JP7046277B1 - 物体透視装置、制御回路、記憶媒体、および物体透視方法 - Google Patents

物体透視装置、制御回路、記憶媒体、および物体透視方法 Download PDF

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Abstract

測定エリア内に配置された被測定対象である電波散乱体(30)に対して照射された複数の周波数を含んだ電波の反射波(W)に基づいて被測定対象である電波散乱体(30)の画像を生成する物体透視装置(10A)であって、反射波(W)に基づいたイメージングを行うことによって得られた複数の画像に対し、複数の画像の画素毎に複素加算を行うことで複数の画像を合成した位相合成画像を生成する位相合成画像生成部(28)を備える。

Description

本開示は、物体を透視する物体透視装置、制御回路、記憶媒体、および物体透視方法に関する。
被測定対象である物体にミリ波、テラヘルツ波などを照射し、物体からの反射波を用いて物体を透視する装置の1つに、MF(Matched Filter、マッチドフィルタ)を用いて物体のイメージングを行う物体透視装置がある。この物体透視装置は、測定用の送受信アンテナを決められたパスに従って移動させながら物体に電波を照射し、物体の散乱点からの反射波を受信し、反射波の時系列データを記録する。
物体透視装置は、種々の散乱点から受信した種々の波形を有した反射波を重ね合わせることで受信信号の波形である受信波形を生成する。この時、物体透視装置は、測定エリアと送受信アンテナとの位置関係が既知であるならば、測定エリア上の任意の座標にある散乱点からの反射波の波形を推定することが可能である。物体透視装置は、MFを用いたイメージングを行う場合、測定エリア内に網羅的に観測点を設けておき、各々の観測点に対して反射波の推定波形を生成し、推定波形と受信波形との相関をとることによって、各観測点からの反射強度をマッピングする。この場合において、推定波形と受信波形との相関値は、位相情報を持つ相関ベクトルとして得られる。すなわち、相関ベクトルは、推定波形と受信波形との相関を示すとともに位相の情報を有している。物体透視装置は、観測点と散乱点とが近い場合には高い相関値を得ることができ、観測点の近くに散乱点が存在しない場合には低い相関値を得ることができる。
物体透視装置は、MFを用いたイメージングを行う際に、複数の周波数の電波を用いて同じ測定を繰り返すことによって、送受信アンテナの配置、および測定エリア周辺の散乱物に起因するサイドローブを低減できる。複数の周波数の電波で測定した画像を合成する方法としては、画素毎に相関ベクトルの大きさを積算する電力合成方式と、画素毎に位相情報を考慮して複素加算を行う位相合成方式とがある。
位相合成方式は、電力合成方式と比較して高いサイドローブ低減効果が得られるものの、異なる周波数の電波で測定した同一観測点の相関ベクトルの位相を正確に一致させなければ複素加算時に相関ベクトルが打ち消されてしまう。このため、位相合成方式には、観測点と送受信アンテナとの位置関係の情報、または測定系の周波数特性の影響を考慮した信号処理が必要となる。
位相合成を実現する方法としては、ある画素を異なる周波数の電波で測定した際に発生する位相オフセットを何らかの手段により推定ないしは事前に測定し、測定結果から差し引くことで位相を補正する方法がある。特許文献1に記載のミリ波画像処理装置は、アンテナを用いて受信した信号の信号処理を行う信号処理装置と、信号処理装置の外部に配置された校正信号発生装置とを備えている。校正信号発生装置は、信号処理装置に適用する位相オフセット情報を取得し、信号処理装置は、位相オフセット情報を用いてアンテナが受信する電波の位相を補正している。
特開2007-256171号公報
しかしながら、上記特許文献1の技術では、校正信号発生装置が必要となるので、装置構成が複雑になるという問題があった。
本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、物体までの正確な距離を測定できない環境下であっても、簡易な構成で正確に物体を透視することができる物体透視装置を得ることを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示は、測定エリア内に配置された被測定対象である物体に対して照射された複数の周波数を含んだ電波の反射波に基づいて物体の画像を生成する物体透視装置であって、照射された電波に含まれる各周波数と同一の周波数の反射波のみに基づいたイメージングを行うことによって得られた複数の画像に対し、複数の画像の画素毎に複素加算を行うことで複数の画像を合成した位相合成画像を生成する位相合成画像生成部を備える。また、物体透視装置は、送信アンテナから放射され物体で反射されて受信アンテナで受信された反射波の波形のデータである受信波形データ、物体に対する送信アンテナおよび受信アンテナの位置を示す位置データ、および送信アンテナから放射される電波の周波数のデータである周波数データに基づき、反射波の推定波形と受信波形データとの相関を示す相関ベクトルを画素毎に積算する電力合成方式のマッチドフィルタを用いたイメージング方法によって周波数毎の物体の画像を合成した電力合成画像を生成する電力合成画像生成部を備える。また、物体透視装置は、電力合成画像、受信波形データ、位置データ、および周波数データに基づいて、電力合成画像で特定値よりも大きな反射強度を示す観測座標を探索する処理と、観測座標での相関ベクトルの位相を、画像を位相合成する際の位相の補正に用いる補正位相として算出する処理とを実行する補正位相計算部を備える。位相合成画像生成部は、補正位相、受信波形データ、位置データ、および周波数データに基づき、相関ベクトルを画素毎に複素加算する位相合成方式のマッチドフィルタを用いたイメージング方法によって周波数毎の物体の画像を合成した位相合成画像を生成する。
本開示にかかる物体透視装置は、物体までの正確な距離を測定できない環境下であっても、簡易な構成で正確に物体を透視することができるという効果を奏する。
実施の形態1にかかる物体透視装置の構成を示す図 実施の形態1にかかる物体透視装置が適用するアンテナ移動パスの他の例を説明するための図 実施の形態1にかかる物体透視装置による受信信号の生成処理を説明するための図 実施の形態1にかかる物体透視装置が設定する観測点を説明するための図 実施の形態1にかかる物体透視装置が算出する、反射波の推定波形と受信波形との相関関係を説明するための図 実施の形態1にかかる物体透視装置が用いる高周波信号の周波数の更新パターンを説明するための図 実施の形態1にかかる物体透視装置が備える直交検波部の構成を説明するための図 実施の形態1にかかる物体透視装置が備える波形記録部の構成を示す図 実施の形態1にかかる物体透視装置が備える電力合成画像生成部による電力合成画像の生成処理を説明するための図 実施の形態1にかかる物体透視装置が備える補正位相計算部による周波数毎の補正位相の算出処理を説明するための図 実施の形態1にかかる物体透視装置が備える位相合成画像生成部による位相合成画像の生成処理を説明するための図 実施の形態1にかかる物体透視装置による位相合成画像の生成処理手順を示すフローチャート 実施の形態2にかかる物体透視装置の構成を示す図 実施の形態3にかかる物体透視装置による位相合成画像の生成処理手順を示すフローチャート 実施の形態3にかかる物体透視装置が算出する観測座標集合の組み合わせと、各組み合わせにおけるユークリッド距離の総和を説明するための図 実施の形態1に係る物体透視装置が備える処理回路をプロセッサおよびメモリで実現する場合の処理回路の構成例を示す図 実施の形態1に係る物体透視装置が備える処理回路を専用のハードウェアで構成する場合の処理回路の例を示す図
以下に、本開示の実施の形態にかかる物体透視装置、制御回路、記憶媒体、および物体透視方法を図面に基づいて詳細に説明する。
実施の形態1.
図1は、実施の形態1にかかる物体透視装置の構成を示す図である。物体透視装置10Aは、被測定対象である電波散乱体(物体)30にミリ波、テラヘルツ波などの高周波信号の電波を照射し、電波散乱体30からの反射波Wを用いて電波散乱体30を透視する装置である。物体透視装置10Aは、MFを用いたイメージングを行うことで、電波散乱体30を透視する。物体透視装置10Aは、複数の周波数の高周波信号を用いた位相合成方式でMFを実行する。なお、実施の形態1では、物体透視装置10Aは、電波散乱体30までの正確な距離を測定できない環境下で電波散乱体30を透視するものとする。
物体透視装置10Aは、送信アンテナ11と、受信アンテナ12と、直交検波部21と、高周波信号発生部24と、波形記録部22と、位置制御部25と、周波数制御部23とを備えている。また、物体透視装置10Aは、電力合成画像生成部26と、補正位相計算部27と、位相合成画像生成部28とを備えている。なお、送信アンテナ11は、物体透視装置10Aと別構成であってもよい。また、受信アンテナ12は、物体透視装置10Aと別構成であってもよい。
周波数制御部23は、高周波信号の周波数を指定した周波数指令を高周波信号発生部24に出力することで、高周波信号発生部24から出力される高周波信号の周波数を制御する。周波数制御部23は、高周波信号発生部24に対して指定する高周波信号の周波数を、予め決められたパターンで更新する。周波数制御部23は、周波数指令で示される高周波信号の周波数を周波数データとして波形記録部22に出力する。
高周波信号発生部24は、周波数制御部23からの周波数指令に従って、測定に用いる高周波信号を生成し、送信アンテナ11および直交検波部21に出力する。
高周波信号発生部24の出力は、直交検波部21のローカル入力および送信アンテナ11のローカル入力に結合されている。高周波信号発生部24は、送信アンテナ11および直交検波部21に、種々の周波数の高周波信号を供給する。高周波信号発生部24の例は、高周波信号発生器である。
送信アンテナ11は、高周波信号発生部24から出力された高周波信号を電波として空間に放射する部品である。送信アンテナ11は、測定対象である電波散乱体30に高周波信号の電波を照射する。送信アンテナ11としては、例えば、ホーンアンテナ、基板上に形成されたパターンアンテナ、複数のアンテナにより構成されるアレーアンテナなどが用いられる。
受信アンテナ12は、電波散乱体30からの反射波Wを受信する部品である。受信アンテナ12は、散乱点1A~1Cなどの複数の電波散乱点によって反射された反射波Wを受信し、直交検波部21に出力する。受信アンテナ12としては、例えば、ホーンアンテナ、基板上に形成されたパターンアンテナ、複数のアンテナにより構成されるアレーアンテナなどが用いられる。なお、受信アンテナ12は、必ずしも送信アンテナ11と同一構造である必要はない。
位置制御部25は、送信アンテナ11の位置および受信アンテナ12の位置の少なくとも一方を制御する。位置制御部25は、送信アンテナ11および受信アンテナ12の両方の位置を制御してもよいし、送信アンテナ11のみの位置を制御してもよいし、受信アンテナ12のみの位置を制御してもよい。
受信アンテナ12の位置が固定されている場合に、位置制御部25は、送信アンテナ11の位置を制御する。送信アンテナ11の位置が固定されている場合に、位置制御部25は、受信アンテナ12の位置を制御する。
送信アンテナ11の位置は、送信アンテナ11による電波の放射方向に対応している。以下では、位置制御部25が、送信アンテナ11および受信アンテナ12の両方の位置を制御する場合について説明する。また、送信アンテナ11と受信アンテナ12との相対位置は不変であり、位置制御部25は、送信アンテナ11および受信アンテナ12をまとめて移動させるものとする。
位置制御部25は、送信アンテナ11および受信アンテナ12を搭載した搬送機構(図示せず)に接続されており、搬送機構の位置を制御することで送信アンテナ11および受信アンテナ12の位置を制御する。
位置制御部25は、送信アンテナ11および受信アンテナ12を、予め決められたアンテナ移動パス71に従って移動させるとともに、送信アンテナ11および受信アンテナ12の位置を示す位置データを波形記録部22に出力する。送信アンテナ11の位置が固定されている場合、送信アンテナ11の位置データは、固定値である。また、受信アンテナ12の位置が固定されている場合、受信アンテナ12の位置データは、固定値である。位置制御部25が波形記録部22に出力する位置データは、位置制御部25が搬送機構に出力する移動指令に対応している。
アンテナ移動パス71は、例えば、図1に示すように、測定対象である電波散乱体30を取り囲むように移動させる円に沿った経路である。なお、アンテナ移動パス71は、円に沿った経路に限らない。
図2は、実施の形態1にかかる物体透視装置が適用するアンテナ移動パスの他の例を説明するための図である。アンテナ移動パス71の他の例であるアンテナ移動パス72は、特定の平面内で送信アンテナ11および受信アンテナ12を上下左右に移動させる経路である。アンテナ移動パス72に設定される平面をXY平面とすると、位置制御部25は、X方向の移動とY方向の移動とを種々組み合わせることで、送信アンテナ11および受信アンテナ12をXY平面内で種々の方向に移動させる。
物体透視装置10Aは、アンテナ移動パス72を適用する場合、XY平面内で送信アンテナ11および受信アンテナ12を移動させるXYステージを用いる。XYステージは、特定平面内の2つの軸であって互いに直交する2つの軸をX軸およびY軸とした場合に、X軸方向およびY軸方向に移動可能なステージである。
直交検波部21は、受信アンテナ12から得られる受信信号を、高周波信号発生部24から供給される高周波信号によってダウンコンバージョンすることで複素信号であるベースバンド信号を得る。このベースバンド信号には、送信アンテナ11から出力される高周波信号と受信アンテナ12で受信した反射波との振幅差および位相差の情報である振幅位相差情報が含まれている。直交検波部21は、振幅位相差情報を含んだベースバンド信号を波形記録部22に出力する。直交検波部21の例は、直交検波回路である。
波形記録部22は、直交検波部21から出力されるベースバンド信号をアナログ信号からデジタル信号に変換して得られる受信波形データを記録する。波形記録部22は、振幅位相差情報を含んだ受信波形データと、周波数データと、位置データとを対応付けして記録する。
電力合成画像生成部26は、波形記録部22に記録されている、受信波形データ、周波数データ、および位置データを用いて、電力合成方式のMFを用いたイメージング方法によって測定対象である電波散乱体30の電力合成画像を生成する。電力合成画像は、電力合成方式のMFを用いたイメージング方法によって生成された画像である。
電力合成方式は、全ての観測点に対して周波数毎に、推定波形と受信波形との間の相関値、すなわち位相情報を有した相関ベクトルを算出し、得られた相関ベクトルの大きさのみを積算する手法である。電力合成方式は、各々の相関ベクトルの位相がばらばらであっても、位相を考慮しないためロバストにイメージングが行えるというメリットがある。
電力合成画像生成部26が生成する電力合成画像の座標のうち、反射強度が最大である観測点の位置を示す座標が、最大反射強度座標である。電力合成画像生成部26は、最大反射強度座標を含む電力合成画像のデータを補正位相計算部27に出力する。
補正位相計算部27は、電力合成画像生成部26から出力された電力合成画像と、波形記録部22に記録されている、受信波形データ、周波数データ、および位置データとに基づいて、周波数毎の補正位相Arg(cn(λ))を算出する。この場合において、補正位相計算部27は、電力合成画像生成部26から出力された電力合成画像から最大反射強度座標を探索し、最大反射強度座標における補正位相Arg(cn(λ))を周波数毎に算出する。補正位相計算部27は、周波数毎の補正位相Arg(cn(λ))を位相合成画像生成部28に出力する。
位相合成画像生成部28は、補正位相計算部27から出力された周波数毎の補正位相Arg(cn(λ))と、波形記録部22に記録されている、受信波形データ、周波数データ、および位置データとから、位相合成画像を生成する。この場合において、位相合成画像生成部28は、位相合成方式のイメージング手法によって位相合成画像を生成する。位相合成画像は、位相合成方式のMFを用いたイメージング方法によって生成された画像である。位相合成画像生成部28は、イメージング結果である位相合成画像を表示装置等の外部装置に出力する。
ここで、物体透視装置10Aの測定系で得られる反射波の時系列データと、受信信号との関係について説明する。図3は、実施の形態1にかかる物体透視装置による受信信号の生成処理を説明するための図である。
図3に示すように、異なる位置の散乱点1A~1Cからの反射波は、異なる波形を有している。受信アンテナ12は、反射波の時系列データを重ね合わせることによって、受信信号を生成する。ここでの受信アンテナ12は、散乱点1Aからの反射波と、散乱点1Bからの反射波と、散乱点1Cからの反射波とを重ね合わせることによって、受信信号の波形である受信波形を生成する。このように、受信信号は、全ての散乱点からの反射波を重ね合わせた信号である。
この場合において、散乱点が配置されている測定エリアの位置と、送信アンテナ11および受信アンテナ12の位置である送受信アンテナ位置との位置関係が既知であるならば、測定エリア上の任意の座標にある散乱点からの反射波の波形を推定することが可能である。測定エリアの位置は、予め物体透視装置10Aに登録しておく。送受信アンテナ位置は、位置制御部25が波形記録部22に記録させる位置データに対応している。
物体透視装置10Aは、MFを用いたイメージングを行う際に、測定エリア内に網羅的に観測点を設けておき、各々の観測点に対して反射波の推定波形を生成する。図4は、実施の形態1にかかる物体透視装置が設定する観測点を説明するための図である。
物体透視装置10Aは、測定エリア内の種々の位置に網羅的に観測点を設定する。図4では、物体透視装置10Aが、観測点2A~2Cを設定した場合を示している。
物体透視装置10Aは、反射波の推定波形と受信波形との相関を取ることによって、各観測点からの反射強度をマッピングする。図5は、実施の形態1にかかる物体透視装置が算出する、反射波の推定波形と受信波形との相関関係を説明するための図である。
物体透視装置10Aの電力合成画像生成部26は、反射波の推定波形と受信波形との相関を取る。ここでの電力合成画像生成部26は、観測点2Aにおける反射波の推定波形と受信波形との相関を取る。また、電力合成画像生成部26は、観測点2Bにおける反射波の推定波形と受信波形との相関を取り、観測点2Cにおける反射波の推定波形と受信波形との相関を取る。
電力合成画像生成部26は、反射波の推定波形と受信波形との間の相関値を示す相関結果に基づいて、各観測点からの反射強度をマッピングする。この場合における相関値は、位相情報を持つ相関ベクトルとして得られる。観測点と散乱点との間の距離が近い場合には高い相関値が得られ、観測点の近くに散乱点が存在しない場合には低い相関値が得られる。
物体透視装置10Aが実行するMFを用いたイメージングでは、複数の周波数を用いて同じ測定を繰り返すことによって、送信アンテナ11および受信アンテナ12の配置、および電波散乱体30の周辺にある散乱物に起因するサイドローブを低減することができる。
物体透視装置10Aは、複数の周波数で測定した画像を合成する際に、画素毎に相関ベクトルの大きさを積算する電力合成方式と、画素毎に位相情報を考慮して複素加算を行う位相合成方式との両方を用いる。
位相合成方式では、異なる周波数で測定した同一観測点の相関ベクトルの位相を正確に一致させなければ複素加算時に相関ベクトルが打ち消されてしまうので、物体透視装置10Aは、観測点の位置と送受信アンテナ位置との間の位置関係、および測定系の周波数特性の影響を考慮した信号処理を実行する。
ここで、物体透視装置10Aが実行する位相合成画像の生成処理の概要について説明する。物体透視装置10Aは、複数の周波数で測定した画像を位相合成方式によって合成する場合、異なる周波数で測定した同一観測点の相関ベクトルの位相を一致させるように、観測系に含まれる位相オフセットを除去する。すなわち、物体透視装置10Aは、位相合成を実現するために、ある画素を異なる周波数で測定した際に発生する、相関ベクトルの位相オフセットを、測定結果の位相から差し引くことで電波の位相を補正する。
図4に示した測定系において、時刻tにおける送受信アンテナ位置と、ある観測点nとの間の往復の伝搬距離をdn(t)とすると、受信信号の位相θ(t,λ)は、以下の式(1)で表される。測定に用いた電波の波長が波長λであり、波長λにおける測定系に含まれる固定位相オフセット量がφ(λ)である。
Figure 0007046277000001
また、測定系に含まれる固定位相オフセットを考慮しない時刻tにおける観測点nからの反射波位相の推定値θ(t,λ)は以下の式(2)で表される。θは、「θ」の真上にハット記号が乗っていることを示している。送受信アンテナ位置と観測点との間の実際の距離と推定値との固定誤差がEである。
Figure 0007046277000002
時刻tにおける観測点nからの反射波yn(t,λ)と、その推定値yn (t,λ)は、式(1)および式(2)を用いて、以下の式(3)および式(4)でそれぞれ表される。yn は、「yn」の真上にハット記号が乗っていることを示している。
Figure 0007046277000003
Figure 0007046277000004
なお、条件を簡略化するため、反射波の振幅変動は無視できるものとする。この場合、波長λ、観測点nにおける相関値cn(λ)は、以下の式(5)で表される。
Figure 0007046277000005
式(5)に示した通り、各観測点における相関ベクトルの位相成分は、測定に使用する電波の波長λのみに依存し、観測点の場所に依存しないことが分かる。そこで、本実施の形態の物体透視装置10Aは、各観測点における相関ベクトルの位相成分が、測定に使用する電波の波長λのみに依存し、観測点の場所に依存しないことを利用する。物体透視装置10Aは、測定エリア内で、特定値よりも大きな反射強度が得られる座標(キャリブレーション座標)での相関ベクトルの位相Arg(cn(λ))を周波数毎に算出し、この位相Arg(cn(λ))を、周波数を合成する際の補正位相として用いる。
物体透視装置10Aは、補正位相を用いて周波数毎の画像を補正したうえで、画像を合成することで位相合成画像を生成する。これにより、物体透視装置10Aは、異なる周波数で取得した画像を位相合成する際に相関ベクトルが打ち消されることを回避する。
以下、物体透視装置10Aが備える各構成要素の詳細な構成および動作について説明する。図6は、実施の形態1にかかる物体透視装置が用いる高周波信号の周波数の更新パターンを説明するための図である。図6に示すグラフの横軸は時間である。図6の上段に示すグラフの縦軸は、送受信アンテナ位置であり、図6の下段に示すグラフの縦軸は、周波数制御部23が高周波信号発生部24に対して指定する周波数である。
位置制御部25は、一定の速度で送信アンテナ11および受信アンテナ12を移動させる。高周波信号の周波数の更新パターンPTとしては、図6に示すように、位置制御部25によって設定される送受信アンテナ位置に対して、一定範囲の周波数をステップ上に繰り返すようなパターンが考えられる。
図6の上段に示すグラフでは、送受信アンテナ位置が、順番に位置P1、位置P2、位置P3となるように、位置制御部25が、送信アンテナ11および受信アンテナ12の位置を制御する場合を示している。
また、図6の下段に示すグラフでは、周波数が、周波数F1、周波数F2、周波数F3とステップ上に上昇するように、周波数制御部23が、周波数を制御する場合を示している。周波数F1は、送受信アンテナ位置が、位置P1である場合の周波数である。また、周波数F2は、送受信アンテナ位置が、位置P2である場合の周波数であり、周波数F3は、送受信アンテナ位置が、位置P3である場合の周波数である。
周波数制御部23は、周波数を特定の大きさまで到達させると、再び、周波数F1、周波数F2、周波数F3とステップ上に上昇するように周波数を制御する。周波数制御部23は、これらの処理を繰り返す。
なお、図6に示した更新パターンPTは、一例であり、周波数と送受信アンテナ位置との組み合わせは、組み換えられてもよいし、また、測定の順番が入れ替えられてもよい。
ここで、直交検波部21の具体例について説明する。図7は、実施の形態1にかかる物体透視装置が備える直交検波部の構成を説明するための図である。直交検波部21は、ミキサ31,32と、90度位相部33とを有している。90度位相部33の例は、90度位相器である。
直交検波部21へは、高周波信号発生部24から供給される高周波信号がローカル入力され、受信アンテナ12から受信信号が入力される。高周波信号発生部24からの高周波信号は、90度位相部33およびミキサ32に入力される。受信アンテナ12からの受信信号は、ミキサ31およびミキサ32に入力される。
90度位相部33は、高周波信号から同一周波数で90度位相差を持つ高周波信号を生成してミキサ31に出力する。これにより、ミキサ32には、高周波信号発生部24からの高周波信号がそのまま入力され、ミキサ31には、高周波信号発生部24からの高周波信号に対して同一周波数で90度位相差を持つ高周波信号が入力される。
ミキサ32は、高周波信号発生部24からの高周波信号と受信信号とを混合して出力する。ミキサ31は、90度位相差を持つ高周波信号と受信信号とを混合して出力する。これにより、直交検波部21は、受信アンテナ12から出力された受信信号を、ダウンコンバージョンすることで、複素信号であるベースバンド信号(受信波形データ)を算出し、波形記録部22に出力する。
つぎに、波形記録部22の詳細な構成および動作について説明する。波形記録部22は、直交検波部21から出力される複素信号である受信波形データと、位置制御部25から出力される位置データと、周波数制御部23から出力される周波数データとを記録するメモリ部を有している。
図8は、実施の形態1にかかる物体透視装置が備える波形記録部の構成を示す図である。波形記録部22は、複素信号で示される受信波形データと、周波数データと、位置データとが対応付けされた対応情報44を格納するメモリ部41を有している。
また、波形記録部22は、直交検波部21から出力される複素信号をデジタル信号に変換してメモリ部41に記録させるADC(Analog to Digital Converter、アナログデジタル変換器)42,43を有している。
ADC42は、直交検波部21のミキサ31から出力される複素信号をデジタル信号に変換してメモリ部41に記録させる。ADC43は、直交検波部21のミキサ32から出力される複素信号をデジタル信号に変換してメモリ部41に記録させる。
図8に示す対応情報44は、図6に示す送受信アンテナ位置および周波数が設定された場合にメモリ部41に格納される情報である。
対応情報44に格納されている周波数データ、位置データ、および受信波形データは、電力合成画像生成部26、補正位相計算部27、および位相合成画像生成部28によって読み出される。例えば、受信波形データの受信波形r1は、周波数データの周波数F1および位置データの位置P1に対応している。
つぎに、電力合成画像生成部26の詳細な構成および動作について説明する。電力合成画像生成部26は、波形記録部22に記録されている受信波形データ、周波数データ、および位置データを読み出す。電力合成画像生成部26は、波形記録部22に記録されている受信波形データ、周波数データ、および位置データを用いて電力合成画像を生成する。
図9は、実施の形態1にかかる物体透視装置が備える電力合成画像生成部による電力合成画像の生成処理を説明するための図である。図9では、電力合成画像生成部26が、波形記録部22から読み出すデータである対応情報44と、読み出した対応情報44を用いて生成する電力合成画像との関係を示している。
電力合成画像生成部26が、波形記録部22から読み出す対応情報44は、受信波形データと、周波数データと、位置データとが対応付けされた情報である。電力合成画像生成部26は、読み出した対応情報44を同一周波数のデータにグルーピングし、周波数毎にMFを用いた画像を生成する。
ここでは、電力合成画像生成部26が、周波数F1のデータから画像51を生成し、周波数F2のデータから画像52を生成し、周波数F3のデータから画像53を生成する場合を示している。
その後、電力合成画像生成部26は、周波数毎に生成した画像を、電力合成方式によって合成し、1枚の電力合成画像を生成する。図9では、電力合成画像生成部26が、画像51~53を電力合成方式によって合成し、1枚の電力合成画像55を生成した場合を示している。
つぎに、補正位相計算部27の詳細な構成および動作について説明する。補正位相計算部27は、電力合成画像生成部26から出力される電力合成画像と、波形記録部22に記録されている受信波形データと、周波数データと、位置データとから、周波数毎の補正位相Arg(cn(λ))を算出する。
図10は、実施の形態1にかかる物体透視装置が備える補正位相計算部による周波数毎の補正位相の算出処理を説明するための図である。図10では、補正位相計算部27が、電力合成画像55と、対応情報44とを用いて周波数毎の補正位相Arg(cn(λ))を算出する場合について説明する。
補正位相計算部27は、読み出した対応情報44を同一周波数のデータにグルーピングする。また、補正位相計算部27は、電力合成画像生成部26から出力される電力合成画像55の最大反射強度座標を探索する。ここでは、最大反射強度座標が、観測点2Aである場合について説明する。
補正位相計算部27は、最大反射強度座標である観測点2Aの補正位相Arg(cn(λ))を周波数毎に算出する。具体的には、補正位相計算部27は、観測点2Aにおける周波数F1~F3の位相を算出する。観測点2Aにおける周波数F1~F3の位相は、それぞれ電力合成画像55を生成する際の画像51~53の補正位相Arg(cn(λ))に用いられる。
すなわち、観測点2Aにおける周波数F1の位相Arg(cn(λ))は、電力合成画像55を生成する際の画像51の補正位相Arg(cn(λ))に用いられる。同様に、観測点2Aにおける周波数F2の位相Arg(cn(λ))は、電力合成画像55を生成する際の画像52の補正位相Arg(cn(λ))に用いられる。観測点2Aにおける周波数F3の位相Arg(cn(λ))は、電力合成画像55を生成する際の画像53の補正位相Arg(cn(λ))に用いられる。図10では、周波数F1~F3の補正位相を、補正位相Arg(cA(λ))で示している。
つぎに、位相合成画像生成部28の詳細な構成および動作について説明する。位相合成画像生成部28は、補正位相計算部27から出力される周波数毎の補正位相Arg(cn(λ))と、波形記録部22に記録されている受信波形データと、周波数データと、位置データとから、位相合成画像を生成する。
図11は、実施の形態1にかかる物体透視装置が備える位相合成画像生成部による位相合成画像の生成処理を説明するための図である。図11では、位相合成画像生成部28が、補正位相Arg(cn(λ))と、対応情報44とを用いて位相合成画像56を生成する場合について説明する。
位相合成画像生成部28は、波形記録部22から読み出した対応情報44を同一周波数のデータにグルーピングし、周波数毎にMFを用いた画像51~53を生成する。なお、位相合成画像生成部28は、電力合成画像生成部26から、MFを用いた周波数毎の画像51~53を取得してもよい。
位相合成画像生成部28は、周波数毎に作成した画像51~53に対し、各画素の相関ベクトルを、補正位相計算部27が計算した周波数毎の補正位相Arg(cn(λ))分だけ逆回転させてから、複素加算することで、位相合成画像56を生成する。この位相合成画像56が測定エリアでの画像に対応している。
このように、物体透視装置10Aは、測定エリア内で特定値よりも大きな反射強度が得られる座標、例えば、最大反射強度座標で周波数毎に相関ベクトルの位相Arg(cn(λ))を算出する。物体透視装置10Aは、この位相Arg(cn(λ))を補正位相Arg(cn(λ))として用いることで、異なる周波数で取得した画像51~53を位相合成する際に相関ベクトルが打ち消されることを回避する。
また、物体透視装置10Aは、補正位相Arg(cn(λ))を求めるためのキャリブレーション座標として、電力合成方式により合成した画像51~53から、特定値よりも反射強度の強い座標、例えば、最大反射強度座標を選択する。これにより、物体透視装置10Aは、測定エリアに校正信号発生装置を配置することなく、また既知の座標に校正用の散乱体を設置することなく補正位相Arg(cn(λ))を用いて測定エリアでの位相合成画像56を生成することができる。
また、物体透視装置10Aが、周波数毎に作成した画像51~53の位相を校正する際に、校正信号発生装置が定期的に校正信号を発生させる必要がなく、また位相の校正中に反射波の測定を停止する必要がない。また、物体透視装置10Aは、測定環境内の正確な位置に校正用の散乱体の一例であるRFID(Radio Frequency Identification、高周波識別子)タグを設置する必要がないので、測定環境が限定されることはない。
つぎに、物体透視装置10Aによる位相合成画像の生成処理手順について説明する。図12は、実施の形態1にかかる物体透視装置による位相合成画像の生成処理手順を示すフローチャートである。物体透視装置10Aは、周波数および送受信アンテナ位置を変化させながら反射波を受信し、反射波の情報である受信波形データを記録する(ステップS10)。
具体的には、位置制御部25が、送受信アンテナ位置を制御し、周波数制御部23が周波数を制御する。受信アンテナ12は、電波散乱体30からの反射波を受信すると、受信信号を、直交検波部21に出力する。直交検波部21は、受信アンテナ12からの受信信号および高周波信号発生部24からの高周波信号を用いて、複素信号であるベースバンド信号を生成する。
波形記録部22は、ベースバンド信号から受信波形データを生成して記録する。また、波形記録部22は、位置制御部25が出力した位置データと、周波数制御部23が出力した周波数データと、を受信波形データに対応付けして記録する。
電力合成画像生成部26は、波形記録部22に記録されている、受信波形データ、周波数データ、および位置データを用いて、電力合成画像を生成する(ステップS20)。
補正位相計算部27は、電力合成画像内で最大反射強度座標を探索する(ステップS30)。補正位相計算部27は、周波数毎に、最大反射強度座標における相関ベクトルの位相を補正位相として算出する(ステップS40)。位相合成画像生成部28は、補正位相を用いて位相合成画像を生成する(ステップS50)。
このように実施の形態1では、物体透視装置10Aが、電波散乱体30からの反射波に基づいたイメージングを行うことによって得られた複数の画像に対し、複数の画像の画素毎に複素加算を行うことで複数の画像を合成した位相合成画像を生成している。これにより、物体透視装置10Aは、複数の周波数を用いて測定した画像を位相合成する際に必要となる、各周波数における補正位相量を、測定エリアに校正信号発生装置を設置することなく、または既知の座標に校正用の散乱体を設置することなく求めることが可能となる。したがって、物体透視装置10Aは、電波散乱体30までの正確な距離を測定できない環境下であっても、複数の周波数の電波を用いて簡易な構成で正確に電波散乱体30を透視することができる。
実施の形態2.
つぎに、図13を用いて実施の形態2について説明する。実施の形態2では、送信アンテナ11および受信アンテナ12を固定し、電波散乱体30を移動させる。
図13は、実施の形態2にかかる物体透視装置の構成を示す図である。図13の各構成要素のうち図1に示す実施の形態1の物体透視装置10Aと同一機能を達成する構成要素については同一符号を付しており、重複する説明は省略する。
物体透視装置10Bは、物体透視装置10Aと比較して、測定系が異なる。物体透視装置10Bは、送信アンテナ11および受信アンテナ12を固定し、代わりに被測定対象である電波散乱体30を移動させる。物体透視装置10Bは、被測定対象を載せて回転する回転台50を備えている。
物体透視装置10Bの位置制御部25は、回転台50の回転位置を制御する。回転台50が回転することによって、電波散乱体30は、種々の位置で電波を反射する。これにより、物体透視装置10Bの受信アンテナ12は、物体透視装置10Aと同様の反射波Wを受信する。したがって、物体透視装置10Bは、物体透視装置10Aと同様の処理によって、位相合成画像を生成することができる。
なお、図13では、電波散乱体30を回転台50によって回転させる構成を示しているが、物体透視装置10Bは、回転台50の代わりに、実施の形態1の図2で説明したXYステージのような機構を用いて電波散乱体30を移動させてもよい。
このように、実施の形態2では、物体透視装置10Bが、回転台50によって電波散乱体30を回転させるとともに、物体透視装置10Aと同様の処理によって位相合成画像を生成している。これにより、物体透視装置10Bは、物体透視装置10Aと同様に、電波散乱体30までの正確な距離を測定できない環境下であっても、複数の周波数の電波を用いて簡易な構成で正確に電波散乱体30を透視することができる。
また、物体透視装置10Bは、送受信アンテナ位置を固定することができるので、送信アンテナ11と高周波信号発生部24とをつなぐ配線の移動、受信アンテナ12と直交検波部21とをつなぐ配線の移動を考慮する必要がない。
実施の形態3.
つぎに、図14を用いて実施の形態3について説明する。実施の形態3では、補正位相計算部27における補正位相の計算手順が、実施の形態1,2と異なる。
実施の形態3の物体透視装置は、物体透視装置10Aであってもよいし、物体透視装置10Bであってもよい。以下の説明では、実施の形態3の物体透視装置が物体透視装置10Aである場合について説明する。
図14は、実施の形態3にかかる物体透視装置による位相合成画像の生成処理手順を示すフローチャートである。物体透視装置10Aは、実施の形態1で説明したステップS10の処理と同様の処理によって、周波数および送受信アンテナ位置を変化させながら反射波を受信し、反射波の情報である受信波形データを記録する(ステップS110)。
電力合成画像生成部26は、実施の形態1で説明したステップS20の処理と同様の処理によって、電力合成画像を生成する(ステップS120)。
補正位相計算部27は、電力合成画像生成部26が出力した電力合成画像内の観測点の座標、すなわち観測座標から、反射強度の高い上位M(Mは2以上の自然数)個の観測座標を選定する(ステップS130)。補正位相計算部27は、選定したM個の観測座標に対し、波形記録部22に記録されている、受信波形データ、周波数データ、および位置データから、周波数毎の補正位相Arg(cnk))(n=1,・・・M、k=1・・・K)を算出する。ただし、Kは観測に使用した周波数の数を表す。
補正位相計算部27は、以下の式(6)で表されるような、周波数毎の補正位相Arg(cnk))を要素に持つ補正位相ベクトルPn(n=1・・・M)を定義する。
Figure 0007046277000006
補正位相計算部27は、選定したM個の観測座標からx(xは、M以下の自然数)個の観測座標を抽出する。補正位相計算部27は、抽出したx個の観測座標集合Lから2つの観測座標を選び出したl2個の組み合わせについて、補正位相ベクトルのユークリッド距離を求める。補正位相計算部27は、ユークリッド距離の総和を計算する。
補正位相計算部27は、ユークリッド距離の総和をMx個の組み合わせ全てに対して計算し、補正位相ベクトルのユークリッド距離の総和が最も小さくなる組み合わせを選択する。すなわち、補正位相計算部27は、上位M個の観測座標から周波数毎の位相が最も近いx個の観測点を選定する(ステップS140)。
補正位相計算部27は、選定した観測点の、補正位相ベクトルの平均値を算出する。すなわち、補正位相計算部27は、選定したx個の観測点、それぞれについて周波数毎の補正位相ベクトルを求め、周波数毎に補正位相ベクトルの平均値を算出する(ステップS150)。
このように、補正位相計算部27は、上位M個の観測座標を抽出し、上位M個の観測座標に含まれるx個の観測座標の組み合わせのうち、周波数毎の位相差が最も小さくなる組み合わせとなるx個の観測座標を抽出する。さらに、補正位相計算部27は、抽出したx個の観測座標に対し、周波数毎の位相の平均値を補正位相として算出する。
補正位相計算部27は、算出した補正位相ベクトルの平均値を、位相合成画像生成部28に出力する周波数毎の補正位相とする。補正位相計算部27は、x個の観測点について、周波数毎に求めた補正位相(補正位相ベクトルの平均値)を用いて、位相合成画像を生成する(ステップS160)。なお、xはMと同じ値でもよい。
図15は、実施の形態3にかかる物体透視装置が算出する観測座標集合の組み合わせと、各組み合わせにおけるユークリッド距離の総和を説明するための図である。図15では、M=4、x=3とした場合における、観測座標集合Lの組み合わせと、各組み合わせにおけるユークリッド距離の総和を式で表している。
このように、実施の形態3によれば、物体透視装置10Aが、補正位相の計算に複数の観測点の情報を用いることができるので、実施の形態1,2と比較して、補正位相を安定的に求めることが可能となる。
ここで、物体透視装置10A,10Bのハードウェア構成について説明する。物体透視装置10A,10Bは、同様のハードウェア構成を有しているので、以下では実施の形態1にかかる物体透視装置10Aのハードウェア構成について説明する。
実施の形態1にかかる物体透視装置10Aにおいて、直交検波部21、波形記録部22、周波数制御部23、高周波信号発生部24、位置制御部25、電力合成画像生成部26、補正位相計算部27、および位相合成画像生成部28は、処理回路により実現される。処理回路は、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサおよびメモリであってもよいし、専用のハードウェアであってもよい。処理回路は制御回路とも呼ばれる。
図16は、実施の形態1に係る物体透視装置が備える処理回路をプロセッサおよびメモリで実現する場合の処理回路の構成例を示す図である。図16に示す処理回路90は制御回路であり、プロセッサ91およびメモリ92を備える。処理回路90がプロセッサ91およびメモリ92で構成される場合、処理回路90の各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアまたはファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ92に格納される。処理回路90では、メモリ92に記憶されたプログラムをプロセッサ91が読み出して実行することにより、各機能を実現する。すなわち、処理回路90は、物体透視装置10Aの処理が結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ92を備える。このプログラムは、処理回路90により実現される各機能を物体透視装置10Aに実行させるためのプログラムであるともいえる。このプログラムは、プログラムが記憶された記憶媒体により提供されてもよいし、通信媒体など他の手段により提供されてもよい。
上記プログラムは、図12のステップS10からS50の処理を物体透視装置10Aに実行させるプログラムであるとも言える。すなわち、上記プログラムは、受信波形データを記録するステップと、電力合成画像を生成するステップと、最大反射強度座標を探索するステップと、最大反射強度座標における相関ベクトルの位相を補正位相として算出するステップと、補正位相を用いて位相合成画像を生成するステップとを物体透視装置10Aに実行させるプログラムであるとも言える。
ここで、プロセッサ91は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、またはDSP(Digital Signal Processor)などである。また、メモリ92は、例えば、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、EPROM(Erasable Programmable ROM)、EEPROM(登録商標)(Electrically EPROM)などの、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、またはDVD(Digital Versatile Disc)などが該当する。
図17は、実施の形態1に係る物体透視装置が備える処理回路を専用のハードウェアで構成する場合の処理回路の例を示す図である。図17に示す処理回路93は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)、またはこれらを組み合わせたものが該当する。処理回路93については、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。このように、処理回路93は、専用のハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。
以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、実施の形態同士を組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
1A~1C 散乱点、2A~2C 観測点、10A,10B 物体透視装置、11 送信アンテナ、12 受信アンテナ、21 直交検波部、22 波形記録部、23 周波数制御部、24 高周波信号発生部、25 位置制御部、26 電力合成画像生成部、27 補正位相計算部、28 位相合成画像生成部、30 電波散乱体、31,32 ミキサ、33 90度位相部、41 メモリ部、42,43 ADC、44 対応情報、50 回転台、51~53 画像、55 電力合成画像、56 位相合成画像、71,72 アンテナ移動パス、90,93 処理回路、91 プロセッサ、92 メモリ、W 反射波。

Claims (9)

  1. 測定エリア内に配置された被測定対象である物体に対して照射された複数の周波数を含んだ電波の反射波に基づいて前記物体の画像を生成する物体透視装置であって、
    照射された前記電波に含まれる各周波数と同一の周波数の前記反射波のみに基づいたイメージングを行うことによって得られた複数の画像に対し、前記複数の画像の画素毎に複素加算を行うことで前記複数の画像を合成した位相合成画像を生成する位相合成画像生成部と、
    送信アンテナから放射され前記物体で反射されて受信アンテナで受信された前記反射波の波形のデータである受信波形データ、前記物体に対する前記送信アンテナおよび前記受信アンテナの位置を示す位置データ、および前記送信アンテナから放射される電波の周波数のデータである周波数データに基づき、前記反射波の推定波形と前記受信波形データとの相関を示す相関ベクトルを画素毎に積算する電力合成方式のマッチドフィルタを用いたイメージング方法によって前記周波数毎の前記物体の画像を合成した電力合成画像を生成する電力合成画像生成部と、
    前記電力合成画像、前記受信波形データ、前記位置データ、および前記周波数データに基づいて、前記電力合成画像で特定値よりも大きな反射強度を示す観測座標を探索する処理と、前記観測座標での前記相関ベクトルの位相を、前記画像を位相合成する際の位相の補正に用いる補正位相として算出する処理とを実行する補正位相計算部と、
    を備え、
    前記位相合成画像生成部は、前記補正位相、前記受信波形データ、前記位置データ、および前記周波数データに基づき、前記相関ベクトルを画素毎に複素加算する位相合成方式のマッチドフィルタを用いたイメージング方法によって前記周波数毎の前記物体の画像を合成した前記位相合成画像を生成する、
    ことを特徴とする物体透視装置。
  2. 前記位相合成画像生成部は、
    前記位相合成画像を生成する際に、前記相関ベクトルの位相オフセットから前記周波数毎に前記補正位相を差し引いて前記相関ベクトルを画素毎に複素加算する、
    ことを特徴とする請求項に記載の物体透視装置。
  3. 前記補正位相計算部は、
    前記電力合成画像に含まれる前記観測座標のうち、最大の反射強度を示す最大反射強度座標を探索し、前記最大反射強度座標における前記周波数毎の位相を、前記補正位相として算出する、
    ことを特徴とする請求項またはに記載の物体透視装置。
  4. 前記補正位相計算部は、
    前記電力合成画像に含まれる前記観測座標のうち、反射強度の上位複数個の観測座標を選定し、前記上位複数個の観測座標における前記周波数毎の位相の平均値を、前記補正位相として算出する、
    ことを特徴とする請求項またはに記載の物体透視装置。
  5. 前記補正位相計算部は、
    前記上位複数個の観測座標に含まれる複数個の観測座標のうち、前記周波数毎の位相差が最も小さくなる組み合わせとなる複数個の観測座標を抽出し、抽出した複数個の観測座標における前記周波数毎の位相の平均値を、前記補正位相として算出する、
    ことを特徴とする請求項に記載の物体透視装置。
  6. 前記電波は、サブテラヘルツ帯からテラヘルツ帯の信号である、
    ことを特徴とする請求項1からの何れか1つに記載の物体透視装置。
  7. 測定エリア内に配置された被測定対象である物体に対して照射された複数の周波数を含んだ電波の反射波に基づいて前記物体の画像を生成する制御回路であって、
    照射された前記電波に含まれる各周波数と同一の周波数の前記反射波のみに基づいたイメージングを行うことによって得られた複数の画像に対し、前記複数の画像の画素毎に複素加算を行うことで前記複数の画像を合成した位相合成画像を生成する処理と、
    送信アンテナから放射され前記物体で反射されて受信アンテナで受信された前記反射波の波形のデータである受信波形データ、前記物体に対する前記送信アンテナおよび前記受信アンテナの位置を示す位置データ、および前記送信アンテナから放射される電波の周波数のデータである周波数データに基づき、前記反射波の推定波形と前記受信波形データとの相関を示す相関ベクトルを画素毎に積算する電力合成方式のマッチドフィルタを用いたイメージング方法によって前記周波数毎の前記物体の画像を合成した電力合成画像を生成する処理と、
    前記電力合成画像、前記受信波形データ、前記位置データ、および前記周波数データに基づいて、前記電力合成画像で特定値よりも大きな反射強度を示す観測座標を探索する処理と、前記観測座標での前記相関ベクトルの位相を、前記画像を位相合成する際の位相の補正に用いる補正位相として算出する処理と、
    、前記物体を透視する物体透視装置に実施させ
    前記位相合成画像を生成する処理では、前記補正位相、前記受信波形データ、前記位置データ、および前記周波数データに基づき、前記相関ベクトルを画素毎に複素加算する位相合成方式のマッチドフィルタを用いたイメージング方法によって前記周波数毎の前記物体の画像を合成した前記位相合成画像を生成する、
    ことを特徴とする制御回路。
  8. 測定エリア内に配置された被測定対象である物体に対して照射された複数の周波数を含んだ電波の反射波に基づいて前記物体の画像を生成するプログラムを記憶した記憶媒体であって、
    前記プログラムは、照射された前記電波に含まれる各周波数と同一の周波数の前記反射波のみに基づいたイメージングを行うことによって得られた複数の画像に対し、前記複数の画像の画素毎に複素加算を行うことで前記複数の画像を合成した位相合成画像を生成する処理と、
    送信アンテナから放射され前記物体で反射されて受信アンテナで受信された前記反射波の波形のデータである受信波形データ、前記物体に対する前記送信アンテナおよび前記受信アンテナの位置を示す位置データ、および前記送信アンテナから放射される電波の周波数のデータである周波数データに基づき、前記反射波の推定波形と前記受信波形データとの相関を示す相関ベクトルを画素毎に積算する電力合成方式のマッチドフィルタを用いたイメージング方法によって前記周波数毎の前記物体の画像を合成した電力合成画像を生成する処理と、
    前記電力合成画像、前記受信波形データ、前記位置データ、および前記周波数データに基づいて、前記電力合成画像で特定値よりも大きな反射強度を示す観測座標を探索する処理と、前記観測座標での前記相関ベクトルの位相を、前記画像を位相合成する際の位相の補正に用いる補正位相として算出する処理と、
    、前記物体を透視する物体透視装置に実施させ
    前記位相合成画像を生成する処理では、前記補正位相、前記受信波形データ、前記位置データ、および前記周波数データに基づき、前記相関ベクトルを画素毎に複素加算する位相合成方式のマッチドフィルタを用いたイメージング方法によって前記周波数毎の前記物体の画像を合成した前記位相合成画像を生成する、
    ことを特徴とする記憶媒体。
  9. 測定エリア内に配置された被測定対象である物体に対して照射された複数の周波数を含んだ電波の反射波に基づいて前記物体の画像を生成する物体透視方法であって、
    制御回路が、照射された前記電波に含まれる各周波数と同一の周波数の前記反射波のみに基づいたイメージングを行うことによって得られた複数の画像に対し、前記複数の画像の画素毎に複素加算を行うことで前記複数の画像を合成した位相合成画像を生成する第1の画像生成ステップと、
    送信アンテナから放射され前記物体で反射されて受信アンテナで受信された前記反射波の波形のデータである受信波形データ、前記物体に対する前記送信アンテナおよび前記受信アンテナの位置を示す位置データ、および前記送信アンテナから放射される電波の周波数のデータである周波数データに基づき、前記反射波の推定波形と前記受信波形データとの相関を示す相関ベクトルを画素毎に積算する電力合成方式のマッチドフィルタを用いたイメージング方法によって前記周波数毎の前記物体の画像を合成した電力合成画像を生成する第2の画像生成ステップと、
    前記電力合成画像、前記受信波形データ、前記位置データ、および前記周波数データに基づいて、前記電力合成画像で特定値よりも大きな反射強度を示す観測座標を探索する処理と、前記観測座標での前記相関ベクトルの位相を、前記画像を位相合成する際の位相の補正に用いる補正位相として算出する算出ステップと、
    を含み、
    前記第1の画像生成ステップでは、前記補正位相、前記受信波形データ、前記位置データ、および前記周波数データに基づき、前記相関ベクトルを画素毎に複素加算する位相合成方式のマッチドフィルタを用いたイメージング方法によって前記周波数毎の前記物体の画像を合成した前記位相合成画像を生成する、
    ことを特徴とする物体透視方法。
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