(57)【要約】【課題】従来、主軸の傾きとその３次元空間内での方向の関係から回転運動に関するパラメータを推定できないようなジオメトリでは適用できないという課題があった。【解決手段】高周波信号を発生する送信機１と、高周波信号を目標に向けて放射し、目標に反射された高周波信号を受信する送受信アンテナ３と、前記アンテナにより受信された反射信号を検波する受信機４と、受信信号に基づいて目標のレーダ画像を生成し、観測条件に従って候補目標毎に複数の参照用の辞書画像を生成し、目標のレーダ画像と前記複数の参照用の辞書画像の類似度を算出して出力する単一観測相関算出手段５０と、単一観測相関算出手段５０から出力された類似度を複数回蓄積する複数相関蓄積手段１６と、前記蓄積された複数の類似度に基づいて目標と種類が一致もしくは類似する候補目標を識別する識別手段１７とを設けた。【選択図】        図１
2005003602.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波信号を発生する送信機と、
前記高周波信号を観測目標に向けて放射するとともに、前記観測目標に反射された高周波信号を受信するアンテナと、
前記アンテナにより受信された反射信号を検波する受信機と、
前記受信機からの受信信号に基づいて前記観測目標のレーダ画像を生成し、観測条件に従って候補目標毎に複数の参照用の辞書画像を生成し、前記観測目標のレーダ画像と前記複数の参照用の辞書画像の類似度を算出して出力する単一観測相関算出手段と、
前記単一観測相関算出手段から出力された類似度を複数回蓄積する複数相関蓄積手段と、
前記蓄積された複数の類似度に基づいて前記観測目標と種類が一致もしくは類似する候補目標を識別する識別手段と
を備えたことを特徴とするレーダ装置。
【請求項２】
前記単一観測相関算出手段は、
前記受信機からの受信信号に基づいて前記観測目標のレーダ画像を生成するレーダ画像再生手段と、
前記受信機からの受信信号に基づいて前記観測目標の追尾を行い前記観測目標の進行方向及び前記観測目標とレーダ装置の位置関係を推定する目標追尾手段と、
前記観測目標のレーダ画像に基づいて前記観測目標のドップラー周波数幅を算出するドップラー幅算出手段と、
前記観測目標とレーダ装置の位置関係に基づいて前記観測目標を基準としたレーダ装置の方向を表す角度であるアスペクト角を推定する目標アスペクト角推定手段と、
候補目標の３次元形状データを蓄積する目標形状データ蓄積手段と、
前記蓄積された候補目標の３次元形状データ及び前記観測目標の進行方向に基づいて各候補目標上の反射強度分布を算出するＲＣＳ算出手段と、
前記蓄積された候補目標の３次元形状データ及び前記観測目標の進行方向に基づいてレンジに直交する複数のクロスレンジ軸方向を想定した場合の各クロスレンジ軸方向の各候補目標の長さの特性であるクロスレンジ長特性を算出するクロスレンジ長特性算出手段と、
前記観測目標のドップラー周波数幅、及び前記各候補目標のクロスレンジ長特性に基づいて、各想定したクロスレンジ軸方向の単位ベクトルとドップラー周波数幅の物理的長さの換算係数の積であるクロスレンジ軸ベクトルを各候補目標、各想定したクロスレンジ軸方向に算出する候補目標複数クロスレンジ軸ベクトル算出手段と、
前記算出されたクロスレンジ軸ベクトル毎に各候補目標上の反射強度分布をレンジドップラー平面に投影するための投影面を決定する複数投影面決定手段と、
前記候補目標毎に得られた反射強度分布、及び前記各クロスレンジ軸ベクトルに対応する各投影面を用いて候補目標の辞書画像を生成する候補目標複数辞書画像生成手段と、
前記候補目標毎に生成された複数の辞書画像、及び前記生成された観測目標のレーダ画像を比較して類似度をそれぞれ算出するレーダ画像相関手段と
を含むことを特徴とする請求項１記載のレーダ装置。
【請求項３】
前記単一観測相関算出手段は、
前記受信機からの受信信号に基づいて前記観測目標のレーダ画像を生成するレーダ画像再生手段と、
前記受信機からの受信信号に基づいて前記観測目標の追尾を行い前記観測目標の進行方向及び前記観測目標とレーダ装置の位置関係を推定する目標追尾手段と、
前記観測目標のレーダ画像に基づいて前記観測目標のドップラー周波数幅を算出するドップラー幅算出手段と、
前記前記観測目標とレーダ装置の位置関係に基づいて前記観測目標を基準としたレーダ装置の方向を表す角度であるアスペクト角を推定する目標アスペクト角推定手段と、
候補目標の３次元形状データを蓄積する目標形状データ蓄積手段と、
前記蓄積された候補目標の３次元形状データ及び前記観測目標の進行方向に基づいて各候補目標上の反射強度分布を算出するＲＣＳ算出手段と、
前記蓄積された候補目標の３次元形状データに基づき得られた各候補目標上の反射強度分布及び前記観測目標の進行方向に基づいて観測目標上で反射強度が所定の閾値を超える範囲のクロスレンジ長特性を算出するＲＣＳ考慮クロスレンジ長特性算出手段と、
前記観測目標のドップラー周波数幅、及び前記各候補目標のクロスレンジ長特性に基づいて、各想定したクロスレンジ軸方向の単位ベクトルとドップラー周波数幅の物理的長さの換算係数の積であるクロスレンジ軸ベクトルを各候補目標、各想定したクロスレンジ軸方向に算出する候補目標複数クロスレンジ軸ベクトル算出手段と、
前記算出されたクロスレンジ軸ベクトル毎に各候補目標上の反射強度分布をレンジドップラー平面に投影するための投影面を決定する複数投影面決定手段と、
前記候補目標毎に得られた反射強度分布、及び前記各クロスレンジ軸ベクトルに対応する各投影面を用いて候補目標の辞書画像を生成する候補目標複数辞書画像生成手段と、
前記候補目標毎に生成された複数の辞書画像、及び前記生成された観測目標のレーダ画像を比較して類似度をそれぞれ算出するレーダ画像相関手段と
を含むことを特徴とする請求項１記載のレーダ装置。
【請求項４】
前記単一観測相関算出手段は、
前記受信機からの受信信号に基づいて前記観測目標のレーダ画像を生成するレーダ画像再生手段と、
前記受信機からの受信信号に基づいて前記観測目標の追尾を行い前記観測目標の進行方向及び前記観測目標とレーダ装置の位置関係を推定する目標追尾手段と、
前記観測目標のレーダ画像に基づいて前記観測目標のドップラー周波数幅を算出するドップラー幅算出手段と、
前記観測目標のレーダ画像に基づいて前記観測目標のレンジ長を算出するレンジ長算出手段と、
候補目標の３次元形状データを蓄積する目標形状データ蓄積手段と、
前記蓄積された候補目標の３次元形状データに基づいて想定した複数の進行方向における候補目標のレンジ長を表すレンジ長特性を算出するレンジ長特性算出手段と、
前記観測目標のレンジ長、及び進行方向、並びに各候補目標のレンジ長特性に基づいて前記観測目標の前方と後方を結ぶ軸方向の単位ベクトルである主軸ベクトルを候補目標毎に推定する精細目標進行方向推定手段と、
前記観測目標の主軸ベクトル、及び前記観測目標とレーダ装置の位置関係に基づいて前記観測目標を基準としたレーダ装置の方向を表す角度であるアスペクト角を推定する目標アスペクト角推定手段と、
前記蓄積された候補目標の３次元形状データ及び前記観測目標の主軸ベクトルに基づいて各候補目標上の反射強度分布を算出するＲＣＳ算出手段と、
前記蓄積された候補目標の３次元形状データ、及び前記観測目標の主軸ベクトルに基づいてレンジに直交する複数のクロスレンジ軸方向を想定した場合の各クロスレンジ軸方向の各候補目標の長さの特性であるクロスレンジ長特性を算出するクロスレンジ長特性算出手段と、
前記観測目標のドップラー周波数幅、及び前記各候補目標のクロスレンジ長特性に基づいて、各想定したクロスレンジ軸方向の単位ベクトルとドップラー周波数幅の物理的長さの換算係数の積であるクロスレンジ軸ベクトルを各候補目標、各想定したクロスレンジ軸方向に算出する候補目標複数クロスレンジ軸ベクトル算出手段と、
前記算出されたクロスレンジ軸ベクトル毎に各候補目標上の反射強度分布をレンジドップラー平面に投影するための投影面を決定する複数投影面決定手段と、
前記候補目標毎に得られた反射強度分布、及び前記各クロスレンジ軸ベクトルに対応する各投影面を用いて候補目標の辞書画像を生成する候補目標複数辞書画像生成手段と、
前記候補目標毎に生成された複数の辞書画像、及び前記生成された観測目標のレーダ画像を比較して類似度をそれぞれ算出するレーダ画像相関手段と
を含むことを特徴とする請求項１記載のレーダ装置。
【請求項５】
前記単一観測相関算出手段は、
前記受信機からの受信信号に基づいて前記観測目標のレーダ画像を生成するレーダ画像再生手段と、
前記受信機からの受信信号に基づいて前記観測目標の追尾を行い前記観測目標の進行方向及び前記観測目標とレーダ装置の位置関係を推定する目標追尾手段と、
前記観測目標のレーダ画像に基づいて前記観測目標のドップラー周波数幅を算出するドップラー幅算出手段と、
前記観測目標のレーダ画像に基づいて前記観測目標のレンジ長を算出するレンジ長算出手段と、
候補目標の３次元形状データを蓄積する目標形状データ蓄積手段と、
前記蓄積された候補目標の３次元形状データに基づき得られた、想定した複数の進行方向に対する各候補目標の反射強度分布から、想定した複数の進行方向における候補目標のレンジ長を表すレンジ長特性を反射強度の強い反射点の分布に基づいて算出するＲＣＳ考慮レンジ長特性算出手段と、
前記観測目標のレンジ長、及び進行方向、並びに各候補目標のレンジ長特性に基づいて前記観測目標の前方と後方を結ぶ軸方向の単位ベクトルである主軸ベクトルを候補目標毎に推定する精細目標進行方向推定手段と、
前記観測目標の主軸ベクトル、及び前記観測目標とレーダ装置の位置関係に基づいて前記観測目標を基準としたレーダ装置の方向を表す角度であるアスペクト角を推定する目標アスペクト角推定手段と、
前記蓄積された候補目標の３次元形状データ及び前記観測目標の主軸ベクトルに基づいて各候補目標上の反射強度分布を算出するＲＣＳ算出手段と、
前記蓄積された候補目標の３次元形状データ、及び前記観測目標の主軸ベクトルに基づいてレンジに直交する複数のクロスレンジ軸方向を想定した場合の各クロスレンジ軸方向の各候補目標の長さの特性であるクロスレンジ長特性を算出するクロスレンジ長特性算出手段と、
前記観測目標のドップラー周波数幅、及び前記各候補目標のクロスレンジ長特性に基づいて、各想定したクロスレンジ軸方向の単位ベクトルとドップラー周波数幅の物理的長さの換算係数の積であるクロスレンジ軸ベクトルを各候補目標、各想定したクロスレンジ軸方向に算出する候補目標複数クロスレンジ軸ベクトル算出手段と、
前記算出されたクロスレンジ軸ベクトル毎に各候補目標上の反射強度分布をレンジドップラー平面に投影するための投影面を決定する複数投影面決定手段と、
前記候補目標毎に得られた反射強度分布、及び前記各クロスレンジ軸ベクトルに対応する各投影面を用いて候補目標の辞書画像を生成する候補目標複数辞書画像生成手段と、
前記候補目標毎に生成された複数の辞書画像、及び前記生成された観測目標のレーダ画像を比較して類似度をそれぞれ算出するレーダ画像相関手段と
を含むことを特徴とする請求項１記載のレーダ装置。
【請求項６】
前記単一観測相関算出手段は、
前記受信機からの受信信号に基づいて前記観測目標のレーダ画像を生成するレーダ画像再生手段と、
前記受信機からの受信信号に基づいて前記観測目標の追尾を行い前記観測目標の進行方向及び前記観測目標とレーダ装置の位置関係を推定する目標追尾手段と、
前記観測目標のレーダ画像に基づいて前記観測目標のドップラー周波数幅を算出するドップラー幅算出手段と、
前記観測目標のレーダ画像に基づいて前記観測目標のレンジ長を算出するレンジ長算出手段と、
候補目標の３次元形状データを蓄積する目標形状データ蓄積手段と、
各候補目標の各想定した進行方向における反射強度を考慮したレンジ長特性を蓄積するＲＣＳ考慮レンジ長特性蓄積手段と、
前記ＲＣＳ考慮レンジ長特性蓄積手段に蓄積された各候補目標のレンジ長特性を読み出すＲＣＳ考慮レンジ長特性読出し手段と、
前記観測目標のレンジ長、及び進行方向、並びに各候補目標のレンジ長特性に基づいて前記観測目標の前方と後方を結ぶ軸方向の単位ベクトルである主軸ベクトルを候補目標毎に推定する精細目標進行方向推定手段と、
前記観測目標の主軸ベクトル、及び前記観測目標とレーダ装置の位置関係に基づいて前記観測目標を基準としたレーダ装置の方向を表す角度であるアスペクト角を推定する目標アスペクト角推定手段と、
前記蓄積された候補目標の３次元形状データ及び前記観測目標の主軸ベクトルに基づいて各候補目標上の反射強度分布を算出するＲＣＳ算出手段と、
前記蓄積された候補目標の３次元形状データ、及び前記観測目標の主軸ベクトルに基づいてレンジに直交する複数のクロスレンジ軸方向を想定した場合の各クロスレンジ軸方向の各候補目標の長さの特性であるクロスレンジ長特性を算出するクロスレンジ長特性算出手段と、
前記観測目標のドップラー周波数幅、及び前記各候補目標のクロスレンジ長特性に基づいて、各想定したクロスレンジ軸方向の単位ベクトルとドップラー周波数幅の物理的長さの換算係数の積であるクロスレンジ軸ベクトルを各候補目標、各想定したクロスレンジ軸方向に算出する候補目標複数クロスレンジ軸ベクトル算出手段と、
前記算出されたクロスレンジ軸ベクトル毎に各候補目標上の反射強度分布をレンジドップラー平面に投影するための投影面を決定する複数投影面決定手段と、
前記候補目標毎に得られた反射強度分布、及び前記各クロスレンジ軸ベクトルに対応する各投影面を用いて候補目標の辞書画像を生成する候補目標複数辞書画像生成手段と、
前記候補目標毎に生成された複数の辞書画像、及び前記生成された観測目標のレーダ画像を比較して類似度をそれぞれ算出するレーダ画像相関手段と
を含むことを特徴とする請求項１記載のレーダ装置。
【請求項７】
前記単一観測相関算出手段は、
前記受信機からの受信信号に基づいて前記観測目標のレーダ画像を生成するレーダ画像再生手段と、
前記観測目標のレーダ画像に基づいて前記観測目標のドップラー周波数幅を算出するドップラー幅算出手段と、
前記観測目標のレーダ画像に基づいて前記観測目標のレンジ長を算出するレンジ長算出手段と、
候補目標の３次元形状データを蓄積する目標形状データ蓄積手段と、
前記蓄積された候補目標の３次元形状データに基づいて想定した複数の進行方向における候補目標のレンジ長を表すレンジ長特性を算出するレンジ長特性算出手段と、
前記観測目標のレンジ長、及び各候補目標のレンジ長特性に基づいて前記観測目標の前方と後方を結ぶ軸方向の単位ベクトルである主軸ベクトルを候補目標毎に複数種類推定する精細目標進行方向複数推定手段と、
前記観測目標の複数の主軸ベクトルに基づいて前記観測目標を基準としたレーダ装置の方向を表す角度であるアスペクト角をそれぞれ推定する目標アスペクト角推定手段と、
前記蓄積された候補目標の３次元形状データ及び前記観測目標の主軸ベクトルに基づいて各候補目標上の反射強度分布を算出するＲＣＳ算出手段と、
前記蓄積された候補目標の３次元形状データ、及び前記観測目標の複数の主軸ベクトルに基づいてレンジに直交する複数のクロスレンジ軸方向を想定した場合の各クロスレンジ軸方向の各候補目標の長さの特性であるクロスレンジ長特性を主軸ベクトル毎に算出する複数クロスレンジ長特性算出手段と、
前記観測目標のドップラー周波数幅、及び前記各候補目標のクロスレンジ長特性に基づいて、各想定したクロスレンジ軸方向の単位ベクトルとドップラー周波数幅の物理的長さの換算係数の積であるクロスレンジ軸ベクトルを各候補目標、各主軸ベクトル、各想定したクロスレンジ軸方向に算出する候補目標複数進行方向クロスレンジ軸ベクトル算出手段と、
前記算出されたクロスレンジ軸ベクトル毎に各候補目標上の反射強度分布をレンジドップラー平面に投影するための投影面を決定する複数進行方向投影面決定手段と、
前記候補目標毎に得られた反射強度分布、及び前記各クロスレンジ軸ベクトルに対応する各投影面を用いて候補目標の辞書画像を生成する候補目標複数辞書画像生成手段と、
前記候補目標毎に生成された複数の辞書画像、及び前記生成された観測目標のレーダ画像を比較して類似度をそれぞれ算出するレーダ画像相関手段と
を含むことを特徴とする請求項１記載のレーダ装置。
【請求項８】
前記単一観測相関算出手段は、
前記受信機からの受信信号に基づいて前記観測目標のレーダ画像を生成するレーダ画像再生手段と、
前記観測目標のレーダ画像に基づいて前記観測目標のドップラー周波数幅を算出するドップラー幅算出手段と、
前記観測目標のレーダ画像に基づいて前記観測目標のレンジ長を算出するレンジ長算出手段と、
候補目標の３次元形状データを蓄積する目標形状データ蓄積手段と、
前記蓄積された候補目標の３次元形状データに基づいて想定した複数の進行方向における候補目標のレンジ長を表すレンジ長特性を算出するレンジ長特性算出手段と、
前記観測目標のレンジ長、各候補目標のレンジ長特性、及び観測目標の形状の対称性に基づいて前記観測目標の前方と後方を結ぶ軸方向の単位ベクトルである主軸ベクトルを候補目標毎に複数種類推定する対称型精細目標進行方向複数推定手段と、
前記観測目標の複数の主軸ベクトルに基づいて前記観測目標を基準としたレーダ装置の方向を表す角度であるアスペクト角をそれぞれ推定する目標アスペクト角推定手段と、
前記蓄積された候補目標の３次元形状データ及び前記観測目標の主軸ベクトルに基づいて各候補目標上の反射強度分布を算出するＲＣＳ算出手段と、
前記蓄積された候補目標の３次元形状データ、及び前記観測目標の複数の主軸ベクトルに基づいてレンジに直交する複数のクロスレンジ軸方向を想定した場合の各クロスレンジ軸方向の各候補目標の長さの特性であるクロスレンジ長特性を主軸ベクトル毎に算出する複数クロスレンジ長特性算出手段と、
前記観測目標のドップラー周波数幅、及び前記各候補目標のクロスレンジ長特性に基づいて、各想定したクロスレンジ軸方向の単位ベクトルとドップラー周波数幅の物理的長さの換算係数の積であるクロスレンジ軸ベクトルを各候補目標、各主軸ベクトル、各想定したクロスレンジ軸方向に算出する候補目標複数進行方向クロスレンジ軸ベクトル算出手段と、
前記算出されたクロスレンジ軸ベクトル毎に各候補目標上の反射強度分布をレンジドップラー平面に投影するための投影面を決定する複数進行方向投影面決定手段と、
前記候補目標毎に得られた反射強度分布、及び前記各クロスレンジ軸ベクトルに対応する各投影面を用いて候補目標の辞書画像を生成する候補目標複数辞書画像生成手段と、
前記候補目標毎に生成された複数の辞書画像、及び前記生成された観測目標のレーダ画像を比較して類似度をそれぞれ算出するレーダ画像相関手段と
を含むことを特徴とする請求項１記載のレーダ装置。
【請求項９】
前記単一観測相関算出手段は、
前記受信機からの受信信号に基づいて前記観測目標のレーダ画像を生成するレーダ画像再生手段と、
前記受信機からの受信信号に基づいて前記観測目標の追尾を行い前記観測目標の進行方向及び前記観測目標とレーダ装置の位置関係を推定する目標追尾手段と、
前記観測目標のレーダ画像に基づいて前記観測目標のドップラー周波数幅を算出するドップラー幅算出手段と、
前記観測目標の進行方向及び前記観測目標とレーダ装置の位置関係に基づいて前記観測目標を基準としたレーダ装置の方向を表す角度であるアスペクト角を推定する目標アスペクト角推定手段と、
候補目標の３次元形状データを蓄積する目標形状データ蓄積手段と、
前記蓄積された候補目標の３次元形状データ及び前記観測目標の進行方向に基づいて各候補目標上の反射強度分布を算出するＲＣＳ算出手段と、
前記蓄積された候補目標の３次元形状データ及び前記観測目標の進行方向に基づいてレンジに直交する複数のクロスレンジ軸方向を想定した場合の各クロスレンジ軸方向の各候補目標の長さの特性であるクロスレンジ長特性を算出するクロスレンジ長特性算出手段と、
前記レーダ画像上での観測目標の主軸の傾きを抽出する主軸傾斜抽出手段と、
前記観測目標の進行方向、及び前記レーダ画像上での観測目標の主軸の傾きに基づいてクロスレンジ幅の制約を行うクロスレンジ幅制約手段と、
前記観測目標のドップラー周波数幅、前記クロスレンジ幅に課せられる制約、及び前記各候補目標のクロスレンジ長特性に基づいて、クロスレンジ軸方向の単位ベクトルとドップラー周波数幅の物理的長さの換算係数の積であるクロスレンジ軸ベクトルを算出する候補目標クロスレンジ軸ベクトル算出手段と、
前記算出されたクロスレンジ軸ベクトルの各候補目標上の反射強度分布をレンジドップラー平面に投影するための投影面を決定する投影面決定手段と、
前記各候補目標の反射強度分布及び投影面を用いて各候補目標の辞書画像を生成する候補目標辞書画像生成手段と、
前記候補目標毎に生成された複数の辞書画像、及び前記生成された観測目標のレーダ画像を比較して類似度をそれぞれ算出するレーダ画像相関手段と
を含むことを特徴とする請求項１記載のレーダ装置。
【請求項１０】
高周波信号を発生する送信機と、
前記高周波信号を観測目標に向けて放射するとともに、前記観測目標に反射された高周波信号を受信するアンテナと、
前記アンテナにより受信された反射信号を検波する受信機と、
前記受信機からの受信信号に基づいて前記観測目標のレーダ画像を生成し、観測条件に従って候補目標毎に複数の参照用の辞書画像を生成し、前記観測目標のレーダ画像と前記複数の参照用の辞書画像の相関を算出して出力する単一観測相関算出手段と、
前記単一観測相関手段の出力に基づいて前記相関が最も高くなった時のクロスレンジ軸ベクトルを観測毎に選択する相関最大クロスレンジ軸選択手段と、
前記相関最大クロスレンジ軸選択手段の出力に基づいて各観測における相関最大クロスレンジ軸の変化を算出するクロスレンジ軸変化算出手段と、
前記クロスレンジ軸変化算出手段の出力に基づいて観測目標の識別を行うクロスレンジ軸変化識別手段
を備えたことを特徴とするレーダ装置。
【請求項１１】
前記クロスレンジ軸変化識別手段は、各観測におけるクロスレンジ軸の変化の大きさを平均した値を候補目標毎に算出して、この平均値を最小とする候補目標を前記観測目標として識別する
ことを特徴とする請求項１０記載のレーダ装置。
【請求項１２】
高周波信号を発生する送信機と、
前記高周波信号を観測目標に向けて放射するとともに、前記観測目標に反射された高周波信号を受信するアンテナと、
前記アンテナにより受信された反射信号を検波する受信機と、
前記受信機からの受信信号に基づいて前記観測目標のレーダ画像を生成し、観測条件に従って候補目標毎に複数の参照用の辞書画像を生成し、前記観測目標のレーダ画像と前記複数の参照用の辞書画像の相関を算出して出力する単一観測相関算出手段と、
前記単一観測相関手段の出力に基づいて前記相関が最も高くなった時の前記観測目標の進行方向及びクロスレンジ軸ベクトルの組を観測毎に選択する相関最大進行方向・クロスレンジ軸選択手段と、
前記相関最大進行方向・クロスレンジ軸選択手段の出力に基づいて各観測における相関進行方向、及び相関最大クロスレンジ軸の変化を所定の重み付けで加算する進行方向・クロスレンジ軸変化算出手段と、
前記進行方向・クロスレンジ軸変化算出手段の出力に基づいて観測目標の識別を行う進行方向・クロスレンジ軸変化識別手段
を備えたことを特徴とするレーダ装置。
【請求項１３】
前記進行方向・クロスレンジ軸変化識別手段は、各観測における前記加算した値を平均した値を候補目標毎に算出して、この平均値を最小とする候補目標を前記観測目標として識別とする
ことを特徴とする請求項１２記載のレーダ装置。
【請求項１４】
高周波信号を発生する送信機と、
前記高周波信号を観測目標に向けて放射するとともに、前記観測目標に反射された高周波信号を受信するアンテナと、
前記アンテナにより受信された反射信号を検波する受信機と、
前記受信機からの受信信号に基づいて前記観測目標のレーダ画像を生成し、観測条件に従って候補目標毎に複数の参照用の辞書画像を生成し、前記観測目標のレーダ画像と前記複数の参照用の辞書画像の相関を算出して出力する単一観測相関算出手段と、
前記単一観測相関手段の出力に基づいて前記相関が最も高くなった時のクロスレンジ軸ベクトルを観測毎に選択する相関最大クロスレンジ軸選択手段と、
前記相関最大クロスレンジ軸選択手段の出力に基づいて各観測における相関最大クロスレンジ軸の変化を算出するクロスレンジ軸変化算出手段と、
各候補目標のクロスレンジ軸変化を蓄積するクロスレンジ軸データ蓄積手段と、
前記クロスレンジ軸変化算出手段の出力であるクロスレンジ軸変化、及び前記クロスレンジ軸データ蓄積手段に蓄積された各候補目標のクロスレンジ軸変化を比較して、これらが類似する候補目標を前記観測目標として識別するクロスレンジ軸変化比較識別手段と
を備えたことを特徴とするレーダ装置。
【請求項１５】
高周波信号を発生する送信機と、
前記高周波信号を観測目標に向けて放射するとともに、前記観測目標に反射された高周波信号を受信するアンテナと、
前記アンテナにより受信された反射信号を検波する受信機と、
前記受信機からの受信信号に基づいて前記観測目標のレーダ画像を生成し、観測条件に従って候補目標毎に複数の参照用の辞書画像を生成し、前記観測目標のレーダ画像と前記複数の参照用の辞書画像の相関を算出して出力する単一観測相関算出手段と、
前記単一観測相関手段の出力に基づいて前記相関が最も高くなった時のクロスレンジ軸ベクトルを観測毎に選択する相関最大クロスレンジ軸選択手段と、
前記相関最大クロスレンジ軸選択手段の出力に基づいて各観測における相関最大クロスレンジ軸の変化を算出するクロスレンジ軸変化算出手段と、
既知の目標の事前の観測により各波高における候補目標のクロスレンジ軸変化の特徴を収集する波高考慮クロスレンジ軸データ収集手段と、
前記波高考慮クロスレンジ軸データ収集手段により収集した各波高における候補目標のクロスレンジ軸変化の特徴を蓄積する波高考慮クロスレンジ軸データ蓄積手段と、
海面の波高情報を収集する波高データ収集手段と、
前記波高データ収集手段で得られた波高情報に基づいて、前記波高考慮クロスレンジ軸データ蓄積手段から対応するクロスレンジ軸変化に関するデータを読出すクロスレンジ軸データ読出し手段と、
前記クロスレンジ軸変化算出手段の出力であるクロスレンジ軸変化、及び前記クロスレンジ軸データ読出し手段により読出した各候補目標のクロスレンジ軸変化を比較して、これらが類似する候補目標を前記観測目標として識別するクロスレンジ軸変化比較識別手段と
を備えたことを特徴とするレーダ装置。
【請求項１６】
高周波信号を発生する送信機と、
前記高周波信号を観測目標に向けて放射するとともに、前記観測目標に反射された高周波信号を受信するアンテナと、
前記アンテナにより受信された反射信号を検波する受信機と、
前記受信機からの受信信号に基づいて前記観測目標のレーダ画像を生成し、観測条件に従って候補目標毎に複数の参照用の辞書画像を生成し、前記観測目標のレーダ画像と前記複数の参照用の辞書画像の相関を算出して出力する単一観測相関算出手段と、
前記単一観測相関手段の出力に基づいて前記相関が最も高くなった時のクロスレンジ軸ベクトルを観測毎に選択する相関最大クロスレンジ軸選択手段と、
前記相関最大クロスレンジ軸選択手段の出力に基づいて各観測における相関最大クロスレンジ軸の変化を算出するクロスレンジ軸変化算出手段と、
既知の目標の事前の観測により各速度ベクトルにおける候補目標のクロスレンジ軸変化の特徴を収集する速度考慮クロスレンジ軸データ収集手段と、
前記速度考慮クロスレンジ軸データ収集手段により収集した各速度ベクトルにおける候補目標のクロスレンジ軸変化の特徴を蓄積する速度考慮クロスレンジ軸データ蓄積手段と、
目標の速度ベクトル情報を収集する速度データ収集手段と、
前記速度データ収集手段で得られた速度ベクトル情報に基づいて、前記速度考慮クロスレンジ軸データ蓄積手段から対応するクロスレンジ軸変化に関するデータを読出すクロスレンジ軸データ読出し手段と、
前記クロスレンジ軸変化算出手段の出力であるクロスレンジ軸変化、及び前記クロスレンジ軸データ読出し手段により読出した各候補目標のクロスレンジ軸変化を比較して、これらが類似する候補目標を前記観測目標として識別するクロスレンジ軸変化比較識別手段と
を備えたことを特徴とするレーダ装置。
【請求項１７】
高周波信号を発生する送信機と、
前記高周波信号を観測目標に向けて放射するとともに、前記観測目標に反射された高周波信号を受信するアンテナと、
前記アンテナにより受信された反射信号を検波する受信機と、
前記受信機からの受信信号に基づいて前記観測目標のレーダ画像を生成し、観測条件に従って候補目標毎に複数の参照用の辞書画像を生成し、前記観測目標のレーダ画像と前記複数の参照用の辞書画像の相関を算出して出力する単一観測相関算出手段と、
前記単一観測相関手段の出力に基づいて前記相関が最も高くなった時のクロスレンジ軸ベクトルを観測毎に選択する相関最大クロスレンジ軸選択手段と、
前記相関最大クロスレンジ軸選択手段の出力に基づいて各観測における相関最大クロスレンジ軸の変化を算出するクロスレンジ軸変化算出手段と、
各候補目標のクロスレンジ軸変化を蓄積するクロスレンジ軸データ蓄積手段と、
前記クロスレンジ軸変化算出手段の出力であるクロスレンジ軸変化、及び前記クロスレンジ軸データ蓄積手段に蓄積された各候補目標のクロスレンジ軸変化を比較して、これらが類似する候補目標を前記観測目標として識別するクロスレンジ軸変化比較識別手段と、
前記単一観測相関算出手段から出力された相関を複数回蓄積する複数相関蓄積手段と、
前記クロスレンジ軸変化比較識別手段の出力、及び前記複数相関蓄積手段の出力に基づいて識別を行う統合識別手段と
を備えたことを特徴とするレーダ装置。
【請求項１８】
前記統合識別手段は、前記クロスレンジ軸変化比較識別手段の出力である、前記クロスレンジ軸変化算出手段からのクロスレンジ軸変化、及び前記クロスレンジ軸データ蓄積手段に蓄積された各候補目標のクロスレンジ軸変化の大きさの差の平均値と、前記複数相関蓄積手段の出力である相関の平均値を加算した値を最小とする候補目標を前記観測目標として出力する
ことを特徴とする請求項１７記載のレーダ装置。
【請求項１９】
高周波信号を発生する送信機と、
前記高周波信号を観測目標に向けて放射するとともに、前記観測目標に反射された高周波信号を受信するアンテナと、
前記アンテナにより受信された反射信号を検波する受信機と、
前記受信機からの受信信号に基づいて前記観測目標のレーダ画像を生成し、観測条件に従って候補目標毎に複数の参照用の辞書画像を生成し、前記観測目標のレーダ画像と前記複数の参照用の辞書画像の相関を算出して出力する単一観測相関算出手段と、
前記単一観測相関手段の出力に基づいて前記相関が最も高くなった時の前記観測目標の進行方向及びクロスレンジ軸ベクトルの組を観測毎に選択する相関最大進行方向・クロスレンジ軸選択手段と、
前記相関最大進行方向・クロスレンジ軸選択手段の出力に基づいて各観測における相関進行方向、及び相関最大クロスレンジ軸の変化を所定の重み付けで加算する進行方向・クロスレンジ軸変化算出手段と、
前記進行方向・クロスレンジ軸変化算出手段の出力に基づいて観測目標の識別を行う進行方向・クロスレンジ軸変化識別手段と、
前記単一観測相関算出手段から出力された相関を複数回蓄積する複数相関蓄積手段と、
前記進行方向・クロスレンジ軸変化識別手段の出力、及び前記複数相関蓄積手段の出力に基づいて識別を行う統合識別手段と
を備えたことを特徴とするレーダ装置。
【請求項２０】
前記統合識別手段は、前記進行方向・クロスレンジ軸変化比較識別手段の出力である、各候補目標のクロスレンジ軸変化の大きさと進行方向の変化の大きさを加算した値の平均値と、前記複数相関蓄積手段の出力である相関の平均値を加算した値を最小とする候補目標を前記観測目標として出力する
ことを特徴とする請求項１９記載のレーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、レーダ画像に基づいて移動する目標の種類を識別するレーダ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のレーダ装置は、レーダ画像上の目標の軸傾きおよびドップラー幅を推定する手段１、２、目標追尾結果５０７からの目標とレーダの位置関係とレーダ画像上の目標の軸傾きからレーダ画像のクロスレンジ軸ベクトルに制約を加える手段３、各候補目標の形状データ５１２から各候補目標のクロスレンジ方向の実寸法のクロスレンジ長特性を得る手段５、目標とレーダ装置の位置および目標の進行方向から目標のアスペクト角を推定する手段５０９、上記２、３、５の結果からレーダ画像の投影面を決定する手段４、上記各候補目標の形状データと目標のアスペクト角から候補目標の三次元レーダ反射断面積ＲＣＳ分布を算出する手段５１０、ＲＣＳ分布と投影面から候補目標ごとの識別用辞書画像を生成する手段７、上記辞書画像をレーダ画像５０５と共に表示する手段５０６からなる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２６４４３５号公報（第１頁、図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような従来のレーダ装置では、主軸の傾きとその３次元空間内での方向の関係を用いて目標の未知の回転運動に関するパラメータを推定するため、主軸の傾きとその３次元空間内での方向の関係から上記回転運動に関するパラメータを推定できないようなジオメトリでは適用できないという問題点があった。
【０００５】
また、従来のレーダ装置は、目標の追尾により目標を基準としたレーダの方向を推定しているため、追尾の誤差が大きい場合や、目標追尾を行わない場合に識別率が低下するまたは識別できないという問題点があった。
【０００６】
さらに、従来のレーダ装置は、１回の観測で得られたデータのみを用いていたため、識別性能が低いという問題点があった。
【０００７】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、観測画像から得られる主軸の傾きを用いることを必要とせずに識別を行えるため、回転運動に関するパラメータを推定できないようなジオメトリにも適用できるレーダ装置を得るものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るレーダ装置は、高周波信号を発生する送信機と、前記高周波信号を観測目標に向けて放射するとともに、前記観測目標に反射された高周波信号を受信するアンテナと、前記アンテナにより受信された反射信号を検波する受信機と、前記受信機からの受信信号に基づいて前記観測目標のレーダ画像を生成し、観測条件に従って候補目標毎に複数の参照用の辞書画像を生成し、前記観測目標のレーダ画像と前記複数の参照用の辞書画像の類似度を算出して出力する単一観測相関算出手段と、前記単一観測相関算出手段から出力された類似度を複数回蓄積する複数相関蓄積手段と、前記蓄積された複数の類似度に基づいて前記観測目標と種類が一致もしくは類似する候補目標を識別する識別手段とを設けたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係るレーダ装置について図面を参照しながら説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係るレーダ装置の構成を示す図である。なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００１０】
図１において、本レーダ装置１００は、高周波信号を発生する送信機１と、送受切換器２と、高周波信号を目標に向けて放射するとともに、目標に反射された高周波信号を受信する送受信アンテナ３と、このアンテナ３により受信された反射信号を検波、増幅する受信機４とを備える。
【００１１】
また、受信機４からの受信信号に基づいて目標のレーダ画像を生成するレーダ画像再生手段５と、目標のレーダ画像に基づいて目標のドップラー周波数幅を算出するドップラー幅算出手段６と、受信機４からの受信信号に基づいて目標の追尾を行い、目標の進行方向及び目標とレーダ装置の位置関係を推定する目標追尾手段７と、目標とレーダ装置の位置関係に基づいて目標を基準としたレーダ装置の方向を表す角度であるアスペクト角を推定する目標アスペクト角推定手段８と、候補目標の３次元形状データを蓄積する目標形状データ蓄積手段９と、蓄積された候補目標の３次元形状データ及び目標の進行方向に基づいて各候補目標上の反射強度分布を算出するＲＣＳ算出手段１０とを備える。
【００１２】
また、蓄積された候補目標の３次元形状データ及び目標の進行方向に基づいて、レンジに直交する複数のクロスレンジ軸方向を想定した場合の各クロスレンジ軸方向の各候補目標の長さの特性であるクロスレンジ長特性を算出するクロスレンジ長特性算出手段１１と、目標のドップラー周波数幅、及び各候補目標のクロスレンジ長特性に基づいて、各想定したクロスレンジ軸方向の単位ベクトルとドップラー周波数幅の物理的長さの換算係数の積であるクロスレンジ軸ベクトルを各候補目標、各想定したクロスレンジ軸方向に算出する候補目標複数クロスレンジ軸ベクトル算出手段１２と、算出されたクロスレンジ軸ベクトル毎に各候補目標上の反射強度分布をレンジドップラー平面に投影するための投影面を決定する複数投影面決定手段１３と、候補目標毎に得られた反射強度分布、及び各クロスレンジ軸ベクトルに対応する各投影面を用いて候補目標の辞書画像を生成する候補目標複数辞書画像生成手段１４と、候補目標毎に生成された複数の辞書画像、及び生成された観測目標のレーダ画像を比較して類似度をそれぞれ算出するレーダ画像相関手段１５とを備える。
【００１３】
さらに、単一観測相関算出手段５０から出力された類似度を複数回蓄積する複数相関蓄積手段１６と、蓄積された複数の類似度に基づいて目標と種類が一致もしくは類似する候補目標を識別する識別手段１７とを備える。
【００１４】
なお、単一観測相関算出手段５０は、図１では点線で囲った中の、レーダ画像再生手段５と、ドップラー幅算出手段６と、目標追尾手段７と、目標アスペクト角推定手段８と、目標形状データ蓄積手段９と、ＲＣＳ算出手段１０と、クロスレンジ長特性算出手段１１と、候補目標複数クロスレンジ軸ベクトル算出手段１２と、複数投影面決定手段１３と、候補目標複数辞書画像生成手段１４と、レーダ画像相関手段１５とから構成され、受信機４からの受信信号に基づいて目標のレーダ画像を生成し、観測条件に従って候補目標毎に複数の参照用の辞書画像を生成し、目標のレーダ画像と複数の参照用の辞書画像の類似度を算出して出力する。
【００１５】
つぎに、この実施の形態１に係るレーダ装置の動作について図面を参照しながら説明する。
【００１６】
図２は、この発明の実施の形態１に係るレーダ装置の観測のジオメトリを示す図である。図２において、符号２００は目標（船体）、符号２０１はレーダ装置１００と目標２００の中心を結ぶレンジ軸、符号２０２は目標２００の回転運動の回転軸、符号２０３はレンジ軸２０１、回転軸２０２に直交するクロスレンジ軸、符号２０４は船体２００の長手方向を表す中心軸である。
【００１７】
図３は、この発明の実施の形態１に係るレーダ装置で得られたＩＳＡＲ（Ｉｎｖｅｒｓｅ  Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  Ａｐｅｒｔｕｒｅ  Ｒａｄａｒ）画像の一例を示す図である。図３において、符号２０５は目標像である。
【００１８】
送信機１で発生した高周波信号は、送受切換器２を経て送受信アンテナ３から目標２００に向け放射される。目標２００に照射された高周波信号の一部がレーダ装置１００の方向に反射され、送受信アンテナ３で受信され、送受切換器２を経て受信機４で増幅、検波された後、レーダ画像再生手段５によって目標２００のＲＣＳ（Ｒａｄａｒ  Ｃｒｏｓｓ  Ｓｅｃｔｉｏｎ）分布を示すレーダ画像に変換される。
【００１９】
ここで、レーダ画像は、一般にＩＳＡＲ画像として知られ、目標２００上の３次元のＲＣＳ分布の、レンジとクロスレンジの２軸で定義される投影面への投影図として、たとえば図３のように得られる。投影面を定義する２軸のうち、レンジはレーダ装置１００から見た各反射点のレンジ軸２０１方向の距離を表し、送信パルスの伝達遅延差を利用して分離される。また、クロスレンジは、レンジに直交する方向の長さであり、目標２００の回転運動（回転角速度ベクトルをｌｌで表す。）によって発生するドップラー差で分離する。クロスレンジ軸２０３の方向は、レンジ軸２０１と回転軸２０２の両者に直交する方向として与えられ、ドップラー周波数と物理的な長さの間の変換係数は、回転角速度｜ｌｌ｜および、レンジ軸２０１と回転軸２０２のなす角より与えられる。
【００２０】
さて、レーダ画像再生手段５で得られたレーダ画像（観測画像）および、事前に用意した候補目標の辞書画像とのマッチングにより、観測目標の艦種を識別するためには、上記投影面を決定する必要がある。レンジ軸方向の単位ベクトルをｉｉｒとすると、目標追尾手段７により、目標２００の進行方向を表す単位ベクトルｉｉｖを推定し、これを目標２００の中心軸方向と等しいとみなして、目標２００とレーダ装置１００の位置関係を決定する。すなわち、目標２００を基準としたレンジ軸方向を決定する。
【００２１】
クロスレンジ軸２０３に関しては、レンジ軸２０１に直交するという条件から、未知パラメータは２つになる。さらに、船舶のような目標２００が一般に上記中心軸方向に細長いことに着目して、レーダ画像再生手段５で得られた目標像の中心軸の傾きを得て、この情報と上記目標を基準としたレンジ軸方向の関係を用いて、パラメータを１次元に減らす。さらに、候補目標複数クロスレンジ軸ベクトル算出手段１２では、目標形状データ蓄積手段９に蓄積された各候補目標の３次元形状に基づきクロスレンジ長特性算出手段１１で得られたクロスレンジ長特性と、レーダ画像再生手段５を用いてドップラー幅算出手段６で得られた目標像のドップラー周波数幅を用いて、最後のパラメータを候補目標毎に決定する、言い換えるとクロスレンジ軸ベクトルを決定する。以上を用いて複数投影面決定手段１３では、各候補目標について、投影面を決定する。
【００２２】
目標アスペクト角推定手段８では、目標追尾手段７により得られた目標２００とレーダ装置１００の位置関係に基づきアスペクト角を推定し、これをＲＣＳ算出手段１０に送る。このＲＣＳ算出手段１０では、上記アスペクト角および目標形状データ蓄積手段９に蓄積された各候補目標の３次元形状データに基づき各候補目標のＲＣＳ分布を計算する。候補目標複数辞書画像生成手段１４では、ＲＣＳ算出手段１０で得られた各候補目標のＲＣＳ分布および、複数投影面決定手段１３で得られた各候補目標の投影面に基づき各候補目標の辞書画像を生成する。
【００２３】
クロスレンジ長特性算出手段１１では、追尾により定まった目標２００とレーダ装置１００の位置関係に基づき、候補目標毎に、予測されるクロスレンジ長を計算する。まず、クロスレンジ軸２０３の方向として、考えられるすべての方向を想定する。たとえば、レンジ軸２０１に直交する平面を想定し、この平面内で、水平方向の軸から半時計周りに計った角度をｔｈｔと表し、各角度ｔｈｔに対するクロスレンジ長を計算する。これをＤ（ｔｈｔ）と表す。なお各角度ｔｈｔに対応するクロスレンジ軸方向の単位ベクトルをｉｉｃ（ｔｈｔ）と表す。
【００２４】
次に、候補目標複数クロスレンジ軸ベクトル算出手段１２では、クロスレンジ軸ベクトルを推定する。ここでは、目標の主軸を用いてクロスレンジ軸を推定することを行わないことから、クロスレンジ軸の方向とドップラー周波数の物理的な長さの変換係数であるクロスレンジスケーリング係数のいずれも未知である。そこで、次に、角度ｔｈｔ毎にクロスレンジスケーリング係数を算出する。その際、候補目標と観測目標が一致した場合には両者のドップラー幅が一致するはずであるという点に着目する。すなわち、ドップラー幅算出手段６で得られたドップラー幅をＤｗとすると、各角度ｔｈｔにおけるスケーリング係数Ａ（ｔｈｔ）は次の式（１）で与えられる。
【００２５】
Ａ（ｔｈｔ）＝Ｄｗ／Ｄ（ｔｈｔ）                          （１）
【００２６】
単位ベクトルｉｉｃ（ｔｈｔ）およびスケーリング係数Ａ（ｔｈｔ）を用いることで、各角度ｔｈｔに対するクロスレンジ軸ベクトルＬＬ（ｔｈｔ）が次の式（２）で得られる。
【００２７】
ＬＬ（ｔｈｔ）＝ｉｉｃ（ｔｈｔ）Ａ（ｔｈｔ）              （２）
【００２８】
複数投影面決定手段１３では、レンジ軸ベクトルｉｉｒとクロスレンジ軸ベクトルＬＬ（ｔｈｔ）に基づき各候補目標、各角度ｔｈｔに対する投影面を決定する。
【００２９】
次に、候補目標複数辞書画像生成手段１４では、各候補目標、角度ｔｈｔ毎に参照用の辞書画像を生成する。
【００３０】
次に、レーダ画像相関手段１５では、辞書画像毎に観測画像との相関値（類似度）を計算する。
【００３１】
以上の処理を、単一観測相関算出手段５０では、複数回の観測毎にＱ回繰り返し、観測毎に、各候補目標の相関値の最大値を複数相関蓄積手段１６に蓄積する。第ｑ観測における第ｋ候補目標の相関最大値をＸ（ｑ、ｋ）とすると、識別手段１７では、次の式（３）で得られる第ｋ候補目標の相関総合値Ｙ（ｋ）を最大とする候補目標を識別結果として出力する。
【００３２】
Ｙ（ｋ）＝ΣＸ（ｑ、ｋ）      ［ｑ＝１〜Ｑ］              （３）
【００３３】
以上の構成をとることにより、観測画像から得られる主軸の傾きを用いることを必要とせずに識別を行えるため、上記回転運動に関するパラメータを推定できないようなジオメトリにも適用できる利点がある。
【００３４】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係るレーダ装置について図面を参照しながら説明する。図４は、この発明の実施の形態２に係るレーダ装置の構成を示す図である。
【００３５】
図４において、本レーダ装置１００Ａは、送信機１と、送受切換器２と、送受信アンテナ３と、受信機４と、単一観測相関算出手段５０Ａと、複数相関蓄積手段１６と、識別手段１７とを備える。
【００３６】
なお、単一観測相関算出手段５０Ａは、上記実施の形態１の単一観測相関算出手段５０のクロスレンジ長特性算出手段１１の代わりに、ＲＣＳ算出手段１０Ａと、ＲＣＳ考慮クロスレンジ長特性算出手段１１Ａを備え、その他は単一観測相関算出手段５０と同様である。
【００３７】
つぎに、この実施の形態２に係るレーダ装置の動作について図面を参照しながら説明する。
【００３８】
本実施の形態２では、上記の実施の形態１のクロスレンジ長特性算出手段１１で、目標形状に基づいて各角度ｔｈｔに関するクロスレンジ長Ｄ（ｔｈｔ）を計算する代わりに、ＲＣＳ考慮クロスレンジ長特性算出手段１１Ａの前段のＲＣＳ算出手段１０において計算した目標形状上の反射強度分布に基づいてクロスレンジ長を計算する。すなわち、ＲＣＳ考慮クロスレンジ長特性算出手段１１Ａでは、ＲＣＳに対する閾値を設け、この閾値を超える反射点のみの位置関係からクロスレンジ長Ｄ（ｔｈｔ）の角度ｔｈｔに対する特性を各候補目標毎に算出する。
【００３９】
以下、上記実施の形態１と同じ処理を行う。ＲＣＳ考慮の単一観測相関算出手段５０Ａでは、第ｑ観測における第ｋ候補目標の相関値の特性を出力し、これらのうちの各候補目標の相関最大値を観測毎に複数相関蓄積手段１６で蓄積する。そして、式（３）に基づいて目標を識別する。
【００４０】
本実施の形態２の構成をとることにより、上記実施の形態１の効果を得ることができるのみならず、ＲＣＳを考慮してクロスレンジ長を計算することにより、目標上で反射を生じない部分の影響でクロスレンジ軸ベクトルの推定精度が劣化する問題を緩和できる利点がある。
【００４１】
実施の形態３．
この発明の実施の形態３に係るレーダ装置について図面を参照しながら説明する。図５は、この発明の実施の形態３に係るレーダ装置の構成を示す図である。
【００４２】
図５において、本レーダ装置１００Ｂは、送信機１と、送受切換器２と、送受信アンテナ３と、受信機４と、単一観測相関算出手段５０Ｂと、複数相関蓄積手段１６と、識別手段１７とを備える。
【００４３】
なお、単一観測相関算出手段５０Ｂは、上記実施の形態１の単一観測相関算出手段５０に、目標のレーダ画像に基づいて目標のレンジ長を算出するレンジ長算出手段１８と、蓄積された候補目標の３次元形状データに基づいて想定した複数の進行方向における候補目標のレンジ長を表すレンジ長特性を算出するレンジ長特性算出手段１９と、目標のレンジ長、及び進行方向、並びに各候補目標のレンジ長特性に基づいて目標の艦首と艦尾を結ぶ軸方向の単位ベクトルである主軸ベクトルを候補目標毎に推定する精細目標進行方向推定手段２０とを追加したものである。
【００４４】
つぎに、この実施の形態３に係るレーダ装置の動作について図面を参照しながら説明する。
【００４５】
図６は、この発明の実施の形態３に係るレーダ装置の処理動作を示す図である。
【００４６】
本実施の形態３では、目標追尾の精度が低い場合を想定する。レーダ画像再生手段５で観測目標のレーダ画像を生成するまでの処理は、上記実施の形態１と同様である。
【００４７】
レンジ長算出手段１８では、レーダ画像から目標のレンジ方向の長さを抽出する。
【００４８】
受信機４から出力される受信信号に基づいて目標追尾手段７で目標追尾を行い、速度ベクトル方向の単位ベクトルｉｉｖを推定することについても上記実施の形態１と同様である。ただし、ここでは追尾精度の限界、または、追尾により定まる速度ベクトル方向の単位ベクトルと主軸方向の単位ベクトルが一致しない等で上記単位ベクトルｉｉｖに基づく主軸方向の推定精度が劣化していることを考える。
【００４９】
レンジ長特性算出手段１９では、目標形状データ蓄積手段９に蓄積された各候補目標の形状データに基づいて、複数の主軸方向を想定し、各想定した主軸方向に対するレンジ長の特性を計算する。
【００５０】
候補目標と観測目標が一致する場合に、観測目標のレンジ長は、候補目標の主軸の方向を観測目標の主軸の方向と一致させた場合のレンジ長と一致することが期待される。
【００５１】
精細目標進行方向推定手段２０では、この点に着目し、レンジ長算出手段１８で得られた観測目標のレンジ長、およびレンジ長特性算出手段１９で得られた各候補目標のレンジ長特性に基づき、観測目標のレンジ長と候補目標のレンジ長が等しくなる主軸方向を探索する。
【００５２】
ここで、図６に示した細長い形状の目標２００について考えると、例えば（ａ）〜（ｄ）の４ケースで同じレンジ長になってしまう。よって、この場合には主軸の候補として４種類が挙がる。
【００５３】
精細目標進行方向推定手段２０では、主軸方向の推定誤差が小さいという前提の下に、主軸の候補のうちから目標追尾手段７で得られた速度ベクトル方向の単位ベクトルに最も近い主軸を選択する。そして、この値を出力する。
【００５４】
複数投影面決定手段１３および目標アスペクト角推定手段８以降の処理は、上記実施の形態１と同様である。
【００５５】
レンジ長依存の単一観測相関算出手段５０Ｂでは、第ｑ観測における第ｋ候補目標の相関値の特性を出力し、これらのうちの各候補目標の相関最大値を観測毎に複数相関蓄積手段１６で蓄積する。そして、式（３）に基づいて目標を識別する。
【００５６】
以上の処理を行うことで、上記実施の形態１と同様の効果を奏する他に、主軸ベクトルの推定精度が向上して識別性能が向上する効果がある。
【００５７】
実施の形態４．
この発明の実施の形態４に係るレーダ装置について図面を参照しながら説明する。図７は、この発明の実施の形態４に係るレーダ装置の構成を示す図である。
【００５８】
図７において、本レーダ装置１００Ｃは、送信機１と、送受切換器２と、送受信アンテナ３と、受信機４と、単一観測相関算出手段５０Ｃと、複数相関蓄積手段１６と、識別手段１７とを備える。
【００５９】
なお、単一観測相関算出手段５０Ｃは、上記実施の形態３の単一観測相関算出手段５０Ｂのレンジ長特性算出手段１９の代わりに、ＲＣＳ算出手段１０Ａと、ＲＣＳ考慮レンジ長特性算出手段１９Ａを備え、その他は単一観測相関算出手段５０Ｂと同様である。
【００６０】
つぎに、この実施の形態４に係るレーダ装置の動作について図面を参照しながら説明する。
【００６１】
本実施の形態４では、上記実施の形態３においてレンジ長特性算出手段１９を用いた代わりに、ＲＣＳ算出手段１０ＡおよびＲＣＳ考慮レンジ長特性算出手段１９Ａを用いる点が異なる。
【００６２】
ＲＣＳ考慮レンジ長特性算出手段１９Ａでは、上記実施の形態３におけるレンジ長特性算出手段１９と同様に、目標形状データ蓄積手段９に蓄積された各候補目標の形状データに基づき、想定した複数の主軸ベクトルの方向に対するレンジ長特性を算出する。ただし、その際には、ＲＣＳ算出手段１０Ａで、それぞれ想定した主軸ベクトルの方向毎に計算した候補目標形状上のＲＣＳ分布に基づき長さを計算する。
【００６３】
単一観測相関算出手段５０Ｃでは、第ｑ観測における第ｋ候補目標の相関値の特性を出力し、これらのうちの各候補目標の相関最大値を観測毎に複数相関蓄積手段１６で蓄積する。そして、式（３）に基づいて目標を識別する。
【００６４】
上記の処理を用いることで、上記実施の形態３と同様の効果を奏するのみならず、ＲＣＳ値を考慮に入れてレンジ長特性を得るためレンジ長の予測精度が向上し識別性能が向上する利点がある。
【００６５】
実施の形態５．
この発明の実施の形態５に係るレーダ装置について図面を参照しながら説明する。図８は、この発明の実施の形態５に係るレーダ装置の構成を示す図である。
【００６６】
図８において、本レーダ装置１００Ｄは、送信機１と、送受切換器２と、送受信アンテナ３と、受信機４と、単一観測相関算出手段５０Ｄと、複数相関蓄積手段１６と、識別手段１７とを備える。
【００６７】
なお、単一観測相関算出手段５０Ｄは、上記実施の形態４の単一観測相関算出手段５０ＣのＲＣＳ算出手段１０Ａと、ＲＣＳ考慮レンジ長特性算出手段１９Ａの代わりに、ＲＣＳ考慮レンジ長特性蓄積手段２１と、ＲＣＳ考慮レンジ長特性読出し手段２２とを備え、その他は単一観測相関算出手段５０Ｃと同様である。
【００６８】
つぎに、この実施の形態５に係るレーダ装置の動作について図面を参照しながら説明する。
【００６９】
本実施の形態５では、上記実施の形態４において、ＲＣＳ算出手段１０Ａ、ＲＣＳ考慮レンジ長特性算出手段１９Ａを用いて各候補目標のレンジ長特性を算出していたのに対し、事前の計算によりＲＣＳを考慮してレンジ長特性を計算し、これを蓄積しておく点が異なる。
【００７０】
ＲＣＳ考慮レンジ長特性蓄積手段２１では、事前に計算したレンジ長特性を候補目標毎に蓄積しておく。ＲＣＳ考慮レンジ長特性読出し手段２２では、ＲＣＳ考慮レンジ長特性蓄積手段２１に蓄積された各候補目標のレンジ長特性を読出し、これを精細目標進行方向推定手段２０に送る。
【００７１】
これ以降の処理は、上記実施の形態４と同一である。レンジ長特性蓄積型ＲＣＳ考慮かつレンジ長依存の単一観測相関算出手段５０Ｄでは、第ｑ観測における第ｋ候補目標の相関値の特性を出力し、これらのうちの各候補目標の相関最大値を観測毎に複数相関蓄積手段１６で蓄積する。そして、式（３）に基づいて目標を識別する。
【００７２】
本実施の形態５の構成をとることにより、上記実施の形態４と同様の効果を奏するのに加え、事前にレンジ長特性を計算しておくことにより処理負荷を低減できる利点がある。
【００７３】
実施の形態６．
この発明の実施の形態６に係るレーダ装置について図面を参照しながら説明する。図９は、この発明の実施の形態６に係るレーダ装置の構成を示す図である。
【００７４】
図９において、本レーダ装置１００Ｅは、送信機１と、送受切換器２と、送受信アンテナ３と、受信機４と、単一観測相関算出手段５０Ｅと、複数相関蓄積手段１６と、識別手段１７とを備える。
【００７５】
なお、単一観測相関算出手段５０Ｅは、図９では点線で囲った中の、レーダ画像再生手段５と、ドップラー幅算出手段６と、目標アスペクト角推定手段８と、目標形状データ蓄積手段９と、ＲＣＳ算出手段１０と、候補目標複数辞書画像生成手段１４と、レーダ画像相関手段１５と、精細目標進行方向複数推定手段２３と、複数クロスレンジ長特性算出手段２４と、候補目標複数進行方向クロスレンジ軸ベクトル算出手段２５と、複数進行方向投影面決定手段２６とから構成されている。
【００７６】
つぎに、この実施の形態６に係るレーダ装置の動作について図面を参照しながら説明する。
【００７７】
本実施の形態６では、上記実施の形態１〜５において受信機４により出力された受信信号に対して目標追尾手段７を適用して目標追尾を行う処理を省くことを考える。例えば、航空機や衛星等の移動するプラットフォームに搭載されたレーダ装置でレーダ画像を得る場合には、画像上の目標の追尾を行わないことが考えられる。
【００７８】
レンジ長算出手段１８で観測目標のレンジ長を得るまでの処理、ドップラー幅算出手段６で観測目標のドップラー幅を得るまでの処理、レンジ長特性算出手段１９で各候補目標のレンジ長特性を得るまでの処理は、上記の実施の形態３と同一である。
【００７９】
上記実施の形態３で述べた通り、候補目標と観測目標が一致する場合に、観測目標のレンジ長は、候補目標の主軸の方向を観測目標の主軸の方向と一致させた場合のレンジ長と一致することが期待される。ただし、図６に示した通り、船舶のように細長い形状の目標２００について考えると、例えば（ａ）〜（ｄ）の４ケースで同じレンジ長になってしまう。よって、この場合には主軸の候補として４種類が挙がる。
【００８０】
上記実施の形態３では、目標追尾手段７の追尾誤差が比較的小さいという前提の下に、主軸の候補のうちから目標追尾手段７で得られた速度ベクトル方向の単位ベクトルに最も近い主軸を選択した。しかし、本実施の形態６では目標追尾手段７を有しないため、上記４種類の主軸から候補を減らすことができない。そこで、精細目標進行方向複数推定手段２３は、候補であるすべての主軸ベクトルを出力する。
【００８１】
複数クロスレンジ長特性算出手段２４では、精細目標進行方向複数推定手段２３で得られた複数の主軸ベクトルの候補に対し、それぞれ上記実施の形態１で説明したクロスレンジ長特性算出手段１１と同じ動作で候補目標毎のクロスレンジ長特性を算出する。
【００８２】
候補目標複数進行方向クロスレンジ軸ベクトル算出手段２５では、複数クロスレンジ長特性算出手段２４の出力である各主軸ベクトルに対応したクロスレンジ長特性と、ドップラー幅算出手段６で得られた観測目標のドップラー幅に基づきクロスレンジ軸ベクトルを算出する。
【００８３】
複数進行方向投影面決定手段２６では、候補目標複数進行方向クロスレンジ軸ベクトル算出手段２５で得られたクロスレンジ軸ベクトルに基づきそれぞれの投影面を決定する。
【００８４】
目標アスペクト角推定手段８では、得られた各候補目標の各主軸ベクトルに対してアスペクト角を計算する。
【００８５】
ＲＣＳ算出手段１０では、得られた各アスペクト角に関する各候補目標のＲＣＳ分布を算出する。
【００８６】
候補目標複数辞書画像生成手段１４では、ＲＣＳ算出手段１０で得られた各アスペクト角（主軸ベクトルに依存）での各候補目標のＲＣＳ分布、および複数進行方向投影面決定手段２６で得られた各候補目標、各主軸ベクトル、各クロスレンジ軸ベクトルにおける投影面に基づき、各候補目標、各主軸ベクトル、各クロスレンジ軸ベクトルにおける辞書画像を生成する。
【００８７】
レーダ画像相関手段１５では、レーダ画像再生手段５で得られたレーダ画像と、候補目標複数辞書画像生成手段１４で得られた候補目標の参照画像に基づいて相関値を算出する。
【００８８】
単一観測相関算出手段５０Ｅでは、第ｑ観測における第ｋ候補目標の相関値の特性を出力し、これらのうちの各候補目標の相関最大値を観測毎に複数相関蓄積手段１６で蓄積する。そして、式（３）に基づいて目標を識別する。
【００８９】
本実施の形態６の処理を行うことで、目標追尾を行えない場合でも、上記実施の形態５と同様の効果を得ることができる。
【００９０】
なお、上記では主軸の候補として４種類の例で、内容を説明したが、目標の形状が複雑な場合は、主軸の候補は４種類にならない場合もありうる。その場合にも、同様の処理を適用できるのは言うまでも無い。
【００９１】
実施の形態７．
この発明の実施の形態７に係るレーダ装置について図面を参照しながら説明する。図１０は、この発明の実施の形態７に係るレーダ装置の構成を示す図である。
【００９２】
図１０において、本レーダ装置１００Ｆは、送信機１と、送受切換器２と、送受信アンテナ３と、受信機４と、単一観測相関算出手段５０Ｆと、複数相関蓄積手段１６と、識別手段１７とを備える。
【００９３】
なお、単一観測相関算出手段５０Ｆは、上記実施の形態６の単一観測相関算出手段５０Ｅの精細目標進行方向複数推定手段２３の代わりに、対称型精細目標進行方向複数推定手段２３Ａを備え、その他は単一観測相関算出手段５０Ｅと同様である。
【００９４】
つぎに、この実施の形態７に係るレーダ装置の動作について図面を参照しながら説明する。
【００９５】
本実施の形態７では、精細目標進行方向複数推定手段２３の代わりに、対称型精細目標進行方向複数推定手段２３Ａを用いている点が上記実施の形態６と異なる。
【００９６】
対称型精細目標進行方向複数推定手段２３Ａでは、精細目標進行方向複数推定手段２３で想定した主軸ベクトルの方向の数を減らすために目標形状の対称性を考慮する。例えば、船舶のような目標では、主軸に対してほぼ左右対称の形状となっている。この場合、図６における（ａ）と（ｃ）は、レーダで観測する場合には同じジオメトリと考えることができる。また、（ｂ）と（ｄ）に関しても同様のことが言える。対称型精細目標進行方向複数推定手段２３Ａではこの点に着目し、主軸ベクトルの種類を半分に減らして出力する。
【００９７】
これ以降の処理は、上記実施の形態６と同一である。
【００９８】
単一観測相関算出手段５０Ｆでは、第ｑ観測における第ｋ候補目標の相関値の特性を出力し、これらのうちの各候補目標の相関最大値を観測毎に複数相関蓄積手段１６で蓄積する。そして、式（３）に基づいて目標を識別する。
【００９９】
本実施の形態７の処理を行うことで、上記実施の形態６の効果を奏する他、識別用辞書生成の際に考慮する主軸ベクトルの数を減らすことができるので、処理負荷が向上する。
【０１００】
実施の形態８．
この発明の実施の形態８に係るレーダ装置について図面を参照しながら説明する。図１１は、この発明の実施の形態８に係るレーダ装置の構成を示す図である。
【０１０１】
図１１において、本レーダ装置１００Ｇは、送信機１と、送受切換器２と、送受信アンテナ３と、受信機４と、単一観測相関算出手段５０Ｇと、複数相関蓄積手段１６と、識別手段１７とを備える。
【０１０２】
なお、単一観測相関算出手段５０Ｇは、図１１では点線で囲った中の、レーダ画像再生手段５と、ドップラー幅算出手段６と、目標追尾手段７と、目標アスペクト角推定手段８と、目標形状データ蓄積手段９と、ＲＣＳ算出手段１０と、クロスレンジ長特性算出手段１１と、レーダ画像上での目標の主軸の傾きを抽出する主軸傾斜抽出手段２７と、目標の進行方向、及びレーダ画像上での目標の主軸の傾きに基づいてクロスレンジ幅の制約を行うクロスレンジ幅制約手段２８と、目標のドップラー周波数幅、クロスレンジ幅に課せられる制約、及び各候補目標のクロスレンジ長特性に基づいて、クロスレンジ軸方向の単位ベクトルとドップラー周波数幅の物理的長さの換算係数の積であるクロスレンジ軸ベクトルを算出する候補目標クロスレンジ軸ベクトル算出手段２９と、算出されたクロスレンジ軸ベクトルの各候補目標上の反射強度分布をレンジドップラー平面に投影するための投影面を決定する投影面決定手段３０と、各候補目標の反射強度分布及び投影面を用いて各候補目標の辞書画像を生成する候補目標辞書画像生成手段３１と、候補目標毎に生成された複数の辞書画像、及び生成された目標のレーダ画像を比較して類似度をそれぞれ算出するレーダ画像識別手段３２とから構成されている。
【０１０３】
つぎに、この実施の形態８に係るレーダ装置の動作について図面を参照しながら説明する。
【０１０４】
レーダ画像再生手段５によって目標２００のＲＣＳ分布を示すレーダ画像に変換され、各手段へ送られる。
【０１０５】
レーダ画像再生手段５で得られたレーダ画像（観測画像）および、事前に用意した候補目標の辞書画像とのマッチングにより、観測目標の艦種を識別するためには、上記投影面を決定する必要がある。レンジ軸方向の単位ベクトルをｉｉｒとすると、目標追尾手段７により、目標の進行方向を表す単位ベクトルｉｉｖを推定し、これを目標の中心軸方向と等しいとみなして、目標とレーダ装置の位置関係を決定する。すなわち、目標を基準としたレンジ軸方向を決定する。
【０１０６】
クロスレンジ軸に関しては、レンジ軸に直交するという条件から、未知パラメータは２つになる。さらに、船舶のような目標が一般に上記中心軸方向に細長いことに着目して、主軸傾斜抽出手段２７は、レーダ画像再生手段５で得られた目標像の中心軸の傾きを得て、この情報と上記目標を基準としたレンジ軸方向の関係を用いて、クロスレンジ幅制約手段２８は、パラメータを１次元に減らす。さらに、候補目標クロスレンジ軸ベクトル算出手段２９では、目標形状データ蓄積手段９に蓄積された各候補目標の３次元形状に基づきクロスレンジ長特性算出手段１１で得られたクロスレンジ長特性と、レーダ画像再生手段５を用いてドップラー幅算出手段６で得られた目標像のドップラー周波数幅を用いて、最後のパラメータを候補目標毎に決定する、言い換えるとクロスレンジ軸ベクトルを決定する。以上を用いて投影面決定手段３０では、各候補目標について、投影面を決定する。
【０１０７】
目標アスペクト角推定手段８では、目標追尾手段７により得られた目標とレーダ装置の位置関係に基づきアスペクト角を推定し、これをＲＣＳ算出手段１０に送る。このＲＣＳ算出手段１０では、上記アスペクト角および目標形状データ蓄積手段９に蓄積された各候補目標の３次元形状データに基づき各候補目標のＲＣＳ分布を計算する。候補目標辞書画像生成手段３１では、ＲＣＳ算出手段１０で得られた各候補目標のＲＣＳ分布、および投影面決定手段３０で得られた各候補目標の投影面に基づき各候補目標の辞書画像を生成する。レーダ画像識別手段３２では、観測画像と候補目標毎に得られた辞書画像を比較して類別する。
【０１０８】
単一観測相関算出手段５０Ｇは、複数相関蓄積手段１６に、複数回の観測により得られた観測画像と辞書画像の相関値を蓄積し、これらの値に基づき、識別手段１７で識別を行う。
【０１０９】
本実施の形態８の構成をとることで、複数回の観測結果に基づく識別を行えるので、従来技術に比べて識別性能が向上する利点がある。
【０１１０】
実施の形態９．
この発明の実施の形態９に係るレーダ装置について図面を参照しながら説明する。図１２は、この発明の実施の形態９に係るレーダ装置の構成を示す図である。
【０１１１】
図１２において、本レーダ装置１００Ｈは、送信機１と、送受切換器２と、送受信アンテナ３と、受信機４と、単一観測相関算出手段５０と、この単一観測相関手段５０の出力に基づいて相関が最も高くなった時のクロスレンジ軸ベクトルを観測毎に選択する相関最大クロスレンジ軸選択手段３３と、この相関最大クロスレンジ軸選択手段３３の出力に基づいて各観測における相関最大クロスレンジ軸の変化を算出するクロスレンジ軸変化算出手段３４と、このクロスレンジ軸変化算出手段３４の出力に基づいて目標の識別を行うクロスレンジ軸変化識別手段３５とを備える。
【０１１２】
つぎに、この実施の形態９に係るレーダ装置の動作について図面を参照しながら説明する。
【０１１３】
本実施の形態９では、単一観測相関算出手段５０で各候補目標の参照画像と観測画像の相関値を計算する処理を繰り返す。そして、相関最大クロスレンジ軸選択手段３３では、候補目標毎に、各時刻で相関値を最大とするクロスレンジ軸ベクトルＬＬ（ｑ、ｋ）を記録する。ここに、ｑは観測番号、ｋは候補目標番号である。
【０１１４】
クロスレンジ軸変化算出手段３４では、次の式（４）で与えられる、候補目標毎の相関値を最大とするクロスレンジ軸の変化ＤＬＬ（ｑ、ｋ）を計算する。
【０１１５】
ＤＬＬ（ｑ、ｋ）＝ＬＬ（ｑ＋１、ｋ）−ＬＬ（ｑ、ｋ）      （４）
【０１１６】
クロスレンジ軸変化識別手段３５では、目標の運動がゆるやかである場合には、クロスレンジ軸の変化も緩やかであるという点に着目して、次の式（５）でクロスレンジ軸の変化の絶対値を計算した上で、この値の平均値が小さい目標を識別結果として出力する。
【０１１７】
ＡＤＬＬ（ｑ、ｋ）＝｜｜ＤＬＬ（ｑ、ｋ）｜｜                  （５）
【０１１８】
以上の構成をとることにより、目標の運動情報を用いた識別を行えるので、識別性能を向上させることができる利点がある。なお、単一観測相関算出手段５０Ａ〜５０Ｆにも適用できる。
【０１１９】
また、平均値が小さい目標を識別結果として出力する代りに、平均値に閾値を設けて、この閾値以下の複数の目標（目標数が１の場合も含む）を識別結果の候補として選別することもできる。
【０１２０】
実施の形態１０．
この発明の実施の形態１０に係るレーダ装置について図面を参照しながら説明する。図１３は、この発明の実施の形態１０に係るレーダ装置の構成を示す図である。
【０１２１】
図１３において、本レーダ装置１００Ｊは、送信機１と、送受切換器２と、送受信アンテナ３と、受信機４と、単一観測相関算出手段５０Ｂと、この単一観測相関手段５０Ｂの出力に基づいて相関が最も高くなった時の目標の進行方向及びクロスレンジ軸ベクトルの組を観測毎に選択する相関最大進行方向・クロスレンジ軸選択手段３６と、この相関最大進行方向・クロスレンジ軸選択手段３６の出力に基づいて各観測における相関進行方向、及び相関最大クロスレンジ軸の変化を所定の重み付けで加算する進行方向・クロスレンジ軸変化算出手段３７と、この進行方向・クロスレンジ軸変化算出手段３７の出力に基づいて目標の識別を行う進行方向・クロスレンジ軸変化識別手段３８とを備える。
【０１２２】
つぎに、この実施の形態１０に係るレーダ装置の動作について図面を参照しながら説明する。
【０１２３】
上記の実施の形態９では、クロスレンジ軸の変化に着目して識別を行った。この実施の形態１０では、クロスレンジ軸の変化に加えて、目標の進行方向の変化にも着目して識別を行う。
【０１２４】
目標の運動が緩やかな場合には、上記実施の形態９で示したクロスレンジ軸ベクトルに加え、進行方向の変化も緩やかになると予測される。
【０１２５】
そこで、相関最大進行方向・クロスレンジ軸選択手段３６では、レンジ長依存の単一観測相関算出手段５０Ｂで、観測画像と各候補目標の相関を最大とする進行方向ベクトルｉｉｖ（ｑ、ｋ）と、クロスレンジ軸ベクトルＬＬ（ｑ、ｋ）を記録する。
【０１２６】
そして、進行方向・クロスレンジ軸変化算出手段３７では、例えば次の式（６）により進行方向の変化Ｄｉｉｖ（ｑ、ｋ）を計算する。
【０１２７】
Ｄｉｉｖ（ｑ、ｋ）＝ｉｉｖ（ｑ＋１、ｋ）−ｉｉｖ（ｑ、ｋ）  （６）
【０１２８】
また、式（５）でクロスレンジ軸の変化ＤＬＬ（ｑ、ｋ）を得る。
【０１２９】
進行方向・クロスレンジ軸変化識別手段３８では、次の式（７）により、クロスレンジ軸変化と進行方向の変化の大きさの評価指標を算出する。
【０１３０】
2005003602.tif 000003
【０１３１】
ここで、α、βは０以上の定数であり、進行方向の変化とクロスレンジ軸の変化に対する重みを与える。この評価指標ＡＤＴＯＴ（ｑ、ｋ）の平均を最小とする目標を識別結果として出力する。
【０１３２】
ここで、β＝０とすれば、クロスレンジ軸変化を使用せずに、進行方向変化のみを用いることができる。つまり、進行方向の変化のみを用いても目標の識別を実施できる。
【０１３３】
以上の構成をとることにより、目標の運動情報を用いた識別を実施できるので、識別性能を向上させることができる利点がある。なお、単一観測相関算出手段５０Ｃ〜５０Ｆにも適用できる。
【０１３４】
また、平均値が小さい目標を識別結果として出力する代りに、平均値に閾値を設けて、この閾値以下の複数の目標（目標数が１個の場合も含む）を識別結果の候補として選別することもできる。
【０１３５】
実施の形態１１．
この発明の実施の形態１１に係るレーダ装置について図面を参照しながら説明する。図１４は、この発明の実施の形態１１に係るレーダ装置の構成を示す図である。
【０１３６】
図１４において、本レーダ装置１００Ｋは、送信機１と、送受切換器２と、送受信アンテナ３と、受信機４と、単一観測相関算出手段５０と、相関最大クロスレンジ軸選択手段３３と、クロスレンジ軸変化算出手段３４と、クロスレンジ軸変化比較識別手段３９と、クロスレンジ軸データ蓄積手段４０とを備える。
【０１３７】
つぎに、この実施の形態１１に係るレーダ装置の動作について図面を参照しながら説明する。
【０１３８】
クロスレンジ軸変化算出手段３４までの処理は、上記実施の形態９と同一である。クロスレンジ軸変化比較識別手段３９では、式（４）で得られたクロスレンジ軸の変化ＤＬＬ（ｑ、ｋ）と、クロスレンジ軸データ蓄積手段４０に蓄積された各候補目標のクロスレンジ軸の変化情報に基づいて識別を行う。
【０１３９】
ここで、クロスレンジ軸データ蓄積手段４０には、候補目標毎にクロスレンジ軸変化の平均値が蓄積されている。
【０１４０】
クロスレンジ軸変化比較識別手段３９では、上記実施の形態９と同様に、候補目標毎に、クロスレンジ軸変化の大きさの平均値を算出し、これを、クロスレンジ軸データ蓄積手段４０に蓄積された同じ候補目標のクロスレンジ軸変化の平均値と比較する。そして、それらの差の値が最小となる候補目標を識別結果として出力する。
【０１４１】
また、クロスレンジ軸データ蓄積手段４０に蓄積されたクロスレンジ軸変化の平均値と、候補目標毎に相関に基づいて算出したクロスレンジ軸変化の平均値の差を最小とする目標を識別結果として出力する代りに、この差に閾値を儲け、差が閾値以下になる目標を識別結果の候補として選別することもできる。
【０１４２】
以上の処理を行うことにより、上記実施の形態９の効果を奏する他に、上記実施の形態９に比べて、候補目標毎のクロスレンジ軸変化の事前情報を用いて識別を実施できるので識別性能が向上する利点がある。なお、単一観測相関算出手段５０Ａ〜５０Ｆにも適用できる。
【０１４３】
実施の形態１２．
この発明の実施の形態１２に係るレーダ装置について図面を参照しながら説明する。図１５は、この発明の実施の形態１２に係るレーダ装置の構成を示す図である。
【０１４４】
図１５において、本レーダ装置１００Ｌは、送信機１と、送受切換器２と、送受信アンテナ３と、受信機４と、単一観測相関算出手段５０と、相関最大クロスレンジ軸選択手段３３と、クロスレンジ軸変化算出手段３４と、クロスレンジ軸変化比較識別手段３９と、波高考慮クロスレンジ軸データ収集手段４１と、波高考慮クロスレンジ軸データ蓄積手段４２と、波高データ収集手段４３と、クロスレンジ軸データ読出し手段４４とを備える。
【０１４５】
つぎに、この実施の形態１２に係るレーダ装置の動作について図面を参照しながら説明する。
【０１４６】
本実施の形態１２では、例えば、海面が穏やかな場合は、クロスレンジ軸の変化が小さく、海面が荒れている場合には、クロスレンジ軸の変化が大きいというように、海面の状況に応じてクロスレンジ軸の変化が異なる事に着目して上記実施の形態１１の処理を改良したものである。
【０１４７】
波高考慮クロスレンジ軸データ収集手段４１では、事前の既知の目標の観測により、各波高における候補目標のクロスレンジ軸変化の大きさを収集し、これを波高考慮クロスレンジ軸データ蓄積手段４２に蓄積する。
【０１４８】
波高データ収集手段４３では、レーダその他の観測により、海面の波高情報を収集する。クロスレンジ軸データ読出し手段４４では、波高データ収集手段４３の出力に基づき、候補目標毎に、波高考慮クロスレンジ軸データ蓄積手段４２から、現在の波高に近いクロスレンジ軸変化の大きさを読出し、これをクロスレンジ軸変化比較識別手段３９に送る。
【０１４９】
このクロスレンジ軸変化比較識別手段３９の処理は、上記実施の形態１１と同様である。
【０１５０】
本実施の形態１２の処理を行うことにより、上記実施の形態１１の効果を奏することができる他に、現在の海面の状況を踏まえて識別を行えるので識別性能が向上する利点がある。
【０１５１】
実施の形態１３．
この発明の実施の形態１３に係るレーダ装置について図面を参照しながら説明する。図１６は、この発明の実施の形態１３に係るレーダ装置の構成を示す図である。
【０１５２】
図１６において、本レーダ装置１００Ｍは、送信機１と、送受切換器２と、送受信アンテナ３と、受信機４と、単一観測相関算出手段５０と、相関最大クロスレンジ軸選択手段３３と、クロスレンジ軸変化算出手段３４と、クロスレンジ軸変化比較識別手段３９と、クロスレンジ軸データ読出し手段４４と、速度考慮クロスレンジ軸データ収集手段４５と、速度考慮クロスレンジ軸データ蓄積手段４６と、速度データ収集手段４７とを備える。
【０１５３】
つぎに、この実施の形態１３に係るレーダ装置の動作について図面を参照しながら説明する。
【０１５４】
本実施の形態１３では、例えば、直進の速度が大きい時には、ピッチ運動が大きく、旋回の速度が大きいときには、ヨー運動が大きいというように、目標の運動によってクロスレンジ軸の変化が異なることに着目して識別処理を改良する点が上記実施の形態１１と異なる。
【０１５５】
速度考慮クロスレンジ軸データ収集手段４５では、事前の既知の目標の観測により、各速度ベクトルにおける候補目標のクロスレンジ軸変化の大きさを収集し、これを速度考慮クロスレンジ軸データ蓄積手段４６に蓄積する。
【０１５６】
速度データ収集手段４７では、レーダ等の観測により、目標の速度ベクトルを推定し、これをクロスレンジ軸データ読出し手段４４に送る。このクロスレンジ軸データ読出し手段４４では、速度データ収集手段４７の出力に基づき、候補目標毎に、速度考慮クロスレンジ軸データ蓄積手段４６から、現在の速度ベクトルに近いクロスレンジ軸変化の大きさを読出し、これをクロスレンジ軸変化比較識別手段３９に送る。
【０１５７】
このクロスレンジ軸変化比較識別手段３９の処理は、上記実施の形態１１と同様である。
【０１５８】
本実施の形態１３の処理を行うことにより、上記実施の形態１１の効果を奏することができる他に、現在の目標の運動の状況を踏まえて識別を行えるので識別性能が向上する利点がある。なお、単一観測相関算出手段５０Ａ〜５０Ｆにも適用できる。
【０１５９】
実施の形態１４．
この発明の実施の形態１４に係るレーダ装置について図面を参照しながら説明する。図１７は、この発明の実施の形態１４に係るレーダ装置の構成を示す図である。
【０１６０】
図１７において、本レーダ装置１００Ｎは、送信機１と、送受切換器２と、送受信アンテナ３と、受信機４と、単一観測相関算出手段５０と、複数相関蓄積手段１６と、相関最大クロスレンジ軸選択手段３３と、クロスレンジ軸変化算出手段３４と、クロスレンジ軸変化比較識別手段３９と、統合識別手段４８とを備える。
【０１６１】
つぎに、この実施の形態１４に係るレーダ装置の動作について図面を参照しながら説明する。
【０１６２】
複数相関蓄積手段１６までの処理と、クロスレンジ変化比較識別手段３９までの処理は、それぞれ、上記実施の形態１、上記実施の形態１１と同様である。統合識別手段４８では、これら２種類の識別結果を統合して最終的な識別結果を出力する。
【０１６３】
複数相関蓄積手段１６で蓄積された第ｋ候補目標の観測結果に基づく相関の最大値の平均値をＳＯ（ｋ）、クロスレンジ軸データ蓄積手段４０に蓄積された各候補目標のクロスレンジ軸変化と観測により得られた各候補目標のクロスレンジ軸変化の差をＣＬ（ｋ）とすると、統合識別手段４８では、次の式（８）で評価値ＨＹ（ｋ）を算出する。
【０１６４】
ＨＹ（ｋ）＝α１（１−ＳＯ（ｋ））＋α２ＣＬ（ｋ）          （８）
【０１６５】
ここで、α１、α２は適当な正またはゼロの定数である。評価値ＨＹ（ｋ）を最小とする候補目標を識別結果として出力する。
【０１６６】
画像の相関値とクロスレンジ軸変化の結果に基づいて識別を行うことから、上記実施の形態１、上記実施の形態１１の両方の効果を奏することができるのみならず、これらの複合的な効果によって、識別性能が向上する利点がある。なお、単一観測相関算出手段５０Ａ〜５０Ｆにも適用できる。
【０１６７】
実施の形態１５．
この発明の実施の形態１５に係るレーダ装置について図面を参照しながら説明する。図１８は、この発明の実施の形態１５に係るレーダ装置の構成を示す図である。
【０１６８】
図１８において、本レーダ装置１００Ｐは、送信機１と、送受切換器２と、送受信アンテナ３と、受信機４と、単一観測相関算出手段５０Ｂと、複数相関蓄積手段１６と、相関最大進行方向・クロスレンジ軸選択手段３６と、進行方向・クロスレンジ軸変化算出手段３７と、進行方向・クロスレンジ軸変化識別手段３８と、統合識別手段４８とを備える。
【０１６９】
つぎに、この実施の形態１５に係るレーダ装置の動作について図面を参照しながら説明する。
【０１７０】
複数相関蓄積手段１６までの処理と、進行方向・クロスレンジ軸変化識別手段３８までの処理は、それぞれ、上記実施の形態３、上記実施の形態１０と同様である。統合識別手段４８では、これら２種類の識別結果を統合して最終的な識別結果を出力する。
【０１７１】
複数相関蓄積手段１６で蓄積された第ｋ候補目標の観測結果に基づく相関の最大値の平均値をＳＯ（ｋ）、式（７）で示した評価指標ＡＤＴＯＴ（ｑ、ｋ）において、複数の観測番号ｑに関する平均値をＡＤＭ（ｋ）と表す。これらの値に基づき、次の式（９）により評価指標を算出する。
【０１７２】
ＨＹ２（ｋ）＝α１（１−ＳＯ（ｋ））＋α２ＡＤＭ（ｋ）      （９）
【０１７３】
ここで、α１、α２は適当な正またはゼロの定数である。評価指標ＨＹ２（ｋ）を最小とする候補目標を識別結果として出力する。
【０１７４】
画像の相関値と目標の進行方向、さらにクロスレンジ変化の結果に基づいて識別を行うことから、上記実施の形態３、上記実施の形態１０の両方の効果を奏することができるのみならず、これらの複合的な効果によって、識別性能が向上する利点がある。なお、単一観測相関算出手段５０Ｃ〜５０Ｆにも適用できる。
【０１７５】
【発明の効果】
この発明に係るレーダ装置は、以上説明したとおり、観測画像から得られる主軸の傾きを用いることを必要とせずに識別を行えるため、回転運動に関するパラメータを推定できないようなジオメトリにも適用できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係るレーダ装置の構成を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係るレーダ装置の観測のジオメトリを示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係るレーダ装置で得られたＩＳＡＲ画像の一例を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態２に係るレーダ装置の構成を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態３に係るレーダ装置の構成を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態３に係るレーダ装置の処理動作を示す図である。
【図７】この発明の実施の形態４に係るレーダ装置の構成を示す図である。
【図８】この発明の実施の形態５に係るレーダ装置の構成を示す図である。
【図９】この発明の実施の形態６に係るレーダ装置の構成を示す図である。
【図１０】この発明の実施の形態７に係るレーダ装置の構成を示す図である。
【図１１】この発明の実施の形態８に係るレーダ装置の構成を示す図である。
【図１２】この発明の実施の形態９に係るレーダ装置の構成を示す図である。
【図１３】この発明の実施の形態１０に係るレーダ装置の構成を示す図である。
【図１４】この発明の実施の形態１１に係るレーダ装置の構成を示す図である。
【図１５】この発明の実施の形態１２に係るレーダ装置の構成を示す図である。
【図１６】この発明の実施の形態１３に係るレーダ装置の構成を示す図である。
【図１７】この発明の実施の形態１４に係るレーダ装置の構成を示す図である。
【図１８】この発明の実施の形態１５に係るレーダ装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１  送信機、２  送受切換器、３  送受信アンテナ、４  受信機、５  レーダ画像再生手段、６  ドップラー幅算出手段、７  目標追尾手段、８  目標アスペクト角推定手段、９  目標形状データ蓄積手段、１０、１０Ａ  ＲＣＳ算出手段、１１  クロスレンジ長特性算出手段、１１Ａ  ＲＣＳ考慮クロスレンジ長特性算出手段、１２  候補目標複数クロスレンジ軸ベクトル算出手段、１３  複数投影面決定手段、１４  候補目標複数辞書画像生成手段、１５  レーダ画像相関手段、１６  複数相関蓄積手段、１７  識別手段、１８  レンジ長算出手段、１９レンジ長特性算出手段、１９Ａ  ＲＣＳ考慮レンジ長特性算出手段、２０  精細目標進行方向推定手段、２１  ＲＣＳ考慮レンジ長特性蓄積手段、２２  ＲＣＳ考慮レンジ長特性読出し手段、２３  精細目標進行方向複数推定手段、２３Ａ対称型精細目標進行方向複数推定手段、２４  複数クロスレンジ長特性算出手段、２５  候補目標複数進行方向クロスレンジ軸ベクトル算出手段、２６  複数進行方向投影面決定手段、２７  主軸傾斜抽出手段、２８  クロスレンジ幅制約手段、２９  候補目標クロスレンジ軸ベクトル算出手段、３０  投影面決定手段、３１  候補目標辞書画像生成手段、３２  レーダ画像識別手段、３３  相関最大クロスレンジ軸選択手段、３４  クロスレンジ軸変化算出手段、３５  クロスレンジ軸変化識別手段、３６  相関最大進行方向・クロスレンジ軸選択手段、３７  進行方向・クロスレンジ軸変化算出手段、３８  進行方向・クロスレンジ軸変化識別手段、３９  クロスレンジ軸変化比較識別手段、４０  クロスレンジ軸データ蓄積手段、４１  波高考慮クロスレンジ軸データ収集手段、４２  波高考慮クロスレンジ軸データ蓄積手段、４３  波高データ収集手段、４４  クロスレンジ軸データ読出し手段、４５  速度考慮クロスレンジ軸データ収集手段、４６速度考慮クロスレンジ軸データ蓄積手段、４７  速度データ収集手段、４８  統合識別手段、５０、５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄ、５０Ｅ、５０Ｆ、５０Ｇ  単一観測相関算出手段、１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ、１００Ｅ、１００Ｆ、１００Ｇ、１００Ｈ、１００Ｊ、１００Ｋ、１００Ｌ、１００Ｍ、１００Ｎ、１００Ｐ  レーダ装置。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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