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本研究では、地下埋設物のレーダー探査を対象とし、以下の特徴を有する信号処理法を開発することを目的とする。
(1)限られた観測方向のデータから3次元の物体像が再構成できること
(2)レーダー波長と同程度の大きさの物体の超高解像度な形状推定ができること
(3)不要散乱波や媒質の不均質性等の強い擾乱に対して安定な推定が行えること
(4)探査する地表の平坦性を必要としないこと
本年度は、本研究で開発するアルゴリズムの基礎をなす以下の3分野の技術の開発・検討を行った。
1.不均質媒質中の3次元物体による散乱電波のレイトレーシング表現(笠原)
本手法の中核をなすのは与えたモデルからの散乱波を高速に推定するアルゴリズムであり、これにはエッジ回折波を含むように拡張したレイトレーシング法を開発し用いてきた。この手法を3次元に拡張するため、レイチューブの概念を導入して任意形状の面積要素からの散乱波と、その不均質媒質中の伝搬を取り扱うアルゴリズムの検討と開発を進めた。
2.3次元視野における主要散乱中心の把握による初期推定(佐藤)
非線形反復良法で良好な解を得るためには初期値を適当に与えることが重要である。これを実現するため、対象とする視野に含まれる主要な散乱中心を抽出し、それらの位置関係や散乱特性を高速に把握する各種アルゴリズムの比較検討と改良を進めた。
3.反復改良アルゴリズムの特性解析ならびに実験準備(佐藤、笠原)
従来の2次元形状推定に比べ、3次元推定のおいてはモデルパラメータ数が飛躍的に増大する。従って反復アルゴリズムの性能がより重要となる。初期値周辺の収束に問題がある場合も想定し、ニューラルネットなどの高次元データに対する最適化手法を比較検討した。
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