(57)【要約】【課題】  正確に目標を類別できるレーダ装置を得る。【解決手段】  マッチング処理部６において、受信信号に基づき作成したレンジプロファイルおよびドップラプロファイルと候補目標毎に予め保持する参照情報とを照合してレンジプロファイル相関値およびドップラプロファイル相関値を算出し、類別処理部３において、目標の位置情報や速度情報などを含む追尾情報に基づき各々重み付けされたレンジプロファイル相関値とドップラプロファイル相関値とを用いて目標を類別する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
目標からの反射波を受信信号として受信し、前記目標を類別するレーダ装置において、
前記受信信号に基づき前記目標の追尾情報を算出する追尾処理部と、
前記受信信号に基づき前記目標のレンジプロファイルを作成するレンジプロファイル作成部と、
前記受信信号に基づき前記目標のドップラプロファイルを作成するドップラプロファイル作成部と、
候補目標毎の参照レンジプロファイルおよび参照ドップラプロファイルを保持し、前記レンジプロファイルと前記参照レンジプロファイルとの照合および前記ドップラプロファイルと前記参照ドップラプロファイルとの照合により、候補目標毎にレンジプロファイル相関値およびドップラプロファイル相関値を算出するマッチング処理部と、
前記レンジプロファイル相関値および前記ドップラプロファイル相関値の各々に対する重み付けを前記追尾情報に基づき調整し、重み付けされたレンジプロファイル相関値とドップラプロファイル相関値とを加算した値を相関結果として候補目標毎に算出する類別処理部とを備えたレーダ装置。
【請求項２】
前記類別処理部は、前記追尾情報に基づき、前記目標の進行方向がレンジ方向に近づくにつれ前記レンジプロファイル相関値に対する重み付けを大きく、かつ前記ドップラプロファイル相関値に対する重み付けを小さくし、前記目標の進行方向がクロスレンジ方向に近づくにつれ前記レンジプロファイル相関値に対する重み付けを小さく、かつ前記ドップラプロファイル相関値に対する重み付けを大きくすることを特徴とする請求項１記載のレーダ装置。
【請求項３】
前記受信信号に基づき前記目標のＩＳＡＲ画像を作成するＩＳＡＲ画像作成部を備え、
前記マッチング処理部は、候補目標毎の参照ＩＳＡＲ画像を保持し、前記ＩＳＡＲ画像と前記参照ＩＳＡＲ画像との照合により、候補目標毎にＩＳＡＲ画像相関値を算出し、
前記類別処理部は、前記ＩＳＡＲ画像相関値が閾値より大きい場合は、前記ＩＳＡＲ画像相関値を前記相関結果とすることを特徴とする請求項１または請求項２記載のレーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受信信号に基づいて、目標の存在有無のみならず、目標の種別を判断するレーダ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のレーダ装置においては、送信信号をアンテナから放射し、目標により反射された信号をアンテナで受信し、この受信信号からレンジプロフィール、ドップラ分布および速度等の航跡情報を生成し、これらのデータと閾値とを比較することにより、まず各々のデータに基づいて目標の類別を推定した結果を算出している。そして、レンジプロフィール、ドップラ分布および航跡情報に基づく目標の類別推定結果のそれぞれに重み付けをして加算した値から最終的に目標を類別している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、受信信号からＩＳＡＲ（Ｉｎｖｅｒｓｅ  Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  Ａｐｅｒｔｕｒｅ  Ｒａｄｅｒ）画像を生成し、予め格納された目標モデルから環境変数に基づき生成された参照画像とＩＳＡＲ画像とのパターン照合を行い、目標を類別するものもある（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３４１０２２
【特許文献２】特開２００５−３４５１２５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のレーダ装置では、レンジプロフィール、ドップラ分布および航跡情報を用いて、閾値との比較により目標の類別を推定している。形状等の特徴が種別毎に大きく異なる場合は、閾値による類別処理は可能であるが、特徴が類似する種別については、閾値による類別が困難であり、正確に目標を類別することができないという問題があった。また、目標の進行方向によっては、レンジプロフィールやドップラ分布に基づく類別処理は精度が劣化するという問題もあった。
【０００６】
また、ＩＳＡＲ画像と参照画像とのパターン照合に基づく類別処理は、目標が船舶等の場合はゆらぎが発生し、正確に目標を類別することができないという問題があった。
【０００７】
本発明は、上述の問題点を解決するためになされたもので、正確に目標を類別できるレーダ装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るレーダ装置は、レンジプロファイル相関値およびドップラプロファイル相関値に対する重み付けを目標の位置情報や速度情報を含む追尾情報に基づいて各々調整し、重み付けされたレンジプロファイル相関値とドップラプロファイル相関値とを加算した値を候補目標毎に算出して目標を類別するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、追尾情報に基づく目標の進行方向に応じて、レンジプロファイル相関値とドップラプロファイル相関値との重み付けを調整している。目標の進行方向に応じてレンジプロファイルに基づく類別とドップラプロファイルに基づく類別との重み付けを調整することにより、レーダ装置の類別精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１によるレーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１によるレーダ装置が作成する各種情報を説明する図である。
【図３】本発明の実施の形態１によるマッチング処理部６の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態１による類別処理部３の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態２によるレーダ装置の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態２によるマッチング処理部６の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施の形態２による類別処理部３の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明に係るレーダ装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。以下の各図において、同一符号は、同一または相当の構成を示す。
【００１２】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１によるレーダ装置の構成を示すブロック図である。検出処理部１は受信信号が入力され、目標の存在有無を検出する。追尾処理部２は、検出処理部１からの出力信号に基づき目標を追尾することで、速度情報、位置（高度）情報等の追尾情報を算出し、類別処理部３へ出力する。ＩＳＡＲ処理部４は受信信号に対して、距離補償、位相補償等の処理を行う。レンジプロファイル作成部５は、ＩＳＡＲ処理部４の出力信号からレンジプロファイルを作成する。このレンジプロファイルと予め保持する参照レンジプロファイルとの照合がマッチング処理部６において行われる。ドップラプロファイル作成部７は、ＩＳＡＲ処理部４の出力信号からドップラプロファイルを作成する。このドップラプロファイルと予め保持する参照ドップラプロファイルとの照合がマッチング処理部６において行われる。追尾処理部２の出力信号およびマッチング処理部６の出力信号に基づき、類別処理部３は目標を類別する。
【００１３】
図２は本発明の実施の形態１によるレーダ装置が作成する各種情報を説明する図である。ＩＳＡＲ処理部４は、複数ヒット分の受信信号に対して距離補償、位相補償等のＩＳＡＲ処理を実施し、図２（ａ）に示す時間軸−レンジ軸の情報（以下、時間−レンジ情報と記す）を作成する。レンジプロファイル作成部５では、ＩＳＡＲ処理部４が出力した図２（ａ）に示す時間−レンジ情報を時間軸方向に積分して図２（ｂ）に示すレンジプロファイルを作成する。
【００１４】
ドップラプロファイル作成部７は、ＩＳＡＲ処理部４が出力した時間−レンジ情報に対してＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）処理を行うことで、図２（ｃ）に示すドップラ軸−レンジ軸の情報（以下、ドップラ−レンジ情報と記す）を作成し、これをレンジ軸方向に積分して図２（ｄ）に示すドップラプロファイルを作成する。
【００１５】
図３は本発明の実施の形態１によるマッチング処理部６の構成を示すブロック図である。参照情報記憶部６１は、候補目標毎（目標の種別毎）に参照情報を保持している。本実施の形態１では、参照情報として参照レンジプロファイルおよび参照ドップラプロファイルを保持している。相関演算部６２は、レンジプロファイル作成部５から出力されるレンジプロファイルと参照情報記憶部６１に保持する参照レンジプロファイルとの相関値を候補目標毎に演算する。同様に、相関演算部６３は、ドップラプロファイル作成部７から出力されるドップラプロファイルと参照情報記憶部６１に保持する参照ドップラプロファイルとの相関値を候補目標毎に演算する。マッチング処理部６は、候補目標毎に、レンジプロファイル相関値およびドップラプロファイル相関値を算出し、類別処理部３へ出力する。候補目標毎の各相関値の演算処理は相関演算部６２、６３において時分割で行ってもよいし、レンジプロファイル用／ドップラプロファイル用それぞれについて、候補目標の種別の数だけ相関演算部を準備し、並列に処理してもよい。
【００１６】
図４は本発明の実施の形態１による類別処理部３の構成を示すブロック図である。類別処理部３では、追尾情報に基づき、マッチング処理部６から出力される各相関値に乗算する重み付け係数を各々決定する。重み付け調整部３１は、追尾処理部２から出力される追尾情報をもとに目標の進行方向を判断し、目標の進行方向に応じて、レンジプロファイルに基づく類別とドップラプロファイルに基づく類別との重視の割合を調整する。即ち、レンジプロファイルとドップラプロファイルの各々の相関値に対して、目標の進行方向に応じた重み付けがなされるように重み付け係数Ｗｒ、Ｗｄを出力する。
【００１７】
例えば、目標の進行方向がレンジ方向に近い場合は、レンジプロファイルに基づく類別を重視するため、レンジプロファイル相関値に対する重み付け係数Ｗｒを大きくし、ドップラプロファイル相関値に対する重み付け係数Ｗｄを小さくする。目標の進行方向がレンジ方向からクロスレンジ方向（レンジ方向に直交する方向）に向くに従い、ドップラプロファイルに基づく類別を重視するため、レンジプロファイル相関値に対する重み付け係数Ｗｒを小さくし、ドップラプロファイル相関値に対する重み付け係数Ｗｄを大きくする。
【００１８】
レンジプロファイル相関値と重み付け係数Ｗｒとを乗算器３３により乗算した結果と、ドップラプロファイル相関値と重み付け係数Ｗｄとを乗算器３４により乗算した結果とを加算器３５で加算し、相関結果として判断部３６へ出力する。判断部３６は、候補目標毎に算出される相関結果を比較し、相関結果が最大となる種別に目標が該当すると類別判断する。
【００１９】
本発明の実施の形態１によれば、目標の進行方向に応じてレンジプロファイルに基づく類別とドップラプロファイルに基づく類別との重み付けを調整するため、レーダ装置の類別精度が向上する。
【００２０】
実施の形態２．
実施の形態１では追尾情報、レンジプロファイルおよびドップラプロファイルを使用して目標を類別していたが、さらにＩＳＡＲ画像を用いてもよい。図５は本発明の実施の形態２によるレーダ装置の構成を示すブロック図である。以下では、実施の形態１との相違点について詳細に説明する。
【００２１】
図５において、ＩＳＡＲ画像作成部８はＩＳＡＲ処理部４が出力する時間−レンジ情報
に対してＦＦＴ処理を行い、ドップラ−レンジ情報に変換してＩＳＡＲ画像（図２（ｃ）参照）を作成する。なお、ドップラプロファイル作成部７およびＩＳＡＲ画像作成部８でのＦＦＴ処理が重複するため、ＩＳＡＲ画像作成部８において作成したＩＳＡＲ画像をドップラプロファイル作成部７へ入力し、ドップラプロファイル作成部７ではＦＦＴ処理を実施せずに入力されたＩＳＡＲ画像からドップラプロファイルを作成する構成としてもよい。
【００２２】
図６は本発明の実施の形態２によるマッチング処理部６の構成を示すブロック図である。本実施の形態２による参照情報記憶部６１は、候補目標の種別毎に参照情報として参照レンジプロファイル、参照ドップラプロファイル、参照ＩＳＡＲ画像を保持している。また、本実施の形態２によるマッチング処理部６は、レンジプロファイル相関値、ドップラプロファイル相関値を演算するとともに、ＩＳＡＲ画像作成部８から出力されるＩＳＡＲ画像と参照情報記憶部６１に保持する参照ＩＳＡＲ画像との相関値を相関演算部６４で演算する。マッチング処理部６は、候補目標毎に、レンジプロファイル相関値、ドップラプロファイル相関値およびＩＳＡＲ画像相関値を算出し、類別処理部３へ出力する。候補目標毎の各相関値の演算処理は相関演算部６２、６３、６４において時分割で行ってもよいし、レンジプロファイル用／ドップラプロファイル用／ＩＳＡＲ画像用それぞれについて、候補目標の種別の数だけ相関演算部を準備し、並列に処理してもよい。
【００２３】
図７は本発明の実施の形態２による類別処理部３の構成を示すブロック図である。重み付け調整部３１が、追尾処理部２から出力される追尾情報をもとに目標の進行方向を判断し、目標の進行方向に応じて、レンジプロファイルに基づく類別とドップラプロファイルに基づく類別との重み付けを調整する処理は、実施の形態１と同様である。
【００２４】
レンジプロファイル相関値と重み付け係数Ｗｒとを乗算器３３により乗算した結果と、ドップラプロファイル相関値と重み付け係数Ｗｄとを乗算器３４により乗算した結果とが加算器３５で加算され、相関結果処理部３７へ入力される。相関結果処理部３７には、マッチング処理部６から出力されるＩＳＡＲ画像相関値も入力される。本実施の形態２における類別処理部３では、目標のゆらぎが適当である場合はＩＳＡＲ画像を重視してＩＳＡＲ画像相関値を類別判断に用い、目標のゆらぎが小さい、もしくは大きい場合はレンジプロファイル相関値およびドップラプロファイル相関値を類別判断に用いる。
【００２５】
相関結果処理部３７は、ＩＳＡＲ画像相関値と閾値とを比較し、ＩＳＡＲ画像相関値が閾値よりも大きければＩＳＡＲ画像相関値を相関結果として判断部３６へ出力し、ＩＳＡＲ画像相関値が閾値以下であれば、加算器３５からの入力値を相関結果として判断部３６へ出力する。また、相関結果処理部３７において、加算器３５からの入力値とＩＳＡＲ画像相関値とを比較して、大きい方の値を相関結果として判断部３６へ出力してもよい。判断部３６は、候補目標毎に算出される相関結果を比較し、相関結果が最大となる種別に目標が該当すると類別判断する。
【００２６】
本発明の実施の形態２によれば、目標のゆらぎが適当である場合にはＩＳＡＲ画像に基づく類別を行い、目標のゆらぎが小さい、もしくは大きい場合には、目標の進行方向に応じてレンジプロファイルに基づく類別とドップラプロファイルに基づく類別との重み付けを調整するため、レーダ装置の類別精度が更に向上する。
【符号の説明】
【００２７】
２  追尾処理部
３  類別処理部
５  レンジプロファイル作成部
６  マッチング処理部
７  ドップラプロファイル作成部
８  ＩＳＡＲ画像作成部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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