(57)【要約】【課題】赤外線シーカによる目標検出精度を向上させる。【解決手段】本発明による飛しょう体１０は、飛しょう状況パラメータに応じた背景輝度分布により、光波ドーム１１を介して撮像された画像情報１００を補正する赤外線シーカを備える。【選択図】図１
2014105965.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光波ドームの温度変化に影響する飛しょう状況パラメータを検出する飛しょう状況パラメータ検出部と、
前記飛しょう状況パラメータに基づいて予測した背景輝度分布を、背景輝度予測情報として出力する背景輝度分布予測部と、
光波ドームを介して取得された輝度分布を示す画像情報を、前記背景輝度予測情報に基づいて補正し、補正後画像情報として出力する画像補正部と、
前記補正後画像情報を利用して自身の目標方位を決定する目標検出部と
を具備する
飛しょう体。
【請求項２】
請求項１に記載の飛しょう体において、
飛しょう状況パラメータに対応する背景輝度分布の予測値が格納された背景輝度情報テーブルを更に具備し、
前記背景輝度分布予測部は、前記飛しょう状況パラメータ検出部によって検出された飛しょう状況パラメータに対応する背景輝度分布の予測値を前記背景輝度情報テーブルから抽出し、抽出した前記予測値を前記背景輝度予測情報として出力する
飛しょう体。
【請求項３】
請求項１に記載の飛しょう体において、
前記背景輝度分布予測部は、飛しょう状況パラメータに対応する背景輝度分布の予測値が格納された背景輝度情報テーブルを更に具備し、
前記背景輝度分布予測部は、前記飛しょう状況パラメータ検出部によって検出された飛しょう状況パラメータに対応する背景輝度分布の予測値を前記背景輝度情報テーブルから抽出し、抽出した前記予測値における代表輝度と、前記画像情報の代表輝度との比較結果に基づいて設定された補正係数を用いて前記予測値を補正し、前記背景輝度予測情報として出力する
飛しょう体。
【請求項４】
請求項３に記載の飛しょう体において、
前記背景輝度分布予測部は、過去の前記背景輝度予測情報を記録する記憶装置を更に備え、
前記背景輝度分布予測部は、前記背景輝度情報テーブルから抽出した前記予測値における代表輝度と、前記記憶装置内の背景輝度予測情報の代表輝度との比較結果に基づいて設定された補正係数を用いて前記予測値を補正し、前記背景輝度予測情報として出力する
飛しょう体。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の飛しょう体において、
前記飛しょう状況パラメータは、飛しょう体の高度情報、速度情報、又は姿勢角情報のいずれかを含む
飛しょう体。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の飛しょう体において、
前記飛しょう状況パラメータは、前記光波ドームが空力加熱環境にさらされている時間を含む
飛しょう体。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の飛しょう体において、
前記画像補正部は、前記画像情報と前記背景輝度予測情報との差分を前記補正後画像情報として出力する
飛しょう体。
【請求項８】
光波ドームの温度変化に影響する飛しょう状況パラメータを検出するステップと、
前記飛しょう状況パラメータに基づいて予測した背景輝度分布を、背景輝度予測情報として出力するステップと、
光波ドームを介して取得された輝度分布を示す画像情報を、前記背景輝度予測情報に基づいて補正し、補正後画像情報として出力するステップと、
前記補正後画像情報を利用して飛しょう体の目標方位を決定するステップと
を具備する
飛しょう体の誘導方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飛しょう体、及び飛しょう体の誘導方法に関し、特に光波ドームを介して取得される輝度分布を利用して目標方向を検出する飛しょう体、及び飛しょう体の誘導方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
飛しょう体の熱源（例えばエンジン等）から外部に放出される波長３〜１５μｍ（中波長帯又は長波長帯）の赤外線を検出することで、当該飛しょう体の位置（目標方向）を特定する赤外線シーカが知られている。例えば、飛しょう体の先端部に搭載した赤外線シーカによって目標の熱源位置を検出することで、当該飛しょう体を目標位置に誘導することができる。赤外線シーカは、大気中を高速度で移動する飛しょう体の先端部に搭載されるため、空力加熱からセンサ部を保護するための光波ドームやドームカバーが必要となる。
【０００３】
光波ドームは、検出する赤外線を透過可能な材料（例えばサファイア、スピネル、イットリア、フッ化マグネシウム、硫化亜鉛等）により形成される。ドームカバーは金属あるいは耐熱材料で形成され、赤外線シーカによる赤外線誘導を開始するまでの間、空力過熱や雨滴等から光波ドームを含む赤外線シーカを保護する。
【０００４】
飛しょう体が目標近傍に移動しドームカバーが飛しょう体から分離した後、赤外線シーカによる赤外線誘導が開始される。このため、赤外線誘導が行われるとき、光波ドームは高速飛しょう中の外部環境に直接晒され、空力加熱されることとなる。このとき、空力加熱された光波ドームからの熱放射による雑音により輝度分布のＳ／Ｎ比が低下し、目標位置を特定できなくなる恐れがある。
【０００５】
このような光波ドームに対する空力加熱に起因する位置検出精度の低下を防止する技術が、例えば特許第２８５０８８６に記載されている（特許文献１参照）。
【０００６】
特許文献１には、球面状の光波ドームからの熱放射による輝度勾配を補正することで、目標位置の検出精度を向上させている。詳細には、光波ドームからの熱放射は、センサにおいて画像として取得され、当該画像には、光波ドームにおけるよどみ点を中心とした複数の同心円により区画される複数のエリアが設定される。続いて、複数のエリアの各々の平均輝度値により取得画像の輝度勾配が補正される。
【０００７】
特許文献１に記載の方法では、球面状の光波ドームを利用した場合にのみ有効な補正処理であり、他の形状、例えば平面を組み合わせた角錐型の光波ドームを利用した光波シーカに適用することはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第２８５０８８６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、赤外線シーカによる目標検出精度を向上させることにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、光波ドームの形状によらず赤外線シーカによる目標検出精度を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、本発明は、以下に述べられる手段を採用する。その手段を構成する技術的事項の記述には、［特許請求の範囲］の記載と［発明を実施するための最良の形態］の記載との対応関係を明らかにするために、［発明を実施するための最良の形態］で使用される番号・符号が付加されている。但し、付加された番号・符号は、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲を限定的に解釈するために用いてはならない。
【００１２】
本発明による飛しょう体（１０）は、飛しょう状況パラメータ検出部（４）、背景輝度分布予測部（５）、画像補正部（６）、目標検出部（７）を具備する。飛しょう状況パラメータ検出部（４）は、光波ドーム（１１）の温度変化に影響する飛しょう状況パラメータ（２００）を検出する。背景輝度分布予測部（５）は、飛しょう状況パラメータ（２００）に基づいて予測した背景輝度分布を、背景輝度予測情報（１０２）として出力する。画像補正部（６）は、光波ドーム（１１）を介して取得された輝度分布を示す画像情報（１００）を、背景輝度予測情報（１０２）に基づいて補正し、補正後画像情報（１０３）として出力する。目標検出部（７）は、補正後画像情報（１０３）を利用して飛しょう体（１０）の目標方位を決定する。本発明によれば、飛しょう状況パラメータに応じた背景輝度分布により、光波ドーム（１１）を介して撮像された画像情報（１００）を補正しているため、飛行状況に応じて変化する画像情報（１００）内の背景輝度を選択的に除去することができる。
【００１３】
本発明による飛しょう体（１０）は、飛しょう状況パラメータに対応する背景輝度分布の予測値が格納された背景輝度情報テーブル（５０）を更に具備することが好ましい。背景輝度分布予測部（５）は、飛しょう状況パラメータ検出部（４）によって検出された飛しょう状況パラメータ（２００）に対応する背景輝度分布の予測値を背景輝度情報テーブル（５０）から抽出し、抽出した予測値を背景輝度予測情報（１０２）として出力する。このように、飛しょう状況に応じた背景輝度分布の予測値をあらかじめ用意しておくことで、目標検出のための演算速度を高めることができる。
【００１４】
本発明に係る背景輝度分布予測部（５）は、飛しょう状況パラメータ検出部（４）によって検出された飛しょう状況パラメータ（２００）に対応する背景輝度分布の予測値（１０１）を背景輝度情報テーブル（５０）から抽出し、抽出した予測値（１０１）における代表輝度と、画像情報（１００）の代表輝度との比較結果に基づいて設定された補正係数を用いて予測値（１０１）を補正し、背景輝度予測情報（１０２）として出力することが好ましい。これにより、画像情報（１００）における背景輝度と、背景輝度予測情報（１０２）との差分が大きくなることによって目標検出ができなくなることを防止することができる。
【００１５】
本発明に係る背景輝度分布予測部（５）は、背景輝度情報テーブル（５０）から抽出した過去の背景輝度予測情報（１０５）を記録する記憶装置（５３）を更に備える。背景輝度分布予測部（５）は、背景輝度情報テーブル（５０）から抽出した予測値（１０１）における代表輝度と、記憶装置（５３）内の背景輝度予測情報（１０５）の代表輝度との比較結果に基づいて設定された補正係数を用いて予測値（１０１）を補正し、背景輝度予測情報（１０２）として出力する。このように、過去の画像情報（１００）の補正に利用した背景輝度予測情報（１０５）を次の画像補正に利用することで、目標検出のための演算時間を短縮化できる。
【００１６】
本発明に係る飛しょう状況パラメータ（２００）は、飛しょう体の高度情報、速度情報、又は姿勢角情報のいずれかを含むことが好ましい。
【００１７】
又、本発明に係る飛しょう状況パラメータ（２００）は、光波ドーム（１１）の所定の温度以上の加熱時間を含むことが好ましい
【００１８】
本発明に係る画像補正部（６）は、画像情報（１００）と背景輝度予測情報（１０２）との差分を補正後画像情報（１０３）として出力することが好ましい。
【００１９】
本発明による飛しょう体の誘導方法は、光波ドーム（１１）の温度変化に影響する飛しょう状況パラメータ（２００）を検出するステップと、飛しょう状況パラメータ（２００）に基づいて予測した背景輝度分布を、背景輝度予測情報（１０２）として出力するステップと、光波ドーム（１１）を介して取得された輝度分布を示す画像情報（１００）を、背景輝度予測情報（１０２）に基づいて補正し、補正後画像情報（１０３）として出力するステップと、補正後画像情報（１０３）を利用して飛しょう体の目標方位を決定するステップとを具備する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、赤外線シーカによる目標検出精度が向上する。
【００２１】
又、光波ドームの形状によらず赤外線シーカによる目標検出精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本発明による飛しょう体の実施の形態における構成の一例を示す図である。
【図２】図２は、本発明に係る背景輝度分布予測部の構成の一例を示す図である。
【図３】図３は、本発明に係る背景輝度情報テーブルの一例を示す図である。
【図４】図４は、本発明に係る画像情報の一例を示す図である。
【図５】図５は、本発明に係る背景輝度予測基本情報の一例を示す図である。
【図６】図６は、本発明に係る画像補正部の動作の一例を示す図である。
【図７】図７は、本発明に係る目標検出部の構成の一例を示す図である。
【図８】図８は、本発明による背景輝度分布予測部の構成の他の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。図面において同一、又は類似の参照符号は、同一、類似、又は等価な構成要素を示している。同一の構成を個別に示す場合は参照符号に追番を付して説明する。
【００２４】
図１から図７を参照して、本発明による飛しょう体１０の実施の形態における構成の一例を説明する。図１は、本発明による飛しょう体１０の実施の形態における構成の一例を示す図である。図１を参照して、飛しょう体１０は、光波ドーム１１、センサ１、画像メモリ２、前処理部３、飛しょう状況パラメータ検出部４、背景輝度分布予測部５、画像補正部６、目標検出部７を具備する。
【００２５】
光波ドーム１１は、赤外線透過材料により形成され、例えば飛しょう体１０の先端部に搭載される。光波ドーム１１の形状は、センサ１を保護するとともに、空気抵抗の少ない（空力加熱が抑制される）形状であれば、球面状、角錐状、平面状等の形状から任意に選択できる。光波ドーム１１として利用され得る材料として、例えばサファイア（Ａｌ２Ｏ３）、Slシリコン（Ｓｉ）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）、スピネル（ＭｇＡｌ２Ｏ４）、イットリア（Ｙ２Ｏ３）、酸窒化アルミニウム（Ａｌ（２＋ｘ）Ｏ３Ｎｘ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）等のいずれかを含む材料が好適に用いられる。
【００２６】
センサ１は、中波長帯（３〜８μｍ）、長波長帯８〜１５μｍのいずれか又は両方の赤外線を検出する赤外線センサであることが好適である。センサ１は光波ドーム１１を通過した赤外光を、その光強度に応じた電気信号に変換し、画素データとして画像メモリ２に記録する。センサ１としては、赤外線画像センサ（例えば量子ドット型赤外線画像センサ）が好適に用いられる。画像メモリ２は、ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ等に例示される書き込み又は読み出し速度の速い半導体メモリが好適に利用される。
【００２７】
前処理部３、飛しょう状況パラメータ検出部４、背景輝度分布予測部５、画像補正部６、目標検出部７のそれぞれは、図示しない記憶装置に記憶されたプログラムが図示しない演算装置によって実行されることで実現されることが好ましい。あるいは、回路等のハードウェア、又はハードウェアとソフトウェアの協同動作によって実現されてもよい。
【００２８】
前処理部３は、画像メモリ２に記録された画素データから画像情報１００を作成する。前処理部３は、センサ１によって検出された輝度を画面座標に対応付けて画像情報１００として出力する。すなわち、画像情報１００は、光波ドーム１１を通過した赤外光のうち、センサ１の撮像範囲内において検出された輝度分布を示す。ここで、画像座標のディメンジョンは２次元又は３次元である。
【００２９】
飛しょう状況パラメータ検出部４は、光波ドーム１１に対する空力加熱分布に影響する飛しょう状況パラメータ２００を検出する。飛しょう状況パラメータ２００は、例えば、飛しょう体１０の高度、速度、姿勢角、光波ドーム１１の加熱時間のいずれかを含む。すなわち、飛しょう状況パラメータ検出部４は、飛しょう体の高度を検出する高度計、速度計、姿勢角検出器、光波ドーム１１の温度センサのいずれかを含む。
【００３０】
例えば、飛しょう体１０の高度は、飛しょう体１０周辺の空気密度に関係するため、例えば高度が高い場合空気密度が薄くなり光波ドーム１１に対する空力加熱は小さくなる。一方、高度が低い場合空気密度が高くなり光波ドーム１１に対する空力加熱は大きくなる。又、飛しょう体１０の速度が小さい場合、光波ドーム１１に対する流速が小さくなるため空力加熱は小さくなり、飛しょう体１０の速度が大きい場合、光波ドーム１１に対する空力加熱は大きくなる。姿勢角が変化すると、光波ドーム１１に当たる気流の向きや大きさ（光波ドーム１１と気流との相対角度）が変化し、光波ドーム１１に対する空力加熱分布は変化する。光波ドーム１１の加熱時間は、光波ドーム１１が、空力加熱環境にさらされている時間を示す。具体的には、光波ドーム１１の加熱時間は、光波ドーム１１を覆うドームカバー（図示なし）が外れ、光波ドーム１１が暴露された後の時間を示す。この場合、加熱時間は、図示しないドームカバーが外された時刻から計測された時間でもよいし、飛しょう体の飛しょう開始から、所定の時間が経過した時刻から計測された時間でもよい。
【００３１】
背景輝度分布予測部５は、飛しょう状況パラメータ２００及び画像情報１００に基づいて背景輝度予測情報１０２を出力する。図２は、背景輝度分布予測部５の構成の一例を示す図である。図２を参照して、背景輝度分布予測部５は、背景輝度情報テーブル５０、背景輝度選択部５１、背景輝度予測演算部５２を備える。
【００３２】
背景輝度情報テーブル５０は、図示しない記憶装置（例えば半導体メモリ）に記録され、予測された飛しょう状況パラメータ３００に対応付けられた背景輝度予測基本情報１０１を備える。図３は、背景輝度情報テーブル５０の構造の一例を示す図である。背景輝度情報テーブル５０には、飛しょう状況パラメータ３００（例えば、高度３０１、速度３０２、姿勢角３０３、加熱時間３０４のいずれか）を変化させたときの背景輝度分布（ノイズ分布）の予測値（例えばシミュレーション結果や試験結果）が、背景輝度予測基本情報１０１として、その予測に利用された飛しょう状況パラメータ３００に対応付けられて記録される。
【００３３】
背景輝度予測基本情報１０１は、高度３０１、速度３０２、姿勢角３０３、加熱時間３０４のいずれかが所定の値のときの背景輝度分布（ノイズ分布）の予測値である。例えば、高度３０１、速度３０２、姿勢角３０３、加熱時間３０４のそれぞれが所定の値を示すときの背景輝度（ノイズ）の予測値が画面座標に対応付けられて背景輝度予測基本情報１０１として記録される。ここで画面座標のディメンジョンは２次元又は３次元である。
【００３４】
背景輝度予測基本情報１０１は、所定の値の飛しょう状況パラメータ３００に対応付けられても良いし、所定の範囲の飛しょう状況パラメータ３００に対応付けられても良い。例えば、高度３０１として“５０００ｍ”、“５５００ｍ”、“６０００ｍ”のそれぞれに対応付けられた３つの背景輝度予測基本情報１０１が用意されても良いし、高度３０１として“５０００ｍから６０００ｍの範囲”に１つの背景輝度予測基本情報１０１が用意されても良い。又、飛しょう状況パラメータ３００における各パラメータの組み合わせは任意に設定できる。更に、背景輝度予測基本情報１０１として、光波ドーム１１の形状や材質に応じた値が用意されることが好ましい。これにより、様々な形状や材質の光波ドーム１１に応じた背景輝度分布の予測値を、画像補正に利用することが可能となる。
【００３５】
背景輝度選択部５１は、飛しょう状況パラメータ検出部４によって検出された飛しょう状況パラメータ２００に対応する背景輝度予測基本情報１０１を背景輝度情報テーブル５０から抽出し、背景輝度予測演算部５２に出力する。詳細には、背景輝度選択部５１は、飛しょう状況パラメータ２００に適合（一致）する飛しょう状況パラメータ３００に対応付けられた背景輝度予測基本情報１０１を、背景輝度情報テーブル５０から抽出し、背景輝度予測演算部５２に出力する。例えば、背景輝度選択部５１は、飛しょう状況パラメータ検出部４によって検出された高度、速度、姿勢角に応じた背景輝度予測基本情報１０１を背景輝度情報テーブル５０から抽出する。
【００３６】
背景輝度予測演算部５２は、画像情報１００に基づいて背景輝度予測基本情報１０１を補正し、背景輝度予測情報１０２として出力する。背景輝度予測情報１０２は、飛しょう状況パラメータに対応する光波ドーム１１を通過した赤外光ノイズ（背景輝度）の予測値であり、画像補正部６において画像情報１００の補正に利用される。画像補正部６では、画像情報１００から背景輝度予測情報１０２（予測されたノイズ成分）を削除することで、画像情報１００における背景輝度（ノイズ成分）を低減し、背景輝度が目標として検出されることを防止している。ここで、背景輝度として削除される値が大き過ぎると、補正後の輝度の値が負となる場合や、目標として検出されるべき輝度が、２値化するための閾値（以下、２値化可能閾値と称す）を下回り、目標として検出されなくなる場合がある。あるいは、背景輝度として削除される値が小さ過ぎると、背景輝度予測情報１０２による補正効果が小さくなり（なくなり）、背景輝度が目標として検出される可能性が残る。このため、背景輝度予測演算部５２は、飛しょう状況パラメータ２００に基づいて予測された背景輝度予測基本情報１０１を、実測された画像情報１００の輝度に応じて補正することで、目標検出に有効な背景輝度の予測値（背景輝度予測情報１０２）を生成する。
【００３７】
図４は、本発明に係る画像情報１００の一例を示す図である。図５は、本発明に係る背景輝度予測基本情報１０１の一例を示す図である。図４及び図５を参照して背景輝度予測演算部５２における背景輝度予測基本情報１０１の補正処理の具体例を説明する。ここでは、説明の簡単化のために、画面座標における１軸方向のみに注目して説明する。
【００３８】
背景輝度予測演算部５２は、画像情報１００と背景輝度予測基本情報１０１のそれぞれの代表輝度を算出し、代表輝度の比較結果に応じて背景輝度予測基本情報１０１を補正して背景輝度予測情報１０２（背景ノイズの予測値）を生成する。ここで、代表輝度とは、例えば輝度分布における最高輝度１１１、１１２、平均輝度１２１、１２２、最低輝度１３１、１３２が挙げられる。
【００３９】
例えば、代表輝度として、輝度分布の最大値を利用した背景輝度予測基本情報１０１に対する補正方法を説明する。ここでは、画像情報１００の最大値１１１から背景輝度予測基本情報１０１の最大値１１２を減じた値が、所定の値を超える場合、背景輝度予測基本情報１０１に“１”を超える補正係数を乗じた輝度分布が背景輝度予測情報１０２として出力される。すなわち、画像情報１００の最大値１１１が背景輝度予測基本情報１０１の最大値１１２よりも所定の値を超えて大きい場合、背景輝度予測基本情報１０１の輝度全体をベースアップした値が背景輝度予測情報１１２として出力される。あるいは、画像情報１００における輝度の最大値１１１から背景輝度予測基本情報１０１における輝度の最大値１１２を減じた値が“０”以上、所定の値以下の範囲内に収まる場合、背景輝度予測基本情報１０１がそのまま背景輝度予測情報１０２として出力される（背景輝度予測基本情報１０１に乗じられる補正係数は“１”）。更に、画像情報１００の最大値１１１から背景輝度予測基本情報１０１の最大値１１２を減じた値が“０”を下回る場合、背景輝度予測基本情報１０１に“０”よりも大きく“１”を下回る補正係数を乗じた輝度が背景輝度予測情報１０２として出力される。すなわち、背景輝度予測基本情報１０１の最大値１１２が画像情報１００の最大値１１１よりも、大きい場合、背景輝度予測基本情報１０１の輝度全体をベースダウンした値が背景輝度予測情報１１２として出力される。
【００４０】
上述の補正処理の一例では、代表輝度として画像情報１００の最大値１１１と背景輝度予測基本情報１０１の最大値１１２の比較結果に基づいて補正量（補正係数）を決定していたが、これに限らず、それぞれの平均値１２１、１２２や最小値１３１、１３２の比較結果に基づいて補正量（補正係数）を決めてもよい。
【００４１】
例えば、最大値の比較結果に応じた補正方法と同様に、画像情報１００の平均値１２１と背景輝度予測基本情報１０１の平均値１２２との比較結果に応じて補正係数が決められる。輝度の平均値の比較に応じて補正係数を決める方法は、背景輝度の最大値と最小値の差が大きい場合や、最大値又は最小値の少なくとも一方が平均値に対して極端に離隔した値を示す場合に好適に利用される。
【００４２】
あるいは、最大値の比較結果に応じた補正方法と同様に、画像情報１００の最小値１３１と背景輝度予測基本情報１０１の最小値１３２との比較結果に応じて補正係数が決められてもよい。輝度の最小値の比較に応じて補正係数を決める方法は、輝度の大きさが位置に依存せず（輝度にむらがなく）、一様に分布するような背景輝度予測基本情報（背景ノイズ）のベースアップに利用されることが好ましい。
【００４３】
背景輝度予測演算部５２における補正方法（代表輝度）は、飛しょう状況パラメータ２００に応じて決められてもよい。本発明では、飛しょう状況パラメータ２００に応じて背景輝度予測基本情報１０１、すなわち背景輝度分布の予測値が一意に決まる。背景輝度分布の形状に応じて補正係数を求めるための代表輝度を変更することで、より効果的に背景輝度を排除可能な背景輝度予測情報１０２（背景ノイズの予測値）を得ることが可能となる。このため、飛しょう状況パラメータ２００に応じて、補正係数を求めるために最適な代表輝度が決められることが好ましい。尚、上述の代表輝度は、背景輝度分布における最大値、平均値、最小値の他、統計的に適した値（例えば標準偏差値）等が利用され得る。
【００４４】
図１を参照して、画像補正部６は、センサ１によって撮像された赤外光の輝度分布の実測値（画像情報１００）を、飛しょう状況パラメータ２００に応じて予測された背景輝度分布（背景輝度予測情報１０２）に基づいて補正し、補正後画像情報１０３として出力する。
【００４５】
図６は、本発明に係る画像補正部６の動作の一例を示す図である。ここでは、説明の簡単化のために、画面座標における１軸方向のみに注目して説明する。画像補正部６は、画像情報１００から背景輝度予測情報１０２を減じることで、補正後画像情報１０３を得る。ここで、背景輝度予測情報１０２は、飛しょう体１０の現在の状況に応じた背景輝度（背景ノイズ）を示しているため、その輝度分布形状は、実際に撮像された画像情報１００における背景輝度の分布形状に近似する。このため、補正後画像情報１０３における背景輝度に相当する部分は、後述する２値化処理の基準となる２値化可能閾値よりも小さくなり、目標として誤検出されることが防止される。一方、背景輝度予測情報１０２によって画像情報１００における背景輝度が選択的に削除され、目標物からの赤外光による輝度が不要に削除されることは防がれる。このように、実際の背景輝度分布と相似形状の予測値により撮像画像を補正することで、背景輝度以外の輝度のみが２値化可能閾値を超えるように画像情報１００を補正することが可能となる。
【００４６】
背景輝度の分布は、一様とは限らず光波ドーム１１に対する空力加熱による影響を受けるため、飛しょう状況パラメータ２００（例えば高度、速度、姿勢角、光波ドームの加熱時間）に応じた分布形状を示す。すなわち、背景輝度分布は画面座標に応じて高低差が生じる。画面座標に対し一様な背景輝度分布を利用して画像情報１００を補正しても、補正前において輝度が高い背景輝度は、補正後も２値化可能閾値を超え、目標として誤認識されることがある。一方、本発明では、光波ドーム１１に対する空力加熱に影響する飛しょう状況パラメータ２００に応じた背景輝度分布の予想値を利用して撮像画像（画像情報１００）を補正しているため、効果的に背景輝度（背景ノイズ）を排除し目標を検出し易い画像（補正後画像情報１０３）を得ることができる。
【００４７】
補正後画像情報１０３は、目標検出部７において解析されることで、画面内における目標座標が特定される。目標検出部７は、特定された目標座標に基づいた目標方位信号１０４を図示しない誘導制御部に出力し、飛しょう体１０の飛しょう方向を決定する。
【００４８】
図７は、本発明に係る目標検出部７の構成の一例を示す図である。目標検出部７は、２値化処理部７１、目標候補選出部７２、目標候補特徴量演算部７３、目標方位検出処理部７４を備える。２値化処理部７１は、図６に示すように、補正後画像情報１０３において、２値化可能閾値以上の輝度を“１”、２値化可能閾値を下回る輝度を“０”として２値化する。２値化された画像データ（以下、２値化データと称す）は、目標候補選出部７２によって解析され、目標候補が選出される。例えば、目標候補選出部７２は、額縁平滑処理により、２値化データから輝度、コントラストの高い領域を目標候補として選出する。あるいは、時系列的に隣接する複数の画像データ（２値化データ）において、データ“１”が維持される領域を目標候補として選出する。目標候補特徴量演算部７３は、目標候補のサイズ、輪郭線、輝度分布状況（連続するデータ“１”が占める面積）、目標候補の時系列的な移動距離等の特徴量を算出する。目標方位検出処理部７４は、目標候補の特徴量を解析し、最適な目標を１つに絞り込み、画面上における目標の位置と、飛しょう体１０の飛しょう状況とに基づいて目標方位を決定する。目標方位検出処理部７４において算出されて目標方位は、目標方位信号１０４として、図示しない誘導制御装置に出力され、飛しょう体１０の進行方向が目標方位に向くように制御される。尚、補正後画像情報１０３が３次元画像の場合、目標検出部７は、目標方位信号１０４に替えて、目標位置（３次元座標）を示す目標位置信号を出力することが好ましい。
【００４９】
目標検出部７の構成及び動作は、画像補正部６から出力された補正後画像情報１０３を利用して目標方位を決定できれば上述の一例に限らないことは言うまでもない。
【００５０】
以上のように本発明による飛しょう体１０では、飛しょう状況に応じた背景輝度分布の予測値を利用して、光波ドームを介して撮像された背景輝度分布を補正しているため、光波ドーム１１に対する空力加熱に起因する背景輝度を選択的に排除することができる。従って、本発明によれば、飛しょう体１０の高度、速度、姿勢角等が変化する実飛しょう環境においても高精度に目標方向（目標位置）の検出が可能となる。又、飛しょう状況に応じた背景輝度分布の予測値を予め用意し、これを利用して撮像画像の補正処理を行っている。このため、背景輝度分布の予測に要する演算を省略でき、目標位置（目標方位）を検出するための処理時間が短縮される。光波ドーム１１及びセンサ１を含む赤外線シーカを利用して飛しょう体１０を誘導し、当該飛しょう体１０が目標に到達する時間は短いため、目標検出に要する処理時間を短縮できることは、有効である。尚、本実施の形態では、背景輝度分布の予測値を予めテーブルとして用意しているが、これに限らず、飛しょう状況パラメータ２００を利用して所定のアルゴリズム（関数）を利用した演算により、背景輝度予測基本情報１０１を算出しても構わない。
【００５１】
更に、飛しょう状況パラメータを用いて背景輝度を予測しているため、光波ドーム１１の形状に影響を受けない。例えば、光波ドーム１１の形状に応じた背景輝度情報テーブルや、予測関数を用意することで、光波ドーム１１の形状に応じた背景輝度の予測値による画像補正が可能となる。これにより、光波ドームの形状によらず赤外線シーカによる目標検出精度が向上する。
【００５２】
以上、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は上記実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の変更があっても本発明に含まれる。例えば、背景輝度分布予測部５は、過去（例えば前回）に取得した背景輝度予測情報１０２の代表輝度を利用して背景輝度予測基本情報１０１を補正してもよい。図８は、本発明による背景輝度分布予測部５の構成の他の一例を示す図である。図８に示す背景輝度分布予測部５は、背景輝度情報テーブル５０、背景輝度選択部５１、背景輝度予測演算部５２、前回予想値格納部５３を備える。図８に示す背景輝度分布予測部５は、初回のみ、又は所定のタイミングで、図２に示す背景輝度分布予測部５と同様な動作により、背景輝度予測情報１０２を生成するが、次の背景輝度予測情報１０２を生成する場合、背景輝度予測演算部５２における補正処理は、画像情報１００に替えて、過去（例えば前回）に生成した背景輝度予測情報１０２を利用して行われる。詳細には、前回生成された背景輝度予測情報１０２は、前回予想値１０５として前回予想値格納部５３に記録される。背景輝度予測演算部５２は、背景輝度予測基本情報１０１を補正する際、前回予想値１０５の代表輝度と背景輝度予測基本情報１０１の代表輝度との比較結果に基づいて背景輝度予測基本情報１０１を補正し、背景輝度予測情報１０２として出力する。ここで行われる補正処理は、画像情報１００の代わりに前回予想値１０５を利用することの他は、上述の実施の形態と同様である。
【００５３】
飛しょう中において連続的に撮像される画像情報１００の変化量は少ないため、過去（例えば前回）に生成された背景輝度予測情報１０２を利用して次の背景輝度予測情報１０２を生成することで、演算時間を更に短縮することが可能となる。
【符号の説明】
【００５４】
１        ：センサ
２        ：画像メモリ
３        ：前処理部
４        ：飛しょう状況パラメータ検出部
５        ：背景輝度分布予測部
６        ：画像補正部
７        ：目標検出部
１０      ：飛しょう体
１１      ：光波ドーム
５０      ：背景輝度情報テーブル
５１      ：背景輝度選択部
５２      ：背景輝度予測演算部
５３      ：前回予想値格納部
７１      ：２値化処理部
７２      ：目標候補選出部
７３      ：目標候補特徴量演算部
７４      ：目標方位検出処理部
１００    ：画像情報
１０１    ：背景輝度予測基本情報
１０２    ：背景輝度予測情報
１０３    ：補正後画像情報
１０４    ：目標方位信号
１０５    ：前回予想値
２００、３００    ：飛しょう状況パラメータ
【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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【図８】
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