レーダ装置
【課題】衝突危険度の高い物標を確実かつリアルタイムに把握することができるレーダ装置を提供する。
【解決手段】レーダ装置は、レーダアンテナ１と、表示器８と、速度推定部２２と、データ発生部６と、を備える。レーダアンテナ１は、水平面内で回転しながらパルス状の信号の送受信を繰り返す。表示器８は、自装置周囲の物標の位置を示すレーダ映像を表示する。速度推定部２２は、自装置からの電波の放射方向成分における自装置と物標との相対速度を推定する。データ発生部６は、速度推定部２２が推定した前記物標の相対速度に基づいて当該物標の危険度を求める。また、速度推定部２２は、レーダアンテナ１が今回受信したエコーと、当該レーダアンテナ１が直前に受信したエコーと、の間の位相変化に基づいて前記相対速度を検出する。そして、表示器８は、前記レーダ映像を表示する際に、危険度が高い物標と低い物標とで表示方法を異ならせることが可能である。
【解決手段】レーダ装置は、レーダアンテナ１と、表示器８と、速度推定部２２と、データ発生部６と、を備える。レーダアンテナ１は、水平面内で回転しながらパルス状の信号の送受信を繰り返す。表示器８は、自装置周囲の物標の位置を示すレーダ映像を表示する。速度推定部２２は、自装置からの電波の放射方向成分における自装置と物標との相対速度を推定する。データ発生部６は、速度推定部２２が推定した前記物標の相対速度に基づいて当該物標の危険度を求める。また、速度推定部２２は、レーダアンテナ１が今回受信したエコーと、当該レーダアンテナ１が直前に受信したエコーと、の間の位相変化に基づいて前記相対速度を検出する。そして、表示器８は、前記レーダ映像を表示する際に、危険度が高い物標と低い物標とで表示方法を異ならせることが可能である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーダ装置に関する。詳細には、レーダ装置において、衝突する危険度の高い物標を判定して分かり易く表示するための構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的なレーダ装置において、レーダ映像を表示する際には、受信したエコーの強度に応じた表示色で物標を表示する。このようなレーダ装置においては、画面に表示されている物標が航海の障害となるか否か（衝突の危険があるか否か）は、オペレータがレーダ映像を数スキャンの間見て、経験によって判断していた。
【０００３】
しかし、オペレータがレーダ映像に不慣れである場合には、表示されている物標が航海の障害となるか否かを判断することが難しかった。また、オペレータがレーダ映像に精通している場合であっても、少なくとも数スキャンの間画面を見続けない限り、衝突危険度を判断することができない。
【０００４】
この点、特許文献１は、衝突危険度の高い他船は視認性を高く表示し、衝突危険度の低い他船は視認性を低く表示するように構成した他船表示装置を開示する。特許文献１は、これにより、視認性が高く、衝突回避という目的に適った表示を行うことができるとする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−４８５９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１は、他船の情報を検知する手段として、ＡＩＳ（船舶自動識別装置）及びＡＲＰＡ（自動衝突予防支援装置）を用いている。
【０００７】
ＡＲＰＡは、過去のレーダ映像の推移から物標の移動ベクトル（速度及び移動方向）を検出する技術である。しかし、このＡＲＰＡは信号処理負荷が大きいため、捕捉、追尾できる物標の点数に制限があるという課題があった。また、過去の数スキャン分のレーダ映像から物標の移動情報を検出するため、物標が移動方向や速度を変更したことを検出するまでに時間が掛かるという問題があった。更に、物標の近傍に海面反射等の不規則なエコーが現れた場合、物標の捕捉が海面反射等に乗り移ってロストしてしまうという問題もあった。
【０００８】
一方、ＡＩＳは、自船の位置情報や航行情報等を無線通信によって定期的に送信するとともに、他船から前記情報を受信して必要な情報を抽出する技術である。しかし、他船がＡＩＳを搭載していない場合は当該他船の情報を検知することができない。また、通信頻度が決められているため、他船の情報を即座に取得することができない。
【０００９】
以上のようであるから、特許文献１の構成では、衝突危険度の高い物標を確実に把握し、リアルタイムで表示することが困難であった。
【００１０】
本願発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その主要な目的は、衝突危険度の高い物標を確実かつリアルタイムに把握することができるレーダ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段及び効果】
【００１１】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。
【００１２】
本発明の観点によれば、以下の構成のレーダ装置が提供される。即ち、このレーダ装置は、レーダアンテナと、表示器と、速度推定部と、危険度検出部と、を備える。前記レーダアンテナは、水平面内で回転しながら信号の送受信を繰り返すように構成される。前記表示器は、自装置周囲の物標の位置を示すレーダ映像を表示する。前記速度推定部は、自装置からの電波の放射方向成分における自装置と前記物標との相対速度を推定する。前記危険度検出部は、前記速度推定部が推定した前記物標の相対速度に基づいて、当該物標の危険度を求める。また、前記速度推定部は、前記レーダアンテナが今回受信したエコーと、当該レーダアンテナが直前に受信したエコーと、の間の位相変化に基づいて、前記相対速度を検出する。そして、前記表示器は、前記レーダ映像を表示する際に、前記危険度が高い物標と低い物標とで表示方法を異ならせることが可能である。
【００１３】
これにより、危険度によって物標の表示方法を異ならせることができるので、例えば経験の浅いオペレータであっても、危険な物標を即座に判断することができる。また、自装置からの電波の放射方向成分における自装置と前記物標との相対速度に基づいて、物標が自装置に対してどの程度の速度で接近しているかを判断することができるため、例えば高速で接近してくる物標のように特に危険な物標を適切に表示して、オペレータに注意を喚起することができる。
【００１４】
更に、上記のようにエコーの位相変化を観測することにより、ドップラー周波数を求め、これに基づいて物標の速度を検出することができる。従って、数スキャンの間レーダ映像を観測する必要も、他船からの通信を待機する必要も無く、即座に物標の速度を検出することができる。また、レーダ映像内の物標を捕捉して速度を検出する構成では無いので、複雑な演算処理も必要無く、物標の捕捉が失われて速度が検出できなくなることも無い。従って、多数の物標の移動速度を確実に検出することができるので、危険な物標を危険度検出部において確実に検出することができる。更に、ドップラー周波数から求めることができる物標の移動速度は、電波の放射方向における相対速度である。従って、本発明の構成によって検出した物標の移動速度に基づいて、自装置に対して物標がどの程度の速度で接近しているのかを簡単に判定することができる。また、物標の移動速度が遅い場合、観測できるほどのドップラー周波数が生じないため、１回の送受信で周波数変化を観測して物標の速度を検出することが困難となる。この点、上記のように２つのエコー間での位相変化を見ることにより、遅い物標であっても速度を検出することができる。
【００１５】
上記のレーダ装置においては、以下のように構成されることが好ましい。即ち、このレーダ装置は、少なくとも物標からのエコー信号を検出する種類推定部を備える。そして、前記危険度検出部は、前記種類推定部が検出した物標からのエコー信号と、前記速度推定部が推定した前記相対速度と、に基づいて、当該物標の危険度を求める。
【００１６】
このように、物標からのエコーを検出することにより、例えば海面反射のように衝突の危険が無い物標と、物標のように衝突の危険がある物標とを適切に区別して表示できるため、信頼性に優れる。
【００１７】
前記のレーダ装置においては、以下のように構成されることが好ましい。即ち、前記表示器は、前記レーダ映像を表示する際に、前記物標の危険度に応じて色分けするとともに、当該物標からのエコーの強度に応じた色の濃さで各物標を表示することが可能である。
【００１８】
これにより、表示器に表示された色によって、オペレータが物標の危険度を直感的に把握することができる。また、表示器に表示された色の濃さによって、オペレータがエコーの強度を直感的に把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係るレーダ装置の主要な構成を示すブロック図。
【図２】直交検波を説明する図。
【図３】（ａ）海面反射領域基準画素に基づいて拡大海面反射領域を決定する様子を説明する図。（ｂ）合成拡大海面反射領域を説明する図。
【図４】（ａ）連続性判定基準領域を設定した様子を説明する図。（ｂ）物標の種類によるエコーの空間的な連続性の違いを説明する図。
【図５】１つの物標に対する今回のスイープと直前のスイープにおける送受信の様子を例示する図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
次に、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る船舶用レーダ装置の主要構成を示すブロック図である。なお、本実施形態では船舶用のレーダ装置として説明するが、本発明のレーダ装置の用途が船舶用に限られるものではない。
【００２１】
本実施形態のレーダ装置が備えるレーダアンテナ１は、鋭い指向性を持った信号（パルス状電波）を放射可能であるとともに、自装置周囲にある物標からのエコー（反射信号）を受信するように構成されている。また、レーダアンテナ１は、所定の回転周期で水平面内を回転しながら、前記信号の送受信を繰り返し行うように構成されている。
【００２２】
表示器８は、ＣＲＴ、ＬＣＤ等であり、グラフィック表示可能なラスタスキャン式の表示装置として構成されている。
【００２３】
ここで、放射信号を放射してからエコーが返ってくるまでに掛かる時間は、レーダアンテナ１から物標までの距離に比例する。従って、放射信号を放射してから受信信号を受信するまでの時間を動径ｒ、当該電波の送受信を行ったときのアンテナ角度を偏角θとすることにより、物標の位置をレーダアンテナ１を中心とした極座標系で取得することができる。この極座標系で取得された物標の位置を平面上にプロットすることにより、レーダ映像を得ることができる。本実施形態のレーダ装置は、前記レーダ映像を前記表示器８に表示することにより、自装置周囲の物標の様子を確認できるように構成したものである。
【００２４】
なお、レーダアンテナ１は、物標からの反射信号以外にも、海面反射等の不要エコーを受信する。また、レーダアンテナ１が他船のレーダ信号を受信してしまう場合（干渉信号）もある。また、当該レーダアンテナ１が受信した信号にはホワイトノイズが含まれる。従って、前記表示器８には、物標の他にも、海面反射、干渉信号、ホワイトノイズ等がプロットされて表示される場合がある。そこで、以下の説明では、上記の事情を考慮して、物標、海面反射、干渉エコー、ホワイトノイズ等を、「受信信号」と総称する場合がある。
【００２５】
本実施形態のレーダ装置は、表示器８にレーダ映像を表示する際に、物標の危険度等を推定し、当該物標の表示色を前記危険度等に応じて異ならせることができるように構成されている。これにより、レーダ装置のオペレータは、危険な物標を直感的に把握することができる。なお、物標の危険度を推定して色分けを行うための構成については、後に詳細に説明する。
【００２６】
次に、エコーを受信して当該エコーのデータを取得するための構成について説明する。前記レーダアンテナ１がエコーを受信すると、受信信号が受信部２に出力され、Ａ／Ｄ変換部３によってデジタルデータに変換された後、スイープメモリ４に一時的に記憶されるように構成されている。以下、各構成について説明する。
【００２７】
前記受信部２は、レーダアンテナ１からの受信信号を検波して増幅するように構成されている。本実施形態において、受信部２は、受信信号の振幅及び位相の情報を取得するために、直交検波（ＩＱ位相検波）を行っている。受信部２において直交検波を行うことにより、Ｉ信号とＱ信号からなる複素信号を得る。以下、直交検波について図２を参照して簡単に説明する。
【００２８】
ここで、レーダアンテナ１が放射する放射信号（パルス状電波）の搬送波が、周波数ｆ0のコサイン波であるとして説明する。この場合、放射信号を放射してからの時間をｔ、受信部２に入力される受信信号（エコー）の振幅をＸ（ｔ）とすると、当該エコーの波形Ｓ（ｔ）は、式（１）で表現することができる。ここで、φ（ｔ）は、放射信号の搬送波に対する、受信エコーの搬送波の位相である（以下、単に位相という）。
【数１】
【００２９】
図２に示すように、この受信信号Ｓ（ｔ）は、受信部２に受信された後に２系統に分岐させられる。そして一方の受信信号Ｓ（ｔ）に、放射信号の搬送波と同一周波数で同一位相の参照信号２cos（２πｆ0ｔ）を積算して合成することにより、以下の式（２）で表現される信号を得る。また、受信信号Ｓ（ｔ）を分岐させた他方に、放射信号の搬送波と同一周波数で位相を９０°ズラした参照信号−２sin（２πｆ0ｔ）を積算して合成することにより、以下の式（３）で表現される信号を得る。
【数２】
【００３０】
式（２）及び式（３）の右辺第１項（２倍周波数成分）はローパスフィルタ（ＬＰＦ）によって除去される。これにより、受信部２からは、式（４）に示すＩ信号、及び式（５）に示すＱ信号が出力される。
【数３】
【００３１】
アナログ信号である前記Ｉ信号及びＱ信号は、Ａ／Ｄ変換部３に入力される。Ａ／Ｄ変換部３は、このＩ信号及びＱ信号をサンプリングし、複数ビットのデジタルデータ（ＩＱ受信データ）に変換してスイープメモリ４に出力する。なお、上記のようにアナログでＩ信号及びＱ信号を生成する方式のほか、受信信号を直接サンプリングした後に、デジタルでＩ信号及びＱ信号を生成する方式でも良い。
【００３２】
スイープメモリ４は、前記ＩＱ受信データを１スイープ分リアルタイムで記憶することができるバッファである。なお、「スイープ」とは、信号を送信してから次の信号を送信するまでの一連の動作をいい、「１スイープ分の受信データ」とは、信号を送信した後、次の信号を送信するまでの期間に受信したデータをいう。
【００３３】
前記１スイープ分のデータは、スイープメモリ４の先頭アドレスから順次記憶されていくように構成されている。ここで、スイープメモリ４の先頭アドレスからｎ番目に記憶されているＩＱ受信データのＩ信号データをＩn、Ｑ信号データをＱnとする。当該ｎ番目のデータをサンプリングした時のエコーの強度（振幅）をＸn、位相をφnとすると、Ｉn及びＱnは以下の式で表すことができる。
【数４】
【００３４】
次に、表示器８に表示するレーダ映像の画像データを生成するための構成について説明する。表示器８はラスタスキャン式の表示装置として構成されており、この表示器８に表示させるための画像データは画像メモリ７に記憶されている。この画像メモリ７に記憶されている画像データは複数の画素からなるラスタデータであり、表示器８のラスタ走査に同期して高速で読み出されて表示色選択部１５（後述）へ転送される。
【００３５】
前記画像データにおいて、各画素は、例えば船首方向をＹ軸、船幅方向をＸ軸とするＸＹ直交座標系で配列して記憶されている。各画素のデータは複数ビットからなり、当該各画素には、エコー強度Ｘnと、エコー危険度Ｄnと、を示すデータがそれぞれ記憶されている。表示器８のラスタ走査に同期してこの画像データを読み出す際に、例えば、エコー強度Ｘnが強い画素は濃い色で表示し、エコー強度Ｘnが弱い画素は薄い色で表示することにより、水平面上における自装置周囲のエコーの様子（レーダ映像）を表示器８に表示することができる。なお、エコー危険度Ｄnについては後述する。
【００３６】
各画素のエコー強度Ｘnを算出するための構成について説明する。バッファであるスイープメモリ４は、ＩＱ受信データが新たに書き込まれると、次のスイープによって当該ＩＱ受信データが上書きされてしまう前に、振幅検出部１６及びパルスドップラー処理部１７（後述）に対してＩＱ受信データを順次出力する。
【００３７】
振幅検出部１６は、ＩＱ受信データが入力されると、Ｉ信号とＱ信号をベクトル合成することにより当該ＩＱ受信データのエコー強度を検出する。ここで、前記式（６）及び式（７）より、スイープメモリ４の先頭アドレスからｎ番目に記憶されているＩＱ受信データのエコー強度Ｘnは、以下の式（８）によって求めることができる。
【数５】
【００３８】
振幅検出部１６が求めたエコー強度Ｘnは、後述のデータ発生部６を介して画像メモリ７に出力され、対応するアドレスに記憶される。エコー強度Ｘnを画像メモリ７のどのアドレスに記憶するか（即ち、現在画像データのどの画素を処理しているのか）は、描画アドレス発生部５によって決定される。なお、このエコー強度Ｘnは、後述の挙動データ発生部１１及び連続性検出部９にも出力されている。
【００３９】
描画アドレス発生部５には、所定方向（例えば船首方向）を基準としたスイープ角度データ（レーダアンテナ１の角度θを示すデータ）がレーダアンテナ１から入力されている。描画アドレス発生部５は、レーダアンテナ１の角度θと、スイープメモリ４からのＩＱ受信データの読み出し位置ｎとから、当該ＩＱ受信データに対応する画素を指定するアドレスを生成する。具体的には、描画アドレス発生部５は、以下の式（９）及び式（１０）の演算を実現するハードウェアにより構成される。ここで、Ｘ，Ｙは、画像メモリ７に記憶されている画像データの画素を指定するアドレスである。また、Ｘs，Ｙsは、画像メモリに記憶されている画像データにおいて、スイープの中心位置（レーダアンテナ１の位置）に対応する画素を指定するアドレスである。
【数６】
【００４０】
エコー強度Ｘnがデータ発生部６から画像メモリ７に出力される際には、当該画像メモリ７のアドレス指定部に、上記アドレスＸ，Ｙが入力される。これにより、極座標系で取得される物標エコーの位置がＸＹ直交座標系に変換されて、当該物標エコーの位置に対応する座標Ｘ，Ｙの位置の画素に、エコー強度Ｘnのデータを記憶することができる。結果として、エコー強度を物標エコーの位置に応じて平面上にプロットした画像データが生成されるので、これに基づいてレーダ映像を表示器８に表示することができる。なお、描画アドレス発生部５が出力する画素のアドレスは、後述の挙動データメモリ２０及び不安定状態保持メモリ２１にも入力されている。
【００４１】
次に、物標からのエコーと、それ以外のエコーとを判別するための構成について説明する。まず、エコーの時間的な連続性を観測することにより海面反射によるエコーを判別する構成を説明する。
【００４２】
周知のように、船舶用レーダにおいては、自船周囲の海面からのエコーが受信される。この海面反射は物標からのエコーと区別することが好ましい。ここで、海面反射によるエコーは、スキャン毎に同じ位置に出現しないで規則性無く検出される。これを逆に考えれば、ある画素においてエコーが時間的な連続性が無く不規則に検出される場合は、当該エコーは海面反射であると判断することができる。本実施形態のレーダ装置は、このように検出エコーが不安定な画素に基づいて海面反射領域を検出するための、海面反射領域検出部１０を備えている。この海面反射領域検出部１０は、挙動データ発生部１１と、不安定画素検出部１２と、不安定状態保持用データ発生部１３と、海面反射領域決定部１４と、を含んでいる。
【００４３】
まず、挙動データ発生部１１について説明する。前記振幅検出部１６によってエコー強度Ｘnが算出され、前記描画アドレス発生部５によって前記エコー強度Ｘnを記憶する画素のアドレスが決定されると、挙動データ発生部１１は、当該画素における過去数スキャンにわたるエコーの有無を表現する挙動データＰnを求め、挙動データメモリ２０に出力するように構成されている。
【００４４】
挙動データメモリ２０は、画像メモリ７のアドレスと対応するように直交座標系アドレスが設定されており、画像メモリ７の各画素と１対１に対応して挙動データＰnを記憶する記憶媒体である。
【００４５】
この挙動データＰnは、複数ビットからなり、エコーの有無を示すエコー検出フラグを、過去数スキャンにわたって記憶したデータである。例えば挙動データメモリ２０を各画素８ｂｉｔで構成した場合、過去８スキャン分のエコー検出フラグを挙動データＰnによって表現することができる。具体的には、例えばある画素の挙動データＰnが「００００００１１」であった場合、直近の２スキャンでは当該画素の位置でエコーが検出されたが、それ以前の６スキャンではエコーが検出されなかったことを示す。なお、「スキャン」とは、電波の送受信を行いながらアンテナが１回転することにより、自装置の周囲を３６０°にわたってスイープすることをいう。
【００４６】
前記挙動データＰnを生成するために、挙動データ発生部１１は以下の処理を行う。まず、挙動データ発生部１１は、振幅検出部１６から入力されてくるエコー強度Ｘnが、予め設定した検出閾値以上であるかどうかを判定する。検出閾値は、例えば検出したホワイトノイズレベルに所定のオフセットを加算したものが用いられる。挙動データ発生部１１は、今回のエコー強度Ｘnが検出閾値以上であれば、「１」からなるエコー検出フラグを生成し、今回のエコー強度Ｘnが検出閾値未満であれば、「０」からなるエコー検出フラグを生成する。
【００４７】
続いて、挙動データ発生部１１は、挙動データメモリ２０から前回の挙動データＰn-1を読み出す。このとき、挙動データメモリには現在処理している画素のアドレスが描画アドレス発生部５から入力されているので、現在処理している画素の挙動データＰn-1が読み出される。次に、挙動データ発生部１１は、前回の挙動データＰn-1を１段階左シフトし、最下位ビットに今回のエコー検出フラグを出力して、今回の挙動データＰnを生成する。最後に、今回の挙動データＰnを挙動データメモリに出力する。このとき、挙動データメモリには、今回処理している画素のアドレスが描画アドレス発生部５から入力されているので、当該画素の前回の挙動データＰn-1が今回の挙動データＰnによって上書きされる。以上により、今回を含む過去８スキャン分の挙動データが記憶される。また、挙動データ発生部１１から出力された今回の挙動データＰnは、不安定画素検出部１２及びデータ発生部６へ出力される。
【００４８】
不安定画素検出部１２は、挙動データ発生部１１から挙動データＰnが入力されると、当該挙動データＰnの隣り合うビット間での状態変化の数を不安定度として算出する。即ち、隣り合うビット（例えば第０ビットと第１ビットや、第６ビットと第７ビット）間で、「１」から「０」へ変化したり、「０」から「１」へ変化する回数を検出する。例えば、挙動データＰnが「１１１１１１１１」や「００００００００」だった場合は不安定度を「０」とし、「１０１０１０１０」だった場合は不安定度を「７」とする。
【００４９】
不安定画素検出部１２は、不安定度を算出すると、予め設定した不安定状態検出閾値と比較して、不安定状態検出データＲnを生成する。例えば不安定度「４」を不安定状態検出閾値とした場合、不安定度「７」のときはＲn＝１とし、不安定度「１」のときはＲn＝０とする。不安定画素検出部１２は、不安定状態検出データＲnを不安定状態保持用データ発生部１３へ出力する。
【００５０】
不安定状態保持用データ発生部１３は、現在処理している画素の不安定度を示す不安定状態保持用データＨnを生成し、不安定状態保持メモリ２１に出力する。
【００５１】
不安定状態保持メモリ２１は、画像メモリ７のアドレスと対応するように直交座標系アドレスが設定されており、画像メモリ７の各画素と１対１に対応して不安定状態保持用データＨnを記憶する記憶媒体である。
【００５２】
不安定状態保持用データ発生部１３は、不安定画素検出部１２から不安定状態検出データＲnが入力されると、不安定状態保持メモリ２１から前回の不安定状態保持用データＨn-1を読み出す。このとき、不安定状態保持メモリ２１には現在処理している画素のアドレスが描画アドレス発生部５から入力されているので、現在処理している画素の不安定状態保持用データＨn-1が読み出される。
【００５３】
ここで、以下では、不安定状態保持メモリ２１が各画素４ビットで構成されている場合（０〜１５の範囲の整数を記憶できる場合）の例で説明する。不安定状態保持用データ発生部１３は、Ｒn＝１であった場合、現在処理している画素が不安定状態であると判断して、「１５」からなる不安定状態保持用データＨnを生成する。一方、Ｒn＝０であった場合、当該画素は安定状態であると判断して、前回の不安定状態保持用データＨn-1から１を引いた値を今回の不安定状態保持用データＨnとする。また、当該画素が安定状態（Ｒn＝０）で、かつ前回の不安定状態保持用データＨn-1が０だった場合は、そのままＨn＝０とする。
【００５４】
最後に、不安定状態保持用データ発生部１３は、今回の不安定状態保持用データＨnを不安定状態保持メモリ２１に出力する。このとき、不安定状態保持メモリ２１には、今回処理している画素のアドレスが描画アドレス発生部５から入力されているので、当該画素の前回の不安定状態保持用データＨn-1が今回の不安定状態保持用データＨnによって上書きされる。
【００５５】
これにより、各画素が、少なくとも今回を含めて過去１６スキャンにわたって安定状態であったか否かを記憶することができる。即ち、Ｈn＝０であれば、当該画素が、少なくとも今回を含めた過去１６スキャンの間はＲn＝０（安定状態）だったと判断できる。一方、Ｈn≠０であれば、今回を含めた過去１６スキャンの間にＲn＝１（不安定状態）だったことがあると判断できる。
【００５６】
このようにして不安定状態保持用データＨnを求めるのは、以下のような理由による。即ち、海面反射は、海況、風向き、アンテナ高さ、ＳＴＣ（海面反射除去処理）等の調整により変化し、更に、自船からの距離が離れるに従って弱くなる。このため、海面反射の境界は明確に区切ることができず、不安定状態から一時的に安定状態になったとしても、海面反射である確率は高い。この点、上記のようにして求めた不安定状態保持用データＨnに基づいて海面反射か否かを判断することにより、一時的に安定状態となった画素を海面反射ではないと判定してしまうことを防止することができる。
【００５７】
前記不安定状態保持用データＨnは、海面反射領域決定部１４に出力される。海面反射領域決定部１４は、入力された不安定状態保持用データがＨn≠０であれば、当該不安定状態保持用データＨnに対応する画素は海面反射の種（たね）であると判定し、当該画素を海面反射領域基準画素として検出する。一方、海面反射領域決定部１４は、Ｈn＝０の場合（現在処理している画素が海面反射の種ではない場合）であっても、当該画素の近傍に位置する画素が海面反射の種である場合には、現在処理している画素は海面反射領域内であると判定する。
【００５８】
以下、図３を参照して具体的に説明する。海面反射領域決定部１４は、図３（ａ）に示すように海面反射領域基準画素４０１を検出すると、距離ｒ方向及びスイープ回転方向（レーダアンテナ１の回転方向）θへ海面反射領域を拡大させるようにして、直交座標系の所定数の画素を選択して拡大海面反射領域４１０を決定する。この際、海面反射領域決定部１４は、拡大海面反射領域４１０において、海面反射領域基準画素４０１が、スイープの中心位置（レーダアンテナ１の位置）に距離ｒ方向で最も近く、スイープ回転方向θに対して最も起点側となるようにして、前記拡大海面反射領域４１０を設定する。
【００５９】
このような拡大海面反射領域の設定は、海面反射領域決定部１４が不安定状態保持用データＨn≠０を受け付けて、海面反射領域基準画素が検出される毎に行われる。例えば図３（ｂ）においては、複数の海面反射領域基準画素４０１，４０２，４０３，４０４が検出されている。このような場合、海面反射領域決定部１４は、海面反射領域基準画素４０１に基づく拡大海面反射領域４１０、海面反射領域基準画素４０２に基づく拡大海面反射領域４２０、海面反射領域基準画素４０３に基づく拡大海面反射領域４３０、海面反射領域基準画素４０４に基づく拡大海面反射領域４４０を組み合わせ、合成拡大海面反射領域４００を設定する。
【００６０】
海面反射領域決定部１４は、現在処理している画素が、合成拡大海面反射領域４００に該当する画素であるかどうかを示す海面反射領域データＢnを生成し、データ発生部６へ出力する。具体的には、海面反射領域決定部１４は、現在処理している画素が合成拡大海面反射領域４００内の画素であれば、海面反射領域データＢn＝１を生成し、合成拡大海面反射領域４００外の画素であれば、海面反射領域データＢn＝０を生成して、データ発生部６へ出力する。
【００６１】
上記のように構成したのは、海面反射の種の近傍は、やはり海面反射である可能性が高いためである。この点、上記のような処理とすることで、実際に海面反射の種と判定された画素のみでなく、当該画素近傍の他の画素（海面反射である可能性の高い画素）にも拡大して海面反射領域を設定することができるので、海面反射である可能性の高い画素を確実に検出することができる。
【００６２】
次に、エコーの空間的な連続性を観測することにより、物標からのエコーと、ホワイトノイズ及び干渉信号と、を判別する構成について説明する。
【００６３】
即ち、ホワイトノイズや干渉信号は空間的に不連続で検出される一方、物標からのエコーはある程度空間的に連続して検出される。従って、エコーの空間的な連続性を判断することによって、当該エコーが、物標からのエコーか、ノイズ等か、を判定することができる。以下、具体的に説明する。
【００６４】
連続性検出部９には、振幅検出部１６からエコー強度Ｘnが入力されている。また、連続性検出部９は、複数のエコー強度のデータ（エコー強度データ）を所定方位分記憶するバッファメモリを備えており、このバッファメモリに前記エコー強度データが順次記憶される。
【００６５】
連続性検出部９は、振幅検出部１６からエコー強度Ｘnが新しく入力されると、連続性の判定対象となる画素のエコー強度データの周囲に、連続性判定基準領域を設定する。例えば図４（ａ）においては、当該判定対象となるエコー強度データ１００の近傍８個のデータを含む領域を連続性判定基準領域１１０としている。
【００６６】
連続性検出部９は、連続性判定基準領域内に検出閾値以上のレベルを有するエコー強度データが何個あるかを検出し、その数を、前記判定対象となる画素の連続性データＡnとする。例えば図４（ａ）の例では、連続性判定基準領域１１０内には閾値以上のエコー強度データが５つ存在するので、エコー強度データ１００の位置にある画素の連続性データは、Ａn＝５とする。
【００６７】
ここで、受信信号の種類によって連続性データＡnが異なることを説明する。例えば、図４（ｂ）に示すように、物標９０１は、検出閾値以上のレベルを有するエコー強度データが集まっているので、連続性データＡnが大きくなる。一方、干渉信号９０２は、同一方向にのみ所定閾値以上のレベルを有するエコー強度データが存在するため、連続性データＡnも小さくなる。また、ホワイトノイズ９０３も、単発で発生することが多いので、連続性データＡnは小さくなる。従って、以上のように連続性データＡnを求めることにより、物標からのエコーと、干渉信号及びホワイトノイズと、を判別することができる。
【００６８】
次に、物標の移動速度を算出するための構成について説明する。
【００６９】
前述のとおり、他船の移動速度を検出するためにＡＩＳやＡＲＰＡを用いていた従来のレーダ装置においては、複数の物標の速度を確実かつリアルタイムで求めることができないという課題があった。
【００７０】
そこで、本実施形態のレーダ装置は、エコーのドップラー周波数を推定し、前記ドップラー周波数に基づいて物標の移動速度を求めるように構成されている。この構成によれば、他船からのＡＩＳ情報の受信を待機したり、過去のレーダ映像の推移を複数スキャンにわたって観測したりしなくても、物標の移動速度を求めることができる。従って、多数の物標の移動速度を、確実かつ即座に求めることができる。
【００７１】
また、ＡＩＳやＡＲＰＡによって求めることができるのは、水平面内における物標の絶対速度又は相対速度である。この点、ドップラー周波数に基づけば、自船に対する物標の相対速度のうち、電波の放射方向成分のみを検出することができる。従って、ドップラー周波数から求めた物標速度の値は、自船に対して物標がどれだけの速さで近づいてきているかの指標として用いることができるため、本実施形態のレーダ装置において特に有効である（詳しくは後述）。
【００７２】
ただし、船舶の速度は比較的遅いため、発生するドップラー周波数も小さく、１回の送受信でドップラー周波数を検出するのは困難である。そこで、本実施形態ではパルスドップラー（パルスペア）法によってドップラー周波数を求めている。
【００７３】
パルスドップラー法とは、適宜の間隔を空けてパルス状電波を放射し、同一物標からの受信パルスを２回取得して、２つの受信パルス間の位相変化を検出することにより物標のドップラー周波数を求めるものである。本実施形態ではレーダアンテナ１を回転させながらパルス状電波を放射しているため、２回の送信パルス間でパルスの送信方向は若干変化するが、例えば図５に示すように、直前のスイープと今回のスイープとの間で考えれば同じ物標８００からのエコーを取得しているとみなすことができる。そこで本実施形態では、パルスヒット間（今回のスイープで受信したエコーと、直前のスイープで受信したエコーとの間）の位相変化に基づいて、物標からのエコーのドップラー周波数を検出するように構成している。
【００７４】
以下、具体的に説明する。本実施形態のレーダ装置は、速度推定部２２を備えている。この速度推定部２２は、パルスドップラー処理部１７と、物標速度算出部１８と、から構成されている。
【００７５】
前記パルスドップラー処理部１７は、スイープメモリ４からＩＱ受信データが入力されると、当該ＩＱ受信データに基づいて、エコーの搬送波の位相を求める。スイープメモリ４の先頭アドレスからｎ番目に記憶されているＩＱ受信データの位相φnは、前記の式（６）及び式（７）より、以下の式（１１）で求めることができる。
【数７】
【００７６】
また、パルスドップラー処理部１７は、直前のスイープにおける位相を記憶しておくために、１スイープ分の位相のデータを記憶可能な位相バッファメモリを備えている。この位相バッファメモリは、スイープメモリと１対１でアドレスが対応するように構成されている。
【００７７】
パルスドップラー処理部１７は、今回の位相φnを求めると、位相バッファメモリの先頭アドレスからｎ番目の位置から、直前のスイープで受信したエコーの位相φn’を読み出す。今回のスイープにおけるエコーの搬送波と、直前のスイープにおけるエコーの搬送波と、の間の位相変化Δφは、以下の式（１２）で求めることができる。ここで、前述のように、今回のスイープと直前のスイープとでは同じ物標からのエコーを受信していると考えられるので、位相変化Δφは、前回のエコーを受信してから今回のエコーを受信するまでの間に、当該物標の移動によって発生した位相変化である。
【数８】
【００７８】
物標の移動による位相変化は、以下の式（１３）で表される。ここで、ｆdはドップラー周波数であり、ΔＴはパルス状電波（放射信号）の送信間隔であり、ＰＲＦは前記パルス状電波のパルス繰返し周波数（Ｐｕｌｓｅ Ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ、単位：Ｈｚ）である。従って、パルスドップラー処理部１７は、式（１４）の演算を行うことにより、ドップラー周波数ｆdを算出することができる。パルスドップラー処理部１７は、ドップラー周波数ｆdを算出すると、当該ドップラー周波数ｆdを物標速度算出部１８へ出力する。
【数９】
【００７９】
物標速度算出部１８は、ドップラー周波数ｆdが入力されると、物標の移動速度を求める。まず、物標速度算出部１８は、ドップラー周波数ｆdに基づいて、自装置と物標との相対速度Ｖrを求める。物標速度算出部１８は、ドップラー周波数ｆdと相対速度Ｖrとの間の関係式（１５）によって、相対速度Ｖrを算出する。ここで、λは信号の搬送波の波長である。なお、式（１５）で求めることができる相対速度Ｖrは、自装置（レーダアンテナ１）からの電波の放射方向成分における自装置と物標との相対速度（物標と自装置との間の直線距離方向の相対速度）である。
【数１０】
【００８０】
以上のように、ドップラー周波数から算出できる相対速度Ｖrは、自船に対する物標の相対速度のうち、電波の放射方向の成分のみである。従って、この相対速度Ｖrの値は、物標が自船に対してどれだけの速さで近づいてきているかの指標として用いることができる。本実施形態では物標の危険度を判定するために物標の移動速度を求めているので（詳細は後述）、物標が自船に対してどの程度の速度で接近しているかが把握できれば良い。即ち、本実施形態においては、水平面内における物標の相対速度や絶対速度の情報を取得する必要は無く、電波の放射方向（物標と自船との間の直線距離方向）の相対速度（即ち上記相対速度Ｖr）が分かれば十分である。
【００８１】
このように、パルスドップラー法によって物標の移動速度を求める方法は、物標の危険度を求めるために必要な情報（電波の放射方向成分における当該物標の相対速度）を即座に（リアルタイムに）得ることができるという点で、物標の危険度判定に特に有効な手段であると言える。
【００８２】
次に、物標速度算出部１８は、ドップラー周波数ｆdに基づいて求めた相対速度Ｖrから、物標の移動速度を２ビットで表現する物標速度データＶnを算出する。物標が自船から遠ざかっている時の相対速度Ｖrの値を負の値、近づいている時の相対速度Ｖrの値を正の値とすると、物標速度データＶnは以下のように表現することができる。
【００８３】
例えば、物標速度算出部１８は、物標の相対速度Ｖrが−１ｋｔ未満の場合（物標が遠ざかっている場合）は、物標速度データをＶn＝０とする。また、物標の相対速度Ｖrが−１ｋｔ以上、１ｋｔ以下の場合は、物標速度データをＶn＝１とする。また、物標の相対速度Ｖrが１ｋｔより大きい場合（物標が接近している場合）は、物標速度データをＶn＝２とする。以上のようにして求めた物標速度データＶnは、データ発生部６に出力される。
【００８４】
次に、物標の危険度を判定するための構成について説明する。物標の危険度は、データ発生部６によって判定される。従って、データ発生部６は、危険度検出部であるということができる。
【００８５】
データ発生部６には、現在処理している画素についての、エコー強度Ｘn、連続性データＡn、挙動データＰn、海面反射領域データＢn及び物標速度データＶnが入力されている。
【００８６】
データ発生部６は、まず、エコー強度Ｘn、連続性データＡn、挙動データＰn及び海面反射領域データＢnに基づいて、現在処理している画素の位置に存在する受信信号の種類を判定する。従って、データ発生部６は、種類推定部であるということもできる。データ発生部６は、当該画素の受信信号の種類を、固定物標、移動物標、海面反射、その他（干渉やノイズなどの不要エコー）の４種類で判定する。以下、具体的に説明する。
【００８７】
現在処理している画素のエコー強度Ｘnが所定閾値よりも小さい場合は、当該画素の位置には物標は存在しないと判断することができる。また例えば、エコー強度Ｘnの値が大きい場合であっても、連続性データＡnの値が小さければ、その画素の受信信号はレーダ干渉やホワイトノイズであると判断できる。一方、海面反射領域データＢnが「１」の場合は、その画素の受信信号は海面反射であると判断すれば良い。
【００８８】
また、挙動データＰnの各ビットに１が多ければ、そのデータは検出頻度が高いデータであり、即ち固定物標（陸地など）であると判断することができる。更に、現在処理している画素が海面反射でもレーダ干渉やホワイトノイズでも無く、挙動データＰnの値が０００００００１や００００００１１であれば（即ち、最新の数スキャンでエコーが検出されている場合は）、そのデータは移動している物標（船舶など）であると判断することができる。
【００８９】
データ発生部６は、現在処理している画素の受信信号の種類を判定すると、当該受信信号の種類を２ビットで表現するエコー種類判定結果Ｔnを生成する。以下、エコー種類判定結果Ｔnの判定の具体例を示す。例えば、Ｐnにおいて「１」のビットの数が６以上ある場合は、固定物標と判断して、Ｔn＝３とする。また、Ｐnの値が「０００００００１」又は「００００００１１」であり、且つＢn＝０、且つＡn＞３の場合は、移動物標と判断して、Ｔn＝２とする。また、Ｂn＝１の場合は、海面反射であると判断して、Ｔn＝１とする。一方、上記の場合にあてはまらない場合は、その他の信号（干渉信号やホワイトノイズ）であると判断して、Ｔn＝０とする。
【００９０】
続いて、データ発生部６は、エコー種類判定結果Ｔnと、物標速度データＶnと、から、現在処理している画素の位置に存在する物標の危険度を２ビットで表現するエコー危険度Ｄnを生成する。例えば、物標速度データＶn＝２の場合（物標が接近していると判定された場合）であっても、受信信号の種類が海面反射であれば、その画素の物標に対する衝突の危険性は低いと判断できる。また、Ｖn＝２であり、受信信号の種類が移動物標を示すのであれば、その画素の物標は危険度が高いと判断できる。
【００９１】
以下、エコー危険度Ｄnの判定の具体例を示す。例えば、Ｔn＝２又はＴn＝３であり、且つＶn＝２の場合は、当該物標に対する衝突の危険度が高いと判断して、Ｄn＝２とする。また、Ｔn＝２又はＴn＝３であり且つＶn＝１の場合、又は、Ｔn＝０であり且つＶn＝２の場合は、当該物標に対する衝突の危険度は中程度であると判断して、Ｄn＝１とする。また、Ｔn＝０であり且つＶn＝１の場合、又はＶn＝０の場合、又はＴn＝１の場合は、当該物標に対する衝突の危険度は低いと判断して、Ｄn＝０とする。
【００９２】
データ発生部６は、上記のようにして現在処理している画素のエコー危険度Ｄnを求めると、当該エコー危険度Ｄn及びエコー強度Ｘnを画像メモリ７に出力する。このとき、前述のように、画像メモリ７には現在処理している画素のアドレスが描画アドレス発生部５から入力されているので、当該現在処理している画素の位置に、エコー危険度判定結果Ｄn及びエコー強度Ｘnが記憶される。
【００９３】
次に、エコー危険度及びエコー強度に応じて、表示器８の表示を色分けして表示するための構成について説明する。
【００９４】
最初に、従来の構成について簡単に説明する。従来のレーダ装置においては、エコー強度が強い画素は赤、中間レベルの画素は黄、弱い画素は薄い緑、というように、エコー強度に応じて表示色を変えて表示する構成が知られている。しかし、この方法では、強いエコーを直感的に把握することはできるものの、当該エコーとの衝突の危険度が高いか低いかは、レーダ映像を見るだけでは即座に判定することができなかった。
【００９５】
一方、特許文献１が開示する他船表示装置は、衝突危険度に応じて物標の位置を示すマークの表示方法を変える構成となっている。しかし、特許文献１の構成は、前記マークを表示する位置（即ち、物標の位置）を取得する必要があるため、探知画像から物標の位置を捕捉し、追尾する処理を行っている。従って、物標の数が多い場合、特許文献１の構成では、物標の位置を取得するための処理負荷が過大となって、全ての物標を捕捉できない場合があった。
【００９６】
この点、本実施形態のレーダ装置は、以下のように構成されている。
【００９７】
前述のように、画像メモリ７に記憶された画像データの各画素には、エコー危険度Ｄnとエコー強度Ｘnとが記憶されている。表示色選択部１５は、表示器８のラスタ走査に同期して画像メモリ７から各画素データを読み出し、当該画素のエコー危険度Ｄnとエコー強度Ｘnに応じて表示色を決定し、前記表示器８に転送するように構成されている。
【００９８】
具体的には、表示色選択部１５は、各画素のデータ（エコー危険度Ｄn及びエコー強度Ｘn）と、当該画素を表示器８に表示する際の色を指定するＲＧＢ値と、を対応させるためのカラーパレットを有している。
【００９９】
本実施形態において、表示色選択部１５は、各画素のエコー危険度Ｄnに応じて色を異ならせるとともに、エコー強度Ｘnに応じて色の濃さを異ならせた表示色を選択するように構成されている。例えば、本実施形態ではエコー危険度Ｄnを３段階で判定しているので、画素の表示色を、エコー危険度Ｄnに応じて赤、黄、青の３段階で表示するとする。この場合、表示色選択部１５は、赤、黄、青の３色について、濃淡を表現できるＲＧＢ値を格納したカラーパレットをそれぞれ用意しておく。
【０１００】
そして、表示色選択部１５は、表示器８のラスタ走査に同期して画像メモリ７から画素データ（当該画素のエコー強度Ｘn及びエコー危険度Ｄn）を読み出すと、前記カラーパレットを参照して当該画素の表示色を決定する。例えば表示色選択部１５は、Ｄn＝０のときは青のカラーパレット、Ｄn＝１のときは黄のカラーパレット、Ｄn＝２のときは赤のカラーパレットをそれぞれ参照する。これにより、エコー危険度に応じて、赤、黄、青の３段階でエコーを表示することができる。
【０１０１】
表示色選択部１５は、エコー危険度Ｄnによって３色のカラーパレットの中から１つを選択すると、エコー強度Ｘnを引数として当該カラーパレットからＲＧＢ値を取得する。このとき、表示色選択部１５は、Ｘnが大きい場合は濃い色のＲＧＢ値を、Ｘnが小さい場合は薄い色のＲＧＢ値を選択する。これにより、エコー強度Ｘnが大きい画素ほど目立つように表示することができる。
【０１０２】
表示色選択部１５は、上記のようにして画素のＲＧＢ値を決定すると、表示器８に転送する。
【０１０３】
以上の処理により、簡単な処理で、エコー危険度Ｄn及びエコー強度Ｘnに応じた表示色で、エコーの様子を表示器８に表示することができる。また、例えば、エコー強度が強くてエコー危険度が高い画素（この場合は濃い赤色で表示される）ほど目立つように表示されるので、このような危険なエコーをオペレータが即座に判断することができる。
【０１０４】
以上で説明したように、本実施形態のレーダ装置は、レーダアンテナ１と、表示器８と、速度推定部２２と、データ発生部６と、を備える。レーダアンテナ１は、水平面内で回転しながらパルス状の信号の送受信を繰り返す。表示器８は、自装置周囲の物標の位置を示すレーダ映像を表示する。速度推定部２２は、自装置からの電波の放射方向成分における自装置と物標との相対速度を推定する。データ発生部６は、速度推定部２２が推定した前記物標の相対速度に基づいて、当該物標の危険度を求める。また、速度推定部２２は、レーダアンテナ１が今回受信したエコーと、当該レーダアンテナ１が直前に受信したエコーと、の間の位相変化に基づいて、前記相対速度を検出する。そして、表示器８は、前記レーダ映像を表示する際に、危険度が高い物標と低い物標とで表示方法を異ならせることが可能である。
【０１０５】
これにより、危険度によって受信信号の表示方法を異ならせることができるので、例えば経験の浅いオペレータであっても、危険な物標を即座に判断することができる。また、自装置からの電波の放射方向成分における自装置と前記物標との相対速度に基づいて、物標が自装置に対してどの程度の速度で接近しているかを判断することができるため、例えば高速で接近してくる物標のように特に危険な物標を適切に表示して、オペレータに注意を喚起することができる。
【０１０６】
更に、上記のようにエコーの位相変化を観測することにより、ドップラー周波数を求め、これに基づいて物標の速度を検出することができる。従って、数スキャンの間レーダ映像を観測する必要も、他船からの通信を待機する必要も無く、即座に物標の速度を検出することができる。また、レーダ映像内の物標を捕捉して速度を検出する構成では無いので、複雑な演算処理も必要無く、物標の捕捉が失われて速度が検出できなくなることも無い。従って、多数の物標の移動速度を確実に検出することができるので、危険な物標をデータ発生部６において確実に検出することができる。更に、ドップラー周波数から求めることができる物標の移動速度は、電波の放射方向における相対速度である。従って、上記実施形態の構成によって検出した物標の移動速度に基づいて、自装置に対して物標がどの程度の速度で接近しているのかを簡単に判定することができる。また、物標の移動速度が遅い場合、観測できるほどのドップラー周波数が生じないため、１回の送受信で周波数変化を観測して物標の速度を検出することが困難となる。この点、上記のように２つのエコー間での位相変化を見ることにより、遅い物標であっても速度を検出することができる。
【０１０７】
また、本実施形態のレーダ装置は、以下のように構成されている。即ち、このレーダ装置において、データ発生部６は、少なくとも物標からのエコー信号を検出するように構成されている。そして、データ発生部６は、当該データ発生部６が検出した物標からのエコー信号と、速度推定部２２が推定した前記相対速度と、に基づいて、当該物標の危険度を求めている。
【０１０８】
このように、物標からのエコーを検出することにより、例えば海面反射のように衝突の危険が無い物標と、物標のように衝突の危険がある物標とを適切に区別して表示できるため、信頼性に優れる。
【０１０９】
また、本実施形態のレーダ装置において、表示器８は、レーダ映像を表示する際に、物標の危険度に応じて色分けするとともに、当該物標からのエコーの強度に応じた色の濃さで各物標を表示することが可能である。
【０１１０】
これにより、表示器８に表示された色によって、オペレータが物標の危険度を直感的に把握することができる。また、表示器８に表示された色の濃さによって、オペレータがエコーの強度を直感的に把握することができる。
【０１１１】
以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は、例えば以下のように変更することができる。
【０１１２】
上記実施形態で説明した物標の危険度を求める方法は一例であって、種々変更することができる。例えば、物標の危険度を４段階以上で検出しても良い。また、例えば物標の種類を４種類で検出する構成としたが、これに限定されない。また、移動速度としては３段階で判定する構成としたが、更に細かく判定しても良い。
【０１１３】
また、「相対速度に基づいて物標の危険度を求める」とは、物標の相対速度に関する情報に加え、更に他の情報を考慮して危険度を求めても良いことを意味している。例えば上記実施形態のように、物標の相対速度に加え、物標の種類に関する情報を考慮して当該物標の危険度を求める構成であっても、「相対速度に基づいて物標の危険度を求めている」と言える。また例えば、自装置から当該物標までの距離を考慮することもできる。この場合、自装置に近い位置の物標ほど危険度を高く判定すれば良い。また例えば、物標の相対速度の情報に加えて、従来のＡＲＰＡやＡＩＳ等から得られる情報を考慮して当該物標の危険度を求めるように構成することもできる。
【０１１４】
上記実施形態では、固定物標（Ｔn＝３）と移動物標（Ｔn＝２）は、同じ条件で危険度を判定しているが、固定物標と移動物標とで危険度の判定条件を異ならせても良いのは勿論である。この場合、移動物標の方が危険度が高くなるように判定することが考えられる。
【０１１５】
上記実施形態では、エコー強度に応じて表示色の濃さを決定する構成としたが、これに限らない。例えば、過去数スキャン分のエコー強度を平均した値に基づいて、色の濃さを決定しても良い。
【０１１６】
上記実施形態では、１スイープ前の信号との位相差を用いてドップラー周波数を算出するように説明したが、これに限らない。例えば、過去複数回のスイープの信号を用いて、それらの位相差の平均からドップラー周波数を求めることも可能である。このように構成することにより、ノイズの影響を受けにくくなり、より正確に物標の移動速度を求めることができる。なお、この構成を実現するには、スイープメモリ４に複数スイープ分のデータを記憶することが可能であるように構成すれば良い。
【０１１７】
上記実施形態ではレーダアンテナはパルス状電波を放射するものとしたが、ＦＭＣＷ（周波数変調連続波）の信号を用いても良い。
【符号の説明】
【０１１８】
１ レーダアンテナ
６ データ発生部（種類推定部、危険度検出部）
７ 画像メモリ
８ 表示器
２２ 速度推定部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーダ装置に関する。詳細には、レーダ装置において、衝突する危険度の高い物標を判定して分かり易く表示するための構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的なレーダ装置において、レーダ映像を表示する際には、受信したエコーの強度に応じた表示色で物標を表示する。このようなレーダ装置においては、画面に表示されている物標が航海の障害となるか否か（衝突の危険があるか否か）は、オペレータがレーダ映像を数スキャンの間見て、経験によって判断していた。
【０００３】
しかし、オペレータがレーダ映像に不慣れである場合には、表示されている物標が航海の障害となるか否かを判断することが難しかった。また、オペレータがレーダ映像に精通している場合であっても、少なくとも数スキャンの間画面を見続けない限り、衝突危険度を判断することができない。
【０００４】
この点、特許文献１は、衝突危険度の高い他船は視認性を高く表示し、衝突危険度の低い他船は視認性を低く表示するように構成した他船表示装置を開示する。特許文献１は、これにより、視認性が高く、衝突回避という目的に適った表示を行うことができるとする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−４８５９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１は、他船の情報を検知する手段として、ＡＩＳ（船舶自動識別装置）及びＡＲＰＡ（自動衝突予防支援装置）を用いている。
【０００７】
ＡＲＰＡは、過去のレーダ映像の推移から物標の移動ベクトル（速度及び移動方向）を検出する技術である。しかし、このＡＲＰＡは信号処理負荷が大きいため、捕捉、追尾できる物標の点数に制限があるという課題があった。また、過去の数スキャン分のレーダ映像から物標の移動情報を検出するため、物標が移動方向や速度を変更したことを検出するまでに時間が掛かるという問題があった。更に、物標の近傍に海面反射等の不規則なエコーが現れた場合、物標の捕捉が海面反射等に乗り移ってロストしてしまうという問題もあった。
【０００８】
一方、ＡＩＳは、自船の位置情報や航行情報等を無線通信によって定期的に送信するとともに、他船から前記情報を受信して必要な情報を抽出する技術である。しかし、他船がＡＩＳを搭載していない場合は当該他船の情報を検知することができない。また、通信頻度が決められているため、他船の情報を即座に取得することができない。
【０００９】
以上のようであるから、特許文献１の構成では、衝突危険度の高い物標を確実に把握し、リアルタイムで表示することが困難であった。
【００１０】
本願発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その主要な目的は、衝突危険度の高い物標を確実かつリアルタイムに把握することができるレーダ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段及び効果】
【００１１】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。
【００１２】
本発明の観点によれば、以下の構成のレーダ装置が提供される。即ち、このレーダ装置は、レーダアンテナと、表示器と、速度推定部と、危険度検出部と、を備える。前記レーダアンテナは、水平面内で回転しながら信号の送受信を繰り返すように構成される。前記表示器は、自装置周囲の物標の位置を示すレーダ映像を表示する。前記速度推定部は、自装置からの電波の放射方向成分における自装置と前記物標との相対速度を推定する。前記危険度検出部は、前記速度推定部が推定した前記物標の相対速度に基づいて、当該物標の危険度を求める。また、前記速度推定部は、前記レーダアンテナが今回受信したエコーと、当該レーダアンテナが直前に受信したエコーと、の間の位相変化に基づいて、前記相対速度を検出する。そして、前記表示器は、前記レーダ映像を表示する際に、前記危険度が高い物標と低い物標とで表示方法を異ならせることが可能である。
【００１３】
これにより、危険度によって物標の表示方法を異ならせることができるので、例えば経験の浅いオペレータであっても、危険な物標を即座に判断することができる。また、自装置からの電波の放射方向成分における自装置と前記物標との相対速度に基づいて、物標が自装置に対してどの程度の速度で接近しているかを判断することができるため、例えば高速で接近してくる物標のように特に危険な物標を適切に表示して、オペレータに注意を喚起することができる。
【００１４】
更に、上記のようにエコーの位相変化を観測することにより、ドップラー周波数を求め、これに基づいて物標の速度を検出することができる。従って、数スキャンの間レーダ映像を観測する必要も、他船からの通信を待機する必要も無く、即座に物標の速度を検出することができる。また、レーダ映像内の物標を捕捉して速度を検出する構成では無いので、複雑な演算処理も必要無く、物標の捕捉が失われて速度が検出できなくなることも無い。従って、多数の物標の移動速度を確実に検出することができるので、危険な物標を危険度検出部において確実に検出することができる。更に、ドップラー周波数から求めることができる物標の移動速度は、電波の放射方向における相対速度である。従って、本発明の構成によって検出した物標の移動速度に基づいて、自装置に対して物標がどの程度の速度で接近しているのかを簡単に判定することができる。また、物標の移動速度が遅い場合、観測できるほどのドップラー周波数が生じないため、１回の送受信で周波数変化を観測して物標の速度を検出することが困難となる。この点、上記のように２つのエコー間での位相変化を見ることにより、遅い物標であっても速度を検出することができる。
【００１５】
上記のレーダ装置においては、以下のように構成されることが好ましい。即ち、このレーダ装置は、少なくとも物標からのエコー信号を検出する種類推定部を備える。そして、前記危険度検出部は、前記種類推定部が検出した物標からのエコー信号と、前記速度推定部が推定した前記相対速度と、に基づいて、当該物標の危険度を求める。
【００１６】
このように、物標からのエコーを検出することにより、例えば海面反射のように衝突の危険が無い物標と、物標のように衝突の危険がある物標とを適切に区別して表示できるため、信頼性に優れる。
【００１７】
前記のレーダ装置においては、以下のように構成されることが好ましい。即ち、前記表示器は、前記レーダ映像を表示する際に、前記物標の危険度に応じて色分けするとともに、当該物標からのエコーの強度に応じた色の濃さで各物標を表示することが可能である。
【００１８】
これにより、表示器に表示された色によって、オペレータが物標の危険度を直感的に把握することができる。また、表示器に表示された色の濃さによって、オペレータがエコーの強度を直感的に把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係るレーダ装置の主要な構成を示すブロック図。
【図２】直交検波を説明する図。
【図３】（ａ）海面反射領域基準画素に基づいて拡大海面反射領域を決定する様子を説明する図。（ｂ）合成拡大海面反射領域を説明する図。
【図４】（ａ）連続性判定基準領域を設定した様子を説明する図。（ｂ）物標の種類によるエコーの空間的な連続性の違いを説明する図。
【図５】１つの物標に対する今回のスイープと直前のスイープにおける送受信の様子を例示する図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
次に、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る船舶用レーダ装置の主要構成を示すブロック図である。なお、本実施形態では船舶用のレーダ装置として説明するが、本発明のレーダ装置の用途が船舶用に限られるものではない。
【００２１】
本実施形態のレーダ装置が備えるレーダアンテナ１は、鋭い指向性を持った信号（パルス状電波）を放射可能であるとともに、自装置周囲にある物標からのエコー（反射信号）を受信するように構成されている。また、レーダアンテナ１は、所定の回転周期で水平面内を回転しながら、前記信号の送受信を繰り返し行うように構成されている。
【００２２】
表示器８は、ＣＲＴ、ＬＣＤ等であり、グラフィック表示可能なラスタスキャン式の表示装置として構成されている。
【００２３】
ここで、放射信号を放射してからエコーが返ってくるまでに掛かる時間は、レーダアンテナ１から物標までの距離に比例する。従って、放射信号を放射してから受信信号を受信するまでの時間を動径ｒ、当該電波の送受信を行ったときのアンテナ角度を偏角θとすることにより、物標の位置をレーダアンテナ１を中心とした極座標系で取得することができる。この極座標系で取得された物標の位置を平面上にプロットすることにより、レーダ映像を得ることができる。本実施形態のレーダ装置は、前記レーダ映像を前記表示器８に表示することにより、自装置周囲の物標の様子を確認できるように構成したものである。
【００２４】
なお、レーダアンテナ１は、物標からの反射信号以外にも、海面反射等の不要エコーを受信する。また、レーダアンテナ１が他船のレーダ信号を受信してしまう場合（干渉信号）もある。また、当該レーダアンテナ１が受信した信号にはホワイトノイズが含まれる。従って、前記表示器８には、物標の他にも、海面反射、干渉信号、ホワイトノイズ等がプロットされて表示される場合がある。そこで、以下の説明では、上記の事情を考慮して、物標、海面反射、干渉エコー、ホワイトノイズ等を、「受信信号」と総称する場合がある。
【００２５】
本実施形態のレーダ装置は、表示器８にレーダ映像を表示する際に、物標の危険度等を推定し、当該物標の表示色を前記危険度等に応じて異ならせることができるように構成されている。これにより、レーダ装置のオペレータは、危険な物標を直感的に把握することができる。なお、物標の危険度を推定して色分けを行うための構成については、後に詳細に説明する。
【００２６】
次に、エコーを受信して当該エコーのデータを取得するための構成について説明する。前記レーダアンテナ１がエコーを受信すると、受信信号が受信部２に出力され、Ａ／Ｄ変換部３によってデジタルデータに変換された後、スイープメモリ４に一時的に記憶されるように構成されている。以下、各構成について説明する。
【００２７】
前記受信部２は、レーダアンテナ１からの受信信号を検波して増幅するように構成されている。本実施形態において、受信部２は、受信信号の振幅及び位相の情報を取得するために、直交検波（ＩＱ位相検波）を行っている。受信部２において直交検波を行うことにより、Ｉ信号とＱ信号からなる複素信号を得る。以下、直交検波について図２を参照して簡単に説明する。
【００２８】
ここで、レーダアンテナ１が放射する放射信号（パルス状電波）の搬送波が、周波数ｆ0のコサイン波であるとして説明する。この場合、放射信号を放射してからの時間をｔ、受信部２に入力される受信信号（エコー）の振幅をＸ（ｔ）とすると、当該エコーの波形Ｓ（ｔ）は、式（１）で表現することができる。ここで、φ（ｔ）は、放射信号の搬送波に対する、受信エコーの搬送波の位相である（以下、単に位相という）。
【数１】
【００２９】
図２に示すように、この受信信号Ｓ（ｔ）は、受信部２に受信された後に２系統に分岐させられる。そして一方の受信信号Ｓ（ｔ）に、放射信号の搬送波と同一周波数で同一位相の参照信号２cos（２πｆ0ｔ）を積算して合成することにより、以下の式（２）で表現される信号を得る。また、受信信号Ｓ（ｔ）を分岐させた他方に、放射信号の搬送波と同一周波数で位相を９０°ズラした参照信号−２sin（２πｆ0ｔ）を積算して合成することにより、以下の式（３）で表現される信号を得る。
【数２】
【００３０】
式（２）及び式（３）の右辺第１項（２倍周波数成分）はローパスフィルタ（ＬＰＦ）によって除去される。これにより、受信部２からは、式（４）に示すＩ信号、及び式（５）に示すＱ信号が出力される。
【数３】
【００３１】
アナログ信号である前記Ｉ信号及びＱ信号は、Ａ／Ｄ変換部３に入力される。Ａ／Ｄ変換部３は、このＩ信号及びＱ信号をサンプリングし、複数ビットのデジタルデータ（ＩＱ受信データ）に変換してスイープメモリ４に出力する。なお、上記のようにアナログでＩ信号及びＱ信号を生成する方式のほか、受信信号を直接サンプリングした後に、デジタルでＩ信号及びＱ信号を生成する方式でも良い。
【００３２】
スイープメモリ４は、前記ＩＱ受信データを１スイープ分リアルタイムで記憶することができるバッファである。なお、「スイープ」とは、信号を送信してから次の信号を送信するまでの一連の動作をいい、「１スイープ分の受信データ」とは、信号を送信した後、次の信号を送信するまでの期間に受信したデータをいう。
【００３３】
前記１スイープ分のデータは、スイープメモリ４の先頭アドレスから順次記憶されていくように構成されている。ここで、スイープメモリ４の先頭アドレスからｎ番目に記憶されているＩＱ受信データのＩ信号データをＩn、Ｑ信号データをＱnとする。当該ｎ番目のデータをサンプリングした時のエコーの強度（振幅）をＸn、位相をφnとすると、Ｉn及びＱnは以下の式で表すことができる。
【数４】
【００３４】
次に、表示器８に表示するレーダ映像の画像データを生成するための構成について説明する。表示器８はラスタスキャン式の表示装置として構成されており、この表示器８に表示させるための画像データは画像メモリ７に記憶されている。この画像メモリ７に記憶されている画像データは複数の画素からなるラスタデータであり、表示器８のラスタ走査に同期して高速で読み出されて表示色選択部１５（後述）へ転送される。
【００３５】
前記画像データにおいて、各画素は、例えば船首方向をＹ軸、船幅方向をＸ軸とするＸＹ直交座標系で配列して記憶されている。各画素のデータは複数ビットからなり、当該各画素には、エコー強度Ｘnと、エコー危険度Ｄnと、を示すデータがそれぞれ記憶されている。表示器８のラスタ走査に同期してこの画像データを読み出す際に、例えば、エコー強度Ｘnが強い画素は濃い色で表示し、エコー強度Ｘnが弱い画素は薄い色で表示することにより、水平面上における自装置周囲のエコーの様子（レーダ映像）を表示器８に表示することができる。なお、エコー危険度Ｄnについては後述する。
【００３６】
各画素のエコー強度Ｘnを算出するための構成について説明する。バッファであるスイープメモリ４は、ＩＱ受信データが新たに書き込まれると、次のスイープによって当該ＩＱ受信データが上書きされてしまう前に、振幅検出部１６及びパルスドップラー処理部１７（後述）に対してＩＱ受信データを順次出力する。
【００３７】
振幅検出部１６は、ＩＱ受信データが入力されると、Ｉ信号とＱ信号をベクトル合成することにより当該ＩＱ受信データのエコー強度を検出する。ここで、前記式（６）及び式（７）より、スイープメモリ４の先頭アドレスからｎ番目に記憶されているＩＱ受信データのエコー強度Ｘnは、以下の式（８）によって求めることができる。
【数５】
【００３８】
振幅検出部１６が求めたエコー強度Ｘnは、後述のデータ発生部６を介して画像メモリ７に出力され、対応するアドレスに記憶される。エコー強度Ｘnを画像メモリ７のどのアドレスに記憶するか（即ち、現在画像データのどの画素を処理しているのか）は、描画アドレス発生部５によって決定される。なお、このエコー強度Ｘnは、後述の挙動データ発生部１１及び連続性検出部９にも出力されている。
【００３９】
描画アドレス発生部５には、所定方向（例えば船首方向）を基準としたスイープ角度データ（レーダアンテナ１の角度θを示すデータ）がレーダアンテナ１から入力されている。描画アドレス発生部５は、レーダアンテナ１の角度θと、スイープメモリ４からのＩＱ受信データの読み出し位置ｎとから、当該ＩＱ受信データに対応する画素を指定するアドレスを生成する。具体的には、描画アドレス発生部５は、以下の式（９）及び式（１０）の演算を実現するハードウェアにより構成される。ここで、Ｘ，Ｙは、画像メモリ７に記憶されている画像データの画素を指定するアドレスである。また、Ｘs，Ｙsは、画像メモリに記憶されている画像データにおいて、スイープの中心位置（レーダアンテナ１の位置）に対応する画素を指定するアドレスである。
【数６】
【００４０】
エコー強度Ｘnがデータ発生部６から画像メモリ７に出力される際には、当該画像メモリ７のアドレス指定部に、上記アドレスＸ，Ｙが入力される。これにより、極座標系で取得される物標エコーの位置がＸＹ直交座標系に変換されて、当該物標エコーの位置に対応する座標Ｘ，Ｙの位置の画素に、エコー強度Ｘnのデータを記憶することができる。結果として、エコー強度を物標エコーの位置に応じて平面上にプロットした画像データが生成されるので、これに基づいてレーダ映像を表示器８に表示することができる。なお、描画アドレス発生部５が出力する画素のアドレスは、後述の挙動データメモリ２０及び不安定状態保持メモリ２１にも入力されている。
【００４１】
次に、物標からのエコーと、それ以外のエコーとを判別するための構成について説明する。まず、エコーの時間的な連続性を観測することにより海面反射によるエコーを判別する構成を説明する。
【００４２】
周知のように、船舶用レーダにおいては、自船周囲の海面からのエコーが受信される。この海面反射は物標からのエコーと区別することが好ましい。ここで、海面反射によるエコーは、スキャン毎に同じ位置に出現しないで規則性無く検出される。これを逆に考えれば、ある画素においてエコーが時間的な連続性が無く不規則に検出される場合は、当該エコーは海面反射であると判断することができる。本実施形態のレーダ装置は、このように検出エコーが不安定な画素に基づいて海面反射領域を検出するための、海面反射領域検出部１０を備えている。この海面反射領域検出部１０は、挙動データ発生部１１と、不安定画素検出部１２と、不安定状態保持用データ発生部１３と、海面反射領域決定部１４と、を含んでいる。
【００４３】
まず、挙動データ発生部１１について説明する。前記振幅検出部１６によってエコー強度Ｘnが算出され、前記描画アドレス発生部５によって前記エコー強度Ｘnを記憶する画素のアドレスが決定されると、挙動データ発生部１１は、当該画素における過去数スキャンにわたるエコーの有無を表現する挙動データＰnを求め、挙動データメモリ２０に出力するように構成されている。
【００４４】
挙動データメモリ２０は、画像メモリ７のアドレスと対応するように直交座標系アドレスが設定されており、画像メモリ７の各画素と１対１に対応して挙動データＰnを記憶する記憶媒体である。
【００４５】
この挙動データＰnは、複数ビットからなり、エコーの有無を示すエコー検出フラグを、過去数スキャンにわたって記憶したデータである。例えば挙動データメモリ２０を各画素８ｂｉｔで構成した場合、過去８スキャン分のエコー検出フラグを挙動データＰnによって表現することができる。具体的には、例えばある画素の挙動データＰnが「００００００１１」であった場合、直近の２スキャンでは当該画素の位置でエコーが検出されたが、それ以前の６スキャンではエコーが検出されなかったことを示す。なお、「スキャン」とは、電波の送受信を行いながらアンテナが１回転することにより、自装置の周囲を３６０°にわたってスイープすることをいう。
【００４６】
前記挙動データＰnを生成するために、挙動データ発生部１１は以下の処理を行う。まず、挙動データ発生部１１は、振幅検出部１６から入力されてくるエコー強度Ｘnが、予め設定した検出閾値以上であるかどうかを判定する。検出閾値は、例えば検出したホワイトノイズレベルに所定のオフセットを加算したものが用いられる。挙動データ発生部１１は、今回のエコー強度Ｘnが検出閾値以上であれば、「１」からなるエコー検出フラグを生成し、今回のエコー強度Ｘnが検出閾値未満であれば、「０」からなるエコー検出フラグを生成する。
【００４７】
続いて、挙動データ発生部１１は、挙動データメモリ２０から前回の挙動データＰn-1を読み出す。このとき、挙動データメモリには現在処理している画素のアドレスが描画アドレス発生部５から入力されているので、現在処理している画素の挙動データＰn-1が読み出される。次に、挙動データ発生部１１は、前回の挙動データＰn-1を１段階左シフトし、最下位ビットに今回のエコー検出フラグを出力して、今回の挙動データＰnを生成する。最後に、今回の挙動データＰnを挙動データメモリに出力する。このとき、挙動データメモリには、今回処理している画素のアドレスが描画アドレス発生部５から入力されているので、当該画素の前回の挙動データＰn-1が今回の挙動データＰnによって上書きされる。以上により、今回を含む過去８スキャン分の挙動データが記憶される。また、挙動データ発生部１１から出力された今回の挙動データＰnは、不安定画素検出部１２及びデータ発生部６へ出力される。
【００４８】
不安定画素検出部１２は、挙動データ発生部１１から挙動データＰnが入力されると、当該挙動データＰnの隣り合うビット間での状態変化の数を不安定度として算出する。即ち、隣り合うビット（例えば第０ビットと第１ビットや、第６ビットと第７ビット）間で、「１」から「０」へ変化したり、「０」から「１」へ変化する回数を検出する。例えば、挙動データＰnが「１１１１１１１１」や「００００００００」だった場合は不安定度を「０」とし、「１０１０１０１０」だった場合は不安定度を「７」とする。
【００４９】
不安定画素検出部１２は、不安定度を算出すると、予め設定した不安定状態検出閾値と比較して、不安定状態検出データＲnを生成する。例えば不安定度「４」を不安定状態検出閾値とした場合、不安定度「７」のときはＲn＝１とし、不安定度「１」のときはＲn＝０とする。不安定画素検出部１２は、不安定状態検出データＲnを不安定状態保持用データ発生部１３へ出力する。
【００５０】
不安定状態保持用データ発生部１３は、現在処理している画素の不安定度を示す不安定状態保持用データＨnを生成し、不安定状態保持メモリ２１に出力する。
【００５１】
不安定状態保持メモリ２１は、画像メモリ７のアドレスと対応するように直交座標系アドレスが設定されており、画像メモリ７の各画素と１対１に対応して不安定状態保持用データＨnを記憶する記憶媒体である。
【００５２】
不安定状態保持用データ発生部１３は、不安定画素検出部１２から不安定状態検出データＲnが入力されると、不安定状態保持メモリ２１から前回の不安定状態保持用データＨn-1を読み出す。このとき、不安定状態保持メモリ２１には現在処理している画素のアドレスが描画アドレス発生部５から入力されているので、現在処理している画素の不安定状態保持用データＨn-1が読み出される。
【００５３】
ここで、以下では、不安定状態保持メモリ２１が各画素４ビットで構成されている場合（０〜１５の範囲の整数を記憶できる場合）の例で説明する。不安定状態保持用データ発生部１３は、Ｒn＝１であった場合、現在処理している画素が不安定状態であると判断して、「１５」からなる不安定状態保持用データＨnを生成する。一方、Ｒn＝０であった場合、当該画素は安定状態であると判断して、前回の不安定状態保持用データＨn-1から１を引いた値を今回の不安定状態保持用データＨnとする。また、当該画素が安定状態（Ｒn＝０）で、かつ前回の不安定状態保持用データＨn-1が０だった場合は、そのままＨn＝０とする。
【００５４】
最後に、不安定状態保持用データ発生部１３は、今回の不安定状態保持用データＨnを不安定状態保持メモリ２１に出力する。このとき、不安定状態保持メモリ２１には、今回処理している画素のアドレスが描画アドレス発生部５から入力されているので、当該画素の前回の不安定状態保持用データＨn-1が今回の不安定状態保持用データＨnによって上書きされる。
【００５５】
これにより、各画素が、少なくとも今回を含めて過去１６スキャンにわたって安定状態であったか否かを記憶することができる。即ち、Ｈn＝０であれば、当該画素が、少なくとも今回を含めた過去１６スキャンの間はＲn＝０（安定状態）だったと判断できる。一方、Ｈn≠０であれば、今回を含めた過去１６スキャンの間にＲn＝１（不安定状態）だったことがあると判断できる。
【００５６】
このようにして不安定状態保持用データＨnを求めるのは、以下のような理由による。即ち、海面反射は、海況、風向き、アンテナ高さ、ＳＴＣ（海面反射除去処理）等の調整により変化し、更に、自船からの距離が離れるに従って弱くなる。このため、海面反射の境界は明確に区切ることができず、不安定状態から一時的に安定状態になったとしても、海面反射である確率は高い。この点、上記のようにして求めた不安定状態保持用データＨnに基づいて海面反射か否かを判断することにより、一時的に安定状態となった画素を海面反射ではないと判定してしまうことを防止することができる。
【００５７】
前記不安定状態保持用データＨnは、海面反射領域決定部１４に出力される。海面反射領域決定部１４は、入力された不安定状態保持用データがＨn≠０であれば、当該不安定状態保持用データＨnに対応する画素は海面反射の種（たね）であると判定し、当該画素を海面反射領域基準画素として検出する。一方、海面反射領域決定部１４は、Ｈn＝０の場合（現在処理している画素が海面反射の種ではない場合）であっても、当該画素の近傍に位置する画素が海面反射の種である場合には、現在処理している画素は海面反射領域内であると判定する。
【００５８】
以下、図３を参照して具体的に説明する。海面反射領域決定部１４は、図３（ａ）に示すように海面反射領域基準画素４０１を検出すると、距離ｒ方向及びスイープ回転方向（レーダアンテナ１の回転方向）θへ海面反射領域を拡大させるようにして、直交座標系の所定数の画素を選択して拡大海面反射領域４１０を決定する。この際、海面反射領域決定部１４は、拡大海面反射領域４１０において、海面反射領域基準画素４０１が、スイープの中心位置（レーダアンテナ１の位置）に距離ｒ方向で最も近く、スイープ回転方向θに対して最も起点側となるようにして、前記拡大海面反射領域４１０を設定する。
【００５９】
このような拡大海面反射領域の設定は、海面反射領域決定部１４が不安定状態保持用データＨn≠０を受け付けて、海面反射領域基準画素が検出される毎に行われる。例えば図３（ｂ）においては、複数の海面反射領域基準画素４０１，４０２，４０３，４０４が検出されている。このような場合、海面反射領域決定部１４は、海面反射領域基準画素４０１に基づく拡大海面反射領域４１０、海面反射領域基準画素４０２に基づく拡大海面反射領域４２０、海面反射領域基準画素４０３に基づく拡大海面反射領域４３０、海面反射領域基準画素４０４に基づく拡大海面反射領域４４０を組み合わせ、合成拡大海面反射領域４００を設定する。
【００６０】
海面反射領域決定部１４は、現在処理している画素が、合成拡大海面反射領域４００に該当する画素であるかどうかを示す海面反射領域データＢnを生成し、データ発生部６へ出力する。具体的には、海面反射領域決定部１４は、現在処理している画素が合成拡大海面反射領域４００内の画素であれば、海面反射領域データＢn＝１を生成し、合成拡大海面反射領域４００外の画素であれば、海面反射領域データＢn＝０を生成して、データ発生部６へ出力する。
【００６１】
上記のように構成したのは、海面反射の種の近傍は、やはり海面反射である可能性が高いためである。この点、上記のような処理とすることで、実際に海面反射の種と判定された画素のみでなく、当該画素近傍の他の画素（海面反射である可能性の高い画素）にも拡大して海面反射領域を設定することができるので、海面反射である可能性の高い画素を確実に検出することができる。
【００６２】
次に、エコーの空間的な連続性を観測することにより、物標からのエコーと、ホワイトノイズ及び干渉信号と、を判別する構成について説明する。
【００６３】
即ち、ホワイトノイズや干渉信号は空間的に不連続で検出される一方、物標からのエコーはある程度空間的に連続して検出される。従って、エコーの空間的な連続性を判断することによって、当該エコーが、物標からのエコーか、ノイズ等か、を判定することができる。以下、具体的に説明する。
【００６４】
連続性検出部９には、振幅検出部１６からエコー強度Ｘnが入力されている。また、連続性検出部９は、複数のエコー強度のデータ（エコー強度データ）を所定方位分記憶するバッファメモリを備えており、このバッファメモリに前記エコー強度データが順次記憶される。
【００６５】
連続性検出部９は、振幅検出部１６からエコー強度Ｘnが新しく入力されると、連続性の判定対象となる画素のエコー強度データの周囲に、連続性判定基準領域を設定する。例えば図４（ａ）においては、当該判定対象となるエコー強度データ１００の近傍８個のデータを含む領域を連続性判定基準領域１１０としている。
【００６６】
連続性検出部９は、連続性判定基準領域内に検出閾値以上のレベルを有するエコー強度データが何個あるかを検出し、その数を、前記判定対象となる画素の連続性データＡnとする。例えば図４（ａ）の例では、連続性判定基準領域１１０内には閾値以上のエコー強度データが５つ存在するので、エコー強度データ１００の位置にある画素の連続性データは、Ａn＝５とする。
【００６７】
ここで、受信信号の種類によって連続性データＡnが異なることを説明する。例えば、図４（ｂ）に示すように、物標９０１は、検出閾値以上のレベルを有するエコー強度データが集まっているので、連続性データＡnが大きくなる。一方、干渉信号９０２は、同一方向にのみ所定閾値以上のレベルを有するエコー強度データが存在するため、連続性データＡnも小さくなる。また、ホワイトノイズ９０３も、単発で発生することが多いので、連続性データＡnは小さくなる。従って、以上のように連続性データＡnを求めることにより、物標からのエコーと、干渉信号及びホワイトノイズと、を判別することができる。
【００６８】
次に、物標の移動速度を算出するための構成について説明する。
【００６９】
前述のとおり、他船の移動速度を検出するためにＡＩＳやＡＲＰＡを用いていた従来のレーダ装置においては、複数の物標の速度を確実かつリアルタイムで求めることができないという課題があった。
【００７０】
そこで、本実施形態のレーダ装置は、エコーのドップラー周波数を推定し、前記ドップラー周波数に基づいて物標の移動速度を求めるように構成されている。この構成によれば、他船からのＡＩＳ情報の受信を待機したり、過去のレーダ映像の推移を複数スキャンにわたって観測したりしなくても、物標の移動速度を求めることができる。従って、多数の物標の移動速度を、確実かつ即座に求めることができる。
【００７１】
また、ＡＩＳやＡＲＰＡによって求めることができるのは、水平面内における物標の絶対速度又は相対速度である。この点、ドップラー周波数に基づけば、自船に対する物標の相対速度のうち、電波の放射方向成分のみを検出することができる。従って、ドップラー周波数から求めた物標速度の値は、自船に対して物標がどれだけの速さで近づいてきているかの指標として用いることができるため、本実施形態のレーダ装置において特に有効である（詳しくは後述）。
【００７２】
ただし、船舶の速度は比較的遅いため、発生するドップラー周波数も小さく、１回の送受信でドップラー周波数を検出するのは困難である。そこで、本実施形態ではパルスドップラー（パルスペア）法によってドップラー周波数を求めている。
【００７３】
パルスドップラー法とは、適宜の間隔を空けてパルス状電波を放射し、同一物標からの受信パルスを２回取得して、２つの受信パルス間の位相変化を検出することにより物標のドップラー周波数を求めるものである。本実施形態ではレーダアンテナ１を回転させながらパルス状電波を放射しているため、２回の送信パルス間でパルスの送信方向は若干変化するが、例えば図５に示すように、直前のスイープと今回のスイープとの間で考えれば同じ物標８００からのエコーを取得しているとみなすことができる。そこで本実施形態では、パルスヒット間（今回のスイープで受信したエコーと、直前のスイープで受信したエコーとの間）の位相変化に基づいて、物標からのエコーのドップラー周波数を検出するように構成している。
【００７４】
以下、具体的に説明する。本実施形態のレーダ装置は、速度推定部２２を備えている。この速度推定部２２は、パルスドップラー処理部１７と、物標速度算出部１８と、から構成されている。
【００７５】
前記パルスドップラー処理部１７は、スイープメモリ４からＩＱ受信データが入力されると、当該ＩＱ受信データに基づいて、エコーの搬送波の位相を求める。スイープメモリ４の先頭アドレスからｎ番目に記憶されているＩＱ受信データの位相φnは、前記の式（６）及び式（７）より、以下の式（１１）で求めることができる。
【数７】
【００７６】
また、パルスドップラー処理部１７は、直前のスイープにおける位相を記憶しておくために、１スイープ分の位相のデータを記憶可能な位相バッファメモリを備えている。この位相バッファメモリは、スイープメモリと１対１でアドレスが対応するように構成されている。
【００７７】
パルスドップラー処理部１７は、今回の位相φnを求めると、位相バッファメモリの先頭アドレスからｎ番目の位置から、直前のスイープで受信したエコーの位相φn’を読み出す。今回のスイープにおけるエコーの搬送波と、直前のスイープにおけるエコーの搬送波と、の間の位相変化Δφは、以下の式（１２）で求めることができる。ここで、前述のように、今回のスイープと直前のスイープとでは同じ物標からのエコーを受信していると考えられるので、位相変化Δφは、前回のエコーを受信してから今回のエコーを受信するまでの間に、当該物標の移動によって発生した位相変化である。
【数８】
【００７８】
物標の移動による位相変化は、以下の式（１３）で表される。ここで、ｆdはドップラー周波数であり、ΔＴはパルス状電波（放射信号）の送信間隔であり、ＰＲＦは前記パルス状電波のパルス繰返し周波数（Ｐｕｌｓｅ Ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ、単位：Ｈｚ）である。従って、パルスドップラー処理部１７は、式（１４）の演算を行うことにより、ドップラー周波数ｆdを算出することができる。パルスドップラー処理部１７は、ドップラー周波数ｆdを算出すると、当該ドップラー周波数ｆdを物標速度算出部１８へ出力する。
【数９】
【００７９】
物標速度算出部１８は、ドップラー周波数ｆdが入力されると、物標の移動速度を求める。まず、物標速度算出部１８は、ドップラー周波数ｆdに基づいて、自装置と物標との相対速度Ｖrを求める。物標速度算出部１８は、ドップラー周波数ｆdと相対速度Ｖrとの間の関係式（１５）によって、相対速度Ｖrを算出する。ここで、λは信号の搬送波の波長である。なお、式（１５）で求めることができる相対速度Ｖrは、自装置（レーダアンテナ１）からの電波の放射方向成分における自装置と物標との相対速度（物標と自装置との間の直線距離方向の相対速度）である。
【数１０】
【００８０】
以上のように、ドップラー周波数から算出できる相対速度Ｖrは、自船に対する物標の相対速度のうち、電波の放射方向の成分のみである。従って、この相対速度Ｖrの値は、物標が自船に対してどれだけの速さで近づいてきているかの指標として用いることができる。本実施形態では物標の危険度を判定するために物標の移動速度を求めているので（詳細は後述）、物標が自船に対してどの程度の速度で接近しているかが把握できれば良い。即ち、本実施形態においては、水平面内における物標の相対速度や絶対速度の情報を取得する必要は無く、電波の放射方向（物標と自船との間の直線距離方向）の相対速度（即ち上記相対速度Ｖr）が分かれば十分である。
【００８１】
このように、パルスドップラー法によって物標の移動速度を求める方法は、物標の危険度を求めるために必要な情報（電波の放射方向成分における当該物標の相対速度）を即座に（リアルタイムに）得ることができるという点で、物標の危険度判定に特に有効な手段であると言える。
【００８２】
次に、物標速度算出部１８は、ドップラー周波数ｆdに基づいて求めた相対速度Ｖrから、物標の移動速度を２ビットで表現する物標速度データＶnを算出する。物標が自船から遠ざかっている時の相対速度Ｖrの値を負の値、近づいている時の相対速度Ｖrの値を正の値とすると、物標速度データＶnは以下のように表現することができる。
【００８３】
例えば、物標速度算出部１８は、物標の相対速度Ｖrが−１ｋｔ未満の場合（物標が遠ざかっている場合）は、物標速度データをＶn＝０とする。また、物標の相対速度Ｖrが−１ｋｔ以上、１ｋｔ以下の場合は、物標速度データをＶn＝１とする。また、物標の相対速度Ｖrが１ｋｔより大きい場合（物標が接近している場合）は、物標速度データをＶn＝２とする。以上のようにして求めた物標速度データＶnは、データ発生部６に出力される。
【００８４】
次に、物標の危険度を判定するための構成について説明する。物標の危険度は、データ発生部６によって判定される。従って、データ発生部６は、危険度検出部であるということができる。
【００８５】
データ発生部６には、現在処理している画素についての、エコー強度Ｘn、連続性データＡn、挙動データＰn、海面反射領域データＢn及び物標速度データＶnが入力されている。
【００８６】
データ発生部６は、まず、エコー強度Ｘn、連続性データＡn、挙動データＰn及び海面反射領域データＢnに基づいて、現在処理している画素の位置に存在する受信信号の種類を判定する。従って、データ発生部６は、種類推定部であるということもできる。データ発生部６は、当該画素の受信信号の種類を、固定物標、移動物標、海面反射、その他（干渉やノイズなどの不要エコー）の４種類で判定する。以下、具体的に説明する。
【００８７】
現在処理している画素のエコー強度Ｘnが所定閾値よりも小さい場合は、当該画素の位置には物標は存在しないと判断することができる。また例えば、エコー強度Ｘnの値が大きい場合であっても、連続性データＡnの値が小さければ、その画素の受信信号はレーダ干渉やホワイトノイズであると判断できる。一方、海面反射領域データＢnが「１」の場合は、その画素の受信信号は海面反射であると判断すれば良い。
【００８８】
また、挙動データＰnの各ビットに１が多ければ、そのデータは検出頻度が高いデータであり、即ち固定物標（陸地など）であると判断することができる。更に、現在処理している画素が海面反射でもレーダ干渉やホワイトノイズでも無く、挙動データＰnの値が０００００００１や００００００１１であれば（即ち、最新の数スキャンでエコーが検出されている場合は）、そのデータは移動している物標（船舶など）であると判断することができる。
【００８９】
データ発生部６は、現在処理している画素の受信信号の種類を判定すると、当該受信信号の種類を２ビットで表現するエコー種類判定結果Ｔnを生成する。以下、エコー種類判定結果Ｔnの判定の具体例を示す。例えば、Ｐnにおいて「１」のビットの数が６以上ある場合は、固定物標と判断して、Ｔn＝３とする。また、Ｐnの値が「０００００００１」又は「００００００１１」であり、且つＢn＝０、且つＡn＞３の場合は、移動物標と判断して、Ｔn＝２とする。また、Ｂn＝１の場合は、海面反射であると判断して、Ｔn＝１とする。一方、上記の場合にあてはまらない場合は、その他の信号（干渉信号やホワイトノイズ）であると判断して、Ｔn＝０とする。
【００９０】
続いて、データ発生部６は、エコー種類判定結果Ｔnと、物標速度データＶnと、から、現在処理している画素の位置に存在する物標の危険度を２ビットで表現するエコー危険度Ｄnを生成する。例えば、物標速度データＶn＝２の場合（物標が接近していると判定された場合）であっても、受信信号の種類が海面反射であれば、その画素の物標に対する衝突の危険性は低いと判断できる。また、Ｖn＝２であり、受信信号の種類が移動物標を示すのであれば、その画素の物標は危険度が高いと判断できる。
【００９１】
以下、エコー危険度Ｄnの判定の具体例を示す。例えば、Ｔn＝２又はＴn＝３であり、且つＶn＝２の場合は、当該物標に対する衝突の危険度が高いと判断して、Ｄn＝２とする。また、Ｔn＝２又はＴn＝３であり且つＶn＝１の場合、又は、Ｔn＝０であり且つＶn＝２の場合は、当該物標に対する衝突の危険度は中程度であると判断して、Ｄn＝１とする。また、Ｔn＝０であり且つＶn＝１の場合、又はＶn＝０の場合、又はＴn＝１の場合は、当該物標に対する衝突の危険度は低いと判断して、Ｄn＝０とする。
【００９２】
データ発生部６は、上記のようにして現在処理している画素のエコー危険度Ｄnを求めると、当該エコー危険度Ｄn及びエコー強度Ｘnを画像メモリ７に出力する。このとき、前述のように、画像メモリ７には現在処理している画素のアドレスが描画アドレス発生部５から入力されているので、当該現在処理している画素の位置に、エコー危険度判定結果Ｄn及びエコー強度Ｘnが記憶される。
【００９３】
次に、エコー危険度及びエコー強度に応じて、表示器８の表示を色分けして表示するための構成について説明する。
【００９４】
最初に、従来の構成について簡単に説明する。従来のレーダ装置においては、エコー強度が強い画素は赤、中間レベルの画素は黄、弱い画素は薄い緑、というように、エコー強度に応じて表示色を変えて表示する構成が知られている。しかし、この方法では、強いエコーを直感的に把握することはできるものの、当該エコーとの衝突の危険度が高いか低いかは、レーダ映像を見るだけでは即座に判定することができなかった。
【００９５】
一方、特許文献１が開示する他船表示装置は、衝突危険度に応じて物標の位置を示すマークの表示方法を変える構成となっている。しかし、特許文献１の構成は、前記マークを表示する位置（即ち、物標の位置）を取得する必要があるため、探知画像から物標の位置を捕捉し、追尾する処理を行っている。従って、物標の数が多い場合、特許文献１の構成では、物標の位置を取得するための処理負荷が過大となって、全ての物標を捕捉できない場合があった。
【００９６】
この点、本実施形態のレーダ装置は、以下のように構成されている。
【００９７】
前述のように、画像メモリ７に記憶された画像データの各画素には、エコー危険度Ｄnとエコー強度Ｘnとが記憶されている。表示色選択部１５は、表示器８のラスタ走査に同期して画像メモリ７から各画素データを読み出し、当該画素のエコー危険度Ｄnとエコー強度Ｘnに応じて表示色を決定し、前記表示器８に転送するように構成されている。
【００９８】
具体的には、表示色選択部１５は、各画素のデータ（エコー危険度Ｄn及びエコー強度Ｘn）と、当該画素を表示器８に表示する際の色を指定するＲＧＢ値と、を対応させるためのカラーパレットを有している。
【００９９】
本実施形態において、表示色選択部１５は、各画素のエコー危険度Ｄnに応じて色を異ならせるとともに、エコー強度Ｘnに応じて色の濃さを異ならせた表示色を選択するように構成されている。例えば、本実施形態ではエコー危険度Ｄnを３段階で判定しているので、画素の表示色を、エコー危険度Ｄnに応じて赤、黄、青の３段階で表示するとする。この場合、表示色選択部１５は、赤、黄、青の３色について、濃淡を表現できるＲＧＢ値を格納したカラーパレットをそれぞれ用意しておく。
【０１００】
そして、表示色選択部１５は、表示器８のラスタ走査に同期して画像メモリ７から画素データ（当該画素のエコー強度Ｘn及びエコー危険度Ｄn）を読み出すと、前記カラーパレットを参照して当該画素の表示色を決定する。例えば表示色選択部１５は、Ｄn＝０のときは青のカラーパレット、Ｄn＝１のときは黄のカラーパレット、Ｄn＝２のときは赤のカラーパレットをそれぞれ参照する。これにより、エコー危険度に応じて、赤、黄、青の３段階でエコーを表示することができる。
【０１０１】
表示色選択部１５は、エコー危険度Ｄnによって３色のカラーパレットの中から１つを選択すると、エコー強度Ｘnを引数として当該カラーパレットからＲＧＢ値を取得する。このとき、表示色選択部１５は、Ｘnが大きい場合は濃い色のＲＧＢ値を、Ｘnが小さい場合は薄い色のＲＧＢ値を選択する。これにより、エコー強度Ｘnが大きい画素ほど目立つように表示することができる。
【０１０２】
表示色選択部１５は、上記のようにして画素のＲＧＢ値を決定すると、表示器８に転送する。
【０１０３】
以上の処理により、簡単な処理で、エコー危険度Ｄn及びエコー強度Ｘnに応じた表示色で、エコーの様子を表示器８に表示することができる。また、例えば、エコー強度が強くてエコー危険度が高い画素（この場合は濃い赤色で表示される）ほど目立つように表示されるので、このような危険なエコーをオペレータが即座に判断することができる。
【０１０４】
以上で説明したように、本実施形態のレーダ装置は、レーダアンテナ１と、表示器８と、速度推定部２２と、データ発生部６と、を備える。レーダアンテナ１は、水平面内で回転しながらパルス状の信号の送受信を繰り返す。表示器８は、自装置周囲の物標の位置を示すレーダ映像を表示する。速度推定部２２は、自装置からの電波の放射方向成分における自装置と物標との相対速度を推定する。データ発生部６は、速度推定部２２が推定した前記物標の相対速度に基づいて、当該物標の危険度を求める。また、速度推定部２２は、レーダアンテナ１が今回受信したエコーと、当該レーダアンテナ１が直前に受信したエコーと、の間の位相変化に基づいて、前記相対速度を検出する。そして、表示器８は、前記レーダ映像を表示する際に、危険度が高い物標と低い物標とで表示方法を異ならせることが可能である。
【０１０５】
これにより、危険度によって受信信号の表示方法を異ならせることができるので、例えば経験の浅いオペレータであっても、危険な物標を即座に判断することができる。また、自装置からの電波の放射方向成分における自装置と前記物標との相対速度に基づいて、物標が自装置に対してどの程度の速度で接近しているかを判断することができるため、例えば高速で接近してくる物標のように特に危険な物標を適切に表示して、オペレータに注意を喚起することができる。
【０１０６】
更に、上記のようにエコーの位相変化を観測することにより、ドップラー周波数を求め、これに基づいて物標の速度を検出することができる。従って、数スキャンの間レーダ映像を観測する必要も、他船からの通信を待機する必要も無く、即座に物標の速度を検出することができる。また、レーダ映像内の物標を捕捉して速度を検出する構成では無いので、複雑な演算処理も必要無く、物標の捕捉が失われて速度が検出できなくなることも無い。従って、多数の物標の移動速度を確実に検出することができるので、危険な物標をデータ発生部６において確実に検出することができる。更に、ドップラー周波数から求めることができる物標の移動速度は、電波の放射方向における相対速度である。従って、上記実施形態の構成によって検出した物標の移動速度に基づいて、自装置に対して物標がどの程度の速度で接近しているのかを簡単に判定することができる。また、物標の移動速度が遅い場合、観測できるほどのドップラー周波数が生じないため、１回の送受信で周波数変化を観測して物標の速度を検出することが困難となる。この点、上記のように２つのエコー間での位相変化を見ることにより、遅い物標であっても速度を検出することができる。
【０１０７】
また、本実施形態のレーダ装置は、以下のように構成されている。即ち、このレーダ装置において、データ発生部６は、少なくとも物標からのエコー信号を検出するように構成されている。そして、データ発生部６は、当該データ発生部６が検出した物標からのエコー信号と、速度推定部２２が推定した前記相対速度と、に基づいて、当該物標の危険度を求めている。
【０１０８】
このように、物標からのエコーを検出することにより、例えば海面反射のように衝突の危険が無い物標と、物標のように衝突の危険がある物標とを適切に区別して表示できるため、信頼性に優れる。
【０１０９】
また、本実施形態のレーダ装置において、表示器８は、レーダ映像を表示する際に、物標の危険度に応じて色分けするとともに、当該物標からのエコーの強度に応じた色の濃さで各物標を表示することが可能である。
【０１１０】
これにより、表示器８に表示された色によって、オペレータが物標の危険度を直感的に把握することができる。また、表示器８に表示された色の濃さによって、オペレータがエコーの強度を直感的に把握することができる。
【０１１１】
以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は、例えば以下のように変更することができる。
【０１１２】
上記実施形態で説明した物標の危険度を求める方法は一例であって、種々変更することができる。例えば、物標の危険度を４段階以上で検出しても良い。また、例えば物標の種類を４種類で検出する構成としたが、これに限定されない。また、移動速度としては３段階で判定する構成としたが、更に細かく判定しても良い。
【０１１３】
また、「相対速度に基づいて物標の危険度を求める」とは、物標の相対速度に関する情報に加え、更に他の情報を考慮して危険度を求めても良いことを意味している。例えば上記実施形態のように、物標の相対速度に加え、物標の種類に関する情報を考慮して当該物標の危険度を求める構成であっても、「相対速度に基づいて物標の危険度を求めている」と言える。また例えば、自装置から当該物標までの距離を考慮することもできる。この場合、自装置に近い位置の物標ほど危険度を高く判定すれば良い。また例えば、物標の相対速度の情報に加えて、従来のＡＲＰＡやＡＩＳ等から得られる情報を考慮して当該物標の危険度を求めるように構成することもできる。
【０１１４】
上記実施形態では、固定物標（Ｔn＝３）と移動物標（Ｔn＝２）は、同じ条件で危険度を判定しているが、固定物標と移動物標とで危険度の判定条件を異ならせても良いのは勿論である。この場合、移動物標の方が危険度が高くなるように判定することが考えられる。
【０１１５】
上記実施形態では、エコー強度に応じて表示色の濃さを決定する構成としたが、これに限らない。例えば、過去数スキャン分のエコー強度を平均した値に基づいて、色の濃さを決定しても良い。
【０１１６】
上記実施形態では、１スイープ前の信号との位相差を用いてドップラー周波数を算出するように説明したが、これに限らない。例えば、過去複数回のスイープの信号を用いて、それらの位相差の平均からドップラー周波数を求めることも可能である。このように構成することにより、ノイズの影響を受けにくくなり、より正確に物標の移動速度を求めることができる。なお、この構成を実現するには、スイープメモリ４に複数スイープ分のデータを記憶することが可能であるように構成すれば良い。
【０１１７】
上記実施形態ではレーダアンテナはパルス状電波を放射するものとしたが、ＦＭＣＷ（周波数変調連続波）の信号を用いても良い。
【符号の説明】
【０１１８】
１ レーダアンテナ
６ データ発生部（種類推定部、危険度検出部）
７ 画像メモリ
８ 表示器
２２ 速度推定部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平面内で回転しながら信号の送受信を繰り返すように構成されたレーダアンテナと、
自装置周囲の物標の位置を示すレーダ映像を表示する表示器と、
自装置からの電波の放射方向成分における自装置と前記物標との相対速度を推定する速度推定部と、
前記速度推定部が推定した前記物標の相対速度に基づいて、当該物標の危険度を求める危険度検出部と、
を備え、
前記速度推定部は、前記レーダアンテナが今回受信したエコーと、当該レーダアンテナが直前に受信したエコーと、の間の位相変化に基づいて、前記相対速度を検出するとともに、
前記表示器は、前記レーダ映像を表示する際に、前記危険度が高い物標と低い物標とで表示方法を異ならせることが可能であることを特徴とするレーダ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のレーダ装置であって、
少なくとも物標からのエコー信号を検出する種類推定部を備え、
前記危険度検出部は、前記種類推定部が検出した物標からのエコー信号と、前記速度推定部が推定した前記相対速度と、に基づいて、当該物標の危険度を求めることを特徴とするレーダ装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のレーダ装置であって、
前記表示器は、前記レーダ映像を表示する際に、前記物標の危険度に応じて色分けするとともに、当該物標からのエコーの強度に応じた色の濃さで各物標を表示することが可能であることを特徴とするレーダ装置。
【請求項１】
水平面内で回転しながら信号の送受信を繰り返すように構成されたレーダアンテナと、
自装置周囲の物標の位置を示すレーダ映像を表示する表示器と、
自装置からの電波の放射方向成分における自装置と前記物標との相対速度を推定する速度推定部と、
前記速度推定部が推定した前記物標の相対速度に基づいて、当該物標の危険度を求める危険度検出部と、
を備え、
前記速度推定部は、前記レーダアンテナが今回受信したエコーと、当該レーダアンテナが直前に受信したエコーと、の間の位相変化に基づいて、前記相対速度を検出するとともに、
前記表示器は、前記レーダ映像を表示する際に、前記危険度が高い物標と低い物標とで表示方法を異ならせることが可能であることを特徴とするレーダ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のレーダ装置であって、
少なくとも物標からのエコー信号を検出する種類推定部を備え、
前記危険度検出部は、前記種類推定部が検出した物標からのエコー信号と、前記速度推定部が推定した前記相対速度と、に基づいて、当該物標の危険度を求めることを特徴とするレーダ装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のレーダ装置であって、
前記表示器は、前記レーダ映像を表示する際に、前記物標の危険度に応じて色分けするとともに、当該物標からのエコーの強度に応じた色の濃さで各物標を表示することが可能であることを特徴とするレーダ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−２６６２９２（Ｐ２０１０−２６６２９２Ａ）
【公開日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１１６９９２（Ｐ２００９−１１６９９２）
【出願日】平成２１年５月１３日（２００９．５．１３）
【出願人】（０００１６６２４７）古野電気株式会社 (441)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月１３日（２００９．５．１３）
【出願人】（０００１６６２４７）古野電気株式会社 (441)
【Ｆターム（参考）】
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