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JP2015052549A - Synthetic aperture radar apparatus and image processing method thereof - Google Patents

Synthetic aperture radar apparatus and image processing method thereof Download PDF

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JP2015052549A
JP2015052549A JP2013185953A JP2013185953A JP2015052549A JP 2015052549 A JP2015052549 A JP 2015052549A JP 2013185953 A JP2013185953 A JP 2013185953A JP 2013185953 A JP2013185953 A JP 2013185953A JP 2015052549 A JP2015052549 A JP 2015052549A
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synthetic aperture
image
moving target
aperture radar
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JP2013185953A
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晋一 竹谷
Shinichi Takeya
晋一 竹谷
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a synthetic aperture radar system capable of reliably detecting a moving target even when an image shift occurs on the moving target.SOLUTION: The synthetic aperture radar system acquires images while electronically controlling scanning beam direction according to a movement of a moving body to which the radar system is mounted. The synthetic aperture radar system acquires the images at a constant period of each cycle according to a moving axis of the moving body mounted with the radar system. N points of maximum values of the strength are extracted from the respective images acquired in each cycle. A correlation tracking is made between the images for each of the maximum values to calculate a velocity vector based on the positional changes of the maximum values between the images. An absolute value of the velocity vector is compared with a predetermined velocity threshold. When the absolute value of the velocity vector is equal to or smaller than the velocity threshold, the absolute value of the velocity vector is suppressed as a fixed target, and the points being equal to or greater than the velocity threshold are extracted as a moving target.

Description

本実施形態は、移動体に搭載され、移動目標を画像化する合成開口レーダ装置及びその画像処理方法に関する。   The present embodiment relates to a synthetic aperture radar device that is mounted on a moving body and images a moving target, and an image processing method thereof.

従来の合成開口レーダ装置では、SAR(Synthetic Aperture Radar)処理において、固定目標の場合は合成開口時間内で一定の位置にあるため、合成開口長Lの大開口アレイとして、固定目標に対して位相を合わせて最大ベクトルとなるように合成することが可能であり、正しい位置に画像化が可能である(非特許文献1,2,3参照)。一方、移動目標の場合は合成開口時間内で位置が変化するため、位相が変化して大開口アレイの波面ずれが生じてしまい、正しい位置からシフトした位置に画像が生成される。これが画像シフトと呼ばれる現象であり、固定座標点からの相対位置関係に大きな誤差が生じ、移動目標をロストする課題があった(非特許文献4参照)。   In a conventional synthetic aperture radar apparatus, in the case of a fixed target, in a SAR (Synthetic Aperture Radar) process, the position is fixed within the synthetic aperture time. Can be combined so that the maximum vector is obtained, and imaging can be performed at the correct position (see Non-Patent Documents 1, 2, and 3). On the other hand, in the case of a moving target, since the position changes within the synthetic aperture time, the phase changes and the wavefront shift of the large aperture array occurs, and an image is generated at a position shifted from the correct position. This is a phenomenon called image shift, and there is a problem that a large error occurs in the relative positional relationship from the fixed coordinate point and the moving target is lost (see Non-Patent Document 4).

SAR方式(レンジ圧縮):大内、“リモートセンシングのための合成開口レーダの基礎”、東京電機大学出版局、pp.131-149(2003)SAR method (range compression): Ouchi, “Basics of Synthetic Aperture Radar for Remote Sensing”, Tokyo Denki University Press, pp.131-149 (2003) SAR方式(Az圧縮):大内、“リモートセンシングのための合成開口レーダの基礎”、東京電機大学出版局、pp.171-178(2003)SAR method (Az compression): Ouchi, “Basics of Synthetic Aperture Radar for Remote Sensing”, Tokyo Denki University Press, pp.171-178 (2003) SAR方式(大開口アレイ合成、スポットライトSAR):吉田、‘改定レーダ技術’、電子情報通信学会、pp.280-283(1996)SAR method (large aperture array synthesis, spotlight SAR): Yoshida, 'Revised radar technology', IEICE, pp.280-283 (1996) SAR方式(移動体の画像シフト):大内、“リモートセンシングのための合成開口レーダの基礎”、東京電機大学出版局、pp.218-223(2003)SAR method (moving object image shift): Ouchi, “Basics of Synthetic Aperture Radar for Remote Sensing”, Tokyo Denki University Press, pp.218-223 (2003) DBS(Doppler Beam Sharpning)方式:“Introduction to Airborne Radar”,Hughes Aircraft Company,p.561(1983)DBS (Doppler Beam Sharpning) method: “Introduction to Airborne Radar”, Hughes Aircraft Company, p.561 (1983) SAR処理方式(ポーラフォーマット変換再構成処理):MEHRDAD SOUMEKH,“Synthetic Aperture Radar Signal Processing”, JOHN WILEY & SONS,INC.,pp.319-325(1999)SAR processing method (polar format conversion reconstruction processing): MEHRDAD SOUMEKH, “Synthetic Aperture Radar Signal Processing”, JOHN WILEY & SONS, INC., Pp.319-325 (1999) SAR処理方式(レンジスタック方式再構成処理):MEHRDAD SOUMEKH,“Synthetic Aperture Radar Signal Processing”, JOHN WILEY & SONS,INC.,pp.349-354(1999)SAR processing method (range stack method reconfiguration processing): MEHRDAD SOUMEKH, “Synthetic Aperture Radar Signal Processing”, JOHN WILEY & SONS, INC., Pp.349-354 (1999) SAR処理方式(レンジスタック方式再構成処理):MEHRDAD SOUMEKH,“Synthetic Aperture Radar Signal Processing”, JOHN WILEY & SONS,INC.,pp.354-359(1999)SAR processing method (range stack method reconfiguration processing): MEHRDAD SOUMEKH, “Synthetic Aperture Radar Signal Processing”, JOHN WILEY & SONS, INC., Pp.354-359 (1999) 追尾フィルタ(α−β等):吉田、‘改定レーダ技術’、電子情報通信学会、pp.264-267(1996)Tracking filter (α-β, etc.): Yoshida, 'Revised radar technology', IEICE, pp.264-267 (1996) パルス圧縮:吉田、‘改定レーダ技術’、電子情報通信学会、pp.275-280(1996)Pulse compression: Yoshida, 'Revised radar technology', IEICE, pp.275-280 (1996) エッジ検出:田村、“コンピュータ画像処理”、Ohmsya(2002)pp.182-199Edge detection: Tamura, “Computer Image Processing”, Ohmsya (2002) pp.182-199

以上述べたように、従来の合成開口レーダ装置では、移動目標の画像シフトにより固定座標点からの相対位置関係に大きな誤差が生じる課題があった。   As described above, the conventional synthetic aperture radar apparatus has a problem that a large error occurs in the relative positional relationship from the fixed coordinate point due to the image shift of the moving target.

本実施形態は上記課題に鑑みなされたもので、移動目標に画像シフトが生じても、移動目標を確実に検出することができ、さらに固定座標点からの相対位置関係を正すことのできる合成開口レーダ装置とその画像処理方法を提供することを目的とする。   The present embodiment has been made in view of the above-described problems. Even when an image shift occurs in the moving target, the moving target can be reliably detected, and the relative opening from the fixed coordinate point can be corrected. An object of the present invention is to provide a radar apparatus and an image processing method thereof.

上記の課題を解決するために、本実施形態に係る合成開口レーダ装置とその画像処理方法は、被搭載移動体の移動に伴ってビーム方向を電子的に走査制御しながら画像を取得する際に、前記被搭載移動体の移動軸に従ってサイクル毎に一定周期で画像を取得し、サイクル毎に取得された各々画像内の強度の極大値をN点抽出し、前記極大値毎に画像間を相関追跡して、画像間の極大値の位置の変化による速度ベクトルを算出し、前記速度ベクトルの絶対値と所定の速度スレショルドとを比較して、速度スレショルド以下であれば固定目標として抑圧し、速度スレショルド以上の点を移動目標として抽出する態様とする。   In order to solve the above problems, the synthetic aperture radar apparatus and the image processing method thereof according to the present embodiment are used when acquiring an image while electronically scanning the beam direction as the mounted mobile body moves. The image is acquired at a constant cycle for each cycle according to the moving axis of the mounted mobile body, the local maximum value obtained for each cycle is extracted at N points, and the images are correlated for each local maximum value. Tracking, calculating a velocity vector due to a change in the position of the maximum value between images, comparing the absolute value of the velocity vector with a predetermined velocity threshold, and if it is less than the velocity threshold, suppressing it as a fixed target, It is set as the aspect which extracts the point more than a threshold as a movement target.

第1の実施形態に係る合成開口レーダ装置の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the synthetic aperture radar apparatus which concerns on 1st Embodiment. 図1に示す合成開口レーダ装置の信号処理部の処理の流れを示すフローチャート。The flowchart which shows the flow of a process of the signal processing part of the synthetic aperture radar apparatus shown in FIG. 図1に示す合成開口レーダ装置の機体フライト軸(飛翔経路)と画像化範囲との位置関係を示す概念図。The conceptual diagram which shows the positional relationship of the body flight axis (flight path | route) and imaging range of the synthetic aperture radar apparatus shown in FIG. 図3に示す装置の複数サイクルの相関追跡処理によってSAR画像を得るための概念図。FIG. 4 is a conceptual diagram for obtaining a SAR image by correlation tracking processing of a plurality of cycles of the apparatus shown in FIG. 3. 図3に示す装置の複数時刻における取得画像から移動点の速度ベクトルを取得するための概念図。The conceptual diagram for acquiring the velocity vector of a moving point from the acquired image in the multiple time of the apparatus shown in FIG. 図1に示す合成開口レーダ装置のSAR画像における座標の定義を説明するための概念図。The conceptual diagram for demonstrating the definition of the coordinate in the SAR image of the synthetic aperture radar apparatus shown in FIG. 図1に示す合成開口レーダ装置の相関追跡を説明するための概念図。The conceptual diagram for demonstrating the correlation tracking of the synthetic aperture radar apparatus shown in FIG. 第2の実施形態に係る合成開口レーダ装置の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the synthetic aperture radar apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 図8に示す合成開口レーダ装置の処理の流れを示すフローチャート。The flowchart which shows the flow of a process of the synthetic aperture radar apparatus shown in FIG. 図8に示す合成開口レーダ装置の画像シフトの補正処理を説明するための概念図。The conceptual diagram for demonstrating the correction process of the image shift of the synthetic aperture radar apparatus shown in FIG. 図8に示す合成開口レーダ装置の画像シフトの補正処理の効果を説明するための概念図。The conceptual diagram for demonstrating the effect of the correction process of the image shift of the synthetic aperture radar apparatus shown in FIG. 第3の実施形態に係る合成開口レーダ装置の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the synthetic aperture radar apparatus which concerns on 3rd Embodiment. 図12に示す合成開口レーダ装置の処理の流れを示すフローチャート。The flowchart which shows the flow of a process of the synthetic aperture radar apparatus shown in FIG. 図12に示す合成開口レーダ装置の処理の流れを説明するための概念図。The conceptual diagram for demonstrating the flow of a process of the synthetic aperture radar apparatus shown in FIG.

以下、実施形態について、図面を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.

(第1の実施形態)
図1乃至図7を参照して、第1の実施形態に係る航空機搭載の合成開口レーダ装置を説明する。
(First embodiment)
With reference to FIG. 1 thru | or FIG. 7, the synthetic aperture radar apparatus mounted in the aircraft which concerns on 1st Embodiment is demonstrated.

図1はその構成を示すブロック図である。図1において、アンテナ1は複数のアンテナ素子を配列して大開口アレイを形成してなるフェーズドアレイアンテナであり、送受信器2の送受信部21から繰り返し供給される特定周波数の送信パルス信号(以下、PRF(Pulse Repetition Frequency)信号)を指定方向に送出してその反射波を受信する。送受信部21はアンテナ1の複数のアンテナ素子でそれぞれ受信された信号をビーム制御部22からの指示に従って位相制御を施し合成することで、画像化したい範囲に受信ビームを形成する。受信ビームで得られた受信信号は信号処理器3に送られる。   FIG. 1 is a block diagram showing the configuration. In FIG. 1, an antenna 1 is a phased array antenna in which a plurality of antenna elements are arranged to form a large aperture array, and a transmission pulse signal (hereinafter referred to as “transmission pulse signal”) having a specific frequency repeatedly supplied from a transmission / reception unit 21 of the transceiver 2. A PRF (Pulse Repetition Frequency) signal) is transmitted in a designated direction and the reflected wave is received. The transmission / reception unit 21 performs phase control on the signals received by the plurality of antenna elements of the antenna 1 according to instructions from the beam control unit 22 and combines them to form a reception beam in a range to be imaged. A reception signal obtained by the reception beam is sent to the signal processor 3.

この信号処理器3は、AD(Analog-Digital)変換部31、レンジ圧縮部32、Az圧縮部33、極大値抽出部34、相関追跡部35、速度ベクトル抽出部36、移動目標抽出部37及び移動目標表示部38を備える。   The signal processor 3 includes an AD (Analog-Digital) conversion unit 31, a range compression unit 32, an Az compression unit 33, a maximum value extraction unit 34, a correlation tracking unit 35, a velocity vector extraction unit 36, a moving target extraction unit 37, and A movement target display unit 38 is provided.

上記AD変換部31は、送受信器2から供給されるPRF受信信号をディジタル信号に変換するもので、その変換結果はレンジ圧縮部32及びAz圧縮部33によるSAR処理部に送られる。このSAR処理部では、合成開口の受信サイクル毎に、ディジタル化された開口アレイのPRF受信信号を、レンジ圧縮部32によってレンジ(距離)方向にパルス圧縮し、Az圧縮部33によってアジマス角方向にパルス圧縮する。これにより、レンジ方向の分解能、及びクロスレンジ方向の分解能が向上する。この基本処理の簡易化、高速化等のために種々の手法があり、代表的な処理として、ドップラービームシャープニング(DBS、Doppler Beam Sharpening、非特許文献5参照)、ポーラフォーマット変換再構成処理(非特許文献6参照)、レンジスタック再構成処理(非特許文献7参照)、バックプロジェクション再構成処理(非特許文献8参照)がある。処理方法の細部については各文献に記述があるため、本実施形態の説明では割愛する。   The AD conversion unit 31 converts the PRF reception signal supplied from the transceiver 2 into a digital signal, and the conversion result is sent to the SAR processing unit by the range compression unit 32 and the Az compression unit 33. In this SAR processing unit, the PRF reception signal of the digitized aperture array is pulse-compressed in the range (distance) direction by the range compression unit 32 and the Az compression unit 33 in the azimuth angle direction for each synthetic aperture reception cycle. Use pulse compression. Thereby, the resolution in the range direction and the resolution in the cross range direction are improved. There are various methods for simplifying and speeding up the basic processing, and representative processing includes Doppler beam sharpening (DBS, Doppler Beam Sharpening, see Non-Patent Document 5), polar format conversion reconstruction processing ( Non-Patent Document 6), range stack reconstruction processing (see Non-Patent Document 7), and back-projection reconstruction processing (see Non-Patent Document 8). Since details of the processing method are described in each document, they are omitted in the description of this embodiment.

上記極大値抽出部34は、SAR処理出力から受信サイクル毎に受信強度の極大値を目標候補として抽出する。相関追跡部35は、極大値抽出で得られた目標候補について受信サイクル毎に相関をとって同一性を判別し、同一と判断された極大値を目標候補として追跡する。速度ベクトル抽出部36は、目標候補それぞれの速度ベクトルを相関処理結果から抽出する。移動目標抽出部37は、目標候補の速度ベクトル抽出結果を速度スレッショルドと比較し、スレッショルドに満たない場合には固定目標と判断して抑圧し、スレッショルドを超えた場合には、移動目標と判定して移動目標表示部38に移動目標の存在を表示し、移動目標情報として出力する。   The maximum value extraction unit 34 extracts the maximum value of the reception intensity as a target candidate for each reception cycle from the SAR processing output. The correlation tracking unit 35 determines the identity for each target cycle obtained by the local maximum value extraction for each reception cycle, and tracks the local maximum value determined to be the same as the target candidate. The speed vector extraction unit 36 extracts the speed vector of each target candidate from the correlation processing result. The moving target extraction unit 37 compares the speed vector extraction result of the target candidate with the speed threshold, and determines that it is a fixed target if it is less than the threshold, and determines that it is a moving target if it exceeds the threshold. Then, the presence of the movement target is displayed on the movement target display unit 38 and output as movement target information.

図2は上記構成によるレーダ装置における信号処理器3の具体的な処理の流れを示すフローチャートである。まず、送受信器2のPRF送受信により開口アレイのPRF受信信号を受けて(ステップS1)、AD変換部31によりディジタル信号に変換し(ステップS2)、レンジ圧縮部32及びAz圧縮部33によりレンジ圧縮及びAz圧縮を実施することでSAR処理を施す(ステップS3,S4)。続いて、極大値抽出部34により、SAR受信サイクル毎に強度の極大値をとるセルを抽出してその周辺を0埋めし(ステップS5)、各極大値を比較して最大値をとるセルを抽出する(ステップS6)。ここで、最大値がスレショルドを超えるか否かを判断し(ステップS7)、超えない場合には(NO)、ステップS5〜S7の処理を繰り返す。ステップS7で最大値がスレッショルドを超えた場合(YES)には、その最大値のセル毎に航跡番号を付加し、順次、各航跡番号のセルについて相関追跡部35により相関処理及び追跡処理を行った後(ステップS8,S9)、速度ベクトル抽出部36で相関・追跡処理された最大値のセルから速度ベクトルを抽出し(ステップS10)、速度スレッショルドを超える速度ベクトルのセルを移動目標として抽出する(ステップS11)。ステップS8〜S13の航跡番号変更ループにより全航跡番号の処理が完了した場合には、上記速度スレッショルドを超える速度ベクトルが得られた航跡番号のセルを移動目標として出力表示し(ステップS14)、次のサイクルの処理に移行する。   FIG. 2 is a flowchart showing a specific processing flow of the signal processor 3 in the radar apparatus having the above-described configuration. First, a PRF reception signal of the aperture array is received by PRF transmission / reception of the transmitter / receiver 2 (step S1), converted into a digital signal by the AD conversion unit 31 (step S2), and range compressed by the range compression unit 32 and the Az compression unit 33. And SAR processing is performed by performing Az compression (steps S3 and S4). Subsequently, the local maximum value extraction unit 34 extracts a cell having a local maximum value for each SAR reception cycle and fills its periphery with 0 (step S5), and compares each local maximum value with a cell having the maximum value. Extract (step S6). Here, it is determined whether or not the maximum value exceeds the threshold (step S7), and if not (NO), the processing of steps S5 to S7 is repeated. If the maximum value exceeds the threshold in step S7 (YES), a track number is added to each cell of the maximum value, and correlation processing and tracking processing are sequentially performed by the correlation tracking unit 35 for each track number cell. After that (steps S8 and S9), a velocity vector is extracted from the maximum value cell correlated and tracked by the velocity vector extraction unit 36 (step S10), and a cell having a velocity vector exceeding the velocity threshold is extracted as a moving target. (Step S11). When the processing of all track numbers is completed by the track number change loop of steps S8 to S13, the cell of the track number from which the speed vector exceeding the speed threshold is obtained is output and displayed as the movement target (step S14). Move to the processing of the cycle.

ここで、上記航空機搭載の合成開口レーダ装置におけるSAR処理について説明する。スポットライトSAR(非特許文献3参照)の場合、図3に示すように、飛翔経路上の航空機において、搭載レーダ装置では、実開口ビームを画像化範囲に常に向けて照射し、合成開口時間(1サイクル)内で、PRI間隔で送信したパルス毎に、PRI内のレンジセル単位でデータを取得する。この取得データを用いてSAR処理を実施してSAR画像を得る。このようにして合成開口長のサイクル1〜Nで画像化範囲のSAR画像を取得すると、図4(a)に示すように、サイクル1〜NのSAR画像について相関追跡処理を行うことで、図4(b)に示すように画像化範囲に存在する移動目標及び固定目標を検出することができる。また、合成開口時間(1サイクル)内で、例えば図5(a),(b),(c)の時刻T1,T2,T3における画像化領域のSAR画像が得られた場合、固定点を抑圧することで移動点の移動を速度ベクトルで表すことが可能である。なお、図3乃至図5の例はスポットライトSARの場合であるが、SAR画像を得られるのであれば、側方を観測するストリップマップSAR等の他の方式でもよいのは言うまでもない。   Here, the SAR processing in the above-described synthetic aperture radar apparatus mounted on an aircraft will be described. In the case of the spotlight SAR (see Non-Patent Document 3), as shown in FIG. 3, in the aircraft on the flight path, the on-board radar device always irradiates the real aperture beam toward the imaging range, and the synthetic aperture time ( In one cycle), data is acquired in units of range cells in the PRI for each pulse transmitted at the PRI interval. SAR processing is performed using the acquired data to obtain a SAR image. When the SAR image of the imaging range is acquired in cycles 1 to N of the synthetic aperture length in this way, the correlation tracking process is performed on the SAR image of cycles 1 to N as shown in FIG. As shown in 4 (b), a moving target and a fixed target existing in the imaging range can be detected. Further, when a SAR image of the imaging region is obtained within the synthetic aperture time (one cycle), for example, at times T1, T2, and T3 in FIGS. 5A, 5B, and 5C, the fixed point is suppressed. By doing so, the movement of the moving point can be represented by a velocity vector. The examples in FIGS. 3 to 5 are for the spotlight SAR, but it goes without saying that other methods such as a strip map SAR for observing the side may be used as long as a SAR image can be obtained.

SAR画像は、各セルの強度の配列であり、それぞれの座標をI(x,y) と表現する。座標の定義を図6に示す。ここで、X軸はレンジ、Y軸はフライト方向のクロスレンジを表す。ここでは、航空機のフライト速度をV、移動目標の座標を(X,Y)、航空機位置(原点)からの距離をRc、フライト方向に対する移動目標のなす角(アジマス角)をθazとする。   The SAR image is an array of the intensity of each cell, and each coordinate is expressed as I (x, y). The definition of the coordinates is shown in FIG. Here, the X axis represents the range, and the Y axis represents the cross range in the flight direction. Here, the flight speed of the aircraft is V, the coordinates of the movement target are (X, Y), the distance from the aircraft position (origin) is Rc, and the angle (azimuth angle) formed by the movement target with respect to the flight direction is θaz.

上記の条件の下で、I(x,y) より強度の極大値を抽出する。この方式としては、例えば次の手順とする。
(1)I(x,y) 画像の各座標における強度をIamp(x,y) として、Iampの極大値を算出し、極大値となる座標(x,y)を抽出する。
(2)この極大値となる座標(x,y)の周囲において、所定の範囲の強度をゼロとする。
以降、極大値が所定の振幅以下になるまで(1)、(2)の処理を繰り返すことで、極大値となる全ての座標(x,y)を抽出する。
Under the above conditions, the maximum value of intensity is extracted from I (x, y). For example, the following procedure is used as this method.
(1) I (x, y) The maximum value of Iamp is calculated by setting the intensity at each coordinate of the image as Iamp (x, y), and the coordinate (x, y) that becomes the maximum value is extracted.
(2) The intensity in a predetermined range is set to zero around the coordinate (x, y) at which the maximum value is obtained.
Thereafter, by repeating the processes (1) and (2) until the maximum value becomes equal to or less than the predetermined amplitude, all the coordinates (x, y) that become the maximum value are extracted.

続いて、あるサイクルnのSAR画像に対して、極大値となる座標(xi,yi)(i=1〜M)を抽出した後、(xi,yi)の各点毎に、サイクル間の相関追跡処理を行う。相関追跡手法としては、相関処理と追跡処理(αβフィルタ、カルマンフィルタ等)として、種々の組み合わせが考えられるが、ここでは説明を簡単にするために、相関処理はNN(Nearest Neighbour)処理、追跡処理はαβフィルタ(非特許文献9参照)の場合について説明する。   Subsequently, after extracting coordinates (xi, yi) (i = 1 to M) that are maximum values for a SAR image of a certain cycle n, the correlation between cycles is obtained for each point of (xi, yi). Perform tracking processing. As the correlation tracking method, various combinations are conceivable as correlation processing and tracking processing (αβ filter, Kalman filter, etc.). Here, in order to simplify the explanation, correlation processing is NN (Nearest Neighbour) processing, tracking processing. Is a case of an αβ filter (see Non-Patent Document 9).

まず、相関追跡の座標については、簡単のために、1次元(X軸、またはY軸のみ)で表現する。2次元に拡張するのは容易である。観測(位置)ベクトルをy、平滑ベクトルを

Figure 2015052549
First, the correlation tracking coordinates are expressed in one dimension (X-axis or Y-axis only) for simplicity. It is easy to expand to two dimensions. Observation (position) vector as y, smooth vector as
Figure 2015052549

とし、予測ベクトルを

Figure 2015052549
And the prediction vector is
Figure 2015052549

とすると、相関追跡の座標は次式で表現することができる。

Figure 2015052549
Then, the coordinates of correlation tracking can be expressed by the following equation.
Figure 2015052549

次に、図7を参照して相関追跡処理について説明する。   Next, the correlation tracking process will be described with reference to FIG.

まず、初期値(前回の予測サイクルの平滑値)を、

Figure 2015052549
First, the initial value (smooth value of the previous prediction cycle)
Figure 2015052549

とする。この初期値で予測される次のサイクルにおいて、検出目標(観測値:速度グルーピングによる重心によって求められる)が多数ある場合(jが複数)には、S/Nの高い目標から順にP個までを、相関追跡の対象とする。このうち、相関にNN処理を採用する場合には、前のサイクルの予測値を用いてNN観測値を選択し、予測値とNN観測値より平滑値を求め、さらに平滑値を用いて次のサイクル予測値を算出する。以後、この処理を繰り返し実行することで、検出目標の相関追跡が実現される。 And In the next cycle predicted by this initial value, when there are a large number of detection targets (observed values: determined by the center of gravity by velocity grouping) (j is a plurality), P targets in order from the highest S / N target , Subject to correlation tracking. Among these, when the NN process is adopted for the correlation, the NN observation value is selected using the prediction value of the previous cycle, the smooth value is obtained from the prediction value and the NN observation value, and further using the smooth value, the next value is obtained. Calculate the cycle prediction value. Thereafter, the correlation tracking of the detection target is realized by repeatedly executing this process.

以上の相関追跡処理により、目標毎に、追跡航跡として(x,y)の速度ベクトルを算出することができる。この速度ベクトルの絶対値が所定の速度スレショルド以上であれば、移動目標として抽出し、速度スレショルド以下であれば、固定目標として抑圧できる。これにより、移動目標を確実に検出し通知することが可能となる。   With the above correlation tracking process, a velocity vector (x, y) can be calculated as a tracking track for each target. If the absolute value of the velocity vector is greater than or equal to a predetermined velocity threshold, it is extracted as a moving target, and if it is less than or equal to the velocity threshold, it can be suppressed as a fixed target. This makes it possible to reliably detect and notify the movement target.

(第2の実施形態)
次に、図8乃至図11を参照して、第2の実施形態に係る航空機搭載の合成開口レーダ装置を説明する。
(Second Embodiment)
Next, an airborne synthetic aperture radar apparatus according to the second embodiment will be described with reference to FIGS.

図8は第2の実施形態に係る航空機搭載の合成開口レーダ装置の構成を示すブロック図、図9は上記構成によるレーダ装置における信号処理器3の具体的な処理の流れを示すフローチャートである。但し、図8及び図9において、図1及び図2と同一部分には同一符号を付して示し、ここでは重複する説明は省略する。   FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of an aircraft-mounted synthetic aperture radar apparatus according to the second embodiment, and FIG. 9 is a flowchart showing a specific processing flow of the signal processor 3 in the radar apparatus having the above configuration. However, in FIGS. 8 and 9, the same parts as those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted here.

第2の実施形態に係るレーダ装置は、図8に示すように、第1の実施形態の速度ベクトル抽出部36で抽出した移動目標の速度ベクトルを用いて、移動目標検出部37にて移動目標を検出する際に、移動目標の画像シフト量を補正する移動目標補正部39を追加し、固定目標・移動目標表示部40において、SAR処理によって得られる固定目標と共に移動目標をより正確な相対位置に表示可能としたものである。このために、Nサイクル時において、固定基準点からの移動目標の距離差による位相をPRI毎に算出し、PRI毎の位相ずれからSAR合成ビームの指向方向のずれを算出し、その指向方向のずれを移動目標のSAR画像のシフト量として補正し、固定目標との位置関係を正確に表示できるようにしている。   As shown in FIG. 8, the radar apparatus according to the second embodiment uses a moving target speed vector extracted by the speed vector extracting unit 36 according to the first embodiment, and a moving target detecting unit 37 moves the moving target. Is detected, the moving target correction unit 39 for correcting the image shift amount of the moving target is added, and the fixed target / moving target display unit 40 displays the moving target together with the fixed target obtained by the SAR processing in a more accurate relative position. Can be displayed. To this end, during N cycles, the phase due to the distance difference of the moving target from the fixed reference point is calculated for each PRI, the SAR composite beam pointing direction shift is calculated from the phase shift for each PRI, and the direction of the pointing direction is calculated. The shift is corrected as the shift amount of the SAR image of the moving target so that the positional relationship with the fixed target can be accurately displayed.

サイクルnにおける目標iについて、位相ずれφを定式化すると次の通りである。

Figure 2015052549
For the target i in cycle n, the phase shift φ is formulated as follows.
Figure 2015052549

ここで、
x(i,m,n) ;目標iのサイクル=n、pri=mにおけるx値
y(i,m,n) ;目標iのサイクル=n、pri=mにおけるy値
xf(m,n) ;機体のサイクル=n、pri=mにおけるx値
yf(m,n) ;機体のサイクル=n、pri=mにおけるy値
λ ;波長
R(i,m,n) ;目標iのサイクル=n、pri=mにおける相対距離
φ(i,m,n) ;目標iのサイクル=n、pri=mにおける位相
また、x、yは次式で表現できる。
x(i,m,n) =x0+vx(m,i)×t
y(i,m,n) =y0+vy(m,i)×t …(3)
ここで、
vx ;目標の移動速度ベクトル平滑値のx成分
vy ;目標の移動速度ベクトル平滑値のy成分
t ;基準位置からの時間
x0 ;基準位置(合成開口長の中心)のx成分
y0 ;基準位置(合成開口長の中心)のy成分
と表される。
here,
x (i, m, n); x value at cycle of target i = n, pri = m
y (i, m, n); y value at cycle of target i = n, pri = m
xf (m, n); x value at aircraft cycle = n, pri = m
yf (m, n); y value at aircraft cycle = n, pri = m
λ: Wavelength
R (i, m, n): relative distance of target i in cycle = n, pri = m
φ (i, m, n); phase of target i in cycle = n, pri = m x and y can be expressed by the following equations.
x (i, m, n) = x0 + vx (m, i) × t
y (i, m, n) = y0 + vy (m, i) × t (3)
here,
vx: x component of the target moving speed vector smooth value
vy: y component of the target moving speed vector smooth value
t: Time from the reference position
x0: x component at the reference position (the center of the synthetic aperture length)
y0: y component of the reference position (the center of the synthetic aperture length)
It is expressed.

移動目標の速度ベクトル平滑値により、位相ずれを算出すれば、SAR出力の指向方向のずれを次式で算出することができる。

Figure 2015052549
If the phase shift is calculated from the velocity vector smooth value of the moving target, the shift in the directivity direction of the SAR output can be calculated by the following equation.
Figure 2015052549

ここで、
d(m) ;PRI毎のデータ取得位置(SAR大開口アレイの素子位置に相当)
λ ;波長
θ(i,n) ;指向方向ずれ
上記(4)式のφ(i,m,n) に(2)式を代入すれば、θ(i,n) を算出することができる。
here,
d (m): Data acquisition position for each PRI (corresponding to the element position of the SAR large aperture array)
λ: Wavelength
θ (i, n): Directional direction deviation θ (i, n) can be calculated by substituting equation (2) for φ (i, m, n) in equation (4) above.

このθ(i,n) を用いて、次式により移動目標の反射点を位置補正する。

Figure 2015052549
Using this θ (i, n), the position of the reflection point of the moving target is corrected by the following equation.
Figure 2015052549

ここで、
x(i,n) ;目標iのサイクル=nにおける生成画像の反射点のx値
y(i,n) ;目標iのサイクル=nにおける生成画像の反射点のy値
xcal(i,n);目標iのサイクル=nにおける補正したx値
ycal(i,n);目標iのサイクル=nにおける補正したy値
(注記)x、yの(0,0)は、合成開口長の中心等の基準点とする。
here,
x (i, n); x value of the reflection point of the generated image in the cycle of the target i = n
y (i, n); cycle value of target i = y value of reflection point of generated image in n
xcal (i, n); corrected x value in cycle of target i = n
ycal (i, n); corrected y value in cycle of target i = n
(Note) x, y (0, 0) is a reference point such as the center of the synthetic aperture length.

上記のxcal、ycalの位置に移動目標を表示すれば、補正後の移動目標の画像を得ることができる。   If the movement target is displayed at the positions xcal and ycal, an image of the corrected movement target can be obtained.

具体的には、図9に示すように、移動目標抽出処理(ステップS11)がなされた時点で、大開口アレイの波面ずれを算出し(ステップS21)、指向方向ずれを算出し(ステップS22)、これらのずれ量に基づいてSAR画像の画像をシフトする補正を行う(ステップS23)。画像シフト補正の完了後、航跡番号の更新を行い(ステップS12,S13)、最終的に固定目標及び移動目標を同時に出力表示し(ステップS24)、次のサイクル処理に移行する。   Specifically, as shown in FIG. 9, when the moving target extraction process (step S11) is performed, the wavefront deviation of the large aperture array is calculated (step S21), and the directivity direction deviation is calculated (step S22). Then, a correction for shifting the image of the SAR image is performed based on these deviation amounts (step S23). After completion of the image shift correction, the wake number is updated (steps S12 and S13). Finally, the fixed target and the moving target are simultaneously output and displayed (step S24), and the process proceeds to the next cycle process.

上記画像シフト補正の処理内容を図10及び図11を参照して説明する。   The processing contents of the image shift correction will be described with reference to FIGS.

図10は、速度Vで飛翔する航空機に搭載の合成開口レーダ装置において、レンジX−クロスレンジYの座標系で観測ビームのビーム指向方向(スクイント角)で所定の速度ベクトルを持つ移動目標が抽出された場合の補正処理を示している。今、図10(a)に示すように所定の速度ベクトルを持つ移動目標が抽出されたとすると、図10(b)に示すように、観測画像は速度ベクトルによる位相面のずれの影響を受けて画像シフトが生じてしまう。そこで、目標が固定の場合の位相面と目標の速度ベクトルによる位相面のずれとの関係から観測位相が決定されることを考慮して、観測画像の画像シフト補正を行う。   FIG. 10 shows a moving target having a predetermined velocity vector in the beam directing direction (squint angle) of the observation beam in the range X-cross range Y coordinate system in the synthetic aperture radar apparatus mounted on the aircraft flying at the speed V. The correction process in the case of being performed is shown. Now, assuming that a moving target having a predetermined velocity vector is extracted as shown in FIG. 10A, the observed image is affected by the phase plane shift due to the velocity vector, as shown in FIG. 10B. An image shift occurs. Therefore, image shift correction of the observed image is performed in consideration of the fact that the observation phase is determined based on the relationship between the phase plane when the target is fixed and the phase plane shift caused by the target velocity vector.

図11は、図10に示したX−Y座標系において、画像シフト補正を行わない場合(a1),(a2)と補正を行う場合(b1),(b2)を比較して示している。まず、補正を行わない場合には、図11(a1)に示すように、目標固定の場合の位相面(1)と目標の速度ベクトルによる位相面のずれ(2) を考慮すると、観測位相は(1)+(2)となり、合成開口レーダビームは、図11(a2)に示すようにシフトしてしまう。そこで、図11(b1)に示すように、目標の速度ベクトルによる位相面のずれを位相補正する。これにより、本実施形態によれば、図11(b2)に示すように合成開口ビームを本来の方向にシフト補正することができる。   FIG. 11 shows a comparison between the cases (a1) and (a2) when no image shift correction is performed and the cases (b1) and (b2) when correction is performed in the XY coordinate system shown in FIG. First, when correction is not performed, as shown in FIG. 11 (a1), when the phase plane (1) when the target is fixed and the phase plane deviation (2) due to the target velocity vector are considered, the observation phase is (1) + (2), and the synthetic aperture radar beam shifts as shown in FIG. 11 (a2). Therefore, as shown in FIG. 11 (b1), the phase shift caused by the target velocity vector is phase-corrected. Thereby, according to this embodiment, the synthetic aperture beam can be shift-corrected in the original direction as shown in FIG.

尚、図11では、目標の観測位相を曲線で記述しているが、SAR画像処理を実施する際には、この曲線(目標位置と機体飛翔による位相の曲線)と逆特性をもつ参照信号を用いて、Az圧縮処理を実施する。   In FIG. 11, the target observation phase is described by a curve. However, when performing the SAR image processing, a reference signal having a characteristic opposite to that of the curve (target position and phase curve due to flying of the aircraft) is used. And Az compression processing is performed.

補正前では、移動目標の速度ベクトルにより、大開口アレイの波面がずれてSARビームの指向方向にシフトが生じるため、このシフト量を算出すれば、正規の位置に移動目標の画像を生成できる。   Before correction, the wavefront of the large aperture array is shifted due to the velocity vector of the moving target and a shift occurs in the SAR beam pointing direction. Therefore, if the shift amount is calculated, an image of the moving target can be generated at the normal position.

(第3の実施形態)
次に、図12乃至図14を参照して、第3の実施形態に係る航空機搭載の合成開口レーダ装置を説明する。
(Third embodiment)
Next, an airborne synthetic aperture radar apparatus according to a third embodiment will be described with reference to FIGS.

図12は第3の実施形態に係る航空機搭載の合成開口レーダ装置の構成を示すブロック図、図13は上記構成によるレーダ装置における信号処理器3の具体的な処理の流れを示すフローチャートである。但し、図12及び図13において、図1及び図2、図8及び図9と同一部分には同一符号を付して示し、ここでは重複する説明は省略する。   FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of an aircraft-mounted synthetic aperture radar apparatus according to the third embodiment, and FIG. 13 is a flowchart showing a specific processing flow of the signal processor 3 in the radar apparatus having the above configuration. However, in FIGS. 12 and 13, the same parts as those in FIGS. 1, 2, 8, and 9 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted here.

第3の実施形態に係るレーダ装置では、図12に示すように、固定目標・移動目標表示部40の前段に固定目標に対する移動目標の相対位置関係を補正する移動目標位置補正部41を配置している。   In the radar apparatus according to the third embodiment, as shown in FIG. 12, a moving target position correcting unit 41 that corrects the relative positional relationship of the moving target with respect to the fixed target is arranged in the preceding stage of the fixed target / moving target display unit 40. ing.

この場合の信号処理部3の処理の流れは、図13に示すように、ステップS23にて画像シフト補正した移動目標の位置を固定目標の位置と重ね合わせてみて(ステップS26)、両者が交差するか否かを判断する(ステップS27)。すなわち、速度による画像シフト成分を補正した移動目標は、もともと得られている固定目標の画像に重畳して表示することができる。この際に、固定目標と移動目標が交差する場合には、移動目標の画像シフト補正に誤差が生じていると判断できる。そこで、画像のエッジ検出処理(非特許文献11)により、固定目標(建造物)の周囲を抽出した結果、移動目標の交差が確認された場合には、固定目標の外側に移動目標の位置を補正して(ステップS28)、固定目標と共に表示する(ステップS29)。   As shown in FIG. 13, the processing flow of the signal processing unit 3 in this case is such that the position of the moving target corrected in step S23 is superimposed on the position of the fixed target (step S26). It is determined whether or not to perform (step S27). That is, the moving target in which the image shift component due to the speed is corrected can be displayed superimposed on the originally obtained fixed target image. At this time, if the fixed target and the moving target intersect, it can be determined that an error has occurred in the image shift correction of the moving target. Therefore, when the periphery of the fixed target (building) is extracted by image edge detection processing (Non-Patent Document 11) and the intersection of the moving target is confirmed, the position of the moving target is set outside the fixed target. It is corrected (step S28) and displayed together with the fixed target (step S29).

具体例を、図14に示す。まず、図14(a1)に示すように、固定目標(固定点の集まり)に画像シフト補正された移動目標が重なった場合に、エッジ検出処理を行った結果、図14(a2)に示すように移動目標が建造物等のエッジ内であれば、図14(a3)に示すように、移動目標の位置を最も近いエッジ(移動目標点とエッジまでの距離最小)の外側に補正する。   A specific example is shown in FIG. First, as shown in FIG. 14 (a1), as shown in FIG. 14 (a2), as a result of performing edge detection processing when a moving target that has undergone image shift correction overlaps a fixed target (a collection of fixed points). If the moving target is within the edge of a building or the like, the position of the moving target is corrected to the outside of the nearest edge (the minimum distance to the moving target point and the edge) as shown in FIG.

また、図14(b1)に示すように、エッジ形状の縦横比が所定のスレショルド以上であり、道路や滑走路等と判定する場合は、図14(b2)に示すように移動目標がエッジ内であると判断されても、道路内の移動車両と判断し、図14(b3)に示すように補正を実施しない。   Further, as shown in FIG. 14 (b1), when the aspect ratio of the edge shape is equal to or higher than a predetermined threshold and it is determined that the road or runway is, the moving target is within the edge as shown in FIG. 14 (b2). Is determined as a moving vehicle on the road, and no correction is performed as shown in FIG. 14 (b3).

したがって、本実施形態の構成によれば、固定目標に移動目標の画像シフト補正結果を表示する際に、固定目標との位置関係を把握し、重なった場合には、固定目標のエッジと重ならないようにエッジの外側に位置するように調整し、また固定目標の縦横比からその固定目標が道路や滑走路等である場合には、移動目標が走行する範囲であることを認識して表示位置をそのままとする、という簡単な手法で移動目標を適切な位置に表示することが可能となる。   Therefore, according to the configuration of the present embodiment, when the image shift correction result of the moving target is displayed on the fixed target, the positional relationship with the fixed target is grasped, and if it overlaps, the edge of the fixed target does not overlap. If the fixed target is a road, a runway, etc., the display position is recognized from the aspect ratio of the fixed target. It is possible to display the movement target at an appropriate position by a simple method of keeping the value as it is.

なお、合成開口処理方式については、ポーラフォーマット変換画像再構成処理(非特許文献6)、レンジスタック画像再構成処理(非特許文献7)、バックプロジェクション画像再構成処理((非特許文献8)、ドップラービームシャープニング画像再構成処理(非特許文献9)等、レーダによる画像化(画像再構成)ができれば任意の方式でよいのは言うまでもない。   As for the synthetic aperture processing method, polar format conversion image reconstruction processing (Non-Patent Document 6), range stack image reconstruction processing (Non-Patent Document 7), back-projection image reconstruction processing ((Non-Patent Document 8), Needless to say, any method may be used as long as imaging by radar (image reconstruction) is possible, such as Doppler beam sharpening image reconstruction processing (Non-patent Document 9).

また、スポットライトSARの場合について述べたが、側方監視のストリップマップSAR(サイドルッキングマッピングに同じ、非特許文献3)の場合でも適用できる。   Although the case of the spotlight SAR has been described, the present invention can be applied to the case of a strip map SAR (same as side-looking mapping, non-patent document 3) for side monitoring.

尚、本実施形態は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。   Note that the present embodiment is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.

1…アンテナ、2…送受信器、21…送受信部、22…ビーム制御部、3…信号処理器、31…AD(Analog-Digital)変換部、32…レンジ圧縮部、33…Az圧縮部、34…極大値抽出部、35…相関追跡部、36…速度ベクトル抽出部、37…移動目標抽出部、38…移動目標表示部、39…移動目標補正部、40…固定目標・移動目標表示部、41…移動目標位置補正部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Antenna, 2 ... Transmitter / receiver, 21 ... Transmitter / receiver, 22 ... Beam control part, 3 ... Signal processor, 31 ... AD (Analog-Digital) converter, 32 ... Range compression part, 33 ... Az compression part, 34 ... maximum value extraction unit, 35 ... correlation tracking unit, 36 ... velocity vector extraction unit, 37 ... movement target extraction unit, 38 ... movement target display unit, 39 ... movement target correction unit, 40 ... fixed target / movement target display unit, 41 ... Movement target position correction unit.

Claims (6)

被搭載移動体の移動に伴ってビーム方向を電子的に走査制御しながら画像を取得する合成開口レーダ(SAR:Synthetic Aperture Radar)装置において、
前記被搭載移動体の移動軸に従ってサイクル毎に一定周期で画像を取得する画像取得手段と、
前記画像取得手段でサイクル毎に取得された各々画像内の強度の極大値をN点抽出し、前記極大値毎に画像間を相関追跡して、画像間の極大値の位置の変化による速度ベクトルを算出し、前記速度ベクトルの絶対値と所定の速度スレショルドとを比較して、速度スレショルド以下であれば固定目標として抑圧し、速度スレショルド以上の点を移動目標として抽出する画像処理手段と
を具備する合成開口レーダ装置。
In a Synthetic Aperture Radar (SAR) device that acquires an image while electronically scanning the beam direction as the mounted mobile body moves,
Image acquisition means for acquiring an image at a constant cycle for each cycle according to the movement axis of the mounted mobile body;
A maximum value of intensity in each image acquired for each cycle by the image acquisition means is extracted at N points, and correlation tracking is performed between images for each maximum value, and a velocity vector based on a change in position of the maximum value between images. Image processing means for comparing the absolute value of the velocity vector with a predetermined velocity threshold and suppressing it as a fixed target if it is less than the velocity threshold, and extracting a point above the velocity threshold as a moving target. Synthetic aperture radar device.
前記画像処理手段は、前記移動目標の速度ベクトルを用いて、Nサイクル時において、固定基準点からの前記移動目標の距離差による位相をデータ取得間隔のPRI(Pulse Repetition Interval)毎に算出し、PRI毎の位相ずれからSAR(Synthetic Aperture Radar)合成ビームの指向方向のずれを算出し、その指向方向のずれを移動目標のSAR画像のシフト量として補正して前記固定目標と共に表示する請求項1に記載の合成開口レーダ装置。   The image processing means uses the velocity vector of the moving target to calculate a phase due to the distance difference of the moving target from a fixed reference point for each data acquisition interval PRI (Pulse Repetition Interval) during N cycles, The SAR (Synthetic Aperture Radar) composite beam directivity direction shift is calculated from the phase shift for each PRI, and the directivity direction shift is corrected as a shift amount of the SAR image of the moving target and displayed together with the fixed target. A synthetic aperture radar device according to claim 1. 前記画像処理手段は、前記指向方向のずれを補正した移動目標のSAR画像を前記固定目標と重畳してみて、前記移動目標が前記固定目標と交差し、かつ固定目標内に移動目標が存在する状態となるときは、前記移動目標を前記固定目標のエッジの外側に位置するように補正して表示する請求項2に記載の合成開口レーダ装置。   The image processing means superimposes the SAR image of the moving target corrected for the deviation in the pointing direction on the fixed target, the moving target intersects the fixed target, and the moving target exists within the fixed target. The synthetic aperture radar apparatus according to claim 2, wherein when the state is reached, the moving target is corrected and displayed so as to be positioned outside the edge of the fixed target. 被搭載移動体の移動に伴ってビーム方向を電子的に走査制御しながら画像を取得する合成開口レーダ(SAR:Synthetic Aperture Radar)装置の画像処理方法において、
前記被搭載移動体の移動軸に従ってサイクル毎に一定周期で画像を取得し、
前記サイクル毎に取得された各々画像内の強度の極大値をN点抽出し、前記極大値毎に画像間を相関追跡して、画像間の極大値の位置の変化による速度ベクトルを算出し、前記速度ベクトルの絶対値と所定の速度スレショルドとを比較して、速度スレショルド以下であれば固定目標として抑圧し、速度スレショルド以上の点を移動目標として抽出する合成開口レーダ装置の画像処理方法。
In an image processing method of a synthetic aperture radar (SAR) device that acquires an image while electronically scanning and controlling the beam direction as the mounted mobile body moves,
According to the movement axis of the mounted mobile body, an image is acquired at a constant cycle for each cycle,
N points are extracted for the maximum value of intensity in each image acquired for each cycle, and correlation tracking is performed between images for each maximum value, and a velocity vector is calculated according to a change in the position of the maximum value between images, An image processing method for a synthetic aperture radar device, which compares the absolute value of the velocity vector with a predetermined velocity threshold, suppresses it as a fixed target if it is less than the velocity threshold, and extracts points above the velocity threshold as moving targets.
前記移動目標の速度ベクトルを用いて、Nサイクル時において、固定基準点からの前記移動目標の距離差による位相をデータ取得間隔のPRI(Pulse Repetition Interval)毎に算出し、PRI毎の位相ずれからSAR(Synthetic Aperture Radar)合成ビームの指向方向のずれを算出し、その指向方向のずれを移動目標のSAR画像のシフト量として補正して前記固定目標と共に表示する請求項4に記載の合成開口レーダ装置の画像処理方法。   Using the velocity vector of the moving target, the phase due to the distance difference of the moving target from a fixed reference point is calculated for each PRI (Pulse Repetition Interval) of the data acquisition interval during N cycles, and the phase shift for each PRI is calculated. 5. The synthetic aperture radar according to claim 4, wherein a deviation in a directivity direction of a SAR (Synthetic Aperture Radar) synthetic beam is calculated, the deviation in the directivity direction is corrected as a shift amount of a SAR image of a moving target and displayed together with the fixed target. Image processing method of the apparatus. 前記指向方向のずれを補正した移動目標のSAR画像を前記固定目標と重畳してみて、前記移動目標が前記固定目標と交差し、かつ固定目標内に移動目標が存在する状態となるときは、前記移動目標を前記固定目標のエッジの外側に位置するように補正して表示する請求項5に記載の合成開口レーダ装置の画像処理方法。   When the SAR image of the moving target corrected for the deviation in the directivity direction is superimposed on the fixed target, the moving target intersects the fixed target and the moving target exists in the fixed target. The image processing method of the synthetic aperture radar apparatus according to claim 5, wherein the moving target is corrected and displayed so as to be positioned outside an edge of the fixed target.
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