JP4096539B2 - Compound tracking sensor device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、空中目標に対して火力を発揮する射撃統制システムについて、母機から発射された小型な飛しょう目標に対する射撃統制システムの目標捕捉性能を向上させる技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図7は、レーダを主センサとする周知の射撃統制システムを説明する図である。追尾レーダ装置1は、送信した送信電波2が空中目標3に入射され反射された反射電波4を追尾レーダ装置1で受信することにより、追尾レーダ装置1と空中目標3との相対距離及び旋回角、俯仰角の3諸元から成る目標追尾データ5を出力する。射撃計算装置6は目標追尾データ5を入力として射撃計算することで、見越し角指令データ7を火力システム8へ出力する。これによって、火力システム8は空中目標3に火器を指向することができ、対処が可能となる。
【0003】
次に、母機から発射された小型な飛しょう目標に対する従来の目標捕捉方法を、図8及び図9を用いて説明する。
図8は、追尾レーダ装置1が母機目標8を追尾している時に、母機目標8から発射された小型な飛しょう目標9を捕捉する方法を説明している。この追尾レーダ装置1は、図7に示した追尾レーダ装置1と同じものである。
【0004】
すなわち、追尾レーダ装置1は、母機目標8が追尾ビーム10内にいるとき、母機目標8に対応する母機目標信号11を取得することができる。この場合、母機目標8に対する捕捉・追尾処理方法として、追尾レーダ装置1の距離及び角度分解能よりも精度のよい目標追尾データ5を得るために、母機目標信号11に対して母機目標追尾ゲート12を設けるという、追尾ゲート処理が一般的に利用されている。また、飛しょう目標9の捕捉・追尾処理方法も同様に、追尾レーダ装置1が取得する飛しょう目標9の飛しょう目標信号13に対して飛しょう目標追尾ゲート14を設ける。
【0005】
さらに、追尾レーダ装置1は、母機目標8から発射された飛しょう目標9を捕捉するためには、追尾レーダ装置が追尾している母機目標8用の母機目標追尾ゲート12と追尾レーダ装置1との間に飛しょう目標追尾ゲート14を設ければ、追尾レーダ装置1に向けて発射された飛しょう目標9の飛しょう目標信号13が飛しょう目標追尾ゲート14内に進入することにより、飛しょう目標9への目標捕捉が可能となる。
【0006】
ここで、目標捕捉・追尾処理の動作について説明する。
図9について、追尾レーダ装置1及び送信電波2、反射電波4、目標追尾データ5、射撃計算装置6は図7と同じであり、母機目標8及び飛しょう目標9は図8と同じである。追尾レーダ装置1は、飛しょう目標9を捕捉するための構成となっている。
【0007】
この追尾レーダ装置1は、レーダ装置15と捕捉・追尾処理部17とから成る。
まず、レーダ装置15は、受信した反射電波4に基づいて得た母機目標信号11及び飛しょう目標信号13を含むレーダ受信信号16を捕捉・追尾処理部17へ出力する。続いて、捕捉・追尾処理部17は、受取ったレーダ受信信号16の母機目標信号11及び飛しょう目標信号13に対して母機目標追尾ゲート12及び飛しょう目標追尾ゲート14を発生させて追尾ゲート処理をし、当該追尾ゲート処理したレーダ受信信号16をフィルタリング処理して目標追尾データ5として射撃計算装置6に出力する。また、捕捉・追尾処理部17は、受取ったレーダ受信信号16に基づいて追尾ビーム・ステアリング指令信号18をレーダ装置15に出力し、追尾ビーム10内に飛しょう目標9が存在するように制御する。レーダ装置15は入力した追尾ビーム・ステアリング指令信号18を元に追尾ビーム10をステアリングすることで、飛しょう目標9への目標捕捉が可能となる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、飛しょう目標9が低空を飛しょうした場合の目標捕捉処理の問題が発生するので、この問題について図8を用いて説明する。図8において、母機目標追尾ゲート12及び飛しょう目標追尾ゲート14内にあるクラッタ反射信号19は、グランド20から反射された反射電波を追尾レーダ装置1が受信した信号である。
【0009】
すなわち、追尾レーダ装置1は、母機目標8を追尾中に、飛しょう目標追尾ゲート14内にレーダ受信信号16が入力されると、捕捉処理を実行する。従って、追尾レーダ装置1は、飛しょう目標追尾ゲート14内に、飛しょう目標信号13が進入する前にクラッタ反射信号19が存在していれば、クラッタ反射信号19に対して捕捉処理を実行してしまう。
【0010】
このため、クラッタ反射信号19の対策として、追尾ゲート処理の前に既存の各種クラッタ抑圧処理でクラッタ反射信号19を抑圧する手段も考えられるが、低空になればなるほどクラッタ反射信号19の信号強度が大きくなるため、信号強度の小さい飛しょう目標9からの飛しょう目標信号13との分別が困難となり、飛しょう目標9とは異なる信号に対して目標捕捉処理をしてしまうという課題があった。
【0011】
また、飛しょう目標9が追尾レーダ装置1以外の目標に向けて発射された場合、目標捕捉処理につき問題が発生するので、この問題について図10を用いて説明する。図10において、地上目標21は、母機目標8が飛しょう目標9で対処されようとしている目標である。
【0012】
すなわち、母機目標8から追尾レーダ装置1以外の地上目標21に対して発射された飛しょう目標9に対して、追尾レーダ装置1と地上目標21との位置関係によっては、飛しょう目標9が追尾ビーム10から外れるため飛しょう目標追尾ゲート14内に進入しない場合がある。この場合、追尾レーダ装置1は、飛しょう目標9を捕捉できなくなってしまう。
【0013】
対策として、飛しょう目標追尾ゲート14を母機追尾ゲート12に近付ければ、飛しょう目標追尾ゲート14を母機追尾ゲート12に進入する可能性が大きくなるが、飛しょう目標追尾ゲート14を母機目標追尾ゲート12に近付けすぎると、飛しょう目標追尾ゲート14に母機目標信号11が入力されてしまうので、近付けるには限界がある。よって、飛しょう目標追尾ゲート14内に飛しょう目標9が進入しないような飛しょうをする場合には、飛しょう目標追尾ゲート14内に信号が存在しない場合があるため、飛しょう目標9への目標捕捉は不可能という課題があった。
【0014】
【課題を解決するための手段】
この発明は、第1の追尾目標と、当該第1の追尾目標に取付けられた第2の追尾目標とに向けて追尾ビームを照射するレーダ装置と、第1の追尾目標から発射された第2の追尾目標によって放射されるプルームを検出するEOセンサと、EOセンサからの検出結果に基づいてレーダ装置からの追尾目標の検出信号を出力する捕捉処理部と、捕捉処理部からの検出信号に基づいてレーダ装置を制御して、追尾目標を捕捉及び追尾処理する捕捉追尾処理部とを備えるようにしたものである。
【0015】
また、この発明は、捕捉処理部は、EOセンサがプルームの検出を行っていない際のレーダ装置からの検出信号の信号レベルを基準値として設定し、レーダ装置からの検出信号が基準値よりも高い場合に、当該検出信号を捕捉処理部に出力するようにしたものである。
【0016】
また、この発明は、第1の追尾目標と、当該第1の追尾目標に取付けられた第2の追尾目標とに向けて追尾ビームを照射するレーダ装置と、第1の追尾目標から発射された第2の追尾目標によって放射されるプルームを検出し、当該検出したプルームを連続して測角することにより目標追尾データを出力するEOセンサと、EOセンサからの目標追尾データに基づいてレーダ装置を制御して、追尾目標を捕捉及び追尾処理する捕捉追尾処理部とを備えるようにしたものである。
【0017】
また、この発明は、EOセンサによる検出領域に、レーダ装置による追尾ビームが重なり合うようにしたものである。
【0018】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
図1は、この発明による複合追尾センサ装置の実施の形態1の構成図である。
図1において、複合追尾センサ装置22は、レーダ装置15と捕捉・追尾処理部17とから成る追尾レーダ装置1と、光波センサであるEO(Electro Optical)センサ23と、捕捉処理部24とから構成されている。具体的に、本実施の形態のEOセンサ23としては、赤外線を検出するIR(Infrared)カメラを用いている。因みに、EOセンサ23としては、紫外線を検出するUV(Ultra Violet)カメラ等を用いるようにしても良い。
【0019】
まず、EOセンサ23は、第1の追尾目標である母機目標8と第2の追尾目標である飛しょう目標9とを見ており、母機目標8に取付けられた飛しょう目標9が発射する際に当該飛しょう目標9から放射されるプルーム25を検出することにより、飛しょう目標9が発射されたことを示す発射検出信号27を捕捉処理部24へ出力するものである。実際上、EOセンサ23は、プルーム25から放射される反射赤外波26を検出することにより、プルーム25の検出を行っている。因みに、プルームとは、飛しょう体の推進薬が燃焼したときに空中に放射される高温度のガスである。
【0020】
また、捕捉処理部24は、EOセンサ23からの発射検出信号27とレーダ装置15からのレーダ受信信号16とを入力し、発射検出信号27に基づいて、当該レーダ信号16のうち飛しょう目標追尾ゲート14部分をマスクしたレーダ信号(以下、所望レーダ受信信号28と呼ぶ)を捕捉・追尾処理部17へ出力する。すなわち、捕捉処理部24は、目標追尾ゲート14(図2)には飛しょう目標9の飛しょう目標信号13のみを通過させることとなる。他の構成については、従来の技術との相違は無い。
【0021】
次に、実施の形態1に示す複合追尾センサ装置の動作について、図2を用いて説明する。
図2において、29はEOセンサ23の撮像範囲であり、9’は母機から発射された直後の飛しょう目標9である。追尾レーダ装置1が設けた母機目標追尾ゲート12によって母機目標8を追尾している時、追尾ビーム10に角度スレーブしたEOセンサ23を用意することで、母機目標8方向にEOセンサ23の撮像範囲29を指向することができる。母機目標8が発射した飛しょう目標9’が放射するプルーム25をEOセンサ23で検出して発射検出信号27を取得することで、飛しょう目標9に対する母機からの発射判定が可能となる。
【0022】
ここでEOセンサ23は、プルーム25を検出する方法として、複数毎の画像を比較し、その差によって目標を検出するという一般的な画像処理を用いている。すなわち、EOセンサ23は、母機目標8をすでに追尾しており、取得した複数枚の画像情報を用意して母機目標8の占有する画素どうしを比較する。プルーム信号は母機目標よりも信号レベルが高いために画素の信号レベルの変化量が大きなものとなるため、EOセンサ23は、かかる比較の結果に基づいて、プルーム信号を目標信号として検出することができる。
【0023】
因みに、EOセンサ23がプルームを撮像したときの撮像画像35の一例としては、図3に示すとおりである。すなわち、遠方にある小型な飛しょう体から放射されるプルーム25は、EOセンサ23で撮像すると、放射する目標が小型でありかつ遠方にあるがために占有画素数が少なく、かつ、高温であるために信号強度レベルが高いという特徴がある。この場合、EOセンサ23で取得した目標信号と不要信号とを含む撮像画像情報から目標信号を検出するためは、目標信号と不要信号とを分類することが必要である。
ノイズ36に対する対処方法としては、ノイズ36は時間及び空間的に相関性が無いのに対し、目標信号は常に同じ画素で信号を出力しているため、EOセンサ23で取得した複数枚の画像情報を用意して画素どうしを比較することで、常に輝度の高い信号を目標信号として分類するという画像処理を行っている。
また、クラッタ37に対する対処方法としては、クラッタ37は一般的に画像に対する占有画素数が多いのに対し、目標信号は占有画素数が少ないため、ある画素数以下の信号を目標信号として分類するという画像処理を行っている。
【0024】
そして、捕捉・追尾処理部17は、EOセンサ23を利用した発射判定結果を利用することで、飛しょう目標追尾ゲート14内に、クラッタ等によって発生する信号が存在しても発射判定結果が「発射前」、すなわち発射検出信号27が出力されない状態であれば捕捉処理へ移行しないようにし、「発射後」、すなわち発射検出信号27が出力された状態であれば新規に飛しょう目標追尾ゲート14内に発生した信号に対して捕捉処理へ移行する。
従って、捕捉・追尾処理部17は、受取ったレーダ受信信号16に基づいて追尾ビーム・ステアリング指令信号18をレーダ装置15に出力し、追尾ビーム10内に飛しょう目標9が存在するように当該レーダ装置15を制御する。
【0025】
次に、捕捉処理部24の動作について、図4を用いて説明する。
まず、捕捉処理部24は、レーダ装置15から入力したレーダ受信信号16に対して、飛しょう目標追尾ゲート14内のレーダ受信信号16を検出する(ステップSP1)。
【0026】
続いて、捕捉処理部24は、EOセンサ23から入力した発射検出信号27がON(発射検出信号が出力された状態)かOFF(発射検出信号が出力されない状態)かを判断し(ステップSP2)、OFFと判断した場合、すなわち、母機目標8から飛しょう目標9が発射されていない場合には、飛しょう目標追尾ゲート14内のレーダ受信信号16はクラッタ反射信号19であると考えられるため、レーダ受信信号16の信号レベルを検出し、その信号レベルを、飛しょう目標信号13とクラッタ反射信号19との分別を可能とする検出判定レベル(基準値)として設定する(ステップSP3)。
さらに、捕捉処理部24は、レーダ受信信号16に対して飛しょう目標追尾ゲート内の信号をマスク処理し(ステップSP4)、当該マスク処理した所望レーダ受信信号28を捕捉・追尾処理部17へ出力することで、捕捉処理を実行させなくする。
【0027】
一方、捕捉処理部24は、EOセンサ23から入力した発射検出信号27がONと判断した場合、すなわち、母機目標8から飛しょう目標9が発射された場合には、続いて、レーダ受信信号16が検出判定レベルを越えたかを判定する(ステップSP5)。ここで、レーダ受信信号16が検出判定レベルを越えていない場合は、飛しょう目標9が発射されたが飛しょう目標追尾ゲート14まで飛しょう目標が飛しょうしていないと考えられるため、捕捉処理部24は、レーダ受信信号16に対して飛しょう目標追尾ゲート内の信号をマスクした所望レーダ受信信号28を捕捉・追尾処理部17へ出力することで、捕捉処理を実行させなくする。また、レーダ受信信号16が検出判定レベルを越えた場合は、飛しょう目標追尾ゲート14に飛しょう目標9が進入したと考えられるため、捕捉処理部24は、レーダ受信信号16そのままを所望レーダ受信信号28として捕捉・追尾処理部17へ出力することで、捕捉処理を実行することができる。
【0028】
参考例. 図5はこの発明による複合追尾センサ装置の実施の形態1の構成図である。図5において、複合追尾センサ装置22は、図7に示す追尾レーダ装置1と、当該追尾レーダ装置1の捕捉・追尾処理部17に設けられたEOセンサ23とから構成されている。そして、EOセンサ23は、母機目標8と飛しょう目標9と母機目標8から飛しょう目標9の発射時に生じるプルーム25から放射された反射赤外波26を入力してプルーム25を検出し、検出結果に基づいてプルーム25を測角して得た目標角度追尾データ30を捕捉・追尾処理部17へ出力する。実際上、EOセンサ23は、プルーム25を側角する場合、当該EOセンサ23自身が向いている方向と、EOセンサ23が撮像した画面におけるプルーム25の位置とに基づいて、プルーム25に対する角度を測角する。そして、EOセンサ23は、連続して測角した角度を、目標角度追尾データ30として捕捉・追尾処理部17へ出力する。また、捕捉・追尾処理部17は、目標角度追尾データ30に従い、追尾ビーム・ステアリング指令信号18をレーダ装置15へ出力し、追尾ビーム10内に飛しょう目標9が存在するように当該レーダ装置15を制御する。
【0029】
次に、この参考例に示す複合追尾センサ装置の動作を図6を用いて説明する。図6において、追尾レーダ装置1が設けた母機目標追尾ゲート12によって母機目標8を追尾している時、追尾ビーム10にEOセンサ23を角度スレーブすることにより、母機目標8方向にEOセンサ23の撮像範囲29を指向する。
【0030】
そして、EOセンサ23は、母機目標8が発射して飛行する飛しょう目標9’のプルーム25を飛しょう目標9’’のプルーム25’まで連続して測角していくことにより、プルーム25に対する目標角度追尾データ30を追尾レーダ装置1に出力する。続いて、追尾レーダ装置1の捕捉・追尾処理部17は、受取った目標角度追尾データ30に従って追尾ビーム10を10’→10のようにステアリングさせることにより、飛しょう目標9を追尾ビーム10内に確保できる。
かくして、追尾レーダ装置1は、飛しょう目標追尾ゲート14内に飛しょう目標9が進入することにより、飛しょう目標信号13を取得することができ、追尾レーダ装置1の追尾範囲外に存在する地上目標21に対しても、母機目標25から発射された飛しょう目標9の捕捉が可能となる。
【0031】
【発明の効果】
この発明によれば、母機目標から発射され、かつ、低空を飛しょうする飛しょう目標に対する目標捕捉が可能となる。
【0032】
また、この発明によれば、レーダ装置からの検出信号のうち、追尾目標が含まれた検出信号のみを捕捉・追尾処理部に出力することができ、捕捉・追尾処理部の負荷を低減することができる。
【0033】
また、この参考例によれば、母機目標から追尾レーダ装置以外の目標に向けて発射された飛しょう目標に対する目標捕捉が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明による実施の形態1の複合追尾センサ装置を示すブロック図である。
【図2】 実施の形態1に示す複合追尾センサ装置の動作の説明に供する略線図である。
【図3】 EOセンサが撮像する画像情報の略線図である。
【図4】 この発明による捕捉処理部24の実施の形態1の動作を示すフローチャートである。
【図5】 参考例の複合追尾センサ装置を示すブロック図である。
【図6】 参考例の複合追尾センサ装置の動作を説明する略線図である。
【図7】 従来の射撃統制システムを説明するブロック図である。
【図8】 従来の目標捕捉技術について、追尾目標から発射された飛しょう目標に対する目標捕捉の方法を説明し、かつ、飛しょう目標が低空を飛しょうした場合の課題を説明する略線図である。
【図9】 従来の目標捕捉技術について、追尾目標から発射された飛しょう目標に対する目標捕捉の動作を説明するブロック図である。
【図10】 従来の目標捕捉技術について、飛しょう目標が追尾ゲートを外れた場合の課題を説明する略線図である。
【符号の説明】
1 追尾レーダ装置、2 送信電波、3 空中目標、4 反射電波、5 目標追尾データ、6 射撃計算装置、7 見越し角データ、8 母機目標、9 飛しょう目標、10 追尾ビーム、11 母機目標信号、12 母機目標追尾ゲート、13 飛しょう目標信号、14 飛しょう目標追尾ゲート、15 レーダ装置、16 レーダ受信信号、17 捕捉・追尾処理部、18 追尾ビーム・ステアリング指令信号、19 クラッタ反射信号、20 グランド、21 地上目標、22 複合追尾センサ装置、23 EOセンサ、24 捕捉処理部、25 プルーム、26 反射赤外波、27 発射検出信号、28 所望レーダ受信信号、29 撮像範囲、30 目標角度追尾データ、35 撮像画像、36 ノイズ、37 クラッタ。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a technique for improving target capture performance of a shooting control system for a small flying target launched from a mother aircraft, with respect to a shooting control system that exerts fire power against an air target.
[0002]
[Prior art]
FIG. 7 is a diagram for explaining a known shooting control system using a radar as a main sensor. The tracking radar device 1 receives the reflected radio wave 4 that is reflected when the transmitted transmission radio wave 2 is incident on the air target 3 and is reflected by the tracking radar device 1, whereby the relative distance and the turning angle between the tracking radar device 1 and the air target 3. , The target tracking data 5 including the three specifications of the elevation angle is output. The shooting calculation device 6 outputs the foresight angle command data 7 to the thermal power system 8 by performing shooting calculation using the target tracking data 5 as an input. As a result, the thermal power system 8 can point the firearm at the air target 3 and can cope with it.
[0003]
Next, a conventional target capturing method for a small flying target launched from the mother machine will be described with reference to FIGS.
FIG. 8 illustrates a method for capturing a small flying target 9 emitted from the mother machine target 8 when the tracking radar apparatus 1 is tracking the mother machine target 8. The tracking radar device 1 is the same as the tracking radar device 1 shown in FIG.
[0004]
That is, the tracking radar device 1 can acquire the mother machine target signal 11 corresponding to the mother machine target 8 when the mother machine target 8 is in the tracking beam 10. In this case, in order to obtain target tracking data 5 that is more accurate than the distance and angular resolution of the tracking radar device 1 as a capturing / tracking processing method for the mother machine target 8, a mother machine target tracking gate 12 is provided for the mother machine target signal 11. The tracking gate process of providing is generally used. Similarly, the flying target tracking gate 14 is provided for the flying target signal 13 of the flying target 9 acquired by the tracking radar device 1 in the method of capturing and tracking the flying target 9.
[0005]
Further, in order to capture the flying target 9 emitted from the mother machine target 8, the tracking radar apparatus 1 includes a mother machine target tracking gate 12 and a tracking radar apparatus 1 for the mother machine target 8 that the tracking radar apparatus tracks. If the flying target tracking gate 14 is provided between the flying target tracking gate 14 and the flying target signal 13 of the flying target 9 launched toward the tracking radar device 1 enters the flying target tracking gate 14, the flight Target capture to the target 9 is possible.
[0006]
Here, the operation of the target acquisition / tracking process will be described.
9, the tracking radar device 1, the transmission radio wave 2, the reflected radio wave 4, the target tracking data 5, and the shooting calculation device 6 are the same as those in FIG. 7, and the mother machine target 8 and the flying target 9 are the same as those in FIG. 8. The tracking radar device 1 is configured to capture the flying target 9.
[0007]
The tracking radar device 1 includes a radar device 15 and a capture / tracking processing unit 17.
First, the radar device 15 outputs a radar reception signal 16 including the base unit target signal 11 and the flying target signal 13 obtained based on the received reflected radio wave 4 to the capture / tracking processing unit 17. Subsequently, the acquisition / tracking processing unit 17 generates a mother machine target tracking gate 12 and a flying target tracking gate 14 for the mother machine target signal 11 and the flying target signal 13 of the received radar reception signal 16 to perform tracking gate processing. The radar reception signal 16 subjected to the tracking gate processing is filtered and output to the shooting calculation device 6 as target tracking data 5. Further, the acquisition / tracking processing unit 17 outputs a tracking beam / steering command signal 18 to the radar device 15 based on the received radar reception signal 16, and performs control so that the flying target 9 exists in the tracking beam 10. . The radar device 15 steers the tracking beam 10 based on the input tracking beam / steering command signal 18, thereby making it possible to capture the target on the flying target 9.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, since the problem of target capture processing occurs when the flying target 9 flies in the low sky, this problem will be described with reference to FIG. In FIG. 8, a clutter reflection signal 19 in the main machine target tracking gate 12 and the flying target tracking gate 14 is a signal obtained by the tracking radar apparatus 1 receiving a reflected radio wave reflected from the ground 20.
[0009]
In other words, the tracking radar device 1 executes the capturing process when the radar reception signal 16 is input into the flying target tracking gate 14 while tracking the mother machine target 8. Therefore, if the clutter reflection signal 19 exists in the flying target tracking gate 14 before the flying target signal 13 enters, the tracking radar device 1 executes a capturing process on the clutter reflection signal 19. End up.
[0010]
For this reason, as a countermeasure against the clutter reflection signal 19, a means for suppressing the clutter reflection signal 19 by various existing clutter suppression processing before the tracking gate processing can be considered. However, the signal intensity of the clutter reflection signal 19 becomes lower as the sky becomes lower. Since it becomes large, it becomes difficult to separate the flying target 9 from the flying target 9 having a low signal intensity, and there is a problem that the target acquisition process is performed for a signal different from the flying target 9.
[0011]
Further, when the flying target 9 is launched toward a target other than the tracking radar device 1, a problem occurs in the target capturing process. This problem will be described with reference to FIG. In FIG. 10, the ground target 21 is a target for which the mother machine target 8 is about to be dealt with by the flying target 9.
[0012]
That is, depending on the positional relationship between the tracking radar device 1 and the ground target 21, the flying target 9 tracks the flying target 9 emitted from the mother machine target 8 to the ground target 21 other than the tracking radar device 1. In some cases, the beam does not enter the flying target tracking gate 14 because it is off the beam 10. In this case, the tracking radar device 1 cannot capture the flying target 9.
[0013]
As a countermeasure, if the flight target tracking gate 14 is brought closer to the mother machine tracking gate 12, the flying target tracking gate 14 is likely to enter the mother machine tracking gate 12, but the flight target tracking gate 14 is used as the mother machine target tracking. If it is too close to the gate 12, the mother machine target signal 11 is input to the flying target tracking gate 14, so there is a limit to approaching it. Therefore, when flying such that the flying target 9 does not enter the flying target tracking gate 14, there may be no signal in the flying target tracking gate 14. There was a problem that it was impossible to capture the target.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to a radar apparatus that irradiates a tracking beam toward a first tracking target and a second tracking target attached to the first tracking target, and a second that is emitted from the first tracking target. An EO sensor that detects a plume emitted by the tracking target, a capture processing unit that outputs a detection signal of the tracking target from the radar device based on a detection result from the EO sensor, and a detection signal from the capture processing unit The radar apparatus is controlled to include a tracking unit for capturing and tracking the tracking target.
[0015]
Further, according to the present invention, the acquisition processing unit sets the signal level of the detection signal from the radar device when the EO sensor is not detecting the plume as a reference value, and the detection signal from the radar device is lower than the reference value. When it is high, the detection signal is output to the capture processing unit.
[0016]
Further, the present invention is launched from a radar device that emits a tracking beam toward a first tracking target and a second tracking target attached to the first tracking target, and the first tracking target. An EO sensor that detects a plume radiated by the second tracking target, outputs target tracking data by continuously measuring the detected plume, and a radar apparatus based on the target tracking data from the EO sensor. And a capture and tracking processing unit that captures and tracks the tracking target.
[0017]
In addition, according to the present invention, a tracking beam from a radar apparatus is overlapped with a detection region by an EO sensor.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a configuration diagram of Embodiment 1 of a composite tracking sensor device according to the present invention.
In FIG. 1, the composite tracking sensor device 22 includes a tracking radar device 1 including a radar device 15 and a capturing / tracking processing unit 17, an EO (Electro Optical) sensor 23 that is a light wave sensor, and a capturing processing unit 24. Has been. Specifically, as the EO sensor 23 of the present embodiment, an IR (Infrared) camera that detects infrared rays is used. Incidentally, as the EO sensor 23, a UV (Ultra Violet) camera or the like that detects ultraviolet rays may be used.
[0019]
First, the EO sensor 23 looks at the mother machine target 8 that is the first tracking target and the flying target 9 that is the second tracking target, and when the flying target 9 attached to the mother machine target 8 fires. In addition, by detecting the plume 25 emitted from the flying target 9, a firing detection signal 27 indicating that the flying target 9 has been fired is output to the capture processing unit 24. In practice, the EO sensor 23 detects the plume 25 by detecting the reflected infrared wave 26 emitted from the plume 25. Incidentally, the plume is a high-temperature gas emitted into the air when the propellant of the flying object burns.
[0020]
Further, the capture processing unit 24 inputs the emission detection signal 27 from the EO sensor 23 and the radar reception signal 16 from the radar device 15, and the flight target tracking of the radar signal 16 is based on the emission detection signal 27. A radar signal with the gate 14 masked (hereinafter referred to as a desired radar received signal 28) is output to the capture / tracking processing unit 17. That is, the capture processing unit 24 passes only the flight target signal 13 of the flight target 9 through the target tracking gate 14 (FIG. 2). Other configurations are not different from the conventional technology.
[0021]
Next, the operation of the composite tracking sensor device shown in the first embodiment will be described with reference to FIG.
In FIG. 2, 29 is the imaging range of the EO sensor 23, and 9 'is the flying target 9 immediately after being fired from the mother machine. When the mother machine target tracking gate 12 provided in the tracking radar apparatus 1 is tracking the mother machine target 8, an EO sensor 23 that is angle slaved to the tracking beam 10 is prepared, so that the imaging range of the EO sensor 23 in the direction of the mother machine target 8 is prepared. 29 can be directed. By detecting the plume 25 emitted by the flying target 9 ′ emitted by the mother machine target 8 by the EO sensor 23 and acquiring the emission detection signal 27, it is possible to determine whether the flying target 9 is emitted from the mother machine.
[0022]
Here, as a method for detecting the plume 25, the EO sensor 23 uses a general image processing in which a plurality of images are compared and a target is detected based on the difference. That is, the EO sensor 23 has already tracked the mother machine target 8, prepares a plurality of pieces of acquired image information, and compares the pixels occupied by the mother machine target 8. Since the plume signal has a higher signal level than the mother machine target, the amount of change in the signal level of the pixel is large. Therefore, the EO sensor 23 can detect the plume signal as the target signal based on the comparison result. it can.
[0023]
Incidentally, an example of the captured image 35 when the EO sensor 23 captures the plume is as shown in FIG. That is, when the plume 25 radiated from a small flying object located far away is imaged by the EO sensor 23, the radiating target is small and far away, so the number of occupied pixels is small and the temperature is high. Therefore, there is a feature that the signal intensity level is high. In this case, in order to detect the target signal from the captured image information including the target signal and the unnecessary signal acquired by the EO sensor 23, it is necessary to classify the target signal and the unnecessary signal.
As a countermeasure against the noise 36, the noise 36 is not correlated temporally and spatially, whereas the target signal always outputs a signal with the same pixel. Therefore, a plurality of pieces of image information acquired by the EO sensor 23 are used. Image processing is performed in which a signal having a high luminance is always classified as a target signal.
As a countermeasure against the clutter 37, the clutter 37 generally has a large number of occupied pixels in the image, whereas the target signal has a small number of occupied pixels. Image processing is performed.
[0024]
Then, the capture / tracking processing unit 17 uses the launch determination result using the EO sensor 23, so that the launch determination result can be obtained even if a signal generated by clutter exists in the flight target tracking gate 14. If it is “before launch”, that is, if the launch detection signal 27 is not output, the process does not proceed to the capture process. If “after launch”, that is, if the launch detection signal 27 is output, a new flight target tracking gate 14 is set. The process proceeds to the capturing process for the signal generated inside.
Accordingly, the acquisition / tracking processing unit 17 outputs the tracking beam / steering command signal 18 to the radar device 15 based on the received radar reception signal 16, and the radar is set so that the flying target 9 exists in the tracking beam 10. The device 15 is controlled.
[0025]
Next, the operation of the capture processing unit 24 will be described with reference to FIG.
First, the capture processing unit 24 detects the radar reception signal 16 in the flight target tracking gate 14 with respect to the radar reception signal 16 input from the radar device 15 (step SP1).
[0026]
Subsequently, the capture processing unit 24 determines whether the launch detection signal 27 input from the EO sensor 23 is ON (a state where the launch detection signal is output) or OFF (a state where no launch detection signal is output) (step SP2). , When the flying target 9 is not fired from the mother machine target 8, the radar reception signal 16 in the flying target tracking gate 14 is considered to be the clutter reflection signal 19. The signal level of the radar reception signal 16 is detected, and the signal level is set as a detection determination level (reference value) that enables the flying target signal 13 and the clutter reflection signal 19 to be distinguished (step SP3).
Further, the capture processing unit 24 masks the signal in the flight target tracking gate with respect to the radar reception signal 16 (step SP4), and outputs the desired radar reception signal 28 subjected to the mask processing to the capture / tracking processing unit 17. By doing so, the capture process is not executed.
[0027]
On the other hand, when the capture processing unit 24 determines that the launch detection signal 27 input from the EO sensor 23 is ON, that is, when the flying target 9 is fired from the mother machine target 8, the radar reception signal 16 continues. Is determined to exceed the detection determination level (step SP5). Here, when the radar reception signal 16 does not exceed the detection determination level, it is considered that the flying target 9 has been fired but the flying target has not been flying to the flying target tracking gate 14. The unit 24 outputs the desired radar reception signal 28 obtained by masking the signal in the flight target tracking gate with respect to the radar reception signal 16 to the acquisition / tracking processing unit 17 so that the acquisition process is not executed. When the radar reception signal 16 exceeds the detection determination level, it is considered that the flying target 9 has entered the flying target tracking gate 14, and therefore the capture processing unit 24 receives the radar reception signal 16 as it is as desired radar reception. By outputting the signal 28 to the capture / tracking processing unit 17, the capture process can be executed.
[0028]
Reference example. FIG. 5 is a configuration diagram of Embodiment 1 of the composite tracking sensor device according to the present invention. In FIG. 5, the composite tracking sensor device 22 includes the tracking radar device 1 shown in FIG. 7 and an EO sensor 23 provided in the capture / tracking processing unit 17 of the tracking radar device 1. The EO sensor 23 detects the plume 25 by inputting the reflected infrared wave 26 radiated from the plume 25 generated when the flying target 9 is emitted from the mother machine target 8, the flying target 9, and the flying machine target 8. Target angle tracking data 30 obtained by measuring the plume 25 based on the result is output to the capture / tracking processing unit 17. In practice, when the EO sensor 23 sideways the plume 25, the angle with respect to the plume 25 is determined based on the direction in which the EO sensor 23 itself faces and the position of the plume 25 on the screen imaged by the EO sensor 23. Measure the angle. Then, the EO sensor 23 outputs the angle measured continuously as the target angle tracking data 30 to the capture / tracking processing unit 17. Further, the acquisition / tracking processing unit 17 outputs a tracking beam / steering command signal 18 to the radar device 15 in accordance with the target angle tracking data 30, and the radar device 15 so that the flying target 9 exists in the tracking beam 10. To control.
[0029]
Next, the operation of the composite tracking sensor device shown in this reference example will be described with reference to FIG. In FIG. 6, when the mother machine target tracking gate 12 provided in the tracking radar apparatus 1 is tracking the mother machine target 8, the EO sensor 23 is angle-slave to the tracking beam 10, so that the EO sensor 23 is moved in the direction of the mother machine target 8. The imaging range 29 is directed.
[0030]
Then, the EO sensor 23 continuously measures the plume 25 of the flying target 9 ′ that the mother machine target 8 launches and flies to the plume 25 ′ of the flying target 9 ″, thereby measuring the plume 25. The target angle tracking data 30 is output to the tracking radar device 1. Subsequently, the capture / tracking processing unit 17 of the tracking radar device 1 steers the tracking target 10 into the tracking beam 10 by steering the tracking beam 10 from 10 ′ → 10 according to the received target angle tracking data 30. It can be secured.
Thus, the tracking radar device 1 can acquire the flying target signal 13 when the flying target 9 enters the flying target tracking gate 14, and the ground existing outside the tracking range of the tracking radar device 1. Also for the target 21, it is possible to capture the flying target 9 fired from the mother machine target 25.
[0031]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to capture a target for a flying target that is launched from a mother machine target and that flies in the low sky.
[0032]
In addition, according to the present invention, it is possible to output only the detection signal including the tracking target among the detection signals from the radar apparatus to the capturing / tracking processing unit, thereby reducing the load on the capturing / tracking processing unit. Can do.
[0033]
Further, according to this reference example , it is possible to capture a target with respect to a flying target launched from a base machine target toward a target other than the tracking radar device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a composite tracking sensor device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the operation of the composite tracking sensor device shown in the first embodiment;
FIG. 3 is a schematic diagram of image information captured by an EO sensor.
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of Embodiment 1 of a capture processing unit 24 according to the present invention.
FIG. 5 is a block diagram showing a composite tracking sensor device of a reference example .
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating the operation of a composite tracking sensor device of a reference example .
FIG. 7 is a block diagram illustrating a conventional shooting control system.
FIG. 8 is a schematic diagram illustrating a method of capturing a target with respect to a flying target launched from a tracking target, and a problem when the flying target flies low in the low sky in the conventional target capturing technique. is there.
FIG. 9 is a block diagram for explaining a target capturing operation for a flying target launched from a tracking target in a conventional target capturing technique.
FIG. 10 is a schematic diagram illustrating a problem when a flying target deviates from a tracking gate in a conventional target capturing technique.
[Explanation of symbols]
1 Tracking radar device, 2 Transmitted radio wave, 3 Aerial target, 4 Reflected radio wave, 5 Target tracking data, 6 Shooting calculation device, 7 Lookout angle data, 8 Mother machine target, 9 Flying target, 10 Tracking beam, 11 Mother machine target signal, 12 base machine target tracking gate, 13 flying target signal, 14 flying target tracking gate, 15 radar device, 16 radar received signal, 17 acquisition / tracking processing unit, 18 tracking beam / steering command signal, 19 clutter reflection signal, 20 ground , 21 Ground target, 22 Compound tracking sensor device, 23 EO sensor, 24 Capture processing unit, 25 Plume, 26 Reflected infrared wave, 27 Launch detection signal, 28 Desired radar received signal, 29 Imaging range, 30 Target angle tracking data, 35 Captured image, 36 noise, 37 clutter.

Claims (1)

第1の追尾目標と、当該第1の追尾目標に取付けられた第2の追尾目標とに向けて電波を送信し、上記第1の追尾目標と上記第2の追尾目標で反射された反射電波に基づいて取得したレーダ受信信号を出力するレーダ装置と、
上記第1の追尾目標から発射された上記第2の追尾目標によって放射されるプルームを検出すると発射検出信号を出力するEOセンサと、
上記発射検出信号を検出しない間は上記第2の追尾目標に対して設けた目標追尾ゲート内に存在する上記レーダ受信信号のレベルを検出してそのレベルを判定基準値として設定し、上記発射検出信号を検出すると上記目標追尾ゲート内に存在する上記レーダ装置からの上記レーダ受信信号のレベルと上記判定基準値とを比較し、当該レーダ受信信号のレベルが上記判定基準値を超えたと判定すると上記レーダ受信信号を捕捉追尾処理部に出力する捕捉処理部と、
上記目標追尾ゲート内に存在する、上記捕捉処理部からの上記レーダ受信信号を信号処理して上記第2の追尾目標を捕捉する捕捉追尾処理部と、
を備えることを特徴とする複合追尾センサ装置。
A radio wave is transmitted toward the first tracking target and the second tracking target attached to the first tracking target, and the reflected radio wave is reflected by the first tracking target and the second tracking target. A radar device that outputs a radar reception signal acquired based on
An EO sensor that outputs a firing detection signal upon detecting a plume emitted from the second tracking target emitted from the first tracking target;
While the emission detection signal is not detected, the level of the radar reception signal existing in the target tracking gate provided for the second tracking target is detected, and the level is set as a determination reference value. When a signal is detected, the level of the radar reception signal from the radar device existing in the target tracking gate is compared with the determination reference value, and when it is determined that the level of the radar reception signal exceeds the determination reference value, A capture processing unit that outputs a radar reception signal to the capture and tracking processing unit;
A capture tracking processing unit that captures the second tracking target by signal processing the radar reception signal from the capture processing unit, which is present in the target tracking gate;
A composite tracking sensor device comprising:
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