的な例として挙げる以下の詳細な説明を読むことにより明らかになろう。

本発明による例示的な距離測定システムを模式的に表す。 コンデンサを有するマトリクス検出器の感度を時間の関数として模式的に示す。 本発明による方法の第１の長距離スライスを探索するステップを示す。 本発明による方法の距離スライスの第１の短縮ステップを示す。 本発明による方法の距離スライスの第２の短縮ステップを示す。 長さは同じだが配置は可変な積分周期に対応する一連の連続的な距離スライスを目標のトレースと共に時間の関数として表す。 図６の一連の距離スライスのうち目標が検出されたスライスだけを目標のトレースと共に時間の関数として表す。 各積分周期について所定の最高および最低速度の傾きを有する制限直線、次いで所定の最高速度がもはや適正でない場合に測定が完了した時点で計算された最高速度である傾きを有する直線を図７に追加して示す。 時間経過に伴い確立された最高速度である傾きを有する各種の直線を図７に追加して示す。 時間経過に伴い確立された最低速度である傾きを有する各種の直線を図７に追加して示す。 最高速度、最低速度、およびそれらの平均の時間経過に伴う変化を表す。 予測最長距離、予測最短距離、予測平均距離の時間経過に伴う変化、および目標の実際の距離の変化を表す。

各図面において同一要素には同一参照符号が付与されている。

図１との関連で記述する本発明による距離測定システムは、
− レーザーパルス１１の放射器１と、
− 受動モードにある目標の画像２１および／または能動モードにある目標のエコー２１の空間検出を可能にするマトリクス検出器２（撮像器とも称する）と、
− 昼間光束を減少させてエコーの検出を支援すべく受信器の正面に配置されてレーザーの波長に中心を合わせた任意選択的には格納可能なスペクトルフィルタと、
− 目標が存在する視野角が例えば約１ミリラジアンである、放射器および受信器の向きを遠隔測定したい目標の方向に調整する手段３と、
− 放射器、検出器、および向き調整手段に接続されていて以下に記述する方法を実装可能な処理装置４とを含んでいる。

本発明は、ハードウェアおよび／またはソフトウェア要素に基づいて実装することができる。本発明は、処理装置により可読な媒体のコンピュータプログラム製品として入手できる。当該媒体は、電子、磁気、光、電磁気、または赤外線方式の搬送媒体であってよい。そのような媒体として、例えば半導体メモリ（ランダムアクセスメモリＲＡＭ、読み取り専用メモリＲＯＭ）、テープ、磁気または光ディスケットまたはディスク（コンパクトディスク、読み取り専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、コンパクトディスク−読み取り／書き込み（ＣＤ−Ｒ／Ｗ）およびＤＶＤ）がある。

従来方式の遠隔測定システムにおいて、受信器の感度は、１００ｍより遠く離れた位置にある目標の計量精度等の距離精度を得るべく検出の良好な時間精度を満たすことにより最適化される。受信器は、目標により後方散乱された光を電子に変換する。当該受信器は、電子束を可変電圧に変換するトランスインピーダンス回路に載置されている。電圧の変化は、受信器に達している光束の変化を表す。従って、エコーの到達日付（放射器により放射され、目標により後方散乱されて受信器に到達するパルス）を精密に検出することができる。感度はトランスインピーダンス回路のノイズにより制約される。良好な時間的紐付けには数メガヘルツの広通過帯域を必要とする。この広通過帯域は、受信器の感度を制約するノイズの主な発生源の一つである。

従来、空間検出器は、空間小型検出器を要素とするマトリクスとして構成されている。各空間小型検出器はコンデンサに結合されている。空間小型検出器の積分の持続期間は小型検出器の偏光により制御される。光束が小型検出器に達した場合、各光子は、小型検出器の偏光によりコンデンサの方へ引き寄せられる電子に変換される。

本発明による距離測定システムは、積分の持続期間が小型検出器の偏光により制御されるコンデンサに結合された空間小型検出器を有するマトリクス検出器以外、トランスインピーダンス回路として載置された受信器を一切含んでいない。

当該マトリクス検出器では、光子の電子への変換効率は一定ではなく、小型検出器の技術に依存する。積分周期の開始時点では量子効率は最大ではない。弱いエコーは検出されない場合があるが、後で同一エコーが積分周期の開始に際して精密に検出される。持続期間Ｓの積分の持続期間の開始時点で偏光が確立される間、小型検出器の感度は従って、図２に示すように最適ではない。このような低効率の持続期間Ｓは検出回路に依存する。従って、積分周期の持続期間は、Ｓよりも小さい値（本例では数マイクロ秒）まで下げることはできない。強い信号は減衰していても検出されるため、当該検出周期の開始を無視することもできない。積分周期の終了時点において同様の現象がはるかに短い持続期間で生じる。

任意選択的に、放射されたパルスの全持続期間を考慮することも可能である。エコーは、放射されたパルスと少なくとも同程度に広い時間幅を有している。積分の全持続期間にわたり感度が均一である場合、各終了時点でパルスの部分積分を考慮する必要があろう。実際、パルスのエネルギーの一部の到達が早過ぎるかまたは遅過ぎるかもしれない。積分周期の開始時点で感度を下げても同様の効果が得られる。エコーの持続期間を通じて積分が常に稼働状態であることを保証すべく、パルスの幅を考慮するのに必要な重なりの持続期間は典型的には、放射されたパルスの中位の高さにおける（時間）幅の４倍である。

積分周期は、レーザーパルスの放射、例えば積分の持続期間の開始に関して積分の持続期間および積分周期の位置により画定される。

本例において、積分周期の開始時点で感度変化の効果およびパルスの幅の効果が２μｓの重なりに含まれている。

説明のため、一例として積分周期の最短全持続期間を５μｓとする。積分周期の開始時点において２μｓの区間で感度が低いと推定される。

次に、積分の持続期間の終了後、小型検出器読出回路は、電子の個数を定量化すべくコンデンサを空にする。積分の開始Ｓと同様であるが持続期間ははるかに短い現象が積分周期の終了時点でも生じる。寄生的現象もまたノイズの発生源である。

空間検出に付随するノイズのレベルは、時間検出に付随するものよりもはるかに低い場合がある。空間検出の感度は従って、時間検出の感度よりも顕著に良好な場合がある。これは時間分解能が低い結果である。

典型的には１００ｍより遠くの距離にある長距離目標の空間検出の性能が時間検出の性能よりも良好であり得ることを利用すべく、本発明による方法は距離を得るために空間検出だけを用いるものであり、特に時間検出が動作可能となるには目標からの応答が不充分であると仮定される場合に適用できる。

本発明による方法は主に以下のステップを含んでいる。すなわち、
Ａ）放射されたパルスの既知の方向に関する目標の方向、および目標が存在する第１距離スライスを決定する第１積分周期を決定するステップ、
Ｂ）連続的な遠隔測定の反復の過程で、積分の持続期間の二分割により、所定の最短積分持続期間に達するまで、第１距離スライスを短縮するステップであって、当該目標が存在し且つ第１距離スライスに含まれる第２の距離スライスが、当該ステップが完了した時点で決定されるステップ、
Ｃ）積分の持続期間が一定のまま積分周期の位置を変化させることにより実行される連続的な遠隔測定の反復の過程で第２の距離スライスを短縮するステップであって、当該目標が存在し且つ第２の距離スライスに含まれる第３の距離スライスを、当該ステップが完了した時点で決定するステップである。

目標の距離は、システムと目標の合成速度により、またはより精密にはシステムの速度ベクトル、およびシステムと目標を結ぶ直線上の目標の予測により、時間経過に伴い変化し得る。一般に、このような条件下では当該相対速度は未知である。各ステップに対し二つのケースが考えられる。

１．相対速度は正確に知られており、恐らくゼロであるケース。
２．相対速度は正確には知られていないが、既知の速度範囲に属するケース。

相対速度Ｖｒが正確に知られている目標の場合、
− 目標が後退している場合、相対速度は正であり、１パルス毎に距離が増大する。
− 目標が接近している場合、相対速度は負であり、１パルス毎に距離が減少する。

周波数Ｆｒ（単位：Ｈｚ）での１パルス毎のパルス反復の場合、目標が移動する距離は、エコーの到達の追加的遅延により表される。τを追加的遅延とする。

相対速度が未知の目標の場合、目標は正の最高速度Ｖ_ｍａｘで後退することができる。目標はまた、負の最低速度Ｖ_ｍｉｎで接近することができる。

周波数Ｆｒ（単位：Ｈｚ）での１パルス毎のパルス反復の場合、目標が移動する距離は、２値に分解するエコー到達の補完的遅延で表される。
− パルス反復周波数Ｆｒの最高速度の影響に対応する正の遅延μ。

− パルス反復周波数Ｆｒの最低速度の影響に対応する反転前進γ。

各反復において、γは積分の開始で加算され、μは積分の終了で加算される。これは、目標の相対速度が無い状況での積分周期をμ−γだけ広げることに対応する。

以下の説明では各ステップを詳述する。相対速度の発生を指定する。説明を例を挙げて示す。

Ａ）目標および第１距離スライスの方向の決定。
遠隔測定は、一般に目標自体の放射が空間検出器のスペクトル帯域で検出不可能な夜間のケースにおいて、放射の支援無しに目標の空間検出ができるとは限らない。受動モードと称する放射の支援を受けない動作は従って、能動モードと称する放射の支援を受ける動作とは区別される。目標は、自身の温度が空間検出により感知できるため、空間検出器のスペクトル帯域に自身の放射を行うことができる。

周囲照射または目標自身の放射が受動検出を行うには不充分な場合、能動モードで目標の方向を決定する。空間検出が目標がレーザーパルスにより照射されていると認識したならば、当該モードは能動エージェントと称する。目標の受動放射は弱く、積分の持続期間は、システムの予測される全距離領域をカバーすべく選択することができる。

距離に係る性能は目標の方向における放射軸の向きに依存する。夜間、小型検出器の視野（小型検出器の単位視野および放射ビームの発散が大きい可能性がある）、または空間検出の単位視野の積分周期には制約が無い。当該持続期間は、数十または実際に数百キロメートルの距離スライスと対応する場合がある。目標の存在範囲の円錐を走査することによる目標の存在の探索は、測定システムによりカバーされる距離領域全体をカバーする積分の持続期間を用いることにより可能である。

一方では放射の瞬間視野（発散）すなわち制限範囲と、他方では目標が存在し得る視野の方向における連続的なパルスの放射による探査時間との間の妥協が必要である。

本ステップが完了した時点で、目標の相対速度の如何にかかわらず、目標の距離は、第１距離スライスとも称する極めて大きい距離スライスに紐付けされている。上に示すように、当該第１距離スライスは、数十または実際に数百キロメートルをカバーすることができる。

方向は受動モードで決定することができる。当該モードは、目標が周囲照射または目標自身の放射により照らされている、すなわちレーザーパルスにより照らす必要が無いと空間検出が認識した場合に受動的と称する。受動モードでの空間検出により、目標の位置を特定すること、およびパルスの放射軸を目標と整列配置させるのに必要な情報を向き調整手段に提供することが可能になる。

受動モードでの空間検出の目的は、システムが示す方向と、空間検出器２による目標の認識との間で精密な斜視偏位測定を行うことにより追跡の精度向上を図ることである。検出器の正面に配置されたスペクトルフィルタは受動モードの間、検出を支援すべく格納することができる。格納されない場合、積分の持続期間は、スペクトルフィルタリングを行うにもかかわらず周囲照射だけで目標を認識できる程度に充分長くなければならない。積分周期の持続期間は数ミリ秒であってよい。

受動検出に続いて、放射の方向に関する目標の斜視偏位測定により、目標の方向における遠隔測定の放射の方向の調整が可能になる。残りの斜視偏位測定は放射発散よりも小さくなければならない。

目標の方向はまた、テレメータの放射方向を認識可能であるべき特定の斜視偏位測定計またはカメラ等、当該機能専用であって本システムに適合された別の装置による受動モードで決定することができる。

空間検出により受動モードで認識された信号の量子化は、周囲昼間光または目標自身の放射による目標の照射により生成された背景光束の測定値として有用である。

目標の方向が上述のように受動モードで決定され、目標が存在する第１距離スライスを能動モードで探索する。実際に、能動モードでの当該空間検出の目的は、所定の積分周期内で空間検出を行うことにより最初に粗い仕方で目標の距離を決定することである。

受動モードでの目標の検出が可能な場合、システムの範囲に対応する最長積分持続期間にわたり収集された受動光束が過大であるため目標の最適検出ができない恐れがある。当該ステップの場合、空間検出の積分の持続期間は、周囲昼間光または目標自身の放射による目標の照射により背景光束が生成されるにもかかわらず、パルスにより照らされた目標のエコーを推測可能な程度に長い。背景光束は連続的な光束である。空間小型検出器により認識された背景光束の信号は積分周期の持続期間に比例する。実際に、検出器に達する光子が積分周期にわたり蓄積することが想起される。目標の（短持続期間の）のエコーは従って、積分の持続期間が長過ぎる場合に背景信号にかき消されることがある。これにより、エコーが急速にかき消され得る昼間周囲照射が、極めて長い持続期間にわたりエコーを検出できる弱い夜間周囲照射から区別される。空間検出器上の目標の位置は既知である。パルスにより照らされた目標のエコーの最低レベルを所与の誤警報率および所与の検出確率で検出できるように、超えてはならない背景光束レベルの計算は従来技術で公知である。積分の持続期間が短縮されたフェーズにおいて、検出される背景光束が減らされ、検出確率を高めるために同一誤警報率を維持しながら検出閾値を下げることが可能である。

逆に、エコーが積分周期外にある場合、検出することができない。当該積分周期（積分の持続期間および当該持続期間の位置、例えば開始時点により画定される）に関する妥協が、周囲照射、検出器の感度、検出連鎖のノイズ、検出したいエコーの最低レベル等の関数として決定される。

図３に示すように、測定システムがカバーする距離領域が、長さが等しい距離スライスにより調べられ、この長さは上で示した「可能な最長」積分の持続期間に対応している。この目的は、目標が存在する距離スライスを検出することである。目標のエコーは、テレメータからの距離の関数として、６．６７１２８μｓ／ｋｍの遅延で帰還する（２９９７９２４５８ｍ／ｓで伝搬する光の帰還行程）。時間および距離が同時に示されている例における読み取りを容易にすべく、１μｓは真空内で１４９．８９６２２９ｍではなく１５０ｍの距離を表す。

システムから１５１７５ｍ離れた目標を例として挙げる。周囲照射のエコーを識別可能にする、換言すれば目標の能動識別を可能にする最長積分持続期間は９８μｓであり、長さ１４７００ｍの距離スライスを表している。当該積分の持続期間を越えれば、エコーは周囲照射にかき消される場合がある。

目標は恐らく脅威であり、距離を増やすことにより連続的な距離スライスを調べる。しかし、本方法は距離を短縮して調べる場合にも適用できる。

相対速度がゼロである場合、最適感度での距離領域の探検を保証すべく、積分周期の開始時点Ｓで感度が最適でない瞬間を無効にする必要である。

積分周期を配置するアルゴリズムを以下に示す。

第１距離スライスを決定するために、能動モードは幅Ｐの同一積分周期を用いる。

Ｄ_０をシステムが予測する最短距離に対応する第１積分周期の開始の遅延とする。Ｆ_０を当該第１積分周期の終了の遅延とする。積分周期は、本ステップを通じて同一の幅（または持続期間）Ｐを有している。
Ｆ_０＝Ｄ_０＋Ｐ

検出が無く、且つシステムの最長距離に達していない場合、後続パルスに対して新規の積分周期が配置される。積分周期Ｓの開始時点でより低感度の持続期間を考慮する必要がある。
Ｄ_１＝Ｆ_０−Ｓ
Ｆ_１＝Ｄ_１＋Ｐ
・・・
Ｄ_ｉ＝Ｆ_ｉ−１−Ｓ
Ｆ_ｉ＝Ｄ_ｉ＋Ｐ

当該処理は、検出が有るまで、または最長距離に対応する遅延に達するまで続けられる。この場合、目標は一時的に検出不可能であり、処理は最初から再開される。

ある積分周期で検出が有れば直ちに新規のステップが開始される。

上述のように、空間検出は、持続期間Ｓの積分の持続期間の開始時点でより低感度であり、これは本例では先頭の２μｓ（Ｓ＝２μｓ）である。

連続的な積分周期は従って好適には当該持続期間Ｓだけ重なっている筈であり、従って、連続的な距離スライスでは長さＬ_Ｓ（Ｓ＝２μｓ→本例ではＬ_Ｓ＝３００ｍ）の重なりに対応している。

第１積分周期の位置はシステムにより予め決定されている。遠隔測定したい目標が極めて短距離に存在することが予想されない場合、第１距離スライスは、アプリケーションによるが、０ｍではなく数十または数百メートルから開始されてよい。本例では、検出はｔ＝０で開始される積分周期から始める。

図３に破線で示す０〜１４７００ｍの第１距離スライスに対応する当該第１積分周期ではエコー検出が無い。目標の距離が３００ｍ未満であればエコーは強いため、積分周期の開始から２μｓ間のより低感度を考慮する理由が無い。

パルスの第２の放射に続いて、積分周期が９６μｓ（＝９８μｓ−２μｓ）の遅延で開始される。実際、最大感度での目標の探索を保証すべく、周期の最初Ｓ秒（Ｓ＝２μｓ）が先の積分周期の終了時点と重なっている。これは、３００ｍの重なりＬｓに対応している。当該積分周期は、１４４００ｍ（＝１４７００−３００）〜２９１００ｍ（＝１４４００＋１４７００）の距離スライスに対応している。本例では、目標が１５１７５ｍだけ離れているため、当該積分周期においてエコーが検出される。目標は従って対応する距離スライスに存在する。

遠隔測定において、探索対象の目標の性質に応じて従来２種類の論理、すなわち初期エコー論理または最終エコー論理がある。検出を可能にする撮像器に基づく本発明によれば、検出に寄与したもののプロファイルが利用できる。距離スライス内で検出されたものが予想されたものであり、この場合他方の距離スライスを探索する理由がない。あるいは、検出されたものが予想されたものではなく、この場合上述のように同一原理に従う同じ長さ（本例では１４７００ｍ）の全ての後続スライスに対して本方法を継続する。第３の距離スライスは、ある距離スライス内でエコーが検出されるまで、またはシステムの範囲制限に達するまで、２８８００ｍ（＝２９１００−３００）と４３５００ｍ（＝２８８００＋１４７００）との間等の距離をカバーする。

当該ステップが完了した時点で、目標は第１距離スライスとも称する長距離スライスに紐付けられている。本例において、これは１４４００ｍ〜２９１００ｍの距離スライスである。

目標の速度が正確に知られている場合、追加的な遅延τを考慮することも必要である。

第１距離スライスを決定すべく、能動モードは幅Ｐの同一積分周期を用いる。

Ｄ_０を、システムが予想する最短距離に対応する第１積分周期の開始の遅延とする。Ｆ_０を、当該第１積分周期の終了の遅延とする。積分周期は、当該ステップを通じて同一の幅Ｐを有している。
Ｆ_０＝Ｄ_０＋Ｐ

検出が無く、且つシステムの最長距離に達していない場合、後続パルスに対して新規の積分周期が配置される。積分周期Ｓの開始時点でより低感度の持続期間を考慮する必要がある。
Ｄ_１＝Ｆ_０−Ｓ＋τ
Ｆ_１＝Ｄ_１＋Ｐ

当該処理は、検出が有るまで、または最長距離に対応する遅延に達するまで続けられる。この場合、目標は一時的に検出不可能であり、処理は最初から再開される。

目標の速度が正確には知られていない場合、可能な速度領域を考慮することも必要である。

Ｄ_０を。システムが予想する最短距離に対応する第１積分周期の開始の遅延とする。Ｆ_０を、当該第１積分周期の終了の遅延とする。積分周期は、当該ステップを通じて同一の幅Ｐ＋μ−γを有している。
Ｆ_０＝Ｄ_０＋Ｐ＋μ−γ

検出が無く、且つシステムの最長距離に達していない場合、後続パルスに対して新規の積分周期が配置される。積分周期Ｓの開始時点でより低感度の持続期間を考慮する必要がある。
Ｄ_ｉ＝Ｆ_ｉ−１−Ｓ＋γ
Ｆ_ｉ＝Ｄ_ｉ＋Ｐ＋μ−γ

当該処理は、検出が有るまで、または最長距離に対応する遅延に達するまで続けられる。この場合、目標は一時的に検出不可能であり、処理は最初から再開される。

ある積分周期で検出が有れば直ちに新規のステップ（ステップＢ）が開始される。検出周期がカバーする領域に対応する第１距離スライスは公知である。第１距離スライスはＤ_ｉ−１〜Ｆ_ｉ−１の範囲の検出周期に対応している。

当該ステップが完了した時点で、目標は、第１距離スライスとも称する長距離スライスに紐付けされている。

Ｂ）積分の持続期間の二分割により、目標が存在する距離スライスの第１の短縮。
当該ステップにより、図４に示すように、目標のエコーが適切に存在することを確認しながら積分周期の持続期間を短縮することにより、当該第１スライス内にある目標の距離の精度向上が可能になる。

積分周期の持続期間を二分割することにより、検出器の技術によって、ならびに、放射と積分周期の遅延を同期させる手段によって許容される所定の最短持続期間まで短縮することができる。

最初にゼロ相対速度を考慮する。

原理的に、所与の遅延を有する積分周期でエコーの検出が生じた後、次の遠隔測定が、積分の開始の同じ遅延（好適には感度が低い持続期間Ｓを考慮すべく調整された）、但し半分に短縮された積分周期で実行される。これは、第１距離スライスの第１半期（好適に調整された）に対応している。当該積分の持続期間にわたりエコー検出が無い場合、後続の遠隔測定は、第１スライスの第２半期に対応する当該初期積分周期のもう一方の半期にわたり実行される。本例において、当該積分周期の第１半期内でエコーが検出された。

当該二分割は、各反復において先の積分周期の持続期間を半分に（または、以下に詳述するように約半分に）短縮することにより繰り返される。目標のエコーが第１半期で検出された場合、図４の最初の４回の反復の場合のように後続の反復に移り、さもなければ図４の第５反復の場合のように後続の反復に移る前にもう一方の半期でエコーが得られたことが確認される。従って、連続的な反復により、積分の持続期間の幅は短縮され、対応する積分周期はその中で目標のエコーが検出される限り保持される。距離スライスの長さは、究極的に狭められている。

好適には、空間検出の感度がより低い積分周期の開始時点Ｓを考慮する。

先の検出は、パルス放射が９６μｓ遅延されて開始された幅が９８μｓの積分周期で生じた。本例において、当該積分周期は１４４００〜２９１００ｍの距離スライスに対応している。

積分の持続期間ＤＩの第１分割は、先のものと同じ遅延、すなわちパルス放射後９６μｓで開始される５０μｓの積分の持続期間により実行される。

積分ＤＩ_ｉの連続的な持続期間は、必要な重なりを考慮しながら以下のように計算される。

積分周期ｉ＋１の位置は以下のように設定される。

ｉ番目の反復で第１の検出テストはＤ_ｉ〜Ｆ_ｉにわたり、検出が無い場合、Ｋ_ｉ〜Ｌ_ｉにわたる反復で第２のテストが行われる。二つのテストの反復は、より低感度の持続期間Ｓだけ重なる。

第１の遠隔測定試行ｉ＝０について、
Ｄ_ｉ＝Ｄ_ｉ−１
Ｆ_ｉ＝Ｄ_ｉ＋ＤＩ_ｉ

第１のテストで検出が有る場合、目標が存在する新規のスライスは、
開始：Ｔｄ_ｉ＝Ｄ_ｉ 終了：Ｔｆ_ｉ＝Ｆ_ｉ
である。

第１のテストで検出が無い場合、当該反復で第２のテストが行われる。

積分の開始は、
Ｋ_ｉ＝Ｆ_ｉ−Ｓ且つＬ_ｉ＝Ｋ_ｉ＋ＤＩ_ｉ
で生じる。

目標の位置を特定する新規のスライスの計算は、当該反復の第１のテストの非検出を考慮する。
開始 Ｔｄ_ｉ＝Ｆ_ｉ 終了：Ｔｆ_ｉ＝Ｌ_ｉ

従って距離スライスの幅は各反復で半分に短縮される。

周期ｉで第１「半期」を扱う場合、周期ｉ＋１の開始＝周期ｉの開始、または換言すれば、距離スライスｉ＋１の下限＝距離スライスｉの下限である。

周期ｉの第２「半期」を扱う場合、周期ｉ＋１の終了＝周期ｉの終了、または換言すれば距離スライスｉ＋１の上限＝距離スライスｉの上限である。

本例において、重なりが２μｓの場合、積分の持続期間の連続的な幅は９８、５０、２６、１４、８および５μｓである。積分の持続期間を無限に短縮することはできない。上述のように撮像器のレベルで物理的限界があり、且つ放射されたパルスの時間幅の影響もあるからである。

目標が１５１７５ｍだけ離れている本例において、上で示した値に対する積分の持続期間の幅の二分割は以下の距離スライスに対応している、
長さ１４７００ｍの１４４００〜２９１００ｍ、
長さ７５００ｍの１４４００〜２１９００ｍ、
長さ３９００ｍの１４４００〜１８３００ｍ、
長さ２１００ｍの１４４００〜１６５００ｍ、
長さ１２００ｍの１４４００〜１５６００ｍ、
長さ７５０ｍの１４４００〜１５１５０ｍ、但しエコー検出は無く、従って後続スライスは、
同じ長さ７５０ｍの１４８５０〜１５６００ｍで先の距離スライス（１４４００〜１５６００ｍ）の上限に設定されている。

図４にグラフ表示を示す。検出が無い場合の距離スライスを破線で示している。

代替方式によれば、これらの二分割は、第１半期の前に第２半期を考慮することにより実行することができる。

ゼロ相対速度で当該ステップＢが完了した時点で、目標は、第１距離スライスに含まれていて前者より狭い第２の距離スライスと称する距離スライスに位置している。

相対速度が既知の場合、積分の持続期間ＤＩは同様に変化する。

しかし、各反復において積分の開始および終了は速度に起因してずれる。
Ｄ_ｉ＝Ｄ_ｉ−１＋τ
Ｆ_ｉ＝Ｄ_ｉ＋ＤＩ_ｉ

当該第１のテストで検出が有る場合、目標が存在する新規のスライスは、
開始：Ｔｄ_ｉ＝Ｄ_ｉ 終了：Ｔｆ_ｉ＝Ｆ_ｉ
である。

第１のテストで検出が無い場合、当該反復で第２テストが行われる。

積分の開始は、
Ｋ_ｉ＝Ｆ_ｉ−Ｓ＋τ且つＬ_ｉ＝Ｋ_ｉ＋ＤＩ_ｉ
で生じる。

目標の位置を特定する新規のスライスの計算は、当該反復の第１のテストで検出が無いことを考慮する。
開始 Ｔｄ_ｉ＝Ｆ_ｉ＋τ 終了：Ｔｆ_ｉ＝Ｌ_ｉ

従って各反復で距離スライスの幅が半分に短縮される。

目標の速度が正確には知られていない場合、可能な速度の領域を考慮することも必要である。

第１のテストで以下が得られる。
Ｄ_ｉ＝Ｔｄ_ｉ−１＋γ
Ｆ_ｉ＝Ｄ_ｉ＋ＤＩ_ｉ

第１のテストで検出が有る場合、目標が存在する新規のスライスは、
開始：Ｔｄ_ｉ＝Ｄ_ｉ 終了：Ｔｆ_ｉ＝Ｆ_ｉ
である。

第１のテストで検出が無い場合、当該反復で第２のテストが行われる。
Ｋ_ｉ＝Ｆ_ｉ−Ｓ＋μ且つＬ_ｉ＝Ｋ_ｉ＋ＤＩ_ｉ
開始 Ｔｄ_ｉ＝Ｆ_ｉ＋μ 終了：Ｔｆ_ｉ＝Ｌ_ｉ

積分周期の幅を狭める処理は、システムに対して想定されるウインドウの最小幅に達した場合に停止する。

非ゼロ相対速度で当該ステップＢが完了した時点で、目標は、第１距離スライスに含まれていて前者より狭い第２の距離スライスと称する距離スライスに位置している。

積分の持続期間の二分割による、相対速度を有する目標の距離スライスの第１の短縮の当該ケースを一例として以下に示す。

直前で述べたように、速度との更なる重なりを導入することにより、ステップＡが完了した時点で第１距離スライスは決定されている。

本例において、３９０３０ｍ〜７８０３０ｍの距離スライス（＝第１距離スライス）、すなわち２６０．２μｓ〜５２０．２μｓの遅延をカバーする積分内で検出が有るものと考えられる。固定距離目標の場合と全く同様に、反復に伴い、積分を行う間に最大性能を得るための持続期間を考慮しながら距離スライスを半スライスに分割する。しかし今度は目標が相対速度を有しているため、２個の半距離スライスへの分割もまた当該速度を考慮する。従って、半スライス同士のバランスを維持すべく、目標が接近または後退する際の速度が未知であること、および積分を行う間に最大性能を得るための持続期間により必要な重なりの効果が２個の半スライスの間で分割される。Ｍを、持続期間Ｄの先のスライス内で探索される中間点とする。第１半スライスは、目標が接近している可能性を考慮して０．８μｓだけ早く開始されて、Ｍで停止されなければならない。検出が無い場合、より低感度の２μｓをマスキングし、且つ目標が接近している可能性を考慮すべく、もう一方の半スライスの開始はＭより２．８μｓ早く開始されなければならない。当該半スライスの終了は、最後の検出以降の目標の後退速度を考慮すべく２×０．２μｓだけ延長された、最後の検出のスライスの終了でなければならない。

持続期間Ｄのスライスは従って、同一持続期間の２個の半スライスに分解される。
（Ｄ＋０．８＋２．８＋０．４）／２＝（Ｄ＋４）／２＝Ｄ／２＋２

これら半スライスの持続期間は従って、本例では２μｓ（６００ｍ）だけ延ばされる。

後続パルスに対して、考慮する第１半期−スライスが最も近い。目標は移動した状態である。エコーが、本質的に弱い積分周期の開始時点で強い可能性があるという事実は、積分周期の開始（本例では２５９．２μｓでの）で既に考慮されている。持続期間が半分の積分は速度面を考慮する必要がある。これらの現象を考慮して半スライス同士のバランスを維持すべく、
・積分周期の開始は２６０．２−０．８＝２５９．４μｓ（３９０３０−１２０＝３８９１０ｍ）、
・予想される持続期間は２６０／２＋２＝１３２μｓ（３９０００ ２＋３００＝１９８００ｍ）、
・周期の終了時点は２５９．４＋１３２＝３９１．４μｓ（３８９１０＋１９８００＝５８７１０ｍ）である。

検出が有る場合、積分の持続期間の新規の分割に対して同一推論がなされる、
・積分の開始は２５９．４−０．８＝２５８．６μｓ（３８９１０−１２０＝３８７９０ｍ）、
・積分の持続期間は１３２／２＋２＝６８μｓ（１９８００／２＋３００＝１０２００ｍ）、
・積分の終了は２５８．６＋６８＝３２６．６μｓ（３８９１０＋１０２００＝４９１１０ｍ）である。

検出が無い場合、後続周期の開始を、先の周期の終了をより低感度の２μｓだけ且つ目標の接近の最高速度を考慮すべく０．８μｓだけ進ませた時点に設定する必要がある。すなわち、
３９１．４−０．８−２＝３８８．６μｓ（５８７１０−１２０−３００＝５８２９０ｍ）

積分周期の終了時点に対して、後退する目標の相対速度、すなわち１０Ｈｚで３個の連続的なパルス（第２パルスでは検出が一切無かった）間で３００ｍ／ｓ、すなわち６０ｍまたは＋０．４μｓを考慮している。従って終了は５２０．２＋０．４＝５２０．６μｓ（７８０３０＋６０＝７８０９０ｍ）である。

その後当該第３パルスに続く再分割が以前と同様に行われる。

従って、積分の持続期間は、連続的な二分割により短縮され、短縮規則は上で指定されている。本例では積分の持続期間２６０、１３２、６８、３６、２０、１２、８、６、５μｓが得られる。

当該二分割方法により、かなり狭い距離スライス内での目標の位置を知ることが可能である。しかし、積分の持続期間を極めて短い持続期間に短縮することはできない。一方、目標の速度が不確実なため、検出テストを毎回最小の刻み幅で行う必要がある。更に、固定距離目標の場合と全く同様に、空間検出の特徴に起因して効率を最適化すべく最短持続期間を下回ることができない。目標の可能な速度により、および最大検出効率に達するのに２μｓ要するため、持続期間を例えば２×（０．８＋０．２）μｓとすることができる。本例では、最短積分持続期間として５μｓ（＞２＋２μｓ）、すなわち距離スライスの長さ７５０ｍが選択されている。

当該第１の短縮ステップが完了した時点で、相対速度を有する目標は、第２の距離スライスと称する第１距離スライスよりも狭い距離スライス内で位置している。

Ｃ）積分周期の位置の二分割による、目標が存在する距離スライスの第２の短縮。
ここで、積分周期の幅を更に狭めることは不可能である。本方法は、レーザーパルスの放射の瞬間に関する積分周期の位置の制御ずれに依存する。

本ステップを通じて、積分の持続期間は固定されており、先のステップが完了した時点で保持された最短積分持続期間に等しい。

相対速度が正確に知られており恐らくはゼロである場合、距離スライスに関する知見の向上は次式のようになされる。

Ｄ_ｉ＝Ｆ_ｉ−Ｐ

当該第１のテストで検出が有る場合、目標が存在する新規のスライスは、
開始：Ｔｄ_ｉ＝Ｔｄ_ｉ−１ 終了：Ｔｆ_ｉ＝Ｆ_ｉ
である。

第１のテストで検出が無い場合、当該反復で第２のテストが行われる。
Ｋ_ｉ＝Ｆ_ｉ−Ｓ＋τ且つＬ_ｉ＝Ｋ_ｉ＋Ｐ

新規のスライスは以下のようになる。
開始：Ｔｄ_ｉ＝Ｆ_ｉ＋τ 終了：Ｔｆ_ｉ＝Ｔｆ_ｉ−１＋２・τ

当該ステップの原理は、連続的な反復により積分の開始をずらすことである。積分の持続期間の開始（すなわち本例では左側部分）で表される効率がより小さい部分Ｓにより制限されないように、積分周期の位置を決定する際に積分の持続期間が考慮される。

第２の距離スライスに対応する積分周期の位置に基づいて、当該位置は全幅の半分だけ進められる（より早く開始）が、エコーがこのようにずらされた積分周期の第１半期には存在しないことが公知である。

検出が有る場合、目標は従って幅が第２の距離スライスの幅の半分程度（好適には重なり内で）である距離スライス内に位置する。実際、検出が有る場合、従って第２の距離スライスの第１半期（好適には重なりの範囲内）に存在する。次いで後続の積分周期を前進させるが、先のシフトの半分（好適には重なりの範囲内で）だけである。

検出が無い場合、これは目標が第２の距離スライスのもう一方の半期（好適には重なりの範囲内）に位置しているためである。しかし、目標の距離の精度向上は効果的検出だけに依存する。パルスの放射に続いて検出が無い場合、照準線が目標にうまく向けられていないか、または検出がさほど効果的でない積分周期の開始時点にエコーがあるため、目標が補完的積分ウインドウ（もう一方の半期）に存在することを確認するのは不可能である。そのため確認が行われる。積分周期は従って、第２の距離スライスの第２半期（好適には重なりの範囲内）をカバーすべく遅延され、より効果的でない積分部分が先の積分の持続期間に重ね合わされるように重なりが導入されている。従って、目標が存在する可能性がある領域が最大感度で完全にカバーされる。

積分周期の位置の当該第１の二分割が完了した時点で、目標は第１距離スライスに関して２分割された（好適には重なりの範囲内で）距離スライス内に位置している。

位置を連続的に二分割することに伴い、目標が位置している距離スライスの長さが、その都度２分割（好適には重なりの範囲内で）される。

本例ではこの最短持続期間は５μｓである。ゼロ相対速度の場合、図５にも示す距離に変換された連続的な遠隔測定の以下のテーブルが得られ、その中で先のステップから継承された第１距離スライスを初期遠隔測定と称している。

相対速度が未知の目標の場合、距離測定方法は上述ものと同様であるが、可能な目標の速度領域が広がっている。第１距離スライスは、Ｄ_ｉ−１からＦ_ｉ−１にわたる検出周期に対応している。

ｉ番目の反復で、第１の検出テストはＤ_ｉからＦ_ｉにわたり行われ、検出が無い場合、第２のテストはＫ_ｉからＬ_ｉにわたる反復で行われる。二つのテストの反復は、より低感度の持続期間Ｓだけ重なる。

その目的は、目標が存在する距離スライスを狭めることである。周期の最短持続期間はＰである。

Ｄ_ｉ＝Ｆ_ｉ−Ｐ

当該第１のテストで検出が有る場合、目標が存在する新規のスライスは以下の
開始：Ｔｄ_ｉ＝Ｔｄ_ｉ−１ 終了：Ｔｆ_ｉ＝Ｆ_ｉ
である。

第１のテストで検出が無い場合、当該反復に対して第２のテストが行われる。

積分の開始は
Ｋ_ｉ＝Ｆ_ｉ−Ｓ＋γ且つＬ_ｉ＝Ｋ_ｉ＋Ｐ
で生じる。

目標の位置を特定する新規のスライスの計算は、当該反復の第１のテストでの非検出を考慮する。
開始 Ｔｄ_ｉ＝Ｆ_ｉ＋γ 終了Ｔｆ_ｉ＝Ｔｆ_ｉ−１＋２・μ

従って距離スライスの幅が各反復で短縮される。しかし、この短縮は速度領域により制限される。

当該ステップは、積分周期の位置を前進させながら後続の反復に移るものとして説明されてきた。代替方式によれば、当該ステップは当該位置を後退させながら実行できる。

目標は、接近または後退することができる。例えば２個のレーザーパルス間の所定の持続期間（反復周波数）が１００ｍｓに対して、例えば想定最高接近速度をＶ_ｍｉｎ＝−１２００ｍ／ｓとすれば、目標は１２０ｍ接近するであろう。少なくともγ＝−０．８μｓの重なりが必要である。目標はまた、例えばＶ_ｍａｘ＝３００ｍ／ｓの想定最高速度で後退することができ、従って３０ｍの距離に対応するμ＝０．２μｓの重なりが必要である。

積分周期の配置もまた、検出の効率を積分周期内のエコーの位置の、および必要に応じて放射のパルス幅および同期化ノイズの関数として考慮する。

各例を読み易くすべく、積分周期を等価な距離に変換する。

例えば第１距離スライスは、４５０ｍ〜３９４５０ｍ、すなわち２６０μｓの積分周期にわたり、テレメータの放射に関して遅延と３μｓ〜２６３μｓだけ重なっている。空間検出により、目標の存在を検出すべく信号のレベルが所定の閾値を超えているか否かを探索する。

第１積分周期では、短期目標が与えるエコーが強いため、検出器のより低感度の持続期間Ｓを考慮する理由が無い。

当該周期内で検出が無い場合、後続パルスの放射に際して、検出が有るパルス間での目標の想定速度を考慮しながら、後続距離スライスをカバーすべく積分周期の位置をずらす。

例えば後続スライスに対して、積分は２６３−０．８−２＝２６０．２μｓ（３９４５０−１２０−３００＝３９０３０ｍ、但し−０．８μｓ（−１２０ｍ）は０．１ｓで１２００ｍ／ｓに接近する可能性およびマスキングすべきより低感度の持続期間Ｓの２μｓ（３００ｍ）を考慮）から、２６０．２＋２５９＝５１９．２μｓ（７７８８０ｍ）まで稼働状態でなければならない。

依然として検出が無い場合、新規の、更に遠い距離スライスが同一原理に従い配置される。

上述のような測定方法を通じて、パルスの放射方向を目標の方向に維持することが、特に目標が相対速度を有している場合に必須である。能動モードでの空間検出の間に、照準線の向き調整を支援すべく、同一検出器により受動モードでの空間検出を行うことができる。更に、検出が有る場合、放射の中心をエコーに関する寄付が最大の目標ゾーンに合わせることにより方向の最適化を行うことができる。目標レベルでの照射の空間分布を用いるデコンボリューションにより整列配置の精度を向上させることが可能になる。受動検出と能動検出の間で認識される整列配置の偏差に関する知見により、受動モードでの検出に続く追跡の斜視偏位測定の精度を向上させる。

目標が小さくない場合、当該モードを用いて、第１の検出周辺の方向に走査することにより目標のより良好な空間記述を得ることができる。

固定基準フレームに関する指示方向の監視によりシステムを目標に向けたままにすることができる。

積分の位置の二分割または積分の位置の無作為選択により距離の精度を向上させる二通りの方式を提案する。

Ｃ１：積分の位置の二分割による第２の短縮。
既に示したように、目標の距離の精度向上は効果的な検出だけに依存する。

各パルスに対して積分周期の効果的遅延が精密に測定される。

第１の短縮ステップの最後の検出に続いて、可能な速度領域を考慮することにより、目標が存在するであろう周期を予測することができる。固定距離目標の場合と全く同様に、当該周期も二分割される。後続周期は二つの半期の一方だけをカバーする。目標を見失うリスクを避けるために、積分周期の開始では効果がより低いという事実を考慮に入れなければならない。

例えば、最後の検出は、パルスの放射の瞬間で２７０〜２７５μｓにわたり遅延した周期で生じたものである。

後続パルスに対して、目標は、
２７０−０．８＝２６９．２μｓ且つ２７５＋０．２＝２７５．２μｓ、すなわち幅６μｓの区間に存在する可能性がある。

距離の精度向上を図るべく、６μｓの偏差が二分割される。検出周期は２６７．２〜２７２．２μｓの範囲にある。

検出が有る場合、目標は従って、可能なスライス［２６９．２−２７５．２］とテスト済みスライス［２６７．２−２７２．２］の間の共通スライス、すなわち新規のスライス［２６９．２−２７２．２］に存在する。

検出が無い場合、目標は補完部分［２７２．２−２７５．２］に存在すると仮定される。後続パルスで、目標が存在する筈である当該補完部分は［２７１．４−２７５．４］となる。検出テストが行われる［２６８．４−２７３．４］。

検出が有る場合、目標は従って共通部分［２７１．４−２７３．４］に存在する。

検出が無い場合、目標は補完部分［２７３．４−２７５．４］に存在すると仮定される。

目標の相対速度が未知の場合、目標が存在する可能性が高い領域の各ステップにおける、当該可能性の高い領域の幅の分割と競合する拡幅に起因して処理が緩慢に収束する。当該処理により、各ステップでの拡幅よりも良好な、距離に関する知見が得られる訳ではない。本例では知見は１μｓ、すなわち１５０ｍに限られる。

距離の精度を向上させ、更に目標の相対速度を確認する代替方式を提案する。

Ｃ２：積分周期の位置の無作為選択による第２の短縮。
既に示したように、距離に関する知見を向上させるために積分の持続期間を特定の値を超えて短縮することはできない。しかし、目標の相対速度が不確実であるため、検出の相当な頻度を維持するために最小幅を必要とし、さもなければ目標を見失う。

当該ステップの原理は、積分周期の遅延が可変的であるいくつかの検出を蓄積することである。各検出の後、処理は積分周期の精密な位置を先のものと比較する。処理は、目標の距離領域および速度領域の推定値を与える。これらの推定値は、検出が進行するにつれて精度が益々向上する。

検出を蓄積する原理は、パルスの放射に関する積分周期の遅延のランダムな変化に依存する。

放射された各パルスに対して、ランダムな変化の大きさは、積分周期の持続期間に０〜１の範囲の乱数を乗算して得られる。新規の大きさの各々に新規の乱数が選択される。一連の乱数は予め記録されていてよい。ランダムな変化の大きさの平均値は積分周期の持続期間の半分である。目標を逃がさないように、反復周波数を乗算した距離に変換された大きさの当該平均値は、目標の想定される最高速度の絶対値より大きくなければならない。

第１の短縮のステップの最後の検出に基づいて、後続パルスの場合、積分周期の遅延は、第１のランダムな大きさだけ減少された先の遅延に等しい。検出が有る場合、遅延の変化は同一方向、すなわち第２のランダムな大きさの遅延の減少である。後続の積分に対して、検出が有る限り変化は同一方向になされる。

検出が無い場合、遅延の変化の方向は反転する。従って、新規のランダムな大きさの遅延が生じる都度増大する。遅延の大きさの連続的な振幅に応じて数パルスの検出が得られる。遅延が増大するにつれて連続的な検出が有る。遅延の増大は、検出の第１の欠如が生じるまで続く。当該検出の欠如は遅延の変化の方向の反転を引き起こす。遅延の変化の方向は、検出を得るために一定のままである。当該サイクルは、パラメータ（位置、速度）が満足すべき精度で得られるまで繰り返される。

０で示す時点で−４５０ｍ／ｓの放射速度で４１０００ｍ遠ざかる、従って接近している目標に対する当該ステップのシミュレーションを図６に示す。１０Ｈｚでパルスの放射がある。

各放射の瞬間の日付が記録される。パルスの放射に関する各積分周期の位置が、パルスの放射の日付に関連付けて測定および記録される。時間ノイズが積分周期の位置に影響を及ぼす可能性は、位置の有効な値が精密に記録されている前提で積分周期の変位のランダムな変化の過程に影響を及ぼさない。

処理は、放射および検出を有する積分周期の取得と並行して行われる。図７に示すように、検出に対応するデータだけが処理のために保存される。

第１の短縮ステップの検出を有する積分の最後の持続期間は５μｓである。これは、可能な距離４０４７２〜４１２２１ｍ（真空内での精密な光速の場合）に対応して２７０〜２７５μｓの間であった。

続く４秒間（＝システム測定時間）に、１０Ｈｚの反復周波数で放射されたパルスで、積分周期の位置は上述のようにランダムに変化する。積分周期の幅は５μｓである。その位置は、先の周期における検出または非検出に応じて方向のランダムな値だけずらされる先の位置に依存する。

保存されたデータの処理。
検出が有った積分周期だけが図７に示すように保持される。例えば０．２または０．６あるいは０．７ｓで放射されたパルスでは一切エコー検出が生じておらず、従って保持されない。

目標の速度は未知であるが、上限後退値と下限接近値との間にある。下限値および上限値は公知の仮定である。例えば、接近時に−１２００ｍ／ｓ、後退時に＋３００ｍ／ｓである。

測定を行う間のデータ処理を図８を参照しながら記述する。

時点０での周期は目標が存在する距離領域を表す。目標は、−１２００ｍ／ｓおよび＋３００ｍ／ｓの領域に属する一定の相対速度を有している。０〜０．１ｓの間のこれらの制限速度により、目標が存在する領域は、積分距離の開始および終了に隣接する中間のドットで示す区間により区切られ、その傾きは下限速度および上限速度とする。

０．１ｓでの新規の検出は、時点０で生成された領域の予測に含まれる距離領域を区切る。目標は、０．１ｓで積分距離の開始と終了の境界の間に存在し、次いでこれらの境界に接していて下限速度および上限速度を傾きとする破線により区切られる領域に存在する。

次の検出は０．３ｓで生じる。下界は先の予測に含まれており、従って新規の境界となる。上界（細破線の予測）は、０．１ｓで上界に接している区間を超えており、従って保持されない。０．１ｓで上界に接している先の区間が、目標が存在する領域を依然として区切っている。

０．４ｓで下界が新規の境界となる。当該境界に接しているトレースが実際に、検出を有する全ての周期における時点０以来、常に含まれている点に注意されたい。上界は、０．１ｓで周期に接している区間を超えている。

０．５ｓで下界が新規の境界になる。しかし、目標の下限速度（細長い点）を表す直線の傾きは０および０．１ｓで周期を出る。目標は従ってこの極小速度を有することができない。目標の最低速度は、上界を０ｓで、および下界を０．５ｓで通過する直線の傾きより低くない。

同じことが１ｓでも成り立つ。上限速度はもはや極大速度ではなく、０．５ｓで下界に、および１ｓで上界に接している直線の傾き（広い点）である。

検出を有していた全ての積分周期を通過しなければならない究極の速度に等しい傾きを有する直線がもはや全く存在しない場合、全ての検出周期を通過する最大または最小である傾きを有する直線を探索する必要がある。任意の時点で、目標の距離は、傾きが最低速度および最高速度である２本の直線が乗る境界の後の時点に適正な最後の直線の間に存在する。

各検出Ｄ_ｉには、
− パルスの放射時点ｔ_ｉ、
− 検出Ｄ_ｉの下界と呼ばれる積分開始距離（積分開始）Ｉｄ_ｉ、
− 検出Ｄ_ｉの上界と呼ばれる積分終了距離（積分終了）Ｉｆ_ｉ、
が関連付けられている。

ｉ個の検出の後、最高速度直線は、保持された積分周期の開始が全て直線の下にあり、保持された周期が全て直線の上にある最大の傾きを有する直線である。

各検出の後、当該ステップの開始以来累算された値のｎ個の組を考慮することにより最高速度ＶＭａｘ_ｋ，ｌが計算される。

添え字ｋおよびｌは、傾きが最小のｉおよびｊの値である。

最高速度直線は、Ｄ_ｋの下界およびＤ_ｌの上界を通過する。

他の直線は、０〜ｎの検出を有する全ての積分周期を通過する訳ではない。

図９に、取得に関連付けられた連続的な最大直線の例を示す。

第１の直線は、本システムが想定する上限速度（ここでは後退時に３００ｍ／ｓ）よりもはるかに速い最高速度に対応するため、図示していない。

第１の直線は、０．５ｓで積分の開始に、および１．０ｓで積分の終了に接している。当該直線は、１．１ｓでの検出を考慮して適正である。

新規の直線（第２の直線）は１．４ｓまで検出の基準を満たす。以下同様である。

第７の直線は、１．１ｓで積分の開始および３．８ｓで積分の終了に接している。

同様に、図１０に示す例のように最低速度直線ＶＭｉｎ_ｔ，ｕが探索される。これは、積分終了距離および傾きが最も高い後続の積分開始距離を通過していて、０〜ｎの全ての積分周期を通過する直線である。

添え字ｔおよびｕは最大の傾きのｉおよびｊの値である。

最低速度直線は、Ｄ_ｔの上界およびＤ_ｕの下界を通過する。

他の直線は、０〜ｎの検出を有する全ての積分周期を通過する訳ではない。

検出に関連して、最低速度および最高速度による実際の速度の制限が緩和される。図１１に、目標の推定速度が間に存在する最低および最高速度の値の例示的な変化を示す。平均値は、実際の速度に向けて収束する良好な推定である。当該シミュレーションの記録によれば目標の速度は−４５０ｍ／ｓである。

本処理に関連して、各検出の後で、最低速度直線および最高速度直線が再計算される。後の時点のため、当該直線は目標が展開している距離領域の境界を定める。最後の検出の後の各時点で、２本の直線は目標が存在する距離領域の境界を定める。

各時点での平均値は目標の距離の推定値である。図１２の曲線は、時間経過に伴う目標の距離に関する知見の例示的な変化を表す。当該値に関連する許容度は２本の直線間の偏差により与えられる。

図１２に示す本例において興味深いのは、積分周期幅が７５０ｍに対応しているにもかかわらず、２．６ｓで推定された目標の距離が目標の実際の位置から３５ｍ離れていることである。

本発明による方法は、従来の検出方法に対して以下の利点を有している。

フォトダイオードに続いてトランスインピーダンス回路を利用する従来方式の検出では撮像器ほど良好な感度が得られない。更に、撮像器が存在することで、目標に向けてレーザー発光の優れた整列配置が可能になり、従って遠隔測定ビームの発散を減少させることができる。これには目標の照射を増大させる、従ってより強いエコーを提供する利点がある。エコーの検出感度が向上すると共にエコーが強くなる。このため、同じレーザー光源および同じ直径の受光部品により遠隔測定範囲が大幅に増大する。

撮像器は更に、目標を精密に追跡可能にすべく目標の斜視偏位測定パラメータを提供することができる。

Claims (10)

1. パルス放射器（１）および小型検出器の偏光により積分の持続期間が制御されるコンデンサに結合された空間小型検出器を含むマトリクス検出器（２）による目標距離測定方法であって、以下のステップ：
   Ａ）放射されたパルスの既知の方向に関する前記目標の方向、および前記放射器により放射されて前記目標により後方散乱されたパルスのエコーを前記検出器が検出する間の第１積分周期であって、前記目標が存在する第１距離スライスを決定する第１積分周期を決定するステップと、
   Ｂ）連続的な遠隔測定の反復、すなわち前記放射器によるパルスの放射および前記検出器によるエコーの検出のテストを、
   − 前記第１積分周期に基づいて、
   − 前記積分の持続期間の二分割により、所定の最短積分持続期間に達するまで、
   − 前記目標のエコーの検出に基づいて
   実行する過程で前記第１距離スライスを短縮するステップであって、
   前記目標が存在し且つ前記第１距離スライスに含まれる第２の距離スライスが、このステップが完了した時点で最後の反復の積分周期に基づいて決定されるステップと、
   Ｃ）前記第２の距離スライスを、
   − ステップＢから得られた前記積分周期に基づいて、
   − 積分の持続期間が一定のまま前記積分周期の位置を変化させることにより、
   − 前記目標のエコーの検出に基づいて実行される連続的な遠隔測定の反復の過程で短縮するステップであって、
   前記目標が存在し且つ前記第２の距離スライスに含まれる第３の距離スライスを、このステップが完了した時点で決定するステップとを含む方法。
2. 前記方向が受動モードで決定され、前記第１距離スライスが能動モードで以下のサブステップ：
   − 所定の時間位置および最長積分持続期間により画定され、距離スライスに対応する初期積分周期を選択するステップと、
   − 遠隔測定により予め決定された距離領域を、前記初期積分周期に基づいて、且つ積分の持続期間が同一の隣接する連続的な積分周期内で走査するステップであって、エコーが検出される間の前記第１積分周期が、前記目標が存在する前記第１距離スライスを決定するステップとにより決定されることを特徴とする、請求項１に記載の目標距離測定方法。
3. 前記方向および前記第１距離スライスが同時に能動モードで決定されることを特徴とする、請求項１に記載の目標距離測定方法。
4. 前記連続的な反復の過程で、前記積分周期が、前記積分の持続期間の開始時点で前記検出器の低感度に関連する所定の重なりを考慮することにより確立されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の目標距離測定方法。
5. 前記目標が相対速度を有すること、および前記連続的な反復の過程で、前記目標の相対速度を考慮することにより各積分周期が確立されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の目標距離測定方法。
6. 前記相対速度が既知であることを特徴とする、請求項５に記載の目標距離測定方法。
7. 前記積分周期の位置の変化が、前記連続的な反復の過程で前記積分周期の位置の二分割により得られ、前記第３の距離スライスが前記最後の反復の積分周期に基づいて決定されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の目標距離測定方法。
8. 前記目標が、未知であるが所定の最低接近速度と所定の最高後退速度との間にある定常相対速度を有すること、ならびに前記第２の距離スライスの短縮が前記連続的な反復の過程で得られ、各遠隔測定において、
   − 方向に応じて前記積分周期の位置がランダムに変化し、検出を有する積分周期にエコー検出の第１の欠如があれば前記変化の方向が直ちに反転し、
   − エコーが検出されたならば、パルスが放射された日付および対応する積分周期の位置を記録し、
   − 前記記録された日付および配置に基づいて、最低速度直線および最高速度直線を計算し、
   − 前記目標の相対速度が前記最低速度直線の傾きと前記最高速度直線の傾きとの間にあり、
   − 任意の時点で、前記第３の距離スライスが前記最低速度直線と前記最高速度直線との間にあることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の目標距離測定方法。
9. コンピュータプログラム製品であって、前記プログラムがコンピュータ上で実行された場合に、請求項１〜８のいずれか１個に記載の目標距離測定方法のステップを実行可能にするコード命令を含むコンピュータプログラム製品。
10. − パルス放射器（１）と、
    − 積分の持続期間が小型検出器の偏光により制御されるコンデンサに結合された空間小型検出器を含むマトリクス検出器（２）と、
    − 前記放射器および前記検出器の向きを調整する手段（３）と、
    − 前記向き調整手段を制御して請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法を実装すべく前記放射器および前記検出器を同期させることが可能な処理装置（４）とを含む、目標距離測定システム。

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