JPS6222089A - 目標検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、放射状走査装置によって得られる信号から
、背景ノイズ等に惑わされることなく。

目標のみを２Ｍ化することが可能な、目標検出装置に関
するものである。

〔従来の技術〕

第２図は、放射状走査装置を用いた従来の目標検出装置
の構成の１例を示す図であって、（１）は入力光、（２
）は放射状走査光学系、　＋３１Ｈ走査光、１４）は受
光素子、　＋５１１；を第１のアナログ電気信号、（６
）はフィルタ回路、（７）は第２のアナログ電気信号、
（８）はサンプリング回路、（９）はデジタル信号、　
Ｏ（Ｉは２＠化回路、αυは２値化信号である。

第３図は、第２図における放射状走査光学系（２）の走
査パターンの１例を説明する図であって、Ｑ１２は全視
野を示す。走査点は２１点を出発しｒ　Ｐ２　＋　Ｐ３
　Ｈ・・・ＰＩ３を順次経由して２１点にもどるものと
する。

以後、Ｐｉ点を出発し再び２１点に戻るまでの走査を１
フレームと呼び、ｐ１点から２２点まで、　　Ｐ３点か
ら２４点までなどの走査を１スキヤンと呼ぶ。またＸ方
向およびｙ方向を第３図の様に定めるものとする。

第２図において１入力光（１）は放射状走査光学系（２
）により、第３図に示すように視野内を走査される。こ
の走査により得られる走査光＋３１　ｒｉ、受光素子（
４）にはいり、第１のアナログ電気信号；５）に変換さ
れる。フィルタ回路（６）は、第１のアナログ電気信号
（５）を入力し、雑音成分を除去するためのフィルタリ
ング処理を行なって、第２のアナログ電気信号（７）と
して出力する。つぎにサンプリング回路（８）は、第２
のアナログ電気信号（７）を受けて、一定時間間隔でサ
ンプリングを一行ない、これをアナログ・デジタル変換
して、デジタル信号（９）を出力する。さらに２値化回
路αＯは、デジタル信号（９）の値を、あらかじめ設定
きれた閾値と比較し、２値化処理を行なって、２値化信
号αυを出力する。　゛〔発明が解決しようとする問題
点〕 第４図は、放射状走査装置を用いた目標検出装置の運用
概念図の１例であって、（１３は放射状走査装置、Ｑ４
は目標、Ｑ９は海面、αｅは視野中心の線、′α７１に
視野上限の線、錦は視野下限の線、珀は視野中心の俯角
、■は視野上限の俯角、ｃ！１ｌｒｉ視野下限の俯角、
（ハ）は海面に平行な線である。

第４図において、放射状走査装置口３は海面α９を見お
ろすように設置されている。放射状走査装置Ｑ３は、第
３図に示す放射状走査パターンに示すように視野α２内
を走査する。視野内でｙ座標が最大となる箇所が視野上
限の線ａ１に、視野内でｙ座標が最小となる箇所が視野
下限の線αａに、視野内で　　　　　　　「ｙ座標が零
になる箇所が視野中心の線αｅにそれぞれ相当する。す
なわち放射状走査装置α３は、第４図において視野上限
の線αηと視野下限の線ａａとの間の領域を走査−ず゛
ることになる。この走査の間に。

受光素子（４）が海面を見おろす俯角は、視野中心の俯
角ａ９を中心として、視野上限の俯角□□□から視野下
限の俯角−まで変化することになる。・従って。

放射状走査装置Ｑ３と海面α９との視野方向の距離も。

俯角の変化につれて変化することＫなり、放射状走査装
置α３と海面ａＳとの間に存在する大気の影響により、
放射状走査装置α３が検知する入射光レベルは、目標Ｉ
のあるなしにかかわらず変化する。

この入射光レベルの変動は第１のアナログ電気信号（５
）として出力される。この入射光レベルの変動を背景ノ
イズと呼ぶ。

第５図は、このような状況のもとで、受光素子（４）が
、検知する１スキャン分の第１のアナログ電気信号（５
）の時間変化の１例を示したものであって。

Ｇは目標の存在位置を示し＋Ｔｎは１スキヤンの走査時
間を表わしている。第５図において背景ノイズの輝度レ
ベル変化は、目標信号の輝度レベル変化に比べて非常に
大きい。また背景ノイズの輝度レベル変化は、スキャン
ごとに異なるという特徴をも有している。フィルタ回路
（６）は、この背景ノイズを除去するために設けられた
もので、第１のアナログ電気信号（５）から特定の周波
数成分を除去することにより、背景ノイズの影響を小さ
くするものである。第６図は、フィルタ回路（６）の出
力である第２のアナログ電気信号（７）の１スキャン分
の時間波形を示したものである。背景ノイズは、大部分
除去されるが、除去しきれない部分が、中央部の輝度レ
ベルの上昇分となって表われている。

これを背景ノイズの残留成分と呼ぶ。

第７図は、目標を含まず、背景ノイズの残留成分と波ノ
イズのみを含む信号波形を示し、Ｔｈは２値化の閾値で
ある。

従来の装置においては２値化回路α〔は、入力信号に目
標が含まれているかどうかの評価を何ら行なわずに、無
条件に２値化処理を行なうため、前記の背景ノイズの残
留成分や海面の波に起因するノイズが大きい場合には、
これを目標として２値化してしまうという問題点があっ
た。

この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、放射状走査による背景ノイズの残留成分を目標と
して検出することを防止し、入力信号中に目標が含まれ
るときのみ２＠化を行なうことにより、正確な目標の検
出を行なうことを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明にかかる目標検出装置は、サンプリング回路か
ら出力されるＮビット（Ｎｒｉ自然数）のデジタル信号
の１スキヤンごとの平均値を求める平均値演算回路と、
データを１スキヤン分の時間を遅延させる遅延回路と、
前記の遅延回路の出力と前記の平均値データとから、１
スキヤンごとの信号の最大値を求める第１の最大値検出
回路と。

実効値を求めるＲＭＳ演算回路と、１スキヤンごとに最
大値と実効値との比を求める除算回路と、前記の最大値
と実効値との比の１フレ一ム分の最大値を求める第２の
最大値検出回路と、第２の最大値検出回路の出力と閾値
とを比較して１フレームの中の目標の有無を判定する判
定回路と１判定回路の出力によＩ）２値化回路の出力を
コントロールするゲート回路を設けたものである。

〔作用〕

この発明においてｄ、放射状走査装置の出力信号にフィ
ルタをかけて得られる信号について、１スキヤンごとに
信号の最大値と実効値との比を求め、１フレームにおけ
るこの比の最大値がある閾値を越えた場合に、信号に目
標が含まれるとして。

２値化信号を有効にする。

〔実施例〕

第１図は、この発明の１実施例の構成を示すものであっ
て、＠は平均値演算回路、（ハ）は遅延回路。

＠は平均値データ、いは遅延デジタル信号、■は第１の
最大値検出回路、ＣａはＲＭ８演算回路、ωは最大値デ
ータ、０υは実効値データ、（至）は除算回路。

３３ＶｉＰＰ／Ｒ￥Ｓデータ、０４１は第２の最大値検
出回路。

（至）は最大ＰＰ／ＲＭＳデータ、（至）は判定回路、
３７１はゲート制御信号、Ｃ３８はゲート回路、（至）
は目標信号で　　　　　　口ある。

第１図において、放射状走査光学系（２）、受光素子（
４）、フィルタ回路（６）、す９イリング回路（８１，
２値化回路α１の動作は、〔従来の技術〕の項で説明し
た第２図におけるものと全く同等であるので説明を省略
する。

ここでサンプリング回路（８）の出力であるデジタル信
号（９）を、Ｄ（’＋−＋）と表記する。ただし１は。

何番目のスキャンであるかを示し、１からＨ日（Ｒ８は
スキャン数）までの整数である。またｊは、１スキヤン
中で何番目のサンプル点であるかを示し。

１からＮｐ　（Ｎ　ｐはサンプル点数）までの整数であ
る。

平均値演算回路■は、前記のデジタル信号１９）を受け
て、１スキヤンごとにその平均値を算出し。

平均値データ（ハ）として出力する。各スキャンの平均
値データ（１）を＋Ｍｉと表記すれば、Ｍｉは次式のよ
一方遅延回路（ハ）は、前記デジタル信号（９）の信号
を１スキヤンに相当する時間だけ遅延させ、遅延デジタ
ル信号いとして出力する。これは当該スキャンの実効値
および平均レベルからの差の絶対値の最大値を計算する
ために必要となる。

ＲＭ８演算回路Ｃａは、前記の平均値データ（ト）およ
び遅延デジタル信号＠を受けて、各スキャンの実効値を
計算し実効値データＧＯを出力する。各スキャンの実効
値をＲ１と表記すれば、Ｒ１は次式で与え同時に第１の
最大値検出回路＠は、前記の平均値データ（至）および
遅延デジタル信号＠を受けて。

各スキャンにおける平均レベルからの差の絶対値の最大
値を求め、最大値データ■としで出力する。

最大値データＣ１ｍをＭＸｌと表記すれば、　　ＭＸＩ
Ｊ次式％式％ つぎに除算回路Ｃ３３は、実効値データ０１）および最
大値データ■を受けて、その比を計算し、ＰＰ／ＲＭ８
データ（至）として出力する。１スキヤンのＰＰ／ＲＭ
Ｓデータ（至）をＰｌと表記すれば、Ｐｌは次式で表わ
される。

ｐｌ　ｍ　ＭＸ１／Ｒｉ　　　　　　　　　　　・・−
・旧・・＋４）第２の最大値検出回路（ロ）は、１フレ
一ム分のＰＰ／ＲＭ８データｃ！３を受け、その最大値
を求めて、最大ＰＰ／ＲＭＳデータ（至）として出力す
る。最大ＰＰ／ＲＭＳデータ（至）をＭＰと表記すれば
、　ＭＰは次式となる。

ＭＰ″″ＭＡＸ　　Ｐｌ　　　　　　　　　　・・・・
・・・・・（５）１≦１≦Ｎ６ 判定回路（至）は、最大ＰＰ／ＲＭＳデータ（至）を受
け。

その値をあらかじめセットされた閾値と比較し。

もし値が閾値よりも犬ならば、信号中に目標が含まれる
と判断し、ゲート制御信号筒をＯＮにする、ゲート回路
（至）は、ゲート制御信号−がＯＮならば、ゲートを開
き、２＠化信号αυを通し、目標信号（至）として出力
する。

〔発明の効果〕

この発明によれば、第６図に示すような目標による顕著
なピークを含むような信号波形の場合には、最大ＰＰ／
ＲＭ８の値が大きくなるため２＠化信号を有効にし、第
７図に示すような目標は含まないが、背景ノイズの残留
成分や波ノイズ等の影響により２値化の閾値を越えるよ
うな信号波形の場合には、最大ＰＰ／ＲＭＳの値が小さ
くなるため、２値化信号を無効にする〇 さらにＰＰ／ＲＭＳの値を各スキャンごとに求めている
ため、スキャンどとにレベル変動があっても影響を受け
ない。

この様に、信号の統計的性質に基づいて、２値化信号の
有効か否かを判定するため、背景ノイズの残留成分や波
ノイズを目標として検出することを防ぎ、目標を効果的
に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の１実施例の構成を示す図。 第２図は放射状走査装置を用いた従来の目標検出装置の
構成の１例を示す図、第３図は第１図および第２図にお
ける放射状走査光学系の走査パターンを示す図、第４図
は放射状走査装置を用いた目標検出装置の運用概念の１
例を示す図、第５図は１スキヤンの分の受光素子出力信
号の１例を示す図、第６図はフィルタ回路の１スキャン
分の出力　　　　　　　−信号の１例を示す図、第７図
は目標を含まないデジタル信号の１例を示す図である。 図において、（２）は放射状走査光学系、（４）は受光
素子、（６）はフィルタ回路、（８）はサンプリング回
路。 ａＩＪは２値化回路、　ｃ！４は平均値演算回路、（ハ
）は遅延回路、＠は第１の最大値検出回路、（至）はＲ
ＭＳ演算回路、Ｃ３２は除算回路、Ｃ３４は第２の最大
値検出回路。 （至）は判定回路、＠はゲート回路である。 なお９図中同一わるいは相当部分には、同一符号を付し
て示しである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 目標を含む外界からの入力光を放射状に走査する放射状
   走査光学系と、前記の放射状走査光学系によつて走査さ
   れた光を電気信号に変換する受光素子と、前記の受光素
   子から出力される電気信号にフィルタリング処理を施こ
   すフィルタ回路と、前記のフィルタ回路から出力される
   アナログ電気信号を受けてサンプリングとアナログ・デ
   ジタル変換とを行なうサンプリング回路と、前記のサン
   プリング回路から出力されるデジタル信号の平均値を求
   める平均値演算回路と、前記のデジタル信号を一定時間
   遅延させる遅延回路と、前記の平均値および前記の遅延
   したデジタル信号とを受けて信号の最大値を検出する第
   １の最大値検出回路と、前記の平均値および前記の遅延
   したデジタル信号とを受けて信号の実効値を求めるＲＭ
   Ｓ演算回路と、前記の最大値と前記の実効値との比を求
   める除算回路と、前記の除算回路の出力の最大値を求め
   る第２の最大値検出回路と、前記のデジタル信号の２値
   化を行なう２値化回路と、前記の第２の最大値検出回路
   の出力に基づいて、目標の有無を判定する判定回路と、
   この判定回路の出力により、前記２値化回路の出力を有
   効又は無効にするゲート回路を備えたことを特徴とする
   目標検出装置。