(57)【要約】【課題】激しい振動を伴う飛行装置に搭載可能な高分解能レーダを実現することを可能にすること。【解決手段】本発明の装置は、飛行装置に搭載されたレーダ用アンテナに取り付けられた第１のセンサから、位置又は姿勢に関する第１の情報を取得する第１情報取得部と、上記飛行装置に搭載された第２のセンサであって、上記第１のセンサよりも高い精度をもつ上記第２のセンサから、位置又は姿勢に関する第２の情報を取得する第２情報取得部と、上記第１の情報及び上記第２の情報に基づいて、位置又は姿勢に関する第３の情報を生成する情報生成部と、上記第３の情報に基づいて、上記レーダ用アンテナの位置又は姿勢の制御を行う制御部と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
飛行装置に搭載されたレーダ用アンテナに取り付けられた第１のセンサから、位置又は姿勢に関する第１の情報を取得する第１情報取得部と、
前記飛行装置に搭載された第２のセンサであって、前記第１のセンサよりも高い精度をもつ前記第２のセンサから、位置又は姿勢に関する第２の情報を取得する第２情報取得部と、
前記第１の情報及び前記第２の情報に基づいて、位置又は姿勢に関する第３の情報を生成する情報生成部と、
前記第３の情報に基づいて、前記レーダ用アンテナの位置又は姿勢の制御を行う制御部と、
を備える装置。
【請求項２】
前記第２の情報及び前記第３の情報は、位置又は姿勢を示す情報である、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１の情報は、加速度又は角加速度を示す情報である、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記第１のセンサは、１つ以上の慣性センサを含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
前記１つ以上の慣性センサは、加速度センサ又はジャイロスコープを含む、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記第２のセンサは、ＩＮＳ（Inertial  Navigation  System）又はＧＰＳ（Global  Positioning  System）受信機を含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
前記情報生成部は、前記第１の情報に基づき生成された位置又は姿勢に関する情報、又は前記第１の情報を、前記第２の情報を用いて補正することにより、前記第３の情報を生成する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
前記第１情報取得部は、第１の頻度で前記第１の情報を取得し、
前記第２情報取得部は、前記第１の頻度よりも低い第２の頻度で前記第２の情報を取得する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記レーダ用アンテナの位置又は姿勢が安定するように、前記レーダ用アンテナの位置又は姿勢の制御を行う、請求項１〜８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
前記第３の情報に対する平滑化を行うことにより、位置又は姿勢に関する第４の情報を生成する平滑化処理部、をさらに備える、請求項１〜９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
前記レーダ用アンテナを介して受信される受信信号から生成される観測データと前記第４の情報とに基づいてレーダ画像を生成する画像生成部をさらに備える、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記装置は、前記レーダ用アンテナをさらに備える、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１３】
前記レーダ用アンテナは、合成開口レーダ用アンテナである、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１４】
前記飛行装置は、小型航空機である、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１５】
前記装置は、レーダ装置である、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１６】
前記レーダ装置は、合成開口レーダ装置である、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
飛行装置に搭載されたレーダ用アンテナに取り付けられた第１のセンサから、位置又は姿勢に関する第１の情報を取得する第１情報取得部と、
前記飛行装置に搭載された第２のセンサであって、前記第１のセンサよりも高い精度をもつ前記第２のセンサから、位置又は姿勢に関する第２の情報を取得する第２情報取得部と、
前記第１の情報及び前記第２の情報に基づいて、位置又は姿勢に関する第３の情報を生成する情報生成部と、
前記第３の情報に基づいて、前記レーダ用アンテナの位置又は姿勢の制御を行う制御部と、
を備えるレーダ装置。
【請求項１８】
飛行装置に搭載されたレーダ用アンテナに取り付けられた第１のセンサから、位置又は姿勢に関する第１の情報を取得することと、
前記飛行装置に搭載された第２のセンサであって、前記第１のセンサよりも高い精度をもつ前記第２のセンサから、位置又は姿勢に関する第２の情報を取得することと、
前記第１の情報及び前記第２の情報に基づいて、位置又は姿勢に関する第３の情報を生成することと、
前記第３の情報に基づいて、前記レーダ用アンテナの位置又は姿勢の制御を行うことと、
を含む方法。
【請求項１９】
飛行装置に搭載されたレーダ用アンテナに取り付けられた第１のセンサから、位置又は姿勢に関する第１の情報を取得することと、
前記飛行装置に搭載された第２のセンサであって、前記第１のセンサよりも高い精度をもつ前記第２のセンサから、位置又は姿勢に関する第２の情報を取得することと、
前記第１の情報及び前記第２の情報に基づいて、位置又は姿勢に関する第３の情報を生成することと、
前記第３の情報に基づいて、前記レーダ用アンテナの位置又は姿勢の制御を行うことと、
をプロセッサに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーダ装置、装置、方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
人工衛星及び航空機などの飛翔体を利用したリモートセンシング分野では、地表や海面の状態を観測するためのセンサとして、マイクロ波帯の電波を用いた合成開口レーダ（Synthetic  Aperture  Radar：ＳＡＲ）が使用されている。ＳＡＲを使用した地表状態の判読手法は、ＳＡＲによって得られた受信波の振幅及び位相のデータ（複素データ）から画像データを再生し、地表や海面の状態を判読するものである。【０００３】
ＳＡＲでは、地表や海面を高分解能で撮像するため、チャープ圧縮技術及び合成開口技術を用いる。とりわけ、合成開口技術には、アンテナの正確な位置及び姿勢の情報が必要である。【０００４】
例えば、特許文献１には、アンテナに取り付けられたＧＰＳ（Global  Positioning  System）受信機及び加速度センサにより得られる移動情報に基づいて受信データを補正するＳＡＲ技術が開示されている。また、例えば、特許文献２には、小型飛行機及びヘリコプタ等に搭載可能なＳＡＲが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−０２４３９５号公報
【特許文献２】特開２０１１−００７５７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
例えば、特許文献２に開示されているように、ＳＡＲは、人工衛星や大型航空機のような振動の少ない大型の固定翼機のみではなく、小型航空機（プロペラ機又はヘリコプタ）のような振動が激しい飛翔体にも搭載され得る。例えば、とりわけヘリコプタはプロペラの回転に伴い激しく振動し、当該ヘリコプタに搭載されたアンテナの位置及び姿勢は安定しない。その結果、当該アンテナから放射されるビームが観測方向から外れてしまう可能性がある。また、激しい振動により、ＳＡＲのアンテナがビームを放射した正確な位置及び姿勢の情報を得ることが困難になり得る。【０００７】
とりわけ、高分解能のＳＡＲを実現するためには、正確な位置及び姿勢の情報が必要であるため、位置及び姿勢の情報を得るための高精度のセンサが必要である。しかし、高精度のセンサの質量及びサイズは大きいので、当該高精度のセンサをヘリコプタに取り付けることは可能であっても、ヘリコプタに搭載される小型のアンテナに取り付けるのは困難である。ヘリコプタとアンテナとの相対的な位置及び姿勢の関係は、振動により一定には保たれないので、ヘリコプタに取り付けられた高精度のセンサのみによってアンテナの正確な位置及び姿勢の情報を得ることは困難になり得る。【０００８】
本発明の目的は、激しい振動を伴う飛行装置に搭載可能な高分解能レーダを実現することを可能にすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の装置又はレーダ装置は、飛行装置に搭載されたレーダ用アンテナに取り付けられた第１のセンサから、位置又は姿勢に関する第１の情報を取得する第１情報取得部と、上記飛行装置に搭載された第２のセンサであって、上記第１のセンサよりも高い精度をもつ上記第２のセンサから、位置又は姿勢に関する第２の情報を取得する第２情報取得部と、上記第１の情報及び上記第２の情報に基づいて、位置又は姿勢に関する第３の情報を生成する情報生成部と、上記第３の情報に基づいて、上記レーダ用アンテナの位置又は姿勢の制御を行う制御部と、を備える。【００１０】
本発明の方法は、飛行装置に搭載されたレーダ用アンテナに取り付けられた第１のセンサから、位置又は姿勢に関する第１の情報を取得することと、上記飛行装置に搭載された第２のセンサであって、上記第１のセンサよりも高い精度をもつ上記第２のセンサから、位置又は姿勢に関する第２の情報を取得することと、上記第１の情報及び上記第２の情報に基づいて、位置又は姿勢に関する第３の情報を生成することと、上記第３の情報に基づいて、上記レーダ用アンテナの位置又は姿勢の制御を行うことと、を含む。【００１１】
本発明のプログラムは、飛行装置に搭載されたレーダ用アンテナに取り付けられた第１のセンサから、位置又は姿勢に関する第１の情報を取得することと、上記飛行装置に搭載された第２のセンサであって、上記第１のセンサよりも高い精度をもつ上記第２のセンサから、位置又は姿勢に関する第２の情報を取得することと、上記第１の情報及び上記第２の情報に基づいて、位置又は姿勢に関する第３の情報を生成することと、上記第３の情報に基づいて、上記レーダ用アンテナの位置又は姿勢の制御を行うことと、をプロセッサに実行させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、激しい振動を伴う飛行装置に搭載可能な高分解能レーダを実現することが可能になる。なお、本発明により、当該効果の代わりに、又は当該効果とともに、他の効果が奏されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】合成開口技術を説明するための説明図である。
【図２】第１の実施形態に係るレーダ装置の概略的な構成の例を示すブロック図である。
【図３】第２の位置／姿勢情報の一例を説明するための説明図である。
【図４】第３の位置／姿勢情報の一例を説明するための説明図である。
【図５】第４の位置／姿勢情報の一例を説明するための説明図である。
【図６】位置／姿勢情報の演算のフローである。
【図７】第１の実施形態に係る第１の処理の流れの例を説明するためのフローチャートである。
【図８】第１の実施形態に係る第２の処理の流れの例を説明するためのフローチャートである。
【図９】第２の実施形態に係る装置の概略的な構成の例を示すブロック図である。
【図１０】第２の実施形態に係る処理の流れの例を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、同様に説明されることが可能な要素については、同一の符号を付することにより重複説明が省略され得る。
【００１５】
説明は、以下の順序で行われる。
１．ＳＡＲに関する技術
２．本発明の実施形態の概要
３．第１の実施形態
３．１．レーダ装置の構成
３．２．処理の流れ
３．３．変形例
４．第２の実施形態
４．１．装置の構成
４．２．処理の流れ
【００１６】
＜＜１．ＳＡＲに関する技術＞＞
まず、図１を参照して、ＳＡＲに関する技術（パルス圧縮技術及び合成開口技術）を説明する。
【００１７】
（１）パルス圧縮技術
パルス圧縮技術は、レーダのレンジ方向(距離方向)の高分解能化を実現する技術である。
【００１８】
レーダは、送信パルスが反射して戻ってくるまでの時間に基づいて、距離を測定する。そのため、レーダのレンジ方向分解能は、送信パルスのパルス幅により決まる。通常、高分解能を実現するためには、狭いパルス幅の送信信号を用いる。
【００１９】
チャープ圧縮技術では、広い帯域幅を持つチャープ信号を送信信号として放射し、その反射信号の受信により得られる観測データと送信信号との相関を取ることにより、信号を狭い時間幅内に集中させる。これにより、実際の送信信号のパルス幅が長くても、チャープ圧縮後のパルス幅を狭くすることができ、そのため、レンジ方向の高分解能が実現される。
【００２０】
（２）合成開口技術
合成開口技術は、アジマス方向（進行方向、方位方向）の高分解能化を実現する技術である。
【００２１】
通常のレーダでは、アジマス方向の分解能はアンテナのアジマス方向のビーム幅で決まり、距離とビーム幅の積がアジマス方向の分解能である。そのため、高分解能を実現するには、アンテナのビーム幅を狭くする必要があるが、ビーム幅はアンテナの大きさに反比例するため、アンテナの大型化が必要となる。
【００２２】
合成開口技術では、航空機や衛星に搭載したＳＡＲを軌道に沿って飛行させ、地表に一定時間電波を照射し続けることにより、仮想的に巨大なアンテナを形成し、アジマス方向の高分解能化を実現する。即ち、図１に示すように、パルス繰り返し周期ごとに異なる位置から送信及び受信を行うことにより、実際のアンテナを仮想的な巨大アンテナのアンテナ素子とみなして信号処理により当該仮想的な巨大アンテナを形成する。これにより、狭いビーム幅で観測したのと同じ効果が得られる。これは、観測データの信号処理の合成開口処理により実現されるが、ＳＡＲの正確な位置及び姿勢の情報が必要となる。
【００２３】
＜＜２．本発明の実施形態の概要＞＞
続いて、本発明の実施形態の概要を説明する。
【００２４】
（１）技術的課題
ＳＡＲは、人工衛星や大型航空機のような振動の少ない大型の固定翼機のみではなく、小型航空機（プロペラ機又はヘリコプタ）のような振動が激しい飛翔体にも搭載され得る。例えば、とりわけヘリコプタはプロペラの回転に伴い激しく振動し、当該ヘリコプタに搭載されたアンテナの位置及び姿勢は安定しない。その結果、当該アンテナから放射されるビームが観測方向から外れてしまう可能性がある。また、激しい振動により、ＳＡＲのアンテナがビームを放射した正確な位置及び姿勢の情報を得ることが困難になり得る。
【００２５】
とりわけ、高分解能のＳＡＲを実現するためには、正確な位置及び姿勢の情報が必要であるため、位置及び姿勢の情報を得るための高精度のセンサが必要である。しかし、高精度のセンサの質量及びサイズは大きいので、当該高精度のセンサをヘリコプタに取り付けることは可能であっても、ヘリコプタに搭載される小型のアンテナに取り付けるのは困難である。ヘリコプタとアンテナとの相対的な位置及び姿勢の関係は、振動により一定には保たれないので、ヘリコプタに取り付けられた高精度のセンサのみによってアンテナの正確な位置及び姿勢の情報を得ることは困難になり得る。
【００２６】
また、アジマス方向の高分解能を実現する合成開口処理では、同じ１点のデータを処理するのに必要な観測時間及び合成開口時間が長くなり、その間、位置及び／又は姿勢の情報が正確に補正されることが望ましい。
【００２７】
そこで、本発明の実施形態では、激しい振動を伴う飛行装置に搭載可能な高分解能レーダを実現することを可能にする。
【００２８】
（２）技術的特徴
本発明の実施形態では、例えば、飛行装置に搭載されたレーダ用アンテナに取り付けられたセンサと、上記飛行装置に搭載された高精度センサとの各々からの位置／姿勢情報に基づいて、位置／姿勢情報が生成される。そして、生成された当該位置／姿勢情報に基づいて、上記レーダ用アンテナの位置及び／又は姿勢の制御が行われる。
【００２９】
これにより、例えば、アンテナに高精度なセンサを取り付けることなく、アンテナのより正確な位置及び／又は姿勢の情報が得られる。そのため、例えば、より正確にアンテナの位置及び／又は姿勢が制御され、その結果、アンテナの位置及び／又は姿勢がより安定し、アンテナから放射されるビームが観測方向から外れずに、より正確に所望の場所が観測され得る。これにより、より正確なレーダ画像が得られ得る。よって、激しい振動を伴う飛行装置に搭載可能な高分解能レーダが実現され得る。
【００３０】
また、高精度なセンサは飛行装置に搭載され、アンテナには小さく軽いセンサが取り付けられるので、アンテナ部の規模の増加が抑えられる。よって、システムの質量及び消費電力がより小さくなり得る。
【００３１】
なお、上述した技術的特徴は本発明の実施形態の具体的な一例であり、当然ながら、本発明の実施形態は上述した技術的特徴に限定されない。
【００３２】
＜＜３．第１の実施形態＞＞
続いて、図２〜図８を参照して、本発明の第１の実施形態を説明する。
【００３３】
＜３．１．レーダ装置の構成＞
まず、図２を参照して、第１の実施形態に係るレーダ装置１００の構成の例を説明する。図２は、第１の実施形態に係るレーダ装置１００の概略的な構成の例を示すブロック図である。図２を参照すると、レーダ装置１００は、アンテナ部１１０、送受信部１２０、高精度センサ１３０、第１情報取得部１４０、第２情報取得部１５０、情報生成部１６０、制御部１７０、平滑化処理部１８０及び画像生成部１９０を備える。
【００３４】
例えば、レーダ装置１００は、ＳＡＲ装置である。例えば、レーダ装置１００は、飛行装置に搭載される装置である。例えば、当該飛行装置は、小型航空機である。一例として、上記飛行装置は、ヘリコプタ（又はプロペラ機）である。
【００３５】
レーダ装置１００は、複数の独立した装置により構成されてもよい。例えば、レーダ装置１００は、画像生成部１９０（及び平滑化処理部１８０）を含む画像処理装置を含んでもよい。例えば、高精度センサ１３０は、独立した装置であってもよい。
【００３６】
（１）アンテナ部１１０
アンテナ部１１０は、アンテナ１１１、センサ１１３及び動揺制御機構１１５を含む。
【００３７】
−アンテナ１１１
アンテナ１１１は、レーダ装置１００からの送信信号を空間へ放射し、当該送信信号の反射波である信号を受信する。アンテナ１１１は、飛行装置に搭載されたレーダ用アンテナであり、例えば、ＳＡＲ用アンテナである。
【００３８】
−センサ１１３
センサ１１３は、アンテナ１１１に取り付けられたセンサであり、位置及び／又は姿勢に関する第１の情報（以下、「第１の位置／姿勢情報」と呼ぶ）を生成する。
【００３９】
例えば、センサ１１３は、１つ以上の慣性センサを含む。具体的には、例えば、当該上記１つ以上の慣性センサは、加速度センサ又はジャイロスコープを含む。一例として、センサ１１３は、加速度センサ及びジャイロスコープの両方を含む。当然ながら、高精度センサ１３０は、他の種類のセンサであってもよい。
【００４０】
例えば、上記第１の位置／姿勢情報は、加速度及び／又は角加速度を示す情報である。一例として、上記第１の位置／姿勢情報は、加速度及び角加速度の両方を示す情報である。即ち、上記第１の位置／姿勢情報は、加速度を示す加速度情報と、角加速度を示す角加速度情報とを含む。
【００４１】
なお、上記第１の位置／姿勢情報は、加速度及び／又は角加速度を示す情報の代わりに、速度及び／もしくは角速度を示す情報、又は、位置及び／もしくは姿勢を示す情報であってもよい。この場合に、センサ１１３は、慣性演算（積分など）を行うことにより、上記第１の位置／姿勢情報を生成してもよい。
【００４２】
センサ１１３は、小さく軽いセンサである。また、例えば、センサ１１３は、高頻度で、上記第１の位置／姿勢情報を生成し、出力する。
【００４３】
−動揺制御機構１１５
動揺制御機構１１５は、制御部１７０による制御に応じて、アンテナ１１１の位置及び／又は姿勢を変化させる。
【００４４】
例えば、動揺制御機構１１５は、１軸の方向、又は、（互いに直交する）２軸もしくは３軸の方向で、アンテナ１１１の位置をスライドさせる。
【００４５】
例えば、動揺制御機構１１５は、１軸のまわり、又は、（互いに直交する）２軸もしくは３軸の各々のまわりにアンテナ１１１を回転させる。
【００４６】
例えば、動揺制御機構１１５は、アンテナ１１１を動かすためのモータを含む。
【００４７】
（２）送受信部１２０
送受信部１２０は、アンテナ１１１を介して信号を送受信する。例えば、送受信部１２０は、アンテナ１１１を介して、地表又は海面へ送信パルスを送信する。さらに、送受信部１２０は、当該送信パルスの反射波を受信し、受信信号から観測データを生成する。
【００４８】
例えば、送受信部１２０は、ＲＦ（Radio  Frequency）回路及び／又はベースバンドプロセッサなどにより実装され得る。
【００４９】
（３）高精度センサ１３０
高精度センサ１３０は、上記飛行装置に搭載されたセンサであり、位置及び／又は姿勢に関する第２の情報（以下、「第２の位置／姿勢情報」と呼ぶ）を生成する。高精度センサ１３０は、センサ１１３よりも高い精度をもつ。
【００５０】
例えば、高精度センサ１３０は、ＩＮＳ（Inertial  Navigation  System）又はＧＰＳ（Global  Positioning  System）受信機を含む。当然ながら、高精度センサ１３０は、他の種類のセンサであってもよい。
【００５１】
例えば、上記第２の位置／姿勢情報は、位置及び／又は姿勢を示す情報である。一例として、上記第２の位置／姿勢情報は、位置及び姿勢の両方を示す情報である。即ち、上記第２の位置／姿勢情報は、位置を示す位置情報と、姿勢を示す姿勢情報とを含む。例えば、当該位置情報は、１次元、２次元又は３次元の座標を示す情報であり、上記姿勢情報は、１軸、２軸又は３軸の回転角度を示す情報である。
【００５２】
高精度センサ１３０は、大きく重いセンサである。また、例えば、高精度センサ１３０９は、低頻度で、上記第２の位置／姿勢情報を生成し、出力する。即ち、センサ１１３は、第１の頻度で、上記第１の位置／姿勢情報を生成し、高精度センサ１３０は、上記第１の頻度よりも低い第２の頻度で、上記第２の位置／姿勢情報を生成する。
【００５３】
（４）第１情報取得部１４０
第１情報取得部１４０は、センサ１１３から、上記第１の位置／姿勢情報を取得する。
【００５４】
例えば、第１情報取得部１４０は、高頻度で、上記第１の位置／姿勢情報を取得する。
【００５５】
（５）第２情報取得部１５０
第２情報取得部１５０は、高精度センサ１３０から上記第２の位置／姿勢情報を取得する。
【００５６】
例えば、第２情報取得部１５０は、低頻度で、上記第２の位置／姿勢情報を取得する。即ち、第１情報取得部１４０は、第１の頻度で、上記第１の位置／姿勢情報を取得し、第２情報取得部１５０は、上記第１の頻度よりも低い第２の頻度で、上記第２の位置／姿勢情報を取得する。
【００５７】
（６）情報生成部１６０
情報生成部１６０は、上記第１の位置／姿勢情報及び上記第２の位置／姿勢情報に基づいて、位置及び／又は姿勢に関する第３の情報（以下、「第３の位置／姿勢情報」と呼ぶ）を生成する。
【００５８】
例えば、上記第３の位置／姿勢情報は、位置及び／又は姿勢を示す情報である。一例として、上記第３の位置／姿勢情報は、位置及び姿勢の両方を示す情報である。即ち、上記第３の位置／姿勢情報は、位置を示す位置情報と、姿勢を示す姿勢情報とを含む。例えば、当該位置情報は、１次元、２次元又は３次元の座標を示す情報であり、上記姿勢情報は、１軸、２軸又は３軸の回転角度を示す情報である。
【００５９】
例えば、情報生成部１６０は、上記第１の位置／姿勢情報に基づき生成された位置／姿勢情報、又は上記第１の位置／姿勢情報を、上記第２の位置／姿勢情報を用いて補正することにより、上記第３の位置／姿勢情報を生成する。
【００６０】
具体的には、例えば、上記第１の位置／姿勢情報は、加速度情報及び角加速度情報を含み、情報生成部１６０は、慣性演算（積分など）により、上記加速度情報及び上記角加速度情報から、位置情報及び姿勢情報を生成する。そして、情報生成部１６０は、（例えば定期的に）、上記第２の位置／姿勢情報をリファレンスとして用いて、上記位置情報及び上記姿勢情報を補正する。
【００６１】
図３は、上記第２の位置／姿勢情報の一例を説明するための説明図であり、図４は、上記第３の位置／姿勢情報の一例を説明するための説明図である。例えば、図３に示されるように、低頻度で第２の位置／姿勢情報が取得され、図４に示されるように、当該第２の位置／姿勢情報を用いた補正が行われる。このように、上記第３の位置／姿勢情報は、時間の経過に伴い継続的に生成される。なお、図４に示されるように、補正により、不連続点が発生し得る。
【００６２】
これにより、例えば、高精度なセンサをアンテナに取り付けなくても、より正確な位置／姿勢情報を得ることが可能になる。
【００６３】
（７）制御部１７０
制御部１７０は、上記第３の位置／姿勢情報に基づいて、アンテナ１１１の位置及び／又は姿勢の制御を行う。例えば、制御部１７０は、リアルタイムでの予測制御を行う。
【００６４】
例えば、制御部１７０は、アンテナ１１１の位置及び／又は姿勢を変化させるように、動揺制御機構１１５に制御信号又は制御コマンドを送信することにより、アンテナ１１１の位置及び／又は姿勢の制御を行う。
【００６５】
例えば、制御部１７０は、アンテナ１１１の位置及び／又は姿勢が安定するように、アンテナ１１１の位置及び／又は姿勢の制御を行う。例えば、制御部１７０は、アンテナ１１１の姿勢が所望の姿勢からずれていれば、アンテナ１１１の姿勢が所望の姿勢に近づくように、アンテナ１１１の姿勢の制御を行う。例えば、制御部１７０は、アンテナ１１１の位置が所望の位置からずれていれば、アンテナ１１１の位置が所望の位置に近づくように、アンテナ１１の位置の制御を行う。
【００６６】
これにより、例えば、飛行装置が激しく振動したとしても、アンテナ１１１の位置及び／又は姿勢がより安定する。そのため、アンテナ１１１から放射されるビームが観測方向から外れず、より正確に所望の場所を観測することが可能になる。また、アンテナ１１１が安定することで、位置及び／又は姿勢の情報がより正確になり得る。
【００６７】
例えば、制御部１７０は、アンテナ１１１の位置及び姿勢の両方の制御を行う。なお、制御部１７０は、アンテナ１１１の位置及び姿勢の一方のみの制御を行ってもよい。これにより、動揺制御機構１１５が簡略化され、その結果、アンテナ部１１０が軽量化され、また、消費電力も小さくなり得る。
【００６８】
（８）平滑化処理部１８０
平滑化処理部１８０は、上記第３の情報に対する平滑化を行うことにより、位置及び／又は姿勢に関する第４の情報（以下、「第４の位置／姿勢情報」と呼ぶ）を生成する。
【００６９】
例えば、平滑化処理部１８０は、フィルタ（例えば、カルマンフィルタ又はパーティクルフィルタなど）を用いて、上記第３の位置／姿勢情報に対する平滑化を行う。
【００７０】
図５は、上記第４の位置／姿勢情報の一例を説明するための説明図である。例えば、図４に示されるように、第３の位置／姿勢情報により示される位置及び／又は姿勢は、不連続点を含むが、図５に示されるように、平滑化を行うことにより、第４の位置／姿勢情報により示される位置及び／又は姿勢は、不連続点を含まなくなる。
【００７１】
図６は、位置／姿勢情報の演算のフローである。高精度センサ１３０により第２の位置／姿勢情報が生成され、センサ１１３により第１の位置／姿勢情報が生成される。情報生成部１６０による情報生成処理により、上記第１の位置／姿勢情報及び上記第２の位置／姿勢情報に基づいて、第３の位置／姿勢情報が生成される。そして、平滑化処理部１８０による平滑化処理により、上記第３の位置／姿勢情報に基づいて、第４の位置／姿勢情報が生成される。
【００７２】
これにより、例えば、２つセンサを用いる場合であっても、不連続点のない位置／姿勢情報が得られる。
【００７３】
（９）画像生成部１９０
画像生成部１９０は、アンテナ１１１を介して受信される受信信号から生成される観測データと、上記第４の位置／姿勢情報とに基づいて、レーダ画像を生成する。例えば、当該レーダ画像は、ＳＡＲ画像である。
【００７４】
例えば、画像生成部１９０は、上記第４の位置／姿勢情報に基づいて、上記観測データの位置／姿勢補正を行い、補正後の観測データに基づいて、上記レーダ画像を生成する。
【００７５】
これにより、例えば、観測データがより正確に補正され、その結果、より正確なレーダ画像が得られる。
【００７６】
例えば、第１情報取得部１４０、第２情報取得部１５０、情報生成部１６０、制御部１７０、平滑化処理部１８０及び／又は画像生成部１９０の各々は、プロセッサ、メモリ、及び／又は、当該メモリが記憶するプログラムにより実装され得る。例えば、当該プロセッサは、当該プログラム（命令）を実行して、第１情報取得部１４０、第２情報取得部１５０、情報生成部１６０、制御部１７０、平滑化処理部１８０及び／又は画像生成部１９０の動作を行う。
【００７７】
以上、第１の実施形態に係るレーダ装置１００の構成の例を説明した。なお、レーダ装置１００は、第１情報取得部１４０、第２情報取得部１５０、情報生成部１６０及び制御部１７０を含む装置（独立した装置又はモジュール）を含んでもよい。当該装置は、さらに他の構成要素を含んでもよい。一例として、上記装置は、アンテナ部１１０及び／又は送受信部１２０をさらに含んでもよい。別の例として、上記装置は、平滑化処理部１８０及び／又は画像生成部１９０をさらに含んでもよい。さらに別の例として、上記装置は、高精度センサ１３０を含んでもよい。
【００７８】
＜３．２．処理の流れ＞
次に、図７及び図８を参照して、第１の実施形態に係る処理の流れの例を説明する。
【００７９】
（１）アンテナの制御
図７は、第１の実施形態に係る第１の処理の流れの例を説明するためのフローチャートである。当該第１の処理は、アンテナ１１１を制御するための処理である。
【００８０】
第１情報取得部１４０は、センサ１１３から、第１の位置／姿勢情報を取得する（Ｓ２０１）。
【００８１】
第２情報取得部１５０は、高精度センサ１３０から第２の位置／姿勢情報を取得する（Ｓ２０３）。
【００８２】
情報生成部１６０は、上記第１の位置／姿勢情報及び上記第２の位置／姿勢情報に基づいて、第３の位置／姿勢情報を生成する（Ｓ２０５）。
【００８３】
制御部１７０は、上記第３の位置／姿勢情報に基づいて、アンテナ１１１の位置及び／又は姿勢の制御を行う（Ｓ２０７）。そして、処理はステップＳ２０１へ戻る。
【００８４】
（２）レーダ画像の生成
図８は、第１の実施形態に係る第２の処理の流れの例を説明するためのフローチャートである。当該第２の処理は、レーダ画像を生成するための処理である。
【００８５】
ステップＳ２０１〜Ｓ２０５は、図７を参照して上述したとおりである。
【００８６】
平滑化処理部１８０は、上記第３の情報に対する平滑化を行うことにより、第４の位置／姿勢情報を生成する（Ｓ２１７）。
【００８７】
画像生成部１９０は、アンテナ１１１を介して受信される受信信号から生成される観測データと、上記第４の位置／姿勢情報とに基づいて、レーダ画像を生成する（Ｓ２１９）。そして、処理はステップＳ２０１へ戻る。
【００８８】
以上、第１の実施形態を説明した。なお、第１の実施形態によれば、アンテナに高精度なセンサを取り付けることなく、アンテナのより正確な位置及び／又は姿勢の情報が得られる。そのため、例えば、より正確にアンテナの位置及び／又は姿勢が制御され、その結果、アンテナの位置及び／又は姿勢がより安定し、アンテナから放射されるビームが観測方向から外れずに、より正確に所望の場所が観測され得る。また、例えば、観測データの位置／姿勢補正がより正確に行われ得る。これらより、より正確なレーダ画像が得られ得る。よって、激しい振動を伴う飛行装置に搭載可能な高分解能レーダが実現され得る。
【００８９】
また、高精度なセンサは飛行装置に搭載され、アンテナには小さく軽いセンサが取り付けられるので、アンテナ部の規模の増加が抑えられる。よって、システムの質量及び消費電力がより小さくなり得る。
【００９０】
＜３．３．変形例＞
次に、第１の実施形態の変形例を説明する。
【００９１】
（１）第１の変形例
第１の変形例として、レーダ装置１００は、図２に示される構成要素のうちの一部を含まなくてもよい。
【００９２】
一例として、レーダ装置１００は、画像処理装置（画像生成部１９０（及び平滑化処理部１８０））を含まなくてもよい。この場合に、レーダ装置１００は、観測データ及び位置／姿勢情報（例えば、第３の位置／姿勢情報又は第４の位置／姿勢情報）を記録装置に記録する。その後、上記画像処理装置は、当該記録装置から読み出された上記観測データ及び上記位置／姿勢情報に基づいて、レーダ画像を生成してもよい。このように、リアルタイムでのレーダ画像の生成ではなく、オフラインでのレーダ画像の生成が行われてもよい。
【００９３】
別の例として、レーダ装置１００は、アンテナ部１１０を含まず、アンテナ部１１０は、レーダ装置１００から独立した装置であってもよい。
【００９４】
さらに別の例として、レーダ装置１００は、高精度センサ１３０を含まず、高精度センサ１３０は、レーダ装置１００から独立した装置であってもよい。
【００９５】
（２）第２の変形例
第２の変形例として、平滑化処理部１８０は、情報生成部１６０に含まれてもよく、情報生成部１６０は、平滑化処理を行ってもよい。この場合に、上記第３の位置／姿勢情報は、平滑化後の位置／姿勢情報（即ち、上記第４の位置／姿勢情報）であってもよい。
【００９６】
（３）第３の変形例
第３の変形例として、レーダ装置１００は、飛行装置に搭載される装置ではなく、飛行装置そのものであってもよい。
【００９７】
＜＜４．第２の実施形態＞＞
続いて、図９及び図１０を参照して、本発明の第２の実施形態を説明する。上述した第１の実施形態は、具体的な実施形態であるが、第２の実施形態は、より一般化された実施形態である。
【００９８】
＜４．１．装置の構成＞
まず、図９を参照して、第２の実施形態に係る装置３００の構成の例を説明する。図９は、第２の実施形態に係る装置３００の概略的な構成の例を示すブロック図である。図９を参照すると、装置３００は、第１情報取得部３１０、第２情報取得部３２０、情報生成部３３０及び制御部３４０を備える。
【００９９】
第１情報取得部３１０は、飛行装置に搭載されたレーダ用アンテナに取り付けられた第１のセンサから、位置及び／又は姿勢に関する第１の情報（第１の位置／姿勢情報）を取得する。
【０１００】
第２情報取得部３２０は、上記飛行装置に搭載された第２のセンサであって、上記第１のセンサよりも高い精度をもつ上記第２のセンサから、位置及び／又は姿勢に関する第２の情報（第２位置／姿勢情報）を取得する。
【０１０１】
情報生成部３３０は、上記第１の位置／姿勢情報及び上記第２の位置／姿勢情報に基づいて、位置及び／又は姿勢に関する第３の情報（第３の位置／姿勢情報）を生成する。
【０１０２】
制御部３４０は、上記第３の位置／姿勢情報に基づいて、上記レーダ用アンテナの位置及び／又は姿勢の制御を行う。
【０１０３】
一例として、第１情報取得部３１０、第２情報取得部３２０、情報生成部３３０及び制御部３４０は、それぞれ、第１の実施形態に係る第１情報取得部１４０、第２情報取得部１５０、情報生成部１６０及び制御部１７０と同様に動作する。よって、ここでは重複する説明を省略する。
【０１０４】
なお、装置３００は、第１の実施形態に係るレーダ装置１００に含まれる１つ以上の構成要素（例えば、アンテナ部１１０、送受信部１２０、高精度センサ１３０、平滑化処理部１８０及び／又は画像生成部１９０）をさらに備えてもよい。装置３００は、レーダ装置１００そのものであってもよく、飛行装置そのものであってもよい。
【０１０５】
＜４．２．処理の流れ＞
次に、図１０を参照して、第２の実施形態に係る処理の流れの例を説明する。図１０は、第２の実施形態に係る処理の流れの例を説明するためのフローチャートである。
【０１０６】
第１情報取得部３１０は、飛行装置に搭載されたレーダ用アンテナに取り付けられた第１のセンサから、第１の位置／姿勢情報を取得する（Ｓ４０１）。
【０１０７】
第２情報取得部３２０は、上記飛行装置に搭載された第２のセンサであって、上記第１のセンサよりも高い精度をもつ上記第２のセンサから、第２位置／姿勢情報を取得する（Ｓ４０３）。
【０１０８】
情報生成部３３０は、上記第１の位置／姿勢情報及び上記第２の位置／姿勢情報に基づいて、第３の位置／姿勢情報を生成する（Ｓ４０５）。
【０１０９】
制御部３４０は、上記第３の位置／姿勢情報に基づいて、上記レーダ用アンテナの位置及び／又は姿勢の制御を行う（Ｓ４０７）。
【０１１０】
以上、第２の実施形態を説明した。なお、第２の実施形態によれば、アンテナに高精度なセンサを取り付けることなく、アンテナのより正確な位置及び／又は姿勢の情報が得られる。そのため、例えば、より正確にアンテナの位置及び／又は姿勢が制御され、その結果、アンテナの位置及び／又は姿勢がより安定し、アンテナから放射されるビームが観測方向から外れずに、より正確に所望の場所が観測され得る。これにより、より正確なレーダ画像が得られ得る。よって、激しい振動を伴う飛行装置に搭載可能な高分解能レーダが実現され得る。
【０１１１】
また、高精度なセンサは飛行装置に搭載され、アンテナには小さく軽いセンサが取り付けられるので、アンテナ部の規模の増加が抑えられる。よって、システムの質量及び消費電力がより小さくなり得る。
【０１１２】
以上、本発明の実施形態を説明した。本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々に変形して実施をすることが可能である。上述した実施形態は例示であり、実施形態の組合せやそれらの各構成要素や各処理プロセスの組合せに様々な変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは、当業者に理解されるところである。
【０１１３】
例えば、本明細書に記載されている処理におけるステップは、必ずしもフローチャートに記載された順序に沿って時系列に実行されなくてよい。例えば、処理におけるステップは、フローチャートとして記載した順序と異なる順序で実行されても、並列的に実行されてもよい。
【０１１４】
また、本明細書において説明したレーダ装置又は装置の構成要素のモジュールが提供されてもよい。また、当該構成要素の処理を含む方法が提供されてもよく、当該構成要素の処理をプロセッサに実行させるためのプログラムが提供されてもよい。また、当該プログラムを記録した記録媒体（コンピュータに読み取り可能な非一時的記録媒体）が提供されてもよい。当然ながら、このようなモジュール、方法、プログラム及び記録媒体も本発明に含まれる。
【０１１５】
上記実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載され得るが、以下には限られない。
【０１１６】
（付記１）
飛行装置に搭載されたレーダ用アンテナに取り付けられた第１のセンサから、位置又は姿勢に関する第１の情報を取得する第１情報取得部と、
前記飛行装置に搭載された第２のセンサであって、前記第１のセンサよりも高い精度をもつ前記第２のセンサから、位置又は姿勢に関する第２の情報を取得する第２情報取得部と、
前記第１の情報及び前記第２の情報に基づいて、位置又は姿勢に関する第３の情報を生成する情報生成部と、
前記第３の情報に基づいて、前記レーダ用アンテナの位置又は姿勢の制御を行う制御部と、
を備える装置。
【０１１７】
（付記２）
前記第２の情報及び前記第３の情報は、位置又は姿勢を示す情報である、付記１に記載の装置。
【０１１８】
（付記３）
前記第１の情報は、加速度又は角加速度を示す情報である、付記１又は２に記載の装置。
【０１１９】
（付記４）
前記第１のセンサは、１つ以上の慣性センサを含む、付記１〜３のいずれか１項に記載の装置。
【０１２０】
（付記５）
前記１つ以上の慣性センサは、加速度センサ又はジャイロスコープを含む、付記４に記載の装置。
【０１２１】
（付記６）
前記第２のセンサは、ＩＮＳ（Inertial  Navigation  System）又はＧＰＳ（Global  Positioning  System）受信機を含む、付記１〜５のいずれか１項に記載の装置。
【０１２２】
（付記７）
前記情報生成部は、前記第１の情報に基づき生成された位置又は姿勢に関する情報、又は前記第１の情報を、前記第２の情報を用いて補正することにより、前記第３の情報を生成する、付記１〜６のいずれか１項に記載の装置。
【０１２３】
（付記８）
前記第１情報取得部は、第１の頻度で前記第１の情報を取得し、
前記第２情報取得部は、前記第１の頻度よりも低い第２の頻度で前記第２の情報を取得する、付記１〜７のいずれか１項に記載の装置。
【０１２４】
（付記９）
前記制御部は、前記レーダ用アンテナの位置又は姿勢が安定するように、前記レーダ用アンテナの位置又は姿勢の制御を行う、付記１〜８のいずれか１項に記載の装置。
【０１２５】
（付記１０）
前記第３の情報に対する平滑化を行うことにより、位置又は姿勢に関する第４の情報を生成する平滑化処理部、をさらに備える、付記１〜９のいずれか１項に記載の装置。
【０１２６】
（付記１１）
前記レーダ用アンテナを介して受信される受信信号から生成される観測データと前記第４の情報とに基づいてレーダ画像を生成する画像生成部をさらに備える、付記１０に記載の装置。
【０１２７】
（付記１２）
前記装置は、前記レーダ用アンテナをさらに備える、付記１〜１１のいずれか１項に記載の装置。
【０１２８】
（付記１３）
前記レーダ用アンテナは、合成開口レーダ用アンテナである、付記１〜１２のいずれか１項に記載の装置。
【０１２９】
（付記１４）
前記飛行装置は、小型航空機である、付記１〜１３のいずれか１項に記載の装置。
【０１３０】
（付記１５）
前記装置は、レーダ装置である、付記１〜１４のいずれか１項に記載の装置。
【０１３１】
（付記１６）
前記レーダ装置は、合成開口レーダ装置である、付記１５に記載の装置。
【０１３２】
（付記１７）
飛行装置に搭載されたレーダ用アンテナに取り付けられた第１のセンサから、位置又は姿勢に関する第１の情報を取得する第１情報取得部と、
前記飛行装置に搭載された第２のセンサであって、前記第１のセンサよりも高い精度をもつ前記第２のセンサから、位置又は姿勢に関する第２の情報を取得する第２情報取得部と、
前記第１の情報及び前記第２の情報に基づいて、位置又は姿勢に関する第３の情報を生成する情報生成部と、
前記第３の情報に基づいて、前記レーダ用アンテナの位置又は姿勢の制御を行う制御部と、
を備えるレーダ装置。
【０１３３】
（付記１８）
飛行装置に搭載されたレーダ用アンテナに取り付けられた第１のセンサから、位置又は姿勢に関する第１の情報を取得することと、
前記飛行装置に搭載された第２のセンサであって、前記第１のセンサよりも高い精度をもつ前記第２のセンサから、位置又は姿勢に関する第２の情報を取得することと、
前記第１の情報及び前記第２の情報に基づいて、位置又は姿勢に関する第３の情報を生成することと、
前記第３の情報に基づいて、前記レーダ用アンテナの位置又は姿勢の制御を行うことと、
を含む方法。
【０１３４】
（付記１９）
飛行装置に搭載されたレーダ用アンテナに取り付けられた第１のセンサから、位置又は姿勢に関する第１の情報を取得することと、
前記飛行装置に搭載された第２のセンサであって、前記第１のセンサよりも高い精度をもつ前記第２のセンサから、位置又は姿勢に関する第２の情報を取得することと、
前記第１の情報及び前記第２の情報に基づいて、位置又は姿勢に関する第３の情報を生成することと、
前記第３の情報に基づいて、前記レーダ用アンテナの位置又は姿勢の制御を行うことと、
をプロセッサに実行させるためのプログラム。
【０１３５】
この出願は、２０１６年４月２７日に出願された日本出願特願２０１６−０８９１５３を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【産業上の利用可能性】
【０１３６】
激しい振動を伴う飛行装置に搭載可能な高分解能レーダを実現できる。
【符号の説明】
【０１３７】
１００    レーダ装置
１１１    アンテナ
１１３    センサ
１３０    高精度センサ
１４０    第１情報取得部
１５０    第２情報取得部
１６０    情報生成部
１７０    制御部
１８０    平滑化処理部
１９０    画像生成部
３００    装置
３１０    第１情報取得部
３２０    第２情報取得部
３３０    情報生成部
３４０    制御部
【図１】
2017187949.tif 000003
【図２】
2017187949.tif 000004
【図３】
2017187949.tif 000005
【図４】
2017187949.tif 000006
【図５】
2017187949.tif 000007
【図６】
2017187949.tif 000008
【図７】
2017187949.tif 000009
【図８】
2017187949.tif 000010
【図９】
2017187949.tif 000011
【図１０】
2017187949.tif 000012
【国際調査報告】
2017187949.tif 000013
2017187949.tif 000014