特許 6895305 誘導制御装置、誘導制御方法、飛しょう体及び誘導制御プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6895305

(24)【登録日】2021年6月9日

(45)【発行日】2021年6月30日

(54)【発明の名称】誘導制御装置、誘導制御方法、飛しょう体及び誘導制御プログラム

(51)【国際特許分類】

   G01S 13/88 20060101AFI20210621BHJP

【ＦＩ】

   G01S13/88 210

【請求項の数】15

【全頁数】27

(21)【出願番号】特願2017-85704(P2017-85704)

(22)【出願日】2017年4月24日

(65)【公開番号】特開2018-185176(P2018-185176A)

(43)【公開日】2018年11月22日

【審査請求日】2019年10月10日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100205350

【弁理士】

【氏名又は名称】狩野 芳正

(74)【代理人】

【識別番号】100117617

【弁理士】

【氏名又は名称】中尾 圭策

(72)【発明者】

【氏名】小山 卓哉

(72)【発明者】

【氏名】宇田 秀信

(72)【発明者】

【氏名】山岸 司

(72)【発明者】

【氏名】内山 裕貴

【審査官】 佐藤 宙子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−１９４３６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１３３１４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特公昭５０−０４０９１６（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 特開２００４−２１９２４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／００７３２１８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 中国特許出願公開第１０３６０５１３１（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｓ ７／００− ７／４２

Ｇ０１Ｓ １３／００−１３／９５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電波の送受信によりビデオ信号を取得する電波送受信部と、
第１命令に基づき処理を開始し、前記ビデオ信号に基づき、第１目標受信電力と第１クラッタ受信電力とを算出し、目標の第１位置情報を推定する第１目標演算部と、
第２命令に基づき処理を開始し、前記ビデオ信号に基づき、目標の第２位置情報を推定する第２目標演算部と、
前記第１命令を前記第１目標演算部に出力し、前記第１目標受信電力と前記第１クラッタ受信電力とに基づき、前記第１目標演算部への前記第１命令の出力から前記第２目標演算部への前記第２命令の出力に切り替える切替部と、
前記目標の第１位置情報または前記目標の第２位置情報に基づき誘導情報を出力する誘導演算部と
を備え、
前記切替部は、
前記第１目標受信電力に基づき、前記第２目標演算部の処理を行った時の目標受信電力の推定値を第２目標受信電力として算出し、
前記第１クラッタ受信電力に基づき、前記第２目標演算部の処理を行った時のクラッタ受信電力の推定値を第２クラッタ受信電力として算出し、
前記第２目標受信電力と前記第２クラッタ受信電力とを比較した比率に基づき、処理を切り替える
誘導制御装置。

【請求項2】

請求項１に記載の誘導制御装置であって、
前記切替部は、
前記第１目標受信電力に対する前記第２目標受信電力を示す受信電力情報を有し、
前記受信電力情報を参照することで、前記第１目標受信電力から前記第２目標受信電力を推定する
誘導制御装置。

【請求項3】

電波の送受信によりビデオ信号を取得する電波送受信部と、
第１命令に基づき処理を開始し、前記ビデオ信号に基づき、第１目標受信電力と第１クラッタ受信電力とを算出し、目標の第１位置情報を推定する第１目標演算部と、
第２命令に基づき処理を開始し、前記ビデオ信号に基づき、目標の第２位置情報を推定する第２目標演算部と、
前記第１命令を前記第１目標演算部に出力し、前記第１目標受信電力と前記第１クラッタ受信電力とに基づき、前記第１目標演算部への前記第１命令の出力から前記第２目標演算部への前記第２命令の出力に切り替える切替部と、
前記目標の第１位置情報または前記目標の第２位置情報に基づき誘導情報を出力する誘導演算部と
を備え、
前記第２目標演算部は、さらに、第３命令に基づき処理を開始し、前記ビデオ信号に基づき、第３目標受信電力と第３クラッタ受信電力とを算出し、
前記切替部は、
前記第１目標受信電力と前記第１クラッタ受信電力とに基づき、前記第１目標演算部への前記第１命令の出力から、前記第１目標演算部への前記第１命令の出力と、前記第２目標演算部への前記第３命令の出力とを併用する移行期間に切り替え、
前記第３目標受信電力と前記第３クラッタ受信電力とに基づき、前記移行期間から前記第２目標演算部への前記第２命令の出力に切り替える
誘導制御装置。

【請求項4】

請求項３に記載の誘導制御装置であって、
前記移行期間は、前記第１目標演算部への前記第１命令の出力と前記第２目標演算部への前記第３命令の出力とを時分割で併用する
誘導制御装置。

【請求項5】

請求項３または４に記載の誘導制御装置であって、
前記切替部は、前記第３クラッタ受信電力に対する前記第３目標受信電力の比率が予め決められた閾値以上になる回数が、予め決められた回数に達した場合に、前記第２目標演算部により前記目標の第２位置情報を推定する処理を切り替える
誘導制御装置。

【請求項6】

請求項３または４に記載の誘導制御装置であって、
前記切替部は、前記第３クラッタ受信電力に対する前記第３目標受信電力の比率が予め決められた閾値以上である回数が、連続して予め決められた回数に達した場合に、前記第２目標演算部により前記目標の第２位置情報を推定する処理を切り替える
誘導制御装置。

【請求項7】

請求項１から６のいずれか１項に記載の誘導制御装置であって、
前記第１目標演算部は、コヒーレント積分型の処理を用いて前記目標の第１位置情報を推定する
誘導制御装置。

【請求項8】

請求項１から７のいずれか１項に記載の誘導制御装置であって、
前記第２目標演算部は、周波数アジリティ処理を用いて前記目標の第２位置情報を推定する
誘導制御装置。

【請求項9】

請求項１から８のいずれか１項に記載の誘導制御装置であって、
前記切替部は、送信する前記電波の周波数情報を前記電波送受信部に指示する
誘導制御装置。

【請求項10】

請求項１から９のいずれか１項に記載の誘導制御装置であって、
前記目標の第１位置情報及び前記目標の第２位置情報は、自機の移動方向に対する目標の位置の相対角度である
誘導制御装置。

【請求項11】

請求項１から１０のいずれか１項に記載の誘導制御装置を備える飛しょう体。

【請求項12】

電波の送受信によりビデオ信号を取得する電波送受信工程と、
前記ビデオ信号に基づき、第１目標受信電力と第１クラッタ受信電力とを算出し、目標の第１位置情報を推定する第１目標演算工程と、
前記ビデオ信号に基づき、目標の第２位置情報を推定する第２目標演算工程と、
前記目標の第１位置情報又は前記目標の第２位置情報に基づき移動体を誘導する誘導演算工程と、
前記電波送受信工程と、前記第１目標演算工程と、前記誘導演算工程とによる移動体の誘導から、前記第１目標受信電力と前記第１クラッタ受信電力とに基づき、前記電波送受信工程と、前記第２目標演算工程と、前記誘導演算工程とによる移動体の誘導に切り替える切替工程と
を含み、
前記切替工程は、
前記第１目標受信電力に基づき、前記第２目標演算工程における目標受信電力の推定値を第２目標受信電力として算出し、
前記第１クラッタ受信電力に基づき、前記第２目標演算工程におけるクラッタ受信電力の推定値を第２クラッタ受信電力として算出し、
前記第２目標受信電力と前記第２クラッタ受信電力とを比較した比率に基づき、処理を切り替える
誘導制御方法。

【請求項13】

電波の送受信によりビデオ信号を取得する電波送受信工程と、
前記ビデオ信号に基づき、第１目標受信電力と第１クラッタ受信電力とを算出し、目標の第１位置情報を推定する第１目標演算工程と、
前記ビデオ信号に基づき、目標の第２位置情報を推定する第２目標演算工程と、
前記目標の第１位置情報又は前記目標の第２位置情報に基づき移動体を誘導する誘導演算工程と、
前記電波送受信工程と、前記第１目標演算工程と、前記誘導演算工程とによる移動体の誘導から、前記第１目標受信電力と前記第１クラッタ受信電力とに基づき、前記電波送受信工程と、前記第２目標演算工程と、前記誘導演算工程とによる移動体の誘導に切り替える切替工程と、
前記ビデオ信号に基づき、第３目標受信電力と第３クラッタ受信電力とを算出する第３目標演算工程と
を含み、
前記切替工程は、
前記電波送受信工程と、前記第１目標演算工程と、前記誘導演算工程とによる移動体の誘導から、前記第１目標受信電力と前記第１クラッタ受信電力とに基づき、前記電波送受信工程と、前記第１目標演算工程と、前記誘導演算工程とにより移動体を誘導するとともに、前記第３目標演算工程を行う移行期間に切り替え、
前記移行期間から、前記第３目標受信電力と前記第３クラッタ受信電力とに基づき、前記電波送受信工程と、前記第２目標演算工程と、前記誘導演算工程とによる移動体の誘導に切り替える
誘導制御方法。

【請求項14】

第１命令に基づき開始し、電波の反射波から取得するビデオ信号に基づき、第１目標受信電力と第１クラッタ受信電力とを算出し、目標の第１位置情報を推定する第１目標演算手段と、
第２命令に基づき開始し、前記ビデオ信号に基づき、目標の第２位置情報を推定する第２目標演算手段と、
前記第１目標演算手段に前記第１命令を出力し、前記第１目標受信電力と前記第１クラッタ受信電力とに基づき、前記第１目標演算手段への前記第１命令の出力から前記第２目標演算手段への前記第２命令の出力に切り替える切替手段と
を含み、
前記切替手段は、
前記第１目標受信電力に基づき、前記第２目標演算手段における目標受信電力の推定値を第２目標受信電力として算出し、
前記第１クラッタ受信電力に基づき、前記第２目標演算手段におけるクラッタ受信電力の推定値を第２クラッタ受信電力として算出し、
前記第２目標受信電力と前記第２クラッタ受信電力とを比較した比率に基づき、処理を切り替える
誘導制御プログラム。

【請求項15】

第１命令に基づき開始し、電波の反射波から取得するビデオ信号に基づき、第１目標受信電力と第１クラッタ受信電力とを算出し、目標の第１位置情報を推定する第１目標演算手段と、
第２命令に基づき開始し、前記ビデオ信号に基づき、目標の第２位置情報を推定する第２目標演算手段と、
前記第１目標演算手段に前記第１命令を出力し、前記第１目標受信電力と前記第１クラッタ受信電力とに基づき、前記第１目標演算手段への前記第１命令の出力から前記第２目標演算手段への前記第２命令の出力に切り替える切替手段と
を含み、
前記第２目標演算手段は、さらに、第３命令に基づき処理を開始し、前記ビデオ信号に基づき、第３目標受信電力と第３クラッタ受信電力とを算出し、
前記切替手段は、
前記第１目標受信電力と前記第１クラッタ受信電力とに基づき、前記第１目標演算手段への前記第１命令の出力から、前記第１目標演算手段への前記第１命令の出力と、前記第２目標演算手段への前記第３命令の出力とを併用する移行期間に切り替え、
前記第３目標受信電力と前記第３クラッタ受信電力とに基づき、前記移行期間から前記第２目標演算手段への前記第２命令の出力に切り替える
誘導制御プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、誘導制御装置、誘導制御方法、飛しょう体及び誘導制御プログラムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

移動体、例えば飛しょう体を艦艇などの目標に誘導するのに、レーダを用いて目標を検出することが知られている。飛しょう体から電波を照射すると、目標からの反射波を受信する。この反射波の検出角度を用いて、飛しょう体を目標に誘導する。

【0003】

特許文献１には、目標からの反射波の受信電力（以下、目標受信電力という。）が一時的に低下することで、フィルタ特性が低下するのを防止する技術が開示されている。飛しょう体の移動方向に対する目標の角度を反射波から算出する際に、フィルタを用いてゲインを調整する。このフィルタに、反射波の目標受信電力とノイズの受信電力とを比較した比率（以下、この比率をＳ／Ｎ比という。）から得られるフィルタと、目標までの距離情報から得られるフィルタとを切り替えて用いる。これにより、一時的なゲインの低下を防止する。

【0004】

また、飛しょう体から電波を照射すると、目標からの反射波だけでなく、周囲の海面や島などからのクラッタを受信する。この周囲のクラッタから目標の反射波を検出する方法として、ドップラービームシャープニング処理（以下、ＤＢＳ処理という。）などのコヒーレント積分型の処理を用いることが知られている。

【0005】

ＤＢＳ処理は、単一周波数の電波を照射し、受信する反射波の位相を揃えて、合成することで目標検出を行う。しかし、単一周波数であるため、目標からの反射波の合成により得られる反射点の検出角度が目標の反射面の中で変動することが知られている。このため、ＤＢＳ処理で目標追尾を行う場合に、飛しょう体の目標点、つまり反射点が安定せず、命中精度が低下する問題がある。

【0006】

特許文献２には、レーダのほかに、光波センサを用いる技術が開示されている。遠距離では、レーダを用いたＤＢＳ処理を用いて、クラッタを受信する環境下で目標を検出する。近距離では、光波センサを用いて目標を検出する。これにより、飛しょう体の命中精度を高める。レーダと光波センサとを切り替える時に、ＤＢＳ処理で得られる目標追尾情報を用いることで、光波センサによる目標検出において他目標に遷移することを防止する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００１‐５６３７４号公報

【特許文献2】特許第５９０００５１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

特許文献１に示されている方法は、フィルタを変更することで目標検出後の検出角度精度を高める処理である。このため、目標検出特性は改善されない。また、特許文献２に示されている方法は、光波センサを用いるため、雨による減衰の影響がレーダに比べて大きく、目標の探知距離は短い。また、レーダのほか、光波センサを搭載するため、誘導制御装置の寸法と質量とが大きくなり、飛しょう体の基本性能は低い。

【0009】

以上のような状況を鑑み、本発明は、クラッタ受信環境下でも目標検出でき、天候の影響を受けにくく、追尾性能の高い誘導制御装置を提供することを目的の１つとする。他の目的については、以下の記載及び実施の形態の説明から理解することができる。

【課題を解決するための手段】

【0010】

以下に、発明を実施するための形態で使用される番号・符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、特許請求の範囲の記載と発明を実施するための形態との対応関係の一例を示すために、参考として、括弧付きで付加されたものである。よって、括弧付きの記載により、特許請求の範囲は、限定的に解釈されるべきではない。

【0011】

上記目的を達成するため、本発明の第１の態様に係る誘導制御装置は、電波送受信部と、第１目標演算部（１３０）と、第２目標演算部（１５０、１５０Ａ）と、切替部（１１０、１１０Ａ）と、誘導演算部（８０）とを備える。電波送受信部は、電波の送受信によりビデオ信号を取得する。第１目標演算部（１３０）は、切替部から第１目標演算処理を開始する第１命令を受信することで処理を開始し、ビデオ信号に基づき、第１目標受信電力と第１クラッタ受信電力とを算出し、目標の第１位置情報を推定する。第２目標演算部（１５０、１５０Ａ）は、切替部から第２目標演算処理を開始する第２命令を受信することで処理を開始し、ビデオ信号に基づき、目標の第２位置情報を推定する。切替部（１１０、１１０Ａ）は、第１命令を第１目標演算部に出力する。また、第１目標受信電力と第１クラッタ受信電力とに基づき、第１目標演算部への第１命令の出力から第２目標演算部への第２命令の出力に切り替える。誘導演算部（８０）は、目標の第１位置情報または目標の第２位置情報に基づき誘導情報を出力する。

【0012】

前述の切替部（１１０、１１０Ａ）は、第１目標受信電力に基づき、第２目標演算部の処理を行った時の目標受信電力の推定値を第２目標受信電力として算出し（Ｓ４００）、第１クラッタ受信電力に基づき、第２目標演算部の処理を行った時のクラッタ受信電力の推定値を第２クラッタ受信電力として算出し（Ｓ４００）、第２目標受信電力と第２クラッタ受信電力とを比較した比率に基づき、処理を切り替えてもよい（Ｓ５００）。

【0013】

前述の切替部（１１０、１１０Ａ）は、第１目標受信電力に対する第２目標受信電力を示す受信電力情報を有し、受信電力情報を参照することで、第１目標受信電力から第２目標受信電力を推定してもよい。

【0014】

前述の第２目標演算部（１５０Ａ）は、さらに、切替部から第２目標演算処理により第３目標受信電力と第３クラッタ受信電力を算出する処理を開始する第３命令を受信することで処理を開始し、ビデオ信号に基づき、第３目標受信電力と第３クラッタ受信電力とを算出してもよい。また、前述の切替部（１１０Ａ）は、第１目標受信電力と第１クラッタ受信電力とに基づき、第１目標演算部への第１命令の出力から、第１目標演算部（Ｓ１３０）への第１命令の出力と、第２目標演算部（Ｓ１５０Ａ）への第２命令の出力とを併用する移行期間に切り替えてもよい。また、第３目標受信電力と第３クラッタ受信電力とに基づき、第１命令の出力を第２目標演算部（Ｓ１５０Ａ）に切り替えてもよい。

【0015】

移行期間は、第１目標演算部への第１命令の出力と第２目標演算部への第２命令の出力とを時分割で併用してもよい。

【0016】

前述の切替部（１１０Ａ）は、第３クラッタ受信電力に対する第３目標受信電力の比率が予め決められた閾値以上になる回数が、予め決められた回数に達した場合に、第２目標演算部により目標の第２位置情報を推定する処理を切り替えてもよい。

【0017】

前述の切替部（１１０Ａ）は、第３クラッタ受信電力に対する第３目標受信電力の比率が予め決められた閾値以上である回数が、連続して予め決められた回数に達した場合に、第２目標演算部（１５０Ａ）により目標の第２位置情報を推定する処理を切り替えてもよい。

【0018】

前述の第１目標演算部（１３０）は、コヒーレント積分型の処理を用いて目標の第１位置情報を推定してもよい。

【0019】

前述の第２目標演算部（１５０、１５０Ａ）は、周波数アジリティ処理を用いて目標の第２位置情報を推定してもよい。

【0020】

前述の切替部（１１０、１１０Ａ）は、第１目標演算処理と第２目標演算処理のうち、選択している処理に基づき、送信する電波の周波数情報を電波送受信部に指示してもよい。

【0021】

本発明の第２の態様に係る飛しょう体は、前述の誘導制御装置を備える。

【0022】

本発明の第３の態様に係る誘導制御方法は、電波送受信工程（Ｓ１００）と、第１目標演算工程（Ｓ３００）と、第２目標演算工程（Ｓ９００）と誘導演算工程（Ｓ７００）とを含む。電波送受信工程（Ｓ１００）は、電波の送受信によりビデオ信号を取得する。第１目標演算工程（Ｓ３００）は、第１命令に基づき開始し、ビデオ信号に基づき、目標受信電力とクラッタ受信電力とを算出する。また、目標の第１位置情報を推定する。第２目標演算工程（Ｓ９００）は、第２命令に基づき開始し、ビデオ信号に基づき、目標の第２位置情報を推定する。誘導演算工程は、目標の第１位置情報または目標の第２位置情報に基づき移動体を誘導する。電波送受信工程（Ｓ１００）と、第１目標演算工程（Ｓ３００）と、誘導演算工程（Ｓ７００）とによる移動体の誘導から、目標受信電力とクラッタ受信電力とに基づき、電波送受信工程（Ｓ１００）と、第２目標演算工程（Ｓ９００）と、誘導演算工程（Ｓ７００）とによる移動体の誘導に切り替える。

【0023】

本発明の第４の態様に係る誘導制御プログラムは、第１目標演算手段（Ｓ３００）と、第２目標演算手段（Ｓ９００）と、切替手段とを含む。第１目標演算手段（Ｓ３００）は、第１命令に基づき開始し、電波の反射波から取得するビデオ信号に基づき、目標受信電力とクラッタ受信電力とを算出する。また、目標の第１位置情報を推定する。第２目標演算手段（Ｓ９００）は、第２命令に基づき開始し、ビデオ信号に基づき、目標の第２位置情報を推定する。切替手段は、第１目標演算手段に第１命令を出力する。目標受信電力とクラッタ受信電力とに基づき、第１目標演算手段への第１命令の出力から第２目標演算手段への第２命令の出力に切り替える。

【発明の効果】

【0024】

本発明によれば、クラッタ受信環境下でも目標検出でき、天候の影響を受けにくく、追尾性能の高い誘導を可能にする。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】目標までの距離と受信電力との関係を示すグラフである。

【図2】実施の形態１に係る移動体の模式図である。

【図3】図２に示す第１目標演算部の模式図である。

【図4】図２に示す信号処理部が目標の位置情報（目標点の位置の相対角度）を推定する方法を説明するための図である。

【図5】受信電力情報を説明するための図である。

【図6】受信電力情報を説明するための図である。

【図7】図２に示す第２目標演算部の模式図である。

【図8】実施の形態１に係る誘導制御装置の処理に関するフロー図である。

【図9】図８の送受信処理に関するフロー図である。

【図10】図８の第１目標演算処理に関するフロー図である。

【図11】図８の第２目標演算処理に関するフロー図である。

【図12】実施の形態１に係る処理の切替を説明するための図である。

【図13】実施の形態２に係る処理の切替を説明するための図である。

【図14】実施の形態２に係る移動体の模式図である。

【図15】図１４の第２目標演算部の模式図である。

【図16A】実施の形態２に係る誘導制御装置の処理に関するフロー図である。

【図16B】実施の形態２に係る誘導制御装置の処理に関するフロー図である。

【図17】図１６Ａ、図１６Ｂの第２目標演算処理に関するフロー図である。

【図18】信号処理部の模式図である。

【図19】ＤＢＳ処理における目標受信電力からＦＡ処理における目標受信電力を算出する方法を説明するための図である。

【図20】ＤＢＳ処理におけるクラッタ受信電力からＦＡ処理におけるクラッタ受信電力を算出する方法を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

レーダを用いて目標を検出する方法として、パルスドップラーレーダに用いられる処理やＤＢＳ処理などのコヒーレント積分型の処理が用いられる。コヒーレント積分は、単一周波数の電波を繰り返し送信し、受信した反射波の位相を揃えて足し合わせることで目標信号電力を高める技術である。一方、ノイズ成分は、位相がランダムに変化するため、足し合わせを行うと打ち消し合い電力を高める効果は得られない。このため、コヒーレント積分を行うことで、Ｓ／Ｎ比を高めることができる。さらに、レーダを高速で移動させるため、ドップラー効果は相対角度毎に異なる。ＤＢＳ処理は、このドップラー効果を用いて、反射波から得られるビデオ信号を角度方向に分解して検出することができる。これにより、レーダ送信波のビーム幅を細くした場合と同等の効果が得られる。ビーム幅が細くなると、レーダが照射する海面や島など目標以外からの反射面積が減少する。このため、クラッタの受信電力（以下、クラッタ受信電力という。）は低下する。つまり、ＤＢＳ処理では、目標受信電力とクラッタ受信電力とを比較した比率（以下、Ｓ／Ｃ比という。）を高めることができる。これにより、ＤＢＳ処理で、目標を検出することができる。

【0027】

しかし、ＤＢＳ処理で目標追尾を行う場合に、目標点が安定しないという問題がある。目標追尾における目標点は、目標からの反射波の合成により得られ、目標の反射面の中でその位置は変動する。これを、単一周波数を用いるＤＢＳなどのコヒーレント積分型の処理では目標の反射面の中での目標点の変動を低減する効果がないため、目標点が安定しない。さらに、目標が大きくなると、電波が反射する範囲が広くなる。つまり、電波は送信位置から目標までの距離が短くなると、遠方の場合と比べて目標が存在する角度の範囲が広がる。このため、電波が反射する範囲が広くなる。このため、目標に近づくことで、反射点の位置が変化する範囲が広くなり、目標点が安定しない。

【0028】

また、電波の周波数を変化させると、反射点までの距離、反射点の形状の違いに伴い、反射波の受信電力と位相とが変化する。このため、反射波から得られる検出角度は、周波数に応じて変化する。単一周波数を用いた場合は目標の揺らぎに応じて各反射点が同様な変化を示すが、異なる周波数を用いた場合は目標の揺らぎに応じて各反射点が異なる変化を示す。この原理を利用し、各周波数で得られた複数の検出角度情報を平均化することで、目標の揺らぎによる検出角度の変化を低減することができる。

【0029】

このため、複数の異なる周波数を有する電波を用いて目標を検出する方法として、周波数アジリティ処理（以下、ＦＡ処理という。）がある。ＦＡ処理は、周波数を切替えて複数の異なる周波数の電波を照射し、受信した反射波の検出情報を平均化する方法である。

【0030】

しかし、ＦＡ処理は、ＤＢＳ処理に比べて、目標検出性能が低い。ＦＡ処理では、送信する電波の周波数を切り替えているため、複数の反射波の位相を揃えることができない。このため、ＤＢＳ処理のようなクラッタ受信電力を低減し、目標受信電力を高めるという効果はない。つまり、ＤＢＳ処理ではＳ／Ｎ比とＳ／Ｃ比を高められるため、ＦＡ処理に比べて、目標検出性能が高い。

【0031】

このため、ＦＡ処理では検出できないような状況では、検出性能の高いＤＢＳ処理を用いて、目標を検出する。一方、ＦＡ処理で検出可能な状況では、追尾性能の高いＦＡ処理を用いて、目標を検出する。ここで、電波は空間を伝搬する場合、電波強度は距離の２乗に反比例する。レーダの場合、電波は目標までの距離を往復するため、図１に示すように、電波強度、つまり目標受信電力は目標までの距離の４乗に反比例する。一方、海面などから反射して戻るクラッタの電波強度、つまりクラッタ受信電力は単位角度あたりの電波の反射面積に比例する。ここで、反射面までの距離が短くなると、反射面積は小さくなる。このため、クラッタ受信電力は、反射面までの距離の３乗に反比例する。この結果、ＤＢＳ処理とＦＡ処理の両方において、目標までの距離が短くなると、Ｓ／Ｃ比は大きくなる。言い換えると、距離が短くなると目標検出性能は高まる。つまり、遠方ではＤＢＳ処理でしか検出できなかった目標が、距離が近づくことでＦＡ処理でも目標検出ができるようになる。

【0032】

以上のことから、目標までの距離が遠い場合はＤＢＳ処理を用いて検出処理を行う。一方、目標までの距離が近い場合、つまりＦＡ処理におけるＳ／Ｃ比が高い場合は、ＦＡ処理を用いて追尾処理を行う。これにより、遠方ではＤＢＳ処理により目標検出性能を高め、近距離では、ＦＡ処理により検出角度の揺らぎを低減し、命中精度の低下を回避することができる。また、光波センサなどの天候の影響が大きなセンサを使用しないため、天候の影響は小さい。さらに、センサを追加する必要がないため、従来の誘導制御装置と同程度の大きさで実現できる。

【0033】

（実施の形態１）
実施の形態１に係る移動体２０００の構成を説明する。

【0034】

図２に示すように、移動体２０００は、誘導制御装置１０００と操舵装置９０とを備える。移動体２０００は、例えば、飛しょう体である。

【0035】

誘導制御装置１０００は、電波を送信し、目標点からの反射波を受信する。受信した反射波に基づき、目標点との相対位置を推定する。移動体２０００が推定した目標点を向くように操舵装置９０を制御する。これにより、誘導制御装置１０００は、移動体２０００を目標点に誘導する。

【0036】

誘導制御装置１０００は、アンテナ部１０と、送受信切替部２０と、送信部３０と、受信部４０と、エキサイタ部５０と、Ａ／Ｄ変換部６０と、信号処理部１００と、慣性装置７０と、誘導演算部８０とを備える。

【0037】

エキサイタ部５０は、送信する電波の周波数に応じた信号を生成する。この信号を、送信する電波の波形、及び、受信した反射波の位相検出に用いる。生成する信号の周波数は、信号処理部１００が決定する。このため、エキサイタ部５０は、送信部３０と、受信部４０と、信号処理部１００とに接続されている。

【0038】

送信部３０は、送信する電波の波形を生成する。エキサイタ部５０で生成される周波数信号に基づき、送信する電波の波形を生成する。

【0039】

送受信切替部２０は、電波の送信、反射波の受信の状態に合わせて、処理を切り替える。電波を送信するときは、送信部３０で生成される波形をアンテナ部１０に出力する。反射波を受信するときは、アンテナ部１０で受信した反射波の波形を受信部４０に出力する。このため、送受信切替部２０は、送信部３０と受信部４０とに接続されている。

【0040】

アンテナ部１０は、電波を送信するときは、送受信切替部２０から出力される波形に基づき、電波を送信する。反射波を受信するときは、受信した反射波の波形を送受信切替部２０に出力する。このため、アンテナ部１０は送受信切替部２０に接続されている。

【0041】

受信部４０は、エキサイタ部５０で生成される信号に基づき、アンテナ部１０で受信した反射波の波形の位相を検出し変調する。

【0042】

Ａ／Ｄ変換部６０は、受信部４０で変調された波形に基づき、ビデオ信号に変換する。このため、Ａ／Ｄ変換部６０は、受信部４０に接続されている。

【0043】

信号処理部１００は、Ａ／Ｄ変換部で変換されたビデオ信号を取得し、目標点の位置を推定する。信号処理部１００は、目標点の位置を推定する第１目標演算部１３０、第２目標演算部１５０と、推定処理を切り替える切替部１１０とを備える。第１目標演算部１３０は、第１目標演算工程として、ＤＢＳ処理に基づき目標点の位置を推定する。第２目標演算部１５０は、第２目標演算工程として、ＦＡ処理に基づき目標点の位置を推定する。切替部１１０は、切替工程として、第１目標演算部１３０の処理と、第２目標演算部１５０の処理とを切り替える。目標点の位置を推定するために、慣性装置７０から、自機、つまり移動体２０００の慣性情報（位置座標、移動速度、移動方向など）を取得する。また、目標点の位置を推定する処理に応じて、エキサイタ部５０に送信する電波の周波数を指示する。このため、信号処理部１００は、エキサイタ部５０と、Ａ／Ｄ変換部６０と、慣性装置７０とに接続されている。

【0044】

図３に示すように、第１目標演算部１３０は、ＤＢＳ処理部１３１と、第１目標検出部１３２と、第１測角演算部１３３とを備える。また、切替部１１０は、受信電力情報ＤＢ１１１と、Ｓ／Ｃ推定部１１２とを備える。受信電力情報ＤＢ１１１と、Ｓ／Ｃ推定部１１２とは、第１目標演算部１３０と第２目標演算部１５０との切替に用いる情報を推定する。

【0045】

ＤＢＳ処理部１３１は、Ａ／Ｄ変換部６０で変換されたビデオ信号を切替部１１０から取得する。ＤＢＳ処理部１３１は、慣性装置７０から自機の慣性情報を取得し、ビデオ信号にＤＢＳ処理を施す。ＤＢＳ処理の結果に基づき、ＤＢＳ処理部１３１は各位置の受信電力を値とした検出電力マップを生成する。具体的には、電波を送信してから反射波を受信するまでの時間に基づき、目標点までの距離を算出する。また、目標からの反射波を受信した角度を算出し、図４に示すように、距離と角度の２次元からなる検出電力マップ２０１０を生成する。このため、ＤＢＳ処理部１３１は、切替部１１０と慣性装置７０とに接続されている。

【0046】

第１目標検出部１３２は、ＤＢＳ処理部１３１で得られた検出電力マップから目標に該当する領域（以下、目標領域という。また、目標領域以外をクラッタ領域という。）とクラッタ領域とを識別し、目標点の位置を推定する。具体的には、検出電力マップ２０１０から受信電力の値が高い領域、例えば、受信電力の平均値よりも高い領域を目標領域２０２０として検出する。それ以外の領域はクラッタ領域２０３０に該当する。検出した目標領域の中心位置を目標点の位置２０４０として算出する。このため、第１目標検出部１３２は、ＤＢＳ処理部１３１に接続されている。

【0047】

また、第１目標検出部１３２は、目標領域とクラッタ領域とにおける受信電力を算出し、切替部１１０のＳ／Ｃ推定部１１２に出力する。具体的には、目標領域における受信電力の平均値を目標受信電力として算出する。また、クラッタ領域における受信電力の平均値をクラッタ受信電力として算出する。算出した目標受信電力とクラッタ受信電力とをＳ／Ｃ推定部１１２に出力する。このため、第１目標検出部１３２は、Ｓ／Ｃ推定部１１２にも接続されている。

【0048】

第１測角演算部１３３は、検出電力マップから検出した目標点に基づき、自機に対する目標点の位置の相対距離を算出する。また、自機の移動方向に対する目標点の位置の相対角度を算出する。算出した相対距離と相対角度とを、目標の位置情報として切替部１１０に出力する。具体的には、図４に示すように自機の正面の位置２０５０と検出された目標点の位置２０４０との距離と、相対距離とから相対角度θを算出する。このため、第１測角演算部１３３は、第１目標検出部１３２と切替部１１０とに接続されている。

【0049】

受信電力情報ＤＢ１１１は、第１目標演算部の処理における目標受信電力及びクラッタ受信電力と、第２目標演算部の処理における目標受信電力及びクラッタ受信電力との対応関係を示す受信電力情報を有する。つまり、受信電力情報には、ＤＢＳ処理における目標受信電力（以下、ＤＢＳ目標受信電力という。）と、ＦＡ処理における目標受信電力（以下、ＦＡ目標受信電力という。）との対応関係を示す情報が含まれる。さらに、ＤＢＳ処理におけるクラッタ受信電力（以下、ＤＢＳクラッタ受信電力という。）と、ＦＡ処理におけるクラッタ受信電力（以下、ＦＡクラッタ受信電力という。）との対応関係を示す情報も含まれる。図５に示すように、ＤＢＳ処理とＦＡ処理とのそれぞれにおいて、距離に対する目標受信電力の特性を計測する。この計測は、ＤＢＳ処理とＦＡ処理とで、同じ目標、同じクラッタ環境で行う。同様に、図６に示すように、クラッタ受信電力の特性を計測する。つまり、受信電力情報には、同じ目標に対するＤＢＳ目標受信電力とＦＡ目標受信電力との関係と、同じクラッタ環境に対するＤＢＳクラッタ受信電力とＦＡクラッタ受信電力との関係が示されている。

【0050】

Ｓ／Ｃ推定部１１２は、第１目標検出部１３２から取得するＤＢＳ目標受信電力とＤＢＳクラッタ受信電力とから、ＦＡ処理におけるＳ／Ｃ比を推定する。受信電力情報ＤＢ１１１の受信電力情報に基づき、第１目標検出部１３２から取得するＤＢＳ目標受信電力からＦＡ目標受信電力を推定する。次に、第１目標検出部１３２から取得するＤＢＳクラッタ受信電力からＦＡクラッタ受信電力を推定する。この結果、ＦＡ目標受信電力の推定値を、ＦＡクラッタ受信電力の推定値と比較することで、ＦＡ処理におけるＳ／Ｃ比を推定する。具体的には、第１目標検出部１３２から取得したＤＢＳ目標受信電力の値から、受信電力情報、つまり計測したＤＢＳ目標受信電力の特性における距離を算出する。算出した距離から、計測したＦＡ目標受電電力の特性におけるＦＡ目標受信電力を算出する。この算出した値を、ＦＡ目標受信電力の推定値として用いる。同様に、ＦＡクラッタ受信電力についても、計測したＤＢＳクラッタ受信電力の特性を用いて推定する。推定したＦＡクラッタ受信電力に対するＦＡ目標受信電力の比率から、ＦＡ処理におけるＳ／Ｃ比を算出する。例えば、ＤＢＳ目標受信電力の値がＸ１であった場合、図５に示すように、予め計測したＤＢＳ目標受信電力の特性から、ＤＢＳ目標受信電力の値がＸ１になる距離を算出する。次に、予め計測したＦＡ受信電力の特性から、算出した距離に対応したＦＡ目標受信電力の値、つまりＹ１を算出する。このＹ１が推定されるＦＡ目標受信電力である。また、図６に示すように、ＤＢＳクラッタ受信電力がＺ１である場合、ＦＡクラッタ受信電力の推定値はＷ１になる。この結果、ＦＡ処理におけるＳ／Ｃ比は、Ｙ１／Ｗ１と推定される。このため、Ｓ／Ｃ推定部１１２は、第１目標検出部１３２と受信電力情報ＤＢ１１１に接続されている。

【0051】

図７に示すように、第２目標演算部１５０は、ＦＡ処理部１５１と、第２目標検出部１５２と、第２測角演算部１５３とを備える。第２目標演算部１５０は、ＦＡ処理を用いて、目標点の位置を推定する。

【0052】

ＦＡ処理部１５１は、Ａ／Ｄ変換部６０で変換されたビデオ信号を切替部１１０から取得する。また、ＦＡ処理部１５１は、送信した電波の周波数毎に、ビデオ信号を処理し、慣性装置７０から自機の位置情報を取得し、検出電力マップを生成する。つまり、検出電力マップは、送信した電波の周波数毎に生成される。このため、ＦＡ処理部１５１は、切替部１１０と慣性装置７０とに接続されている。

【0053】

第２目標検出部１５２は、ＦＡ処理部１５１で得られた各検出電力マップにおいて、目標領域とクラッタ領域とを識別し、検出電力マップ毎の目標点の位置を推定する。その後、検出電力マップ毎の目標点から、１つの目標点を推定する。具体的には、図４に示すように、検出電力マップ２０１０から受信電力の高い領域を目標領域２０２０として検出する。それ以外の領域はクラッタ領域２０３０に該当する。検出した目標領域の中心位置を目標点の位置２０４０として推定する。この処理を、検出電力マップ毎、つまり送信した電波の周波数毎に行う。得られた複数の目標点の位置の中心位置を１つの目標点の位置として算出する。このため、第２目標検出部１５２は、ＦＡ処理部１５１に接続されている。

【0054】

また、第２目標検出部１５２は、第１目標演算部１３０から第２目標演算部１５０に切り替える際に、第１目標演算部１３０から、ＤＢＳ処理により推定した目標点を取得する。識別した目標領域のほか、ＤＢＳ処理により推定した目標点に基づき、目標点の位置を推定する。このため、第２目標検出部１５２は、第１目標演算部１３０にも接続されている。

【0055】

第２測角演算部１５３は、第１測角演算部１３３と同様に、推定した目標点の位置に基づき、自機に対する目標点の位置の相対距離と相対角度とを算出する。算出した相対距離と相対角度とを、目標の位置情報として切替部１１０に出力する。このため、第２測角演算部１５３は、第２目標検出部１５２と切替部１１０とに接続されている。

【0056】

切替部１１０は、第１目標演算部１３０の処理と第２目標演算部１５０の処理とを切り替える。図１に示すように、目標までの距離が遠い場合、ＦＡ処理では目標を検出できない可能性が高い。このため、最初は、切替部１１０は、第１目標演算部１３０のＤＢＳ処理を選択する。このため、切替部１１０は、Ａ／Ｄ変換部６０で変換されたビデオ信号と処理を指示する命令を第１目標演算部１３０に出力する。第１目標演算部１３０の処理後に、第１目標演算部１３０から目標の位置情報を取得し、誘導演算部８０に出力する。

【0057】

切替部１１０のＳ／Ｃ推定部１１２は、ＦＡ処理におけるＳ／Ｃ比の推定値を算出する。この推定値が、予め決められた閾値以上の場合、第２目標演算部１５０のＦＡ処理に切り替える。処理を切り替えた後、切替部１１０は、Ａ／Ｄ変換部６０で変換されたビデオ信号と処理を指示する命令を第２目標演算部１５０に出力する。第２目標演算部１５０の処理後に、第２目標演算部１５０から目標の位置情報を取得し、誘導演算部８０に出力する。

【0058】

また、切替部１１０は、エキサイタ部５０に送信する電波の周波数を指示する。切替部１１０は、第１目標演算部１３０のＤＢＳ処理を選択している場合、予め決められた固定値を周波数として指示する。第２目標演算部１５０のＦＡ処理を選択している場合、周波数が予め決められた範囲で変動するように指示する。例えば、周波数がステップ状に増加したり、ランダムに変化するように指示する。

【0059】

誘導演算部８０は、誘導演算工程として、切替部１１０から目標の位置情報、つまり自機の移動方向に対する目標点の位置の相対角度を取得する。誘導演算部８０は、取得した相対角度に基づき、自機が目標点に向かうための誘導情報（例えば、自機の移動速度、移動方向など）を算出し、操舵装置９０に出力する。このため、誘導演算部８０は、切替部１１０と操舵装置９０とに接続されている。

【0060】

操舵装置９０は、誘導演算部８０から誘導情報を取得する。操舵装置９０は、自機の移動速度、移動方向が、取得した誘導情報（移動速度、移動方向）になるように、エンジン、ノズルなどを制御する。

【0061】

次に、移動体２０００を目標点に向かうように制御する誘導制御装置１０００の処理２００を説明する。

【0062】

移動体２０００の最初の状態は、目標までの距離は遠い。このため、第１目標演算部１３０を用いて目標点を推定する。つまり、処理開始時に処理モードはＤＢＳに設定されている。また、送信する電波の周波数もＤＢＳ用に設定されている。つまり、送信する電波の周波数は予め決められた固定値である。

【0063】

誘導制御装置１０００は、図８に示すように、ステップＳ１００において、電波の送受信処理を行う。電波の送受信処理は、アンテナ部１０と、送受信切替部２０と、送信部３０と、受信部４０と、エキサイタ部５０と、Ａ／Ｄ変換部６０とで行う。

【0064】

誘導制御装置１０００は、図９に示すように、電波の送受信処理のステップＳ１１０において、電波を送信する。具体的には、エキサイタ部５０が送信する電波の周波数、つまりＤＢＳ用の周波数に応じた信号を生成する。この信号に基づき、送信部３０が電波の波形を生成する。アンテナ部１０が生成した波形の電波を送信する。

【0065】

次に、ステップＳ１２０において、誘導制御装置１０００は反射波を受信する。具体的には、アンテナ部１０が反射波を受信し、送受信切替部２０を介して受信部４０に出力する。受信部４０は、エキサイタ部５０から送信した電波の周波数を取得する。取得した周波数に基づき、反射波の位相を検出し変調する。

【0066】

ステップＳ１３０において、Ａ／Ｄ変換部６０は、変調された波形から、Ａ／Ｄ変換を行い、ビデオ信号を得る。

【0067】

図８に示すように、ステップＳ２００において、切替部１１０は現在の処理モードを確認する。ここで、初期状態の処理モードはＤＢＳであるため、切替部１１０は第１目標演算部１３０に命令を出力し、ステップＳ３００に移行する。

【0068】

ステップＳ３００において、第１目標演算部１３０は、切替部１１０からの命令を受信し、第１目標演算処理を行う。具体的には、図１０に示すように、ステップＳ３１０において、ＤＢＳ処理部１３１はＤＢＳ処理を行う。この結果、目標領域の値、つまり目標領域の受信電力が高められた検出電力マップが得られる。

【0069】

ステップＳ３２０において、第１目標検出部１３２は、検出電力マップから目標領域とクラッタ領域とを識別し、目標領域を検出する。また、目標領域から目標点の位置を推定する。

【0070】

ステップＳ３３０において、第１目標検出部１３２は、目標領域とクラッタ領域とにおける受信電力から、ＤＢＳ目標受信電力とＤＢＳクラッタ受信電力を算出する。具体的には、検出電力マップの目標領域から、ＤＢＳ目標受信電力を算出する。また、検出電力マップのクラッタ領域から、ＤＢＳクラッタ受信電力を算出する。

【0071】

ステップＳ３４０において、第１測角演算部１３３は、推定した目標点の位置に基づき、目標の位置情報として、自機の移動方向に対する目標点の位置の相対角度を算出する。

【0072】

図８に示すように、ステップＳ４００において、Ｓ／Ｃ推定部１１２は、ＦＡ処理におけるＳ／Ｃ比を推定する。このため、第１目標検出部１３２が算出したＤＢＳ目標受信電力に基づき、受信電力情報ＤＢ１１１を参照して、ＦＡ目標受信電力を推定する。同様に、第１目標検出部１３２が算出したＤＢＳクラッタ受信電力に基づき、ＦＡクラッタ受信電力を推定する。ＦＡ目標受信電力の推定値を、ＦＡクラッタ受信電力の推定値と比較することで、Ｓ／Ｃ比の推定値を算出する。

【0073】

ステップＳ４５０において、切替部１１０はＳ／Ｃ比の推定値を確認する。推定値、つまりＦＡ処理におけるＳ／Ｃ比が閾値以上の場合は、ＦＡ処理においても目標を検出できることを意味する。このため、切替部１１０は、目標点の推定処理をＦＡ処理に切り替える。この切替処理のため、ステップＳ５００に移行する。一方、推定値が閾値より小さい場合は、ＦＡ処理では目標を検出できないと判断する。このため、切替部１１０は、目標点の推定処理をＤＢＳ処理から切り替えない。よって、ステップＳ７００に移行する。なお、閾値は予め決められた値を用いる。

【0074】

推定値が閾値以上の場合、ステップＳ５００において、ＦＡ処理に切り替えるため、切替部１１０は処理モードをＦＡに変更する。次に、ステップＳ６００において、送信する電波の周波数をＦＡ処理に合わせるため、電波の周波数を変更する。

【0075】

ステップＳ７００において、誘導演算部８０は、ステップＳ３４０で算出した相対角度に基づき、自機が目標点に向かうための誘導情報（自機の移動速度、移動方向など）を算出する。

【0076】

ステップＳ８００において、操舵装置９０は、算出した誘導情報に基づき、エンジン、ノズルなどを制御し、目標点に向けて誘導する。

【0077】

誘導制御装置１０００は、目標点に到達するまで、処理２００を繰り返す。このため、再度、ステップＳ１００において、送受信処理を行う。ここで、ステップＳ４００において、Ｓ／Ｃ比の推定値が閾値以上であると判断した後、つまりＦＡ処理に切り替えた後の処理を説明する。この場合、処理モードは、ステップＳ５００において、ＦＡに変更されている。また、送信する電波の周波数は、ステップＳ６００において、ＦＡ用に変更されている。つまり、送信する電波の周波数は、予め決められた範囲で変動する。

【0078】

誘導制御装置１０００は、ステップＳ１００において、送受信処理を行う。このため、図９に示すように、ステップＳ１１０において、誘導制御装置１０００は電波を送信する。ここで、送信する電波の周波数は、ＦＡ用である。よって、ステップＳ１１０において、エキサイタ部５０は、ＦＡ処理を行うため、周波数が予め決められた範囲で変動する信号を生成する。送信部３０は、生成された周波数の信号に基づき、周波数が変動する波形を生成する。このため、アンテナ部１０は、周波数が変動する波形を送信する。

【0079】

ステップＳ１２０において、誘導制御装置１０００は反射波を受信する。受信部４０は、アンテナ部１０が受信した反射波の位相を検出し変調する。

【0080】

ステップＳ１３０において、Ａ／Ｄ変換部６０は、変調された波形から、Ａ／Ｄ変換を行い、ビデオ信号を得る。

【0081】

図８に示すように、ステップＳ２００において、切替部１１０は処理モードを確認する。処理モードはＦＡであるため、切替部１１０は第２目標演算部１５０に命令を出力し、ステップＳ９００に移行する。

【0082】

ステップＳ９００において、第２目標演算部１５０は、切替部１１０から命令を受信し、第２目標演算処理を行う。具体的には、図１１に示すように、ステップＳ９１０において、ＦＡ処理部１５１はＦＡ処理を行い、検出電力マップを得る。

【0083】

次に、ステップＳ９２０において、第２目標検出部１５２は、検出電力マップから目標領域とクラッタ領域とを識別し、目標領域を検出する。また、目標点の位置を推定する。

【0084】

ステップＳ９３０において、第２測角演算部１５３は、自機の移動方向に対する目標点の位置の相対角度を算出する。

【0085】

図７に示すように、ステップＳ７００において、算出した相対角度に基づき、誘導演算部８０は自機が目標点に向かうための自機の移動速度、移動方向を算出する。

【0086】

ステップＳ８００において、操舵装置９０は、算出した自機の移動速度、移動方向に基づき、移動体２０００を目標点に向けて誘導する。

【0087】

このようにして、誘導制御装置１０００は、移動体２０００を目標点に向けて誘導する。

【0088】

本実施の形態によれば、誘導の開始時は、目標の検出性能の高い第１目標演算部１３０を用いる。一方、第２目標演算部１５０でも十分に目標を検出できるようになると、目標の検出角度が安定して命中精度に優れる第２目標演算部１５０に切り替える。これにより、第１目標演算部１３０では検出角度が安定せず、命中精度が低下する問題を解決できる。

【0089】

また、第１目標演算部１３０と第２目標演算部１５０とは、共に電波を用いて目標を検出するため、天候の影響が小さい。さらに、新たなセンサを備える必要がなく、誘導制御装置１０００は、従来の誘導制御装置と同程度の大きさで実現できる。

【0090】

（実施の形態２）
実施の形態１では、図１２に示すように、Ｓ／Ｃ比の推定値が閾値以上になった場合にＦＡ処理に切り替える例を示した。この場合、一時的にＳ／Ｃ比が大きい場合でも、ＦＡ処理に切り替えてしまう。このため、その後にＳ／Ｃ比が小さくなり、ＦＡ処理では目標を検出できなくなる可能性がある。そこで、実施の形態２では、図１３に示すように、ＤＢＳ処理からＦＡ処理に切り替える時に、一定期間の移行期間を設ける。この移行期間はＤＢＳ処理により誘導を行う。同時に、ＦＡ処理により安定して目標を検出できることを確認する。ＦＡ処理により安定して目標を検出できる場合、ＦＡ処理に切り替える。また、ＤＢＳ処理とＦＡ処理とで送信する電波の周波数特性が異なるため、移行期間はＤＢＳ処理とＦＡ処理とを時分割で実行する。言い換えると、第１目標演算部１３０と第２目標演算部１５０Ａを時分割で併用する。

【0091】

図１４に示すように、実施の形態２に係る誘導制御装置１０００Ａは、実施の形態１に係る誘導制御装置１０００の切替部１１０と第２目標演算部１５０とが異なる。

【0092】

図１５に示すように、第２目標演算部１５０Ａは、ＦＡ処理部１５１と、第２目標検出部１５２Ａと、第２測角演算部１５３とを備える。また、切替部１１０Ａは、さらにＳ／Ｃ算出部１１３を備える。ＦＡ処理部１５１と第２測角演算部１５３は、実施の形態１と同様の機能を有する。

【0093】

第２目標検出部１５２Ａは、実施の形態１の第２目標検出部１５２の機能のほかに、ＦＡ目標受信電力とＦＡクラッタ受信電力を算出し、Ｓ／Ｃ算出部１１３に出力する。このため、第２目標検出部１５２ＡはＳ／Ｃ算出部１１３に接続されている。

【0094】

Ｓ／Ｃ算出部１１３は、第２目標検出部１５２Ａから取得したＦＡ目標受信電力とＦＡクラッタ受信電力から、Ｓ／Ｃ比を算出する。具体的には、ＦＡクラッタ受信電力に対するＦＡ目標受信電力の比率から、Ｓ／Ｃ比を算出する。

【0095】

切替部１１０Ａは、実施の形態１と同様に、第１目標演算部１３０と第２目標演算部１５０Ａとの処理を切り替える。実施の形態１とは、この切替方法が異なる。

【0096】

切替部１１０Ａは、実施の形態１と同様に、Ｓ／Ｃ推定部１１２はＳ／Ｃ比を推定する。この推定値が予め決められた閾値以上の場合、移行期間に切り替える。

【0097】

移行期間では、切替部１１０Ａは、第１目標演算部１３０に命令を出力し、第１目標演算部１３０の処理により誘導を行う。また、第２目標演算部１５０Ａに命令を出力し、ＦＡ目標受信電力とＦＡクラッタ受信電力とを算出する。算出したＦＡ目標受信電力とＦＡクラッタ受信電力とに基づき、Ｓ／Ｃ算出部１１３が算出するＳ／Ｃ比を確認する。つまり、図１３に示すように、ＤＢＳ処理とＦＡ処理とを切り替えて処理を行う。具体的には、ＤＢＳ処理のため、周波数を固定した電波を送信し、移動体２０００Ａの誘導を行う。次に、ＦＡ処理のため、周波数が変動する電波を送信し、ＦＡ処理におけるＳ／Ｃ比を確認する。この処理を繰り返す。ＦＡ処理におけるＳ／Ｃ比が安定して高い場合、ＦＡ処理により誘導に切り替える。

【0098】

誘導制御装置１０００Ａの処理３００を説明する。実施の形態１と同様に、処理開始時に処理モードはＤＢＳに設定されている。また、図１６Ａに示すステップＳ１００‐１、Ｓ１００‐２、図１６Ｂに示すステップＳ１００‐３は、実施の形態１のステップＳ１００と同様の処理である。図１６Ａに示すステップＳ３００‐１は、実施の形態１のステップＳ３００と同様の処理である。図１６Ａに示すステップＳ４００、Ｓ７００、Ｓ８００、図１７に示すステップＳ９１０、Ｓ９２０、Ｓ９３０は、それぞれ、実施の形態１のステップＳ４００、Ｓ７００、Ｓ８００、Ｓ９１０、Ｓ９２０、Ｓ９３０と同様の処理である。

【0099】

図１６Ａに示すように、ステップＳ２１００において、切替部１１０Ａは、現在の処理モードを確認する。処理モードはＤＢＳのため、ステップＳ２２００に移行する。

【0100】

ステップＳ２２００において、切替部１１０Ａは送信する電波の周波数をＤＢＳ用に設定する。つまり、周波数を予め決められた固定値に設定するように、エキサイタ部５０に指示する。

【0101】

ステップＳ１１０‐１において、誘導制御装置１０００Ａは電波の送受信処理を行う。

【0102】

ステップＳ３００‐１において、切替部１１０Ａが第１目標演算部１３０に命令を出力することで、第１目標演算部１３０は第１目標演算処理を行う。この結果、ＤＢＳ目標受信電力と、ＤＢＳクラッタ受信電力と、目標の位置情報とを算出する。

【0103】

ステップＳ４００において、第１目標演算処理で算出したＤＢＳ目標受信電力とＤＢＳクラッタ受信電力から、ＦＡ処理におけるＳ／Ｃ比を推定する。

【0104】

ステップＳ２３００において、切替部１１０Ａは、現在の処理モードを確認する。処理モードはＤＢＳのため、ステップＳ２４００に移行する。

【0105】

ステップＳ２４００において、ステップＳ４００で算出したＳ／Ｃ比の推定値を確認する。推定値が閾値以上の場合、ＦＡ処理において目標を検出できる可能性があるため、移行期間に変更する。このため、ステップＳ２５００に移行する。一方、推定値が閾値より小さい場合、ＦＡ処理では目標を検出できないと判断する。このため、切替部１１０Ａは、移行期間に変更せずに、ステップＳ７００に移行する。

【0106】

推定値が閾値以上の場合、移行期間に変更するため、ステップＳ２５００において、切替部１１０Ａは処理モードを「移行」に変更する。

【0107】

ステップＳ７００において、誘導演算部８０は、ステップＳ３００‐１で算出した目標の位置情報に基づき、誘導情報を算出する。

【0108】

ステップＳ８００において、操舵装置９０は、算出した誘導情報に基づき、エンジン、ノズルなどを制御し、目標点に向けて誘導する。

【0109】

実施の形態１と同様に、誘導制御装置１０００Ａは、目標点に到達するまで、処理３００を繰り返す。次に、移行期間、つまり処理モードが「移行」における処理を説明する。

【0110】

ステップＳ２１００において、処理モードは「移行」であるため、ステップＳ２２００に移行する。

【0111】

ステップＳ２２００からステップＳ４００まで、処理モードがＤＢＳの場合と同様に処理する。

【0112】

ステップＳ２３００において、処理モードは「移行」であるため、ステップＳ２７００に移行する。

【0113】

ステップＳ２７００において、ＦＡ処理におけるＳ／Ｃ比を算出するため、送信する電波の周波数をＦＡ用に設定する。

【0114】

ステップＳ１００‐３において、ＦＡ処理のため、周波数が変動する電波を送信する。受信部４０は受信した反射波を変調する。Ａ／Ｄ変換部６０は変調した波形からビデオ信号を得る。

【0115】

ステップＳ９００Ａ‐２において、切替部１１０Ａが第２目標演算部１５０に命令を出力することで、第２目標演算部１５０Ａは第２目標演算処理を行う。具体的には、図１７に示すように、ステップＳ９１０において、ＦＡ処理部１５１はＦＡ処理を行い、検出電力マップを得る。

【0116】

ステップＳ９２０において、第２目標検出部１５２Ａは、検出電力マップから目標領域とクラッタ領域とを識別し、目標領域を検出する。また、目標点の位置を推定する。

【0117】

ステップＳ９２５において、第２目標検出部１５２Ａは、識別した目標領域の受信電力に基づき、ＦＡ目標受信電力を算出する。また、識別したクラッタ領域の受信電力に基づき、ＦＡクラッタ受信電力を算出する。

【0118】

ステップＳ９３０において、推定した目標点の位置に基づき、自機の移動方向に対する目標点の位置の相対角度を算出する。

【0119】

ステップＳ２８００において、Ｓ／Ｃ算出部１１３は、ステップＳ９２０で算出されたＦＡ目標受信電力とＦＡクラッタ受信電力に基づき、Ｓ／Ｃ比を算出する。

【0120】

ステップＳ２８５０において、切替部１１０Ａは算出したＳ／Ｃ比を確認する。Ｓ／Ｃ比が閾値以上である回数が、連続して予め決められた回数に達していれば、ステップＳ２９００に移行し、処理モードをＦＡに変更する。つまり、ＦＡ処理により、安定して目標を検出できると判断する。このため、Ｓ２８５０において、切替部１１０Ａは、連続してＳ／Ｃ比が閾値以上となる回数を記憶しておく。それ以外の場合、ステップＳ７００に移行し、移行期間の処理を続ける。

【0121】

ステップＳ７００において、ステップＳ３００‐１、つまり第１目標演算処理で算出した目標の位置情報に基づき、誘導演算部８０は自機が目標点に向かうための誘導情報を算出する。

【0122】

このようにして、移行期間においては、ＤＢＳ処理により誘導を行うとともに、ＦＡ処理によるＳ／Ｃ比を算出する。算出したＳ／Ｃ比を用いて、ＦＡ処理においても安定して目標を検出できるかを確認する。

【0123】

次に、ＦＡ処理により誘導を行う場合、つまり処理モードがＦＡにおける処理を説明する。

【0124】

ステップＳ２１００において、処理モードはＦＡであるため、ステップＳ２６００に移行する。

【0125】

ステップＳ２６００において、送信する電波の周波数をＦＡ用に設定する。

【0126】

ステップＳ１００‐２において、ＦＡ処理のために、電波の送受信を行い、ビデオ信号を得る。

【0127】

ステップＳ９００Ａ‐１において、第２目標演算部１５０Ａは、第２目標演算処理を行う。この結果、目標の位置情報を算出する。

【0128】

ステップＳ７００において、算出した目標の位置情報に基づき、誘導演算部８０は自機が目標点に向かうための誘導情報を算出する。

【0129】

以上のように、移行期間を設けて、ＤＢＳ処理による誘導からＦＡ処理による誘導に切り替える。移行期間を設けることで、ＦＡ処理により目標を確実に検出できることを確認した後に、誘導処理を切り替えることができる。また、Ｓ／Ｃ比が大きい状態が安定するまでＦＡ処理に切り替えない。このため、Ｓ／Ｃ比が一時的に大きい場合にＦＡ処理に切り替えて目標を検出できなくなることを防止できる。

【0130】

（信号処理部のハードウェア）
信号処理部１００は、図１８に示すように、制御部３０１０と、記憶装置３０２０と、入力部３０３０と、出力部３０４０と、通信部３０５０とを備える。

【0131】

制御部３０１０は、出力部３０４０への出力、通信部３０５０を介した外部との通信などを制御する。また、記憶装置３０２０に格納されているプログラムを読み出し、プログラムの命令に基づき、動作する。制御部３０１０は、中央処理装置（ＣＰＵ）などを含む。

【0132】

記憶装置３０２０は、構造データ、プログラムなどの様々なデータを格納する。制御部３０１０からの指示に基づき、データを制御部３０１０に送信する。記憶装置３０２０は、例えば、ソリッドステートドライブやメモリなどを含む。

【0133】

入力部３０３０は、外部からデータを入力するときなどに使用される。入力されたデータは制御部３０１０に送信される。入力部３０３０は、キーボード、マウスなどの入力装置を含む。

【0134】

出力部３０４０は、制御部３０１０で算出した結果などを外部に出力する。例えば、出力部３０４０は、ディスプレイ、スピーカーなどを含む。

【0135】

通信部３０５０は、信号処理部１００の外部とデータの送受信を行う。具体的には、Ａ／Ｄ変換部６０からビデオ信号を取得する場合、誘導演算部８０に目標の位置情報を出力する場合に使用される。また、外部からのプログラムなどのデータを取得する場合にも使用される。通信部３０５０は、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）などに接続するネットワークインタフェースカード、ＵＳＢ端子、シリアル端子などの外部装置と接続する端子などを含む。

【0136】

入力部３０３０と出力部３０４０とは、初期設定等に使用されるため、予めプログラムに設定されていれば、設ける必要はない。

【0137】

記憶装置３０２０には、信号処理部１００の処理を実行させる誘導制御プログラムが格納されている。このプログラムは、第１目標演算部１３０と、第２目標演算部１５０と、切替部１１０とが実行する第１目標演算手段と、第２目標演算手段と、切替手段とが含まれる。つまり、第１目標演算手段は、命令に基づき、第１目標演算処理を実行する。第２目標演算手段は、命令に基づき、第２目標演算処理を実行する。切替手段は、第１目標演算手段を実行するように命令する。また、目標受信電力とクラッタ受信電力とに基づき、第１目標演算手段への命令から第２目標演算手段への命令に切り替える。制御部３０１０が、このプログラムを読み出し実行することで、信号処理部１００は各処理を実行する。

【0138】

（変形例）
アンテナ部１０と、送受信切替部２０と、送信部３０と、受信部４０と、エキサイタ部５０と、Ａ／Ｄ変換部６０とを備える電波送受信部が、電波送受信工程として、電波の送受信によりビデオ信号を取得する例を示したが、これに限定されない。電波の送受信によりビデオ信号を取得できれば、任意の構成を選択することができる。例えば、送信と受信で異なるアンテナ部を用い、送受信切替部２０を設けなくてもよい。

【0139】

第１目標演算部１３０は、ＤＢＳ処理部１３１においてＤＢＳ処理を行う例を示したが、これに限定されない。自機が目標から遠くとも、電波を用いて目標点を検出できる処理であればよく、例えば、任意のコヒーレント積分型の処理を選択することができる。

【0140】

第２目標演算部１５０は、ＦＡ処理部１５１においてＦＡ処理を行う例を示したが、これに限定されない。電波を用いて目標点の位置を精度よく推定できれば、任意の処理を選択することができる。

【0141】

第１目標検出部１３２、第２目標検出部１５２において、目標領域の中心位置を目標点として算出する例を示したが、これに限定されない。目標点は目標領域から任意の方法で選択することができる。例えば、目標領域のうち受信電力が最も高い位置を目標点として算出してもよい。

【0142】

ＤＢＳ処理部１３１、ＦＡ処理部１５１において、２次元からなる検出電力マップを生成する例を示したが、これに限定されない。例えば、目標が存在する単一角度からビデオ信号を得て、１次元の検出電力マップを生成してもよい。

【0143】

受信電力情報ＤＢ１１１の受信電力情報は、図５に示すように、ＤＢＳ目標受信電力の距離に対する特性と、ＦＡ目標受信電力の距離に対する特性とを含む例を示したが、これに限定されない。例えば、処理方式の理論演算式に基づき算出できる、ＤＢＳ目標受信電力からＦＡ目標受信電力を推定する演算式を含んでもよい。この場合、受信電力情報ＤＢ１１１は不要となるが、推定精度が下がる可能性がある。また、図１９に示すように、ＤＢＳ目標受信電力の値と、ＦＡ目標受信電力の値とからなるグラフを作成する。このグラフから回帰直線を算出し、ＤＢＳ目標受信電力の値からＦＡ目標受信電力の値に変換してもよい。

【0144】

また、受信電力情報は、ＤＢＳクラッタ受信電力の距離に対する特性と、ＦＡクラッタ受信電力の距離に対する特性とを含む例を示したが、これに限定されない。例えば、処理方式の理論演算式に基づき算出できる、ＤＢＳクラッタ受信電力からＦＡクラッタ受信電力を推定する演算式を含んでもよい。また、図２０に示すように、ＤＢＳクラッタ受信電力の値と、ＦＡクラッタ受信電力の値とからなるグラフを作成する。このグラフから回帰直線を算出し、ＤＢＳクラッタ受信電力の値からＦＡクラッタ受信電力の値に変換してもよい。

【0145】

切替部１１０、１１０Ａにおいて、ＤＢＳ目標受信電力とＤＢＳクラッタ受信電力からＦＡ目標受信電力とＦＡクラッタ受信電力とを推定し、処理を切り替える例を示したが、これに限定されない。ＦＡ処理で安定して目標を検出できることが確認できればよく、任意の方法を選択することができる。例えば、ＤＢＳ処理によるＳ／Ｃ比とＦＡ処理によるＳ／Ｃ比との関係から、ＤＢＳ処理によるＳ／Ｃ比の閾値を予め決定してもよい。この場合、ＤＢＳ処理によるＳ／Ｃ比を算出し、予め決められた閾値より大きい場合にＦＡ処理に切り替える。

【0146】

第１目標検出部１３２、第２目標検出部１５２Ａにおいて、目標領域における受信電力の平均値を目標受信電力として算出する例を示したが、これに限定されない。目標領域における受信電力から目標受信電力を算出する任意の方法を選択することができる。例えば、目標領域における受信電力の最大値または最小値を目標受信電力として算出してもよい。また、電波の送受信を複数回行い複数の検出電力マップを取得し、複数の検出電力マップの目標領域から得られる受信電力を平均した値を用いてもよい。さらに、複数の検出電力マップの一部の目標領域から得られる受信電力の最大値または最小値を用いてもよい。

【0147】

また、クラッタ領域における受信電力の平均値をクラッタ受信電力として算出する例を示したが、これに限定されない。クラッタ領域における受信電力からクラッタ受信電力を算出する任意の方法を選択することができる。例えば、クラッタ領域における受信電力の最大値または最小値をクラッタ受信電力として算出してもよい。また、電波の送受信を複数回行い複数の検出電力マップを取得し、複数の検出電力マップのクラッタ領域から得られる受信電力を平均した値を用いてもよい。さらに、複数の検出電力マップの一部のクラッタ領域から得られる受信電力の最大値または最小値を用いてもよい。

【0148】

切替部１１０は、周波数情報としてエキサイタ部５０に対して周波数を指示する例を示したが、これに限定されない。例えば、切替部１１０は、エキサイタ部５０に対して送信する電波の種類、つまりＤＢＳまたはＦＡを指示してもよい。この場合、エキサイタ部５０は、電波の種類に応じて送信する電波の周波数を決定する。

【0149】

処理の切替を判断するのに用いられる閾値は、予め決められている例を示したが、これに限定されない。ＤＢＳ処理で得られるＳ／Ｃ比に基づき、変動してもよい。具体的には、ＤＢＳ処理におけるＳ／Ｃ比が一定値より低い場合、閾値を低くしてもよい。

【0150】

実施の形態２において、処理モードが移行の時に、ステップＳ９３０において、自機の移動方向に対する目標点の位置の相対角度を算出する例を示したが、これに限定されない。処理モードが移行の時は、Ｓ／Ｃ比を算出すればよく、ステップＳ９３０を処理しなくてもよい。ステップＳ９３０を処理しないためには、ステップＳ９３０の処理の要否に応じて切替部１１０Ａからの命令を区別することで、実現できる。

【0151】

実施の形態２において、処理モードがＦＡの時に、ステップＳ９２５において、目標受信電力とクラッタ受信電力を算出する例を示したが、これに限定されない。処理モードがＦＡの時は、ＦＡ処理により相対角度を算出すればよく、ステップＳ９２５を処理しなくてもよい。ステップＳ９２５を処理しないためには、ステップＳ９２５の処理の要否に応じて切替部１１０Ａからの命令を区別することで、実現できる。

【0152】

ステップＳ２８００において、処理モードを「移行」からＦＡに変更する条件の例を示したが、これに限定されない。ＦＡ処理により目標を安定して検出できると判断できる条件であれば、任意に選択してよい。例えば、Ｓ／Ｃ比が閾値以上となる回数が、予め決められた回数に達したことを条件としてもよい。この場合、Ｓ／Ｃ比が閾値以上となる場合が連続していなくてもよい。

【0153】

また、ステップＳ２８００において、ＤＢＳ処理による目標点の位置とＦＡ処理による目標点の位置との距離が予め決められた閾値以下であることを条件に追加してもよい。この場合、切替部１１０Ａは、第１目標演算部１３０、第２目標演算部１５０Ａから、推定した目標点の位置を取得する。

【0154】

信号処理部１００のハードウェアの例を示したが、これに限定されない。誘導制御装置１０００、１０００Ａが前述の処理を実行できればよく、任意のハードウェアを選択することができる。例えば、誘導制御用の専用チップを用いてもよい。

【0155】

以上において説明した処理は一例であり、各ステップの順番、処理内容は、機能を阻害しない範囲で変更してもよい。また、説明した構成は、機能を阻害しない範囲で、任意に変更してもよい。例えば、Ｓ／Ｃ推定部１１２を第１目標演算部１３０に設けてもよい。

【符号の説明】

【0156】

１０ アンテナ部
２０ 送受信切替部
３０ 送信部
４０ 受信部
５０ エキサイタ部
６０ Ａ／Ｄ変換部
７０ 慣性装置
８０ 誘導演算部
９０ 操舵装置
１００、１００Ａ 信号処理部
１１０、１１０Ａ 切替部
１１１ 受信電力情報ＤＢ
１１２ Ｓ／Ｃ推定部
１１３ Ｓ／Ｃ算出部
１３０ 第１目標演算部
１３１ ＤＢＳ処理部
１３２ 第１目標検出部
１３３ 第１測角演算部
１５０、１５０Ａ 第２目標演算部
１５１ ＦＡ処理部
１５２、１５２Ａ 第２目標検出部
１５３ 第２測角演算部
２００、３００ 処理
１０００、１０００Ａ 誘導制御装置
２０００、２０００Ａ 移動体
２０１０ 検出電力マップ
２０２０ 目標領域
２０３０ クラッタ領域
２０４０ 目標点の位置
２０５０ 自機の正面の位置
３０１０ 制御部
３０２０ 記憶装置
３０３０ 入力部
３０４０ 出力部
３０５０ 通信部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16A】

【図16B】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】