JPH10325873A - Ｌａｄａｒデータ分解能向上方法、データ取得方法及びｌａｄａｒデータ分解能の倍増方法 - Google Patents
Ｌａｄａｒデータ分解能向上方法、データ取得方法及びｌａｄａｒデータ分解能の倍増方法Info
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- JPH10325873A JPH10325873A JP10137761A JP13776198A JPH10325873A JP H10325873 A JPH10325873 A JP H10325873A JP 10137761 A JP10137761 A JP 10137761A JP 13776198 A JP13776198 A JP 13776198A JP H10325873 A JPH10325873 A JP H10325873A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
- G01S17/06—Systems determining position data of a target
- G01S17/42—Simultaneous measurement of distance and other co-ordinates
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
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- G01S7/491—Details of non-pulse systems
- G01S7/4911—Transmitters
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＬＡＤＡＲシステムから取得されるデータの
分解能を向上させる。 【解決手段】 ＬＡＤＡＲデータが所定の仰角方向走査
速度及び所定の方位方向走査速度で発信されるスプリッ
トビームレーザー信号から生成される本発明の実施の一
形態においては、その方法には、ｎとｍが１より大きな
整数である場合に、そのことによりレーザー信号が発信
される仰角方向走査速度をｎの倍率で減少すること、及
びそのことによりレーザー信号が発信される方位方向走
査速度をｍの倍率で減少することが含まれる。
分解能を向上させる。 【解決手段】 ＬＡＤＡＲデータが所定の仰角方向走査
速度及び所定の方位方向走査速度で発信されるスプリッ
トビームレーザー信号から生成される本発明の実施の一
形態においては、その方法には、ｎとｍが１より大きな
整数である場合に、そのことによりレーザー信号が発信
される仰角方向走査速度をｎの倍率で減少すること、及
びそのことによりレーザー信号が発信される方位方向走
査速度をｍの倍率で減少することが含まれる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、広くはレーザー検
知測距（“ＬＡＤＡＲ：レーダー”）システムに関し、
より詳細にはＬＡＤＡＲシステムの分解能の向上方法に
関する。
知測距（“ＬＡＤＡＲ：レーダー”）システムに関し、
より詳細にはＬＡＤＡＲシステムの分解能の向上方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】ＬＡＤＡＲシステムは、軍事環境での自
動目標認識（“ＡＴＲ”）システムを含む、対象物の検
出及び識別のための多くの用途に適用されている。その
ようなシステムの１つは、図１に示される。レーザー信
号１０は、走査パターン１４と呼ばれる地理領域を走査
するためにプラットホーム１２上の光学パッケージ（図
示せず）により発信される。時折“フットプリント”と
呼ばれる各走査パターン１４は、方位方向に、即ち水平
方向に一回走査する間に、仰角方向に、即ち垂直方向に
幾度か走査することにより生成される。図１は、１つの
フットプリント１４の方位方向走査１８実行中の一回の
仰角方向走査１５を表す。このように、各フットプリン
ト１４は仰角方向走査１５のような複数の仰角方向走査
１６及び方位方向走査１８により確定される。連続する
フットプリント１４同士の間の主な差は、走査プロセス
開始時のプラットホーム１２の位置にある。フットプリ
ント１４同士の間の重複部２０は、プラットホーム１２
が矢印２１方向へ移動する速度により決定される。速
度、センサの水平線に対する俯角、及びＬＡＤＡＲプラ
ットホーム１２の総合方位走査角が地上のフットプリン
ト１４を決定する。
動目標認識（“ＡＴＲ”）システムを含む、対象物の検
出及び識別のための多くの用途に適用されている。その
ようなシステムの１つは、図１に示される。レーザー信
号１０は、走査パターン１４と呼ばれる地理領域を走査
するためにプラットホーム１２上の光学パッケージ（図
示せず）により発信される。時折“フットプリント”と
呼ばれる各走査パターン１４は、方位方向に、即ち水平
方向に一回走査する間に、仰角方向に、即ち垂直方向に
幾度か走査することにより生成される。図１は、１つの
フットプリント１４の方位方向走査１８実行中の一回の
仰角方向走査１５を表す。このように、各フットプリン
ト１４は仰角方向走査１５のような複数の仰角方向走査
１６及び方位方向走査１８により確定される。連続する
フットプリント１４同士の間の主な差は、走査プロセス
開始時のプラットホーム１２の位置にある。フットプリ
ント１４同士の間の重複部２０は、プラットホーム１２
が矢印２１方向へ移動する速度により決定される。速
度、センサの水平線に対する俯角、及びＬＡＤＡＲプラ
ットホーム１２の総合方位走査角が地上のフットプリン
ト１４を決定する。
【０００３】レーザー信号１０は通常パルス信号であ
り、単一ビーム及びスプリットビーム（分割ビーム）の
何れかであろう。多くの生来の性能上の利点のために、
通常スプリットビームレーザー信号が多くのＬＡＤＡＲ
システムで使用される。図２の（Ａ）と（Ｂ）で示され
るように、単一のビーム２２は幾つかのビームレット２
４に分割されうる。図２の（Ａ）と（Ｂ）上の特定のス
プリットビーム信号は、単一のビーム２２を集合的にセ
プテット（７つ組）と呼ばれる７つのビームレット（分
割されたビームの小部分：beamlet ）２４から成るグル
ープ２６へ分割させることにより形成される。ビームレ
ット２４は、レーザー信号１０を発信するプラットホー
ム１２上の光学パッケージ（図示せず）により決定され
る距離分、互いにビームレットから離間される。この距
離の分離は“ビーム分離 (beam separation ）”として
知られ、図２の（Ｂ）に参照番号２５及び２７で示され
る。方位方向ビーム間隔２５は、個々のビームレット２
４の間の図２の（Ｂ）の矢印３３が示す水平方向の間隔
である。方位方向ビーム間隔２５は、光学パッケージ
（図示せず）のビームスプリッターにより決定される。
仰角方向ビーム間隔２７は、図２の（Ｂ）の矢印２９が
示す垂直方向の各グループ２６の間の間隔である。グル
ープ２６間の仰角方向ビーム間隔２７は光学パッケージ
(図示せず）による図２の（Ｂ）の矢印２９方向への仰
角方向走査１６ (図１に示される）の速度により決定さ
れる。
り、単一ビーム及びスプリットビーム（分割ビーム）の
何れかであろう。多くの生来の性能上の利点のために、
通常スプリットビームレーザー信号が多くのＬＡＤＡＲ
システムで使用される。図２の（Ａ）と（Ｂ）で示され
るように、単一のビーム２２は幾つかのビームレット２
４に分割されうる。図２の（Ａ）と（Ｂ）上の特定のス
プリットビーム信号は、単一のビーム２２を集合的にセ
プテット（７つ組）と呼ばれる７つのビームレット（分
割されたビームの小部分：beamlet ）２４から成るグル
ープ２６へ分割させることにより形成される。ビームレ
ット２４は、レーザー信号１０を発信するプラットホー
ム１２上の光学パッケージ（図示せず）により決定され
る距離分、互いにビームレットから離間される。この距
離の分離は“ビーム分離 (beam separation ）”として
知られ、図２の（Ｂ）に参照番号２５及び２７で示され
る。方位方向ビーム間隔２５は、個々のビームレット２
４の間の図２の（Ｂ）の矢印３３が示す水平方向の間隔
である。方位方向ビーム間隔２５は、光学パッケージ
（図示せず）のビームスプリッターにより決定される。
仰角方向ビーム間隔２７は、図２の（Ｂ）の矢印２９が
示す垂直方向の各グループ２６の間の間隔である。グル
ープ２６間の仰角方向ビーム間隔２７は光学パッケージ
(図示せず）による図２の（Ｂ）の矢印２９方向への仰
角方向走査１６ (図１に示される）の速度により決定さ
れる。
【０００４】単一ビーム２２の各パルスは分割されるの
で、図１の仰角方向走査１６を実行中に発信されるレー
ザー信号１０は、実際にはグループ２６のような一連の
グループ化されたパルスである。そのような一連のグル
ープ化されたパルスの一回の仰角方向走査は、本件では
“ノッド”と呼ばれる。ノッドは、グループ２６と同様
に互いに対して離間される。この分離はノッド間隔と呼
ばれ、図２の（Ｂ）に参照番号３１で表される。ノッド
間隔３１は、矢印３３方向への方位方向、即ち水平走査
１８の速度により決定される。
で、図１の仰角方向走査１６を実行中に発信されるレー
ザー信号１０は、実際にはグループ２６のような一連の
グループ化されたパルスである。そのような一連のグル
ープ化されたパルスの一回の仰角方向走査は、本件では
“ノッド”と呼ばれる。ノッドは、グループ２６と同様
に互いに対して離間される。この分離はノッド間隔と呼
ばれ、図２の（Ｂ）に参照番号３１で表される。ノッド
間隔３１は、矢印３３方向への方位方向、即ち水平走査
１８の速度により決定される。
【０００５】図１に戻ると、プラットホーム１２上の光
学パッケージは、仰角方向に（１６）そして方位方向に
（１８）走査する間、グループ２６を発信する。従っ
て、走査パターン１４は仰角方向走査１５のような一連
の連続ノッドから成る。これゆえに、走査パターン１４
内のノッド１５の回数は方位方向走査１８の速度により
決定され、一回のノッド１５中のビームグループ２６の
数は仰角方向走査１６の速度により決定される。結果的
に仰角方向走査速度及び方位方向走査速度は、所定の光
学パッケージにより得ることが可能な情報量、即ち分解
能に影響を与える。
学パッケージは、仰角方向に（１６）そして方位方向に
（１８）走査する間、グループ２６を発信する。従っ
て、走査パターン１４は仰角方向走査１５のような一連
の連続ノッドから成る。これゆえに、走査パターン１４
内のノッド１５の回数は方位方向走査１８の速度により
決定され、一回のノッド１５中のビームグループ２６の
数は仰角方向走査１６の速度により決定される。結果的
に仰角方向走査速度及び方位方向走査速度は、所定の光
学パッケージにより得ることが可能な情報量、即ち分解
能に影響を与える。
【０００６】レーザー信号１０は、切れ目なくプラット
ホーム１２へ反射を返し、プラットホーム１２は反射さ
れたレーザー信号を受信する。各走査パターン１４から
の総反射（戻り）は、走査ラスタ１４として知られる。
データは受信された信号から取得され、処理される。処
理のタイプは、反射されたレーザー信号１０から取得さ
れるデータ、及びＬＡＤＡＲシステムが使用されている
用途に大きく依存する。例えば、データは画像を表示す
るように、或いは走査パターン１４内で検知される目標
の識別に使用するために画像データを提供するように処
理される。反射された信号は、方位方向に離間されるノ
ッド、或いはビームレット２４のグループから成る。反
射されたノッドは、各ピクセルが反射されたビームレッ
ト２４の１つと対応する、図３に示されるようなピクセ
ルから成るノッドパターンを形成するために結合され
る。
ホーム１２へ反射を返し、プラットホーム１２は反射さ
れたレーザー信号を受信する。各走査パターン１４から
の総反射（戻り）は、走査ラスタ１４として知られる。
データは受信された信号から取得され、処理される。処
理のタイプは、反射されたレーザー信号１０から取得さ
れるデータ、及びＬＡＤＡＲシステムが使用されている
用途に大きく依存する。例えば、データは画像を表示す
るように、或いは走査パターン１４内で検知される目標
の識別に使用するために画像データを提供するように処
理される。反射された信号は、方位方向に離間されるノ
ッド、或いはビームレット２４のグループから成る。反
射されたノッドは、各ピクセルが反射されたビームレッ
ト２４の１つと対応する、図３に示されるようなピクセ
ルから成るノッドパターンを形成するために結合され
る。
【０００７】そのようなＬＡＤＡＲシステムから取得さ
れるデータの分解能は、自律的にターゲットを識別する
ために必要な程度の情報を自動ターゲット検知装置に提
供するためにターゲット上にいくつのピクセルが必要で
あるかを含む幾つかの設計上の兼ね合いに依存する。他
の要素にはシステムの走査角度、有効距離、及び有効距
離の精度が含まれる。ＬＡＤＡＲ走査角度は、そのシス
テムを運ぶために用いられる飛行機（ビークル）の速度
により決定される。飛行機が速ければ速いほど、走査角
度は小さくなる。所定の走査角度では、プラットホーム
１２が速く進めば進むほど、地上のフットプリント１４
間の切れ目が広くなり、つまり重複部２０は小さくな
る。従って、走査角度は、飛行機の最高速度で希望のタ
ーゲットを捕らえるために広大な地上包括範囲及び走査
間の十分な重複部を提供するように設定される。ＬＡＤ
ＡＲ有効距離は、レーザー出力、望遠鏡の収集口径、検
知装置の応答、及びシステム分解能により影響される。
有効距離の精度は、レーザーパルス幅及びパルス捕獲エ
レクトロニクスにより影響される。
れるデータの分解能は、自律的にターゲットを識別する
ために必要な程度の情報を自動ターゲット検知装置に提
供するためにターゲット上にいくつのピクセルが必要で
あるかを含む幾つかの設計上の兼ね合いに依存する。他
の要素にはシステムの走査角度、有効距離、及び有効距
離の精度が含まれる。ＬＡＤＡＲ走査角度は、そのシス
テムを運ぶために用いられる飛行機（ビークル）の速度
により決定される。飛行機が速ければ速いほど、走査角
度は小さくなる。所定の走査角度では、プラットホーム
１２が速く進めば進むほど、地上のフットプリント１４
間の切れ目が広くなり、つまり重複部２０は小さくな
る。従って、走査角度は、飛行機の最高速度で希望のタ
ーゲットを捕らえるために広大な地上包括範囲及び走査
間の十分な重複部を提供するように設定される。ＬＡＤ
ＡＲ有効距離は、レーザー出力、望遠鏡の収集口径、検
知装置の応答、及びシステム分解能により影響される。
有効距離の精度は、レーザーパルス幅及びパルス捕獲エ
レクトロニクスにより影響される。
【０００８】実際のＬＡＤＡＲシステム設計は、幾つか
の相争うパラメータの釣り合いを保つことに基礎を置い
ている。理想的なＬＡＤＡＲシステムは、高い角度分解
能、広走査角、長い有効距離、及び高い有効距離の精度
を有し、非常に低価格なものであろう。高い角度分解能
は、ピクセル、即ち反射ビームレット２４同士の間の角
距離が非常に小さいことを意味し、その結果として対象
となるターゲット上により多くのピクセルをもたらし、
そのターゲットをより“確認”しやすくする。走査角が
大きければ大きいほど、ターゲットが捜索されうる領域
が広くなる。ＬＡＤＡＲの有効距離が長ければ長いほ
ど、ターゲットが早く検出され、脅威となるものが早く
決定されうる。有効距離の精度は、どこまで小さな距離
変化がＬＡＤＡＲにより分解可能であるか、を意味す
る。システムの価格はしばしば設計における主要な原動
力となる。これらのパラメータの個々が、特定の用途の
ための最高のシステムを獲得するために、他と引き換え
に交換される。
の相争うパラメータの釣り合いを保つことに基礎を置い
ている。理想的なＬＡＤＡＲシステムは、高い角度分解
能、広走査角、長い有効距離、及び高い有効距離の精度
を有し、非常に低価格なものであろう。高い角度分解能
は、ピクセル、即ち反射ビームレット２４同士の間の角
距離が非常に小さいことを意味し、その結果として対象
となるターゲット上により多くのピクセルをもたらし、
そのターゲットをより“確認”しやすくする。走査角が
大きければ大きいほど、ターゲットが捜索されうる領域
が広くなる。ＬＡＤＡＲの有効距離が長ければ長いほ
ど、ターゲットが早く検出され、脅威となるものが早く
決定されうる。有効距離の精度は、どこまで小さな距離
変化がＬＡＤＡＲにより分解可能であるか、を意味す
る。システムの価格はしばしば設計における主要な原動
力となる。これらのパラメータの個々が、特定の用途の
ための最高のシステムを獲得するために、他と引き換え
に交換される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ＬＡＤＡＲシステムか
ら取得されるデータの分解能を更に向上させることが望
ましい。また、従来の設計上の制約のどの１つを変える
ことも、そのような設計で得られた折衷案を本質的に変
更させることになるであろう。従って、これらの要素を
変更せずに分解能を向上させることが望ましい。また更
に、現在ＬＡＤＡＲシステムに使用されている光学パッ
ケージ上の変更を必要とせずにＬＡＤＡＲの分解能を向
上させることが望ましい。従って、ＬＡＤＡＲ分解能を
向上させる新技術が必要である。
ら取得されるデータの分解能を更に向上させることが望
ましい。また、従来の設計上の制約のどの１つを変える
ことも、そのような設計で得られた折衷案を本質的に変
更させることになるであろう。従って、これらの要素を
変更せずに分解能を向上させることが望ましい。また更
に、現在ＬＡＤＡＲシステムに使用されている光学パッ
ケージ上の変更を必要とせずにＬＡＤＡＲの分解能を向
上させることが望ましい。従って、ＬＡＤＡＲ分解能を
向上させる新技術が必要である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の実施の一形態で
は、ＬＡＤＡＲデータの分解能を向上させるための方法
が提供される。ＬＡＤＡＲデータが所定の仰角方向走査
速度及び所定の方位方向走査速度で発信されるスプリッ
トビームレーザー信号から生成される本発明の実施の一
形態においては、その方法には、ｎとｍが１より大きな
整数である場合に、そのことによりレーザー信号が発信
される仰角方向走査速度をｎの倍率で減少すること、及
びそのことによりレーザー信号が発信される方位方向走
査速度をｍの倍率で減少することが含まれる。上に簡単
に要約された本発明に関するより詳細な説明は、本明細
書の図面で開示される特定の実施の形態により以下で説
明され、またそれに関連して説明される。しかしなが
ら、図面は本発明の典型的な、特定の実施の形態のみを
表すものであり、本発明は他の同様に効果的な実施の形
態も認めるため、この特定の実施の形態に限定している
と考えられるべきではない。
は、ＬＡＤＡＲデータの分解能を向上させるための方法
が提供される。ＬＡＤＡＲデータが所定の仰角方向走査
速度及び所定の方位方向走査速度で発信されるスプリッ
トビームレーザー信号から生成される本発明の実施の一
形態においては、その方法には、ｎとｍが１より大きな
整数である場合に、そのことによりレーザー信号が発信
される仰角方向走査速度をｎの倍率で減少すること、及
びそのことによりレーザー信号が発信される方位方向走
査速度をｍの倍率で減少することが含まれる。上に簡単
に要約された本発明に関するより詳細な説明は、本明細
書の図面で開示される特定の実施の形態により以下で説
明され、またそれに関連して説明される。しかしなが
ら、図面は本発明の典型的な、特定の実施の形態のみを
表すものであり、本発明は他の同様に効果的な実施の形
態も認めるため、この特定の実施の形態に限定している
と考えられるべきではない。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の十分な理解のために、多
数の具体的な細部が以下の特定の実施の形態に関する詳
細な記述の中で説明される。しかしながら当業者は、本
発明が多くの細部を示すことなしに実行されうることを
理解するであろう。なぜならそのような細部は、採用さ
れる特定の実施の形態に応じて必要、若しくは有益であ
るからである。反対に、他の例においては、よく知られ
る細部は、その発明を不明瞭にしないように、明確さを
保つために記述されていない。そのような細部を提供す
ることは、例え複雑で時間のかかる作業であっても、当
業者がこの開示により利益を得られるならば、ルーチン
ワークであることが理解されるであろう。
数の具体的な細部が以下の特定の実施の形態に関する詳
細な記述の中で説明される。しかしながら当業者は、本
発明が多くの細部を示すことなしに実行されうることを
理解するであろう。なぜならそのような細部は、採用さ
れる特定の実施の形態に応じて必要、若しくは有益であ
るからである。反対に、他の例においては、よく知られ
る細部は、その発明を不明瞭にしないように、明確さを
保つために記述されていない。そのような細部を提供す
ることは、例え複雑で時間のかかる作業であっても、当
業者がこの開示により利益を得られるならば、ルーチン
ワークであることが理解されるであろう。
【００１２】本発明に一致するＬＡＤＡＲシステム分解
能を向上させるための実施の一形態が図４と図５に表さ
れる。図示される実施の形態において、ＬＡＤＡＲシス
テムは、所定の仰角方向走査速度、及び所定の方位方向
走査速度で発信されるスプリットビームレーザー信号を
使用する。この実施の形態では、レーザー信号が発信さ
れる仰角方向走査速度はｎの倍率で減少され、レーザー
信号により発信される方位方向走査速度はｍの倍率で減
少される。倍率ｎはビームレット２４のグループ２６の
間の仰角方向間隔を狭め、倍率ｍは連続するノッド１５
の間の方位方向間隔を狭める。倍率ｎとｍは互いに等し
いと考えられるが、この点に関しては本発明はそこまで
限定しない。更に、分解能の向上を達成するために、少
なくともｎとｍの内のどちらかが１より大きくなければ
ならない。
能を向上させるための実施の一形態が図４と図５に表さ
れる。図示される実施の形態において、ＬＡＤＡＲシス
テムは、所定の仰角方向走査速度、及び所定の方位方向
走査速度で発信されるスプリットビームレーザー信号を
使用する。この実施の形態では、レーザー信号が発信さ
れる仰角方向走査速度はｎの倍率で減少され、レーザー
信号により発信される方位方向走査速度はｍの倍率で減
少される。倍率ｎはビームレット２４のグループ２６の
間の仰角方向間隔を狭め、倍率ｍは連続するノッド１５
の間の方位方向間隔を狭める。倍率ｎとｍは互いに等し
いと考えられるが、この点に関しては本発明はそこまで
限定しない。更に、分解能の向上を達成するために、少
なくともｎとｍの内のどちらかが１より大きくなければ
ならない。
【００１３】図４は、本発明に一致する仰角方向走査速
度、及び方位方向走査速度を減じることによるビームレ
ット２４のグループ２６の間の間隔、及びノッド１５の
間の間隔への影響を図示する。この特定の実施の形態に
おいて、ｎとｍは２に等しく、従ってＬＡＤＡＲデータ
の分解能を２倍にする。新しいノッド３０は、図示され
るように古いノッド１５を組み合わせることにより生成
される。旧ノッド１５の最初から３列３７、及び旧ノッ
ド１５の最後から４列３８は使用されず、おそらく不要
なものとして処理されるであろう。前述のとおり、組み
合わされた新ノッド３０は旧ノッド１５の２倍の角度分
解能を有する。
度、及び方位方向走査速度を減じることによるビームレ
ット２４のグループ２６の間の間隔、及びノッド１５の
間の間隔への影響を図示する。この特定の実施の形態に
おいて、ｎとｍは２に等しく、従ってＬＡＤＡＲデータ
の分解能を２倍にする。新しいノッド３０は、図示され
るように古いノッド１５を組み合わせることにより生成
される。旧ノッド１５の最初から３列３７、及び旧ノッ
ド１５の最後から４列３８は使用されず、おそらく不要
なものとして処理されるであろう。前述のとおり、組み
合わされた新ノッド３０は旧ノッド１５の２倍の角度分
解能を有する。
【００１４】本発明の特定の実施の一形態は、図１のプ
ラットホーム１２等の飛行する補助軍需品に乗せられる
ＬＡＤＡＲ探索装置ヘッド（“ＬＡＳＨ：ラッシュ”）
である。ＬＡＳＨがＬＡＤＡＲ走査パターンを生成し、
発信し、受信する方法は、米国特許第５，２００，６０
６号、第５，２２４，１０９号、及び第５，２８５，４
６１号で十分に開示され、請求されている。これらの米
国特許の其々は、ここで逐語的に説明されるごとく、全
ての目的のために本件の参考文献に明確に組み込まれ
る。ＬＡＳＨ ＬＡＤＡＲは、単一の０．２ｍＲａｄ
ｌ／ｅ2 のレーザーパルス２２を図２の（Ａ）と（Ｂ）
に示されるようにセプテット２６として知られる７つの
隣接パルス２４へ分割する。個々のレーザービームの詳
細は図２の（Ａ）に示される。各スポット２２毎のレー
ザービームの開き３４は０．２ミリラジアンであり、ビ
ーム分離３６は０．４ｍＲａｄである。光ファイバアレ
イは、反射光を収集するように離間される７つから成る
１行のファイバを有する。ファイバは、０．３ミリラジ
アンの受信角（acceptance angle）３４（図２の（Ａ）
に示される）、及び０．４ミリラジアンファーフィール
ド（遠視野）ビーム分離３６（図２の（Ａ）に示され
る）と一致するファイバ同士間の間隔を有する。仰角方
向走査装置は、垂直の走査角を有すると、０．４ミリラ
ジアンずつ垂直方向にセプテットを発散させる。次に走
査装置を含む光学送受信機は、走査ラスタを生成するた
めに方位方向に走査される。
ラットホーム１２等の飛行する補助軍需品に乗せられる
ＬＡＤＡＲ探索装置ヘッド（“ＬＡＳＨ：ラッシュ”）
である。ＬＡＳＨがＬＡＤＡＲ走査パターンを生成し、
発信し、受信する方法は、米国特許第５，２００，６０
６号、第５，２２４，１０９号、及び第５，２８５，４
６１号で十分に開示され、請求されている。これらの米
国特許の其々は、ここで逐語的に説明されるごとく、全
ての目的のために本件の参考文献に明確に組み込まれ
る。ＬＡＳＨ ＬＡＤＡＲは、単一の０．２ｍＲａｄ
ｌ／ｅ2 のレーザーパルス２２を図２の（Ａ）と（Ｂ）
に示されるようにセプテット２６として知られる７つの
隣接パルス２４へ分割する。個々のレーザービームの詳
細は図２の（Ａ）に示される。各スポット２２毎のレー
ザービームの開き３４は０．２ミリラジアンであり、ビ
ーム分離３６は０．４ｍＲａｄである。光ファイバアレ
イは、反射光を収集するように離間される７つから成る
１行のファイバを有する。ファイバは、０．３ミリラジ
アンの受信角（acceptance angle）３４（図２の（Ａ）
に示される）、及び０．４ミリラジアンファーフィール
ド（遠視野）ビーム分離３６（図２の（Ａ）に示され
る）と一致するファイバ同士間の間隔を有する。仰角方
向走査装置は、垂直の走査角を有すると、０．４ミリラ
ジアンずつ垂直方向にセプテットを発散させる。次に走
査装置を含む光学送受信機は、走査ラスタを生成するた
めに方位方向に走査される。
【００１５】この特定のＬＡＤＡＲシステムは、レーザ
ー信号１０を発信し、受信するためにジンバル式光学シ
ステムを回転させるソフトウェア制御の走査プロセスを
使用する。この実施の形態における本発明の走査プロセ
スは、２つの仰角方向走査波形を有するプログラミング
可能なロジック装置（“ＰＬＤ”）、２つの方位方向走
査速度を有するジンバル制御ソフトウェア、及び新ノッ
ドと旧ノッドを結合する画像処理ソフトウェアにより実
現される。仰角方向走査装置駆動波形は、２つの使用可
能な波形を有する、ソフトウェアのコマンドにより両者
の間で切り替えるＰＬＤにより生成される。ジンバル制
御ソフトウェアは、方位方向走査速度に関しては予めプ
ログラミング可能であり、方位方向走査速度を半分まで
減じることが可能である。画像処理ソフトウェアは、新
ノッドの第一の部分をバッファに入れ、それを新ノッド
の第二の部分と結合させ、全走査ラスタを通してその処
理を続ける。
ー信号１０を発信し、受信するためにジンバル式光学シ
ステムを回転させるソフトウェア制御の走査プロセスを
使用する。この実施の形態における本発明の走査プロセ
スは、２つの仰角方向走査波形を有するプログラミング
可能なロジック装置（“ＰＬＤ”）、２つの方位方向走
査速度を有するジンバル制御ソフトウェア、及び新ノッ
ドと旧ノッドを結合する画像処理ソフトウェアにより実
現される。仰角方向走査装置駆動波形は、２つの使用可
能な波形を有する、ソフトウェアのコマンドにより両者
の間で切り替えるＰＬＤにより生成される。ジンバル制
御ソフトウェアは、方位方向走査速度に関しては予めプ
ログラミング可能であり、方位方向走査速度を半分まで
減じることが可能である。画像処理ソフトウェアは、新
ノッドの第一の部分をバッファに入れ、それを新ノッド
の第二の部分と結合させ、全走査ラスタを通してその処
理を続ける。
【００１６】プラットホーム１２が前方へ飛行すると、
ＬＡＤＡＲ探索装置ヘッドはターゲットを捜索する。Ｌ
ＡＳＨは図３に示されるようなノッドパターンを所定の
仰角方向走査速度、及び所定の方位方向走査速度で生成
する。図６の（Ａ）と（Ｂ）はそれぞれ、この最初の分
解能で取得される、推定ターゲット３２を含む有効距離
データと光の強度データのグラフィックディスプレイ
（図形表示）４０を表す。推定ターゲットを検出する
と、幾つかの実施の形態においてプラットホーム１２は
直ちに機首下げし、ターゲットに接近し始め、減少され
た角度でターゲット追跡走査を開始する。推定ターゲッ
トの検出等のある予め定められた条件が生じると、ＬＡ
ＳＨは図４と図５に示されるように仰角方向及び方位方
向走査速度を減少することにより高い分解能データ取得
モードに切り替える。更なる例として、図示される実施
の形態は、本発明をＰＬＤに格納されたソフトウェアで
実施する。しかし、実施は形態特有であり、幾つかの実
施の形態においてはハードウェアの変更さえも必要とす
るであろう。図６の（Ｃ）と（Ｄ）はこの向上された分
解能での画像４０を図表を用いて表す。走査波形駆動の
振幅は半分まで減じられる。これによりセプテットの間
隔は０．２ミリラジアンになる。ジンバル方位方向速度
もまた半分まで減じられる。上述された方法により探索
装置は分解能を向上させ、プラットホーム１２が軍事行
動を開始する前にそのターゲットが本当にターゲットで
あることを確認するＡＴＲの能力を大きく高めることが
可能である。更に、分解能の向上はレーザー信号を生
成、及び発信するために使用される光学パッケージのハ
ードウェアを変更することなしに達成される。
ＬＡＤＡＲ探索装置ヘッドはターゲットを捜索する。Ｌ
ＡＳＨは図３に示されるようなノッドパターンを所定の
仰角方向走査速度、及び所定の方位方向走査速度で生成
する。図６の（Ａ）と（Ｂ）はそれぞれ、この最初の分
解能で取得される、推定ターゲット３２を含む有効距離
データと光の強度データのグラフィックディスプレイ
（図形表示）４０を表す。推定ターゲットを検出する
と、幾つかの実施の形態においてプラットホーム１２は
直ちに機首下げし、ターゲットに接近し始め、減少され
た角度でターゲット追跡走査を開始する。推定ターゲッ
トの検出等のある予め定められた条件が生じると、ＬＡ
ＳＨは図４と図５に示されるように仰角方向及び方位方
向走査速度を減少することにより高い分解能データ取得
モードに切り替える。更なる例として、図示される実施
の形態は、本発明をＰＬＤに格納されたソフトウェアで
実施する。しかし、実施は形態特有であり、幾つかの実
施の形態においてはハードウェアの変更さえも必要とす
るであろう。図６の（Ｃ）と（Ｄ）はこの向上された分
解能での画像４０を図表を用いて表す。走査波形駆動の
振幅は半分まで減じられる。これによりセプテットの間
隔は０．２ミリラジアンになる。ジンバル方位方向速度
もまた半分まで減じられる。上述された方法により探索
装置は分解能を向上させ、プラットホーム１２が軍事行
動を開始する前にそのターゲットが本当にターゲットで
あることを確認するＡＴＲの能力を大きく高めることが
可能である。更に、分解能の向上はレーザー信号を生
成、及び発信するために使用される光学パッケージのハ
ードウェアを変更することなしに達成される。
【００１７】本発明は、ここでの説明の利益を受ける当
業者には明らかな、異なりはしても同等の方法に変更さ
れたり実施されたりしうるため、上述された特定の実施
の形態は例証に過ぎない。例えば、ここで開示された特
定の実施の形態は分解能を２倍にする。しかし、ビーム
２２として０．１ｍＲａｄのスポットサイズを生成する
光学パッケージを使用する実施の形態では、ｎとｍの其
々を３或いは４に設定することにより分解能を３倍或い
は４倍にすることが可能である。更なる例として、図示
される実施の形態は、本発明をＰＬＤに格納されたソフ
トウェアで実施する。しかし、実施は形態特有であり、
幾つかの実施の形態においてはハードウェアの変更さえ
も必要とするであろう。また更に、特許請求の範囲に示
される以外は、ここで示される構成或いは設計の詳細へ
の制限は意図されない。従って、ここで開示された特定
の実施の形態は変更或いは修正されうるものであり、そ
のような全ての変形は本発明の範囲、及び精神内である
と考えられることは明らかである。ゆえに、ここで求め
られる保護については特許請求の範囲で説明される。
業者には明らかな、異なりはしても同等の方法に変更さ
れたり実施されたりしうるため、上述された特定の実施
の形態は例証に過ぎない。例えば、ここで開示された特
定の実施の形態は分解能を２倍にする。しかし、ビーム
２２として０．１ｍＲａｄのスポットサイズを生成する
光学パッケージを使用する実施の形態では、ｎとｍの其
々を３或いは４に設定することにより分解能を３倍或い
は４倍にすることが可能である。更なる例として、図示
される実施の形態は、本発明をＰＬＤに格納されたソフ
トウェアで実施する。しかし、実施は形態特有であり、
幾つかの実施の形態においてはハードウェアの変更さえ
も必要とするであろう。また更に、特許請求の範囲に示
される以外は、ここで示される構成或いは設計の詳細へ
の制限は意図されない。従って、ここで開示された特定
の実施の形態は変更或いは修正されうるものであり、そ
のような全ての変形は本発明の範囲、及び精神内である
と考えられることは明らかである。ゆえに、ここで求め
られる保護については特許請求の範囲で説明される。
【図１】本発明に関する幾つかの概念を表すために従来
技術であるＬＡＤＡＲシステムを描写する。
技術であるＬＡＤＡＲシステムを描写する。
【図２】（Ａ）と（Ｂ）はＬＡＤＡＲシステムで使用す
るレーザー信号を生成するために用いられる従来技術で
あるビーム分割技術を表す。
るレーザー信号を生成するために用いられる従来技術で
あるビーム分割技術を表す。
【図３】図１及び図２の（Ａ）と（Ｂ）で示されるよう
な従来技術であるＬＡＤＡＲシステムで作り出されるノ
ッドパターンを描写する。
な従来技術であるＬＡＤＡＲシステムで作り出されるノ
ッドパターンを描写する。
【図４】図５のダイアグラムで示される本発明の実施の
形態により作り出されるノッドパターンを描写する。
形態により作り出されるノッドパターンを描写する。
【図５】本発明に一致するＬＡＤＡＲデータ分解能を向
上させるための方法の実施の一形態をダイアグラムで示
す。
上させるための方法の実施の一形態をダイアグラムで示
す。
【図６】（Ａ）〜（Ｄ）は図４及び図５の実施の形態の
適用に起因するＬＡＤＡＲデータの分解能の向上を表す
走査画像である。
適用に起因するＬＡＤＡＲデータの分解能の向上を表す
走査画像である。
１０ レーザー信号 １２ プラットホーム １４ 走査パターン １５ 仰角方向走査 １８ 方位方向走査
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 598028028 1701 Ｗ．Ｍａｒｓｈａｌｌ，Ｇｒａｎｄ Ｐｒａｉｒｉｅ，Ｔｅｘａｓ 75051, Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏｆ Ａｍ ｅｒｉｃａ
Claims (17)
- 【請求項１】 ＬＡＤＡＲデータの分解能を向上させる
方法であって、前記ＬＡＤＡＲデータが所定の仰角方向
走査速度及び所定の方位方向走査速度で発信されるスプ
リットビームレーザー信号から生成され、 前記レーザー信号が発信される前記仰角方向走査速度を
ｎの倍率で減少し、 前記レーザー信号が発信される前記方位方向走査速度を
ｍの倍率で減少し、 ｎとｍが１より大きな整数である、 ＬＡＤＡＲデータ分解能向上方法。 - 【請求項２】 更に前記レーザー信号を発信し、前記レ
ーザー信号を受信することを含む、請求項１に記載の方
法。 - 【請求項３】 前記の受信されたレーザー信号から取得
されるデータが画像を生成するように処理される、請求
項２に記載の方法。 - 【請求項４】 ｎとｍとが等しい、請求項１に記載の方
法。 - 【請求項５】 前記ＬＡＤＡＲデータの分解能が倍増さ
れる、請求項１に記載の方法。 - 【請求項６】 ＬＡＤＡＲデータ分解能向上方法であっ
て、 スプリットビームレーザー信号を生成し、 仰角方向走査速度及び方位方向走査速度を利用して前記
レーザー信号を発信し、 ｎが１よりも大きい整数であって、前記レーザー信号が
発信される前記仰角方向走査速度をｎの倍率で減少し、 ｍが１よりも大きい整数であって、前記レーザー信号が
発信される前記方位方向走査速度をｍの倍率で減少し、 該反射されたレーザー信号を受信する、 ＬＡＤＡＲデータ分解能向上方法。 - 【請求項７】 前記レーザー信号のビームが７つのビー
ムレットである、請求項６に記載の方法。 - 【請求項８】 ｎとｍとが等しい、請求項６に記載の方
法。 - 【請求項９】 前記ＬＡＤＡＲデータの分解能が倍増さ
れる、請求項６に記載の方法。 - 【請求項１０】 前記受信されたレーザー信号から取得
されるデータが画像を生成するように処理される、請求
項６に記載の方法。 - 【請求項１１】 ＬＡＤＡＲデータを取得するための方
法であって、 スプリットビームレーザー信号を生成し、 所定の仰角方向走査速度及び所定の方位方向走査速度で
前記レーザー信号を発信し、 該反射されたレーザー信号を受信し、 前記受信されたレーザー信号からデータを取得し、 ｎが１より大きい整数であって、前記レーザー信号が発
信される前記仰角方向走査速度をｎの倍率で減少するこ
と、及びｍが１より大きい整数であって、前記レーザー
信号が発信される前記方位方向走査速度をｍの倍率で減
少することにより、予め定められた条件発生時に前記デ
ータの分解能を向上させること、 を含むＬＡＤＡＲデータ取得方法。 - 【請求項１２】 前記レーザー信号のビームが７つのビ
ームレットである、請求項１１に記載の方法。 - 【請求項１３】 前記の予め定められた条件が、前記Ｌ
ＡＤＡＲデータからの目標の検知、及びレーザー発信装
置の指向方向の変化の内の少なくとも１つである、請求
項１１に記載の方法。 - 【請求項１４】 ｎとｍとが等しい、請求項１１に記載
の方法。 - 【請求項１５】 前記ＬＡＤＡＲデータの分解能が倍増
される、請求項１１に記載の方法。 - 【請求項１６】 前記の受信されたレーザー信号から取
得されるデータが、画像を生成するように処理される、
請求項１１に記載の方法。 - 【請求項１７】 ＬＡＤＡＲ送受信機が備えられたプラ
ットホームから取得され、目標を検知するために使用さ
れるＬＡＤＡＲデータにおける分解能を倍増するための
方法であって、 スプリットビームレーザー信号を生成し、該ビームは７
つのビームレットに分割され、 所定の仰角方向走査速度及び所定の方位方向走査速度で
前記レーザー信号を発信し、 該反射されたレーザー信号を受信し、 前記の受信されたレーザー信号からのデータを、該目標
の画像表示及び該目標の検知の内の少なくとも１つを行
うように処理し、 該目標の検知とある予め定められた基準に関しての前記
プラットホームの指向方向の変更の内の少なくとも１つ
が発生した際に前記仰角方向走査速度を半分にし前記方
位方向走査速度を半分にすることにより前記データの分
解能を向上させる、 ことを含むＬＡＤＡＲデータ分解能の倍増方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US845980 | 1997-05-01 | ||
| US08/845,980 US5898483A (en) | 1997-05-01 | 1997-05-01 | Method for increasing LADAR resolution |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10325873A true JPH10325873A (ja) | 1998-12-08 |
Family
ID=25296593
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10137761A Pending JPH10325873A (ja) | 1997-05-01 | 1998-05-01 | Ｌａｄａｒデータ分解能向上方法、データ取得方法及びｌａｄａｒデータ分解能の倍増方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5898483A (ja) |
| EP (1) | EP0875773A1 (ja) |
| JP (1) | JPH10325873A (ja) |
| IL (1) | IL124089A (ja) |
| NO (1) | NO981964L (ja) |
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| JP2010139431A (ja) * | 2008-12-12 | 2010-06-24 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 監視装置及び監視方法 |
| JP2011017645A (ja) * | 2009-07-09 | 2011-01-27 | Toshiba Corp | 目標捕捉追尾装置 |
| JP2020034296A (ja) * | 2018-08-27 | 2020-03-05 | 朝日航洋株式会社 | 有効距離取得方法、及び、レーザ計測方法 |
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- 1998-04-30 NO NO981964A patent/NO981964L/no not_active Application Discontinuation
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