地中レーダによる地雷探知技術の開発

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1.地中レーダに用いられているアンテナは指向性が悪く,対象の真上になくても反射信号を捕らえることができ,点物体の像は点物体を頂点とする双曲線パターンとなる。この双曲線パターンを点に戻す処理をマイグレーションという。マイグレーションを行うには地中の電波伝播速度が必要となるが,この速度を,地中レーダ像中にある線状の物体像から推定するアルゴリズムの開発を行った。2.地雷のような大きさを持った物体では,物体の端点が電波の散乱点となり,レーダ像上では双曲線パターンを形成する。この散乱点だけ押さえられれば,物体の輪郭が捉えられる。双曲線パターンの頂点を正確に捉えることは,地雷のように小さいサイズで複雑な形状を持った物体では不可能に近い。双曲線パターンの一部からでもその頂点位置が推定できれば,形状推定が可能となる。そこで,双曲線パターンの一部から頂点位置を推定するアルゴリズムの開発を行った。3.地雷のような小さな対象物体の場合,地中レーダを走引する測線の直下に物体があるとは限らない。そのような場合でもアンテナの指向性が広いため,一反射信号は捕らえられる。地雷探査のとき,地中レーダアンテナを地雷の真上に置くことは,爆発の危険も伴い危険であるので,この性質は積極的に利用すべきである。そこで対象の真上を通らない複数の測線のレーダ像から,対象物体の正確な位置および形状を推定するために,3次元マイグレーションのアルゴリズムを開発した。4.開発した上記アルゴリズムの有効性を,実際にエジプトの実験場で模擬地雷を埋め測定した地中レーダ像データを用いて確認した。