JP4056641B2 - 移動物体観測システム - Google Patents
移動物体観測システム Download PDFInfo
- Publication number
- JP4056641B2 JP4056641B2 JP32408598A JP32408598A JP4056641B2 JP 4056641 B2 JP4056641 B2 JP 4056641B2 JP 32408598 A JP32408598 A JP 32408598A JP 32408598 A JP32408598 A JP 32408598A JP 4056641 B2 JP4056641 B2 JP 4056641B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- moving object
- moving
- main
- observation
- output
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は飛行物体などの移動物体を捕捉する移動物体観測システムに係り、特に、移動物体が複数に分離してしまうような場合においても、その中の主要な移動物体を誤ることなく捕捉することができる移動物体観測システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１３は特開平９−３０３９９２号公報に開示された従来の移動物体観測システムの構成を示すシステム構成図である。図において、５６は赤外線カメラ、５７は微分回路、５８は速度ベクトル検出回路、５９は二値化回路、６０は撮像面積検出回路、６１は輝度分布検出回路、６２はデータ処理回路、６３はジンバル装置、６４はデータベース部、６５は照合部、６６は分離処理部である。
【０００３】
次に動作について説明する。
赤外線カメラ５６により撮像された赤外線画像は、微分回路５７において微分処理され、この微分処理された赤外線画像に基づいて速度ベクトル検出回路５８は当該画像中の輝点の角速度ベクトルを算出する。また、上記赤外線画像は二値化回路５９において適当な閾値に基づいて二値化処理され、撮像面積検出回路６０は、上記微分画像と当該二値化画像とに基づいて各輝点の撮像面積を算出する。更に、輝度分布検出回路６１は、上記赤外線画像の中の所定の輝度レベル以上の輝点を検出して、この輝点の背景に対する輝度レベルを算出する。
【０００４】
そして、データ処理回路６２には、これら輝点の角速度ベクトル情報、各輝点の撮像面積情報、輝点の背景に対する輝度レベル情報とともに、ジンバル装置６３から対象物との相対速度情報が入力される。このデータ処理回路６２のデータベース部６４には以上の入力情報に対応する情報が記憶されており、照合部６５はこのデータベース部６４の記憶情報と入力情報との照合処理を行い、分離処理部６６はこの照合結果として得られた複数の対象物の輝点の中から１つの目標とする輝点を特定する。
【０００５】
なお、これら一連の処理においては、例えばデータベース部６４に弾道ミサイルの角速度ベクトルを記憶させ、分離処理部６６では輝点の角速度ベクトルがこの記憶した角速度ベクトルと大きく異なる場合には当該輝点を目標物候補から排除するとの条件に設定すれば、惑星や人工衛星などの角速度ベクトルがずっと小さい移動物体の輝点を目標物候補から排除することができる。
【０００６】
また、他にもデータベース部６４に弾頭部の推定角速度ベクトルを記憶させ、分離処理部６６では輝点の角速度ベクトルがこの記憶した角速度ベクトルと最も一致するものを目標物候補とするとの条件に設定すれば、図１４に示すように移動途中においてブースタやシェラウドと分離する弾頭部以外の輝点を目標物候補から排除することができる。なお、図１４は移動途中においてブースタ、シェラウドおよび弾頭部に分離する移動物体の分離後の相対位置関係を示す分離状態説明図である。図において、６７はブースタ、６８は弾頭部、６９はそれぞれシェラウドである。そして、同図（ａ）は分離直後の状態を示し、同図（ｂ）は分離してから所定時間経過した後の状態を示している。
【０００７】
従って、移動物体観測システムの観測範囲を通過するように移動する移動物体が複数に分離してしまうような場合には、その中の主要な移動物体の情報を予めデータベース部６４に記憶させておくことにより、当該主要な移動物体を捕捉することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来の移動物体観測システムは以上のように構成されているので、赤外線画像内において検出された輝度分布が予めデータベース部６４に登録された輝度分布と一致した場合に初めて移動物体を判定することができるので、データベース部６４に予め登録されていない移動物体や弾頭部などの主要移動物体を判定することはできず、しかも、赤外線カメラ５６において所定の輝度分布が形成される程に移動物体が接近しなければその判定を行なうことができないなどの課題があった。
【０００９】
また、従来の移動物体観測システムは例えば所定の輝度を有する画素の角速度ベクトルに基づいて移動物体を判定することになるが、このような判定方法では、移動物体観測システム自体に向かって移動する複数の移動物体を輝点の分布に基づいて区別することができず、そのような状況において主要移動物体を判定することはできない。
【００１０】
図１５および図１６はこのような複数の移動物体の移動方向と従来の移動物体観測システムの観測状況との関係を説明する説明図である。これらの図において、７０，７１はそれぞれ略同一方向に移動する移動物体、７２は移動物体観測システム、７３，７４はそれぞれ各移動物体７０，７１の輝点である。また、これらの図において、（ａ）は位置関係図、（ｂ）は赤外線画像である。そして、図１５（ａ）に示すように複数の移動物体７０，７１が赤外線カメラ５６の視野角方向に分離して存在する場合には、同図（ｂ）に示すように各移動物体７０，７１毎に分離した輝点７３，７４が観測されるが、図１６（ａ）に示すように複数の移動物体７０，７１が赤外線カメラ５６の一方向に重なって存在する場合には、同図（ｂ）に示すように各移動物体７０，７１が１つに重なった輝点７３，７４として観測されてしまう。そして、このような後者の赤外線画像では、輝点の角速度ベクトルなどに基づいて分離処理をしたとしても、複数の移動物体７０，７１の中から主要移動物体を分離することはできない。
【００１１】
そこで、発明者らは上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、移動物体が移動中に複数に分離する場合、分離後の複数の近接した移動物体同士の衝突などの不具合をさけるため、第一に、打ち上げ方向に移動させたい主要移動物体は分離前の一体的な移動物体においてその進行方向前部に配置されること、第二に、分離時に、移動方向前部に位置する主要移動物体には進行方向へ移動する力が、移動方向後部に位置する移動物体には進行方向とは逆向きへ移動する力がそれぞれ作用することなどの暗黙的なルールが存在することを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１２】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、移動物体観測システム自体に向かって移動する複数の移動物体を区別し主要移動物体を判定することができ、しかも、登録されていない移動物体の主要移動物体を遠方において判定することができる移動物体観測システムを得ることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る移動物体観測システムは、一体的な移動物体が移動中に複数に分離した後の主要移動物体とその他の移動物体とを検出する移動物体観測システムにおいて、観測範囲を周期的に走査し、各周期毎の受信データを出力するレーダと、各周期毎の受信データから上記主要移動物体とその他の移動物体を含む複数の移動物体を検出する検出手段と、各周期毎の受信データにおける上記複数の移動物体の位置および距離を演算し、これらを位置ベクトルとして出力する位置ベクトル演算手段と、各周期毎の受信データにおける上記複数の移動物体を複数の受信データの間で関連付け、この関連に基づいて各移動物体の移動速度および移動方向を判定し、これらを速度ベクトルとして出力する速度ベクトル演算手段と、上記複数の移動物体毎に、それぞれの移動物体の位置ベクトルと、前記複数の移動物体の速度ベクトルの平均である単位長さの平均速度ベクトルとの内積を演算し、この内積が最も大きい値である移動物体を主要移動物体として判定する判定手段と、上記判定された主要移動物体に関連する位置情報や速度情報を出力情報として出力する出力手段とを備えたものである。
【００１７】
この発明に係る移動物体観測システムは、主要移動物体を追尾する移動観測手段を設け、上記移動観測手段は、当該移動観測手段の推進力を発生させる推進装置と、出力手段から出力される出力情報に基づいて、上記推進装置の推進出力を、当該移動観測手段が上記主要移動物体に接近するよう制御する推進装置制御回路と、上記主要移動物体を観測する赤外線センサアレイとを備えたものである。
【００１８】
この発明に係る移動物体観測システムは、移動観測手段が、赤外線センサアレイの画像に基づいて推進出力を補正制御するものである。
【００１９】
この発明に係る移動物体観測システムは、出力手段が、赤外線センサアレイの画像に基づいて推進出力を補正制御するものである。
【００２０】
この発明に係る移動物体観測システムは、速度ベクトルに基づいて赤外線センサアレイの画像内の主要移動物体を判定し、これに基づいて推進出力を補正制御するものである。
【００２１】
この発明に係る移動物体観測システムは、赤外線センサアレイの代わりに光学センサアレイを用いたものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による移動物体を観測する移動物体観測システムの構成を示すブロック図である。図において、１は観測範囲を周期的に走査しつつ、電波の送受信を行なう送受信アンテナ（レーダ）、２は高周波の観測電波を出力する送信機（レーダ）、３は受信電波を増幅検波してそれに応じた受信データを生成する受信機（レーダ）、４は観測電波を送受信アンテナ１に供給するとともに送受信アンテナ１の受信電波を受信機３に供給する切替器（レーダ）である。
【００２３】
５は受信データが入力されるとともにＣＦＡＲ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｆａｌｓｅ Ａｌａｒｍ Ｒａｔｅ）処理などを行い、この受信データに観測電波の散乱波が含まれている場合には、これを移動物体の検出信号として出力する検出回路（検出手段）である。
【００２４】
６はこの検出信号が入力され、検出信号が入力されたタイミングに対応する送受信アンテナ１の向きおよび観測電波の出力タイミングから当該検出タイミングまでの期間に基づいて上記散乱波が発生した移動物体の位置までの距離および方向を演算し、これらを位置ベクトルｒｒとして出力する位置ベクトル算出回路（位置ベクトル演算手段）である。なお、この位置ベクトルｒｒは、送受信アンテナ１と移動物体の距離をｒ、観測電波を受信した時のアジマス角をθｅ、エレベーション角をθａとした場合、下記式（１）のように表される。
【００２５】
【数１】
【００２６】
７は位置ベクトルが入力されるとともにカルマンフィルタなどの追尾処理を行い、この新たな位置ベクトルと１つ前の走査周期における位置ベクトルとの関連付け（相関）を行い、これらのベクトル変位量に基づいてその走査周期の間における移動物体の速度の大きさおよび方向を演算し、これらを速度ベクトルとして出力する追尾回路（速度ベクトル演算手段）である。なお、２つの位置ベクトルの観測時間の時間差をΔｔとした場合、当該期間における移動物体の速度ベクトルｖｖは下記式（２）のように表される。
【００２７】
【数２】
【００２８】
８は上記位置ベクトルと単位長さの平均速度ベクトルとの内積を演算し、この内積演算結果を出力する内積演算回路（判定手段）である。なお、各移動物体の位置ベクトルおよび速度ベクトルをそれぞれｒｒｋ（ｋ＝１，２，・・・）およびｖｖｋ（ｋ＝１，２，・・・）とした場合、単位長さの平均速度ベクトルｖｖａおよび各内積演算値ｒａｋは下記式（３）および式（４）のように表される。
【００２９】
【数３】
【００３０】
【数４】
【００３１】
９は各走査周期毎に、その周期内に複数の内積演算結果が入力された場合には、その内積値が最も大きい値である移動物体を主要移動物体として判定し、この主要移動物体に関連する位置情報や速度情報を出力情報として出力する主要目標位置推定回路（判定手段、出力手段）である。
【００３２】
次に動作について説明する。
図２はこの発明の実施の形態１による移動物体観測システムの動作を説明する動作説明図である。図において、１０は地上、１１は移動物体の発射位置、１２は移動物体の軌道、１３は移動物体の到達位置、１４はこの発明の実施の形態１による移動物体観測システム、１５はこの移動物体観測システム１４の観測範囲である。また、１６は発射位置１１（時刻ｔ＝０）におけるブースタ、１７はこの発射位置１１（時刻ｔ＝０）におけるブースタ１６とその頭部において一体化されて１つの移動物体を構成する主要部、１８は軌道１２上の分離時刻（ｔ＝ｔ１）におけるブースタ、１９はこの分離時刻において当該ブースタ１８と分離された主要部、２０は観測範囲１５（時刻ｔ＝ｔ２）において捕捉されたブースタ（移動物体）、２１はこの観測範囲において捕捉された主要部（移動物体、主要移動物体）である。なお、分離位置においてブースタ１８と主要部１９とを切り離す場合には、バネや推進装置を用いて、主要部１９には進行方向へ移動する力が、ブースタ１８には進行方向とは逆向きへ移動する力がそれぞれ作用するのが一般的である。
【００３３】
そして、移動物体観測システム１４が観測範囲１５を周期的に走査している状態で、発射位置１１からブースタ１６および主要部１７が打ち上げられ、時刻（ｔ＝ｔ１）において主要部１９とブースタ１８とが分離され、これら複数の移動物体である主要部２１とブースタ２０とが別々の走査タイミングにおいて観測範囲１５に進入すると、これら移動物体２０，２１により反射された観測電波が送受信アンテナ１を介して受信機３に入力され、検出回路５から主要部２１とブースタ２０とのそれぞれに対して別々の検出信号が出力される。
【００３４】
位置ベクトル算出回路６は、各検出信号が入力される度に、その検出信号が入力されたタイミングに対応する送受信アンテナ１の向きおよび観測電波の出力タイミングから当該検出タイミングまでの期間に基づいて前述の散乱波が発生した移動物体２０，２１の位置までの距離および方向を演算し、これらを位置ベクトルとして出力する。また、追尾回路７は、各位置ベクトルが入力される度に、この新たな位置ベクトルと１つ前の走査周期における位置ベクトルとの関連付けを行い、これらのベクトル変位量に基づいて、その走査周期の間における移動物体２０，２１の速度の大きさおよび方向を演算し、これらを速度ベクトルとして出力する。更に、内積演算回路８は、各検出信号毎にこれら位置ベクトルと単位長さの平均速度ベクトルとの内積を演算し、この内積演算結果を出力する。
【００３５】
そして、主要目標位置推定回路９は、各走査周期毎に、その周期内に複数の内積演算結果が入力された場合には、その内積値が最も大きい値である移動物体２１を主要移動物体として判定し、この主要移動物体２１に関連する位置情報や速度情報を出力情報として出力する。
【００３６】
図３はこの発明の実施の形態１による移動物体観測システム１４が複数の移動物体２０，２１を検出した場合の主要移動物体の判定動作原理を説明する説明図である。図において、２２は今回新たに演算した主要部２１の位置ベクトル、２３は前回の周期において演算した主要部２１の位置ベクトル、２４はこれら２つの位置ベクトル２２，２３の差である主要部２１の速度ベクトル、２５は今回新たに演算したブースタ２０の位置ベクトル、２６は前回の周期において演算したブースタ２０の位置ベクトル、２７はこれら２つの位置ベクトル２５，２６の差であるブースタ２０の速度ベクトル、２８はこれら主要部２１およびブースタ２０の単位長さの平均速度ベクトルである。そして、内積演算回路８は、前回の位置ベクトル２３，２６と単位長さの平均速度ベクトル２８との内積を演算し、この内積演算結果を出力する。
【００３７】
そして、同図に示すように、進行方向前方に位置する主要部２１の方が前回の位置ベクトル２３と単位長さの平均速度ベクトル２８との内角が大きいので、主要部２１の位置ベクトル２３とブースタ２０の位置ベクトル２６との大きさにほとんど差が無いことや、分離直後の状態では主要部２１の速度ベクトル２４とブースタ２０の速度ベクトル２７はその方向および大きさが略一致していることからすれば、主要部２１の方が内積値が大きくなり、主要目標位置推定回路９は、主要部２１を主要移動物体として判定し、この主要部２１に関連する位置情報や速度情報を出力情報として出力することになる。
【００３８】
以上のように、この実施の形態１によれば、検出回路５が各周期毎の受信データから１乃至複数の移動物体２０，２１を検出し、位置ベクトル算出回路６が各移動物体２０，２１の位置および距離を演算して位置ベクトル２２，２５，２３，２６を出力し、追尾回路７が各周期毎の受信データを複数の受信データの間で関連付けてこれに基づいて各移動物体２０，２１の各速度ベクトル２４，２７，２８を出力し、内積演算回路８がこれら各移動物体の位置ベクトル２２，２５，２３，２６と単位長さの平均速度ベクトル２８との内積を演算し、主要目標位置推定回路９が最も内積値が大きい移動物体２１の情報を出力するようにしたので、移動物体２０，２１の位置ベクトル２２，２５，２３，２６や速度ベクトル２４，２７，２８の違いに基づいて各移動物体２０，２１を区別し、その中から最も内積の大きい移動物体２１を主要移動物体として判定することができる効果がある。
【００３９】
従って、移動物体観測システム１４の観測範囲１５を通過するような複数の移動物体２０，２１の中から例えば主要移動物体２１を区別することができ、しかも、移動物体観測システム１４自体に向かって移動する複数の移動物体２０，２１においてもそれらの位置（距離）の違いに基づいて正しく判定することができる効果がある。
【００４０】
また、内積演算に基づいて主要移動物体２１を判定するようにしているので、移動物体２０，２１の輝度分布情報などを一々登録する必要が無い。しかも、このような相互比較処理に基づく判定方法であるため、画像処理などに頼る必要が無くなって、距離および方向を測定するレーダ１，２，３，４と組み合わせて使用することができ、それにより主要移動物体２１を遠方において正確に判定することができる効果もある。
【００４１】
更に、従来のように赤外線センサアレイ上の写像画像のみに基づいて予め設定した輝度分布や角速度との一致判定により主要移動物体２１を判定する場合のように、主要移動物体２１が接近しなければその判定を行なうことができない、あるいは、移動物体観測システム１４自体に向かって移動する複数の移動物体２０，２１を区別することができないなどの問題が生じることはない効果がある。
【００４２】
実施の形態２．
図４はこの発明の実施の形態２による移動物体を観測する移動物体観測システムの構成を示すブロック図である。図において、２９は各走査周期毎に、その周期内に複数の位置ベクトルが入力された場合には、その大きさが最も小さい値である移動物体を主要移動物体として判定し、この主要移動物体に関連する位置情報や速度情報を出力情報として出力する主要目標位置推定回路（判定手段、出力手段）である。これ以外の構成は実施の形態１と同様であり同一の符号を付して説明を省略する。
【００４３】
次に動作について説明する。
１つの走査周期において、位置ベクトル算出回路６が複数の位置ベクトル２３，２６を出力すると、主要目標位置推定回路２９は、各位置ベクトルの大きさの比較を行い、その大きさが最も小さい値である移動物体を主要移動物体として判定し、この主要移動物体に関連する位置情報や速度情報を出力情報として出力する。
【００４４】
そして、図３に示したように、ブースタ２０と主要部２１とからなる移動物体が遠方から接近し、その途中で分離された場合、ブースタ２０よりも主要部２１が移動方向前方に位置するので、その距離は当然に短くなる。従って、主要目標位置推定回路２９は、主要部２１を主要移動物体として判定し、この主要部２１に関連する位置情報や速度情報を出力情報として出力することになる。これ以外の動作は実施の形態１と同様であり説明を省略する。
【００４５】
以上のように、この実施の形態２によれば、検出回路５が各周期毎の受信データから１乃至複数の移動物体２０，２１を検出し、位置ベクトル算出回路６が各移動物体２０，２１の位置および距離を演算して位置ベクトル２３，２６を出力し、主要目標位置推定回路２９が最も位置ベクトルの値が小さい移動物体２１の情報を出力するようにしたので、移動物体の位置ベクトル２３，２６の違いに基づいて各移動物体２０，２１を区別し、その中から最も大きさの小さい移動物体２１を主要移動物体として判定することができる効果がある。
【００４６】
従って、移動物体観測システム１４の観測範囲１５を通過するような複数の移動物体２０，２１の中から例えば主要部２１を区別することができ、しかも、移動物体観測システム１４自体に向かって移動する複数の移動物体２０，２１をそれらの距離の違いに基づいて区別し、分離後に進行方向前方に位置する移動物体２１、すなわち主要移動物体を上記距離に基づいて正しく判定することができる。
【００４７】
また、距離の大小に基づいて主要移動物体２１を判定するようにしているので、移動物体２０，２１の輝度分布情報などを一々登録する必要が無い。しかも、このような相互比較処理に基づく判定方法であるため、画像処理などに頼る必要が無くなって、レーダ１，２，３，４と組み合わせて使用することができ、それにより主要移動物体２１を遠方において正確に判定することができる効果がある。
【００４８】
更に、従来のように赤外線センサアレイ上の写像画像のみに基づいて予め設定した輝度分布や角速度との一致判定により主要移動物体を判定する場合のように、移動物体２１が接近しなければその判定を行なうことができない、あるいは、移動物体観測システム１４自体に向かって移動する複数の移動物体２０，２１を区別することができないなどの問題が生じることはない効果がある。
【００４９】
実施の形態３．
図５はこの発明の実施の形態３による移動物体を観測する移動物体観測システムの構成を示すブロック図である。図において、３０は検出信号が入力され、検出信号が入力されたタイミングの受信電波の周波数シフト量であるドップラー周波数を演算して出力するドップラー周波数算出回路（ドップラー周波数演算手段）、３１は各走査周期毎に、その周期内に複数の位置ベクトルが入力された場合には、このドップラー周波数が最も高い値である移動物体を主要移動物体として判定し、この主要移動物体に関連する位置情報や速度情報を出力情報として出力する主要目標位置推定回路（判定手段、出力手段）である。なお、上記ドップラー周波数ｆｄは、移動物体のラジアル速度をｖ（送受信アンテナ１に近づく方向を正とする）、観測信号の送信周波数をｆ、光の速度をｃとした場合、下記式（５）のように表される。
【００５０】
【数５】
【００５１】
これ以外の構成は実施の形態１と同様であり同一の符号を付して説明を省略する。
【００５２】
次に動作について説明する。
検出回路５から検出信号が出力されると、位置ベクトル算出回路６が位置ベクトルを演算して出力し、これと共に、ドップラー周波数算出回路３０がそのタイミングの受信電波の周波数シフト量であるドップラー周波数を演算して出力する。
【００５３】
主要目標位置推定回路３１は、１つの走査周期において複数の位置ベクトルが入力されると、各ドップラー周波数の比較を行い、その周波数が最も高い値である移動物体を主要移動物体として判定し、この主要移動物体に関連する位置情報や速度情報を出力情報として出力する。
【００５４】
そして、図３に示したように、ブースタ２０と主要部２１とからなる移動物体が遠方から接近し、その途中で分離された場合、ブースタ２０よりも主要部２１が移動方向前方において高速に移動してくるので、そのドップラー周波数は当然に高くなる。従って、主要目標位置推定回路３１は、主要部２１を主要移動物体として判定し、この主要部２１に関連する位置情報や速度情報を出力情報として出力することになる。これ以外の動作は実施の形態１と同様であり説明を省略する。
【００５５】
以上のように、この実施の形態３によれば、検出回路５が各周期毎の受信データから１乃至複数の移動物体２０，２１を検出し、位置ベクトル算出回路６が各移動物体２０，２１の位置および距離を演算して位置ベクトル２３，２６を出力し、ドップラー周波数算出回路３０が各移動物体２０，２１のドップラー周波数を演算して出力し、主要目標位置推定回路３１が最もドップラー周波数が高い移動物体２１の情報を出力するようにしたので、移動物体２０，２１の移動速度の違いに基づいて各移動物体２０，２１を区別し、その中から最も速度の速い移動物体２１を主要移動物体として判定することができる効果がある。
【００５６】
従って、移動物体観測システム１４の観測範囲を通過するような複数の移動物体２０，２１の中から例えば主要部２１を区別することができる。しかも、移動物体観測システム１４自体に向かって移動する複数の移動物体２０，２１をそれらの移動速度の違いに基づいて区別し、分離後に最も進行方向前方への速度が速い移動物体２１、すなわち主要移動物体を上記ドップラー周波数に基づいて正しく判定することができる。
【００５７】
また、ドップラー周波数に基づいて主要移動物体２１を判定するようにしているので、移動物体２０，２１の輝度分布情報などを一々登録する必要が無い。しかも、このような相互比較処理に基づく判定方法であるため、画像処理などに頼る必要が無くなって、レーダ１，２，３，４と組み合わせて使用することができ、それにより主要移動物体２１を遠方において正確に判定することができる。
【００５８】
更に、従来のように赤外線センサアレイ上の写像画像のみに基づいて予め設定した輝度分布や角速度との一致判定により主要移動物体を判定する場合のように、移動物体２１が接近しなければその判定を行なうことができない、あるいは、移動物体観測システム１４自体に向かって移動する複数の移動物体２０，２１を区別することができないなどの問題が生じることはない効果がある。
【００５９】
実施の形態４．
図６はこの発明の実施の形態４による移動物体を観測する移動物体観測システムの構成を示すブロック図である。図において、３２は各走査周期毎に、その周期内に複数の位置ベクトルが入力された場合には、このドップラー周波数が最も高い値で且つ位置ベクトルが小さい値である移動物体を主要移動物体として判定し、この主要移動物体に関連する位置情報や速度情報を出力情報として出力する主要目標位置推定回路（判定手段、出力手段）である。
【００６０】
なお、このような判定は、例えば下記式（６）のＪｋを最大とするものを主要移動物体として判断するようにすればよい。同式において、ｒｋは各移動物体の距離、ｒａｖｅは複数の移動物体の距離の平均値、ｆｄｋは各移動物体のドップラー周波数、ｆｄａｖｅは複数の移動物体のドップラー周波数の平均値、αおよびβはそれぞれ適当な重み係数である。
【００６１】
【数６】
【００６２】
これ以外の構成は実施の形態３と同様であり同一の符号を付して説明を省略する。
【００６３】
次に動作について説明する。
主要目標位置推定回路３２は、１つの走査周期において複数の位置ベクトルが入力されると、各ドップラー周波数の大きさおよび位置ベクトルの大きさの比較を行い、ドップラー周波数が最も高い値で且つ位置ベクトルが小さい値である移動物体を主要移動物体として判定し、この主要移動物体に関連する位置情報や速度情報を出力情報として出力する。
【００６４】
そして、図３に示したように、ブースタ２０と主要部２１とからなる移動物体が遠方から接近し、その途中で分離された場合、ブースタ２０よりも主要部２１が移動方向前方において高速に移動してくるので、そのドップラー周波数は当然に高くなり、しかも、距離も短くなる。従って、主要目標位置推定回路３２は、主要部２１を主要移動物体として判定し、この主要部２１に関連する位置情報や速度情報を出力情報として出力することになる。これ以外の動作は実施の形態３と同様であり説明を省略する。
【００６５】
以上のように、この実施の形態４によれば、検出回路５が各周期毎の受信データから１乃至複数の移動物体２０，２１を検出し、位置ベクトル算出回路６が各移動物体２０，２１の位置および距離を演算して位置ベクトルを出力し、ドップラー周波数算出回路３０が各移動物体２０，２１のドップラー周波数を演算して出力し、主要目標位置推定回路３２が最もドップラー周波数が高く距離の近い移動物体２１の情報を出力するようにしたので、移動物体２０，２１の距離および速度の違いに基づいて各移動物体２０，２１を区別し、その中から最も距離が小さく且つドップラー周波数の高い移動物体２１を主要移動物体として判定することができる効果がある。
【００６６】
従って、移動物体観測システム１４自体に向かって移動する複数の移動物体２０，２１をそれらの距離および速度の違いに基づいて区別し、分離後に進行方向前方において高速に移動する移動物体２１、すなわち主要移動物体を上記距離およびドップラー周波数に基づいて正しく判定することができる。
【００６７】
また、これら距離の大小およびドップラー周波数の高低に基づいて主要移動物体２１を判定するようにしているので、移動物体２０，２１の輝度分布情報などを一々登録する必要が無い。しかも、このような相互比較処理に基づく判定方法であるため、画像処理などに頼る必要が無くなって、レーダ１，２，３，４と組み合わせて使用することができ、それにより主要移動物体２１を遠方において正確に判定することができる。
【００６８】
更に、従来のように赤外線センサアレイ上の写像画像のみに基づいて予め設定した輝度分布や角速度との一致判定により主要移動物体を判定する場合のように、移動物体２１が接近しなければその判定を行なうことができない、あるいは、移動物体観測システム１４自体に向かって移動する複数の移動物体２０，２１を区別することができないなどの問題が生じることはない効果がある。
【００６９】
実施の形態５．
図７はこの発明の実施の形態５による移動物体を観測する移動物体観測システムの構成を示すブロック図である。図において、３３は遠方の移動物体を観測することができる基地センサ局、３４はこの基地センサ局３３の指令に基づいて発射され、上記移動物体を追尾する移動センサ局（移動観測手段）である。
【００７０】
基地センサ局３３において、３５は主要目標位置推定回路９からの主要移動物体の位置情報や出力情報などの出力情報が入力され、当該主要移動物体を追尾する移動センサ局３４の発射指令を出力する移動センサ局発射指示回路、３６はこの発射指令に基づいて移動センサ局３４を発射する移動センサ局発射回路、３７はこの発射指令などを記憶する記憶回路、３８は発射された移動センサ局３４に対する進路指示信号を出力する移動センサ局進路指示回路、３９はこの進路指示信号を電波として放射する通信用アンテナである。これ以外の構成は実施の形態１と同様であり同一の符号を付して説明を省略する。
【００７１】
移動センサ局３４において、４０は上記進路指示信号を受信する通信用アンテナ、４１は受信した進路指示信号に基づいて推進出力制御信号を生成する推進装置制御回路、４２はこの推進出力制御信号に応じた推進力を発生させる推進装置である。また、４３は配列された多数の赤外線センサからなり、移動センサ局３４の前方の赤外線画像を撮像する赤外線センサアレイ、４４はこの赤外線画像の移動物体に応じた輝点を判別し、進路補正信号を生成する検出回路であり、上記推進装置制御回路４１はこの進路補正信号に応じて推進出力制御信号に応じた推進力の微調整を行う。
【００７２】
次に動作について説明する。
基地センサ局３３が移動物体を捕捉すると、それに関する位置情報や速度情報が主要目標位置推定回路９から出力され、移動センサ局発射指示回路３５は当該移動物体に対して移動センサ局３４を発射するように発射指示を出力し、この発射指示に従って移動センサ局発射回路３６は移動センサ局３４を発射する。これとともにこの発射指示は記憶回路３７に記憶される。
【００７３】
この移動センサ局３４発射後において、基地センサ局３３は続けて当該移動物体の観測を続け、それに関する位置情報や速度情報が移動センサ局進路指示回路３８に入力され続ける。そして、この移動センサ局進路指示回路３８は通信用アンテナ３９を介して発射した移動センサ局３４に対して進路指示信号を出力する。なお、記憶回路３７の記憶内容をチェックするようにすれば、移動センサ局発射指示回路３５による発射／未発射の制御を行なうことができる。移動センサ局３４の通信用アンテナ４０がこの進路指示信号を受信すると、推進装置制御回路４１が進路指示信号に基づいて推進出力制御信号を生成し、推進装置４２はこの推進出力制御信号に応じた推進力を発生し、指定された方向に移動センサ局３４は移動する。これにより移動センサ局３４はそれ自身の赤外線センサアレイ４３において観測対象たる移動物体を補足していなくとも、その移動物体に対して接近することができる。
【００７４】
そして、赤外線センサアレイ４３の赤外線画像に移動物体による輝点が観測されると、検出回路４４はこの輝点に接近するように進路補正信号を生成し、推進装置制御回路４１はこの進路補正信号に応じて推進出力制御信号に応じた推進力の微調整を行う。これにより、移動センサ局３４はそれ自身の赤外線センサアレイ４３において観測対象たる移動物体を補足した状態となれば、その移動物体に対して自身の制御により接近することができる。
【００７５】
図８はこの発明の実施の形態５による移動物体の観測制御の利点を説明する説明図である。図において、４５はブースタ（移動物体）、４６は主要部（移動物体、主要移動物体）、４７は確認されていない主要部である。そして、同図（ａ）に示すように、移動センサ局３４はその赤外線画像においてブースタ４５および主要部４６が共に観測されていれば、例えばその形状判定などにより主要部４６を追尾して観測することができるが、実際には、ブースタ４５の大きさが主要部４６よりも大きい場合が殆どであり、このような場合には、同図（ｂ）に示すように、まずブースタ４５だけが観測されてしまうことになり、赤外線画像のみに頼った推進力制御では移動センサ局３４はこの時点でブースタ４５を追尾してしまうことになる。しかしながら、この実施の形態５では主要部４６へ向かう進路指示信号が基地センサ局３３から出力され、この進路指示信号が入力された場合には移動センサ局３４の進路はそれに基づいて決定されることになり、この進路指示信号により移動センサ局３４の進路を矯正することができ、ひいてはブースタ４５のみを補足した状態であったとしても同図（ａ）の状態となるまで強制的に移動センサ局３４を移動させることができるので、確実に主要部４６を追尾観測することができる。
【００７６】
以上のように、この実施の形態５によれば、赤外線センサアレイ４３を具備するとともに出力情報に基づいて推進出力を補正制御する移動センサ局３４を備えたので、この移動センサ局３４を所定の移動物体４６に対して発射し、この進行方向を出力情報に基づいて補正制御することができ、当該所定の移動物体４６にこの移動センサ局３４を確実に接近させ、この赤外線センサアレイ４３の画像情報に基づいて移動物体４６を詳細に観測することができる効果がある。
【００７７】
また、移動物体４６を遠方において正確に判定することができるレーダ１，２，３，４と組み合わせて赤外線センサアレイ４３を具備する移動センサ局３４を使用しているので、赤外線センサアレイ４３の画像に基づいて移動物体４６の有無を判定し観測するような場合に比べて、早く移動センサ局３４を移動させて移動物体４６の詳細な観測を早期に開始することができる。また、赤外線センサアレイ４３には、移動物体４６からの距離が遠くなるに従って方位や方向の分解能が劣化したり、大気や雲、雨などの大気条件に応じて伝播中の減衰量が増大するなどの特性があるが、このような問題による遠距離観測の不都合を克服し、赤外線センサアレイ４３による精密な観測を早期に且つ遠距離において確実に実施することができる効果がある。
【００７８】
この実施の形態５によれば、移動センサ局３４が、赤外線センサアレイ４３の画像に基づいて推進出力を補正制御するので、赤外線センサアレイ４３の画像情報に所定の移動物体４６が観測されている状態になれば、それを観測し続けるように移動センサ局３４の移動方向を制御することができ、ひいては上記所定の移動物体４６に接近させつつ、観測し続けることができる効果がある。
【００７９】
なお、この実施の形態５では実施の形態１の構成に基づいて主要移動物体４６の出力情報を生成するようにしているが、その他の実施の形態２から実施の形態４のうちのいずれの構成を前提としても以上のべた効果を得ることができる。
【００８０】
実施の形態６．
図９はこの発明の実施の形態６による移動物体を観測する移動物体観測システムの構成を示すブロック図である。図において、４８はこの赤外線画像の移動物体に応じた輝点を判別するとともに、この輝点情報および赤外線画像を出力する検出回路、４９は受信した進路指示信号に基づいて推進出力制御信号を生成するとともに、上記輝点情報および赤外線画像を通信用アンテナ４０を介して基地センサ局３３に送信する推進装置制御回路、５０は上記輝点情報および赤外線画像に基づいて補正された進路指示信号を移動センサ局３４に出力する移動センサ局進路指示回路である。これ以外の構成は実施の形態５と同様であり同一の符号を付して説明を省略する。
【００８１】
次に動作について説明する。
赤外線センサアレイ４３の赤外線画像において移動物体に基づく輝点が観測されると、検出回路４８において輝点情報が生成され、これら輝点情報および赤外線画像が推進装置制御回路４９から基地センサ局３３に対して送信される。基地センサ局３３の移動センサ局進路指示回路５０は、この輝点情報および赤外線画像に基づいて、出力情報に基づいて生成した進路指示情報を補正し、これを進路指示信号として出力する。これ以外の動作は実施の形態５と同様であり説明を省略する。
【００８２】
以上のように、この実施の形態６によれば、移動センサ局進路指示回路５０が、赤外線センサアレイ４３の画像に基づいて推進出力を補正制御するので、赤外線センサアレイ４３の画像情報に所定の移動物体が観測されている状態になれば、それを観測し続けるように移動センサ局３４の移動方向を制御することができ、ひいては上記所定の移動物体を接近しつつ観測し続けることができる効果がある。
【００８３】
実施の形態７．
図１０はこの発明の実施の形態７による移動物体を観測する移動物体観測システムの構成を示すブロック図である。図において、５１は赤外線画像に複数の輝点が観測された場合に、基地センサ局３３から送信される速度ベクトルに基づいて主要移動物体を判定し、当該主要移動物体に対して接近するような進路補正信号を出力する主要目標位置推定回路であり、推進装置制御回路４１はこの進路補正信号に応じて推進出力制御信号に応じた推進力の微調整を行う。これ以外の構成は実施の形態５と同様であり同一の符号を付して説明を省略する。
【００８４】
次に動作について説明する。
主要目標位置推定回路５１は、検出回路４４から出力される輝点情報に基づいて当該輝点たる移動物体に対して接近するような進路補正信号を出力する。特に、検出回路４４から複数の輝点情報が出力された場合には、基地センサ局３３から送信される速度ベクトルに基づいて主要移動物体を判定し、当該主要移動物体に対して接近するような進路補正信号を出力する。そして、推進装置制御回路４１はこの進路補正信号に応じて推進出力制御信号に応じた推進力の微調整を行う。
【００８５】
図１１はこの実施の形態７における主要移動物体判別方法を説明する動作説明図である。同図（ａ）は基地センサ局３３、移動センサ局３４、ブースタ２０および主要部２１などの移動物体の位置関係を示す相互位置関係説明図、同図（ｂ）は同図（ａ）の状態で赤外線センサアレイ４３により観測される赤外線画像である。これらの図において、５２はブースタ２０に対応する輝点、５３は主要部２１に対応する輝点、５４は基地センサ局３３で得られる移動物体２０，２１の速度ベクトルｖｖを赤外線画像へ写像した写像速度ベクトルである。なお、この赤外線画像は視野内の温度分布を赤外線センサアレイ４３の視野角方向において分離した濃淡画像（白から黒になるほどに振幅が大きくなるような濃淡画像）である。また、一般的に赤外線画像は、赤外線センサアレイ４３を中心とし、且つ当該赤外線センサアレイ４３と被測定物である移動物体２０，２１との距離を半径とする球面に当該被測定物２０，２１を投影した画像であるが、ここでは当該赤外線センサアレイ４３の観測方向を法線方向とする平面に当該被測定物２０，２１が投影されているものとして、その被測定物２０，２１の位置（方向および距離）を考えている。このような近似をしても、赤外線センサアレイ４３の視野角が狭い場合には誤差が問題となることはない。このような近似平面における直交二軸の方向ベクトルをそれぞれｓｓ，ｔｔとし、移動センサ局３４の単位速度ベクトルをｖｖｍとした場合、これらの間には下記式（７）の関係が成立する。
【００８６】
【数７】
【００８７】
これ以外は図２と同様であり同一の符号を付して説明を省略する。
【００８８】
そして、同図に示すように、主要目標位置推定回路５１は、赤外線画像内に複数の輝点が観測された場合には、上記写像した速度ベクトル５４の最も先端側に位置する輝点を主要移動物体２１の位置として特定し、この主要移動物体２１に対して接近するような進路補正信号を出力する。なお、赤外線画像内に写像された写像速度ベクトル５４（ｖｖｍ）は下記式（８）のように表され、各輝点（移動物体）５２，５３と移動センサ局３４との相対位置ベクトルをｒｒｉｋ、各輝点（移動物体）５２，５３と移動センサ局３４との相対速度ベクトルをｖｖｉとした場合、その相対的な内積ｒｉｋは下記式（９）のように表される。そして、この相対的な内積ｒｉｋの値が最も大きい輝点５３を主要移動物体２１の位置として特定すればよい。なお、以上の式において「・」はベクトル内積演算を意味する。
【００８９】
【数８】
【００９０】
【数９】
【００９１】
これ以外の動作は実施の形態５と同様であり説明を省略する。
【００９２】
以上のように、この実施の形態７によれば、速度ベクトルに基づいて赤外線センサアレイ４３の画像内の主要移動物体２１を判定し、これに基づいて推進出力を補正制御するので、例えば赤外線センサアレイ４３の画像内に分離した複数の移動物体２０，２１が観測された場合、その中の最も先頭側に位置する輝点５３を主要移動物体２１として判定し、それを観測し続けるように移動センサ局３４の移動方向を制御することができ、ひいては上記所定の主要移動物体２１に接近しつつ、観測し続けることができる効果がある。
【００９３】
実施の形態８．
図１２はこの発明の実施の形態８による移動物体を観測する移動物体観測システムの構成を示すブロック図である。図において、５５は光学センサアレイであり、検出回路４４はこの光学センサアレイ５５の光学画像の中から移動物体に対応する輝度情報などを生成する。これ以外の構成は実施の形態７と同様であり同一の符号を付して説明を省略する。
【００９４】
次に動作について説明する。
光学センサアレイ５５から出力される光学画像中に移動物体に対応する輝度情報などが検出されると、検出回路４４から当該移動物体に対応する位置情報が出力される。主要目標位置推定回路５１はこの位置情報に基づいて進路補正信号を出力し、これに応じて推進力が制御される。また、複数の位置情報が出力された場合には、主要目標位置推定回路５１は写像された速度ベクトルに基づいて主要移動物体を特定し、これに応じて推進力が制御される。これ以外の動作は実施の形態７と同様であり説明を省略する。
【００９５】
以上のように、この実施の形態８によれば、赤外線センサアレイ４３の代わりに光学センサアレイ５５を用いたので、移動センサ局３４が太陽などを移動物体と誤認してそれに接近するように移動してしまうことなどを防止することができる効果がある。
【００９６】
なお、これ以外にも、ミリ波イメージャー、レーダなど目標物を視野角方向において分解した画像が得られるものであれば移動センサ局３４のセンサアレイとして利用することができる。
【００９７】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、一体的な移動物体が移動中に複数に分離した後の主要移動物体とその他の移動物体とを検出する移動物体観測システムにおいて、観測範囲を周期的に走査し、各周期毎の受信データを出力するレーダと、各周期毎の受信データから主要移動物体とその他の移動物体を含む複数の移動物体を検出する検出手段と、各周期毎の受信データにおける上記複数の移動物体の位置および距離を演算し、これらを位置ベクトルとして出力する位置ベクトル演算手段とともに、各周期毎の受信データにおける複数の移動物体を複数の受信データの間で関連付け、この関連に基づいて各移動物体の移動速度および移動方向を判定し、これらを速度ベクトルとして出力する速度ベクトル演算手段と、複数の移動物体毎に、それぞれの移動物体の位置ベクトルと複数の移動物体の速度ベクトルの平均である単位長さの平均速度ベクトルとの内積を演算し、この内積が最も大きい値である移動物体を主要移動物体として判定する判定手段とを設け、出力手段がこの主要移動物体に関連する位置情報や速度情報を出力情報として出力するので、移動物体の位置ベクトルや速度ベクトルの違いに基づいて各移動物体を区別し、その中から最も内積の大きいものを主要移動物体として判定することができる効果がある。
【００９８】
従って、移動物体観測システム自体に向かって移動する複数の移動物体をそれらの位置（距離）の違いに基づいて区別し、分離後に進行方向前方に位置する移動物体、すなわち主要移動物体を上記位置ベクトルと速度ベクトルとの内積に基づいて正しく判定することができる。また、内積演算に基づいて主要移動物体を判定するようにしているので、移動物体の輝度分布情報などを一々登録する必要が無く、しかも、このような相互比較処理に基づく判定方法であれば画像処理などに頼る必要が無くなり、レーダと組み合わせて使用することができ、それにより主要移動物体を遠方において正確に判定することができる。従って、従来のように赤外線センサアレイ上の写像画像のみに基づいて予め設定した輝度分布や角速度との一致判定により主要移動物体を判定する場合のように、移動物体が接近しなければその判定を行なうことができない、あるいは、移動物体観測システム自体に向かって移動する複数の移動物体を区別することができないなどの問題が生じることはない効果がある。
【０１００】
従って、移動物体観測システム自体に向かって移動する複数の移動物体をそれらの距離の違いに基づいて区別し、分離後に進行方向前方に位置する移動物体、すなわち主要移動物体を上記距離に基づいて正しく判定することができる。また、距離の大小に基づいて主要移動物体を判定するようにしているので、移動物体の輝度分布情報などを一々登録する必要が無く、しかも、このような相互比較処理に基づく判定方法であれば画像処理などに頼る必要が無くなり、レーダと組み合わせて使用することができ、それにより主要移動物体を遠方において正確に判定することができる。従って、従来のように赤外線センサアレイ上の写像画像のみに基づいて予め設定した輝度分布や角速度との一致判定により主要移動物体を判定する場合のように、移動物体が接近しなければその判定を行なうことができない、あるいは、移動物体観測システム自体に向かって移動する複数の移動物体を区別することができないなどの問題が生じることはない効果がある。
【０１０２】
従って、移動物体観測システム自体に向かって移動する複数の移動物体をそれらの移動速度の違いに基づいて区別し、分離後に最も進行方向前方への速度が速い移動物体、すなわち主要移動物体を上記ドップラー周波数に基づいて正しく判定することができる。また、ドップラー周波数に基づいて主要移動物体を判定するようにしているので、移動物体の輝度分布情報などを一々登録する必要が無く、しかも、このような相互比較処理に基づく判定方法であれば画像処理などに頼る必要が無くなり、レーダと組み合わせて使用することができ、それにより主要移動物体を遠方において正確に判定することができる。従って、従来のように赤外線センサアレイ上の写像画像のみに基づいて予め設定した輝度分布や角速度との一致判定により主要移動物体を判定する場合のように、移動物体が接近しなければその判定を行なうことができない、あるいは、移動物体観測システム自体に向かって移動する複数の移動物体を区別することができないなどの問題が生じることはない効果がある。
【０１０４】
従って、移動物体観測システム自体に向かって移動する複数の移動物体をそれらの距離および速度の違いに基づいて区別し、分離後に進行方向前方において高速に移動する移動物体、すなわち主要移動物体を上記距離およびドップラー周波数に基づいて正しく判定することができる。また、これら距離の大小およびドップラー周波数の高低に基づいて主要移動物体を判定するようにしているので、移動物体の輝度分布情報などを一々登録する必要が無く、しかも、このような相互比較処理に基づく判定方法であれば画像処理などに頼る必要が無くなり、レーダと組み合わせて使用することができ、それにより主要移動物体を遠方において正確に判定することができる。従って、従来のように赤外線センサアレイ上の写像画像のみに基づいて予め設定した輝度分布や角速度との一致判定により主要移動物体を判定する場合のように、移動物体が接近しなければその判定を行なうことができない、あるいは、移動物体観測システム自体に向かって移動する複数の移動物体を区別することができないなどの問題が生じることはない効果がある。
【０１０５】
この発明によれば、主要移動物体を追尾する移動観測手段を設け、上記移動観測手段は、当該移動観測手段の推進力を発生させる推進装置と、出力手段から出力される出力情報に基づいて、上記推進装置の推進出力を、当該移動観測手段が上記主要移動物体に接近するよう制御する推進装置制御回路と、上記主要移動物体を観測する赤外線センサアレイとを備えたので、この移動観測手段を所定の移動物体に対して発射し、この進行方向を出力情報に基づいて補正制御することができ、当該所定の移動物体にこの赤外線センサアレイを具備する移動観測手段を接近させ、この赤外線センサアレイの画像情報に基づいて移動物体を詳細に観測することができる効果がある。
【０１０６】
また、移動物体を遠方において正確に判定することができるレーダと組み合わせて使用されているので、その分早く移動観測手段を移動させ、移動物体の詳細な観測を開始することができる効果もある。
【０１０７】
この発明によれば、移動観測手段が、赤外線センサアレイの画像に基づいて推進出力を補正制御するので、赤外線センサアレイの画像情報に所定の移動物体が観測されている状態になれば、それを観測し続けるように移動観測手段の移動方向を制御することができ、ひいては上記所定の移動物体を接近しつつ、観測し続けることができる効果がある。
【０１０８】
この発明によれば、出力手段が、赤外線センサアレイの画像に基づいて推進出力を補正制御するので、赤外線センサアレイの画像情報に所定の移動物体が観測されている状態になれば、それを観測し続けるように移動観測手段の移動方向を制御することができ、ひいては上記所定の移動物体を接近しつつ、観測し続けることができる効果がある。
【０１０９】
この発明によれば、速度ベクトルに基づいて赤外線センサアレイの画像内の主要移動物体を判定し、これに基づいて推進出力を補正制御するので、例えば赤外線センサアレイの画像内に分離した複数の移動物体が観測された場合、その中の主要移動物体を判定し、それを観測し続けるように移動観測手段の移動方向を制御することができ、ひいては上記所定の移動物体を接近しつつ、観測し続けることができる効果がある。
【０１１０】
この発明によれば、赤外線センサアレイの代わりに光学センサアレイを用いたので、移動観測手段が太陽などを移動物体と誤認して、それに接近するように移動してしまうことなどを防止することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１による移動物体を観測する移動物体観測システムの構成を示すブロック図である。
【図２】 この発明の実施の形態１による移動物体観測システムの動作を説明する動作説明図である。
【図３】 この発明の実施の形態１による移動物体観測システムが複数の移動物体を検出した場合の主要移動物体の判定動作原理を説明する説明図である。
【図４】 この発明の実施の形態２による移動物体を観測する移動物体観測システムの構成を示すブロック図である。
【図５】 この発明の実施の形態３による移動物体を観測する移動物体観測システムの構成を示すブロック図である。
【図６】 この発明の実施の形態４による移動物体を観測する移動物体観測システムの構成を示すブロック図である。
【図７】 この発明の実施の形態５による移動物体を観測する移動物体観測システムの構成を示すブロック図である。
【図８】 この発明の実施の形態５による移動物体の観測制御の利点を説明する説明図である。
【図９】 この発明の実施の形態６による移動物体を観測する移動物体観測システムの構成を示すブロック図である。
【図１０】 この発明の実施の形態７による移動物体を観測する移動物体観測システムの構成を示すブロック図である。
【図１１】 この実施の形態７における主要移動物体判別方法を説明する動作説明図である。
【図１２】 この発明の実施の形態８による移動物体を観測する移動物体観測システムの構成を示すブロック図である。
【図１３】 従来の移動物体観測システムの構成を示すシステム構成図である。
【図１４】 移動途中においてブースタ、シェラウドおよび弾頭部に分離する移動物体の分離後の相対位置関係を示す分離状態説明図である。
【図１５】 複数の移動物体の移動方向と従来の移動物体観測システムの観測状況との関係を説明する説明図である（その１）。
【図１６】 複数の移動物体の移動方向と従来の移動物体観測システムの観測状況との関係を説明する説明図である（その２）。
【符号の説明】
１ 送受信アンテナ（レーダ）、２ 送信機（レーダ）、３ 受信機（レーダ）、４ 切替器（レーダ）、５ 検出回路（検出手段）、６ 位置ベクトル算出回路（位置ベクトル演算手段）、７ 追尾回路（速度ベクトル演算手段）、８ 内積演算回路（判定手段）、９，２９，３１，３２ 主要目標位置推定回路（判定手段、出力手段）、２０，４５ ブースタ（移動物体）、２１，４６ 主要部（移動物体、主要移動物体）、３０ ドップラー周波数算出回路（ドップラー周波数演算手段）、３４ 移動センサ局（移動観測手段）、４３ 赤外線センサアレイ、５５ 光学センサアレイ。
【発明の属する技術分野】
この発明は飛行物体などの移動物体を捕捉する移動物体観測システムに係り、特に、移動物体が複数に分離してしまうような場合においても、その中の主要な移動物体を誤ることなく捕捉することができる移動物体観測システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１３は特開平９−３０３９９２号公報に開示された従来の移動物体観測システムの構成を示すシステム構成図である。図において、５６は赤外線カメラ、５７は微分回路、５８は速度ベクトル検出回路、５９は二値化回路、６０は撮像面積検出回路、６１は輝度分布検出回路、６２はデータ処理回路、６３はジンバル装置、６４はデータベース部、６５は照合部、６６は分離処理部である。
【０００３】
次に動作について説明する。
赤外線カメラ５６により撮像された赤外線画像は、微分回路５７において微分処理され、この微分処理された赤外線画像に基づいて速度ベクトル検出回路５８は当該画像中の輝点の角速度ベクトルを算出する。また、上記赤外線画像は二値化回路５９において適当な閾値に基づいて二値化処理され、撮像面積検出回路６０は、上記微分画像と当該二値化画像とに基づいて各輝点の撮像面積を算出する。更に、輝度分布検出回路６１は、上記赤外線画像の中の所定の輝度レベル以上の輝点を検出して、この輝点の背景に対する輝度レベルを算出する。
【０００４】
そして、データ処理回路６２には、これら輝点の角速度ベクトル情報、各輝点の撮像面積情報、輝点の背景に対する輝度レベル情報とともに、ジンバル装置６３から対象物との相対速度情報が入力される。このデータ処理回路６２のデータベース部６４には以上の入力情報に対応する情報が記憶されており、照合部６５はこのデータベース部６４の記憶情報と入力情報との照合処理を行い、分離処理部６６はこの照合結果として得られた複数の対象物の輝点の中から１つの目標とする輝点を特定する。
【０００５】
なお、これら一連の処理においては、例えばデータベース部６４に弾道ミサイルの角速度ベクトルを記憶させ、分離処理部６６では輝点の角速度ベクトルがこの記憶した角速度ベクトルと大きく異なる場合には当該輝点を目標物候補から排除するとの条件に設定すれば、惑星や人工衛星などの角速度ベクトルがずっと小さい移動物体の輝点を目標物候補から排除することができる。
【０００６】
また、他にもデータベース部６４に弾頭部の推定角速度ベクトルを記憶させ、分離処理部６６では輝点の角速度ベクトルがこの記憶した角速度ベクトルと最も一致するものを目標物候補とするとの条件に設定すれば、図１４に示すように移動途中においてブースタやシェラウドと分離する弾頭部以外の輝点を目標物候補から排除することができる。なお、図１４は移動途中においてブースタ、シェラウドおよび弾頭部に分離する移動物体の分離後の相対位置関係を示す分離状態説明図である。図において、６７はブースタ、６８は弾頭部、６９はそれぞれシェラウドである。そして、同図（ａ）は分離直後の状態を示し、同図（ｂ）は分離してから所定時間経過した後の状態を示している。
【０００７】
従って、移動物体観測システムの観測範囲を通過するように移動する移動物体が複数に分離してしまうような場合には、その中の主要な移動物体の情報を予めデータベース部６４に記憶させておくことにより、当該主要な移動物体を捕捉することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来の移動物体観測システムは以上のように構成されているので、赤外線画像内において検出された輝度分布が予めデータベース部６４に登録された輝度分布と一致した場合に初めて移動物体を判定することができるので、データベース部６４に予め登録されていない移動物体や弾頭部などの主要移動物体を判定することはできず、しかも、赤外線カメラ５６において所定の輝度分布が形成される程に移動物体が接近しなければその判定を行なうことができないなどの課題があった。
【０００９】
また、従来の移動物体観測システムは例えば所定の輝度を有する画素の角速度ベクトルに基づいて移動物体を判定することになるが、このような判定方法では、移動物体観測システム自体に向かって移動する複数の移動物体を輝点の分布に基づいて区別することができず、そのような状況において主要移動物体を判定することはできない。
【００１０】
図１５および図１６はこのような複数の移動物体の移動方向と従来の移動物体観測システムの観測状況との関係を説明する説明図である。これらの図において、７０，７１はそれぞれ略同一方向に移動する移動物体、７２は移動物体観測システム、７３，７４はそれぞれ各移動物体７０，７１の輝点である。また、これらの図において、（ａ）は位置関係図、（ｂ）は赤外線画像である。そして、図１５（ａ）に示すように複数の移動物体７０，７１が赤外線カメラ５６の視野角方向に分離して存在する場合には、同図（ｂ）に示すように各移動物体７０，７１毎に分離した輝点７３，７４が観測されるが、図１６（ａ）に示すように複数の移動物体７０，７１が赤外線カメラ５６の一方向に重なって存在する場合には、同図（ｂ）に示すように各移動物体７０，７１が１つに重なった輝点７３，７４として観測されてしまう。そして、このような後者の赤外線画像では、輝点の角速度ベクトルなどに基づいて分離処理をしたとしても、複数の移動物体７０，７１の中から主要移動物体を分離することはできない。
【００１１】
そこで、発明者らは上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、移動物体が移動中に複数に分離する場合、分離後の複数の近接した移動物体同士の衝突などの不具合をさけるため、第一に、打ち上げ方向に移動させたい主要移動物体は分離前の一体的な移動物体においてその進行方向前部に配置されること、第二に、分離時に、移動方向前部に位置する主要移動物体には進行方向へ移動する力が、移動方向後部に位置する移動物体には進行方向とは逆向きへ移動する力がそれぞれ作用することなどの暗黙的なルールが存在することを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１２】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、移動物体観測システム自体に向かって移動する複数の移動物体を区別し主要移動物体を判定することができ、しかも、登録されていない移動物体の主要移動物体を遠方において判定することができる移動物体観測システムを得ることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る移動物体観測システムは、一体的な移動物体が移動中に複数に分離した後の主要移動物体とその他の移動物体とを検出する移動物体観測システムにおいて、観測範囲を周期的に走査し、各周期毎の受信データを出力するレーダと、各周期毎の受信データから上記主要移動物体とその他の移動物体を含む複数の移動物体を検出する検出手段と、各周期毎の受信データにおける上記複数の移動物体の位置および距離を演算し、これらを位置ベクトルとして出力する位置ベクトル演算手段と、各周期毎の受信データにおける上記複数の移動物体を複数の受信データの間で関連付け、この関連に基づいて各移動物体の移動速度および移動方向を判定し、これらを速度ベクトルとして出力する速度ベクトル演算手段と、上記複数の移動物体毎に、それぞれの移動物体の位置ベクトルと、前記複数の移動物体の速度ベクトルの平均である単位長さの平均速度ベクトルとの内積を演算し、この内積が最も大きい値である移動物体を主要移動物体として判定する判定手段と、上記判定された主要移動物体に関連する位置情報や速度情報を出力情報として出力する出力手段とを備えたものである。
【００１７】
この発明に係る移動物体観測システムは、主要移動物体を追尾する移動観測手段を設け、上記移動観測手段は、当該移動観測手段の推進力を発生させる推進装置と、出力手段から出力される出力情報に基づいて、上記推進装置の推進出力を、当該移動観測手段が上記主要移動物体に接近するよう制御する推進装置制御回路と、上記主要移動物体を観測する赤外線センサアレイとを備えたものである。
【００１８】
この発明に係る移動物体観測システムは、移動観測手段が、赤外線センサアレイの画像に基づいて推進出力を補正制御するものである。
【００１９】
この発明に係る移動物体観測システムは、出力手段が、赤外線センサアレイの画像に基づいて推進出力を補正制御するものである。
【００２０】
この発明に係る移動物体観測システムは、速度ベクトルに基づいて赤外線センサアレイの画像内の主要移動物体を判定し、これに基づいて推進出力を補正制御するものである。
【００２１】
この発明に係る移動物体観測システムは、赤外線センサアレイの代わりに光学センサアレイを用いたものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による移動物体を観測する移動物体観測システムの構成を示すブロック図である。図において、１は観測範囲を周期的に走査しつつ、電波の送受信を行なう送受信アンテナ（レーダ）、２は高周波の観測電波を出力する送信機（レーダ）、３は受信電波を増幅検波してそれに応じた受信データを生成する受信機（レーダ）、４は観測電波を送受信アンテナ１に供給するとともに送受信アンテナ１の受信電波を受信機３に供給する切替器（レーダ）である。
【００２３】
５は受信データが入力されるとともにＣＦＡＲ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｆａｌｓｅ Ａｌａｒｍ Ｒａｔｅ）処理などを行い、この受信データに観測電波の散乱波が含まれている場合には、これを移動物体の検出信号として出力する検出回路（検出手段）である。
【００２４】
６はこの検出信号が入力され、検出信号が入力されたタイミングに対応する送受信アンテナ１の向きおよび観測電波の出力タイミングから当該検出タイミングまでの期間に基づいて上記散乱波が発生した移動物体の位置までの距離および方向を演算し、これらを位置ベクトルｒｒとして出力する位置ベクトル算出回路（位置ベクトル演算手段）である。なお、この位置ベクトルｒｒは、送受信アンテナ１と移動物体の距離をｒ、観測電波を受信した時のアジマス角をθｅ、エレベーション角をθａとした場合、下記式（１）のように表される。
【００２５】
【数１】
７は位置ベクトルが入力されるとともにカルマンフィルタなどの追尾処理を行い、この新たな位置ベクトルと１つ前の走査周期における位置ベクトルとの関連付け（相関）を行い、これらのベクトル変位量に基づいてその走査周期の間における移動物体の速度の大きさおよび方向を演算し、これらを速度ベクトルとして出力する追尾回路（速度ベクトル演算手段）である。なお、２つの位置ベクトルの観測時間の時間差をΔｔとした場合、当該期間における移動物体の速度ベクトルｖｖは下記式（２）のように表される。
【００２７】
【数２】
８は上記位置ベクトルと単位長さの平均速度ベクトルとの内積を演算し、この内積演算結果を出力する内積演算回路（判定手段）である。なお、各移動物体の位置ベクトルおよび速度ベクトルをそれぞれｒｒｋ（ｋ＝１，２，・・・）およびｖｖｋ（ｋ＝１，２，・・・）とした場合、単位長さの平均速度ベクトルｖｖａおよび各内積演算値ｒａｋは下記式（３）および式（４）のように表される。
【００２９】
【数３】
【数４】
９は各走査周期毎に、その周期内に複数の内積演算結果が入力された場合には、その内積値が最も大きい値である移動物体を主要移動物体として判定し、この主要移動物体に関連する位置情報や速度情報を出力情報として出力する主要目標位置推定回路（判定手段、出力手段）である。
【００３２】
次に動作について説明する。
図２はこの発明の実施の形態１による移動物体観測システムの動作を説明する動作説明図である。図において、１０は地上、１１は移動物体の発射位置、１２は移動物体の軌道、１３は移動物体の到達位置、１４はこの発明の実施の形態１による移動物体観測システム、１５はこの移動物体観測システム１４の観測範囲である。また、１６は発射位置１１（時刻ｔ＝０）におけるブースタ、１７はこの発射位置１１（時刻ｔ＝０）におけるブースタ１６とその頭部において一体化されて１つの移動物体を構成する主要部、１８は軌道１２上の分離時刻（ｔ＝ｔ１）におけるブースタ、１９はこの分離時刻において当該ブースタ１８と分離された主要部、２０は観測範囲１５（時刻ｔ＝ｔ２）において捕捉されたブースタ（移動物体）、２１はこの観測範囲において捕捉された主要部（移動物体、主要移動物体）である。なお、分離位置においてブースタ１８と主要部１９とを切り離す場合には、バネや推進装置を用いて、主要部１９には進行方向へ移動する力が、ブースタ１８には進行方向とは逆向きへ移動する力がそれぞれ作用するのが一般的である。
【００３３】
そして、移動物体観測システム１４が観測範囲１５を周期的に走査している状態で、発射位置１１からブースタ１６および主要部１７が打ち上げられ、時刻（ｔ＝ｔ１）において主要部１９とブースタ１８とが分離され、これら複数の移動物体である主要部２１とブースタ２０とが別々の走査タイミングにおいて観測範囲１５に進入すると、これら移動物体２０，２１により反射された観測電波が送受信アンテナ１を介して受信機３に入力され、検出回路５から主要部２１とブースタ２０とのそれぞれに対して別々の検出信号が出力される。
【００３４】
位置ベクトル算出回路６は、各検出信号が入力される度に、その検出信号が入力されたタイミングに対応する送受信アンテナ１の向きおよび観測電波の出力タイミングから当該検出タイミングまでの期間に基づいて前述の散乱波が発生した移動物体２０，２１の位置までの距離および方向を演算し、これらを位置ベクトルとして出力する。また、追尾回路７は、各位置ベクトルが入力される度に、この新たな位置ベクトルと１つ前の走査周期における位置ベクトルとの関連付けを行い、これらのベクトル変位量に基づいて、その走査周期の間における移動物体２０，２１の速度の大きさおよび方向を演算し、これらを速度ベクトルとして出力する。更に、内積演算回路８は、各検出信号毎にこれら位置ベクトルと単位長さの平均速度ベクトルとの内積を演算し、この内積演算結果を出力する。
【００３５】
そして、主要目標位置推定回路９は、各走査周期毎に、その周期内に複数の内積演算結果が入力された場合には、その内積値が最も大きい値である移動物体２１を主要移動物体として判定し、この主要移動物体２１に関連する位置情報や速度情報を出力情報として出力する。
【００３６】
図３はこの発明の実施の形態１による移動物体観測システム１４が複数の移動物体２０，２１を検出した場合の主要移動物体の判定動作原理を説明する説明図である。図において、２２は今回新たに演算した主要部２１の位置ベクトル、２３は前回の周期において演算した主要部２１の位置ベクトル、２４はこれら２つの位置ベクトル２２，２３の差である主要部２１の速度ベクトル、２５は今回新たに演算したブースタ２０の位置ベクトル、２６は前回の周期において演算したブースタ２０の位置ベクトル、２７はこれら２つの位置ベクトル２５，２６の差であるブースタ２０の速度ベクトル、２８はこれら主要部２１およびブースタ２０の単位長さの平均速度ベクトルである。そして、内積演算回路８は、前回の位置ベクトル２３，２６と単位長さの平均速度ベクトル２８との内積を演算し、この内積演算結果を出力する。
【００３７】
そして、同図に示すように、進行方向前方に位置する主要部２１の方が前回の位置ベクトル２３と単位長さの平均速度ベクトル２８との内角が大きいので、主要部２１の位置ベクトル２３とブースタ２０の位置ベクトル２６との大きさにほとんど差が無いことや、分離直後の状態では主要部２１の速度ベクトル２４とブースタ２０の速度ベクトル２７はその方向および大きさが略一致していることからすれば、主要部２１の方が内積値が大きくなり、主要目標位置推定回路９は、主要部２１を主要移動物体として判定し、この主要部２１に関連する位置情報や速度情報を出力情報として出力することになる。
【００３８】
以上のように、この実施の形態１によれば、検出回路５が各周期毎の受信データから１乃至複数の移動物体２０，２１を検出し、位置ベクトル算出回路６が各移動物体２０，２１の位置および距離を演算して位置ベクトル２２，２５，２３，２６を出力し、追尾回路７が各周期毎の受信データを複数の受信データの間で関連付けてこれに基づいて各移動物体２０，２１の各速度ベクトル２４，２７，２８を出力し、内積演算回路８がこれら各移動物体の位置ベクトル２２，２５，２３，２６と単位長さの平均速度ベクトル２８との内積を演算し、主要目標位置推定回路９が最も内積値が大きい移動物体２１の情報を出力するようにしたので、移動物体２０，２１の位置ベクトル２２，２５，２３，２６や速度ベクトル２４，２７，２８の違いに基づいて各移動物体２０，２１を区別し、その中から最も内積の大きい移動物体２１を主要移動物体として判定することができる効果がある。
【００３９】
従って、移動物体観測システム１４の観測範囲１５を通過するような複数の移動物体２０，２１の中から例えば主要移動物体２１を区別することができ、しかも、移動物体観測システム１４自体に向かって移動する複数の移動物体２０，２１においてもそれらの位置（距離）の違いに基づいて正しく判定することができる効果がある。
【００４０】
また、内積演算に基づいて主要移動物体２１を判定するようにしているので、移動物体２０，２１の輝度分布情報などを一々登録する必要が無い。しかも、このような相互比較処理に基づく判定方法であるため、画像処理などに頼る必要が無くなって、距離および方向を測定するレーダ１，２，３，４と組み合わせて使用することができ、それにより主要移動物体２１を遠方において正確に判定することができる効果もある。
【００４１】
更に、従来のように赤外線センサアレイ上の写像画像のみに基づいて予め設定した輝度分布や角速度との一致判定により主要移動物体２１を判定する場合のように、主要移動物体２１が接近しなければその判定を行なうことができない、あるいは、移動物体観測システム１４自体に向かって移動する複数の移動物体２０，２１を区別することができないなどの問題が生じることはない効果がある。
【００４２】
実施の形態２．
図４はこの発明の実施の形態２による移動物体を観測する移動物体観測システムの構成を示すブロック図である。図において、２９は各走査周期毎に、その周期内に複数の位置ベクトルが入力された場合には、その大きさが最も小さい値である移動物体を主要移動物体として判定し、この主要移動物体に関連する位置情報や速度情報を出力情報として出力する主要目標位置推定回路（判定手段、出力手段）である。これ以外の構成は実施の形態１と同様であり同一の符号を付して説明を省略する。
【００４３】
次に動作について説明する。
１つの走査周期において、位置ベクトル算出回路６が複数の位置ベクトル２３，２６を出力すると、主要目標位置推定回路２９は、各位置ベクトルの大きさの比較を行い、その大きさが最も小さい値である移動物体を主要移動物体として判定し、この主要移動物体に関連する位置情報や速度情報を出力情報として出力する。
【００４４】
そして、図３に示したように、ブースタ２０と主要部２１とからなる移動物体が遠方から接近し、その途中で分離された場合、ブースタ２０よりも主要部２１が移動方向前方に位置するので、その距離は当然に短くなる。従って、主要目標位置推定回路２９は、主要部２１を主要移動物体として判定し、この主要部２１に関連する位置情報や速度情報を出力情報として出力することになる。これ以外の動作は実施の形態１と同様であり説明を省略する。
【００４５】
以上のように、この実施の形態２によれば、検出回路５が各周期毎の受信データから１乃至複数の移動物体２０，２１を検出し、位置ベクトル算出回路６が各移動物体２０，２１の位置および距離を演算して位置ベクトル２３，２６を出力し、主要目標位置推定回路２９が最も位置ベクトルの値が小さい移動物体２１の情報を出力するようにしたので、移動物体の位置ベクトル２３，２６の違いに基づいて各移動物体２０，２１を区別し、その中から最も大きさの小さい移動物体２１を主要移動物体として判定することができる効果がある。
【００４６】
従って、移動物体観測システム１４の観測範囲１５を通過するような複数の移動物体２０，２１の中から例えば主要部２１を区別することができ、しかも、移動物体観測システム１４自体に向かって移動する複数の移動物体２０，２１をそれらの距離の違いに基づいて区別し、分離後に進行方向前方に位置する移動物体２１、すなわち主要移動物体を上記距離に基づいて正しく判定することができる。
【００４７】
また、距離の大小に基づいて主要移動物体２１を判定するようにしているので、移動物体２０，２１の輝度分布情報などを一々登録する必要が無い。しかも、このような相互比較処理に基づく判定方法であるため、画像処理などに頼る必要が無くなって、レーダ１，２，３，４と組み合わせて使用することができ、それにより主要移動物体２１を遠方において正確に判定することができる効果がある。
【００４８】
更に、従来のように赤外線センサアレイ上の写像画像のみに基づいて予め設定した輝度分布や角速度との一致判定により主要移動物体を判定する場合のように、移動物体２１が接近しなければその判定を行なうことができない、あるいは、移動物体観測システム１４自体に向かって移動する複数の移動物体２０，２１を区別することができないなどの問題が生じることはない効果がある。
【００４９】
実施の形態３．
図５はこの発明の実施の形態３による移動物体を観測する移動物体観測システムの構成を示すブロック図である。図において、３０は検出信号が入力され、検出信号が入力されたタイミングの受信電波の周波数シフト量であるドップラー周波数を演算して出力するドップラー周波数算出回路（ドップラー周波数演算手段）、３１は各走査周期毎に、その周期内に複数の位置ベクトルが入力された場合には、このドップラー周波数が最も高い値である移動物体を主要移動物体として判定し、この主要移動物体に関連する位置情報や速度情報を出力情報として出力する主要目標位置推定回路（判定手段、出力手段）である。なお、上記ドップラー周波数ｆｄは、移動物体のラジアル速度をｖ（送受信アンテナ１に近づく方向を正とする）、観測信号の送信周波数をｆ、光の速度をｃとした場合、下記式（５）のように表される。
【００５０】
【数５】
これ以外の構成は実施の形態１と同様であり同一の符号を付して説明を省略する。
【００５２】
次に動作について説明する。
検出回路５から検出信号が出力されると、位置ベクトル算出回路６が位置ベクトルを演算して出力し、これと共に、ドップラー周波数算出回路３０がそのタイミングの受信電波の周波数シフト量であるドップラー周波数を演算して出力する。
【００５３】
主要目標位置推定回路３１は、１つの走査周期において複数の位置ベクトルが入力されると、各ドップラー周波数の比較を行い、その周波数が最も高い値である移動物体を主要移動物体として判定し、この主要移動物体に関連する位置情報や速度情報を出力情報として出力する。
【００５４】
そして、図３に示したように、ブースタ２０と主要部２１とからなる移動物体が遠方から接近し、その途中で分離された場合、ブースタ２０よりも主要部２１が移動方向前方において高速に移動してくるので、そのドップラー周波数は当然に高くなる。従って、主要目標位置推定回路３１は、主要部２１を主要移動物体として判定し、この主要部２１に関連する位置情報や速度情報を出力情報として出力することになる。これ以外の動作は実施の形態１と同様であり説明を省略する。
【００５５】
以上のように、この実施の形態３によれば、検出回路５が各周期毎の受信データから１乃至複数の移動物体２０，２１を検出し、位置ベクトル算出回路６が各移動物体２０，２１の位置および距離を演算して位置ベクトル２３，２６を出力し、ドップラー周波数算出回路３０が各移動物体２０，２１のドップラー周波数を演算して出力し、主要目標位置推定回路３１が最もドップラー周波数が高い移動物体２１の情報を出力するようにしたので、移動物体２０，２１の移動速度の違いに基づいて各移動物体２０，２１を区別し、その中から最も速度の速い移動物体２１を主要移動物体として判定することができる効果がある。
【００５６】
従って、移動物体観測システム１４の観測範囲を通過するような複数の移動物体２０，２１の中から例えば主要部２１を区別することができる。しかも、移動物体観測システム１４自体に向かって移動する複数の移動物体２０，２１をそれらの移動速度の違いに基づいて区別し、分離後に最も進行方向前方への速度が速い移動物体２１、すなわち主要移動物体を上記ドップラー周波数に基づいて正しく判定することができる。
【００５７】
また、ドップラー周波数に基づいて主要移動物体２１を判定するようにしているので、移動物体２０，２１の輝度分布情報などを一々登録する必要が無い。しかも、このような相互比較処理に基づく判定方法であるため、画像処理などに頼る必要が無くなって、レーダ１，２，３，４と組み合わせて使用することができ、それにより主要移動物体２１を遠方において正確に判定することができる。
【００５８】
更に、従来のように赤外線センサアレイ上の写像画像のみに基づいて予め設定した輝度分布や角速度との一致判定により主要移動物体を判定する場合のように、移動物体２１が接近しなければその判定を行なうことができない、あるいは、移動物体観測システム１４自体に向かって移動する複数の移動物体２０，２１を区別することができないなどの問題が生じることはない効果がある。
【００５９】
実施の形態４．
図６はこの発明の実施の形態４による移動物体を観測する移動物体観測システムの構成を示すブロック図である。図において、３２は各走査周期毎に、その周期内に複数の位置ベクトルが入力された場合には、このドップラー周波数が最も高い値で且つ位置ベクトルが小さい値である移動物体を主要移動物体として判定し、この主要移動物体に関連する位置情報や速度情報を出力情報として出力する主要目標位置推定回路（判定手段、出力手段）である。
【００６０】
なお、このような判定は、例えば下記式（６）のＪｋを最大とするものを主要移動物体として判断するようにすればよい。同式において、ｒｋは各移動物体の距離、ｒａｖｅは複数の移動物体の距離の平均値、ｆｄｋは各移動物体のドップラー周波数、ｆｄａｖｅは複数の移動物体のドップラー周波数の平均値、αおよびβはそれぞれ適当な重み係数である。
【００６１】
【数６】
これ以外の構成は実施の形態３と同様であり同一の符号を付して説明を省略する。
【００６３】
次に動作について説明する。
主要目標位置推定回路３２は、１つの走査周期において複数の位置ベクトルが入力されると、各ドップラー周波数の大きさおよび位置ベクトルの大きさの比較を行い、ドップラー周波数が最も高い値で且つ位置ベクトルが小さい値である移動物体を主要移動物体として判定し、この主要移動物体に関連する位置情報や速度情報を出力情報として出力する。
【００６４】
そして、図３に示したように、ブースタ２０と主要部２１とからなる移動物体が遠方から接近し、その途中で分離された場合、ブースタ２０よりも主要部２１が移動方向前方において高速に移動してくるので、そのドップラー周波数は当然に高くなり、しかも、距離も短くなる。従って、主要目標位置推定回路３２は、主要部２１を主要移動物体として判定し、この主要部２１に関連する位置情報や速度情報を出力情報として出力することになる。これ以外の動作は実施の形態３と同様であり説明を省略する。
【００６５】
以上のように、この実施の形態４によれば、検出回路５が各周期毎の受信データから１乃至複数の移動物体２０，２１を検出し、位置ベクトル算出回路６が各移動物体２０，２１の位置および距離を演算して位置ベクトルを出力し、ドップラー周波数算出回路３０が各移動物体２０，２１のドップラー周波数を演算して出力し、主要目標位置推定回路３２が最もドップラー周波数が高く距離の近い移動物体２１の情報を出力するようにしたので、移動物体２０，２１の距離および速度の違いに基づいて各移動物体２０，２１を区別し、その中から最も距離が小さく且つドップラー周波数の高い移動物体２１を主要移動物体として判定することができる効果がある。
【００６６】
従って、移動物体観測システム１４自体に向かって移動する複数の移動物体２０，２１をそれらの距離および速度の違いに基づいて区別し、分離後に進行方向前方において高速に移動する移動物体２１、すなわち主要移動物体を上記距離およびドップラー周波数に基づいて正しく判定することができる。
【００６７】
また、これら距離の大小およびドップラー周波数の高低に基づいて主要移動物体２１を判定するようにしているので、移動物体２０，２１の輝度分布情報などを一々登録する必要が無い。しかも、このような相互比較処理に基づく判定方法であるため、画像処理などに頼る必要が無くなって、レーダ１，２，３，４と組み合わせて使用することができ、それにより主要移動物体２１を遠方において正確に判定することができる。
【００６８】
更に、従来のように赤外線センサアレイ上の写像画像のみに基づいて予め設定した輝度分布や角速度との一致判定により主要移動物体を判定する場合のように、移動物体２１が接近しなければその判定を行なうことができない、あるいは、移動物体観測システム１４自体に向かって移動する複数の移動物体２０，２１を区別することができないなどの問題が生じることはない効果がある。
【００６９】
実施の形態５．
図７はこの発明の実施の形態５による移動物体を観測する移動物体観測システムの構成を示すブロック図である。図において、３３は遠方の移動物体を観測することができる基地センサ局、３４はこの基地センサ局３３の指令に基づいて発射され、上記移動物体を追尾する移動センサ局（移動観測手段）である。
【００７０】
基地センサ局３３において、３５は主要目標位置推定回路９からの主要移動物体の位置情報や出力情報などの出力情報が入力され、当該主要移動物体を追尾する移動センサ局３４の発射指令を出力する移動センサ局発射指示回路、３６はこの発射指令に基づいて移動センサ局３４を発射する移動センサ局発射回路、３７はこの発射指令などを記憶する記憶回路、３８は発射された移動センサ局３４に対する進路指示信号を出力する移動センサ局進路指示回路、３９はこの進路指示信号を電波として放射する通信用アンテナである。これ以外の構成は実施の形態１と同様であり同一の符号を付して説明を省略する。
【００７１】
移動センサ局３４において、４０は上記進路指示信号を受信する通信用アンテナ、４１は受信した進路指示信号に基づいて推進出力制御信号を生成する推進装置制御回路、４２はこの推進出力制御信号に応じた推進力を発生させる推進装置である。また、４３は配列された多数の赤外線センサからなり、移動センサ局３４の前方の赤外線画像を撮像する赤外線センサアレイ、４４はこの赤外線画像の移動物体に応じた輝点を判別し、進路補正信号を生成する検出回路であり、上記推進装置制御回路４１はこの進路補正信号に応じて推進出力制御信号に応じた推進力の微調整を行う。
【００７２】
次に動作について説明する。
基地センサ局３３が移動物体を捕捉すると、それに関する位置情報や速度情報が主要目標位置推定回路９から出力され、移動センサ局発射指示回路３５は当該移動物体に対して移動センサ局３４を発射するように発射指示を出力し、この発射指示に従って移動センサ局発射回路３６は移動センサ局３４を発射する。これとともにこの発射指示は記憶回路３７に記憶される。
【００７３】
この移動センサ局３４発射後において、基地センサ局３３は続けて当該移動物体の観測を続け、それに関する位置情報や速度情報が移動センサ局進路指示回路３８に入力され続ける。そして、この移動センサ局進路指示回路３８は通信用アンテナ３９を介して発射した移動センサ局３４に対して進路指示信号を出力する。なお、記憶回路３７の記憶内容をチェックするようにすれば、移動センサ局発射指示回路３５による発射／未発射の制御を行なうことができる。移動センサ局３４の通信用アンテナ４０がこの進路指示信号を受信すると、推進装置制御回路４１が進路指示信号に基づいて推進出力制御信号を生成し、推進装置４２はこの推進出力制御信号に応じた推進力を発生し、指定された方向に移動センサ局３４は移動する。これにより移動センサ局３４はそれ自身の赤外線センサアレイ４３において観測対象たる移動物体を補足していなくとも、その移動物体に対して接近することができる。
【００７４】
そして、赤外線センサアレイ４３の赤外線画像に移動物体による輝点が観測されると、検出回路４４はこの輝点に接近するように進路補正信号を生成し、推進装置制御回路４１はこの進路補正信号に応じて推進出力制御信号に応じた推進力の微調整を行う。これにより、移動センサ局３４はそれ自身の赤外線センサアレイ４３において観測対象たる移動物体を補足した状態となれば、その移動物体に対して自身の制御により接近することができる。
【００７５】
図８はこの発明の実施の形態５による移動物体の観測制御の利点を説明する説明図である。図において、４５はブースタ（移動物体）、４６は主要部（移動物体、主要移動物体）、４７は確認されていない主要部である。そして、同図（ａ）に示すように、移動センサ局３４はその赤外線画像においてブースタ４５および主要部４６が共に観測されていれば、例えばその形状判定などにより主要部４６を追尾して観測することができるが、実際には、ブースタ４５の大きさが主要部４６よりも大きい場合が殆どであり、このような場合には、同図（ｂ）に示すように、まずブースタ４５だけが観測されてしまうことになり、赤外線画像のみに頼った推進力制御では移動センサ局３４はこの時点でブースタ４５を追尾してしまうことになる。しかしながら、この実施の形態５では主要部４６へ向かう進路指示信号が基地センサ局３３から出力され、この進路指示信号が入力された場合には移動センサ局３４の進路はそれに基づいて決定されることになり、この進路指示信号により移動センサ局３４の進路を矯正することができ、ひいてはブースタ４５のみを補足した状態であったとしても同図（ａ）の状態となるまで強制的に移動センサ局３４を移動させることができるので、確実に主要部４６を追尾観測することができる。
【００７６】
以上のように、この実施の形態５によれば、赤外線センサアレイ４３を具備するとともに出力情報に基づいて推進出力を補正制御する移動センサ局３４を備えたので、この移動センサ局３４を所定の移動物体４６に対して発射し、この進行方向を出力情報に基づいて補正制御することができ、当該所定の移動物体４６にこの移動センサ局３４を確実に接近させ、この赤外線センサアレイ４３の画像情報に基づいて移動物体４６を詳細に観測することができる効果がある。
【００７７】
また、移動物体４６を遠方において正確に判定することができるレーダ１，２，３，４と組み合わせて赤外線センサアレイ４３を具備する移動センサ局３４を使用しているので、赤外線センサアレイ４３の画像に基づいて移動物体４６の有無を判定し観測するような場合に比べて、早く移動センサ局３４を移動させて移動物体４６の詳細な観測を早期に開始することができる。また、赤外線センサアレイ４３には、移動物体４６からの距離が遠くなるに従って方位や方向の分解能が劣化したり、大気や雲、雨などの大気条件に応じて伝播中の減衰量が増大するなどの特性があるが、このような問題による遠距離観測の不都合を克服し、赤外線センサアレイ４３による精密な観測を早期に且つ遠距離において確実に実施することができる効果がある。
【００７８】
この実施の形態５によれば、移動センサ局３４が、赤外線センサアレイ４３の画像に基づいて推進出力を補正制御するので、赤外線センサアレイ４３の画像情報に所定の移動物体４６が観測されている状態になれば、それを観測し続けるように移動センサ局３４の移動方向を制御することができ、ひいては上記所定の移動物体４６に接近させつつ、観測し続けることができる効果がある。
【００７９】
なお、この実施の形態５では実施の形態１の構成に基づいて主要移動物体４６の出力情報を生成するようにしているが、その他の実施の形態２から実施の形態４のうちのいずれの構成を前提としても以上のべた効果を得ることができる。
【００８０】
実施の形態６．
図９はこの発明の実施の形態６による移動物体を観測する移動物体観測システムの構成を示すブロック図である。図において、４８はこの赤外線画像の移動物体に応じた輝点を判別するとともに、この輝点情報および赤外線画像を出力する検出回路、４９は受信した進路指示信号に基づいて推進出力制御信号を生成するとともに、上記輝点情報および赤外線画像を通信用アンテナ４０を介して基地センサ局３３に送信する推進装置制御回路、５０は上記輝点情報および赤外線画像に基づいて補正された進路指示信号を移動センサ局３４に出力する移動センサ局進路指示回路である。これ以外の構成は実施の形態５と同様であり同一の符号を付して説明を省略する。
【００８１】
次に動作について説明する。
赤外線センサアレイ４３の赤外線画像において移動物体に基づく輝点が観測されると、検出回路４８において輝点情報が生成され、これら輝点情報および赤外線画像が推進装置制御回路４９から基地センサ局３３に対して送信される。基地センサ局３３の移動センサ局進路指示回路５０は、この輝点情報および赤外線画像に基づいて、出力情報に基づいて生成した進路指示情報を補正し、これを進路指示信号として出力する。これ以外の動作は実施の形態５と同様であり説明を省略する。
【００８２】
以上のように、この実施の形態６によれば、移動センサ局進路指示回路５０が、赤外線センサアレイ４３の画像に基づいて推進出力を補正制御するので、赤外線センサアレイ４３の画像情報に所定の移動物体が観測されている状態になれば、それを観測し続けるように移動センサ局３４の移動方向を制御することができ、ひいては上記所定の移動物体を接近しつつ観測し続けることができる効果がある。
【００８３】
実施の形態７．
図１０はこの発明の実施の形態７による移動物体を観測する移動物体観測システムの構成を示すブロック図である。図において、５１は赤外線画像に複数の輝点が観測された場合に、基地センサ局３３から送信される速度ベクトルに基づいて主要移動物体を判定し、当該主要移動物体に対して接近するような進路補正信号を出力する主要目標位置推定回路であり、推進装置制御回路４１はこの進路補正信号に応じて推進出力制御信号に応じた推進力の微調整を行う。これ以外の構成は実施の形態５と同様であり同一の符号を付して説明を省略する。
【００８４】
次に動作について説明する。
主要目標位置推定回路５１は、検出回路４４から出力される輝点情報に基づいて当該輝点たる移動物体に対して接近するような進路補正信号を出力する。特に、検出回路４４から複数の輝点情報が出力された場合には、基地センサ局３３から送信される速度ベクトルに基づいて主要移動物体を判定し、当該主要移動物体に対して接近するような進路補正信号を出力する。そして、推進装置制御回路４１はこの進路補正信号に応じて推進出力制御信号に応じた推進力の微調整を行う。
【００８５】
図１１はこの実施の形態７における主要移動物体判別方法を説明する動作説明図である。同図（ａ）は基地センサ局３３、移動センサ局３４、ブースタ２０および主要部２１などの移動物体の位置関係を示す相互位置関係説明図、同図（ｂ）は同図（ａ）の状態で赤外線センサアレイ４３により観測される赤外線画像である。これらの図において、５２はブースタ２０に対応する輝点、５３は主要部２１に対応する輝点、５４は基地センサ局３３で得られる移動物体２０，２１の速度ベクトルｖｖを赤外線画像へ写像した写像速度ベクトルである。なお、この赤外線画像は視野内の温度分布を赤外線センサアレイ４３の視野角方向において分離した濃淡画像（白から黒になるほどに振幅が大きくなるような濃淡画像）である。また、一般的に赤外線画像は、赤外線センサアレイ４３を中心とし、且つ当該赤外線センサアレイ４３と被測定物である移動物体２０，２１との距離を半径とする球面に当該被測定物２０，２１を投影した画像であるが、ここでは当該赤外線センサアレイ４３の観測方向を法線方向とする平面に当該被測定物２０，２１が投影されているものとして、その被測定物２０，２１の位置（方向および距離）を考えている。このような近似をしても、赤外線センサアレイ４３の視野角が狭い場合には誤差が問題となることはない。このような近似平面における直交二軸の方向ベクトルをそれぞれｓｓ，ｔｔとし、移動センサ局３４の単位速度ベクトルをｖｖｍとした場合、これらの間には下記式（７）の関係が成立する。
【００８６】
【数７】
これ以外は図２と同様であり同一の符号を付して説明を省略する。
【００８８】
そして、同図に示すように、主要目標位置推定回路５１は、赤外線画像内に複数の輝点が観測された場合には、上記写像した速度ベクトル５４の最も先端側に位置する輝点を主要移動物体２１の位置として特定し、この主要移動物体２１に対して接近するような進路補正信号を出力する。なお、赤外線画像内に写像された写像速度ベクトル５４（ｖｖｍ）は下記式（８）のように表され、各輝点（移動物体）５２，５３と移動センサ局３４との相対位置ベクトルをｒｒｉｋ、各輝点（移動物体）５２，５３と移動センサ局３４との相対速度ベクトルをｖｖｉとした場合、その相対的な内積ｒｉｋは下記式（９）のように表される。そして、この相対的な内積ｒｉｋの値が最も大きい輝点５３を主要移動物体２１の位置として特定すればよい。なお、以上の式において「・」はベクトル内積演算を意味する。
【００８９】
【数８】
【数９】
これ以外の動作は実施の形態５と同様であり説明を省略する。
【００９２】
以上のように、この実施の形態７によれば、速度ベクトルに基づいて赤外線センサアレイ４３の画像内の主要移動物体２１を判定し、これに基づいて推進出力を補正制御するので、例えば赤外線センサアレイ４３の画像内に分離した複数の移動物体２０，２１が観測された場合、その中の最も先頭側に位置する輝点５３を主要移動物体２１として判定し、それを観測し続けるように移動センサ局３４の移動方向を制御することができ、ひいては上記所定の主要移動物体２１に接近しつつ、観測し続けることができる効果がある。
【００９３】
実施の形態８．
図１２はこの発明の実施の形態８による移動物体を観測する移動物体観測システムの構成を示すブロック図である。図において、５５は光学センサアレイであり、検出回路４４はこの光学センサアレイ５５の光学画像の中から移動物体に対応する輝度情報などを生成する。これ以外の構成は実施の形態７と同様であり同一の符号を付して説明を省略する。
【００９４】
次に動作について説明する。
光学センサアレイ５５から出力される光学画像中に移動物体に対応する輝度情報などが検出されると、検出回路４４から当該移動物体に対応する位置情報が出力される。主要目標位置推定回路５１はこの位置情報に基づいて進路補正信号を出力し、これに応じて推進力が制御される。また、複数の位置情報が出力された場合には、主要目標位置推定回路５１は写像された速度ベクトルに基づいて主要移動物体を特定し、これに応じて推進力が制御される。これ以外の動作は実施の形態７と同様であり説明を省略する。
【００９５】
以上のように、この実施の形態８によれば、赤外線センサアレイ４３の代わりに光学センサアレイ５５を用いたので、移動センサ局３４が太陽などを移動物体と誤認してそれに接近するように移動してしまうことなどを防止することができる効果がある。
【００９６】
なお、これ以外にも、ミリ波イメージャー、レーダなど目標物を視野角方向において分解した画像が得られるものであれば移動センサ局３４のセンサアレイとして利用することができる。
【００９７】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、一体的な移動物体が移動中に複数に分離した後の主要移動物体とその他の移動物体とを検出する移動物体観測システムにおいて、観測範囲を周期的に走査し、各周期毎の受信データを出力するレーダと、各周期毎の受信データから主要移動物体とその他の移動物体を含む複数の移動物体を検出する検出手段と、各周期毎の受信データにおける上記複数の移動物体の位置および距離を演算し、これらを位置ベクトルとして出力する位置ベクトル演算手段とともに、各周期毎の受信データにおける複数の移動物体を複数の受信データの間で関連付け、この関連に基づいて各移動物体の移動速度および移動方向を判定し、これらを速度ベクトルとして出力する速度ベクトル演算手段と、複数の移動物体毎に、それぞれの移動物体の位置ベクトルと複数の移動物体の速度ベクトルの平均である単位長さの平均速度ベクトルとの内積を演算し、この内積が最も大きい値である移動物体を主要移動物体として判定する判定手段とを設け、出力手段がこの主要移動物体に関連する位置情報や速度情報を出力情報として出力するので、移動物体の位置ベクトルや速度ベクトルの違いに基づいて各移動物体を区別し、その中から最も内積の大きいものを主要移動物体として判定することができる効果がある。
【００９８】
従って、移動物体観測システム自体に向かって移動する複数の移動物体をそれらの位置（距離）の違いに基づいて区別し、分離後に進行方向前方に位置する移動物体、すなわち主要移動物体を上記位置ベクトルと速度ベクトルとの内積に基づいて正しく判定することができる。また、内積演算に基づいて主要移動物体を判定するようにしているので、移動物体の輝度分布情報などを一々登録する必要が無く、しかも、このような相互比較処理に基づく判定方法であれば画像処理などに頼る必要が無くなり、レーダと組み合わせて使用することができ、それにより主要移動物体を遠方において正確に判定することができる。従って、従来のように赤外線センサアレイ上の写像画像のみに基づいて予め設定した輝度分布や角速度との一致判定により主要移動物体を判定する場合のように、移動物体が接近しなければその判定を行なうことができない、あるいは、移動物体観測システム自体に向かって移動する複数の移動物体を区別することができないなどの問題が生じることはない効果がある。
【０１００】
従って、移動物体観測システム自体に向かって移動する複数の移動物体をそれらの距離の違いに基づいて区別し、分離後に進行方向前方に位置する移動物体、すなわち主要移動物体を上記距離に基づいて正しく判定することができる。また、距離の大小に基づいて主要移動物体を判定するようにしているので、移動物体の輝度分布情報などを一々登録する必要が無く、しかも、このような相互比較処理に基づく判定方法であれば画像処理などに頼る必要が無くなり、レーダと組み合わせて使用することができ、それにより主要移動物体を遠方において正確に判定することができる。従って、従来のように赤外線センサアレイ上の写像画像のみに基づいて予め設定した輝度分布や角速度との一致判定により主要移動物体を判定する場合のように、移動物体が接近しなければその判定を行なうことができない、あるいは、移動物体観測システム自体に向かって移動する複数の移動物体を区別することができないなどの問題が生じることはない効果がある。
【０１０２】
従って、移動物体観測システム自体に向かって移動する複数の移動物体をそれらの移動速度の違いに基づいて区別し、分離後に最も進行方向前方への速度が速い移動物体、すなわち主要移動物体を上記ドップラー周波数に基づいて正しく判定することができる。また、ドップラー周波数に基づいて主要移動物体を判定するようにしているので、移動物体の輝度分布情報などを一々登録する必要が無く、しかも、このような相互比較処理に基づく判定方法であれば画像処理などに頼る必要が無くなり、レーダと組み合わせて使用することができ、それにより主要移動物体を遠方において正確に判定することができる。従って、従来のように赤外線センサアレイ上の写像画像のみに基づいて予め設定した輝度分布や角速度との一致判定により主要移動物体を判定する場合のように、移動物体が接近しなければその判定を行なうことができない、あるいは、移動物体観測システム自体に向かって移動する複数の移動物体を区別することができないなどの問題が生じることはない効果がある。
【０１０４】
従って、移動物体観測システム自体に向かって移動する複数の移動物体をそれらの距離および速度の違いに基づいて区別し、分離後に進行方向前方において高速に移動する移動物体、すなわち主要移動物体を上記距離およびドップラー周波数に基づいて正しく判定することができる。また、これら距離の大小およびドップラー周波数の高低に基づいて主要移動物体を判定するようにしているので、移動物体の輝度分布情報などを一々登録する必要が無く、しかも、このような相互比較処理に基づく判定方法であれば画像処理などに頼る必要が無くなり、レーダと組み合わせて使用することができ、それにより主要移動物体を遠方において正確に判定することができる。従って、従来のように赤外線センサアレイ上の写像画像のみに基づいて予め設定した輝度分布や角速度との一致判定により主要移動物体を判定する場合のように、移動物体が接近しなければその判定を行なうことができない、あるいは、移動物体観測システム自体に向かって移動する複数の移動物体を区別することができないなどの問題が生じることはない効果がある。
【０１０５】
この発明によれば、主要移動物体を追尾する移動観測手段を設け、上記移動観測手段は、当該移動観測手段の推進力を発生させる推進装置と、出力手段から出力される出力情報に基づいて、上記推進装置の推進出力を、当該移動観測手段が上記主要移動物体に接近するよう制御する推進装置制御回路と、上記主要移動物体を観測する赤外線センサアレイとを備えたので、この移動観測手段を所定の移動物体に対して発射し、この進行方向を出力情報に基づいて補正制御することができ、当該所定の移動物体にこの赤外線センサアレイを具備する移動観測手段を接近させ、この赤外線センサアレイの画像情報に基づいて移動物体を詳細に観測することができる効果がある。
【０１０６】
また、移動物体を遠方において正確に判定することができるレーダと組み合わせて使用されているので、その分早く移動観測手段を移動させ、移動物体の詳細な観測を開始することができる効果もある。
【０１０７】
この発明によれば、移動観測手段が、赤外線センサアレイの画像に基づいて推進出力を補正制御するので、赤外線センサアレイの画像情報に所定の移動物体が観測されている状態になれば、それを観測し続けるように移動観測手段の移動方向を制御することができ、ひいては上記所定の移動物体を接近しつつ、観測し続けることができる効果がある。
【０１０８】
この発明によれば、出力手段が、赤外線センサアレイの画像に基づいて推進出力を補正制御するので、赤外線センサアレイの画像情報に所定の移動物体が観測されている状態になれば、それを観測し続けるように移動観測手段の移動方向を制御することができ、ひいては上記所定の移動物体を接近しつつ、観測し続けることができる効果がある。
【０１０９】
この発明によれば、速度ベクトルに基づいて赤外線センサアレイの画像内の主要移動物体を判定し、これに基づいて推進出力を補正制御するので、例えば赤外線センサアレイの画像内に分離した複数の移動物体が観測された場合、その中の主要移動物体を判定し、それを観測し続けるように移動観測手段の移動方向を制御することができ、ひいては上記所定の移動物体を接近しつつ、観測し続けることができる効果がある。
【０１１０】
この発明によれば、赤外線センサアレイの代わりに光学センサアレイを用いたので、移動観測手段が太陽などを移動物体と誤認して、それに接近するように移動してしまうことなどを防止することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１による移動物体を観測する移動物体観測システムの構成を示すブロック図である。
【図２】 この発明の実施の形態１による移動物体観測システムの動作を説明する動作説明図である。
【図３】 この発明の実施の形態１による移動物体観測システムが複数の移動物体を検出した場合の主要移動物体の判定動作原理を説明する説明図である。
【図４】 この発明の実施の形態２による移動物体を観測する移動物体観測システムの構成を示すブロック図である。
【図５】 この発明の実施の形態３による移動物体を観測する移動物体観測システムの構成を示すブロック図である。
【図６】 この発明の実施の形態４による移動物体を観測する移動物体観測システムの構成を示すブロック図である。
【図７】 この発明の実施の形態５による移動物体を観測する移動物体観測システムの構成を示すブロック図である。
【図８】 この発明の実施の形態５による移動物体の観測制御の利点を説明する説明図である。
【図９】 この発明の実施の形態６による移動物体を観測する移動物体観測システムの構成を示すブロック図である。
【図１０】 この発明の実施の形態７による移動物体を観測する移動物体観測システムの構成を示すブロック図である。
【図１１】 この実施の形態７における主要移動物体判別方法を説明する動作説明図である。
【図１２】 この発明の実施の形態８による移動物体を観測する移動物体観測システムの構成を示すブロック図である。
【図１３】 従来の移動物体観測システムの構成を示すシステム構成図である。
【図１４】 移動途中においてブースタ、シェラウドおよび弾頭部に分離する移動物体の分離後の相対位置関係を示す分離状態説明図である。
【図１５】 複数の移動物体の移動方向と従来の移動物体観測システムの観測状況との関係を説明する説明図である（その１）。
【図１６】 複数の移動物体の移動方向と従来の移動物体観測システムの観測状況との関係を説明する説明図である（その２）。
【符号の説明】
１ 送受信アンテナ（レーダ）、２ 送信機（レーダ）、３ 受信機（レーダ）、４ 切替器（レーダ）、５ 検出回路（検出手段）、６ 位置ベクトル算出回路（位置ベクトル演算手段）、７ 追尾回路（速度ベクトル演算手段）、８ 内積演算回路（判定手段）、９，２９，３１，３２ 主要目標位置推定回路（判定手段、出力手段）、２０，４５ ブースタ（移動物体）、２１，４６ 主要部（移動物体、主要移動物体）、３０ ドップラー周波数算出回路（ドップラー周波数演算手段）、３４ 移動センサ局（移動観測手段）、４３ 赤外線センサアレイ、５５ 光学センサアレイ。
Claims (6)
- 一体的な移動物体が移動中に複数に分離した後の主要移動物体とその他の移動物体とを検出する移動物体観測システムにおいて、
観測範囲を周期的に走査し、各周期毎の受信データを出力するレーダと、
各周期毎の受信データから上記主要移動物体とその他の移動物体を含む複数の移動物体を検出する検出手段と、
各周期毎の受信データにおける上記複数の移動物体の位置および距離を演算し、これらを位置ベクトルとして出力する位置ベクトル演算手段と、
各周期毎の受信データにおける上記複数の移動物体を複数の受信データの間で関連付け、この関連に基づいて各移動物体の移動速度および移動方向を判定し、これらを速度ベクトルとして出力する速度ベクトル演算手段と、
上記複数の移動物体毎に、それぞれの移動物体の位置ベクトルと、前記複数の移動物体の速度ベクトルの平均である単位長さの平均速度ベクトルとの内積を演算し、この内積が最も大きい値である移動物体を主要移動物体として判定する判定手段と、
上記判定された主要移動物体に関連する位置情報や速度情報を出力情報として出力する出力手段とを備えた移動物体観測システム。 - 主要移動物体を追尾する移動観測手段を設け、
上記移動観測手段は、
当該移動観測手段の推進力を発生させる推進装置と、
出力手段から出力される出力情報に基づいて、上記推進装置の推進出力を、当該移動観測手段が上記主要移動物体に接近するよう制御する推進装置制御回路と、
上記主要移動物体を観測する赤外線センサアレイとを備えたことを特徴とする請求項１記載の移動物体観測システム。 - 移動観測手段は、赤外線センサアレイの画像に基づいて推進出力を補正制御することを特徴とする請求項２記載の移動物体観測システム。
- 出力手段は、赤外線センサアレイの画像に基づいて推進出力を補正制御することを特徴とする請求項２記載の移動物体観測システム。
- 速度ベクトルに基づいて赤外線センサアレイの画像内の複数の移動物体からの主要移動物体を判定し、これに基づいて推進出力を補正制御することを特徴とする請求項２から請求項４のうちのいずれか１項記載の移動物体観測システム。
- 赤外線センサアレイの代わりに光学センサアレイを用いたことを特徴とする請求項２から請求項５のうちのいずれか１項記載の移動物体観測システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32408598A JP4056641B2 (ja) | 1998-11-13 | 1998-11-13 | 移動物体観測システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32408598A JP4056641B2 (ja) | 1998-11-13 | 1998-11-13 | 移動物体観測システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000147107A JP2000147107A (ja) | 2000-05-26 |
| JP4056641B2 true JP4056641B2 (ja) | 2008-03-05 |
Family
ID=18161994
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32408598A Expired - Fee Related JP4056641B2 (ja) | 1998-11-13 | 1998-11-13 | 移動物体観測システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4056641B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5013949B2 (ja) * | 2007-04-27 | 2012-08-29 | 三菱電機株式会社 | ロケット追尾レーダ装置 |
| JP5424662B2 (ja) * | 2009-01-30 | 2014-02-26 | 三菱電機株式会社 | 目標追尾装置 |
| JP5537348B2 (ja) * | 2010-09-07 | 2014-07-02 | 株式会社東芝 | 対象物位置推定装置 |
| JP5668806B2 (ja) * | 2013-07-22 | 2015-02-12 | 沖電気工業株式会社 | データ処理装置、動作認識システム、動作判別方法、及びプログラム |
| KR102366513B1 (ko) * | 2020-08-05 | 2022-02-23 | 이성호 | 다중 카메라를 이용한 물체 검출 및 추적 방법 및 이를 포함하는 인공위성 |
-
1998
- 1998-11-13 JP JP32408598A patent/JP4056641B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000147107A (ja) | 2000-05-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10279809B2 (en) | Travelled-route selecting apparatus and method | |
| US7321330B2 (en) | Ball measuring apparatus | |
| AU618402B2 (en) | Surveillance sensor | |
| KR101750500B1 (ko) | Ka 대역 신호를 이용한 비행체 요격 시스템 및 방법 | |
| US8415596B2 (en) | Method and apparatus for determining a location of a flying target | |
| US9000340B2 (en) | System and method for tracking and guiding at least one object | |
| EP3372946A1 (en) | Coordinating multiple ordnance targeting via optical inter-ordnance communications | |
| US5652588A (en) | Surveillance system including a radar device and electro-optical sensor stations | |
| JP2002096702A (ja) | 車間距離推定装置 | |
| US5062586A (en) | Missile tracking, guidance and control apparatus | |
| US7719664B1 (en) | Imaging semi-active laser system | |
| CN111308459B (zh) | 一种基于传感器特性和量测来源的多传感器航迹起始方法 | |
| GB2432203A (en) | Missile guidance system and method | |
| KR101750507B1 (ko) | 합성 개구 레이더 탐색기를 구비하는 유도 비행체 및 이의 표적 추적 방법 | |
| JP2001500263A (ja) | 目標に対する発射体の弾着点を決定する方法 | |
| JP4056641B2 (ja) | 移動物体観測システム | |
| JP4773176B2 (ja) | ボール計測装置 | |
| KR101713768B1 (ko) | 지면밀착 접근표적 탐지장치 및 그 방법 | |
| US11855360B1 (en) | Airborne mesh network forming phase array antenna | |
| US6260792B1 (en) | Tracking and guidance system with modulated missile-mounted laser beacon | |
| JP5521594B2 (ja) | 誘導飛翔体装置 | |
| JPH06273522A (ja) | 三次元レーダー装置 | |
| US5560567A (en) | Passive missile tracking and guidance system | |
| US20210262764A1 (en) | Control method for a missile radar sensor of a missile, missile control unit and missile | |
| JP2596164B2 (ja) | 精測進入レーダ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050916 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070413 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070417 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070614 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070911 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20071017 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20071022 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20071022 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20071022 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20071113 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20071212 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101221 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111221 Year of fee payment: 4 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |