JP4481077B2

JP4481077B2 - レーダ画像処理装置

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Publication number: JP4481077B2
Application number: JP2004142774A
Authority: JP
Inventors: 雅史岩本; 享介河端
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2004-05-12
Filing date: 2004-05-12
Publication date: 2010-06-16
Anticipated expiration: 2024-05-12
Also published as: JP2005326187A

Description

この発明は、レーダ画像に発生するレンジのアンビギュイティーを、送受信機やアンテナを増設することなく抑圧するレーダ画像処理装置に関するものである。

従来のレーダ装置は、アンテナと受信機を２つずつ備え、さらに位相補償手段、遅延補償手段、減算手段を備えている。アンビギュイティーを発生する点Ｐへ向けた第２のアンテナを設けて、その受信信号の位相を調整した後、第１のアンテナで受信される信号から差し引く構成となっている。第２のアンテナの受信信号は主に点Ｐのエコーであるので、点Ｐによるアンビギュイティーを第１のアンテナの受信信号から除去することができる（例えば、特許文献１参照）。

米国特許第５９７３６３４号明細書

従来のレーダ装置は、アンテナと受信機がそれぞれ２台ずつ必要になるという問題点があった。

また、アンビギュイティーを生じる他の距離の点が存在する場合には、アンビギュイティーの数だけのアンテナと受信機が新たに必要になるという問題点があった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、アンテナと受信機を追加することなくアンビギュイティーを抑圧することができるレーダ画像処理装置を得るものである。

この発明に係るレーダ画像処理装置は、単一の送受信機により生成された高周波パルス信号を、単一のアンテナにより所期の目標に向けて照射し、前記所期の目標で反射した信号を前記単一のアンテナにより受信して前記単一の送受信機により増幅及び位相検波するレーダ画像処理装置であって、前記高周波パルス信号のパルス繰り返し周期に基づいてアンビギュイティーの発生する距離を算出するアンビギュイティー発生距離算出部と、前記アンビギュイティー発生距離算出部により算出されたアンビギュイティーの発生する距離に焦点を合わせて、前記単一の送受信機により増幅及び位相検波されたレーダ受信信号からレーダ画像を生成するアジマス圧縮部と、前記アジマス圧縮部により生成されたレーダ画像からアンビギュイティーを抑圧するアンビギュイティー抑圧部と、前記アンビギュイティー抑圧部からのレーダ画像から前記所期の目標の距離に焦点を合わせたレーダ画像を生成する焦点距離変更部とを設けたものである。

この発明に係るレーダ画像処理装置は、アンテナと受信機を追加することなくアンビギュイティーを抑圧することができるという効果を奏する。

実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係るレーダ画像処理装置について図１から図７までを参照しながら説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係るレーダ画像処理装置の構成を示す図である。なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

図１において、この実施の形態１に係るレーダ画像処理装置は、アンテナ１と、送受信機２と、アンビギュイティーを生じる距離を計算するアンビギュイティー発生距離算出部３と、指定された距離に焦点を合わせて角度分解能を向上し、レーダ画像を生成するアジマス圧縮部４と、アンビギュイティーを抑圧するアンビギュイティー抑圧部５と、所期の距離に焦点を合わせてレーダ画像を再生成する距離焦点変更部６と、アンビギュイティーの抑圧されたレーダ画像を保存する画像ファイル７とが設けられている。

図２は、この発明の実施の形態１に係るレーダ画像処理装置のアジマス圧縮部の構成を示す図である。

図２において、アジマス圧縮部４は、与えられた焦点距離に相当するリファレンス信号を発生するリファレンス信号発生部４１と、受信信号にリファレンス信号を畳み込む畳み込み積分部４２とが設けられている。

図３は、この発明の実施の形態１に係るレーダ画像処理装置のアンビギュイティー抑圧部の構成を示す図である。

図３において、アンビギュイティー抑圧部５は、振幅抽出部５１と、振幅比較部５２と、書き換え部５３とが設けられている。

図４は、この発明の実施の形態１に係るレーダ画像処理装置の焦点距離変更部の構成を示す図である。

図４において、焦点距離変更部６は、フーリエ変換部６１と、リファレンス信号発生部６２ａ、６２ｂと、フーリエ変換部６３ａ、６３ｂと、逆数計算部６４と、乗算部６５ａ、６５ｂと、逆フーリエ変換部６６とが設けられている。

図５は、この発明の実施の形態１に係るレーダ画像処理装置の観測のジオメトリを表す図である。

図５において、移動プラットフォーム１００は、レーダを搭載している。

図６は、この発明の実施の形態１に係るレーダ画像処理装置の受信信号の位相変化を表す図である。

図６において、図５の点Ｏ、Ｐ、Ｕからのエコーの位相１０１、１０２、１０３で、エコーの位相１０１に対してエコーの位相１０３はＴ_ｄだけ時間遅れを生じている。

つぎに、この実施の形態１に係るレーダ画像処理装置の動作について図面を参照しながら説明する。

まず、送受信機２により高周波パルス信号が生成され、アンテナ１により目標に向けて照射される。目標で反射した信号は再びアンテナ１で受信され、送受信機２により増幅および位相検波される。

アンビギュイティー発生距離算出部３は、例えば次の式（１）によりアンビギュイティーの発生する距離を算出する。但し、Ｒ_０はアンテナ１から所期の目標までの距離、Ｃは電波伝播速度、Ｔ_Ｐは上記高周波パルス信号のパルス繰り返し間隔である。また、ｎはゼロを除く任意の整数で、通常、ｎの絶対値が小さいほどアンビギュイティーの電力が大きい。

アジマス圧縮部４は、アンビギュイティーの発生する距離に焦点を合わせて、角度方向の分解能を向上する。この動作を図２、図５及び図６を用いて説明する。

まず、図５のようにプラットフォーム１００から移動方向と直交する向きに電波を放射してエコーを観測すると、図６の位相曲線１０１〜１０３に示すように、受信信号の位相は時間の２次曲線を描く。この曲線は、例えば次の式（２）で近似的に表される。但し、λは送信波長、Ｖはプラットフォーム１００の速度、ｔは時間である。

図５の点Ｏと点Ｕはプラットフォーム１００の軌道からの距離が等しいので、これらのエコーの位相曲線１０１と１０３は形が等しく時間差だけが生じている。そこで、位相曲線１０１をあらかじめ計算しておいてその複素共益を求め、時間軸を反転させたものをリファレンス信号Ｓ_ｒｅｆと定義する。そしてリファレンス信号を受信信号Ｓ_ｉｎに畳み込むと、点Ｏの受信信号は時刻ゼロ、点Ｕの信号は時刻Ｔ_ｄにピークを持った波形Ｓ_ｃｍｐとして得られる。すなわち、角度方向の目標の分離が可能になる。この操作をアジマス圧縮と呼ぶ。

この種のレーダでは、パルスがアンテナ１から目標まで往復伝播する遅延時間に基づいて距離を測定することができる。すなわち、上で述べた角度分解能と併せて、２次元のレーダ画像を得ることができる。

アジマス圧縮の動作を式（３）と式（４）に示す。すなわち、図２において、リファレンス信号発生部４１が式（３）を計算し、畳み込み積分部４２が式（４）を計算する。

一方、点Ｏと点Ｐはプラットフォーム１００の軌道からの距離が異なるので、式（２）からもわかるように、これらのエコーの位相曲線１０１と１０２は形が異なる。従って、リファレンス信号を点Ｐの距離で計算した場合には、畳み込み積分部４２において点Ｏの信号は点Ｐの信号と比較して積分効果が得られない。すなわち、点Ｏと点Ｐのエコーの受信強度が等しい場合、波形Ｓ_ｃｍｐのピークは点Ｐの方が点Ｏよりも高くなる。

そこで、アンビギュイティー抑圧部５では、振幅抽出部５１が振幅を計算し、振幅比較部５２が基準値を超える信号を検出して、書き換え部５３がその値を書き換える。その場合、例えばゼロに書き換えても良いし、周囲の信号の値で書き換えても良く、要するに基準値よりも小さな値に書き換える。また、基準値は、あらかじめ与えておいても良いし、周囲の信号の値から適応的に定めても良い。

このように、アンビギュイティー抑圧部５により、アンビギュイティーの信号を抑圧したレーダ画像が得られるが、この画像は目標ではなくアンビギュイティーの距離に焦点が合わせてある。そこで、焦点距離を変えてアジマス圧縮処理をやり直す必要がある。

まず、時間軸での畳み込み処理は周波数軸の積と等価であることが知られているので、式（４）は次のように書ける。但しＦ［］はフーリエ変換、Ｆ^−１は逆フーリエ変換を表す。

従って、アンビギュイティーの距離に焦点を合わせたリファレンス信号をＳ_ｒｅｆ１、所期の目標の距離に焦点を合わせたリファレンス信号をＳ_ｒｅｆ２とすると、アンビギュイティー抑圧部５の出力する信号Ｓ_ｃｍｐ１に対して次の操作で目標に焦点距離を合わせ直すことができる。

図４において、フーリエ変換部６１は、アンビギュイティー抑圧部５からの信号Ｓ_ｃｍｐ１をフーリエ変換する。リファレンス信号発生部６２ａは、アンビギュイティーの距離に焦点を合わせたリファレンス信号Ｓ_ｒｅｆ１を発生する。また、リファレンス信号発生部６２ｂは、所期の目標の距離に焦点を合わせたリファレンス信号Ｓ_ｒｅｆ２を発生する。フーリエ変換部６３ａ、６３ｂは、リファレンス信号Ｓ_ｒｅｆ１、Ｓ_ｒｅｆ２をそれぞれフーリエ変換する。逆数計算部６４は、フーリエ変換されたリファレンス信号Ｓ_ｒｅｆ１を逆数にする。乗算部６５ａは、フーリエ変換された信号Ｓ_ｃｍｐ１と逆数にされたリファレンス信号Ｓ_ｒｅｆ１を乗算する。さらに、乗算部６５ｂは、乗算部６５ａからの乗算された信号とフーリエ変換されたリファレンス信号Ｓ_ｒｅｆ２を乗算する。そして、逆フーリエ変換部６６は、乗算部６５ｂからの乗算された信号を逆フーリエ変換する。

すなわち、図４に示す構成により、焦点距離変更部６は式（６）の操作を実現して、所期の目標に焦点の合ったレーダ画像を得ることができる。

図７は、この発明（実施の形態１）をレーダ画像に適用した例を示す図である。

この画像は関西空港を衛星から観測したものに擬似的にアンビギュイティーを付加したもので、横軸が距離、縦軸が角度（アジマス）を表す。図（ａ）はこの発明を適用しなかった場合の画像で、何も無いはずの海面上に縦方向の縞（偽像）が現れていることがわかる。一方、図（ｂ）はこの発明を適用した場合の画像で、偽像が抑圧されて薄くなっていることがわかる。

以上のように、アジマス圧縮部４がアンビギュイティーに焦点の合ったレーダ画像を生成し、アンビギュイティー抑圧部５がアンビギュイティーを抑圧し、焦点距離変更部６が所期の目標に焦点を合わせ直すようにしているので、この実施の形態１ではアンテナや受信機を増やすことなくアンビギュイティーの少ない画像を得ることができる。

実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係るレーダ画像処理装置について図８を参照しながら説明する。図８は、この発明の実施の形態２に係るレーダ画像処理装置の構成を示す図である。

図８において、この実施の形態２に係るレーダ画像処理装置は、アンテナ１と、送受信機２と、アンビギュイティーを生じる距離を計算する第１及び第２のアンビギュイティー発生距離算出部３ａ及び３ｂと、指定された距離に焦点を合わせて角度分解能を向上し、レーダ画像を生成するアジマス圧縮部４と、アンビギュイティーを抑圧するアンビギュイティー抑圧部５ａ、５ｂと、所期の距離に焦点を合わせてレーダ画像を再生成する距離焦点変更部６ａ、６ｂと、アンビギュイティーの抑圧されたレーダ画像を保存する画像ファイル７とが設けられている。

上記の実施の形態１では、アンビギュイティーの発生する距離が１つだけの場合を想定して、これを抑圧するようにしたものであるが、式（１）に示すように、アンビギュイティーは一般に複数の距離で発生する。この実施の形態２では、複数の距離で発生するアンビギュイティーを抑圧できるものである。

つぎに、この実施の形態２に係るレーダ画像処理装置の動作について図面を参照しながら説明する。

第１のアンビギュイティー発生距離算出部３ａは、第１のアンビギュイティーの発生する距離を算出する。さらに、アジマス圧縮部４が、第１のアンビギュイティーに焦点の合ったレーダ画像を生成し、アンビギュイティー抑圧部５ａが第１のアンビギュイティーを抑圧する。以上の動作は、上記の実施の形態１と同一である。

次に、第２のアンビギュイティー発生距離算出部３ｂは、第２のアンビギュイティーの発生する距離を算出する。さらに、焦点距離変更部６ａが第２のアンビギュイティーに焦点を合わせ直し、アンビギュイティー抑圧部５ｂが第２のアンビギュイティーを抑圧する。そして、焦点距離変更部６ｂが所期の目標に焦点を合わせ直す。

このように、アンビギュイティーの発生する距離の数に応じて、アンビギュイティー発生距離算出部と、アンビギュイティー抑圧部と、焦点距離変更部とを増やしたので、２つ以上の距離でアンビギュイティーが発生した場合でも、これらを抑圧できる効果がある。

なお、ここではアンビギュイティーの数が２の場合の構成を示したが、３つ以上の場合にも同様に拡張できることは明らかである。

実施の形態３．
この発明の実施の形態３に係るレーダ画像処理装置について図９を参照しながら説明する。図９は、この発明の実施の形態３に係るレーダ画像処理装置の構成を示す図である。

図９において、この実施の形態３に係るレーダ画像処理装置は、アンテナ１と、送受信機２と、アンビギュイティーを生じる距離を計算するアンビギュイティー発生距離算出部３と、指定された距離に焦点を合わせて角度分解能を向上し、レーダ画像を生成するアジマス圧縮部４と、アンビギュイティーを抑圧するアンビギュイティー抑圧部５と、所期の距離に焦点を合わせてレーダ画像を再生成する距離焦点変更部６ａ、６ｂと、目標に焦点の合ったレーダ画像を保存する画像ファイル７ａと、アンビギュイティーの抑圧されたレーダ画像を保存する画像ファイル７ｂとが設けられている。

上記の実施形態１及び２では、受信信号から初めにアンビギュティーの距離に焦点を合わせた画像を生成していたが、この実施の形態３では、初めに目標の距離に焦点を合わせた画像を生成するものである。

つぎに、この実施の形態３に係るレーダ画像処理装置の動作について図面を参照しながら説明する。

まず、送受信機２により高周波パルス信号が生成され、アンテナ１により目標に向けて照射される。目標で反射した信号は再びアンテナ１で受信され、送受信機２により増幅および位相検波される。以上の動作は、上記の実施の形態１と同一である。

アジマス圧縮部４は、目標に焦点の合ったレーダ画像を生成し、画像ファイル７ａを生成する。

アンビギュイティー発生距離算出部３は、アンビギュイティーの発生する距離を算出する。さらに、焦点距離変更部６ａがアンビギュイティーに焦点を合わせ直したレーダ画像を生成し、アンビギュイティー抑圧部５がアンビギュイティーを抑圧する。そして、焦点距離変更部６ｂが所期の目標に焦点を合わせ直す。

このように、受信信号から初めに目標の距離に焦点を合わせた画像を生成するようにしたので、受信信号が保存されていなくても、目標に焦点を合わせたレーダ画像が保存されていれば、焦点距離変更部６ａから焦点距離変更部６ｂまでのアンビギュイティー抑圧処理１０を適用できる効果がある。

実施の形態４．
この発明の実施の形態４に係るレーダ画像処理装置について図１０及び図１１を参照しながら説明する。図１０は、この発明の実施の形態４に係るレーダ画像処理装置の構成を示す図である。

図１０において、この実施の形態４に係るレーダ画像処理装置は、アンテナ１と、送受信機２と、アンビギュイティーを生じる距離を計算するアンビギュイティー発生距離算出部３と、指定された距離に焦点を合わせて角度分解能を向上し、レーダ画像を生成するアジマス圧縮部４と、アンビギュイティーを出力するアンビギュイティー出力部８と、アンビギュイティーの座標を保存するファイル９とが設けられている。

上記の実施の形態１から実施の形態３まででは、アンビギュティーを抑圧するための処理が必要であったが、目的によっては抑圧せずにその発生だけが知りたい場合もある。この実施の形態４では、アンビギュティーを抑圧せずにその発生を出力するものである。

図１１は、この発明の実施の形態４に係るレーダ画像処理装置のアンビギュイティー出力部の構成を示す図である。

図１１において、アンビギュイティー出力部８は、振幅を計算する振幅抽出部８１と、基準値を超える信号を検出して、例えばその座標を振幅比較部８２とが設けられている。

つぎに、この実施の形態４に係るレーダ画像処理装置の動作について図面を参照しながら説明する。

アンビギュイティー発生距離算出部３は、アンビギュイティーの発生する距離を算出し、アジマス圧縮部４は、アンビギュイティーに焦点の合ったレーダ画像を生成する。以上の動作は、上記の実施の形態１と同一である。

アンビギュイティー出力部８では、振幅抽出部８１が振幅を計算し、振幅比較部８２が基準値を超える信号を検出して、例えばその座標を出力し、ファイル９に記録する。

このように、アンビギュイティーを画像から除去せずに、その座標を記録するように構成したので、オペレータがレーダ画像からアンビギュイティーを選択的に視認できる効果がある。なお、図１０ではアンビギュイティーの座標を記録する構成を示したが、この座標をオペレータに表示したり、あるいはレーダ画像上で該当する画素の色を変えたりシンボルを表示するなどしても良い。

実施の形態５．
この発明の実施の形態５に係るレーダ画像処理装置について図１２及び図１３を参照しながら説明する。図１２は、この発明の実施の形態５に係るレーダ画像処理装置の構成を示す図である。

図１２において、この実施の形態５に係るレーダ画像処理装置は、アンテナ１と、送受信機２と、アンビギュイティーを生じる距離を計算するアンビギュイティー発生距離算出部３と、指定された距離に焦点を合わせて角度分解能を向上し、レーダ画像を生成するアジマス圧縮部４と、アンビギュイティーを抑圧するアンビギュイティー抑圧部５と、所期の距離に焦点を合わせてレーダ画像を再生成する距離焦点変更部６ａ、６ｂと、目標に焦点を合わせた画像を保存する画像ファイル７ａと、アンビギュイティーの抑圧されたレーダ画像を保存する画像ファイル７ｂとが設けられている。

図１３は、この発明の実施の形態５に係るレーダ画像処理装置のアンビギュイティー抑圧部の構成を示す図である。

図１３において、アンビギュイティー抑圧部５は、振幅抽出部５１ａ、５１ｂと、振幅比較部５２と、画像の特定の画素の値を書き換える書き換え部５３と、加算部５４とが設けられている。

上記の実施の形態３では、アンビギュイティー抑圧部５は、アンビギュイティーに焦点を合わせた画像に対して、振幅比較部５２が画像の振幅を基準値と比較することによりアンビギュイティーを検出していた。この実施の形態５では、振幅比較部５２が、アンビギュイティーに焦点を合わせた画像と目標に焦点を合わせた画像とを比較することによりアンビギュイティーを検出するものである。

つぎに、この実施の形態５に係るレーダ画像処理装置の動作について図面を参照しながら説明する。

まず、図１２において、目標に焦点を合わせた画像がアンビギュイティー抑圧部５に送られることと、アンビギュイティー抑圧部５の動作を除いて、その動作は上記の実施の形態３と同一であるので説明を省略する。

アンビギュイティー抑圧部５では、アンビギュイティーに焦点を合わせた画像から振幅抽出部５１ａが振幅を計算し、加算部５４がオフセットを加算する。同様に、目標に焦点を合わせた画像から振幅抽出部５１ｂが振幅を計算する。振幅比較部５２は、これらの振幅を画素毎に比較して、前者が後者をよりも大きな画素をアンビギュイティーとして検出する。そして、書き換え部５３が、アンビギュイティーに焦点を合わせた画像の該当する画素の値を小さい値に書き換える。その動作は、上記の実施の形態１の書き換え部５３と同様である。

このように、アンビギュイティー抑圧部５において、振幅比較部５２が、アンビギュイティーに焦点を合わせた画像と目標に焦点を合わせた画像とを比較することによりアンビギュイティーを検出するように構成したので、画像上でのアンビギュイティーの輝度が時間的あるいは空間的に変動する場合であっても、アンビギュイティーを適切に検出して抑圧できる効果がある。

実施の形態６．
この発明の実施の形態６に係るレーダ画像処理装置について図１４を参照しながら説明する。図１４は、この発明の実施の形態６に係るレーダ画像処理装置の構成を示す図である。

図１４において、この実施の形態６に係るレーダ画像処理装置は、アンテナ１と、送受信機２と、アンビギュイティーを生じる距離を計算するアンビギュイティー発生距離算出部３と、指定された距離に焦点を合わせて角度分解能を向上し、レーダ画像を生成するアジマス圧縮部４と、アンビギュイティーを抑圧するアンビギュイティー抑圧部５と、所期の距離に焦点を合わせてレーダ画像を再生成する距離焦点変更部６ａ、６ｂと、目標に焦点の合ったレーダ画像を保存する画像ファイル７ａと、アンビギュイティーの抑圧されたレーダ画像を保存する画像ファイル７ｂと、繰り返し処理の終了を判定する終了判定部１１とが設けられている。

上記の実施の形態３では、アンビギュイティーの抑圧処理は１回だけしか行われなかったが、この実施の形態６では、抑圧処理を繰り返し実施するものである。

つぎに、この実施の形態６に係るレーダ画像処理装置の動作について図面を参照しながら説明する。

アンビギュイティー発生距離算出部３は、アンビギュイティーの発生する距離を算出する。さらに、焦点距離変更部６ａがアンビギュイティーに焦点を合わせ直したレーダ画像を生成し、アンビギュイティー抑圧部５がアンビギュイティーを抑圧する。そして、焦点距離変更部６ｂが所期の目標に焦点を合わせ直す。以上の動作は、上記の実施の形態３と同様である。

終了判定部１１は、アンビギュイティーの抑圧の程度を評価し、不十分であると判定した場合には、画像を焦点距離変更部６ａへ送って処理を繰り返す。アンビギュイティーの抑圧の程度は、例えばアンビギュイティー抑圧部５の書き換え部５３が書き換えた画素の数や輝度に基づいて決めても良いし、あるいは繰り返し処理の回数で評価しても良い。

一方、終了判定部１１がアンビギュイティーの抑圧は十分であると判定した場合には、アンビギュイティーが抑圧された画像を画像ファイル７ｂに記録して動作を終了する。

このように、焦点距離変更部６ｂの出力を焦点距離変更部６ａに戻すフィードバックループと、終了判定する終了判定部１１を備えるように構成したので、アンビギュイティーの抑圧処理を繰り返すことができて、アンビギュイティーの抑圧性能を向上できる効果がある。

実施の形態７．
この発明の実施の形態７に係るレーダ画像処理装置について図１５を参照しながら説明する。図１５は、この発明の実施の形態７に係るレーダ画像処理装置の構成を示す図である。

図１５において、この実施の形態７に係るレーダ画像処理装置は、アンテナ１と、送受信機２と、アンビギュイティーを生じる距離を計算するアンビギュイティー発生距離算出部３と、指定された距離に焦点を合わせて角度分解能を向上し、レーダ画像を生成するアジマス圧縮部４と、アンビギュイティーを抑圧するアンビギュイティー抑圧部５と、所期の距離に焦点を合わせてレーダ画像を再生成する距離焦点変更部６ａ、６ｂと、目標に焦点を合わせたレーダ画像を保存する画像ファイル７ａと、アンビギュイティーの抑圧されたレーダ画像を保存する画像ファイル７ｂと、繰り返し処理の終了を判定する終了判定部１１と、切り替えスイッチ１２とが設けられている。

上記の実施の形態６では、アンビギュイティー抑圧部５が例えば図３の構成で実現される場合を想定したが、この実施の形態７では、アンビギュイティー抑圧部５が図１３の構成で実現する場合である。

つぎに、この実施の形態７に係るレーダ画像処理装置の動作について図面を参照しながら説明する。

図１５において、アンビギュイティー抑圧部５と切り替えスイッチ１２の動作を除いて、その他の動作は上記の実施の形態６と同一であるので、その動作の説明は省略する。

アンビギュイティー抑圧部５は、上記の実施の形態５で示したように、図１３の振幅比較部５２が、アンビギュイティーに焦点を合わせた画像と目標に焦点を合わせた画像とを比較することによりアンビギュイティーを検出する。そこで、切り替えスイッチ１２は、繰り返し前の最初の動作の場合には上に閉じて画像ファイル７ａの画像をアンビギュイティー抑圧部５へ送り、繰り返し後の動作の場合には下に閉じて画像ファイル７ｂの画像をアンビギュイティー抑圧部５へ送る。

このように、切り替えスイッチ１２で画像ファイル７ａ、７ｂを切り替えるように構成したので、アンビギュイティー抑圧部５がアンビギュイティーに焦点を合わせた画像と目標に焦点を合わせた画像とを比較する場合であっても、適切な画像ファイルを比較しながらアンビギュイティーの抑圧を繰り返すことができて、アンビギュイティーの抑圧性能を向上できる効果がある。

この発明の実施の形態１に係るレーダ画像処理装置の構成を示す図である。この発明の実施の形態１に係るレーダ画像処理装置のアジマス圧縮部の構成を示す図である。この発明の実施の形態１に係るレーダ画像処理装置のアンビギュイティー抑圧部の構成を示す図である。この発明の実施の形態１に係るレーダ画像処理装置の焦点距離変更部の構成を示す図である。この発明の実施の形態１に係るレーダ画像処理装置の観測のジオメトリを表す図である。この発明の実施の形態１に係るレーダ画像処理装置の受信信号の位相変化を表す図である。この発明の実施の形態１に係るレーダ画像処理装置のアンビギュイティーの抑圧前後の画像例を示す図である。この発明の実施の形態２に係るレーダ画像処理装置の構成を示す図である。この発明の実施の形態３に係るレーダ画像処理装置の構成を示す図である。この発明の実施の形態４に係るレーダ画像処理装置の構成を示す図である。この発明の実施の形態４に係るレーダ画像処理装置のアンビギュイティー出力部の構成を示す図である。この発明の実施の形態５に係るレーダ画像処理装置の構成を示す図である。この発明の実施の形態５に係るレーダ画像処理装置のアンビギュイティー抑圧部の構成を示す図である。この発明の実施の形態６に係るレーダ画像処理装置の構成を示す図である。この発明の実施の形態７に係るレーダ画像処理装置の構成を示す図である。

符号の説明

１アンテナ、２送受信機、３、３ａ、３ｂアンビギュイティー発生距離算出部、４アジマス圧縮部、５、５ａ、５ｂアンビギュイティー抑圧部、６、６ａ、６ｂ距離焦点変更部、７、７ａ、７ｂ画像ファイル、８アンビギュイティー出力部、１１終了判定部、１２切り替えスイッチ、４１リファレンス信号発生部、４２畳み込み積分部、５１、５１ａ、５１ｂ振幅抽出部、５２振幅比較部、５３書き換え部、５４加算部、６１フーリエ変換部、６２ａ、６２ｂリファレンス信号発生部、６３ａ、６３ｂフーリエ変換部、６４逆数計算部、６５ａ、６５ｂ乗算部、６６逆フーリエ変換部、８１振幅抽出部、８２振幅比較部。

Claims

単一の送受信機により生成された高周波パルス信号を、単一のアンテナにより所期の目標に向けて照射し、前記所期の目標で反射した信号を前記単一のアンテナにより受信して前記単一の送受信機により増幅及び位相検波するレーダ画像処理装置であって、
前記高周波パルス信号のパルス繰り返し周期に基づいてアンビギュイティーの発生する距離を算出するアンビギュイティー発生距離算出部と、
前記アンビギュイティー発生距離算出部により算出されたアンビギュイティーの発生する距離に焦点を合わせて、前記単一の送受信機により増幅及び位相検波されたレーダ受信信号からレーダ画像を生成するアジマス圧縮部と、
前記アジマス圧縮部により生成されたレーダ画像からアンビギュイティーを抑圧するアンビギュイティー抑圧部と、
前記アンビギュイティー抑圧部からのレーダ画像から前記所期の目標の距離に焦点を合わせたレーダ画像を生成する焦点距離変更部と
を備えたことを特徴とするレーダ画像処理装置。
単一の送受信機により生成された高周波パルス信号を、単一のアンテナにより所期の目標に向けて照射し、前記所期の目標で反射した信号を前記単一のアンテナにより受信して前記単一の送受信機により増幅及び位相検波するレーダ画像処理装置であって、
前記高周波パルス信号のパルス繰り返し周期に基づいて第１のアンビギュイティーの発生する距離を算出する第１のアンビギュイティー発生距離算出部と、
前記第１のアンビギュイティー発生距離算出部により算出された第１のアンビギュイティーの発生する距離に焦点を合わせて、前記単一の送受信機により増幅及び位相検波されたレーダ受信信号からレーダ画像を生成するアジマス圧縮部と、
前記アジマス圧縮部により生成されたレーダ画像から第１のアンビギュイティーを抑圧する第１のアンビギュイティー抑圧部と、
前記高周波パルス信号のパルス繰り返し周期に基づいて第２のアンビギュイティーの発生する距離を算出する第２のアンビギュイティー発生距離算出部と、
前記第２のアンビギュイティー発生距離算出部により算出された第２のアンビギュイティーの発生する距離に焦点を合わせて、前記第１のアンビギュイティー抑圧部の出力からレーダ画像を生成する第１の焦点距離変更部と、
前記第１の焦点距離変更部により生成されたレーダ画像から第２のアンビギュイティーを抑圧する第２のアンビギュイティー抑圧部と、
前記第２のアンビギュイティー抑圧部からのレーダ画像から前記所期の目標の距離に焦点を合わせたレーダ画像を生成する第２の焦点距離変更部と
を備えたことを特徴とするレーダ画像処理装置。
単一の送受信機により生成された高周波パルス信号を、単一のアンテナにより所期の目標に向けて照射し、前記所期の目標で反射した信号を前記単一のアンテナにより受信して前記単一の送受信機により増幅及び位相検波するレーダ画像処理装置であって、
前記所期の目標の距離に焦点を合わせて、前記単一の送受信機により増幅及び位相検波されたレーダ受信信号からレーダ画像を生成するアジマス圧縮部と、
前記高周波パルス信号のパルス繰り返し周期に基づいてアンビギュイティーの発生する距離を算出するアンビギュイティー発生距離算出部と、
前記アンビギュイティー発生距離算出部により算出されたアンビギュイティーの発生する距離に焦点を合わせて、前記アジマス圧縮部の出力からレーダ画像を生成する第１の焦点距離変更部と、
前記第１の焦点距離変更部により生成されたレーダ画像からアンビギュイティーを抑圧するアンビギュイティー抑圧部と、
前記アンビギュイティー抑圧部からのレーダ画像から前記所期の目標の距離に焦点を合わせたレーダ画像を生成する第２の焦点距離変更部と
を備えたことを特徴とするレーダ画像処理装置。
前記アンビギュイティー抑圧部は、前記第１の焦点距離変更部によりアンビギュイティーの発生する距離に焦点を合わせて生成された画像の第１の振幅と、前記アジマス圧縮部により前記所期の目標の距離に焦点を合わせて生成された画像の第２の振幅を比較し、前記第１の振幅が前記第２の振幅よりも大きな画素を抑圧する
ことを特徴とする請求項３記載のレーダ画像処理装置。
前記アンビギュイティー抑圧部によるアンビギュイティーの抑圧の程度を評価し、不十分であると判定した場合には、前記第２の焦点距離変更部により生成されたレーダ画像を前記第１の焦点距離変更部へ送ってアンビギュイティーの抑圧処理を繰り返させる終了判定部
をさらに備えたことを特徴とする請求項３記載のレーダ画像処理装置。
前記アジマス圧縮部により生成されたレーダ画像を保存する第１の画像ファイルと、
前記終了判定部によりアンビギュイティーの抑圧が十分であると判定されたレーダ画像を保存する第２の画像ファイルと、
前記第１及び第２の画像ファイルを切り替える切り替えスイッチとをさらに備え、
前記アンビギュイティー抑圧部は、繰り返し前の最初の動作の場合に、前記第１の焦点距離変更部によりアンビギュイティーの発生する距離に焦点を合わせて生成された画像の第１の振幅と、前記切り替えスイッチを介して得た前記第１の画像ファイルに保存された画像の第２の振幅を比較し、前記第１の振幅が前記第２の振幅よりも大きな画素を抑圧するとともに、
繰り返し後の動作の場合に、前記第１の焦点距離変更部によりアンビギュイティーの発生する距離に焦点を合わせて生成された画像の第１の振幅と、前記切り替えスイッチを介して得た前記第２の画像ファイルに保存された画像の第２の振幅を比較し、前記第１の振幅が前記第２の振幅よりも大きな画素を抑圧する
ことを特徴とする請求項５記載のレーダ画像処理装置。
単一の送受信機により生成された高周波パルス信号を、単一のアンテナにより所期の目標に向けて照射し、前記所期の目標で反射した信号を前記単一のアンテナにより受信して前記単一の送受信機により増幅及び位相検波するレーダ画像処理装置であって、
前記高周波パルス信号のパルス繰り返し周期に基づいてアンビギュイティーの発生する距離を算出するアンビギュイティー発生距離算出部と、
前記アンビギュイティー発生距離算出部により算出されたアンビギュイティーの発生する距離に焦点を合わせて、前記単一の送受信機により増幅及び位相検波されたレーダ受信信号からレーダ画像を生成するアジマス圧縮部と、
前記アジマス圧縮部により生成されたレーダ画像におけるアンビギュイティーの座標を出力するアンビギュイティー出力部と
を備えたことを特徴とするレーダ画像処理装置。