JPS61253481A - 目標抽出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、放射状スキャン装置によって得られた信号
から、背景ノイズ等の不用な情報を取り除いて目標を抽
出することが可能な、目標抽出装置に関する。

〔従来の技術〕

第２図は、放射状スキャン装置を用いた従来の目標抽出
装置の構成の１例を示す図であって２図において＋１）
は入力光、（２）は放射状スキャン光学系。

（３）は受光素子、（４）は受光素子出力、（５）はサ
ンプリング器、（６）はサンプリング器出力、（７）は
人／Ｄコンバータ、（８）はＡ／Ｄコンバータ出力、（
９）は微係数検出器、　Ｑｌは目標位置信号、αＢは座
標変換器、α２は目標位置信号（Ｘ方向）、α３は目標
位置信号（Ｙ方向）である。

第３図は、第２図における放射状スキャン光学系（２）
の走査パターンを示す図であって、α楊は放射状スキャ
ンパターン、収りはＸ座標軸、　ｌｌｉはＹ座標軸であ
る。

第２図における放射状スキャン光学系（２）は、その視
野内を第３図における放射状スキャンパターンＩに示す
ように走査する。放射状スキャンパターンをＸ座標軸α
９及びＹ座標軸翰によって示される座標系によって記述
すると、（１）式のようになるｔ：時刻 第２図における放射状スキャン光学系（２）によって走
査された光は１受光素子（３）にはいシ、電気信号に変
換される。受光素子出力（４）は、サンプリング器（５
）によって、一定時間間隔ごとにサンプリングされる。

サンプリング器出力（６）は、　Ａ／Ｄコンバータ（７
）によってＮビット（Ｎは自然数）に量子化される。微
係数検出器（９）は、１回の走査時間のうちでＡ／Ｄコ
ンバータ出力（８）の時間変化率が最大である時刻を目
標位置と判定して出力する。すなわ）　　ち＊　　Ａ／
Ｄコンバータ出力（８）をＡ向（Ｔは時刻、整数）とす
ると、微係数検出器（９）の出力である目標位置信号α
呻は（２）式におけるＥＧ（慣が全視野の走査時間のう
ちで最大値をとるときのＴである。

・・・（１１ＥＧ（７）＝１人Ｄ（クーＡＤ（Ｔ−Ｋ　
）ｌ　　・・・・・・・・・・・・（２）（ただしＫは
一定の整数） 目標位置信号ａｌは、座標変換器ａ９によって、第３図
におけるＸ座標軸α９及びＹ座標軸ａｅによシ示される
座標系に変換される。目標位置信号（Ｘ方向）ａりをＸ
ｔ、目標位置信号（Ｙ方向）（Ｉ３をＹｔ、目標位置信
号ａ・を”ｍａｘとすると、（１）式よシ（３）式が成
立する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

第４図は、放射状スキャン装置を用いた目標抽出装置の
運用概念図の１例であって、鰭は放射状スキャン装置、
　Ｑａは目標、鱈は海面、（２Ｇは視野中心を示す線、
ｃｌｌｌは視野上限を示す線、ｃ！３は視野下限を示す
線、０は視野中心の俯角、ｈは視野上限の俯角、＠は視
野下限の俯角である。

第４図において、放射状スキャン装置面は海面ａ場を見
おろすように設置されている。放射状スキャン装置ａη
は、第３図における放射状スキャンパターンα心に示す
ように視野内を走査するが、視野内でＹ座標が最大とな
る箇所が視野上限を示す線ａｎに、視野内でＹ座標が最
小となる箇所が視野下限を示す線（２）に、視野中心が
、視野中心を示す線■に各々相当する。すなわち放射状
スキャン装置ａηは、第４図において、視野上限を示す
線ｒ２１１と視野下限を示す線（２）ではさまれる部分
を走査する。

この走査の間に、受光素子（３）が海面ａ９を見おろす
俯角は、視野中心の俯角（ハ）を中心に、視野上限の俯
角（ハ）から視野下限の俯角（ハ）まで弯化する。いま
視野中心の俯角をθ。とじ、放射状スキャンの走査視野
を±φとすると、受光素子（３）が海面ａ！Ｊを見おろ
す俯角θの放射状スキャンによる変化の範囲は。

近似的に（４）式のようになる。

θ−φ≦θ≦００＋φ　・・・・・・・・・・・・・・
・・・・（４）第５図は、赤外領域における背景輝度の
俯角依存性の１例を示すための図であって、＠は受光素
子（３）が海面ａ９を見おろす俯角θ、＠は背景輝度。

（至）は背景輝度の俯角依存性曲線である。

受光素子（３）と海面（１９との距離が、受光素子（３
）が海面鱈な見おろす俯角θによって変化するため。

受光素子（３）と海面０との間に存在する大気の影響に
よって、背景輝度が第５図のような俯角依存性をもつ。

第６図は、背景輝度が第５図に示すような俯角依存性を
もつ場合の放射状スキャンによる受光素子（３）の受信
電力の時間変化の１例を示すものであり【、＠は受信電
力（相対値）、ＯＩは時間軸、　０１）は受光素子（３
）の受信電力曲線、（至）は放射状スキャンの花びら１
枚分走査時間、０３は目標の存在位置。

（２）は目標と誤認しやすい箇所、　（４１１は微係数
検出器（９）によって計算されるＫＧ（至）の軸、（６
）は微係数検出器（９）によって計算されるＦｉＧｅｒ
）の特性曲線である。

第６図において、背景輝度の俯角依存性に起因する背景
ノイズのｐｅａｋ　　ｔｏ　ｐｅａｋ値は、目標信号の
ｐｅａｋ　ｔｏ　ｐｅａｋ値に比べてかなシ大きく、そ
のために目標の存在位置（至）以外に、目標と誤認しや
すい箇所（ロ）が存在する。すなわち、従来技術におい
ては、第２図における微係数検出器（９）が、上記目標
と誤認しやすい箇所（至）を目標と誤認して検出してし
まうことがあフ、正確な目標抽出ができないという問題
点があった。

この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、放射状スキャンによる背景輝度の時間変化に起因
する背景ノイズを効果的に除去し。

正確な目標抽出を行なうことを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明にかかる目標抽出装置は、放射状スキャン装置
からの信号なＮピッ）（Ｎは自然数）にディジタル変換
した信号を平滑化するスムージング器と、このスムージ
ング器の出力を、上記放射状スキャン装置からの信号を
Ｎビットにディジタル変換した信号から減する減算器と
、この減算器の出力の時間変化が最大となる点を検出す
るエツジ検出器とを設けたものである。

〔作用〕

この発明においては、放射状スキャン装置からの信号の
各点について例えばある一定時間の範囲の時間平均をと
るととＫよって得られた信号を。

もとの放射状スキャン装置からの信号から減することに
よって、背景輝度の時間変化に起因する背景ノイズの影
響を除去した信号を得て、この信号の時間変化が最大と
なる点を目標位置として検出する。

〔実施例〕

第１図はこの発明の１実施例の構成を示すものであって
、（２）はスムージング器、ｏｅはスムージング器出力
、（財）は減算器、＠は減算器出力、Ｃ１１はエツジ検
出器、−はディレィラインである。

第１図において、放射状スキャン光学系（２）、受光素
子（３）、サンプリング器（５）、＾／Ｄコンバータ（
７）の動作は、〔従来の技術〕の項で説明した第２図に
おけるものと全く同じである。スムージング器（至）は
、　Ａ／Ｄコンバータ出力（８）の各点について。

ある一定時間の範囲の時間平均をとる。すなわち。

Ａ／Ｄコンバータ出力（８）をＡＤケ）（Ｔは時刻、整
数）。

スムージング器出力（至）をＡＤ８（１）とすると、（
５）式が成立する。

ただし、Ｃは一定の自然数 減算器（ロ）は、Ａ／Ｄコンバータ出力（８）からスム
ージング器出力（至）を減算する。すなわち、減算器出
力（至）をｚ　（Ｔ）とすると、（６）式が成立する。

ｚ（ＩＩ５＝ＡＤｅｒ）−ＡＤｓｅｒ）・−−−−−−
−−・−−−−−−−・−（ｅ）エツジ検出器（至）は
、減算器出力（至）の時間変化が最大となる点を検出す
る。エツジ検出器（至）の動作を以下に説明する。エツ
ジ検出器（至）は、各時刻ＴＫ一定の自然数）まで変化
させたときのＱ（Ｔ、Ｉ）の最大値ＱＭ（ＴＩを計算す
る。

Ｑ（Ｔ＊　Ｉ　）＝Ｉ　ｚｅｒ）−Ｚ（Ｔ−Ｉ）　Ｉ　
−−−−−−（７まただし、Ｉは１≦工≦Ｍ　　（Ｍは
一定の自然数）なる自然数 １回の走査期間におけるＱＭ（’ｒ）の計算が終了した
ら。

エツジ検出器（至）は、全視野の走査期間においてＱＭ
（７）が最大値をとる時刻ＴＩを求め、これを目標位置
信号−として、座標変換器αＢに出力する。

座標変換器（１１１の動作は、〔従来の技術〕の項で説
明した第２図におけるものと全く同じである。

〔発明の効果〕

第１図は、この発明の効果を示すための図であって、Ｃ
１１は減算器出力（至）の軸、（７）は減算器出力（至
）特性曲線、Ｕはエツジ検出器（至）によって計算され
るＱＭ（７）の軸、（ハ）はエツジ検出器（至）によっ
て計算されるＱＭ（慣の特性曲線である。

第７図における特性は、第６図における受光素力したと
きの値から求めている。

第７図に示すように、減算器出力（至）特性曲線−は、
目標の存在位置（至）で最大の傾斜をもつ急峻なエツジ
を示しておシ、他に目標と誤認するような箇所は存在し
ないので、エツジ検出器（２）によって目標の存在位置
（至）を正確に検出することができる。

このように、この発明によれば、放射状スキャン装置の
出力の背景輝度の時間変化に起因する背景ノイズを効率
よく除去し、目標信号のもつエツジを正確に検出して、
目標の存在位置を知ることができるので、この発明は放
射状スキャン装置を用いた目標抽出装置の精度及び信頼
度の向上に大きく寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の１実施例の構成を示す図。 第２図は放射状スキャン装置を用いた従来の目標抽出装
置の構成の１例を示す図、第３図は第２図における放射
状スキャン光学系（２）の走査パターンを示す図、第４
図は放射状スキャン装置を用いた目標抽出装置の連用概
念図、第５図は赤外領域における背景輝度の俯角依存性
の１例を示すための図、第６図は背景輝度が第５図に示
すような俯角依存性をもつ場合の放射状スキャンによる
受光素子（３）の受信電力の時間変化の１例を示す図、
第７図はこの発明の効果を示すための図である。 図において、（２）は放射状スキャン光学系、（３）は
受光素子、（５）はサンプリング器、（７）は人２勺コ
ンバータ、　ａｍ）は座標変換器、＠はスムージング器
、（ロ）は減算器、Ｏｌはエツジ検出器、卿はディレィ
ラインである。 なお１図中同一あるいは相当部分には、同一符号を付し
て示しである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　目標からの光を受光する放射状スキャン光学系と、こ
   の放射状スキャン光学系によつて受光された光を電気信
   号に変換する受光素子と、この受光素子から出力される
   電気信号をサンプリングするサンプリング器と、このサ
   ンプリング器の出力をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ
   コンバータと、このＡ／Ｄコンバータの出力を平滑化す
   るスムージング器と、上記Ａ／Ｄコンバータの出力から
   上記スムージング器の出力を減算する減算器と、この減
   算器の出力の時間変化が最大となる点を検出するエッジ
   検出器と、このエッジ検出器の出力を放射状スキャン座
   標系からＸ−Ｙ座標系へ変換する座標変換器とを備えた
   ことを特徴とする、目標抽出装置。