JP3304744B2

JP3304744B2 - レーダ装置

Info

Publication number: JP3304744B2
Application number: JP04740196A
Authority: JP
Inventors: 山本　　和彦; 雅史岩本; 貴彦藤坂
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1996-03-05
Filing date: 1996-03-05
Publication date: 2002-07-22
Anticipated expiration: 2016-03-05
Also published as: JPH09243740A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は目標の認識・識別
を行うためのレーダ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】通常のレーダ装置は、航空機、船舶、車
両等の目標を検出するとともに、その方位および距離を
測定し、目標の位置を特定する。さらに、目標の速度を
測定することもある。通常のレーダ装置は目標を検出で
きるものの、目標が何であるか、例えば、目標が航空機
であるとき、それが大型機であるか、小型機であるか、
さらにその機種は何であるか等について知ることはでき
ない。しかし、このような目標の認識および識別を可能
にすることについて要求されることがあり、認識・識別
機能を備えるレーダ装置が提案されている。

【０００３】図１９は、例えば特開平６−１７４８３８
号公報に示された、従来のレーダによる目標の識別装置
の構成を示す図である。同図において、１は送信機、２
は送受切換器、３は送受信アンテナ、４は受信機であ
る。送信機１の送信信号は送受切換器２を経由して送受
信アンテナ３に供給される。また、送受信アンテナ３の
受信信号は送受切換器２を経由して受信機４に入力され
る。

【０００４】５は受信機４の出力に対して逆合成開口処
理(Inversed Synthetic Aperture Radar：ＩＳＡＲ）を
行いレーダ画像を再生するレーダ画像再生手段である。
レーダ画像再生手段５は、レンジ方向の分解能を向上す
るためのレンジ圧縮手段５１、目標の動きを補償するた
めの動き補償手段５２、レンジ方向と交差する方向のク
ロスレンジ方向の分解能を向上するためのクロスレンジ
圧縮手段５３、これらの処理を行うためにレンジ圧縮手
段５１の出力を記憶する２次元記憶手段５４からなる。

【０００５】６はレーダ画像再生手段５の出力画像およ
び後述の畳み込み積分回路１１の出力画像（辞書画像）
を表示するレーダ画像表示手段である。レーダ画像表示
手段６は、２次元表示バッファやモニタＴＶ等を備え
る。

【０００６】７は反射波中の目標を追尾する目標追尾手
段、８は目標追尾手段７の出力に基づき点像応答を推定
する点像応答推定手段、９は目標追尾手段７の出力に基
づき目標のアスペクト角を推定する目標アスペクト角推
定手段、１０は目標アスペクト角推定手段９の出力に基
づき目標のＲＣＳ(Radar Cross Section)を算出するＲ
ＣＳ算出手段、１１は点像応答推定手段８の出力信号と
ＲＣＳ算出手段１０の出力信号とにより畳み込み積分を
行う畳み込み積分手段、１２はＲＣＳを算出するための
データを形状ごとに蓄積している目標形状データ蓄積手
段である。目標追尾手段７から目標形状データ蓄積手段
１２は、レーダ画像再生手段５とは異なるレーダ画像を
作成する。また、１３はレーダ画像表示手段６のモニタ
ＴＶ画像を監視するオペレータを示す。

【０００７】図２０は観測時の目標とレーダとの位置関
係および目標の運動を示す図である。図中、５０１は航
空機等の目標、５０２は図１９のレーダ装置を示す。

【０００８】次に図面に従って動作について説明する。
図１９の送信機１で発生した高周波信号は、送受切換器
２を経て送受信アンテナ３から図２０の目標５０１に向
け放射される。目標５０１に照射された高周波信号の一
部がレーダ装置５０２の方向に反射し送受信アンテナ３
で受信される。受信された信号は、送受切換器２を経て
受信機４で増幅・検波された後、レーダ画像再生手段５
によって目標５０１のＲＣＳ分布を示すレーダ画像に変
換され、レーダ画像表示手段６により表示される。以下
に、画像再生の方法について詳しく説明する。

【０００９】受信機４から出力された受信信号は、レー
ダ画像再生手段５へ入力され、まず、レンジ圧縮手段５
１でレンジ分解能を向上させる処理、即ちパルス圧縮が
行なわれる。レンジ圧縮後の受信信号は２次元記憶手段
５４にレンジビン番号ｍおよびパルスヒット番号ｎに応
じて格納される。目標５０１の動きから画像再生に有害
なランダム成分を除去するために、動き補償手段５２
は、２次元記憶手段５４から受信信号が読み出され、目
標５０１の中心点のドップラ周波数が０となるように、
動き補償手段５２により位相補償およびレンジビンの並
べ換えが行なわれる。その後、受信信号は、再び２次元
記憶手段５４に格納される。

【００１０】今、図２０に示すように目標５０１が、ヨ
ー運動（進行方向に対する左右の動き）による回転運
動、あるいは直進運動をしているものと仮定する。この
とき、同一レンジビン内に存在する目標上の相異なる点
がそれぞれ異なるドップラ周波数の反射波を発生する。
これを利用して、クロスレンジ圧縮手段５３では、動き
補償手段５２による位相補償後の受信信号をレンジビン
毎にＦＦＴ(Fast Fourier Transform)を行うことによ
り、クロスレンジ分解能の向上を図る。以上、レンジ圧
縮手段５１、クロスレンジ圧縮手段５３により、レンジ
およびクロスレンジの両方向について高分解能化され
る。このように目標の運動により生じるドップラー効果
を利用してその形状の画像を得る処理はＩＳＡＲ(Inver
sed SyntheticAperture)処理と呼ばれるものであり、公
知のものである。

【００１１】レーダ画像再生手段５により得られた、目
標の各点のＲＣＳ分布を表すレーダ画像はレーダ画像表
示手段６へ送られる。そして、図示しない２次元表示バ
ッファに一旦格納された後、図示しないモニタＴＶに画
像として表示される。

【００１２】以上のように、レーダ画像再生手段により
レーダ画像が得られたが、図示しないモニタＴＶ画像に
表示される、もう一つの画像（辞書画像）を得るための
処理について説明する。

【００１３】受信機４で得られる受信信号は目標追尾手
段７にも供給される。目標追尾手段７は、目標５０１の
進行方向、位置、速度、加速度等の運動特性を推定す
る。点像応答推定手段８は、目標追尾手段７の結果と、
既知であるレーダ装置の諸元からレーダ装置５０２のイ
ンパルスレスポンスに相当する点像応答関数を算出す
る。また同時に、目標アスペクト角推定手段９は、目標
追尾手段７の結果に基づき得られる目標５０１の位置お
よび進行方向と、既知のレーダ装置５０２の位置とから
目標のアスペクト角を推定する。

【００１４】ＲＣＳ算出手段１０は、目標形状データ蓄
積手段１２に格納された３次元形状データを順次読みだ
し、目標アスペクト角推定手段９により推定された目標
のアスペクト角に基づいて目標のＲＣＳ分布を算出す
る。目標形状データ蓄積手段１２には、目標毎の３次元
形状データがあらかじめ格納されている。ＲＣＳ分布の
計算には、例えばＧＴＤ（Geometrical Theory of Dif
fraction）やＰＴＤ（Physical Theory of Diffractio
n）など良く知られた手法が利用できる。ＲＣＳ算出手
段１０の処理の際に、目標の形状データの分解能とレー
ダ装置の分解能とは必ずしも一致しない。そこで、これ
らを整合させるため、畳み込み積分手段１１が、ＲＣＳ
算出手段１０によるＲＣＳ分布と点像応答推定手段８に
よる点像応答関数との畳み込み積分を行なう。以上のよ
うに、目標追尾手段７ないし目標形状データ蓄積手段１
２により、認識・識別用の辞書画像を生成する。

【００１５】このようにして生成されたレーダ画像およ
び辞書画像は、レーダ画像表示手段６上で表示される。
したがって、オペレータ１３はこれら２種類の画像を同
時に見ることができ、たとえレーダ画像再生手段５によ
り再生されたレーダ画像が日常見慣れた可視光による目
標の画像と異なっていても、辞書画像と比較することに
より、容易に認識および識別することができる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のレ
ーダ装置によれば、距離方向の軸とその軸に垂直な軸で
構成される２次元画像と距離方向と直交する２次元画像
の２種類の画像を同時に得ることができず認識識別の際
の情報量が少ないという欠点があった。このことが認識
識別の精度に影響を与えることがあった。

【００１７】また、従来のレーダ装置では、未知目標の
飛行経路よりその姿勢を推定し、この推定結果に基づき
姿勢を推定するので、姿勢推定の際に推定誤差が発生す
るとこのことが認識識別の精度に影響を与えることがあ
った。

【００１８】また、従来のレーダ装置では、未知目標の
並進運動については推定できても、例えば、ロール、ピ
ッチ、ヨー、またはそれらの複合の回転運動を推定する
手段がないという欠点があった。

【００１９】また、従来のレーダ装置では、レーダ画像
と辞書画像のマッチングを行なう際に、クロスレンジス
ケーリング等を含むレーダ画像の伸縮を自動的に行なう
ことができないという欠点があった。

【００２０】また従来のレーダ装置では、マッチングの
際に、レーダ画像と参照用辞書画像のアライメントを取
る必要があるという欠点があった。

【００２１】この発明は、係る課題を解決するためにな
されたもので、高い認識識別性能が得られるレーダ装置
を提供することを目的とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】請求項１に係るレーダ装
置は、パルス圧縮によりレンジ方向の分解能を向上する
とともに、目標の運動により生じるドップラー効果を利
用してクロスレンジ方向の分解能を向上することにより
上記目標の画像を得るレーダ部と、上記レーダ部の出力
に基づき上記目標の画像を再生するレーダ画像再生手段
と、上記レーダ画像再生手段で再生された画像を表示す
るレーダ画像表示手段と、上記目標を撮像する撮像手段
と、上記レーダ部の受信信号から上記目標の運動を計測
する目標追尾手段と、上記レーダ画像表示手段に表示さ
れるレーダ画像から、強い反射点である孤立反射点を抽
出する孤立反射点抽出手段と、上記孤立反射点から上記
目標の特徴点となる点を選択するとともに、上記特徴点
の距離情報を得る距離情報抽出手段と、上記撮像手段に
より得られた画像から上記特徴点を抽出するとともに、
上記特徴点をレーダから見たときの角度情報を得る角度
情報抽出手段と、上記目標追尾手段、上記距離情報抽出
手段、および、上記角度情報抽出手段の出力から上記目
標の位置および姿勢を推定する推定手段と、とを備えた
ものである。

【００２３】上記撮像手段として、温度分布を検出して
その分布を画像化するＩＲカメラおよび通常の光学カメ
ラがある。また、上記目標追尾手段は、目標の位置、移
動方向あるいは速度などを計測する。上記特徴点とは、
例えば、航空機の両翼に設置されたエンジンのエコーで
ある。上記距離情報とは、例えば、レーダから両エンジ
ンまでの距離である。上記角度情報とは、例えば、ＩＲ
画像表示手段の出力であるＩＲ画像から同じく翼の両翼
に設置されたエンジンを抽出し、レーダからそのエンジ
ンを見た見込み角である。

【００２４】請求項２に係るレーダ装置は、上記撮像手
段により得られた画像を表示する画像表示手段を備え、
上記角度情報抽出手段は、上記画像表示手段に表示され
る画像から上記特徴点を抽出するものである。

【００２５】

【００２６】請求項３に係るレーダ装置は、上記推定手
段が、レーダを原点としたときの上記目標の位置ベクト
ル、上記特徴点間の方向ベクトル、上記目標の胴体の軸
の方向ベクトルを推定するものである。

【００２７】請求項４に係るレーダ装置は、上記推定手
段が、上記目標が直進運動をする場合に、上記目標の進
行方向ベクトルを上記目標の胴体の軸の方向ベクトルと
するものである。

【００２８】請求項５に係るレーダ装置は、上記孤立反
射点から上記目標の特徴点となる点を選択するととも
に、上記特徴点から上記目標の胴体の複数の軸の方向ベ
クトルを測定する軸情報抽出手段と、上記目標追尾手
段、上記軸情報抽出手段、および、上記推定手段の出力
から上記目標の回転運動を推定する回転運動推定手段と
を備えたものである。

【００２９】請求項６に係るレーダ装置は、上記距離情
報抽出手段により得られた距離情報及び上記角度情報抽
出手段により得られた角度情報に基づき上記特徴点間の
距離を得ることにより上記目標の寸法を推定する目標寸
法推定手段と、上記目標寸法推定手段の推定結果を表示
する目標寸法表示手段とを備えたものである。

【００３０】請求項７に係るレーダ装置は、上記目標追
尾手段および上記回転運動推定手段で得られた目標の運
動から上記レーダ部を特徴づける点像応答関数を推定す
る点像応答推定手段と、認識識別の対象とする目標の形
状データを予め格納する目標形状データ蓄積手段と、こ
の目標形状データ蓄積手段の目標の形状データに基づ
き、上記推定手段より得られる目標の姿勢に対応して上
記目標のレーダ断面積分布を算出するレーダ断面積算出
手段と、上記レーダ断面積算出手段により算出されたレ
ーダ断面積分布を、上記目標追尾手段により得られる上
記目標の並進運動、および、上記回転運動算出手段より
得られる上記目標の回転運動それぞれに対応して変換す
るレーダ断面積変換手段と、上記レーダ断面積変換手段
で得られたレーダ断面積分布と上記点像応答推定手段に
より得られた点像応答関数との畳込み積分を行なう畳み
込み積分手段と、上記畳み込み積分手段の出力に基づき
レーダ辞書画像を生成するレーダ辞書画像手段と、上記
レーダ辞書画像を表示するレーダ辞書画像表示手段とを
備えたものである。

【００３１】請求項８記載のレーダ装置は、上記レーダ
辞書画像表示手段で得られた各候補目標のレーダ辞書画
像と上記レーダ画像表示手段で表示されるレーダ画像と
を比較することにより、上記目標の種類を推定する目標
識別手段と、上記目標識別手段で推定された目標の種類
を表示する識別結果表示手段とを備えたものである。

【００３２】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１の装置の
構成を示す機能ブロック図である。同図において、１は
送信機、２は送受切換器、３は送受信アンテナ、４は受
信機である。送信機１の送信信号は送受切換器２を経由
して送受信アンテナ３に供給される。また、送受信アン
テナ３の受信信号は送受切換器２を経由して受信機４に
入力される。

【００３３】５は受信機４の出力に対して逆合成開口処
理(Inversed Synthetic Aperture Radar：ＩＳＡＲ）を
行いレーダ画像を再生するレーダ画像再生手段である。
レーダ画像再生手段５は、図２０に示されるように、レ
ンジ方向の分解能を向上するためのレンジ圧縮手段５
１、目標の動きを補償するための動き補償手段５２、レ
ンジ方向と交差する方向のクロスレンジ方向の分解能を
向上するためのクロスレンジ圧縮手段５３、これらの処
理を行うためにレンジ圧縮手段５１の出力を記憶する２
次元記憶手段５４からなる。

【００３４】６はレーダ画像再生手段５の出力画像を表
示するレーダ画像表示手段である。レーダ画像表示手段
６は、図示しない２次元表示バッファやモニタＴＶ等を
備える。

【００３５】１３は表示画面を観察して目標を認識識別
するオペレータである。１４は赤外線（以下では「Ｉ
Ｒ」と記す）カメラ、１５はＩＲカメラ１４が撮影した
画像を表示するＩＲ画像表示手段である。

【００３６】図２は、レーダ画像表示手段６で得られる
ＩＳＡＲ画像の摸式図である。図中で、１１１がＩＳＡ
Ｒ画像における目標の像を示す。図３は、ＩＲ画像表示
手段１５で得られるＩＲ画像の摸式図である。図中で、
１１２がＩＲ画像における目標の像を示す。

【００３７】次に図１、図２、図３、図２１を用いて、
本実施の形態１の装置の動作を説明する。本発明の実施
の形態１の装置の説明をする上で、便宜上、目標は航空
機であり、かつ左右対称な位置に２つ（一組）以上のエ
ンジンがあるということを前提とする。なお、これらの
点は認識識別を行うための本質的な条件ではない。ま
た、レーダと赤外線装置は同一目標を観測するために、
例えばアンテナ３部分に赤外線カメラ１４を取りつける
等の工夫をして同じ方向を向けることとする。図２０の
目標５０１は図中に示す速度ベクトルを持つものとす
る。従来例で説明した動作により、レーダ画像表示手段
６において、ＩＳＡＲ画像における目標の像１１１が表
示される。

【００３８】ここで、縦軸はレーダ装置５０２と目標５
０１を結ぶラインオブサイト方向の距離を表し「レンジ
軸」とよぶ。横軸はラインオブサイトに直交する方向で
あり「クロスレンジ軸」とよぶ。クロスレンジ軸は、目
標５０１の運動によって生じるドップラー周波数の差で
与えられる。すなわち、ＩＳＡＲで目標を観測した場
合、奥行き方向とその方向に直交した方向の２軸を持つ
画像を得ることができる。

【００３９】ＩＲカメラ１４は、物体の温度分布を画像
化することができる。ＩＲカメラでは、通常の光学カメ
ラなどと同様に、図２０のラインオブサイトに直交する
２次元平面の画像が得られる。上で述べたＩＳＡＲによ
る観測と同じジオメトリで、目標５０１をＩＲカメラ１
４を用いて撮影してＩＲ画像表示手段１５に表示された
結果が、１１２のＩＲ画像における目標の像である。こ
こで横軸、縦軸はそれぞれ図１の送受信アンテナ３の
「アジマス角」、「エレベーション角」で表される。

【００４０】以上のように、この実施の形態１の装置に
よれば、画像レーダ装置に、さらにＩＲ画像表示手段を
備えたので、異なる視点からの複数種類の画像を提供す
ることができる。これにより、一つの目標について表示
軸の異なる二つ画像に基づきオペレータは目標を認識識
別できるので、１つの画像だけを用いるときよりも認識
識別を精度よく行なうことができる。

【００４１】実施の形態２．実施の形態２の装置につい
て説明する。図４はこの発明の実施の形態２の装置の構
成を示す機能ブロック図である。図中、１６は光学カメ
ラ、１７は光学画像表示手段を示す。１から６および１
３は、図１に示されたものと同一である。図５は、光学
画像表示手段１７で得られる光学画像の摸式図である。
図中で、１２１が光学画像における目標の像を示す。な
お、レーダによる画像は図２と同じであるのでこれを用
いる。

【００４２】以下に動作を説明する。光学カメラ１６、
光学画像表示手段１７以外の動作は実施の形態１と同様
である。光学カメラ１６は、ＩＲカメラ１４と同様に、
図５のラインオブサイトに直交した平面の画像を得るこ
とができる。したがって、一つの目標について表示軸の
異なる図５および図２の二つ画像に基づきオペレータは
目標を認識識別できるので、１つの画像だけを用いると
きよりも認識識別を精度よく行なうことができる。

【００４３】実施の形態３．実施の形態３の装置につい
て説明する。図６はこの発明の実施の形態３の装置の構
成を示す機能ブロック図である。図中、１８は図２のレ
ーダ画像に存在する孤立反射点を抽出する孤立反射点抽
出手段である。孤立反射点とは、レーダ画像中で単独で
存在する高輝点のことである。一般的には、レーダ画像
において孤立反射点は目標の端部、例えば、航空機のエ
ンジンのカウリング、機首、尾翼、翼端等であることが
多い。

【００４４】１９は目標が双発エンジンの航空機である
ときにこれらエンジンの間隔をレーダ画像から抽出する
エンジン距離抽出手段である。これは、前述のようにエ
ンジン部分が孤立反射点になることが多いので、孤立反
射点の間の距離を測定すればエンジンの間隔に対応する
ことに基づく。２０はＩＲ画像表示手段１５のＩＲ画像
から目標である航空機のエンジンの見込み角を抽出する
エンジン見込み角抽出手段である。２１はエンジン距離
抽出手段１９の出力およびエンジン見込み角抽出手段２
０の出力に基づき目標の位置および姿勢を推定する位置
・姿勢推定手段である。１〜６および１３〜１５は、図
１で示されたものと同一である。また、７は図２０で示
されたものと同一である。

【００４５】図７はこの実施の形態３のジオメトリを示
す図で、５０１、５０２は図２１と同様である。１３
１、１３２は、目標の翼に取りつけられたエンジン１、
エンジン２である。図８はレーダ画像表示手段６で得ら
れるＩＳＡＲ画像で、１１１は図２と同じく目標のＩＳ
ＡＲ画像、１３３、１３４はそれぞれ機体に左右対称に
取りつけられたエンジンの像で、便宜的にそれぞれ、エ
ンジン１のＩＳＡＲ画像、エンジン２のＩＳＡＲ画像と
名づける。図９はＩＲ画像表示手段１５で得られる目標
のＩＲ画像で、１１２は図３と同じく目標のＩＲ画像、
１３５、１３６はそれぞれ機体に左右対称に取りつけら
れたエンジンの像で、便宜的にそれぞれ、エンジン１の
ＩＲ画像、エンジン２のＩＲ画像と名づける。

【００４６】次に図６〜図９を用いて、本実施の形態３
の動作を説明する。レーダ画像表示手段６でレーダ画像
を得るまでの動作、および、ＩＲ画像表示手段１５でＩ
Ｒ画像を得るまでの動作は前述の実施の形態１の場合と
同様なので省略する。

【００４７】目標追尾手段７は、目標の速度Ｖおよび進
行方向を表す単位ベクトルvector{ｕ}を得る。一般に航
空機のＩＳＡＲ画像では、形状的な理由により機首、エ
ンジンのＲＣＳ(Radar Cross Section)値が大きくなる
ことが知られている。このように周囲に比べて大きなＲ
ＣＳを生ずる画像上の点を孤立反射点とよぶことにす
る。孤立反射点抽出手段１８は、入力されたＩＳＡＲ画
像より孤立反射点を抽出する。例えば、入力画像に、あ
るスレッショルドを設け、そのスレッショルドを超える
値を持つ画素をすべて孤立反射点と見做してもよいし、
オペレータが画像を見て抽出してもよい。

【００４８】次に、エンジン距離抽出手段１９は、次の
ような手順でエンジンの距離を抽出する。（１）孤立反射点抽出手段１８で抽出された孤立反射点
のうちから、まず左右対称な２つのエンジンの画素を抽
出する。この抽出手段は、人間が画像をみて判断するこ
とにより抽出しても良いし、それ以外の自動化手段を取
っても良い。（２）次に各エンジンに対応する画素のレンジを得る。
図８に示すように、エンジン１のレンジをRg_{1},エン
ジン２のレンジをRg_{2}とする。

【００４９】次に、エンジン見込み角抽出手段２０は、
ＩＲ画像表示手段１５より得られたＩＲ画像から、機体
に対して左右対称についているエンジンの画素を抽出す
る。ＩＲ画像は温度分布の差を画像化したものであるた
め、高温になるエンジンは機体の他の部分に比較して、
画像上に現れやすいことが知られている。したがって、
ＩＳＡＲのエンジン画像抽出時と同様、画像にスレッシ
ョルドを設け自動的に抽出するなり、人間の判断により
抽出するなりして、エンジンを抽出することができる。
ここで、すでに述べたように、ＩＲ画像は図９に示すよ
うにアジマス角、エレベーション角を２軸とする画像が
得られるため、エンジン１のＩＲ画像１３５、エンジン
２のＩＲ画像１３６の画素が決定されれば目標の翼に取
りつけられたエンジン１、２（１３１、１３２）それぞ
れの見込み角（アジマス角、エレベーション角）を、
（θ_{a1},θ_{e1}）、（θ_{a2},θ_{e2}）と得る事が
できる。

【００５０】ところで、目標の位置・姿勢を知るために
は、空間座標において、目標の中心までの距離Rg、レー
ダを原点としたときの目標の単位位置ベクトルvector
{r}、２つのエンジンを結ぶ直線の単位方向ベクトルvec
tor{e}、胴体の軸の単位方向ベクトルvector{s}を測定
する必要がある。そこで、位置、姿勢推定手段２１がこ
れらの値推定する。以下その方法について示す。

【００５１】図７の目標の翼に取りつけられたエンジン
１、２（１３１、１３２）の位置ベクトルをそれぞれve
ctor{R}_{1},vector{R}_{2}とすると、これらはそれぞ
れ次式で表される。（なお、以下の説明においてvector
{R}_{1}を、単にＲ１のように表記することがある。ま
た、θ_{a1}を、単にθ_a1のように表記することがあ
る）Ｒ１＝Ｒg1（cosθ_e1cosθ_a1，cosθ_e1sinθ_a1，sinθ_e1）^T （１）Ｒ２＝Ｒg2（cosθ_e2cosθ_a2，cosθ_e2sinθ_a2，sinθ_e2）^T （２）ただし、括弧右上のＴは転置を意味する。

【００５２】よってvector{e}は、次式で表される。ｅ＝（Ｒ２−Ｒ１）／ＡＢＳ（Ｒ２−Ｒ１）（３）ただし、ＡＢＳ（）はベクトルの絶対値を意味する。

【００５３】また、vector{s}は、次式で表される。ｓ＝ｅ×（ｕ×ｅ）／（１−（ｅ・ｕ）²）^1/2 （４）ただし、×はベクトルの外積を、・はベクトルの内積を
意味する。

【００５４】またRg、vector{r}はそれぞれ次式で表さ
れる。Ｒg＝ＡＢＳ（（Ｒ１＋Ｒ２）／２）（５）ｒ＝（Ｒ１＋Ｒ２）／２Ｒg （６）

【００５５】すなわち、以上の手順をふむことにより目
標の位置、姿勢を知る事ができる。これらの結果は、Ｉ
ＳＡＲ画像、ＩＲ画像と共にオペレータ１３に対して表
示されるので、オペレータはこれらの値を参考にして画
像から目標を容易に認識・識別することができる。

【００５６】なお、この実施の形態３の装置はエンジン
距離抽出手段を備えるが、特徴点はこれに限らない。エ
ンジンの距離以外に、例えば、主翼の大きさ、主翼と尾
翼との間隔、胴体の長さであってもよい。要するに、レ
ーダ（ＩＳＡＲ）及びＩＲの両者で観測可能であり、少
なくとも２点がその進行方向に対して左右対象である孤
立反射点であって、認識識別の際の尺度となる特徴量で
あればなんでもよい。例えば、航空機の場合、エンジ
ン、両主翼端、尾翼端が該当する。また、目標は航空機
に限らず、船舶、車両等何であってもよい。このとき、
特徴量として、船舶であれば全長、全幅、ブリッジの位
置、煙突の位置、救命ボートのつり下げ装置（これは左
右にある）等これらの間隔を特徴量にすればよいし、車
両であれば、全長、全幅、ナンバープレートの位置、荷
台の有無、ドアミラー、フェンダーミラー、フォグラン
プ等を特徴量にすることが考えられる。

【００５７】また、ここで、ＩＲカメラ１４、ＩＲ画像
表示手段１５の代わりにそれぞれ、光学カメラ１６、光
学画像表示手段１７を用いてもいいのは言うまでもな
い。

【００５８】実施の形態４．実施の形態４の装置につい
て説明する。図１０はこの発明の実施の形態３の装置の
構成を示す機能ブロック図である。図中、１から２０は
図６で示されたものと同一である。２１ｂは位置姿勢推
定手段である。この位置姿勢推定手段２１ｂは、図６の
位置姿勢推定手段２１と同じく未知目標の位置と姿勢を
推定する機能を有するが、その内部処理が異なる。

【００５９】図６における位置姿勢推定手段２１は、空
間座標内での目標の主軸方向を表す主軸ベクトルvector
{s}を式(4)で得た。しかし、航空機では、無風領域を直
進する場合には、一般に進行方向vector{u}と主軸の方
向vector{s}は一致すると考えられる。従って、無風領
域を直進する場合には、主軸ベクトルを式(4)の代わり
に次式を用いてもよい。ｓ＝ｕ（７）

【００６０】従って、本実施の形態によれば、より簡単
な計算で主軸ベクトルを求める事ができる。なお、この
実施の形態４は、特に航空機が横風のない領域を直進運
動する場合などに適用する。

【００６１】実施の形態５．実施の形態５の装置につい
て説明する。図１１はこの発明の実施の形態５の装置の
構成を示す機能ブロック図である。図中、２２は孤立反
射点抽出手段１８で求められた孤立反射点に基づき目標
である航空機の主軸およびエンジン軸を抽出する主軸エ
ンジン軸抽出手段、２３は主軸エンジン軸抽出手段２２
の抽出結果および目標追尾手段７の出力に基づき目標で
ある航空機の回転運動を求める回転運動算出手段であ
る。１から２１は図６で示されたものと同一である。

【００６２】図１２は目標のジオメトリであり、１５１
は、目標の回転軸を表す。図中の１３１、１３２、５０
１、５０２は図７で示されたものと同一である。図１３
は推定する回転運動についての説明図である。１５２は
ラインオブサイトである。１５３はラインオブサイトに
直交する平面である。１５４はラインオブサイトに直交
する平面上の直線である。１５１は図１１で示されたも
のと同一である。図１４は、ＩＳＡＲ画像で、目標の胴
体軸および両翼のエンジンを結んだ軸の画像上での傾き
を求める方法を示す図である。１５５はＩＳＡＲ画像上
の目標の機首、１５６はＩＳＡＲ画像上の目標の胴体の
軸である。１５７はＩＳＡＲ画像上の目標の２つのエン
ジンを結んだ軸である。１３３、１３４は図８と同一で
ある。

【００６３】以下、図１１〜図１４を用いて動作を説明
する。位置姿勢推定手段２１までの動作は実施の形態
３、４と同様なので省略する。目標は速度Ｖ,進行方向v
ector{u}で表される並進運動の他に、目標の回転軸１５
１を回転軸とする回転運動を行なっているものとする。
ここで回転軸の方向を表す単位方向ベクトルをvector
{r}_{c0}、その回転角速度をω_{c0}とする。

【００６４】ここで、この目標の回転運動は、ラインオ
ブサイト（単位方向ベクトルvector{r}）１５２を軸と
する角速度ωの回転運動、ラインオブサイトに直交する
平面上の直線１５４（単位方向ベクトルvector{r}_
{c}）を回転軸とする角速度ω_{c}の回転運動に分ける
ことができる。このうち、ラインオブサイト１５２を軸
とする回転運動は、レンジ方向に運動成分を生じないた
め、ドップラーを生じない。したがって、ラインオブサ
イトに直交する平面上の直線１５４を回転軸とする回転
運動の回転軸方向vector{r}_{c}、回転角速度ω_{c}を
求めれば十分である。

【００６５】一般に航空機目標のＩＳＡＲ画像では、エ
ンジンの他に機首も大きなＲＣＳ値を持つことが知られ
ている。従って、エンジン１のＩＳＡＲ画像１３３、エ
ンジン２のＩＳＡＲ画像１３４の他にＩＳＡＲ画像上の
目標の機首１５５が得られる。主軸、エンジン軸抽出手
段２２では、これら３点から、ＩＳＡＲ画像上の目標の
胴体の軸１５６、ＩＳＡＲ画像上の目標の２つのエンジ
ンを結んだ軸１５７を得る事ができ、その傾き（レンジ
／クロスレンジ）を得る事ができる。これをそれぞれ１
／ａ_{s}、１／ａ_{e}とする。

【００６６】以下、回転運動算出手段２３の動作を示
す。ここで、vector{r}_{c}は、次式を満足する単位ベ
クトルとして得られる。ｒc［（（λc／２）（ａs（ｒ・ｓ）ｅ−ａe（ｒ・ｅ）ｓ）＋（Ｖ／Ｒg）（ｒ×（ｕ×ｒ））×（ｅ×ｓ））×ｒ］＝０（８）ただし、×はベクトルの外積を、・はベクトルの内積を
意味する。また、ここでλ_{c}はレーダの送信波長であ
る。

【００６７】また、ω_{c}は、式(8)で得られたvector
{r}_{c}を用いて、次式のようにＡとＢとの積で得られ
る。 ωc＝ＡＢただし、Ａ＝（−（λc／２）ａs（ｓ・ｒ）−（Ｖ／Ｒg）ｕ・（ｒ×（ｓ×ｒ）））Ｂ＝１／（（ｒ×ｒc）・ｓ）（９）

【００６８】以上により目標の回転運動を得ることがで
きる。この結果は、レーダ画像、ＩＲ画像、目標の位
置、姿勢と共にオペレータ１３に表示されるので、オペ
レータはこれらの値を参考にして、画像から目標を容易
に認識・識別することができる。

【００６９】実施の形態６．実施の形態６の装置につい
て説明する。図１５はこの発明の実施の形態６の装置の
構成を示す機能ブロック図である。図中、２３ｂは本実
施の形態における回転運動算出手段である。回転運動算
出手段２３ｂは、図１１の回転運動算出手段２３と同じ
く目標の回転運動を算出するが、その内部処理が異な
る。

【００７０】回転運動算出手段２３ｂでは、ωcの推定
を式(9)の代わりに次式(10)を用いて行なう。ω_{c}
は、次式のようにＣとＤとの積で得られる。 ωc＝ＣＤただし、Ｃ＝（−（λc／２）ａe（ｅ・ｒ）−（Ｖ／Ｒg）ｕ・（ｒ×（ｅ×ｒ）））Ｄ＝１／（（ｒ×ｒc）・ｅ）（１０）

【００７１】従って、本発明によれば、式(9)右辺分母
が０になり、ωcの値が発散してしまう場合においても
その値を計算することができる。

【００７２】実施の形態７．実施の形態７の装置につい
て説明する。図１６はこの発明の実施の形態７の装置の
構成を示す機能ブロック図である。図中、２４はＲＣＳ
算出手段１０が出力するＲＣＳを目標追尾手段７および
回転運動算出手段２３の出力に基づき変換するＲＣＳ変
換手段である。２５は点像応答推定手段８とＲＣＳ変換
手段２４との相関に基づきレーダ辞書画像を生成するレ
ーダ辞書画像生成手段、２６はレーダ辞書画像生成手段
２５で生成されたレーダ辞書画像を表示するレーダ辞書
画像表示手段である。８、１１、１２を除く１から２３
は図１１で示されたものと同一である。８、１０、１
１、１２は従来技術で示されたものと同一である。

【００７３】次に、図１６を用いて、本実施の形態の動
作を説明する。位置姿勢推定手段２１までの動作は実施
の形態３の場合と同様なので省略する。また、回転運動
推定手段２３までの動作は実施の形態５もしくは実施の
形態６の場合と同様なので省略する。また、点像応答推
定手段８、ＲＣＳ算出手段１０および目標形状データ蓄
積手段１２については、従来例の場合と同一なので省略
する。

【００７４】ＲＣＳ変換手段２４は目標形状モデル上の
各点について観測された位置、姿勢、回転運動から、レ
ーダで観測した場合のレンジとドップラー周波数を求め
る。目標のＲＣＳ分布は、ＲＣＳ算出手段１０により３
次元モデル上の座標およびその点のＲＣＳの集合として
得られる。位置、姿勢算出手段２１により目標の位置、
姿勢が推定できるので、適当な座標変換をすることによ
り、空間座標上の位置ベクトルおよびその点のＲＣＳと
いう形にすることができる。

【００７５】この点の一つの位置ベクトルをvector{R}_
{p}とすると、その点のレンジRg_{p}、ドップラー周波
数fd_{p}はそれぞれ次式で表せる。Ｒgp＝ＡＢＳ（Ｒp）（１１）ｆdp＝−（２／λc）（１／Ｒgp）Ｒp・（Ｖu＋ωcＲg（ｒ×ｒc））（１２）ただし、Ｒp、u、ｒ、ｒcはベクトルである。

【００７６】畳み込み積分手段１１は、点像応答推定手
段８により得られた点像応答関数とＲＣＳ変換手段２４
で得られたＲＣＳ分布の畳み込み積分を行ない、レーダ
辞書画像生成手段２５はレーダ装置の分解能と一致させ
て認識・識別用の辞書画像を得る。この辞書画像は、レ
ーダ画像、ＩＲ画像とともにオペレータ１３に表示され
るので、オペレータは容易に目標を識別することができ
る。

【００７７】実施の形態８．実施の形態８の装置につい
て説明する。図１７はこの発明の実施の形態８の装置の
構成を示す機能ブロック図である。図中、１から２０
は、実施の形態３の場合と同一である。２７はエンジン
距離抽出手段１９およびエンジン見込み角抽出手段２０
の出力に基づき目標の寸法を推定する目標寸法推定手段
である。２８は目標寸法推定手段２７で推定された目標
寸法を表示する目標寸法表示手段である。

【００７８】次に図１７を用いて本実施の形態の動作を
説明する。エンジン距離抽出手段１９およびエンジン見
込み角抽出手段２０までの動作は実施の形態３の場合と
同一なので省略する。

【００７９】目標の翼に取りつけられたエンジン１、２
（１３３、１３４）までの距離、およびそれらの見込み
角がわかれば、空間座標上の各エンジンの位置ベクトル
vector{R}_1、vector{R}_2が式(1)、(2)のように得られ
る。すると２つのエンジン間の距離Reは、次式で与えら
れる。Ｒe＝ＡＢＳ（Ｒ２−Ｒ１）（１３）

【００８０】目標寸法推定手段２７では、以上の動作を
行ない、結果を目標寸法表示手段２８で表示する。エン
ジン間の距離から目標の大きさを推定するのは容易であ
る。従ってオペレータは、目標のエンジン間隔を参考に
して、レーダ画像およびＩＲ画像から容易に目標を識別
できる。

【００８１】実施の形態９．実施の形態９の装置につい
て説明する。図１８はこの発明の実施の形態９の装置の
構成を示す機能ブロック図である。図中、１から２６は
図１６で示されたものと同一である。２７、２８は図１
７で示されたものと同一である。２９はレーダ画像表示
手段６、レーダ辞書画像表示手段２６、および、目標寸
法推定手段２７の出力に基づき目標を識別する目標識別
手段である。３０は目標識別手段２９の識別結果を表示
する識別結果表示手段である。

【００８２】以下、図１８を用いてこの実施の形態の動
作を説明する。レーダ辞書画像表示手段２６までの動作
は実施の形態７の場合と同一なので省略する。目標寸法
表示手段２７までの動作は実施の形態８の場合と同一な
ので省略する。目標識別手段２９は各候補目標ごとに得
られたＩＳＡＲ辞書画像をレーダ画像表示手段６で得ら
れたＩＳＡＲ画像と比較する事により、未知目標の機種
を推定し、識別結果表示手段３０で表示する。

【００８３】次に目標識別手段２９の動作を説明する。
目標識別手段２９は、ＩＳＡＲ画像とＩＳＡＲ辞書画像
のパターンマッチングをとり、マッチングの度合いの一
番高い候補機種をその機種として判定する。マッチング
の方法は、全ピクセル数のうちの値の一致したピクセル
の割合を求めても良いし、レンジ方向の長さ、クロスレ
ンジ方向の長さの一致度を求めても良い。また、目標寸
法推定手段２７で得られた目標のエンジン間の長さの一
致度を求めても良い。あるいは、それらの結果にマッチ
ング方法ごとの重みをつけて、トータルで推定された機
種名のみを求めても良い。

【００８４】従って、オペレータが、レーダ画像、ＩＲ
画像から目標を識別できない場合でも、自動的に識別結
果を得る事ができる。

【００８５】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に示すような効果を奏する。

【００８６】パルス圧縮によりレンジ方向の分解能を向
上するとともに、目標の運動により生じるドップラー効
果を利用してクロスレンジ方向の分解能を向上すること
により上記目標の画像を得るレーダ部と、上記レーダ部
の出力に基づき上記目標の画像を再生するレーダ画像再
生手段と、上記レーダ画像再生手段で再生された画像を
表示するレーダ画像表示手段と、上記目標を撮像する撮
像手段と、上記レーダ部の受信信号から上記目標の運動
を計測する目標追尾手段と、上記レーダ画像表示手段に
表示されるレーダ画像から、強い反射点である孤立反射
点を抽出する孤立反射点抽出手段と、上記孤立反射点か
ら上記目標の特徴点となる点を選択するとともに、上記
特徴点の距離情報を得る距離情報抽出手段と、上記撮像
手段により得られた画像から上記特徴点を抽出するとと
もに、上記特徴点をレーダから見たときの角度情報を得
る角度情報抽出手段と、上記目標追尾手段、上記距離情
報抽出手段、および、上記角度情報抽出手段の出力から
上記目標の位置および姿勢を推定する推定手段と、を備
え、２種類のセンサに基づき目標の位置および姿勢を推
定して提供するので、オペレータが目標の機種を識別す
る際に識別率が向上するという効果がある。

【００８７】また、上記撮像手段により得られた画像を
表示する画像表示手段とを備え上記角度情報抽出手段
は、上記画像表示手段に表示される画像から上記特徴点
を抽出するため、目標について、距離とそれに直交する
軸で構成されたレーダ画像、および、距離方向に直交す
る２軸で構成されたＩＲ画像の２つの異なる画像を同時
に観察する事ができるので、オペレータが目標の機種を
識別する際に識別率が向上するという効果がある。

【００８８】また、上記孤立反射点から上記目標の特徴
点となる点を選択するとともに、上記特徴点から上記目
標の胴体の複数の軸の方向ベクトルを測定する軸情報抽
出手段と、上記目標追尾手段、上記軸情報抽出手段、お
よび、上記推定手段の出力から上記目標の回転運動を推
定する回転運動推定手段とを備え、目標の回転運動を推
定して提供するので、オペレータが目標の機種を識別す
る際に識別率が向上するという効果がある。

【００８９】また、上記距離情報抽出手段により得られ
た距離情報及び上記角度情報抽出手段により得られた角
度情報に基づき上記特徴点間の距離を得ることにより上
記目標の寸法を推定する目標寸法推定手段と、上記目標
寸法推定手段の推定結果を表示する目標寸法表示手段と
を備え、目標の寸法を推定して提供するので、オペレー
タが目標の機種を識別する際に識別率が向上するという
効果がある。

【００９０】また、上記目標追尾手段および上記回転運
動推定手段で得られた目標の運動から上記レーダ部を特
徴づける点像応答関数を推定する点像応答推定手段と、
認識識別の対象とする目標の形状データを予め格納する
目標形状データ蓄積手段と、この目標形状データ蓄積手
段の目標の形状データに基づき、上記推定手段より得ら
れる目標の姿勢に対応して上記目標のレーダ断面積分布
を算出するレーダ断面積算出手段と、上記レーダ断面積
算出手段により算出されたレーダ断面積分布を、上記目
標追尾手段により得られる上記目標の並進運動、およ
び、上記回転運動算出手段より得られる上記目標の回転
運動それぞれに対応して変換するレーダ断面積変換手段
と、上記レーダ断面積変換手段で得られたレーダ断面積
分布と上記点像応答推定手段により得られた点像応答関
数との畳込み積分を行なう畳み込み積分手段と、上記畳
み込み積分手段の出力に基づきレーダ辞書画像を生成す
るレーダ辞書画像手段と、上記レーダ辞書画像を表示す
るレーダ辞書画像表示手段とを備え、認識識別用の辞書
画像を、目標の位置、姿勢回転運動を考慮して生成でき
るので、オペレータがより容易に識別できて、識別率が
向上するという効果がある。

【００９１】また、上記レーダ辞書画像表示手段で得ら
れた各候補目標のレーダ辞書画像と上記レーダ画像表示
手段で表示されるレーダ画像とを比較することにより、
上記目標の種類を推定する目標識別手段と、上記目標識
別手段で推定された目標の種類を表示する識別結果表示
手段とを備え、目標の位置、姿勢回転運動を考慮して生
成した辞書画像に加えて、さらに、目標のエンジン間の
距離の情報等を用いて、自動的に目標を識別できるの
で、オペレータが識別できない時でも識別結果が得られ
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１を示すレーダ装置の
構成図である。

【図２】この発明の実施の形態１のレーダ装置で得ら
れるＩＳＡＲ画像の摸式図である。

【図３】この発明の実施の形態１のレーダ装置で得ら
れるＩＲ画像の摸式図である。

【図４】この発明の実施の形態２を示すレーダ装置の
構成図である。

【図５】この発明の実施の形態２のレーダ装置で得ら
れる光学画像の摸式図である。

【図６】この発明の実施の形態３を示すレーダ装置の
構成図である。

【図７】この発明の実施の形態３におけるジオメトリ
である。

【図８】この発明の実施の形態３のレーダ装置で得ら
れるレーダ画像の摸式図である。

【図９】この発明の実施の形態３のレーダ装置で得ら
れるＩＲ画像の摸式図である。

【図１０】この発明の実施の形態４を示すレーダ装置
の構成図である。

【図１１】この発明の実施の形態５を示すレーダ装置
の構成図である。

【図１２】この発明の実施の形態５におけるジオメト
リである。

【図１３】この発明の実施の形態５において推定する
目標の回転運動についての説明図である。

【図１４】この発明の実施の形態５のレーダ装置で得
られるＩＳＡＲ画像で、目標の胴体軸および両翼のエン
ジンを結んだ軸の画像上での傾きを求める方法を示す図
である。

【図１５】この発明の実施の形態６を示すレーダ装置
の構成図である。

【図１６】この発明の実施の形態７を示すレーダ装置
の構成図である。

【図１７】この発明の実施の形態８を示すレーダ装置
の構成図である。

【図１８】この発明の実施の形態９を示すレーダ装置
の構成図である。

【図１９】従来の目標識別用レーダ装置の構成図であ
る。

【図２０】従来の目標識別用レーダ装置のジオメトリ
である。

【符号の説明】

１．送信機２．送受切換器３．送受信アンテナ４．受信機５．レーダ画像再生手段６．レーダ画像表示手段７．目標追尾手段８．点像応答推定手段９．目標アスペクト角推定手段１０．ＲＣＳ算出手段１１．畳み込み積分手段１２．目標形状データ蓄積手段１３．オペレータ１４．ＩＲカメラ１５．ＩＲ画像表示手段１６．光学カメラ１７．光学画像表示手段１８．孤立反射点抽出手段１９．エンジン距離抽出手段２０．エンジン見込み角抽出手段２１．位置、姿勢推定手段２２．主軸、エンジン軸抽出手段２３．回転運動算出手段２４．ＲＣＳ変換手段２５．レーダ辞書画像生成手段２６．レーダ辞書画像表示手段２７．目標寸法推定手段２８．目標寸法表示手段２９．目標識別手段３０．識別結果表示手段５１．レンジ圧縮手段５２．動き補償手段５３．クロスレンジ圧縮手段５４．２次元記憶手段１１１．ＩＳＡＲ画像における目標の像１１２．ＩＲ画像における目標の像１２１．光学画像における目標の像１３１．目標の翼に取りつけられたエンジン１１３２．目標の翼に取りつけられたエンジン２１３３．エンジン１のＩＳＡＲ画像１３４．エンジン２のＩＳＡＲ画像１３５．エンジン１のＩＲ画像１３６．エンジン２のＩＲ画像１５１．目標の回転軸１５２．ラインオブサイト１５３．ラインオブサイトに直交する平面１５４．ラインオブサイトに直交する平面上の直線１５５．ＩＳＡＲ画像上の目標の機首１５６．ＩＳＡＲ画像上の目標の胴体の軸１５７．ＩＳＡＲ画像上の目標の２つのエンジンを結ん
だ軸２１ｂ．位置、姿勢推定手段２３ｂ．回転運動算出手段５０１．目標５０２．レーダ装置５０３．レンジ圧縮手段５０４．動き補償手段５０５．クロスレンジ圧縮手段５０６．２次元記憶手段５０７．２次元表示バッファ５０８．モニタＴＶ

フロントページの続き (56)参考文献特開平７−113865（ＪＰ，Ａ) 特開平８−21876（ＪＰ，Ａ) 特開平８−29528（ＪＰ，Ａ) 特開平６−249953（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−172980（ＪＰ，Ａ) 実開昭63−154996（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01S 7/00 - 7/42 G01S 13/00 - 13/95

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】パルス圧縮によりレンジ方向の分解能を
向上するとともに、目標の運動により生じるドップラー
効果を利用してクロスレンジ方向の分解能を向上するこ
とにより上記目標の画像を得るレーダ部と、上記レーダ
部の出力に基づき上記目標の画像を再生するレーダ画像
再生手段と、上記レーダ画像再生手段で再生された画像
を表示するレーダ画像表示手段と、上記目標を撮像する
撮像手段と、上記レーダ部の受信信号から上記目標の運
動を計測する目標追尾手段と、上記レーダ画像表示手段
に表示されるレーダ画像から、強い反射点である孤立反
射点を抽出する孤立反射点抽出手段と、上記孤立反射点
から上記目標の特徴点となる点を選択するとともに、上
記特徴点の距離情報を得る距離情報抽出手段と、上記撮
像手段により得られた画像から上記特徴点を抽出すると
ともに、上記特徴点をレーダから見たときの角度情報を
得る角度情報抽出手段と、上記目標追尾手段、上記距離
情報抽出手段、および、上記角度情報抽出手段の出力か
ら上記目標の位置および姿勢を推定する推定手段と、を
備えたレーダ装置。
【請求項２】請求項１記載のレーダ装置において、上
記撮像手段により得られた画像を表示する画像表示手段
を備え、上記角度情報抽出手段は、上記画像表示手段に
表示される画像から上記特徴点を抽出することを特徴と
するレーダ装置。
【請求項３】請求項２記載のレーダ装置において、上記推定手段は、レーダを原点としたときの上記目標の
位置ベクトル、上記特徴点間の方向ベクトル、上記目標
の胴体の軸の方向ベクトルを推定することを特徴とする
レーダ装置。
【請求項４】請求項３記載のレーダ装置において、上記推定手段は、上記目標が直進運動をする場合に、上
記目標の進行方向ベクトルを上記目標の胴体の軸の方向
ベクトルとすることを特徴とするレーダ装置。
【請求項５】請求項２記載のレーダ装置において、上記孤立反射点から上記目標の特徴点となる点を選択す
るとともに、上記特徴点から上記目標の胴体の複数の軸
の方向ベクトルを測定する軸情報抽出手段と、上記目標
追尾手段、上記軸情報抽出手段、および、上記推定手段
の出力から上記目標の回転運動を推定する回転運動推定
手段とを備えたことを特徴とするレーダ装置。
【請求項６】請求項２記載のレーダ装置において、上記距離情報抽出手段により得られた距離情報及び上記
角度情報抽出手段により得られた角度情報に基づき上記
特徴点間の距離を得ることにより上記目標の寸法を推定
する目標寸法推定手段と、上記目標寸法推定手段の推定
結果を表示する目標寸法表示手段とを備えたことを特徴
とするレーダ装置。
【請求項７】請求項５記載のレーダ装置において、上記目標追尾手段および上記回転運動推定手段で得られ
た目標の運動から上記レーダ部を特徴づける点像応答関
数を推定する点像応答推定手段と、認識識別の対象とす
る目標の形状データを予め格納する目標形状データ蓄積
手段と、この目標形状データ蓄積手段の目標の形状デー
タに基づき、上記推定手段より得られる目標の姿勢に対
応して上記目標のレーダ断面積分布を算出するレーダ断
面積算出手段と、上記レーダ断面積算出手段により算出
されたレーダ断面積分布を、上記目標追尾手段により得
られる上記目標の並進運動、および、上記回転運動算出
手段より得られる上記目標の回転運動それぞれに対応し
て変換するレーダ断面積変換手段と、上記レーダ断面積
変換手段で得られたレーダ断面積分布と上記点像応答推
定手段により得られた点像応答関数との畳込み積分を行
なう畳み込み積分手段と、上記畳み込み積分手段の出力
に基づきレーダ辞書画像を生成するレーダ辞書画像手段
と、上記レーダ辞書画像を表示するレーダ辞書画像表示
手段とを備えたことを特徴とするレーダ装置。
【請求項８】請求項７記載のレーダ装置において、上記レーダ辞書画像表示手段で得られた各候補目標のレ
ーダ辞書画像と上記レーダ画像表示手段で表示されるレ
ーダ画像とを比較することにより、上記目標の種類を推
定する目標識別手段と、上記目標識別手段で推定された
目標の種類を表示する識別結果表示手段とを備えたこと
を特徴とするレーダ装置。