JPH10104347A - 目標検出装置 - Google Patents

目標検出装置

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JPH10104347A
JPH10104347A JP8255979A JP25597996A JPH10104347A JP H10104347 A JPH10104347 A JP H10104347A JP 8255979 A JP8255979 A JP 8255979A JP 25597996 A JP25597996 A JP 25597996A JP H10104347 A JPH10104347 A JP H10104347A
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JP
Japan
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Application number
JP8255979A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Nakamura
寛 中村
Hiroyuki Morikawa
博之 森川
Moriyuki Mizumachi
守志 水町
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 近傍フォールス点による目標の誤検出あるい
は目標の未検出を改善する。 【解決手段】 基準値検出器102では、受信信号と第
1の基準値とが比較れ、該基準値を越える信号が検出点
として検出される。所定の期間で検出器102によって
検出される複数の検出点のうちの2つの検出点からなる
組み合わせを組み合わせ生成器103で作成し、直線検
出器104で該2つの検出点によって決定される直線を
組み合わせ毎に算出する。直線検出器104によって算
出された各直線に対し、ハフ変換器105で、それぞれ
ハフ変換を施し、該直線をハフ平面上の点に変換する。
ハフ変換器105によって得られる複数の点のうち同一
の座標に位置する点に変換された直線の数を計数累積器
108で計数する。計数された数が第2の基準値を越え
る場合に、ハフ変換器によって同一の座標に位置する点
に変換された直線を目標の移動航跡として検出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】本発明は、目標検出装置に関
し、特にレーダ装置において移動目標を検出する目標検
出装置に関する。
【0001】
【従来の技術】従来、この種の目標検出装置では、図3
に示されるように、受信機雑音信号あるいは大地・雨雲
等による不要信号(クラッタ)の抑圧処理を行った信号
の中から航空機等の移動目標を検出するために、これら
の信号強度と所定の基準値とを比較し、基準値を越えて
いる目標信号が存在する場合に、目標有りとして目標検
出を行っている。
【0002】基準値は、受信機雑音を誤って目標と検出
する確率(誤検出率:Pfa)が所定の値となるように予
め設定される。したがって、図4(a)に示されるよう
に、基準値を高くすると、誤検出率を小さくすることが
できるが、逆に、真の目標を検出する確率(目標検出
率:Pd)を高くするためには目標信号に十分な強度が
必要とされ、遠距離目標あるいは微少目標等からの微弱
な目標信号の検出が困難となる。一方、図4(b)に示
されるように、基準値を低くすると、このような微弱な
目標信号の検出も容易となるが、逆に、受信機雑音信号
に対する誤検出率が高くなり、真の目標と誤検出された
受信機雑音信号との区別が困難となる。
【0003】これらの事項を考慮して、従来の目標検出
装置では、通常、誤検出率を小さくするように基準値が
設定される。したがって、目標検出率を高くするために
目標信号に十分な強度が必要とされる。例えば、Pfa
10-6とし、Pd≧80%を確保するためには、目標信
号強度として、雑音信号との比(すなわち、S/N比)
が18dB以上である必要がある。
【0004】従来の目標検出装置では、この所要のS/
N比を確保するために、空中線の利得を高くする手段、
送信機の送信電力を大きくする手段および送信毎の受信
信号を加算しS/N比の改善を行う手段等が行われてい
る。
【0005】しかしながら、空中線の利得を高くする手
段あるいは送信機の送信電力を大きくする手段は、装置
の規模を大きくしなければならないという欠点がある。
例えば、空中線の利得を2倍(S/N比を3dB改善)
とするためには、空中線の開口面積を2倍としなければ
ならない。送信電力を大きくすることも、送信機自体に
加え、電力供給用の電源設備、効率の制約から発生する
熱損失の冷却設備等の大型化も避けられない。さらに、
受信信号の加算による方法で移動目標を検出する場合に
は、送信毎に距離が移動するために加算効果に限界が有
り、微少目標信号検出のために十分なS/N比の改善を
得ることができない。
【0006】このような種々の問題に対して、従来の基
準値を用いた目標検出に代わる方法が、「IEEE T
RANSACTIONS ON AEROSPACE
AND ELECTRONIC SYSTEM VO
L.30、NO.1 JANUARY 1994」にお
いて、題名”Search Radar Detect
ion and Track with the Ho
ugh Transform”として提案されており、
以下、この提案された方法による目標検出の概念につい
て説明する。
【0007】この従来の方法は、画像中の線分を検出す
る方法であるハフ変換を適用し、スキャン間の相関処理
により移動目標の痕跡を線分として検出することによっ
て、移動目標を検出するものである。
【0008】まず、クラッタ等の不要信号を抑圧するた
めの不要信号抑圧処理が行われたレーダ受信信号に対
し、第一の基準値を用いてこの基準値以上の信号を検出
する。ここで、この第一の基準値は従来の基準値に比べ
て著しく低く設定される。したがって、目標信号ばかり
でなく雑音信号も検出されるため、誤検出率の高い状態
となる。ここの検出結果は、図5(a)に示される。こ
こで、D1、D2、・・・、DNは、信号の検出点であ
り、特にD1は目標信号の検出点である。この処理をス
キャン毎に実施し、所定の回数分の検出結果を重ね合わ
せる。重ね合わされた検出結果が図5(b)に示されて
いる。ここで、P1、P2、・・・、P5は、目標信号の
検出点、P6、P7、・・・、PNは雑音(不要)信号の
検出点である。これらの検出点P1、P2、・・・、PN
に対してハフ変換を実施する。ハフ変換を実施すること
により、各検出点はハフ平面上において直線となる。こ
の状態を図5(c)に示す。図5(c)におけるL1
2、・・・、LNは、それぞれ検出点P1、P2、・・
・、PNをハフ変換して得られた直線である。なお、ハ
フ変換とは、実平面(X−Y平面)上の点(x0,y0
を、b=−x0a+y0の式により、ハフ平面(a−b平
面)に写像する変換操作である。また、a−b平面上の
点(a0,b0)は、X−Y平面上で、y=a0x+b0
式で表わされる直線となることは容易に理解される。し
たがって、X−Y平面上で同一直線上に存在する点のハ
フ変換後の直線は、a−b平面上の一点(ac,bc)で
交わることになる。
【0009】図5(c)において、直線L1、L2、・・
・、L5の交点(ac,bc)は、実平面(X−Y平面)
上において、同一の直線上に存在する点であることを示
す。すなわち、ハフ平面上で交点(集積点)を検出する
ことによって、実平面上の直線を検出することができ
る。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ハフ変換を適用した目標検出装置では、真の目標点の近
傍に存在する受信機雑音あるいはクラッタの消え残りで
あって基準値を越えた点(以下、フォールス点とする)
を目標として検出してしまい、誤検出率が増加する。
【0011】さらに、従来の装置では、基準値を越えた
信号の有無によってハフ変換を実施する点を検出してい
るため、真の目標信号も受信機雑音信号、クラッタ消え
残り信号も同一のハフ変換対象点となっている。それゆ
え、近傍フォールス点のハフ変換による直線が真の目標
点のハフ変換による直線と近接した傾斜、切片を有する
ため、ハフ平面上の交点が滲み、真の目標による交点を
フォールス点による交点と判断されたり、逆に、フォー
ルス点による交点を目標による交点と判断されてしま
い、フォールス点の存在によって誤った実平面上の線分
を検出することになる。したがって、真の目標点を検出
することができなくなり、目標検出率が低下するという
問題点もある。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明の目標検出装置は、受信信号と第1の基準
値とを比較して、該第1の基準値を越える信号を検出点
として検出する検出手段と、所定の期間で前記検出手段
によって検出される複数の検出点のうちの2つの検出点
からなる組み合わせを作成し、該2つの検出点によって
決定される直線を前記組み合わせ毎に算出する算出手段
と、前記算出手段によって算出された各直線に対しそれ
ぞれハフ変換を施し、該直線をハフ平面上の点に変換す
るハフ変換手段と、前記ハフ変換手段によって得られる
複数の点のうち同一の座標に位置する点に変換される前
記直線の数を計数する計数手段と、前記計数手段によっ
て計数された前記数が第2の基準値を越える場合に、前
記ハフ変換によって同一の座標に位置する点に変換され
た前記直線を目標の移動航跡として検出する手段とを備
える。
【0013】
【発明の実施の形態】次に、本発明の一実施形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
【0014】図1は、本実施形態の目標検出装置の構成
を示すブロック図であり、受信機出力信号(受信信号)
に対してクラッタ等の不要信号を抑圧する処理が信号処
理装置101で行われる。基準値検出器102では、信
号処理装置101の出力信号と予め設定された第1の基
準値との比較が行われ、第1の基準値以上の信号が検出
点として検出される。この第1の基準値としては、例え
ば、受信機雑音に対する誤検出率PfaをPfa=10-2程
度と従来の値と比べて著しく大きく設定する。組み合わ
せ生成器103では、基準値検出器102によって検出
された検出点に対し、互いに相異なる2つの点の組み合
わせが作成され、直線検出器104で、作成された各々
の2点の組み合わせによって決まる直線が算出される。
【0015】基準値検出器102の出力結果が、図5
(b)に示されるような場合、組み合わせ生成器103
で作成される2つの点の組み合わせは以下のとおりとな
る。
【0016】 (P1,P2)、(P1,P3)、・・・、(P1,PN) (P2,P3)、(P2,P4)、・・・、(P2,PN) (P3,P4)、・・・、(PN-1,PN) (N=2、
3、・・・) 直線算出器104において、これらの検出点の組み合わ
せに基づいて算出される直線は、傾きaM=(PNのy座
標−PN-1のy座標)/(PNのx座標−PN-1のx座
標)、切片bM=PN-1のy座標−a×PN-1のx座標と
なる。直線算出器104で算出された各直線に対してハ
フ変換器105によりハフ変換を施すと、直線は、該直
線の傾きaMおよび切片bMを座標とする点(aM、bM
に変換される。座標記憶器107は、ハフ変換器105
で求められたハフ平面上の各点の座標を記憶する。
【0017】一方、重み付け算出部106は、組み合わ
せ生成器103で生成された検出点の各組み合わせに対
して、重み付け値を算出する。重み付け値は、検出点の
信号強度に応じて算出される。すなわち、実際の目標点
の信号強度が250(全ての目標信号で等しい値をとる
ものとする)であり、前述の第1の基準値を50とした
場合に、その差分値は200となる。したがって、2つ
の目標点による組み合わせに対して付される重み付け値
は、200×2=400となる。また、ノイズ等の信号
強度が80(全てのノイズ信号で等しい値をとるものと
する)である場合、第1の基準値との差分値は30とな
る。したがって、ノイズ点同士の組み合わせに付される
重み付け値は30×2=60、ノイズ点と目標点との組
み合わせに付される重み付け値は200+30=230
となる。座標記憶器107は、重み付け算出器106で
算出された全ての検出点の組み合わせに対する重み付け
値をハフ平面上の座標点ごとに記憶する。
【0018】計数累積器108は、座標記憶器107に
記憶されているハフ平面上の座標点のうち同一の座標点
の数を計数値として求める。
【0019】例えば、組み合わせ生成器103で生成さ
れた上述の組み合わせの中で、(P1,P2)、(P1
3)、(P1,P4)、(P1,P5)、(P2,P3)、
(P2,P4)、(P2,P5)、(P3,P4)、(P3
5)、(P4,P5)の10個の組み合わせが、実際の
目標点同士による組み合わせであるとする。直線算出器
104でこれらの組み合わせに基づいて算出される直線
は、ハフ変換されることによって、同一の座標点
(a0、b0)に変換される。したがって、計数累積器1
08では、同一の座標点(a0、b0)に変換される目標
点の組み合わせが10個あるため、この座標点(a0
0)の計数値として10が求められる。
【0020】さらに、計数累積器108は、同一の座標
点に変換された各検出点の組み合わせに対して付されて
いる重み付け値の累積値を算出する。上述の例で説明す
ると、同一の座標点(a0、b0)に変換された目標点同
士の組み合わせに対して付されている重み付け値は、各
々400であるから、その累積値は計数値が10である
ため、10×400=4000となる。ここで、図2
は、ハフ平面上の座標点ごとの累積値を示す図であり、
累積値が大きいほど、変換された検出点の組み合わせが
多いこと及びその組み合わせが目標点同士の組み合わせ
によるものであることを表す。また、累積値が0である
座標点は、その座標点に変換された検出点の組み合わせ
がなかったことを示し、また、累積値が小さい座標点
は、変換された検出点の組み合わせが少ないかあるいは
ノイズ点による組み合わせの割合が多いかを示す。
【0021】座標点検出器109は、計数累積器で算出
された累積値に対して所定の第2の基準値を与えて該基
準値以上の累積値に対応するハフ平面上の座標点を検出
する。ここで、同一の座標点に変換される検出点の組み
合わせの中に、ノイズ点を含む組み合わせが多く含まれ
る場合、あるいは変換される検出点の組み合わせ数が少
ない場合には、計数累積器108で求められる累積値は
小さいため、基準値以下となり、そのような座標点は検
出されない。実空間線分検出器110は、座標点検出器
109で検出されたハフ平面上の座標点に基づいてハフ
変換前の実空間における線分を特定する。この特定され
た線分は、目標の移動航跡を示すものであり、したがっ
て、該線分を特定することによって、目標を検出するこ
とができる。
【0022】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明の目標検出
装置によれば、2つの検出点の組み合わせから決定され
る直線に対してハフ変換を行うことにより目標の移動軌
跡の直線がハフ平面上で点として表されるため検出性能
の劣化を抑えることができる。
【0023】さらに、検出点の信号強度に応じて付加さ
れる重み付け値のハフ平面上で同一点に変換される検出
点の組み合わせの計数値分の累積値を考慮することによ
って、受信機雑音や食らった消え残り信号のように一時
的に発生する信号のように累積値が大きくならない信号
点を検出することを防ぐことができる。
【0024】したがって、近傍フォールス点による誤検
出あるいは目標の未検出を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の目標検出装置の一実施の形態の構成を
示すブロック図である。
【図2】図1における計数累積器の動作を説明するため
の図である。
【図3】従来の目標検出方法の一例を示す図である。
【図4】従来の目標検出方法において、基準値の大きさ
による問題点を説明するための図である。
【図5】受信信号から得られる検出点を示す図である。
【符号の説明】
101 信号処理装置 102 基準値検出器 103 組み合わせ生成器 104 直線検出器 105 ハフ変換器 106 重み付け算出器 107 座標記憶器 108 計数累積器 109 座標点検出器 110 実空間線分検出器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 寛 東京都港区芝五丁目7番1号 日本電気株 式会社内 (72)発明者 森川 博之 東京都文京区本郷7丁目3番1号 (72)発明者 水町 守志 東京都文京区本郷7丁目3番1号

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 受信信号と第1の基準値とを比較して、
    該第1の基準値を越える信号を検出点として検出する検
    出手段と、 所定の期間で前記検出手段によって検出される複数の検
    出点のうちの2つの検出点からなる組み合わせを作成
    し、該2つの検出点によって決定される直線を前記組み
    合わせ毎に算出する算出手段と、 前記算出手段によって算出された各直線に対しそれぞれ
    ハフ変換を施し、該直線をハフ平面上の点に変換するハ
    フ変換手段と、 前記ハフ変換手段によって得られる複数の点のうち同一
    の座標に位置する点に変換される前記直線の数を計数す
    る計数手段と、 前記計数手段によって計数された前記数が第2の基準値
    を越える場合に、前記ハフ変換によって同一の座標に位
    置する点に変換された前記直線を目標の移動航跡として
    検出する手段とを備えることを特徴とする目標検出装
    置。
  2. 【請求項2】 受信信号と第1の基準値とを比較して、
    該第1の基準値を越える信号を検出点として検出する検
    出手段と、 所定の期間で前記検出手段によって検出される複数の検
    出点のうちの2つの検出点からなる組み合わせを作成
    し、該2つの検出点によって決定される直線を前記組み
    合わせ毎に算出する算出手段と、 前記算出手段によって算出された各直線に対しそれぞれ
    ハフ変換を施し、該直線をハフ平面上の点に変換するハ
    フ変換手段と、 前記ハフ変換手段によって得られる複数の点のうち同一
    の座標に位置する点に変換される前記直線の数を計数す
    る計数手段と、 前記検出点における信号強度に応じて算出される重み付
    け値を前記組み合わせ毎に付加し、前記計数手段によっ
    て得られる前記数および前記重み付け値に基づいて、前
    記同一の座標に位置する点ごとに前記重み付け値の累積
    値を算出する累積手段と、 前記累積手段によって得られる前記累積値が第2の基準
    値を越える場合に、前記ハフ変換によって同一の座標に
    位置する点に変換された前記直線を目標の移動航跡とし
    て検出する手段とを備えることを特徴とする目標検出装
    置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8717228B2 (en) 2010-11-19 2014-05-06 Furuno Electric Company Limited Method and device for detecting target object, and radar apparatus
JP2015105868A (ja) * 2013-11-29 2015-06-08 三菱電機株式会社 レーダ信号処理装置及びレーダ信号処理方法

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US8717228B2 (en) 2010-11-19 2014-05-06 Furuno Electric Company Limited Method and device for detecting target object, and radar apparatus
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Date Code Title Description
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19981104