(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
識別対象である移動体の放射光又は反射光を結像する結像光学系と、
前記結像光学系により結像された光を検出して、前記移動体が映っている光強度画像を撮像する光検出器と、
前記光検出器により撮像された光強度画像から前記移動体の位置及び輝度を算出する位置輝度算出部と、
前記位置輝度算出部により移動体の位置及び輝度が算出される毎に、時刻とともに前記移動体の位置及び輝度を記録する記録部と、
軌道が既知である複数の移動体に関する各時刻での位置及び輝度を記憶しているデータベースと、
前記データベースに記憶されている複数の移動体に関する各時刻での位置及び輝度と、前記記録部により記録されている時刻、移動体の位置及び輝度とを照合し、時刻、位置及び輝度の照合結果から識別対象の移動体を識別する移動体識別部と
を備えた移動体識別装置。
【請求項２】
前記結像光学系と前記光検出器の間の光路に配置され、前記結像光学系により結像された光の遮断と透過を交互に繰り返す遮光部を備えたことを特徴とする請求項１記載の移動体識別装置。
【請求項３】
識別対象である移動体の放射光又は反射光を結像する結像光学系と、
前記結像光学系により結像された光を検出して、前記移動体が映っている光強度画像を撮像する光検出器と、
前記光検出器により撮像された光強度画像から前記移動体の位置及び輝度を算出する位置輝度算出部と、
前記位置輝度算出部により移動体の位置及び輝度が算出される毎に、前記移動体の位置及び輝度を記録する記録部と、
軌道が既知である複数の移動体に関する各時刻での位置及び輝度を記憶しているデータベースと、
前記データベースに記憶されている複数の移動体に関する各時刻での位置及び輝度と、前記記録部により記録されている移動体の位置及び輝度とを照合し、位置及び輝度の照合結果から識別対象の移動体を識別する移動体識別部と、
透過する光の特性が異なる複数のフィルタを有し、前記複数のフィルタの中で使用するフィルタを順番に切り換えながら、当該フィルタを用いて、前記結像光学系により結像された光の一部を透過する光透過部と、を備え、
前記光検出器は、前記光透過部を透過してきた光を検出して、識別対象の移動体が映っている光強度画像を撮像する、移動体識別装置。
【請求項４】
前記結像光学系と前記光検出器の間の光路に配置され、前記結像光学系により結像された光の遮断と透過を交互に繰り返す遮光部を備えたことを特徴とする請求項３記載の移動体識別装置。
【請求項５】
前記光透過部は、透過する光の特性が異なる複数のフィルタとして、透過する光の波長が異なる複数の波長フィルタを有していることを特徴とする請求項３または請求項４記載の移動体識別装置。
【請求項６】
前記データベースには、軌道が既知である複数の移動体に関する各時刻での位置、輝度及び色が記憶されており、
前記記録部は、前記光透過部により用いられる波長フィルタが切り換えられる毎に、当該波長フィルタが透過する光の波長を記録し、
前記移動体識別部は、前記記録部により記録されている光の波長及び輝度から識別対象の移動体の色を特定し、前記データベースに記憶されている複数の移動体に関する各時刻での位置、輝度及び色と、前記記録部により記録されている移動体の位置及び輝度並びに前記特定した色とを照合し、位置、輝度及び色の照合結果から識別対象の移動体を識別することを特徴とする請求項５記載の移動体識別装置。
【請求項７】
前記データベースには、軌道が既知である複数の移動体に関する各時刻での位置、輝度及び光の波長間の輝度の差分である色差が記憶されており、
前記記録部は、前記光透過部により用いられる波長フィルタが切り換えられる毎に、当該波長フィルタが透過する光の波長を記録し、
前記移動体識別部は、前記記録部により記録されている光の波長及び輝度から識別対象の移動体の色差を特定し、前記データベースに記憶されている複数の移動体に関する各時刻での位置、輝度及び色差と、前記記録部により記録されている移動体の位置及び輝度並びに前記特定した色差とを照合し、位置、輝度及び色差の照合結果から識別対象の移動体を識別することを特徴とする請求項５記載の移動体識別装置。
【請求項８】
前記データベースには、光の波長間の輝度の差分である色差として、ＢバンドとＶバンド間の輝度の差分と、ＲバンドとＩバンド間の輝度の差分とが記憶されており、
前記移動体識別部は、識別対象の移動体の色差として、ＢバンドとＶバンド間の輝度の差分と、ＲバンドとＩバンド間の輝度の差分とを特定することを特徴とする請求項７記載の移動体識別装置。
【請求項９】
識別対象である移動体の放射光又は反射光を結像する結像光学系と、
前記結像光学系により結像された光を検出して、前記移動体が映っている光強度画像を撮像する光検出器と、
前記光検出器により撮像された光強度画像から前記移動体の位置及び輝度を算出する位置輝度算出部と、
前記位置輝度算出部により移動体の位置及び輝度が算出される毎に、前記移動体の位置及び輝度を記録する記録部と、
軌道が既知である複数の移動体に関する各時刻での位置及び輝度を記憶しているデータベースと、
前記データベースに記憶されている複数の移動体に関する各時刻での位置及び輝度と、前記記録部により記録されている移動体の位置及び輝度とを照合し、位置及び輝度の照合結果から識別対象の移動体を識別する移動体識別部と、
前記結像光学系により結像された光のうち、透過する光の波長と反射する光の波長が異なる分光フィルタを有している光透過部と、を備え、
前記光検出器は、前記光透過部の分光フィルタを透過してきた光を検出して、識別対象の移動体が映っている光強度画像を撮像する第１の光検出回路と、前記分光フィルタにより反射された光を検出して、識別対象の移動体が映っている光強度画像を撮像する第２の光検出回路とから構成されている、移動体識別装置。
【請求項１０】
前記結像光学系と前記光検出器の間の光路に配置され、前記結像光学系により結像された光の遮断と透過を交互に繰り返す遮光部を備えたことを特徴とする請求項９記載の移動体識別装置。
【請求項１１】
前記第１の光検出回路により撮像された光強度画像から前記第２の光検出回路により撮像された光強度画像を減算することで、識別対象の移動体の光の波長間の輝度の差分である色差を算出する減算器を備え、
前記データベースには、軌道が既知である複数の移動体に関する各時刻での位置、輝度及び色差が記憶されており、
前記記録部は、前記減算器により識別対象の移動体の色差が算出される毎に、識別対象の移動体の色差を記録し、
前記移動体識別部は、前記データベースに記憶されている複数の移動体に関する各時刻での位置、輝度及び色差と、前記記録部により記録されている移動体の位置、輝度及び色差とを照合し、位置、輝度及び色差の照合結果から識別対象の移動体を識別することを特徴とする請求項９または請求項１０記載の移動体識別装置。
【請求項１２】
前記光透過部は、透過する光の特性が異なる複数のフィルタとして、透過する光の偏光が異なる複数の偏光フィルタを有していることを特徴とする請求項３記載の移動体識別装置。
【請求項１３】
結像光学系が、識別対象である移動体の放射光又は反射光を結像し、
光検出器が、前記結像光学系により結像された光を検出して、前記移動体が映っている光強度画像を撮像し、
位置輝度算出部が、前記光検出器により撮像された光強度画像から前記移動体の位置及び輝度を算出し、
記録部が、前記位置輝度算出部により移動体の位置及び輝度が算出される毎に、時刻、前記移動体の位置及び輝度を記録し、
移動体識別部が、データベースに記憶されている軌道が既知である複数の移動体に関する各時刻での位置及び輝度と、前記記録部により記録されている時刻、移動体の位置及び輝度とを照合し、時刻、位置及び輝度の照合結果から識別対象の移動体を識別する
移動体識別方法。
【請求項１４】
結像光学系が、識別対象である移動体の放射光又は反射光を結像し、
光検出器が、前記結像光学系により結像された光を検出して、前記移動体が映っている光強度画像を撮像し、
位置輝度算出部が、前記光検出器により撮像された光強度画像から前記移動体の位置及び輝度を算出し、
記録部が、前記位置輝度算出部により移動体の位置及び輝度が算出される毎に、前記移動体の位置及び輝度を記録し、
移動体識別部が、データベースに記憶されている軌道が既知である複数の移動体に関する各時刻での位置及び輝度と、前記記録部により記録されている移動体の位置及び輝度とを照合し、位置及び輝度の照合結果から識別対象の移動体を識別し、
光透過部が、透過する光の特性が異なる複数のフィルタを有し、前記複数のフィルタの中で使用するフィルタを順番に切り換えながら、当該フィルタを用いて、前記結像光学系により結像された光の一部を透過し、
前記光検出器が、前記光透過部を透過してきた光を検出して、識別対象の移動体が映っている光強度画像を撮像する
移動体識別方法。
【請求項１５】
結像光学系が、識別対象である移動体の放射光又は反射光を結像し、
光検出器が、前記結像光学系により結像された光を検出して、前記移動体が映っている光強度画像を撮像し、
位置輝度算出部が、前記光検出器により撮像された光強度画像から前記移動体の位置及び輝度を算出し、
記録部が、前記位置輝度算出部により移動体の位置及び輝度が算出される毎に、前記移動体の位置及び輝度を記録し、
移動体識別部が、データベースに記憶されている軌道が既知である複数の移動体に関する各時刻での位置及び輝度と、前記記録部により記録されている移動体の位置及び輝度とを照合し、位置及び輝度の照合結果から識別対象の移動体を識別し、
前記光検出器が、前記結像光学系により結像された光のうち、透過する光の波長と反射する光の波長が異なる分光フィルタを透過してきた光を、第１の光検出回路により検出して、識別対象の移動体が映っている光強度画像を撮像し、前記分光フィルタにより反射された光を、第２の光検出回路により検出して、識別対象の移動体が映っている光強度画像を撮像する
移動体識別方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、地球周辺の宇宙空間を移動している人工衛星や国際宇宙ステーションなどの移動体を識別する移動体識別装置及び移動体識別方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地球周辺の宇宙空間における自国の人工衛星の衝突を防止するため、あるいは、人工衛星や宇宙ゴミであるデブリの状況を把握するために、地上または人工衛星から、地球周辺の宇宙空間を移動する移動体を観測する必要がある。
移動体を識別する一般的な移動体識別装置では、移動体を複数回撮像し、複数の撮像画像の明点を見つけることで移動体を検出して、その移動体の位置変化を算出する。
移動体識別装置は、移動体の位置変化を算出すると、その算出した移動体の位置変化と、事前にデータベースに記憶されている軌道が既知である複数の移動体に関する各時刻での位置とを照合することで、データベースに記憶されている複数の移動体の中で、最も位置変化が近い移動体を特定する。この移動体の特定結果が移動体の識別結果となる。
【０００３】
撮像画像内に明るい恒星が多数映っている場合、または、多くのノイズが撮像画像に重畳されている場合、暗い移動体を高精度に識別することが困難になるため、以下の特許文献１には、明るい恒星やノイズの影響を減らす方法が開示されている。
即ち、以下の特許文献１では、同一領域を一定時間間隔で複数回撮像し、複数の撮像画像から移動天体の動きに一致する領域の画像をそれぞれ切り取ることで、複数の切り取り画像を取得している。
そして、複数の切り取り画像における同一のピクセル毎に、中央値を取ることによって、明るい恒星やノイズの影響が少ない中央値画像を作成している。
【０００４】
上記の一般的な移動体識別装置が、特許文献１に開示されている方法を適用することが可能であるとすれば、明るい恒星やノイズの影響を減らすために、異なる時刻の中央値画像を複数作成し、複数の中央値画像の明点を見つけることで移動体を検出して、その移動体の位置変化を算出することができる。
そして、その算出した移動体の位置変化と、事前にデータベースに記憶されている複数の移動体に関する各時刻での位置とを照合することで、移動体を識別することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３２３６２５号公報（段落番号［００２０］、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の移動体識別装置は以上のように構成されているので、複数の撮像画像の明点を見つけることで移動体を検出する際、明るい恒星やノイズの影響を減らすことができる。しかし、移動体は、人工物のほかに隕石や恒星など、様々な種類が考えられ、移動体は、材料や構造に依存する色を有している。また、移動体の形状や色は一様でなく、時刻の経過に伴って姿勢も変化する。このため、移動体から放射される光である放射光又は移動体に反射される光である反射光の輝度は、移動体の色や姿勢などに依存しており、移動体の放射光又は反射光の輝度が小さくなって信号対雑音比が劣化し、明点を見つけることが困難な時間帯を生じることがある。
明るい恒星やノイズの影響を減らす処理を実施すれば、ある程度、信号対雑音比が改善するが、信号対雑音比を十分に改善できないほど、移動体の放射光又は反射光の輝度が小さい時間帯では、明点を見つけることができず、移動体を識別することができないという課題があった。
【０００７】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、移動体の放射光又は反射光の輝度が小さい時間帯でも、移動体を識別することができる移動体識別装置及び移動体識別方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る移動体識別装置は、識別対象である移動体の放射光又は反射光を結像する結像光学系と、結像光学系により結像された光を検出して、移動体が映っている光強度画像を撮像する光検出器と、光検出器により撮像された光強度画像から移動体の位置及び輝度を算出する位置輝度算出部と、位置輝度算出部により移動体の位置及び輝度が算出される毎に、時刻とともに移動体の位置及び輝度を記録する記録部と、軌道が既知である複数の移動体に関する各時刻での位置及び輝度を記憶しているデータベースとを設け、移動体識別部が、データベースに記憶されている複数の移動体に関する各時刻での位置及び輝度と、記録部により記録されている時刻、移動体の位置及び輝度とを照合し、時刻、位置及び輝度の照合結果から識別対象の移動体を識別するようにしたものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、移動体識別部が、データベースに記憶されている複数の移動体に関する各時刻での位置及び輝度と、記録部により記録されている移動体の位置及び輝度とを照合し、位置及び輝度の照合結果から識別対象の移動体を識別するように構成したので、移動体の放射光又は反射光の輝度が小さい時間帯でも、移動体を識別することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１による移動体識別装置を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１による移動体識別装置の演算装置６を示すハードウェア構成図である。
【図３】移動体識別装置の演算装置６がコンピュータで構成されている場合の演算装置６のハードウェア構成図である。
【図４】この発明の実施の形態１による移動体識別装置の処理内容である移動体識別方法を示すフローチャートである。
【図５】分光フィルタＵＢＶＲＩを用いる場合の分光反射率を示す説明図である。
【図６】この発明の実施の形態１による移動体識別装置の観測時刻と、遮光部２によるシャッターの開時刻、光透過部３が用いる波長フィルタの種類及び光検出器４による光強度画像の撮像時刻との関係を示す説明図である。
【図７】この発明の実施の形態２による移動体識別装置を示す構成図である。
【図８】この発明の実施の形態４による移動体識別装置を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面にしたがって説明する。
【００１２】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による移動体識別装置を示す構成図である。また、図２はこの発明の実施の形態１による移動体識別装置の演算装置６を示すハードウェア構成図である。
図１及び図２において、結像光学系１は例えば光の屈折を利用する屈折型の望遠鏡で実現されるものであり、識別対象である移動体の放射光又は反射光を結像する。
移動体の放射光は、移動体が自ら発光する光を意味し、移動体の反射光は、例えば太陽など恒星が発する光が移動体に反射された光を意味する。
ここでは、結像光学系１が屈折型の望遠鏡で実現される例を示しているが、これに限るものではなく、例えば、光の反射を利用する反射型の望遠鏡で実現されるものであってもよい。また、屈折型の望遠鏡と反射型の望遠鏡との双方で実現されているものであってもよい。
【００１３】
遮光部２は結像光学系１と光検出器４の間の光路に配置されており、結像光学系１により結像された光の遮断と透過を交互に繰り返し実施する。
例えば、遮光部２は、機械的又は電子的なシャッターで実現されており、いわゆるカメラのシャッターと同様に、露光時間に合わせてシャッターが開閉することで、光の遮断と透過を交互に繰り返し実施する。
【００１４】
光透過部３は結像光学系１と光検出器４の間の光路に配置されており、透過する光の特性が異なる複数のフィルタとして、例えば、透過する光の波長が異なる複数の波長フィルタを有している。
また、光透過部３は、複数の波長フィルタの中で使用する波長フィルタを順番に切り換えながら、当該波長フィルタを用いて、結像光学系１により結像された光の一部を透過する。
【００１５】
例えば、光透過部３は、複数の波長フィルタを回転自在に保持しているフィルタホイールで実現されており、フィルタホイールが回転することで、使用する波長フィルタが順番に切り換えられる。
ここでは、光透過部３がフィルタホイールで実現される例を示しているが、これに限るものではなく、例えば、不要な光を選択的に取り除く波長フィルタが光路に配置されているものであってもよいし、光線の光路を幾何的に分割する偏光ビームスプリッタや、不要な光を反射させて、必要な光を透過させる波長フィルタが光路に配置されているものであってもよい。
図１では、遮光部２が光透過部３の前段に配置されている例を示しているが、遮光部２が光透過部３の後段に配置されているものであってもよい。ただし、光透過部３が偏光ビームスプリッタあるいは波長フィルタといった光路を幾何的に分割するもので実現される場合、偏光ビームスプリッタあるいは波長フィルタにより光が分割される数分だけ、遮光部２を配置する必要がある。
【００１６】
光検出器４は例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサや、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサなどで実現されるものであり、光透過部３を透過してきた光を検出して、識別対象の移動体が映っている光強度画像を撮像する。
この実施の形態１では、光検出器４がＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサで実現されている例を示しているが、単に光の有無を検出するセンサであって、識別対象の移動体が視野内に入ると光を検出するセンサで実現されているものであってもよい。ただし、このようなセンサで光検出器４を実現する場合、視野が狭いため、結像光学系１の指向方向をきめ細かく制御する必要がある。
光検出器４がＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサで実現されている場合、結像光学系１の指向方向が、光強度画像の中心位置からずれていても、識別対象の移動体が光強度画像内に入っていれば、識別対象の移動体を検出することができるため、結像光学系１の指向方向の制御が容易となる利点がある。また、視野の上下、左右のどちらに向かって移動体が運動しているかが光強度画像から分かり、恒星や他の移動体からの漏れ込み光の有無なども光強度画像から分かる利点がある。
【００１７】
データベース５は例えばＲＡＭやハードディスクなどの記憶装置で実現されるものであり、軌道が既知である複数の移動体に関する各時刻での位置及び輝度を記憶している。
即ち、データベース５は、複数の移動体に関する観測時刻Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３・・・での位置及び輝度を記憶している。
図１の例では、データベース５が演算装置６の外部に設けられているが、データベース５が演算装置６の内部に設けられていてもよい。また、データベース５が図示せぬネットワーク上に配置されており、データベース５がネットワークを介して演算装置６と接続されているものであってもよい。
【００１８】
演算装置６は位置輝度算出部７、記録処理部８、データ格納部９及び移動体識別部１０を備えており、各種の演算処理等を実施する。
位置輝度算出部７は例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）を実装している半導体集積回路、あるいは、ＦＰＧＡ（ｆｉｅｌｄ−ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｇａｔｅ  ａｒｒａｙ）のようなプログラム基板で構成されている位置輝度算出処理回路２１で実現されるものであり、光検出器４により撮像された光強度画像から移動体の位置及び輝度を算出する処理を実施する。
【００１９】
記録処理部８は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ＦＰＧＡのようなプログラム基板で構成されている記録処理回路２２で実現されるものであり、移動体識別装置の観測時刻と一緒に、位置輝度算出部７により算出された移動体の位置及び輝度をデータ格納部９に記録する処理を実施する。
データ格納部９は例えばＲＡＭやハードディスクなどの記憶装置２３で実現されるものであり、移動体の位置や輝度を記録する。なお、記録処理部８及びデータ格納部９から記録部が構成されている。
【００２０】
移動体識別部１０は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ＦＰＧＡのようなプログラム基板で構成されている移動体識別処理回路２４で実現されるものであり、データベース５に記憶されている複数の移動体に関する各時刻での位置及び輝度と、データ格納部９に記録されている移動体の位置及び輝度とを照合し、位置及び輝度の照合結果から識別対象の移動体を識別する処理を実施する。
即ち、移動体識別部１０はデータベース５に記憶されている複数の移動体に関する各時刻での位置及び輝度と、データ格納部９に記録されている移動体の位置及び輝度とを照合することで、データベース５に記憶されている複数の移動体の中で、識別対象の移動体と位置及び輝度が最も近い移動体を特定する処理を実施する。
【００２１】
制御装置１１は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ＦＰＧＡのようなプログラム基板で実現されるものであり、結像光学系１の指向方向を駆動装置１２に指示するほか、遮光部２に対するシャッターの開閉時刻の指示、光透過部３に対する使用する波長フィルタの指示、光検出器４に対する光強度画像の撮像時刻の指示などを行う。
駆動装置１２は例えば経緯台や赤道儀など、少なくとも一軸以上の回転軸を有する回転ステージで構成されており、その回転ステージ上に結像光学系１を保持している。
また、駆動装置１２は回転ステージに付加されているモータ等を駆動することで、制御装置１１により指示された指向方向に結像光学系１を向ける。
【００２２】
図１では、移動体識別装置における演算装置６の構成要素である位置輝度算出部７、記録処理部８、データ格納部９及び移動体識別部１０のそれぞれが専用のハードウェアで構成されているものを想定しているが、演算装置６がコンピュータで構成されているものであってもよい。
図３は移動体識別装置の演算装置６がコンピュータで構成されている場合の演算装置６のハードウェア構成図である。
移動体識別装置の演算装置６がコンピュータで構成される場合、データ格納部９をコンピュータのメモリ３１上に構成するとともに、位置輝度算出部７、記録処理部８及び移動体識別部１０の処理内容を記述しているプログラムをメモリ３１に格納し、コンピュータのプロセッサ３２がメモリ３１に格納されているプログラムを実行するようにすればよい。
図４はこの発明の実施の形態１による移動体識別装置の処理内容である移動体識別方法を示すフローチャートである。
【００２３】
光透過部３の動作は後述するが、光透過部３は、透過する光の特性が異なる複数のフィルタとして、透過する光の波長が異なる複数の波長フィルタを用いることができる。
例えば、光電測光専用フィルタであるジョンソンの分光フィルタＵＢＶＲＩを用いることができる。
分光フィルタＵＢＶＲＩのＵバンドは透過する光の代表的な波長がおよそ３６４ｎｍ、Ｂバンドは透過する光の代表的な波長がおよそ４４２ｎｍ、Ｖバンドは透過する光の代表的な波長がおよそ５４０ｎｍ、Ｒバンドは透過する光の代表的な波長がおよそ６３０ｎｍ、Ｉバンドは透過する光の代表的な波長がおよそ８００ｎｍである。
【００２４】
ここで、図５は分光フィルタＵＢＶＲＩを用いる場合の分光反射率を示す説明図であり、図５において、横軸は光の波長、縦軸は分光反射率を示している。
図５では、移動体である人工衛星の外装材として使用されることがある太陽電池パネル（Ｓｏｌａｒ  ｐａｎｅｌ）、多層断熱材（ＭＬＩ：Ｍｕｌｔｉ  ｌａｙｅｒ  Ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ）、炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ：Ｃａｒｂｏｎ  Ｆｉｂｅｒ  Ｒｅｉｎｆｏｒｅｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃ）に対する反射光の分光反射率を例示している。
人工衛星の外装材として使用される材料の中には、分光反射率の波長依存性が大きい材料と、分光反射率の波長依存性があまり大きくない材料と、特徴的な波長依存性をもつ材料とがある。
【００２５】
例えば、多層断熱材（ＭＬＩ）は、図５に示すように、５００ｎｍより短い波長では分光反射率が小さいが、５００ｎｍ以上の波長では分光反射率が大きい。
一方、太陽電池パネル（Ｓｏｌａｒ  ｐａｎｅｌ）は、５００ｎｍより短い波長の領域では分光反射率が大きく、波長が短い領域から５００ｎｍ程度くらいまでは、分光反射率が徐々に小さくなっている。
例えば、Ｂバンドの波長フィルタと、Ｖバンドの波長フィルタとを用いる観測では、多層断熱材の反射光は、Ｂが暗く、Ｖが明るくなることが予想される。一方、太陽電池パネルの反射光は、反対にＢが明るく、Ｖが暗いことが予想される。
したがって、多層断熱材と太陽電池パネルでは、反対の特性を有しているが、どちらも分光反射率の波長依存性が大きい材料であると言える。
移動体の外装材として、分光反射率の波長依存性が大きい材料が用いられている場合、移動体の反射光が、Ｂバンドの波長フィルタを透過した場合と、Ｖバンドの波長フィルタを透過した場合とでは、輝度が上記のように異なることがあるが、光検出器４で検出される背景光を含むノイズは、分光反射率の波長依存性が一般に小さいので、Ｂバンドの波長フィルタを透過した場合の輝度と、Ｖバンドの波長フィルタを透過した場合の輝度とは概ね同じである。
【００２６】
図５では、ＵＢＶＲＩの５種類の波長フィルタを用いる例を示しているが、これは一例に過ぎず、３種類又は４種類の波長フィルタを用いるものであってもよいし、６種類以上の波長フィルタを用いるものであってもよい。
また、波長フィルタの種類は、ＵＢＶＲＩバンドのフィルタに限るものではなく、例えば、ＬＲＧＢバンドのフィルタであってもよい。
ただし、光透過部３が用いる波長フィルタの種類は、移動体に用いられる外装材の分光反射特性に応じて選ぶ必要がある。
以下、この実施の形態１では、移動体の外装材として、分光反射率の波長依存性が大きい材料が用いられているものとして説明する。
【００２７】
図６はこの発明の実施の形態１による移動体識別装置の観測時刻と、遮光部２によるシャッターの開時刻、光透過部３が用いる波長フィルタの種類及び光検出器４による光強度画像の撮像時刻との関係を示す説明図である。
図６では、光透過部３がＵＢＶＲＩの５種類の波長フィルタを用いる例を示しており、１つの観測時間帯において、複数の波長フィルタを順番に使用することで、光検出器４がフィルタ数分の光強度画像を撮像するために、制御装置１１が、遮光部２によるシャッターの開時刻（開時間）と、光透過部３が用いる波長フィルタの切り換えと、光検出器４による光強度画像の撮像時刻（撮像時間）との同期を図っている。
この実施の形態１では、観測時刻Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３・・・のそれぞれを１つの観測時間帯として扱っており、１つの観測時間帯において、複数の波長フィルタを順番に使用することで、光検出器４がフィルタ数分の光強度画像を撮像している。
なお、図６の例では、観測時刻Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３の間隔が、１つの観測時間帯の広さと近くなっているが、観測時刻Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３の間隔が、１つの観測時間帯より広ければよく、観測時刻Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３の間隔が、１つの観測時間帯の数倍の広さであってもよい。
【００２８】
次に動作について説明する。
制御装置１１は、結像光学系１が識別対象である移動体の放射光又は反射光を結像することができるようにするために、結像光学系１の指向方向を駆動装置１２に指示する。
駆動装置１２は、制御装置１１から結像光学系１の指向方向が指示されると、自己の回転ステージに付加されているモータ等を駆動することで、その指向方向に結像光学系１を向ける。
具体的には、結像光学系１は、物体面を像面に射影する機能を有し、基準となる光軸を備えているので、駆動装置１２は、結像光学系１の光軸を制御装置１１により指示された指向方向に合わせることで、結像光学系１の指向方向を制御する。
【００２９】
なお、制御装置１１は、移動体が結像光学系１の視野の範囲内に入るように、結像光学系１の指向方向を駆動装置１２に指示するが、結像光学系１の視野と、光検出器４の視野とが異なる場合、結像光学系１及び光検出器４の視野のうち、狭い方の視野の範囲内に移動体が入るように、結像光学系１の指向方向を駆動装置１２に指示する。
このとき、例えば、移動体が静止衛星であり、本装置である移動体識別装置が地上に設置されていれば、本装置である移動体識別装置と移動体との相対位置が変化しないので、移動体が結像光学系１の視野の範囲内に入るように、結像光学系１の指向方向を一度指示すれば、以後、結像光学系１の指向方向を固定とすればよい。
【００３０】
一方、移動体が移動体識別装置に対して相対的に動いている場合、移動体との相対位置が変化しても、移動体が結像光学系１の視野の範囲から外に出ないようにするには、結像光学系１の指向方向の制御を継続する必要がある。
このため、制御装置１１は、例えば、図示せぬ移動体の追尾装置から、移動体の予測位置を取得することで、各観測時刻での移動体識別装置と移動体との相対位置を把握し、その相対位置にしたがって結像光学系１の指向方向を駆動装置１２に指示する。
【００３１】
ここでは、図示せぬ移動体の追尾装置から、移動体の予測位置を取得することで、各観測時刻での移動体識別装置と移動体との相対位置を把握する例を示しているが、識別対象の移動体の種類が、ある程度絞られており、その移動体の軌道情報が公開されていれば、その軌道情報を参照することで、各観測時刻での移動体の概略の位置を把握して、結像光学系１の指向方向を制御するようにしてもよい。
ただし、演算装置６の移動体識別部１０による移動体の識別処理が完了していない段階では、移動体の種類が分からないため、異なる移動体の軌道情報を間違って参照する可能性がある。異なる移動体の軌道情報を間違って参照した場合、言うまでもないが、移動体が結像光学系１の視野の範囲から逸脱してしまう可能性がある。
【００３２】
結像光学系１は、結像光学系１の指向方向が所定の位置に到達した場合、撮像を開始する（図４のステップＳＴ１）。なお、識別対象の移動体が暗い場合、この段階ではノイズに埋もれて見えていない場合も考えられる。
光検出器４が相対的に動いている移動体を撮像し続けると、その移動体の像が流れてしまうため、露光する時間で光を遮る必要がある。この実施の形態１では、露光する時間で光を遮るために、遮光部２が設けられている。
制御装置１１は、シャッターの開閉時刻を遮光部２に指示する。
この実施の形態１では、図６に示すように、光透過部３が、１つの観測時間帯において、５種類の波長フィルタを順番に使用することで、光検出器４が５枚の光強度画像を撮像するために、制御装置１１が、１つの観測時間帯において、フィルタ数分のシャッターの開閉時刻（開時間）を遮光部２に指示している。
遮光部２は、制御装置１１による開閉時刻にしたがって結像光学系１により結像された光の遮断と透過を交互に繰り返し実施する。
【００３３】
光透過部３は、透過する光の波長が異なる複数の波長フィルタとして、図５に示すような分光フィルタＵＢＶＲＩを有している。
制御装置１１は、使用する波長フィルタを光透過部３に指示する。
この実施の形態１では、図６に示すように、光透過部３が、１つの観測時間帯において、５種類の波長フィルタを順番に使用することで、光検出器４が５枚の光強度画像を撮像するために、制御装置１１が、１つの観測時間帯において、５種類の波長フィルタを順番に使用する指示を光透過部３に出力している。即ち、Ｕバンドの分光フィルタ→Ｂバンドの分光フィルタ→Ｖバンドの分光フィルタ→Ｒバンドの分光フィルタ→Ｉバンドの分光フィルタの順番で使用する指示を光透過部３に出力している。
光透過部３は、制御装置１１の指示の下、１つの観測時間帯において、５種類の波長フィルタを順番に使用して、結像光学系１により結像された光、即ち、遮光部２を透過してきた光の一部を透過する。
【００３４】
制御装置１１は、光強度画像の撮像時刻を光検出器４に指示する。
この実施の形態１では、図６に示すように、光透過部３が、１つの観測時間帯において、５種類の波長フィルタを順番に使用することで、光検出器４が５枚の光強度画像を撮像するために、制御装置１１が、１つの観測時間帯において、フィルタ数分の光強度画像の撮像時刻（撮像時間）を光検出器４に指示している。なお、光検出器４による光強度画像の撮像時間は、遮光部２によるシャッターの開時間と同期している。
光検出器４は、制御装置１１により指示された１つの観測時間帯における撮像時刻毎に、光透過部３を透過してきた光を検出して、識別対象の移動体が映っている光強度画像を撮像する（図４のステップＳＴ２）。
これにより、例えば、観測時刻がＴ１，Ｔ２，Ｔ３であれば、光透過部３が５種類の波長フィルタを有しているので、合計で１５枚（＝３×５）の光強度画像が撮像される。
【００３５】
演算装置６の位置輝度算出部７は、光検出器４が１つの観測時間帯毎にフィルタ数分の光強度画像を撮像すると、その光強度画像に含まれている背景光や光検出器４のノイズを除去する（図４のステップＳＴ３）。光検出器４のノイズとしては、光検出器４のオフセットである暗電流やバイアスなどが考えられる。
例えば、識別対象の移動体が映っている光強度画像であるライトフレームから、遮光部２によりシャッターが閉じられて光が遮断されている際に、光検出器４により撮像された光強度画像であるダークフレームを差し引くことで、暗電流やバイアスを除去することができる。ただし、ライトフレームの露光時間とダークフレームの露光時間とは同じ長さの時間とする。
なお、ダークフレームは波長フィルタに依存しないため、１回の撮像でダークフレームを得ることができる。また、ダークフレームの撮像は、例えば、ライトフレームの撮像の直前又は直後のタイミングで行えばよい。また、事前にダークフレームを撮像して用意しておいても良いことは言うまでもない。
【００３６】
次に、位置輝度算出部７は、光学系の効率を補正するフラット補正を行う。詳細は省略するが、望遠鏡の瞳位置（望遠鏡のおよそ開口部）を均一に照明する光を光検出器４で撮像すると、一般に光検出器４の中央が明るく、周辺が暗い画像が得られる。これが光学系の効率を表すフラットフレームとする。暗電流及びバイアスを除去したフラットフレームで、暗電流及びバイアスを除去したライトフレームを割ることで、光学系の効率を補正することができる。
さらに背景光を取り除くため、恒星を含む移動体の写っていない領域の輝度を、背景光の代表的な輝度として上記フラット補正を行ったライトフレーム全体から差し引くことで背景光を取り除くことができる。なお、現実には背景光にも例えば月の方角、町明かりの方角が明るいなど位置依存性がある。この場合、背景光を多項式で近似して、上記フラット補正を行ったライトフレームから差し引くことを行っても良い。
【００３７】
演算装置６の位置輝度算出部７は、光強度画像から背景光や光検出器４のノイズを除去し、フラット補正や背景光を取り除くと、それらの光強度画像上での移動体の位置として、各々の光強度画像内での移動体の位置座標を特定する（図４のステップＳＴ４）。
即ち、位置輝度算出部７は、各々の光強度画像内で画素値が閾値以上の画素が集まっている画素群である点像（明点）が移動体を表しているものと判断して、その点像の重心位置を算出する。この閾値は、０より大きく、画素値の最大値より小さい任意の値である。
各々の光強度画像上での移動体の位置は、明点を基準にして求めるが、結像光学系１の大きさが有限の場合、回折限界で広がりを有する。実際には、大気の揺らぎによる広がりやシーイングの影響もあり、移動体が小さい場合に写る点像は、回折限界よりも広がる。このため、位置輝度算出部７が各々の光強度画像上での移動体の位置を求める際、広がりを持っている点像の重心位置を算出している。なお、ここでの移動体は、光検出器４に対して相対的に移動しているものすべてが対象となるため、識別対象の移動体だけでなく、識別対象ではない恒星や流星等も含んだものとなる。
【００３８】
この実施の形態１では、移動体の外装材として使用される材料が、分光反射率の波長依存性を有する材料、例えば、太陽電池パネル（Ｓｏｌａｒ  ｐａｎｅｌ）や多層断熱材（ＭＬＩ）であるものとしているので、１つの観測時間帯における撮像時刻毎に、光透過部３を透過してくる移動体の反射光等の輝度が変化する。撮像時刻毎に、光透過部３が使用する波長フィルタの種類が異なるので、光透過部３を透過してくる移動体の反射光等の輝度が変化する。
これに対して、光検出器４で検出される背景光を含むノイズは、分光反射率の波長依存性が一般的に小さいので、１つの観測時間帯における観測時刻毎に、光透過部３を透過してくる当該ノイズの輝度は略一定である。
したがって、位置輝度算出部７では、各々の光強度画像内での移動体の位置座標を特定する際、１つの観測時間帯において、光透過部３を透過してくる光の輝度が変化するものが、移動体の反射光等の輝度であると判断できるため移動体と識別できる。他方、１つの観測時間帯において、光透過部３を透過してくる光の輝度が略一定であるものは、移動体ではなくノイズと判断できるため、誤検出を防ぐことができる。
これにより、光強度画像からノイズを除外することができるため、仮に、移動体の反射光が暗い場合でも、光強度画像内での移動体を正確に特定し、その移動体の位置座標を算出することができる。
【００３９】
ここでは、光強度画像上での移動体の位置として、広がりを持っている点像の重心位置を算出する例を示しているが、これに限るものではなく、例えば、光強度画像を示す画像データをガウス関数やｓｉｎｃ関数などとフィッティングすることで、光強度画像上での移動体の位置を算出するようにしてもよい。
なお、光強度画像上での移動体の位置は、天球座標上の位置に対応するため、後述するように赤経や赤緯、あるいは、方位角や仰角などの角度に対応して表すことができる。
【００４０】
位置輝度算出部７は、各々の光強度画像上で移動体を特定すると、各々の光強度画像を光透過部３の透過効率を補正して足し合わせることで、１つの光強度画像（合成画像）を求め、その光強度画像上での移動体の輝度Ｌｄｃｍとして、単位時間当りの移動体の光量を求める（図４のステップＳＴ５）。
以下、位置輝度算出部７による移動体の輝度Ｌｄｃｍの算出処理の一例を具体的に説明する。
【００４１】
まず、位置輝度算出部７は、光強度画像上での移動体の位置の中心に対して適正な積分半径を指定し、その積分半径内の画素値を積算することで、単位時間当りの移動体の光量を求める。
適切な積分半径としては、広がりを持っている点像を包含する領域を示す半径が考えられる。例えば、広がりを持っている点像が３×３の画素群であれば、３×３の画素群を包含する領域の中で、出来る限り小さな領域を示す半径が適正な積分半径となる。
なお、ここでは、光量を求める際に積分半径内の画素値を積算する方法を示しているが、上述したように、ガウス関数やｓｉｎｃ関数を仮定して光量を求めるようにしてもよい。
【００４２】
位置輝度算出部７は、光強度画像上での移動体の輝度Ｌｄｃｍを算出すると、その光強度画像上での移動体の位置と、制御装置１１から出力された結像光学系１の指向方向及び本装置である移動体識別装置の位置とから、天球座標上での移動体の位置（Ｐｘ，Ｐｙ）であるＰｄｃｍを算出する（図４のステップＳＴ６）。
移動体識別装置の位置は、光検出器４により光強度画像であるライトフレームが撮像された時刻での位置であり、結像光学系１の指向方向は、光検出器４により光強度画像であるライトフレームが撮像された時刻での指向方向である。なお、１つの観測時間帯では、結像光学系１の指向方向は一定である。
以下、位置輝度算出部７による移動体の位置（Ｐｘ，Ｐｙ）の算出処理の一例を具体的に説明する。
【００４３】
まず、天球座標は、天の赤道を基準とした赤道座標系、観測者の地平線を基準とした地平座標系、銀河面を基準とした銀河座標系などあるが、これらは基準をどこに取るかの違いであり、いずれを用いても良い。この天球を結像光学系１で光検出器４の受光面に射影変換するが、受光面は平面であることが多いため、例えば正射影、等立体角射影など、非線形な座標変換が行われる。ただし、受光面のもつ天球上の視野が全天に比べて無視できない場合、例えば光学系に魚眼レンズを使う場合は、この非線形な変換の影響が顕著であるが、受光面の視野が小さい場合、線形変換で近似できる。ここでは説明を簡略化するため線形変換の例で説明するが、より一般的な天球座標と受光面の座標変換に関しては、例えば、下記の非特許文献１に開示されている技術を用いるようにしてもよい。
［非特許文献１］
Representations of celestial coordinates in FITS (Paper II), Calabretta, M. R., and Greisen, E. W., Astronomy & Astrophysics, 395, 1077-1122, 2002.
【００４４】
まず、位置輝度算出部７は、光強度画像の中心位置が結像光学系１の指向方向であるものとして、その光強度画像の中心位置から、その光強度画像上での移動体の位置までの画素数、即ち、水平方向の画素数ｘと、垂直方向の画素数ｙとを算出する。
ここでは、説明の便宜上、光強度画像上での移動体の位置が光強度画像の中心位置より左側であれば、画素数ｘの符号をマイナスとし、光強度画像の中心位置より右側であれば、画素数ｘの符号をプラスとする。また、光強度画像上での移動体の位置が光強度画像の中心位置より下側であれば、画素数ｙの符号をマイナスとし、光強度画像の中心位置より上側であれば、画素数ｙの符号をプラスとする。
位置輝度算出部７は、水平方向の画素数ｘと垂直方向の画素数ｙを算出すると、例えば、結像光学系１の指向方向が、赤経・赤緯（あるいは、方位角・仰角）で表されており、結像光学系１の指向方向が（α１，δ１）であれば、下記の式（１）に示すように、移動体の位置（α２，δ２）を算出する。
α２＝α１＋ｘ・ａ
δ２＝δ１＋ｙ・ｂ
（１）
式（１）において、ａは水平方向の１画素に対応する赤経（あるいは、方位角）、ｂは垂直方向の１画素に対応する赤緯（仰角）である。
【００４５】
なお、ここでは説明を簡単にするため、光検出器４を回転させて水平・垂直方向と赤経・赤緯（あるいは方位角・仰角）の向きが揃うように事前に調整している例とする。また、説明を簡単にするため、光学系の歪曲等が十分に小さいものとするが、歪曲などを補正する場合は、上記の非特許文献１に開示されている技術を用いるようにしてもよい。
また、実際の運用では、駆動装置の誤差、観測位置及び観測時刻の誤差等により、結像光学系１の指向方向が目標の値（α１，δ１）からずれることもある。この場合、移動体の代わりに位置が既知の恒星の位置を算出して、上記天球座標と受光面の座標変換を確認するようにすればよい。なお、位置が既知の恒星は一般にガイド星（Guide Star）と呼ばれ、カタログ化されて公開されている。
【００４６】
位置輝度算出部７は、移動体の位置（α２，δ２）を算出すると、下記の式（２）に示すように、移動体の位置（α２，δ２）と、移動体識別装置の位置（α０，δ０）との差分（Δα，Δδ）を、移動体識別装置に対する移動体の相対位置として算出する。
Δα＝α０−α２
Δδ＝δ０−δ２
（２）
これにより、移動体識別装置に対する移動体の相対位置（Δα，Δδ）が求まるが、移動体の相対位置（Δα，Δδ）は、天球座標上での角度のみの情報であり、移動体識別装置からの距離である奥行き情報が含まれていない。
【００４７】
そこで、位置輝度算出部７は、移動体識別装置から移動体までの距離である奥行きＤを仮定して、天球座標上での移動体の位置（Ｐｘ，Ｐｙ）を算出する。
例えば、移動体の運動が、後述するように二次曲線で表されると仮定すると、その二次曲線上の３点が決まれば、移動体の軌跡が定まるため、位置輝度算出部７が、少なくとも、３つの観測時刻Ｔでの移動体の相対位置（Δα，Δδ）を算出する。
３つの観測時刻Ｔでの移動体の相対位置（Δα，Δδ）が分かれば、例えば、近地球域の衛星の軌道計算用のアルゴリズムであるＳＧＰ４ （Ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄ  Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｐｅｒｔｕｒｂａｔｉｏｎｓ  Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  Ｏｒｂｉｔ  Ｍｏｄｅｌ  ４）を用いることで、移動体の軌跡を算出することができる。即ち、仮定した奥行きＤを算出することができる。したがって、天球座標上での移動体の位置（Ｐｘ，Ｐｙ）が求まる。
【００４８】
ＳＧＰ４を用いて、移動体の軌跡を算出する処理自体は、公知の技術であるため、詳細な処理内容を省略する。
ここでは、ＳＧＰ４を用いて、天球座標上での移動体の位置（Ｐｘ，Ｐｙ）を求める例を示しているが、角度の情報である移動体の相対位置（Δα，Δδ）から、天球座標上での移動体の位置（Ｐｘ，Ｐｙ）が求まればよく、ＳＧＰ４以外の方法を用いてもよいことは言うまでもない。
ＳＧＰ４以外の方法は、例えば、以下の非特許文献２に開示されている。
［非特許文献２］
“軌道決定の原理: 彗星・小惑星の観測方向から距離を決めるには”  長沢工著  ２００３年  地人書館出版
【００４９】
因みに、移動体が地球の周辺に存在している場合、移動体に対する重力の影響は地球、及び月が占めているが、移動体の運動が、移動体と地球の２対問題で近似できると仮定すると、移動体の運動は、二次曲線である法物線、双曲線、楕円のいずれかとなる。
実際には、他の移動体や惑星の重力、地球の大気の摩擦抵抗などがあるため、移動体の運動を二次曲線まで単純化すると精度が落ちるが、基本的には、移動体の運動の軌跡である軌道は二次曲線で表される。
【００５０】
演算装置６の記録処理部８は、位置輝度算出部７が天球座標上での移動体の位置（Ｐｘ，Ｐｙ）であるＰｄｃｍ及び輝度Ｌｄｃｍを算出すると、１つの観測時間帯に対応する観測時刻Ｔと一緒に、その移動体の位置Ｐｄｃｍ及び輝度Ｌｄｃｍをデータ格納部９に記録する（図４のステップＳＴ７）。
【００５１】
演算装置６の移動体識別部１０は、データベース５に記憶されている複数の移動体に関する各時刻での位置及び輝度と、データ格納部９に記録されている移動体の位置Ｐｄｃｍ及び輝度Ｌｄｃｍとを照合し、位置及び輝度の照合結果から識別対象の移動体を識別する（図４のステップＳＴ８）。
以下、移動体識別部１０による移動体の識別処理の一例を具体的に説明する。
【００５２】
ここでは説明の便宜上、Ｎ個の移動体に関して、各時刻Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３・・・での位置Ｐｋｎｏ及び輝度Ｌｋｎｏがデータベース５に記憶されているものとする。
移動体識別部１０は、データベース５に記憶されているＮ個の移動体に関する各時刻Ｔでの位置Ｐｋｎｏと、データ格納部９に記録されている各観測時刻Ｔでの移動体の位置Ｐｄｃｍとを照合する。
例えば、識別対象の移動体の位置Ｐｄｃｍ，ｔ（ｔ＝Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５）として、観測時刻Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５での移動体の位置（Ｐｘ，Ｐｙ）がデータ格納部９に記録されている場合、識別対象の移動体の位置Ｐｄｃｍ，ｔ（ｔ＝Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５）と、データベース５に記憶されているＮ個の移動体に関する各時刻Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５での位置Ｐｋｎｏ，ｎ，ｔ（ｎ＝１，２，３，・・・，Ｎ：ｔ＝Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５）とを照合する。
即ち、Ｎ個の移動体について、下記の式（３）に示すように、観測時刻Ｔ毎に、識別対象の移動体の位置Ｐｄｃｍ，ｔとの差分ΔＰｎ，ｔ（ｎ＝１，２，３，・・・，Ｎ：ｔ＝Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５）を算出し、下記の式（４）に示すように、位置の差分ΔＰｎ，ｔの累積値Σ（ΔＰｎ）を算出する。
ΔＰｎ，ｔ＝｜Ｐｋｎｏ，ｎ，ｔ−Ｐｄｃｍ，ｔ｜                （３）
Σ（ΔＰｎ）＝ΔＰｎ，１＋ΔＰｎ，２＋ΔＰｎ，３＋ΔＰｎ，４＋ΔＰｎ，５  （４）
【００５３】
移動体識別部１０は、Ｎ個の移動体について、位置の差分ΔＰｎ，ｔの累積値Σ（ΔＰｎ）を算出すると、Ｎ個の移動体の中で、その累積値Σ（ΔＰｎ）が事前に設定されている閾値Ｔｈ以下の移動体を特定する。この閾値Ｔｈは１以上で（Ｎ−１）以下の任意の値である。
移動体識別部１０は、累積値Σ（ΔＰｎ）が閾値Ｔｈ以下の移動体が１個であれば、その移動体が識別対象の移動体である旨を示す識別結果を出力するが、累積値Σ（ΔＰｎ）が閾値Ｔｈ以下の移動体がＭ個（Ｍは２以上でＮ以下）あれば、下記の式（５）に示すように、Ｍ個の移動体について、観測時刻Ｔ毎に、識別対象の移動体の輝度Ｌｄｃｍ，ｔとの差分ΔＬｍ，ｔ（ｍ＝１，２，・・・，Ｍ：ｔ＝Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５）を算出し、下記の式（６）に示すように、輝度の差分ΔＬｍ，ｔの累積値Σ（ΔＬｍ）を算出する。
ΔＬｍ，ｔ＝｜Ｌｋｎｏ，ｍ，ｔ−Ｌｄｃｍ，ｔ｜                （５）
Σ（ΔＬｍ）＝ΔＬｍ，１＋ΔＬｍ，２＋ΔＬｍ，３＋ΔＬｍ，４＋ΔＬｍ，５  （６）
【００５４】
移動体識別部１０は、Ｍ個の移動体について、輝度の差分ΔＬｍ，ｔの累積値Σ（ΔＬｍ）を算出すると、Ｍ個の移動体の中で、その累積値Σ（ΔＬｍ）が最も小さい移動体を特定し、その移動体が識別対象の移動体である旨を示す識別結果を出力する。
ここでは、移動体識別部１０が、Ｎ個の移動体の中で、累積値Σ（ΔＰｎ）が事前に設定されている閾値Ｔｈ以下の移動体を特定するものを示したが、Ｎ個の移動体の中で、累積値Σ（ΔＰｎ）が小さい上位Ｍ個の移動体を特定し、上位Ｍ個の移動体の中で、累積値Σ（ΔＬｍ）が最も小さい移動体を特定するようにしてもよい。
【００５５】
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、移動体識別部１０が、データベース５に記憶されている複数の移動体に関する各時刻での位置及び輝度と、データ格納部９に記録されている識別対象の移動体の位置及び輝度とを照合し、位置及び輝度の照合結果から移動体を識別するように構成したので、移動体の放射光又は反射光の輝度が小さい時間帯でも、移動体を識別することができる効果を奏する。
即ち、各時刻での移動体の位置だけでなく、各時刻での移動体の輝度も照合しているので、移動体の輝度が暗い時間帯に、移動体の反射光がノイズの光であると誤判断して、移動体を識別できなくなる不具合の発生を防止することができる。
【００５６】
また、この実施の形態１によれば、結像光学系１と光検出器４の間の光路に配置され、結像光学系１により結像された光の遮断と透過を交互に繰り返す遮光部２を備えるように構成したので、識別対象の移動体が相対的に動いている場合でも、その移動体の位置や輝度を正確に表している光強度画像を得ることができる効果を奏する。
【００５７】
この実施の形態１では、光透過部３が、透過する光の特性が異なる複数のフィルタとして、透過する光の波長が異なる複数の波長フィルタを有している例を示したが、光透過部３が、透過する光の特性が異なる複数のフィルタとして、透過する光の偏光が異なる複数の偏光フィルタを有しているものであってもよい。
複数の偏光フィルタを用いることで、識別対象の移動体が、例えば、恒星や他の移動体からの光の影響で見え難くなっている場合でも、光強度画像上で容易に検出することができるようになる。
【００５８】
この実施の形態１では、光透過部３が複数の波長フィルタを順番に使用するものを示したが、光透過部３が複数の波長フィルタを順番に使用する代わりに、光検出器４の各画素に対応する位置に異なる波長フィルタを配置するようにしてもよい。例えば、光検出器４の各画素に対応する位置に、Ｒ成分の波長フィルタと、Ｇ成分の波長フィルタと、Ｂ成分の波長フィルタとを配置するようにしてもよい。
このように、光検出器４の各画素に対応する位置に異なる波長フィルタを配置すれば、各画素で異なる波長の光量を同時刻に得ることができる。
民生用途のＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサでは、各画素の前面に赤、緑、青などに代表されるカラーフィルタ（波長フィルタ）が配置されているものが知られており、光の波長成分を選択的に得ることができる。
【００５９】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、軌道が既知である複数の移動体に関する各時刻での位置及び輝度がデータベース５に記憶されており、移動体識別部１０が、データベース５に記憶されている複数の移動体に関する各時刻での位置及び輝度と、データ格納部９に記録されている識別対象の移動体の位置及び輝度とを照合し、位置及び輝度の照合結果から移動体を識別する例を示しているが、移動体の色を照合対象に含めて、位置、輝度及び色の照合結果から移動体を識別するようにしてもよい。
【００６０】
図７はこの発明の実施の形態２による移動体識別装置を示す構成図であり、図７おいて、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
データベース４１は例えばＲＡＭやハードディスクなどの記憶装置で実現されるものであり、軌道が既知である複数の移動体に関する各時刻での位置、輝度及び色を記憶している。
即ち、データベース４１は、複数の移動体に関する観測時刻Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３・・・での位置、輝度及び色を記憶している。
図７の例では、データベース４１が演算装置６の外部に設けられているが、データベース４１が演算装置６の内部に設けられていてもよい。また、データベース４１が図示せぬネットワーク上に配置されており、データベース４１がネットワークを介して演算装置６と接続されているものであってもよい。
【００６１】
演算装置６は位置輝度算出部７、記録処理部４２、データ格納部４３及び移動体識別部４４を備えており、各種の演算処理等を実施する。
記録処理部４２は例えば図２の記録処理回路２２で実現されるものであり、１つの観測時間帯に対応する観測時刻Ｔと一緒に、位置輝度算出部７により算出された移動体の位置及び輝度をデータ格納部４３に記録するとともに、光検出器４による撮像時刻と一緒に、光透過部３により用いられる波長フィルタの波長をデータ格納部４３に記録する処理を実施する。
また、記録処理部４２は１つの観測時間帯において、光検出器４が複数の波長フィルタを順番に使用して、複数の光強度画像を撮像すると、各々の光強度画像から位置輝度算出部７により算出された移動体の位置Ｐｄｃｍに対応する１以上の画素の画素値を読み出し、１以上の画素の画素値を積算することで移動体の輝度Ｌｆｉｌを求め、光検出器４による各々の光強度画像の撮像時刻と一緒に、各々の光強度画像から求めた移動体の輝度Ｌｆｉｌをデータ格納部４３に記録する。
データ格納部４３は例えば図２の記憶装置２３で実現されるものであり、移動体の位置、輝度及び光透過部３により用いられる波長フィルタの波長を記録する。なお、記録処理部４２及びデータ格納部４３から記録部が構成されている。
【００６２】
移動体識別部４４は例えば図２の移動体識別処理回路２４で実現されるものであり、データ格納部４３に記録されている光の波長及び輝度から識別対象の移動体の色を特定し、データベース４１に記憶されている複数の移動体に関する各時刻での位置、輝度及び色と、データ格納部４３に記録されている移動体の位置及び輝度並びに特定した色とを照合し、位置、輝度及び色の照合結果から識別対象の移動体を識別する処理を実施する。
【００６３】
図７では、移動体識別装置における演算装置６の構成要素である位置輝度算出部７、記録処理部４２、データ格納部４３及び移動体識別部４４のそれぞれが専用のハードウェアで構成されているものを想定しているが、演算装置６がコンピュータで構成されているものであってもよい。
移動体識別装置の演算装置６がコンピュータで構成される場合、データ格納部４３を図３に示すコンピュータのメモリ３１上に構成するとともに、位置輝度算出部７、記録処理部４２及び移動体識別部４４の処理内容を記述しているプログラムをメモリ３１に格納し、図３に示すコンピュータのプロセッサ３２がメモリ３１に格納されているプログラムを実行するようにすればよい。
【００６４】
次に動作について説明する。
ただし、結像光学系１、遮光部２、光透過部３、光検出器４及び位置輝度算出部７の処理内容は、上記実施の形態１と同様であるため説明を省略する。
演算装置６の記録処理部４２は、位置輝度算出部７が天球座標上での移動体の位置Ｐｄｃｍ及び輝度Ｌｄｃｍを算出すると、１つの観測時間帯に対応する観測時刻Ｔと一緒に、その移動体の位置Ｐｄｃｍ及び輝度Ｌｄｃｍをデータ格納部４３に記録する。
また、記録処理部４２は、光透過部３に対する制御装置１１の指示内容から、光透過部３で使用される波長フィルタの波長を認識し、光検出器４による撮像時刻と一緒に、その波長フィルタの波長をデータ格納部４３に記録する。
さらに、記録処理部４２は、１つの観測時間帯において、光検出器４が複数の波長フィルタを順番に使用して、複数の光強度画像を撮像すると、各々の光強度画像から位置輝度算出部７により算出された移動体の位置Ｐｄｃｍに対応する１以上の画素の画素値を読み出し、１以上の画素の画素値を積算することで移動体の輝度Ｌｆｉｌを求め、光検出器４による各々の光強度画像の撮像時刻と一緒に、各々の光強度画像から求めた移動体の輝度Ｌｆｉｌをデータ格納部４３に記録する。
【００６５】
移動体識別部４４は、１つの観測時間帯に対応する観測時刻Ｔ毎に、データ格納部４３から、光検出器４による各々の光強度画像の撮像時刻と一緒に記録されている光の波長及び移動体の輝度Ｌｆｉｌを読み出し、その光の波長及び輝度Ｌｆｉｌから識別対象の移動体の色Ｃｄｃｍを特定する。
即ち、移動体識別部４４は、例えば、光透過部３が図５に示すような分光フィルタＵＢＶＲＩを用いている場合、Ｕバンドの分光フィルタを用いているときの輝度ＬｆｉｌからＵ成分の光量、Ｂバンドの分光フィルタを用いているときの輝度ＬｆｉｌからＢ成分の光量、Ｖバンドの分光フィルタを用いているときの輝度ＬｆｉｌからＶ成分の光量、Ｒバンドの分光フィルタを用いているときの輝度ＬｆｉｌからＲ成分の光量、Ｉバンドの分光フィルタを用いているときの輝度ＬｆｉｌからＩ成分の光量を特定する。
つまり、識別対象の移動体の色Ｃｄｃｍとして、その色Ｃｄｃｍの成分であるＵ成分の光量、Ｂ成分の光量、Ｖ成分の光量、Ｒ成分の光量、Ｉ成分の光量とを特定する。
【００６６】
移動体識別部４４は、識別対象の移動体の色Ｃｄｃｍを特定すると、データベース４１に記憶されている複数の移動体に関する各時刻での位置Ｐｋｎｏ、輝度Ｌｋｎｏ及び色Ｃｋｎｏと、データ格納部４３に記録されている移動体の位置Ｐｄｃｍ及び輝度Ｌｄｃｍ並びに特定した色Ｃｄｃｍとを照合し、位置、輝度及び色の照合結果から当該移動体を識別する。
以下、移動体識別部４４による移動体の識別処理の一例を具体的に説明する。
【００６７】
ここでは説明の便宜上、Ｎ個の移動体に関して、各時刻Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３・・・での位置Ｐｋｎｏ、輝度Ｌｋｎｏ及び色Ｃｋｎｏがデータベース４１に記憶されているものとする。データベース４１に記憶されている色Ｃｋｎｏは、移動体の色の成分として、Ｕ成分の光量、Ｂ成分の光量、Ｖ成分の光量、Ｒ成分の光量、Ｉ成分の光量を示しているものとする。
移動体識別部４４は、図１の移動体識別部１０と同様に、データベース４１に記憶されているＮ個の移動体に関する各時刻Ｔでの位置Ｐｋｎｏ，ｎ，ｔ（ｎ＝１，２，３，・・・，Ｎ：ｔ＝Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５）と、データ格納部４３に記録されている各観測時刻Ｔでの移動体の位置Ｐｄｃｍ，ｔ（ｔ＝Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５）とを照合する。
即ち、移動体識別部４４は、Ｎ個の移動体について、上記の式（３）に示すように、観測時刻Ｔ毎に、識別対象の移動体の位置Ｐｄｃｍ，ｔとの差分ΔＰｎ，ｔ（ｎ＝１，２，３，・・・，Ｎ：ｔ＝Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５）を算出し、上記の式（４）に示すように、位置の差分ΔＰｎ，ｔの累積値Σ（ΔＰｎ）を算出する。
【００６８】
移動体識別部４４は、Ｎ個の移動体について、位置の差分ΔＰｎ，ｔの累積値Σ（ΔＰｎ）を算出すると、Ｎ個の移動体の中で、その累積値Σ（ΔＰｎ）が事前に設定されている閾値Ｔｈ１以下の移動体を特定する。この閾値Ｔｈ１は１以上で（Ｎ−１）以下の任意の値である。
移動体識別部４４は、累積値Σ（ΔＰｎ）が閾値Ｔｈ１以下の移動体が１個であれば、その移動体が識別対象の移動体である旨を示す識別結果を出力するが、累積値Σ（ΔＰｎ）が閾値Ｔｈ以下の移動体がＭ個（Ｍは２以上でＮ以下）あれば、上記の式（５）に示すように、Ｍ個の移動体について、観測時刻Ｔ毎に、識別対象の移動体の輝度Ｌｄｃｍ，ｔとの差分ΔＬｍ，ｔ（ｍ＝１，２，・・・，Ｍ：ｔ＝Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５）を算出し、上記の式（６）に示すように、輝度の差分ΔＬｍ，ｔの累積値Σ（ΔＬｍ）を算出する。
【００６９】
移動体識別部４４は、Ｍ個の移動体について、輝度の差分ΔＬｍ，ｔの累積値Σ（ΔＬｍ）を算出すると、Ｍ個の移動体の中で、その累積値Σ（ΔＬｍ）が事前に設定されている閾値Ｔｈ２以下の移動体を特定する。この閾値Ｔｈ２は１以上で（Ｍ−１）以下の任意の値である。
移動体識別部４４は、累積値Σ（ΔＬｍ）が閾値Ｔｈ２以下の移動体が１個であれば、その移動体が識別対象の移動体である旨を示す識別結果を出力するが、累積値Σ（ΔＬｍ）が閾値Ｔｈ２以下の移動体がＫ個（Ｋは２以上でＭ以下）あれば、１つの観測時間帯に対応する観測時刻Ｔ毎に、識別対象の移動体の色Ｃｄｃｍの成分（Ｕ成分の光量、Ｂ成分の光量、Ｖ成分の光量、Ｒ成分の光量、Ｉ成分の光量）を比較して、特徴的な色成分を特定する。
また、Ｋ個の移動体について、観測時刻Ｔ毎に、データベース４１に記憶されている色Ｃｋｎｏの成分（Ｕ成分の光量、Ｂ成分の光量、Ｖ成分の光量、Ｒ成分の光量、Ｉ成分の光量）を比較して、特徴的な色成分を特定する。
例えば、特徴的な色成分として、最も光量が大きな成分と、最も光量が小さな成分とを特定する。
ここで、移動体の外装材が太陽電池パネル（Ｓｏｌａｒ  ｐａｎｅｌ）であれば、図５に示すように、最も光量が大きな成分がＵ成分で、最も光量が小さな成分がＲ成分である。
また、移動体の外装材が多層断熱材（ＭＬＩ）であれば、最も光量が大きな成分がＩ成分で、最も光量が小さな成分がＢ成分である。
【００７０】
移動体識別部４４は、識別対象の移動体及びＫ個の移動体の特徴的な色成分を特定すると、識別対象の移動体の色ＣｄｃｍとＫ個の移動体の色Ｃｋｎｏとを照合する。
即ち、移動体識別部４４は、Ｋ個の移動体の中で、特徴的な色成分が識別対象の移動体と同じ移動体を特定する。
このとき、特定した移動体の特徴的な色成分が、例えば、最も光量が大きな成分がＵ成分で、最も光量が小さな成分がＲ成分であれば、識別対象の移動体が、外装材が太陽電池パネル（Ｓｏｌａｒ  ｐａｎｅｌ）の移動体であると識別される。また、最も光量が大きな成分がＩ成分で、最も光量が小さな成分がＢ成分であれば、識別対象の移動体が、外装材が多層断熱材（ＭＬＩ）の移動体であると識別される。
【００７１】
この実施の形態２では、移動体の特徴的な色成分として、最も光量が大きな成分と、最も光量が小さな成分とを特定する例を示しているが、これに限るものではなく、例えば、Ｕ成分の光量、Ｂ成分の光量、Ｖ成分の光量、Ｒ成分の光量及びＩ成分の光量の大小関係を特定するようにしてもよい。
例えば、移動体の外装材が多層断熱材（ＭＬＩ）であれば、図５に示すように、Ｂ成分の光量＜Ｕ成分の光量＜Ｖ成分の光量＜Ｒ成分の光量＜Ｉ成分の光量となる。
【００７２】
以上で明らかなように、この実施の形態２によれば、移動体識別部４４が、データ格納部４３に記録されている光の波長成分及び輝度から識別対象の移動体の色を特定し、データベース４１に記憶されている複数の移動体に関する各時刻での位置、輝度及び色と、データ格納部４３に記録されている移動体の位置及び輝度並びに特定した色とを照合し、位置、輝度及び色の照合結果から識別対象の移動体を識別するように構成したので、上記実施の形態１と同様に、移動体の放射光又は反射光の輝度が小さい時間帯でも、移動体を識別することができる効果を奏する。
また、移動体の色を照合対象に含めて、位置、輝度及び色の照合結果から移動体を識別するようにしているので、上記実施の形態１よりも、移動体の識別精度を高めることができる。
【００７３】
実施の形態３．
上記実施の形態２では、移動体の色を照合対象に含めて、位置、輝度及び色の照合結果から移動体を識別しているものを示したが、移動体の色差、即ち、光の波長間の輝度の差分である色差を照合対象に含めて、位置、輝度及び色差の照合結果から移動体を識別するようにしてもよい。
【００７４】
この実施の形態３の移動体識別装置の構成図は、上記実施の形態２と同様の図７であるものとする。
ただし、データベース４１に記憶されているものは、移動体の色Ｃｋｎｏではなく、移動体の色差ΔＣｋｎｏである。
具体的には、例えば、ＢバンドとＶバンド間の輝度の差分、即ち、Ｂ成分の光量とＶ成分の光量との差分ΔＣｋｎｏ，（Ｂ−Ｖ）と、ＲバンドとＩバンド間の輝度の差分、即ち、Ｒ成分の光量とＩ成分の光量との差分ΔＣｋｎｏ，（Ｒ−Ｉ）とがデータベース４１に記憶されている。
図５に示すように、例えば、移動体の外装材が多層断熱材（ＭＬＩ）であれば、Ｖ成分の光量がＢ成分の光量より大きく、Ｒ成分の光量とＩ成分の光量との差分ΔＣｋｎｏ，（Ｒ−Ｉ）が小さいという特徴がある。
また、移動体の外装材が太陽電池パネル（Ｓｏｌａｒ  ｐａｎｅｌ）であれば、Ｖ成分の光量がＢ成分の光量より小さく、Ｒ成分の光量とＩ成分の光量との差分ΔＣｋｎｏ，（Ｒ−Ｉ）が、外装材が多層断熱材（ＭＬＩ）の場合より大きいという特徴がある。
【００７５】
移動体識別部４４は、上記実施の形態２と同様に、位置及び輝度を照合して、識別対象の移動体の種類を絞り込み、累積値Σ（ΔＬｍ）が閾値Ｔｈ２以下の移動体がＫ個（Ｋは２以上でＭ以下）あれば、１つの観測時間帯に対応する観測時刻Ｔ毎に、識別対象の移動体の色差ΔＣｄｃｍを特定する。即ち、識別対象の移動体について、Ｂ成分の光量とＶ成分の光量との差分ΔＣｄｃｍ，（Ｂ−Ｖ）を特定するとともに、Ｒ成分の光量とＩ成分の光量との差分ΔＣｄｃｍ，（Ｒ−Ｉ）を特定する。
【００７６】
移動体識別部４４は、識別対象の移動体及びＫ個の移動体について色差を特定すると、識別対象の移動体の色差ΔＣｄｃｍとＫ個の移動体の色差ΔＣｋｎｏとを照合する。
即ち、移動体識別部４４は、Ｋ個の移動体の中で、色差の特徴が識別対象の移動体と同じ移動体を特定する。
このとき、特定した移動体の色差の特徴として、例えば、Ｖ成分の光量がＢ成分の光量より大きく、Ｒ成分の光量とＩ成分の光量との差分ΔＣｋｎｏ，（Ｒ−Ｉ）が小さいという特徴がある場合、外装材が多層断熱材（ＭＬＩ）の移動体であると識別される。また、特定した移動体の色差の特徴として、Ｖ成分の光量がＢ成分の光量より小さく、Ｒ成分の光量とＩ成分の光量との差分ΔＣｋｎｏ，（Ｒ−Ｉ）が、外装材が多層断熱材（ＭＬＩ）の場合より大きいという特徴がある場合、外装材が太陽電池パネル（Ｓｏｌａｒ  ｐａｎｅｌ）の移動体であると識別される。
【００７７】
以上で明らかなように、この実施の形態３によれば、移動体識別部４４が、データ格納部４３に記録されている光の波長及び輝度から識別対象の移動体の色差を特定し、データベース４１に記憶されている複数の移動体に関する各時刻での位置、輝度及び色差と、データ格納部４３に記録されている移動体の位置及び輝度並びに特定した色差とを照合し、位置、輝度及び色差の照合結果から識別対象の移動体を識別するように構成したので、上記実施の形態１と同様に、移動体の放射光又は反射光の輝度が小さい時間帯でも、移動体を識別することができる効果を奏する。
また、移動体の色差を照合対象に含めて、位置、輝度及び色差の照合結果から移動体を識別するようにしているので、上記実施の形態１よりも、移動体の識別精度を高めることができる。
【００７８】
この実施の形態３では、移動体の色差ΔＣｋｎｏとして、Ｂ成分の光量とＶ成分の光量との差分ΔＣｋｎｏ，（Ｂ−Ｖ）と、Ｒ成分の光量とＩ成分の光量との差分ΔＣｋｎｏ，（Ｒ−Ｉ）とがデータベース４１に記憶されており、差分ΔＣｋｎｏ，（Ｂ−Ｖ）と差分ΔＣｋｎｏ，（Ｒ−Ｉ）を照合に用いる例を示しているが、照合に用いる差分は、差分ΔＣｋｎｏ，（Ｂ−Ｖ）と差分ΔＣｋｎｏ，（Ｒ−Ｉ）に限るものではない。
【００７９】
また、移動体の色と、移動体の色差との双方を照合対象に含めて、位置、輝度、色及び色差の照合結果から移動体を識別するようにしてもよい。
【００８０】
実施の形態４．
上記実施の形態３では、光透過部３が複数の波長フィルタを順番に使用し、光検出器４が光透過部３を透過してきた光を検出して、移動体が映っている光強度画像を撮像するものを示したが、光透過部５１が透過する光の波長と反射する光の波長が異なる分光フィルタを有し、光検出器４が光透過部５１の分光フィルタを透過してきた光を検出して、移動体が映っている光強度画像を撮像する第１の光検出回路と、その分光フィルタにより反射された光を検出して、移動体が映っている光強度画像を撮像する第２の光検出回路とを備えるようにしてもよい。
【００８１】
図８はこの発明の実施の形態４による移動体識別装置を示す構成図であり、図８おいて、図７と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
光透過部５１は結像光学系１と光検出器４の間の光路に配置されており、１つの分光フィルタで構成されている。この分光フィルタはビームスプリッタに相当し、遮光部２を透過してきた光のうち、透過する光の波長と反射する光の波長が異なっている。
この実施の形態１では、光検出器４が光検出回路４ａと光検出回路４ｂから構成されている。
光検出回路４ａは例えばＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサなどで実現されるものであり、光透過部５１の分光フィルタを透過してきた光を検出して、識別対象の移動体が映っている光強度画像を撮像する第１の光検出回路である。
光検出回路４ｂは例えばＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサなどで実現されるものであり、光透過部５１の分光フィルタに反射された光を検出して、識別対象の移動体が映っている光強度画像を撮像する第２の光検出回路である。
【００８２】
減算器５２は光検出回路４ａにより撮像された光強度画像から光検出回路４ｂにより撮像された光強度画像を減算することで、それらの光強度画像に映っている識別対象の移動体の色差、即ち、光透過部５１の分光フィルタを透過してきた光の波長成分の輝度と、光透過部５１の分光フィルタに反射された光の波長成分の輝度との差分である色差を求め、識別対象の移動体の色差を記録処理部５４に出力する。
【００８３】
演算装置６は位置輝度算出部５３、記録処理部５４、データ格納部５５及び移動体識別部５６を備えており、各種の演算処理等を実施する。
位置輝度算出部５３は例えばＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ＦＰＧＡのようなプログラム基板で構成されている位置輝度算出処理回路２１で実現されるものであり、光検出回路４ａ，４ｂにより撮像された光強度画像から移動体の位置及び輝度を算出する処理を実施する。
【００８４】
記録処理部５４は例えば図２の記録処理回路２２で実現されるものであり、観測時刻Ｔと一緒に、位置輝度算出部５３により算出された移動体の位置及び輝度をデータ格納部５５に記録するとともに、減算器５２から出力された移動体の色差をデータ格納部５５に記録する処理を実施する。
データ格納部５５は例えば図２の記憶装置２３で実現されるものであり、移動体の位置、輝度及び色差を記録する。なお、記録処理部５４及びデータ格納部５５から記録部が構成されている。
【００８５】
移動体識別部５６は例えば図２の移動体識別処理回路２４で実現されるものであり、データベース４１に記憶されている複数の移動体に関する各時刻での位置、輝度及び色差と、データ格納部５５に記録されている移動体の位置、輝度及び色差とを照合し、位置、輝度及び色差の照合結果から当該移動体を識別する処理を実施する。
【００８６】
図８では、移動体識別装置における演算装置６の構成要素である位置輝度算出部５３、記録処理部５４、データ格納部５５及び移動体識別部５６のそれぞれが専用のハードウェアで構成されているものを想定しているが、演算装置６がコンピュータで構成されているものであってもよい。
移動体識別装置の演算装置６がコンピュータで構成される場合、データ格納部５５を図３に示すコンピュータのメモリ３１上に構成するとともに、位置輝度算出部５３、記録処理部５４及び移動体識別部５６の処理内容を記述しているプログラムをメモリ３１に格納し、図３に示すコンピュータのプロセッサ３２がメモリ３１に格納されているプログラムを実行するようにすればよい。
【００８７】
次に動作について説明する。
光透過部５１は、図７の光透過部３と同様に、結像光学系１と光検出器４の間の光路に配置されているが、図７の光透過部３と異なり、複数の波長フィルタを順番に使用するものではなく、常に、１つの分光フィルタを使用する。
このため、上記実施の形態１〜３では、遮光部２が、１つの観測時間帯において、光透過部３が有するフィルタ数分だけ、シャッターの開閉を繰り返し実施していたが、この実施の形態４では、遮光部２が、１つの観測時間帯において、１回だけシャッターの開閉を行う。
また、上記実施の形態１〜３では、光検出器４が、１つの観測時間帯において、光透過部３が有するフィルタ数分だけ、光強度画像の撮像を行っていたが、この実施の形態４では、光検出器４が有する光検出回路４ａ，４ｂが、１つの観測時間帯において、１回だけ光強度画像の撮像を行う。
【００８８】
制御装置１１は、上記実施の形態３と同様に、結像光学系１が識別対象である移動体の放射光又は反射光を結像することができるようにするために、結像光学系１の指向方向を駆動装置１２に指示する。
駆動装置１２は、制御装置１１から結像光学系１の指向方向が指示されると、自己の回転ステージに付加されているモータ等を駆動することで、その指向方向に結像光学系１を向ける。
結像光学系１は、識別対象の移動体の放射光又は反射光が視野の範囲内に入ると、上記実施の形態３と同様に、その移動体の放射光又は反射光を結像する。
【００８９】
制御装置１１は、シャッターの開閉時刻を遮光部２に指示する。
この実施の形態４では、光検出回路４ａ，４ｂが、１つの観測時間帯において、１回だけ光強度画像の撮像を行うため、制御装置１１が、１つの観測時間帯において、１回だけシャッターの開閉時刻を遮光部２に指示している。
遮光部２は、制御装置１１による開閉時刻にしたがって結像光学系１により結像された光の遮断と透過を行う。
【００９０】
光透過部３は、遮光部２を透過してきた光のうち、透過する光の波長と反射する光の波長が異なる分光フィルタを有しており、その分光フィルタが遮光部２を透過してきた光の一部を透過し、その透過した光の波長と異なる波長の光を反射する。
【００９１】
制御装置１１は、光強度画像の撮像時刻を光検出回路４ａ，４ｂに指示する。
光検出回路４ａ，４ｂによる光強度画像の撮像時刻は、遮光部２によるシャッターの開閉時刻と同期している。
光検出回路４ａは、制御装置１１により指示された撮像時刻に、光透過部３の分光フィルタを透過してきた光を検出して、識別対象の移動体が映っている光強度画像を撮像する。
光検出回路４ｂは、制御装置１１により指示された撮像時刻に、光透過部５１の分光フィルタに反射された光を検出して、識別対象の移動体が映っている光強度画像を撮像する。
これにより、２つの光強度画像が同時刻に撮像される。
【００９２】
減算器５２は、光検出回路４ａ，４ｂが光強度画像を撮像すると、光検出回路４ａにより撮像された光強度画像から光検出回路４ｂにより撮像された光強度画像を減算することで、それらの光強度画像に映っている識別対象の移動体の色差ΔＣｄｃｍ、即ち、光透過部５１の分光フィルタを透過してきた光の波長成分の輝度と、光透過部５１の分光フィルタに反射された光の波長成分の輝度との差分である色差を求め、識別対象の移動体の色差ΔＣｄｃｍを記録処理部５４に出力する。
【００９３】
演算装置６の位置輝度算出部５３は、光検出回路４ａ，４ｂが光強度画像を撮像すると、各々の光強度画像上での移動体の位置として、各々の光強度画像内での移動体の位置座標を特定する。
即ち、位置輝度算出部５３は、各々の光強度画像内で画素値が閾値以上の画素が集まっている画素群である点像（明点）が移動体を表しているものと判断して、その点像の重心位置を算出する。
【００９４】
この実施の形態４でも、上記実施の形態３と同様に、移動体の外装材として使用される材料が、分光反射率の波長依存性を有する材料、例えば、太陽電池パネル（Ｓｏｌａｒ  ｐａｎｅｌ）や多層断熱材（ＭＬＩ）であるものとする。
光透過部３の分光フィルタを透過する光の波長と反射する光の波長が異なるため、光検出回路４ａが検出する光の波長と、光検出回路４ｂが検出する光の波長とが異なり、光検出回路４ａにより撮像された光強度画像上での移動体の輝度と、光検出回路４ｂにより撮像された光強度画像上での移動体の輝度とが異なる。
これに対して、移動体の周囲に発生するノイズは、分光反射率の波長依存性がないので、光検出回路４ａにより撮像された光強度画像上でのノイズの輝度と、光検出回路４ｂにより撮像された光強度画像上での当該ノイズの輝度とは略一定である。
【００９５】
したがって、位置輝度算出部５３では、各々の光強度画像内での移動体の位置座標を特定する際、光検出回路４ａにより撮像された光強度画像上での光の輝度と、光検出回路４ｂにより撮像された光強度画像上での光の輝度とが異なっているものが、移動体の反射光等の輝度であると判断できるため移動体と識別できる。他方、光強度画像上での光の輝度と、光検出回路４ｂにより撮像された光強度画像上での光の輝度とが略一定であるものは、移動体ではなくノイズと判断できるため、誤検出を防ぐことができる。
これにより、光強度画像からノイズを除外することができるため、仮に、移動体の反射光が暗い場合でも、光強度画像内での移動体正確に特定し、その移動体の位置座標を算出することができる。
【００９６】
ここでは、光強度画像上での移動体の位置として、広がりを持っている点像の重心位置を算出する例を示しているが、これに限るものではなく、例えば、光強度画像を示す画像データをガウス関数やｓｉｎｃ関数などとフィッティングすることで、光強度画像上での移動体の位置を算出するようにしてもよい。
なお、光強度画像上での移動体の位置は、天球座標上の位置に対応するため、赤経や赤緯、あるいは、方位角や仰角などの角度に対応して表すことができる。
【００９７】
位置輝度算出部５３は、各々の光強度画像上での移動体の位置を求めると、図７の位置輝度算出部７と同様に、その光強度画像上での移動体の輝度Ｌｄｃｍとして、単位時間当りの移動体の光量を求める。
位置輝度算出部５３は、光強度画像上での移動体の輝度Ｌｄｃｍを算出すると、図７の位置輝度算出部７と同様に、その光強度画像上での移動体の位置と、制御装置１１から出力された結像光学系１の指向方向及び本装置である移動体識別装置の位置とから、天球座標上での移動体の位置（Ｐｘ，Ｐｙ）であるＰｄｃｍを算出する。
【００９８】
演算装置６の記録処理部５４は、位置輝度算出部７が天球座標上での移動体の位置Ｐｄｃｍ及び輝度Ｌｄｃｍを算出すると、観測時刻Ｔと一緒に、その移動体の位置Ｐｄｃｍ及び輝度Ｌｄｃｍをデータ格納部５５に記録する。
また、記録処理部５４は、減算器５２から出力された移動体の色差ΔＣｄｃｍをデータ格納部５５に記録する。
【００９９】
演算装置６の移動体識別部５６は、データベース４１に記憶されている複数の移動体に関する各時刻での位置Ｐｋｎｏ、輝度Ｌｋｎｏ及び色差ΔＣｋｎｏと、データ格納部５５に記録されている移動体の位置Ｐｄｃｍ、輝度Ｌｄｃｍ及び色差ΔＣｄｃｍとを照合し、位置、輝度及び色差の照合結果から当該移動体を識別する。
移動体識別部５６による位置、輝度及び色差の照合処理は、上記実施の形態３における移動体識別部４４の照合処理と同様であるため詳細な説明を省略する。
【０１００】
以上で明らかなように、この実施の形態４によれば、移動体識別部５６が、データベース４１に記憶されている複数の移動体に関する各時刻での位置、輝度及び色差と、データ格納部５５に記録されている移動体の位置、輝度及び色差とを照合し、位置、輝度及び色差の照合結果から識別対象の移動体を識別するように構成したので、上記実施の形態１と同様に、移動体の放射光又は反射光の輝度が小さい時間帯でも、移動体を識別することができる効果を奏する。
また、移動体の色差を照合対象に含めて、位置、輝度及び色差の照合結果から移動体を識別するようにしているので、上記実施の形態１よりも、移動体の識別精度を高めることができる。
【０１０１】
また、この実施の形態４によれば、光透過部５１が透過する光の波長と反射する光の
波長が異なる分光フィルタを有し、光検出器４が光透過部５１の分光フィルタを透過してきた光を検出して、移動体が映っている光強度画像を撮像する光検出回路４ａと、その分光フィルタにより反射された光を検出して、移動体が映っている光強度画像を撮像する光検出回路４ｂとを備えるように構成したので、１つの観測時間帯において、シャッターの開閉や光強度画像の撮像を１回だけ行えばよく、上記実施の形態１よりも、制御構成の簡略化を図ることができる。
【０１０２】
この実施の形態４では、減算器５２が演算装置６の外部に設けられているものを示しているが、演算装置６が、減算器５２と同様の減算処理を実施する減算部を実装するようにしてもよい。
【０１０３】
上記実施の形態１〜４では、移動体を識別するものを示しているが、位置輝度算出部７，５３により算出された移動体の位置及び輝度や、移動体識別部４４により特定された色又は色差、減算器５２により算出された色差などをデータベース５，４１に蓄積し、次回以降の移動体の識別処理で、その蓄積した位置、輝度、色や色差を利用するようにしてもよい。
【０１０４】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【０１０５】
１  結像光学系、２  遮光部、３  光透過部、４  光検出器、４ａ  光検出回路（第１の光検出回路）、４ｂ  光検出回路（第２の光検出回路）、５  データベース、６  演算装置、７  位置輝度算出部、８  記録処理部（記録部）、９  データ格納部（記録部）、１０  移動体識別部、１１  制御装置、１２  駆動装置、２１  位置輝度算出処理回路、２２  記録処理回路、２３  記憶装置、２４  移動体識別処理回路、３１  メモリ、３２  プロセッサ、４１  データベース、４２  記録処理部（記録部）、４３  データ格納部（記録部）、４４  移動体識別部、５１  光透過部、５２  減算器、５３  位置輝度算出部、５４  記録処理部（記録部）、５５  データ格納部（記録部）、５６  移動体識別部。
【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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【図８】
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