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公開番号2024118677
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-02
出願番号2023025093
出願日2023-02-21
発明の名称処理装置及びレーダシステム
出願人株式会社東芝
代理人弁理士法人スズエ国際特許事務所
主分類G01S 13/89 20060101AFI20240826BHJP(測定;試験)
要約【課題】対象物の適切なイメージングを行うことが可能な処理装置及びレーダシステムを提供することにある。
【解決手段】実施形態に係る処理装置は、第1取得手段と、第1生成手段と、第2取得手段と、第2生成手段と、第3生成手段とを具備する。第1取得手段は、複数の第1アンテナから第1反射波信号を取得する。第1生成手段は、複素数で表される第1反射波信号間の空間相関を計算することによって第1レーダ画像を生成する。第2取得手段は、複数の第2アンテナから第2反射波信号を取得する。第2生成手段は、複素数で表される第2反射波信号間の空間相関を計算することによって第2レーダ画像を生成する。第3生成手段は、第1及び第2レーダ画像に対して、複素数で表される画素値の合成による第1合成手法及び画像合成による第2合成手法のうちの1つを適用して第3レーダ画像を生成する。
【選択図】図10
特許請求の範囲【請求項１】
第１レーダ信号を送信し、当該第１レーダ信号の反射波に基づく第１反射波信号を受信する複数の第１アンテナから当該第１反射波信号を取得する第１取得手段と、
複素数で表される第１反射波信号間の空間相関を計算することによって第１レーダ画像を生成する第１生成手段と、
第２レーダ信号を送信し、当該第２レーダ信号の反射波に基づく第２反射波信号を受信する複数の第２アンテナから当該第２反射波信号を取得する第２取得手段と、
複素数で表される第２反射波信号間の空間相関を計算することによって第２レーダ画像を生成する第２生成手段と、
前記生成された第１及び第２レーダ画像に対して、複素数で表される画素値の合成による第１合成手法及び画像合成による第２合成手法のうちの少なくとも１つを適用することによって第３レーダ画像を生成する第３生成手段と
を具備する処理装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記第１及び第２レーダ画像に適用される前記第１または第２合成手法は、前記第１及び第２レーダ信号を反射する対象物に応じて選択される請求項１記載の処理装置。
【請求項３】
前記対象物と前記複数の第１及び第２アンテナとの間の距離または前記対象物の形状を計測するセンサを更に具備し、
前記第１及び第２レーダ画像に適用される前記第１または第２合成手法は、前記計測結果に応じて選択される
請求項２記載の処理装置。
【請求項４】
前記複数の第１アンテナは、第１レーダモジュールに備えられ、
前記複数の第２アンテナは、前記第１レーダモジュールとは離間して配置された第２レーダモジュールに備えられる
請求項１記載の処理装置。
【請求項５】
前記複数の第１アンテナは、第１レーダ装置に備えられ、
前記複数の第２アンテナは、前記第１レーダ装置とは異なる第２レーダ装置に備えられる
請求項１記載の処理装置。
【請求項６】
前記複数の第１アンテナは、レーダ装置に備えられた複数の第３アンテナのうちの一部であり、
前記複数の第２アンテナは、前記レーダ装置に備えられた複数の第３アンテナのうちの一部であって、前記複数の第１アンテナとは少なくとも一部のアンテナが異なる
請求項１記載の処理装置。
【請求項７】
前記第１及び第２レーダ信号を反射する対象物に応じて、前記複数の第１アンテナを第１グループとして協調動作させ、前記複数の第２アンテナを第２グループとして協調動作させる駆動手段を更に具備する請求項１～６のいずれか一項に記載の処理装置。
【請求項８】
第１レーダ信号を送信し、当該第１レーダ信号の反射波に基づく第１反射波信号を受信する複数の第１アンテナと、
第２レーダ信号を送信し、当該第２レーダ信号の反射波に基づく第２反射波信号を受信する複数の第２アンテナと、
処理部と
を具備し、
前記処理部は、
前記複数の第１アンテナから前記第１反射波信号を取得し、
複素数で表される第１反射波信号間の空間相関を計算することによって第１レーダ画像を生成し、
前記複数の第２アンテナから前記第２反射波信号を取得し、
複素数で表される第２反射波信号間の空間相関を計算することによって第２レーダ画像を生成し、
前記生成された第１及び第２レーダ画像に対して、複素数で表される画素値の合成による第１合成手法及び画像合成による第２合成手法のうちの少なくとも１つを適用することによって第３レーダ画像を生成する
レーダシステム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、処理装置及びレーダシステムに関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
近年では、レーダ信号（送信波）の反射波を利用して対象物のイメージングを行うレーダシステムが開発されている。
【０００３】
ここで、上記した対象物のイメージング結果（対象物を含むレーダ画像）は例えばセキュリティ検査等に用いることができるが、当該セキュリティ検査の精度を向上させるためには、対象物の適切なイメージングを行う（つまり、精度の高いレーダ画像を生成する）仕組みが必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許第４９５４０３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、対象物の適切なイメージングを行うことが可能な処理装置及びレーダシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態に係る処理装置は、第１取得手段と、第１生成手段と、第２取得手段と、第２生成手段と、第３生成手段とを具備する。前記第１取得手段は、第１レーダ信号を送信し、当該第１レーダ信号の反射波に基づく第１反射波信号を受信する複数の第１アンテナから当該第１反射波信号を取得する。前記第１生成手段は、複素数で表される第１反射波信号間の空間相関を計算することによって第１レーダ画像を生成する。前記第２取得手段は、第２レーダ信号を送信し、当該第２レーダ信号の反射波に基づく第２反射波信号を受信する複数の第２アンテナから当該第２反射波信号を取得する。前記第２生成手段は、複素数で表される第２反射波信号間の空間相関を計算することによって第２レーダ画像を生成する。前記第３生成手段は、前記生成された第１及び第２レーダ画像に対して、複素数で表される画素値の合成による第１合成手法及び画像合成による第２合成手法のうちの少なくとも１つを適用することによって第３レーダ画像を生成する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
レーダ装置に採用されるＦＭＣＷ方式の概要について説明するための図。
ＭＩＭＯレーダの概要について説明するための図。
空間分解能について説明するための図。
単一のアンテナで実現される空間分解能について説明するための図。
複数のアンテナで実現される空間分解能について説明するための図。
実施形態において想定されるレーダシステムの適用例について説明するための図。
対象物までの距離と空間分解能との関係性について説明するための図。
対象物までの距離と空間分解能との関係性について説明するための図。
本実施形態に係るレーダシステムの動作の概要について説明するための図。
レーダシステムの構成の一例を示す図。
レーダシステムの処理手順の一例を示すフローチャート。
本実施形態の比較例について説明するための図。
本実施形態の比較例について説明するための図。
本実施形態の比較例について説明するための図。
本実施形態において得られるレーダ画像について説明するための図。
本実施形態において適用されるレーダ画像の合成手法の一例について説明するための図。
複数のレーダ装置を利用して対象物のイメージングを行う例について説明するための図。
複素領域合成が行われた結果及び画像領域合成が行われた結果の一例を示す図。
複素領域合成、画像領域合成及び画像結合を組み合わせたレーダ画像の合成の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して、実施形態について説明する。
本実施形態に係るレーダシステムは、対象物に対して送信（照射）されたレーダ信号の当該対象物からの反射波を利用して当該対象物が位置する方位や当該対象物までの距離を測定し、当該対象物のイメージングを行う（画像を生成する）ように構成されている。なお、このようなレーダシステムにおいて対象物に対して送信されるレーダ信号は、例えばミリ波（ＥＨＦ：Extra High Frequency）のような電波である。
【０００９】
以下、レーダシステムの概要について簡単に説明する。まず、周波数変調を行うレーダ変調方式の一例として、ＦＭＣＷ（Frequency Modulated Continuous Wave）方式について説明する。
【００１０】
ＦＭＣＷ方式によれば、図１に示すように時間の経過に応じて周波数が変化するような変調が行われたレーダ信号（送信波）が送信され、当該レーダ信号と当該レーダ信号の反射波に基づく反射波信号（受信波）とにおける周波数差（以下、ビート周波数と表記）に基づいて対象物までの距離が測定される。
（【００１１】以降は省略されています）

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