JPH09197034A - 目標検出装置 - Google Patents
目標検出装置Info
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- JPH09197034A JPH09197034A JP8005563A JP556396A JPH09197034A JP H09197034 A JPH09197034 A JP H09197034A JP 8005563 A JP8005563 A JP 8005563A JP 556396 A JP556396 A JP 556396A JP H09197034 A JPH09197034 A JP H09197034A
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- ultraviolet
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ミサイルなどの高温で紫外線を発光する目標
を入射光量と分光データから検出し、取得データから目
標の種類及び能力を推定することができる目標検出装置
を得る。 【解決手段】 広視野の赤外線光学系1及び赤外線撮像
部2による赤外線画像に目標検出処理部5cで二値化な
どの処理を行って目標候補を検出し、目標候補の位置を
駆動指示部11dが受け紫外線光学系3及び紫外線分光
部4を指向させて目標候補からの紫外光を計測し、目標
検出処理部6cにおいて背景データ処理部7dで生成し
た背景光と切り分けることで目標検出を行うと共に目標
識別処理部13bが所持する目標データと目標から得ら
れた入射光量、分光波形及び噴射の燃焼時間のデータを
比較することにより目標の種類及び能力を推定すること
ができる目標検出装置が得られる。
を入射光量と分光データから検出し、取得データから目
標の種類及び能力を推定することができる目標検出装置
を得る。 【解決手段】 広視野の赤外線光学系1及び赤外線撮像
部2による赤外線画像に目標検出処理部5cで二値化な
どの処理を行って目標候補を検出し、目標候補の位置を
駆動指示部11dが受け紫外線光学系3及び紫外線分光
部4を指向させて目標候補からの紫外光を計測し、目標
検出処理部6cにおいて背景データ処理部7dで生成し
た背景光と切り分けることで目標検出を行うと共に目標
識別処理部13bが所持する目標データと目標から得ら
れた入射光量、分光波形及び噴射の燃焼時間のデータを
比較することにより目標の種類及び能力を推定すること
ができる目標検出装置が得られる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、たとえば航空機
などに搭載し、自機に向って発射されたミサイルのプル
ームのような高温かつ紫外線を発光する目標を検出及び
識別する目標検出装置に関するものである。
などに搭載し、自機に向って発射されたミサイルのプル
ームのような高温かつ紫外線を発光する目標を検出及び
識別する目標検出装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図13は、赤外線及び紫外線領域を検出
する素子を用いた従来の目標検出装置を示すブロック図
である。図13において、1は赤外線光学系、2は赤外
線撮像部、5aは目標検出処理部、8は出力データ処理
部、9は表示部、15は紫外線光学系、16は300n
mより短い波長の紫外線領域に感度を持つ二次元紫外線
検出器を有する紫外線撮像部、17は目標位置比較部、
18は同期信号発生部である。
する素子を用いた従来の目標検出装置を示すブロック図
である。図13において、1は赤外線光学系、2は赤外
線撮像部、5aは目標検出処理部、8は出力データ処理
部、9は表示部、15は紫外線光学系、16は300n
mより短い波長の紫外線領域に感度を持つ二次元紫外線
検出器を有する紫外線撮像部、17は目標位置比較部、
18は同期信号発生部である。
【0003】図13において、赤外線領域を検出する素
子を用いた従来の装置の動作について説明する。赤外線
光学系1により結像された赤外光は、赤外線撮像部2の
3〜5μm帯の赤外線に感度を持つ二次元赤外線検出器
に入射し、赤外線画像として出力される。出力された赤
外線画像は、目標検出処理部5aにおいて、ある一定輝
度以上の部分を1の値にしそれ以外の部分を0の値にす
る二値化処理を行うことにより目標候補を選択し、選択
した候補に関して、画面上の位置、画素の輝度及び面積
などの特徴量計測を行い、予め入力されている目標の画
素輝度や面積などの特徴量と比較を行うことにより目標
候補を決定し、目標の画面上の位置などのデータを目標
位置比較部17に出力する。
子を用いた従来の装置の動作について説明する。赤外線
光学系1により結像された赤外光は、赤外線撮像部2の
3〜5μm帯の赤外線に感度を持つ二次元赤外線検出器
に入射し、赤外線画像として出力される。出力された赤
外線画像は、目標検出処理部5aにおいて、ある一定輝
度以上の部分を1の値にしそれ以外の部分を0の値にす
る二値化処理を行うことにより目標候補を選択し、選択
した候補に関して、画面上の位置、画素の輝度及び面積
などの特徴量計測を行い、予め入力されている目標の画
素輝度や面積などの特徴量と比較を行うことにより目標
候補を決定し、目標の画面上の位置などのデータを目標
位置比較部17に出力する。
【0004】次に図13において、紫外線領域を検出す
る素子を用いた従来の装置の動作について説明する。紫
外線光学系15により結像された紫外光は、紫外線撮像
部16に入射し、紫外線画像として出力される。出力さ
れた紫外線画像は、上記の赤外線画像と同じ処理が施さ
れて目標候補が検出され、画面上の位置などのデータを
目標位置比較部17に出力する。
る素子を用いた従来の装置の動作について説明する。紫
外線光学系15により結像された紫外光は、紫外線撮像
部16に入射し、紫外線画像として出力される。出力さ
れた紫外線画像は、上記の赤外線画像と同じ処理が施さ
れて目標候補が検出され、画面上の位置などのデータを
目標位置比較部17に出力する。
【0005】従来の目標検出装置は、各々固定で同じ視
野範囲を撮像する上記の赤外線センサ及び紫外線センサ
で構成され、得られた2つの画像を処理してそれぞれ目
標候補を検出し、共通位置の目標候補を目標として定め
るものであった。
野範囲を撮像する上記の赤外線センサ及び紫外線センサ
で構成され、得られた2つの画像を処理してそれぞれ目
標候補を検出し、共通位置の目標候補を目標として定め
るものであった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来の目標検出装置は
以上のような構成であり、目標からの入射光量による目
標検出方法のみであった。また、赤外線センサと紫外線
センサの目標検出能力に差があるため、検出能力の低い
紫外線センサの探知距離で制限され赤外線センサの探知
距離を有効に活用できていないという問題があった。
以上のような構成であり、目標からの入射光量による目
標検出方法のみであった。また、赤外線センサと紫外線
センサの目標検出能力に差があるため、検出能力の低い
紫外線センサの探知距離で制限され赤外線センサの探知
距離を有効に活用できていないという問題があった。
【0007】この発明は、上記のような問題点を解消す
るため、従来の広い視野範囲を持つ赤外線センサと駆動
部を持つ狭い視野範囲の紫外線分光器で構成することに
より、より遠距離の目標を入射光量と分光データから検
出し、また、取得データから目標の種類及びその能力を
推定することができる目標検出装置を得ることを目的と
する。
るため、従来の広い視野範囲を持つ赤外線センサと駆動
部を持つ狭い視野範囲の紫外線分光器で構成することに
より、より遠距離の目標を入射光量と分光データから検
出し、また、取得データから目標の種類及びその能力を
推定することができる目標検出装置を得ることを目的と
する。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明1による目標検
出装置は、赤外線及び紫外線の両センサの設置場所が固
定もしくは移動速度の非常に遅い移動体上である場合に
有効で、従来の広い視野範囲を持つ赤外線センサと狭い
視野範囲の紫外線光学系及び紫外線分光器で構成され、
紫外線光学系及び紫外線分光器を一体化して駆動するこ
とにより赤外線センサと同じ視野を確保すると共にその
全視野内の背景データを取得し、赤外線センサで目標候
補として検出された目標候補に紫外線センサを指向して
紫外線放射の有無を調べ、紫外線放射がある場合にはそ
の目標候補からの分光波形を既存の分光波形と比較して
目標を検出するものである。
出装置は、赤外線及び紫外線の両センサの設置場所が固
定もしくは移動速度の非常に遅い移動体上である場合に
有効で、従来の広い視野範囲を持つ赤外線センサと狭い
視野範囲の紫外線光学系及び紫外線分光器で構成され、
紫外線光学系及び紫外線分光器を一体化して駆動するこ
とにより赤外線センサと同じ視野を確保すると共にその
全視野内の背景データを取得し、赤外線センサで目標候
補として検出された目標候補に紫外線センサを指向して
紫外線放射の有無を調べ、紫外線放射がある場合にはそ
の目標候補からの分光波形を既存の分光波形と比較して
目標を検出するものである。
【0009】この発明2による目標検出装置は、赤外線
及び紫外線の両センサの設置場所が航空機等の移動体上
である場合に有効で、上記背景データの取得方法に関し
て、搭載している移動体の速度及び姿勢データを移動体
から受信することにより、一ラインの背景データを取得
し続けることで赤外線センサの全視野範囲の背景データ
を取得するものである。
及び紫外線の両センサの設置場所が航空機等の移動体上
である場合に有効で、上記背景データの取得方法に関し
て、搭載している移動体の速度及び姿勢データを移動体
から受信することにより、一ラインの背景データを取得
し続けることで赤外線センサの全視野範囲の背景データ
を取得するものである。
【0010】また、この発明3による目標検出装置は、
上記2種類の背景データの取得方法に関して、赤外線セ
ンサで目標候補が検出された場合に紫外線センサが目標
候補の方向を指向し判定を行う間の背景データの欠落を
避けるため、駆動可能な2台の紫外線センサを持ち、背
景データ取得用と目標候補判別用として運用するもので
ある。
上記2種類の背景データの取得方法に関して、赤外線セ
ンサで目標候補が検出された場合に紫外線センサが目標
候補の方向を指向し判定を行う間の背景データの欠落を
避けるため、駆動可能な2台の紫外線センサを持ち、背
景データ取得用と目標候補判別用として運用するもので
ある。
【0011】この発明4による目標検出装置は、センサ
の設置場所に影響無く有効で、従来の広い視野範囲を持
つ赤外線センサと狭い視野範囲の紫外線光学系及び紫外
線分光器で構成され、紫外線光学系及び紫外線分光器を
一体化して駆動することにより赤外線センサと同じ視野
を確保すると共にその全視野範囲の背景データを無作為
に取得し続け、取得したデータの中央値を全視野の背景
データとして目標検出を行うものである。
の設置場所に影響無く有効で、従来の広い視野範囲を持
つ赤外線センサと狭い視野範囲の紫外線光学系及び紫外
線分光器で構成され、紫外線光学系及び紫外線分光器を
一体化して駆動することにより赤外線センサと同じ視野
を確保すると共にその全視野範囲の背景データを無作為
に取得し続け、取得したデータの中央値を全視野の背景
データとして目標検出を行うものである。
【0012】また、この発明5による目標検出装置は、
発明4の背景データを、さらに赤外線画像の輝度の中央
値の揺らぎで補正したものを背景データとして目標検出
を行うものである。
発明4の背景データを、さらに赤外線画像の輝度の中央
値の揺らぎで補正したものを背景データとして目標検出
を行うものである。
【0013】また、この発明6による目標検出装置は、
上記の構成に加えて目標の各種データを所持する目標識
別処理部を設け、上記の手段で目標を検出した場合に目
標から得られる入射光量及び分光波形と既存の目標デー
タとを比較することにより目標の種類を推定するもので
ある。
上記の構成に加えて目標の各種データを所持する目標識
別処理部を設け、上記の手段で目標を検出した場合に目
標から得られる入射光量及び分光波形と既存の目標デー
タとを比較することにより目標の種類を推定するもので
ある。
【0014】また、この発明7による目標検出装置は、
上記の構成に加えて赤外線の目標検出処理部において目
標候補として認識されてから紫外線の目標検出処理部で
紫外光の出力が無くなるまでの時間を計測する機能を目
標識別処理部に設け、上記の手段で目標を検出した場合
に目標から得られる入射光量、分光波形及び噴射の燃焼
時間と既存の目標データとを比較することにより目標の
種類及び能力を推定するものである。
上記の構成に加えて赤外線の目標検出処理部において目
標候補として認識されてから紫外線の目標検出処理部で
紫外光の出力が無くなるまでの時間を計測する機能を目
標識別処理部に設け、上記の手段で目標を検出した場合
に目標から得られる入射光量、分光波形及び噴射の燃焼
時間と既存の目標データとを比較することにより目標の
種類及び能力を推定するものである。
【0015】
実施の形態1.図1は、この発明の実施の形態1を示す
目標検出装置のブロック図である。図1において、1,
2,5a,8,9は従来の装置と同一のものである。3
は狭い視野角の紫外線光学系、4は紫外線領域に感度を
持つ一次元紫外線検出器を有する紫外線分光部、6aは
紫外線の目標検出処理部、7aは背景データを生成する
背景データ処理部、10aは紫外線センサ駆動部、11
aは駆動指示部である。
目標検出装置のブロック図である。図1において、1,
2,5a,8,9は従来の装置と同一のものである。3
は狭い視野角の紫外線光学系、4は紫外線領域に感度を
持つ一次元紫外線検出器を有する紫外線分光部、6aは
紫外線の目標検出処理部、7aは背景データを生成する
背景データ処理部、10aは紫外線センサ駆動部、11
aは駆動指示部である。
【0016】次に動作について説明する。赤外線撮像部
2は各画素の輝度を12BITのデータとしており、画
面全体の輝度データのうち最も個数の多い輝度の値を1
2BITの中央値にあうように画面全体の輝度レベルを
補正することで高輝度目標に対してもダイナミックレン
ジを十分に使用できるようにしている。目標検出処理部
5aは赤外線撮像部2の赤外線画像について、ある一定
値以上の輝度を持つ画素を1、それ以外の画素を0とす
る二値化処理、1の画素部分が固まって存在する範囲そ
れぞれに番号を付けるクラスタリング処理、番号のつい
た範囲それぞれの面積、縦及び横方向の長さ、重心位
置、最大輝度、平均輝度、S/Nを検出する特徴量検出
処理及びそれぞれの特徴量をあらかじめ設定してある値
と比較して目標候補を決定する目標候補検出処理を行
い、目標候補の位置データを駆動指示部11aに、特徴
量検出処理の結果を出力データ処理部8に出力する。駆
動指示部11aは目標検出処理部5aにおいて目標候補
が検出されない場合は、赤外線センサの全視野範囲の背
景データを取得するため紫外線センサ駆動部10aに指
向方向を指示する。紫外線センサ駆動部10aは例えば
図2のように駆動して背景データを取得し続け、背景デ
ータ及び背景位置を背景データ処理部7aに出力する。
背景データ処理部7aは赤外線センサの全視野範囲分の
背景データを記憶し、随時更新していく。目標検出処理
部5aにおいて目標候補が検出された場合には、駆動指
示部11aは目標検出処理部5aから得た目標候補の位
置データの方向に紫外線センサを指向させるように紫外
線センサ駆動部10aに指示する。紫外線分光部4は目
標候補を含む視野範囲からの紫外光を計測し、目標検出
処理部6aに出力する。目標検出処理部6aは目標候補
の存在する視野範囲の背景データを背景データ処理部7
aから読取り、目標候補からの紫外光データから差引く
ことにより、目標候補からの紫外線放射の有無を検出す
る。目標候補からの紫外線放射が確認された場合には、
あらかじめ設定してある太陽光からの紫外線分光波形と
比較して目標を決定する目標検出処理を行う。目標検出
処理部6aは目標と判定されたものを出力データ処理部
8に出力し、出力データ処理部8は表示部9に出力する
出力データを形成する。
2は各画素の輝度を12BITのデータとしており、画
面全体の輝度データのうち最も個数の多い輝度の値を1
2BITの中央値にあうように画面全体の輝度レベルを
補正することで高輝度目標に対してもダイナミックレン
ジを十分に使用できるようにしている。目標検出処理部
5aは赤外線撮像部2の赤外線画像について、ある一定
値以上の輝度を持つ画素を1、それ以外の画素を0とす
る二値化処理、1の画素部分が固まって存在する範囲そ
れぞれに番号を付けるクラスタリング処理、番号のつい
た範囲それぞれの面積、縦及び横方向の長さ、重心位
置、最大輝度、平均輝度、S/Nを検出する特徴量検出
処理及びそれぞれの特徴量をあらかじめ設定してある値
と比較して目標候補を決定する目標候補検出処理を行
い、目標候補の位置データを駆動指示部11aに、特徴
量検出処理の結果を出力データ処理部8に出力する。駆
動指示部11aは目標検出処理部5aにおいて目標候補
が検出されない場合は、赤外線センサの全視野範囲の背
景データを取得するため紫外線センサ駆動部10aに指
向方向を指示する。紫外線センサ駆動部10aは例えば
図2のように駆動して背景データを取得し続け、背景デ
ータ及び背景位置を背景データ処理部7aに出力する。
背景データ処理部7aは赤外線センサの全視野範囲分の
背景データを記憶し、随時更新していく。目標検出処理
部5aにおいて目標候補が検出された場合には、駆動指
示部11aは目標検出処理部5aから得た目標候補の位
置データの方向に紫外線センサを指向させるように紫外
線センサ駆動部10aに指示する。紫外線分光部4は目
標候補を含む視野範囲からの紫外光を計測し、目標検出
処理部6aに出力する。目標検出処理部6aは目標候補
の存在する視野範囲の背景データを背景データ処理部7
aから読取り、目標候補からの紫外光データから差引く
ことにより、目標候補からの紫外線放射の有無を検出す
る。目標候補からの紫外線放射が確認された場合には、
あらかじめ設定してある太陽光からの紫外線分光波形と
比較して目標を決定する目標検出処理を行う。目標検出
処理部6aは目標と判定されたものを出力データ処理部
8に出力し、出力データ処理部8は表示部9に出力する
出力データを形成する。
【0017】なお、上記の赤外線撮像部2の二次元赤外
線検出器には、以下の理由により3〜5μm付近の波長
に感度を持つ素子を使用する。プルームの赤外線放射を
黒体と仮定すると、“数1”のウィーンの変位則から、
500℃程度の物体が3〜5μmの波長範囲でその最大
放射強度を与えることがわかる。これに対し、ミサイル
のプルームは400℃〜600℃の領域がその面積の大
半を占める場合が多いので、3〜5μm付近に感度を持
つ素子を使用するのが優位なためである。
線検出器には、以下の理由により3〜5μm付近の波長
に感度を持つ素子を使用する。プルームの赤外線放射を
黒体と仮定すると、“数1”のウィーンの変位則から、
500℃程度の物体が3〜5μmの波長範囲でその最大
放射強度を与えることがわかる。これに対し、ミサイル
のプルームは400℃〜600℃の領域がその面積の大
半を占める場合が多いので、3〜5μm付近に感度を持
つ素子を使用するのが優位なためである。
【0018】
【数1】
【0019】また、紫外線分光部4の一次元紫外線検出
器は、ソーラブラインド領域に感度のある素子を使用す
る。天空からのこの波長域の紫外光は、上空のオゾン層
でほとんど吸収されるため、この波長域の検出装置を地
上付近で使用すると、ミサイルのプルームのように自ら
この波長域の紫外光を発している物体以外はほとんど見
えない。このため、ミサイル検出には、これらの波長域
が有効であることがわかる。ただし、遠方目標からの微
弱な紫外線放射を検出するためには、地上付近において
多少なりとも存在する天空からの紫外光を計測して目標
からの紫外光と切り分ける必要がある。
器は、ソーラブラインド領域に感度のある素子を使用す
る。天空からのこの波長域の紫外光は、上空のオゾン層
でほとんど吸収されるため、この波長域の検出装置を地
上付近で使用すると、ミサイルのプルームのように自ら
この波長域の紫外光を発している物体以外はほとんど見
えない。このため、ミサイル検出には、これらの波長域
が有効であることがわかる。ただし、遠方目標からの微
弱な紫外線放射を検出するためには、地上付近において
多少なりとも存在する天空からの紫外光を計測して目標
からの紫外光と切り分ける必要がある。
【0020】実施の形態2.図3は、この発明の実施の
形態2を示す目標検出装置のブロック図である。図3に
おいて、1〜6a,8〜10aは上記実施の形態1と同
一のものである。7bは背景データ処理部、11bは駆
動指示部、12は本装置が搭載されている移動体の速度
及び姿勢等のデータを受信する姿勢データ処理部であ
る。
形態2を示す目標検出装置のブロック図である。図3に
おいて、1〜6a,8〜10aは上記実施の形態1と同
一のものである。7bは背景データ処理部、11bは駆
動指示部、12は本装置が搭載されている移動体の速度
及び姿勢等のデータを受信する姿勢データ処理部であ
る。
【0021】上記の実施の形態1では、航空機などの移
動体上に設置した場合、赤外線センサの全視野範囲の背
景データを取得することができなくなり、目標検出が非
常に困難となる。この問題を解決するため、本実施の形
態は、姿勢データ処理部12で移動体の速度及び進行方
向等の姿勢データを受信して進行方向の一ラインの背景
データを取得し続けることにより、赤外線センサの全視
野範囲の背景データを取得する手段を有するものであ
る。図4及び図5に両センサが移動体の側面方向から目
標検出を行っている場合の背景データの取得方法の概念
図を示す。図4において、vは移動体の速度、φは移動
体が水平軸とのなす角度である。図5において、θxは
紫外線センサの視野の水平方向への移動角度、θyは垂
直方向への移動角度である。本装置を搭載した移動体が
水平軸と角度φをなして速度vで移動する場合、その背
景データを取得するための紫外線センサの視野のアジマ
ス方向への移動角度は“数2”で、エレベーション方向
への移動角度は“数3”で求められる。なお、図4及び
図5では簡略化のため側面図で移動体が上方に移動して
おり画面上で縦方向の変化のみが起こる場合を考えてい
るが、航空機などでは機体の姿勢角の変化は3軸につい
て起こるため、背景データ取得時の紫外線センサの視野
の移動方向を計算するには行列を使用した若干複雑な計
算を行う必要があるが、基本的な考え方は同じである。
本実施の形態により、航空機等の移動体上からの目標検
出が可能となる。
動体上に設置した場合、赤外線センサの全視野範囲の背
景データを取得することができなくなり、目標検出が非
常に困難となる。この問題を解決するため、本実施の形
態は、姿勢データ処理部12で移動体の速度及び進行方
向等の姿勢データを受信して進行方向の一ラインの背景
データを取得し続けることにより、赤外線センサの全視
野範囲の背景データを取得する手段を有するものであ
る。図4及び図5に両センサが移動体の側面方向から目
標検出を行っている場合の背景データの取得方法の概念
図を示す。図4において、vは移動体の速度、φは移動
体が水平軸とのなす角度である。図5において、θxは
紫外線センサの視野の水平方向への移動角度、θyは垂
直方向への移動角度である。本装置を搭載した移動体が
水平軸と角度φをなして速度vで移動する場合、その背
景データを取得するための紫外線センサの視野のアジマ
ス方向への移動角度は“数2”で、エレベーション方向
への移動角度は“数3”で求められる。なお、図4及び
図5では簡略化のため側面図で移動体が上方に移動して
おり画面上で縦方向の変化のみが起こる場合を考えてい
るが、航空機などでは機体の姿勢角の変化は3軸につい
て起こるため、背景データ取得時の紫外線センサの視野
の移動方向を計算するには行列を使用した若干複雑な計
算を行う必要があるが、基本的な考え方は同じである。
本実施の形態により、航空機等の移動体上からの目標検
出が可能となる。
【0022】
【数2】
【0023】
【数3】
【0024】実施の形態3.図6は、この発明の実施の
形態3を示す目標検出装置のブロック図である。図6に
おいて、1〜9,12は上記実施の形態2と同一のもの
である。10bは目標用紫外線センサ駆動部、10cは
背景用紫外線センサ駆動部、11cは駆動指示部であ
る。
形態3を示す目標検出装置のブロック図である。図6に
おいて、1〜9,12は上記実施の形態2と同一のもの
である。10bは目標用紫外線センサ駆動部、10cは
背景用紫外線センサ駆動部、11cは駆動指示部であ
る。
【0025】上記実施の形態1〜2では、目標検出処理
部5aにおいて目標候補が検出された場合、それまで背
景データを取得していた紫外線センサを目標候補の判定
に使用するため、目標判定に時間がとられる場合に背景
データに欠落が起こり、それが原因で目標を見逃す恐れ
がある。そのため、背景データ取得用と目標検出用の2
台の駆動可能で同じ性能の紫外線センサを設けて以下の
ように動作させることにより、背景データの欠落を防ぐ
ものである。赤外線センサの目標検出処理部5aにおい
て目標が検出されない場合は、駆動指示部11cは背景
用紫外線センサ駆動部10cに背景データ取得用の紫外
線センサを駆動するように指示し、背景用の紫外線分光
部4は取得した背景データ及び背景位置を背景データ処
理部7bに出力する。赤外線センサの目標検出処理部5
aにおいて目標候補が検出された場合には、背景データ
取得用の紫外線センサはそのまま同じ動作を続け、駆動
指示部11cは目標検出処理部5aから得た目標候補の
位置データの方向に目標検出用の紫外線センサを指向さ
せるように目標用紫外線センサ駆動部10bに指示す
る。目標用の紫外線分光部4は目標候補からの紫外光を
計測して、上記実施の形態1〜2と同様の目標検出処理
を行う。本実施の形態により、赤外線センサで検出され
た目標候補について紫外線センサが判定を行う間の背景
データの欠落を低減することができるため、目標検出率
が向上する。
部5aにおいて目標候補が検出された場合、それまで背
景データを取得していた紫外線センサを目標候補の判定
に使用するため、目標判定に時間がとられる場合に背景
データに欠落が起こり、それが原因で目標を見逃す恐れ
がある。そのため、背景データ取得用と目標検出用の2
台の駆動可能で同じ性能の紫外線センサを設けて以下の
ように動作させることにより、背景データの欠落を防ぐ
ものである。赤外線センサの目標検出処理部5aにおい
て目標が検出されない場合は、駆動指示部11cは背景
用紫外線センサ駆動部10cに背景データ取得用の紫外
線センサを駆動するように指示し、背景用の紫外線分光
部4は取得した背景データ及び背景位置を背景データ処
理部7bに出力する。赤外線センサの目標検出処理部5
aにおいて目標候補が検出された場合には、背景データ
取得用の紫外線センサはそのまま同じ動作を続け、駆動
指示部11cは目標検出処理部5aから得た目標候補の
位置データの方向に目標検出用の紫外線センサを指向さ
せるように目標用紫外線センサ駆動部10bに指示す
る。目標用の紫外線分光部4は目標候補からの紫外光を
計測して、上記実施の形態1〜2と同様の目標検出処理
を行う。本実施の形態により、赤外線センサで検出され
た目標候補について紫外線センサが判定を行う間の背景
データの欠落を低減することができるため、目標検出率
が向上する。
【0026】実施の形態4.図7は、この発明の実施の
形態4を示す目標検出装置のブロック図である。図7に
おいて、1〜6a,8〜10aは上記実施の形態1と同
一のものである。7cは背景データ処理部、11dは駆
動指示部である。
形態4を示す目標検出装置のブロック図である。図7に
おいて、1〜6a,8〜10aは上記実施の形態1と同
一のものである。7cは背景データ処理部、11dは駆
動指示部である。
【0027】上記実施の形態2〜3では、背景データを
計測するための新たな構成品と多少複雑な処理が必要で
あった。この問題を解決するために、本実施の形態は、
紫外線センサがソーラブラインド領域を利用して目標検
出を行うため紫外光を発する物体以外からはほとんど出
力が現れないことに着目し、目標のいない背景からの紫
外光量は赤外線センサの全視野範囲においてほとんど差
がないものとみなして背景データを取得する手法を有す
るものである。次に動作について説明する。目標検出処
理部5aで目標候補が検出されない場合は、駆動指示部
11dは紫外線センサ駆動部10aに赤外線センサの視
野範囲内の背景データを無作為に取得し続けるように指
示を出す。背景データ処理部7cは送られてくる背景デ
ータをある一定量だけ保存し、随時新しいデータに更新
していく。目標検出処理部5aで目標候補が検出される
と、背景データ処理部7cは保存した背景データから入
射光量の中央値を求める背景データ算出処理を行って背
景データを決定し、上記実施の形態1〜3と同様の目標
検出処理を行う。本実施の形態により、背景データを取
得するための新たな構成品を必要とせず、また簡単な処
理で背景データを生成することができる。
計測するための新たな構成品と多少複雑な処理が必要で
あった。この問題を解決するために、本実施の形態は、
紫外線センサがソーラブラインド領域を利用して目標検
出を行うため紫外光を発する物体以外からはほとんど出
力が現れないことに着目し、目標のいない背景からの紫
外光量は赤外線センサの全視野範囲においてほとんど差
がないものとみなして背景データを取得する手法を有す
るものである。次に動作について説明する。目標検出処
理部5aで目標候補が検出されない場合は、駆動指示部
11dは紫外線センサ駆動部10aに赤外線センサの視
野範囲内の背景データを無作為に取得し続けるように指
示を出す。背景データ処理部7cは送られてくる背景デ
ータをある一定量だけ保存し、随時新しいデータに更新
していく。目標検出処理部5aで目標候補が検出される
と、背景データ処理部7cは保存した背景データから入
射光量の中央値を求める背景データ算出処理を行って背
景データを決定し、上記実施の形態1〜3と同様の目標
検出処理を行う。本実施の形態により、背景データを取
得するための新たな構成品を必要とせず、また簡単な処
理で背景データを生成することができる。
【0028】実施の形態5.図8は、この発明の実施の
形態5を示す目標検出装置のブロック図である。図8に
おいて、1〜4,6a,8〜11dは上記実施の形態4
と同一のものである。5bは赤外線の目標検出処理部、
7dは背景データ処理部である。
形態5を示す目標検出装置のブロック図である。図8に
おいて、1〜4,6a,8〜11dは上記実施の形態4
と同一のものである。5bは赤外線の目標検出処理部、
7dは背景データ処理部である。
【0029】上記実施の形態1〜4の目標検出方法で
は、雲の多い日などの背景光量が大きく変化する天候下
で目標検出を行うと、目標検出処理部5aで検出された
目標候補を目標検出処理部6aで判定し終るまでの間に
背景光量の大きな変化が起り、目標光から背景データを
差引いたときに目標光が背景光に埋れたり、またその逆
のことが起こったりして目標を見逃す恐れがある。そこ
で、この発明では以下のように動作させることで上記の
問題を解消する。目標検出処理部5bは目標検出処理を
行うと共に赤外線画像の輝度の中央値を求めて背景デー
タ処理部7dに出力する。背景データ処理部7dは赤外
線センサで目標候補が検出された場合に背景データ算出
処理を行うと共に背景データ取得時の赤外線画像の輝度
の中央値データからさらにその中央値を算出してその値
を記憶する。紫外線センサが目標候補の判定を行ってい
る間、背景データ処理部7dは常に赤外線画像の輝度の
中央値を監視し、その揺らぎに応じて背景データを補正
する。この赤外線画像の輝度で補正された背景データを
用いて上記実施の形態1〜4と同様の目標検出処理を行
う。本実施の形態により、背景光量の急な変化にも対応
して目標検出を行うことが可能となる。
は、雲の多い日などの背景光量が大きく変化する天候下
で目標検出を行うと、目標検出処理部5aで検出された
目標候補を目標検出処理部6aで判定し終るまでの間に
背景光量の大きな変化が起り、目標光から背景データを
差引いたときに目標光が背景光に埋れたり、またその逆
のことが起こったりして目標を見逃す恐れがある。そこ
で、この発明では以下のように動作させることで上記の
問題を解消する。目標検出処理部5bは目標検出処理を
行うと共に赤外線画像の輝度の中央値を求めて背景デー
タ処理部7dに出力する。背景データ処理部7dは赤外
線センサで目標候補が検出された場合に背景データ算出
処理を行うと共に背景データ取得時の赤外線画像の輝度
の中央値データからさらにその中央値を算出してその値
を記憶する。紫外線センサが目標候補の判定を行ってい
る間、背景データ処理部7dは常に赤外線画像の輝度の
中央値を監視し、その揺らぎに応じて背景データを補正
する。この赤外線画像の輝度で補正された背景データを
用いて上記実施の形態1〜4と同様の目標検出処理を行
う。本実施の形態により、背景光量の急な変化にも対応
して目標検出を行うことが可能となる。
【0030】実施の形態6.図9は、この発明の実施の
形態6を示す目標検出装置のブロック図である。図9に
おいて、1〜11dは上記実施の形態5と同一のもので
ある。13aは目標識別処理部、14は目標データ記憶
部である。
形態6を示す目標検出装置のブロック図である。図9に
おいて、1〜11dは上記実施の形態5と同一のもので
ある。13aは目標識別処理部、14は目標データ記憶
部である。
【0031】次に動作について説明する。目標識別処理
部13aは分光波形等の各種目標データを持ち、上記実
施の形態5において目標と判定されたものからの入射光
量から目標データの分光波形を生成し、計測した目標の
分光波形と比較することにより目標の種類を推定する。
図10に目標がミサイルの場合の目標推定例を示す。目
標から計測した入射光量及び分光波形等のデータは、目
標データ記憶部14に記録され、目標の計測データを蓄
積する。また、目標識別処理部13aは目標データ記憶
部14に記録された全ての目標の計測データからも目標
の種類を推定する。
部13aは分光波形等の各種目標データを持ち、上記実
施の形態5において目標と判定されたものからの入射光
量から目標データの分光波形を生成し、計測した目標の
分光波形と比較することにより目標の種類を推定する。
図10に目標がミサイルの場合の目標推定例を示す。目
標から計測した入射光量及び分光波形等のデータは、目
標データ記憶部14に記録され、目標の計測データを蓄
積する。また、目標識別処理部13aは目標データ記憶
部14に記録された全ての目標の計測データからも目標
の種類を推定する。
【0032】実施の形態7.図11は、この発明の実施
の形態7を示す目標検出装置のブロック図である。図1
1において、1〜4,7d〜11d,14は上記実施の
形態6と同一のものである。5cは赤外線の目標検出処
理部、6cは紫外線の目標検出処理部、13bは目標識
別処理部である。
の形態7を示す目標検出装置のブロック図である。図1
1において、1〜4,7d〜11d,14は上記実施の
形態6と同一のものである。5cは赤外線の目標検出処
理部、6cは紫外線の目標検出処理部、13bは目標識
別処理部である。
【0033】次に動作について説明する。目標検出処理
部5cは目標候補を検出すると目標候補の位置等の情報
を目標識別処理部13bに出力する。目標識別処理部1
3bはその信号を受信して時間計測を開始する。目標検
出処理部6cは目標候補の判定を行い、目標でないと判
定した場合にはそのことを目標識別処理部13bに出力
し、目標識別処理部13bは時間計測を止める。目標検
出処理部6cが目標候補を目標と判定した場合には、目
標からの紫外光の出力が消えたことを確認してから目標
識別処理部13bに信号を出力する。目標識別処理部1
3bは時間計測を止めて時間を記録し、目標の入射光
量、分光波形及び噴射の燃焼時間から目標の種類及び飛
翔距離を推定する。目標の種類の推定方法は上記実施例
6と同様である。目標の飛翔距離の推定方法を図12に
示す。図に示したように、ある波長帯の入射光量の時間
変化を求め、入射光量の積分値と出力が現れる時間から
目標識別処理部13bで所持しているデータを基に目標
の飛翔距離を推定する。
部5cは目標候補を検出すると目標候補の位置等の情報
を目標識別処理部13bに出力する。目標識別処理部1
3bはその信号を受信して時間計測を開始する。目標検
出処理部6cは目標候補の判定を行い、目標でないと判
定した場合にはそのことを目標識別処理部13bに出力
し、目標識別処理部13bは時間計測を止める。目標検
出処理部6cが目標候補を目標と判定した場合には、目
標からの紫外光の出力が消えたことを確認してから目標
識別処理部13bに信号を出力する。目標識別処理部1
3bは時間計測を止めて時間を記録し、目標の入射光
量、分光波形及び噴射の燃焼時間から目標の種類及び飛
翔距離を推定する。目標の種類の推定方法は上記実施例
6と同様である。目標の飛翔距離の推定方法を図12に
示す。図に示したように、ある波長帯の入射光量の時間
変化を求め、入射光量の積分値と出力が現れる時間から
目標識別処理部13bで所持しているデータを基に目標
の飛翔距離を推定する。
【0034】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、狭い
視野を持つ紫外線センサを駆動させて広い視野角を得る
ことにより、光学系透過率と目標の分解能を向上させる
ことから紫外線センサの目標探知距離を伸すことがで
き、また赤外線と紫外線の入射光量に加え、紫外線の分
光波形からも目標の有無を確認できるため、信頼性が向
上する。
視野を持つ紫外線センサを駆動させて広い視野角を得る
ことにより、光学系透過率と目標の分解能を向上させる
ことから紫外線センサの目標探知距離を伸すことがで
き、また赤外線と紫外線の入射光量に加え、紫外線の分
光波形からも目標の有無を確認できるため、信頼性が向
上する。
【0035】また、この発明によれば、航空機等の移動
体上からの目標検出が可能となる。
体上からの目標検出が可能となる。
【0036】また、この発明によれば、赤外線センサで
検出された目標候補について紫外線センサが判定を行う
間の背景データの欠落を低減することができるため、目
標検出率が向上する。
検出された目標候補について紫外線センサが判定を行う
間の背景データの欠落を低減することができるため、目
標検出率が向上する。
【0037】また、この発明によれば、赤外線センサで
目標候補が検出された場合も背景データの欠落無く目標
検出を行うことができるため、目標検出率が向上する。
目標候補が検出された場合も背景データの欠落無く目標
検出を行うことができるため、目標検出率が向上する。
【0038】また、この発明によれば、太陽光の陰りな
どによる背景光量の急な変化にも対応することができる
ため、目標検出の信頼性が向上する。
どによる背景光量の急な変化にも対応することができる
ため、目標検出の信頼性が向上する。
【0039】また、この発明によれば、脅威となる目標
の種類または能力を推定でき、脅威に対する対処及び回
避に速やかに移ることができる。
の種類または能力を推定でき、脅威に対する対処及び回
避に速やかに移ることができる。
【0040】また、この発明によれば、目標推定の信頼
性が向上する。
性が向上する。
【図1】 この発明の実施の形態1による目標検出装置
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図2】 紫外線センサによる背景データ取得方法のイ
メージ図である。
メージ図である。
【図3】 この発明の実施の形態2による目標検出装置
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図4】 紫外線センサによる背景データ取得時の移動
体の概念図である。
体の概念図である。
【図5】 紫外線センサによる背景データ取得方法のイ
メージ図である。
メージ図である。
【図6】 この発明の実施の形態3による目標検出装置
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図7】 この発明の実施の形態4による目標検出装置
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図8】 この発明の実施の形態5による目標検出装置
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図9】 この発明の実施の形態6による目標検出装置
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図10】 この発明の実施の形態6による目標の種類
の推定方法を示す図である。
の推定方法を示す図である。
【図11】 この発明の実施の形態7による目標検出装
置を示すブロック図である。
置を示すブロック図である。
【図12】 この発明の実施の形態7による目標の飛翔
距離の推定方法を示す図である。
距離の推定方法を示す図である。
【図13】 従来の目標検出装置を示すブロック図であ
る。
る。
1 赤外線光学系、2 赤外線撮像部、3 紫外線光学
系、4 紫外線分光部、5a 目標検出処理部、5b
目標検出処理部、5c 目標検出処理部、6a目標検出
処理部、6b 目標検出処理部、6c 目標検出処理
部、7a 背景データ処理部、7b 背景データ処理
部、7c 背景データ処理部、7d 背景データ処理
部、8 出力データ処理部、9 表示部、10a 紫外
線センサ駆動部、10b 目標用紫外線センサ駆動部、
10c 背景用紫外線センサ駆動部、11a 駆動指示
部、11b 駆動指示部、11c 駆動指示部、11d
駆動指示部、12 姿勢データ受信部、13a 目標
判定処理部、13b 目標判定処理部、14 目標デー
タ記憶部、15 紫外線光学系、16 紫外線撮像部、
17 目標位置比較部、18 同期信号発生部。
系、4 紫外線分光部、5a 目標検出処理部、5b
目標検出処理部、5c 目標検出処理部、6a目標検出
処理部、6b 目標検出処理部、6c 目標検出処理
部、7a 背景データ処理部、7b 背景データ処理
部、7c 背景データ処理部、7d 背景データ処理
部、8 出力データ処理部、9 表示部、10a 紫外
線センサ駆動部、10b 目標用紫外線センサ駆動部、
10c 背景用紫外線センサ駆動部、11a 駆動指示
部、11b 駆動指示部、11c 駆動指示部、11d
駆動指示部、12 姿勢データ受信部、13a 目標
判定処理部、13b 目標判定処理部、14 目標デー
タ記憶部、15 紫外線光学系、16 紫外線撮像部、
17 目標位置比較部、18 同期信号発生部。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04N 7/18 H04N 7/18 G
Claims (7)
- 【請求項1】 広い視野角を持つ赤外線光学系と、赤外
線領域に感度を持つ二次元赤外線検出器を有する赤外線
撮像部と、赤外線画像に二値化などの画像処理を行い目
標候補を検出する目標検出処理部と、狭い視野角を持つ
凝視型の紫外線光学系と、集光した紫外光を分光する分
光器及び紫外線領域に感度を持つ一次元紫外線検出器を
有する紫外線分光部と、上記紫外線光学系及び紫外線分
光部を一体化して駆動する紫外線センサ駆動部と、上記
紫外線光学系の視野の指向方向を紫外線センサ駆動部に
指示する駆動指示部と、上記紫外線分光部の出力する幾
つかの狭い視野の背景からの紫外光を合成して広い視野
の背景データを生成する背景データ処理部と、赤外線画
像で検出された目標候補からの紫外光を計測しその指向
方向の背景データ分を差引いて得られる分光データから
目標か否かを判定する紫外線の目標検出処理部と、赤外
線及び紫外線ともに発光が確認された目標について表示
のための出力を形成する出力データ処理部と、上記出力
データ処理部からのデータを表示する表示部を具備した
ことを特徴とする目標検出装置。 - 【請求項2】 航空機などの速度の速い移動体に搭載し
た場合に、狭い視野の背景からの紫外光を合成して広い
視野の背景データを生成し目標検出を行うため、移動体
の速度及び姿勢データ等を移動体から受信する姿勢デー
タ処理部を備えたことを特徴とする請求項1記載の目標
検出装置。 - 【請求項3】 主に背景データ取得用として運用する紫
外線光学系、紫外線分光部及び紫外線センサ駆動部を備
えたことを特徴とする請求項1もしくは2記載の目標検
出装置。 - 【請求項4】 赤外線光学系の視野範囲内の任意の狭い
視野の背景からの紫外光を複数個取得し、その中央値を
背景データとする処理機能を持つ背景データ処理部を備
えたことを特徴とする請求項1記載の目標検出装置。 - 【請求項5】 背景光の急激な変化に対応するため、赤
外線光学系の視野範囲内の任意の狭い視野の背景からの
紫外光を複数個取得し、その中央値を赤外線画像の輝度
の中央値の揺らぎにより補正して背景データとする処理
機能を持つ背景データ処理部を備えたことを特徴とする
請求項1記載の目標検出装置。 - 【請求項6】 目標の各種データを所持し、計測した目
標の入射光量及び分光波形との比較を行うことで目標の
種類の推定を行う目標識別処理部を備えたことを特徴と
する請求項1,2,3,4もしくは5記載の目標検出装
置。 - 【請求項7】 目標の各種データを所持し、計測した目
標の入射光量、分光波形及び噴射の燃焼時間との比較を
行うことで目標の種類及び飛翔距離の推定を行う目標識
別処理部を備えたことを特徴とする請求項1,2,3,
4もしくは5記載の目標検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8005563A JPH09197034A (ja) | 1996-01-17 | 1996-01-17 | 目標検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8005563A JPH09197034A (ja) | 1996-01-17 | 1996-01-17 | 目標検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09197034A true JPH09197034A (ja) | 1997-07-31 |
Family
ID=11614682
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8005563A Pending JPH09197034A (ja) | 1996-01-17 | 1996-01-17 | 目標検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09197034A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009198174A (ja) * | 2009-06-08 | 2009-09-03 | Technical Research & Development Institute Ministry Of Defence | 飛翔体に対する能動的防御方法 |
| JP2010238012A (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Nohmi Bosai Ltd | 火災検出器 |
| JP2011112284A (ja) * | 2009-11-26 | 2011-06-09 | Mitsubishi Electric Corp | 軌道推定システム |
| CN107728160A (zh) * | 2017-08-21 | 2018-02-23 | 广州紫川电子科技有限公司 | 一种基于红外热像仪的视觉雷达探测方法及系统 |
-
1996
- 1996-01-17 JP JP8005563A patent/JPH09197034A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010238012A (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Nohmi Bosai Ltd | 火災検出器 |
| JP2009198174A (ja) * | 2009-06-08 | 2009-09-03 | Technical Research & Development Institute Ministry Of Defence | 飛翔体に対する能動的防御方法 |
| JP2011112284A (ja) * | 2009-11-26 | 2011-06-09 | Mitsubishi Electric Corp | 軌道推定システム |
| CN107728160A (zh) * | 2017-08-21 | 2018-02-23 | 广州紫川电子科技有限公司 | 一种基于红外热像仪的视觉雷达探测方法及系统 |
| CN107728160B (zh) * | 2017-08-21 | 2021-03-05 | 广州紫川电子科技有限公司 | 一种基于红外热像仪的视觉雷达探测方法及系统 |
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