閾値設定方法、物標探知方法、閾値設定プログラム、物標探知プログラム、および物標探知装置
【課題】不要成分と物標とを識別する閾値を、物標の有無に影響されずに自動で設定する。
【解決手段】注目の距離位置［ｎ］のエコーレベルＥｃｈｏ［ｎ］と、近接位置［ｎ−１］のエコーレベルＥｃｈｏ［ｎ−１］との差分値ｄｉｆｆ［ｎ］を算出する（Ｓ１０１）。差分値ｄｉｆｆ［ｎ］が閾値γよりも高ければ（Ｓ１０２：Ｙｅｓ）、注目の距離位置［ｎ］のエコーレベルＥｃｈｏ［ｎ］と閾値レベルＴｈ［ｎ］とから新たな閾値レベルＴｈ［ｎ］を設定する（Ｓ１０５）。一方、差分値ｄｉｆｆ［ｎ］が閾値γ以下であれば（Ｓ１０２：Ｎｏ）、注目の距離位置［ｎ］のエコーレベルＥｃｈｏ［ｎ］と閾値レベルＴｈ［ｎ］、および近接位置［ｎ−１］の閾値レベルＴｈ［ｎ−１］とから新たな閾値レベルＴｈ［ｎ］を設定する（Ｓ１０６）。
【解決手段】注目の距離位置［ｎ］のエコーレベルＥｃｈｏ［ｎ］と、近接位置［ｎ−１］のエコーレベルＥｃｈｏ［ｎ−１］との差分値ｄｉｆｆ［ｎ］を算出する（Ｓ１０１）。差分値ｄｉｆｆ［ｎ］が閾値γよりも高ければ（Ｓ１０２：Ｙｅｓ）、注目の距離位置［ｎ］のエコーレベルＥｃｈｏ［ｎ］と閾値レベルＴｈ［ｎ］とから新たな閾値レベルＴｈ［ｎ］を設定する（Ｓ１０５）。一方、差分値ｄｉｆｆ［ｎ］が閾値γ以下であれば（Ｓ１０２：Ｎｏ）、注目の距離位置［ｎ］のエコーレベルＥｃｈｏ［ｎ］と閾値レベルＴｈ［ｎ］、および近接位置［ｎ−１］の閾値レベルＴｈ［ｎ−１］とから新たな閾値レベルＴｈ［ｎ］を設定する（Ｓ１０６）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電波を用いて海上の物標や陸地を検出するための閾値を自動で設定する自動閾値設定方法および当該自動閾値設定方法を用いた物標探知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、探知用の電波を送信し、当該送信電波のエコー信号に基づいて物標を探知する物標探知装置が各種考案されている。このような物標探知装置の一つとして、船舶に備えられた物標探知装置では、シークラッタおよびレインクラッタ等のクラッタやノイズ等の不要成分と、他船や陸地等の目的とする物標とを識別する必要が生じる場合がある。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載の目標検出システムでは、レーダマップメモリに記憶された観測データからクラッタ要因を調査し、クラッタレベルを判定する。そして、判定したクラッタレベルに応じて、観測データの信頼性情報をユーザに提供している。
【０００４】
そして、このようなクラッタレベルの検出方法として、特許文献２に記載の探知装置では、送信パルスに対する受信信号から、シークラッタを主とするクラッタレベルを検出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１７２７７７号公報
【特許文献２】特開２００２−２４３８４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来技術に示すのように、クラッタはシークラッタのみでなく、レインクラッタが存在する。上述の特許文献の技術では、これらの複数のクラッタのそれぞれに対して、適する条件が設定されておらず、各クラッタに対する正確な閾値を設定できない。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、シークラッタおよびレインクラッタを正確に判別できる閾値を、自動で設定する閾値設定方法を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は、アンテナを回転しながら電波を送信し、アンテナで受信したエコー信号に対して、不要成分に該当するエコー信号のレベルに応じた閾値を設定する閾値設定方法に関する。この閾値設定方法では、差分値算出工程と、設定処理選択工程と、閾値更新設定工程とを有する。差分値算出工程は、注目位置のエコー信号レベルと、該注目位置に対してアンテナ側に隣接する位置のエコー信号レベルとの差分値を算出する。設定処理選択工程は、該差分値に応じて、それぞれに異なる第１閾値設定処理と第２閾値設定処理とのいずれかを選択する。閾値更新設定工程は、選択された閾値設定方法を用いて、注目位置の閾値レベルを更新設定する。
【０００９】
この方法では、注目位置のエコー信号レベルと、該注目位置に対してアンテナ側に隣接する位置のエコー信号レベルとの差分値に基づいて、閾値の設定処理を異ならせている。これにより、クラッタやノイズ、さらには物標の有無に応じて、閾値が適応的に設定される。
【００１０】
また、この発明の閾値設定方法では、設定処理選択工程は、差分値が閾値設定処理の選択用閾値よりも大きな場合には第１閾値設定処理を選択する。閾値更新設定工程は、第１閾値設定処理が選択された場合には、注目位置のエコー信号レベルと、該注目位置に設定された閾値レベルと、アンテナ側に隣接する位置の閾値レベルとに基づいて、前記注目位置の閾値レベルを更新設定する。設定処理選択工程は、差分値が選択用閾値以下場合には第２閾値設定処理を選択する。閾値更新設定工程は、第２閾値設定処理が選択された場合には、注目位置のエコー信号レベルと、該注目位置に設定された閾値レベルとに基づいて、注目位置の閾値レベルを更新設定する。
【００１１】
この方法では、差分値により選択される第１閾値設定処理と第２閾値設定処理の具体的内容を示している。
【００１２】
また、この発明の閾値設定方法の第１閾値設定処理では、注目位置のエコー信号レベルが、該注目位置に設定された閾値レベルよりも低ければ、注目位置に設定された閾値レベルを低下させる。第１閾値設定処理では、注目位置のエコー信号レベルが、該注目位置に設定された閾値レベルよりも高く、且つアンテナ側に隣接する位置の閾値レベルが注目位置に設定された閾値レベルよりも高ければ、注目位置に設定された閾値レベルを上昇させる。第１閾値設定処理では、注目位置のエコー信号レベルが、該注目位置に設定された閾値レベルよりも高く、且つ前記アンテナ側に隣接する位置の閾値レベルが注目位置に設定された閾値レベルよりも低ければ、注目位置に設定された閾値レベルを低下させる。
【００１３】
この方法では、第１閾値設定処理の具体的処理内容を示している。まず、注目位置のエコー信号レベルが閾値レベル以下であれば、閾値レベルを低下させる。一方、注目位置のエコー信号レベルが閾値レベルより高ければ、注目位置の閾値レベルと、同じスイープの一つアンテナ側の隣接位置の閾値レベルとの比較結果に基づいて、閾値レベルを高低させる。具体的には、注目位置の閾値レベルが隣接位置の閾値レベルよりも低ければ閾値を上昇させる。一方、注目位置の閾値レベルが隣接位置の閾値レベル以上であれば閾値を低下させる。
【００１４】
また、この発明の閾値設定方法の第２閾値設定処理は、注目位置のエコー信号レベルが、該注目位置に設定された閾値レベルよりも低ければ、注目位置に設定された閾値レベルを低下させる。第２閾値設定処理は、注目位置のエコー信号レベルが、該注目位置に設定された閾値レベルよりも高ければ、注目位置に設定された閾値レベルを上昇させる。
【００１５】
この方法では、第２閾値設定処理の具体的処理内容を示している。まず、注目位置のエコー信号レベルが閾値レベル以下であれば、閾値レベルを低下させる。一方、注目位置のエコー信号レベルが閾値レベルより高ければ、閾値を上昇させる。すなわち、上述の第１閾値設定処理における、注目位置の閾値レベルと隣接位置の閾値レベルとの比較結果を参照せず、単に注目位置のエコー信号レベルと閾値レベルとの比較結果で、閾値レベル高低させる。
【００１６】
また、この発明の閾値設定方法の差分値算出工程は、注目位置のエコー信号レベルに応じて、差分値を補正する。設定処理選択工程は、補正された差分値に基づいて閾値設定方法を選択する。
【００１７】
この方法では、差分値がエコー信号レベルに応じて適宜補正される。
【００１８】
また、この発明の閾値設定方法では、差分値は、注目位置のエコー信号レベルが高いほど、補正後の差分値が大きくなるように補正される。
【００１９】
この方法では、差分値の補正の具体的方法を示している。
【００２０】
また、この発明の閾値設定方法では、差分値の補正は、エコー信号レベルの最大値とエコー信号レベルの最小値とを、注目位置のエコー信号レベルに応じた重み付け係数で、重み付け加算することで、行う。
【００２１】
この方法では、差分値の補正のより具体的方法を示している。
【００２２】
また、この発明の閾値設定方法は、さらに特定方位閾値設定工程および個別方位閾値設定工程を有する。特定方位閾値設定工程は、アンテナを基準位置として放射方向に延びる距離方向に沿った閾値レベルの更新設定を、アンテナの回転方向に沿う所定角度毎に設けた複数の特定方位に対して行う。個別方位閾値設定工程は、特定方位と異なる個別方位に対して、該個別方位を挟む二つの特定方位に設定された閾値レベルに基づいて、距離方向に沿った閾値レベルを補間設定する。
【００２３】
この方法では、単に一方位の距離方向に沿った閾値の設定ではなく、アンテナの回転する全周に亘る閾値の設定方法を示している。すなわち、上述の一方位に対する距離方向に沿った各位置での適応的な閾値の設定を、全ての方位で行うこともできるが、他の方法でも可能であることを示している。この方法では、全周における所定の方位角度間隔からなる特定方位のみで、上述の閾値設定を行う。そして、特定方位以外の個別方位では、特定方位の閾値を用いて、閾値設定を行う。
【００２４】
また、この発明の閾値設定方法では、個別方位閾値設定工程は、個別方位を挟む二つの特定方位に設定された閾値レベルにおける同じ距離位置の閾値レベルを、個別方位と二つの特定方位とのそれぞれの方位角差で重み付けして設定する。
【００２５】
この方法では、全周に亘る閾値の設定方法における補間設定の具体的内容を示している。
【００２６】
また、この発明は、上述の閾値設定方法を有する物標探知方法に関し、当該物標探知方法は、設定された閾値レベルよりもレベルが高いエコー信号を物標のエコー信号と判断する工程、を有する。
【００２７】
この方法では、閾値が状況に適応して設定されるので、物標エコーがより正確に識別される。
【００２８】
また、この発明は、上述の閾値設定方法を有する物標探知方法に関し、当該物標探知方法は、設定された閾値レベルよりもレベルが低いエコー信号を抑圧して探知画像データを生成する工程、を有する。
【００２９】
この方法では、閾値が状況に適応して設定されるので、不要成分のエコー信号がより正確に抑圧される。
【発明の効果】
【００３０】
この発明によれば、シークラッタおよびレインクラッタのいずれに対しても正確な閾値設定ができる。この際、陸地や他船等の物標の有無に影響されることなく、これらの物標を確実に識別可能な閾値を自動で設定できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の物標探知装置の全体構成図である。
【図２】閾値設定アルゴリズムのメインフローチャートである。
【図３】第１閾値設定処理のフローチャートである。
【図４】第１閾値設定処理により行われる各種の閾値設定処理の内容を説明するための図である。
【図５】第２閾値設定処理のフローチャートである。
【図６】第２閾値設定処理により行われる各種の閾値設定処理の内容を説明するための図である。
【図７】物標が無くシークラッタやノイズのみが存在する場合の各距離位置の閾値カーブ、物標があり物標の存在区間以外にノイズが存在する場合の閾値の適応カーブ、および、レインクラッタと当該レインクラッタ内に物標が存在する場合の適応カーブを示す図である。
【図８】差分値ｄｉｆｆ［ｎ］の補正処理を示すフローチャートである。
【図９】シークラッタと岸壁（陸地）が存在する場合の従来および本実施形態の方法を用いた探知画像、および本実施形態の方法でのエコーレベルと適応した閾値とを示す図である。
【図１０】レインラッタと複数のブイがある場合の従来および本実施形態の方法を用いた探知画像、および本実施形態の方法でのエコーレベルと適応した閾値とを示す図である。
【図１１】代表方位の設定概念を示す図である。
【図１２】個別方位の閾値の補間算出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】
【００３２】
本発明の実施形態に係る閾値設定方法を含む物標探知方法および閾値設定装置を備える物標探知装置について、図を参照して説明する。図１は本実施形態を含む本発明の物標探知装置１の全体構成図である。
【００３３】
物標探知装置１は、送信制御部１１、送受切替器１２、アンテナ１３、受信機１４、本願の閾値設定装置に相当する閾値設定部１５、および物標探知部１６を備える。
【００３４】
送信制御部１１は、所定の送信タイミング間隔でパルス状の送信信号を生成し、送受切替器１２へ出力する。送受切替器１２は、送信制御部１１からの送信信号をアンテナ１３へ出力する。
【００３５】
アンテナ１３は、所定の回転速度で回転しながら、送信信号を電波に変換して外部へ放射し、外部からの電波を受信して電気信号に変換し、受信信号として、送受切替器１２へ出力する。送受切替器１２は、アンテナ１３からの受信信号を受信機１４へ出力する。
【００３６】
受信機１４は、受信信号を所定のサンプリング間隔で離散化化することで、エコー信号を生成する。この際、受信機１４は、方位情報に基づいて、方位スイープ毎に、距離方向に沿って並ぶエコー信号を生成する。受信機１４は、スイープ単位で、エコー信号を閾値設定部１５および物標探知部１６へ出力する。ここで、方位情報は、例えば、アンテナ１３からの方位角情報（特定方向（例えば船首方位）を基準方位とする）と、当該物標探知装置が装備される船舶の船首方位と、により設定される絶対方位である。なお、方位情報は、閾値設定部１５および物標探知部１６にも与えられる。
【００３７】
閾値設定部１５は、例えば後述の閾値設定アルゴリズムで書き込まれた閾値設定プログラムや、設定した閾値およびエコー信号を記憶するメモリと、閾値設定アルゴリズムを実行する処理演算部とを備える。
【００３８】
閾値設定部１５は、具体的な方法は後述するが、注目の距離位置のエコー信号のレベル（以下、単に「エコーレベル」と称する。）と、同一スイープ上の注目の距離位置よりも一つアンテナ側のエコーレベルとを比較する。閾値設定部１５は、比較結果に基づいて、第１閾値設定方法もしくは第２閾値設定方法のいずれかを選択し、注目の距離位置の閾値と適応的に更新設定する。第１閾値設定方法と第２閾値設定方法は、異なるフローで閾値を設定する。これらの閾値設定方法は、シークラッタの挙動やレインクラッタの挙動を加味しており、これらのクラッタの挙動およびレベルに応じた閾値を設定できる。閾値設定部１５は、設定した閾値を物標探知部１６へ出力する。
【００３９】
物標探知部１６は、例えば物標探知アルゴリズムが書き込まれた物標探知プログラムや閾値設定部１５からの閾値およびエコー信号を記憶するメモリと、物標探知アルゴリズムを実行する処理演算部とを備える。なお、物標探知部１６は、上述の閾値設定部１５と同じリソースを用いてもよく、個別のリソースであってもよい。
【００４０】
物標探知部１６は、受信機１４からのエコー信号と、閾値設定部１５で設定されたそれぞれのエコー信号に対応する閾値とに基づいて、物標探知処理を実行する。物標探知処理とは、例えば、物標検出処理や探知画像データ形成処理である。物標検出処理とは、エコー信号レベルが閾値よりも高ければ、当該距離位置のエコー信号が物標によるエコー信号であると判断し、当該判断結果を出力する処理である。探知画像データ形成処理とは、閾値のレベルよりも低いエコー信号を抑圧することで、閾値のレベル以上のエコー信号のみが、より際だって現れるような画像データを形成する処理である。
【００４１】
そして、上述の適応的な閾値の更新設定を行うことで、シークラッタやレインクラッタ等のクラッタおよびノイズ等の不要成分を含む受信信号から、より正確に物標検出を行うことができる。また、上述の適応的な閾値の更新設定を行うことで、シークラッタやレインクラッタ等のクラッタおよびノイズ等の不要成分を抑圧し、より正確で明確に物標の画像が現れる探知画像を生成することができる。
【００４２】
次に、閾値設定アルゴリズムについて、より具体的に説明する。図２は閾値設定アルゴリズムのメインフローチャートである。図３は第１閾値設定処理のフローチャートである。図４は第１閾値設定処理により行われる各種の閾値設定処理の内容を説明するための図である。図４（Ａ）は図３のステップＳ５０５の処理を説明する図であり、図４（Ｂ）は図３のステップＳ１０６の処理を説明するための図であり、図４（Ｃ）は図３のステップＳ１０７の処理を説明するための図である。図５は第２閾値設定処理のフローチャートである。図６は第２閾値設定処理により行われる各種の閾値設定処理の内容を説明するための図である。図６（Ａ）は図５のステップＳ６０３の処理を説明する図であり、図６（Ｂ）は図５のステップＳ６０４を説明するための図である。
【００４３】
なお、以下の説明では、或るスイープにおける或る位置［ｎ］（注目の距離位置）の閾値の更新設定についてのみ示すが、このような閾値の更新設定は、スイープを構成する各エコー信号に対応する距離位置毎に行われる。さらに、このような設定は各スキャンで継続的に行われる。ここで、スキャンとは、アンテナ一回転分のエコー信号を取り扱う期間を示す。すなわち、アンテナが一回転する間に送信される各送信信号に対するエコー信号の集まりが、１スキャン分のエコー信号となる。
【００４４】
まず、各位置の閾値には初期値が設定されている。このため、スイープにおける最もアンテナ側の距離位置の閾値は初期値のままとなるが、最もアンテナ側の距離位置以外の距離位置では、以下のフローで示される処理により、閾値が状況に適応していく。
【００４５】
閾値設定部１５は、受信機１４より入力されたスイープのエコー信号から、注目の距離位置［ｎ］におけるエコーレベルＥｃｈｏ［ｎ］を取得する。この処理とともに、閾値設定部１５は、同じスイープ上の注目の距離位置［ｎ］よりも一つアンテナ側に近接する位置［ｎ−１］（以下、単に「近接位置」と称する。）のエコーレベルＥｃｈｏ［ｎ−１］を読み出す。
【００４６】
閾値設定部１５は、エコーレベルＥｃｈｏ［ｎ］とエコーレベルＥｃｈｏ［ｎ−１］との差分値ｄｉｆｆ［ｎ］を次式から算出する（Ｓ１０１）。
【００４７】
ｄｉｆｆ［ｎ］＝Ｅｃｈｏ［ｎ］−Ｅｃｈｏ［ｎ−１］
閾値設定部１５は、差分値ｄｉｆｆ［ｎ］が閾値γよりも大きいかどうかを判定する。閾値γは予め設定された定数であり、実験的もしくは経験的に、物標を検出した距離位置のエコーレベルと、そのアンテナ側に近接する距離位置の物標を検出していないエコーレベルとの差に基づいて、物標の検出が判別できる程度の値に設定されている。
【００４８】
閾値設定部１５は、差分値ｄｉｆｆ［ｎ］が閾値γよりも大きいことを検出すると（Ｓ１０２：Ｙｅｓ）、カウント値を、「０」でない初期値に設定する（Ｓ１０３）。この初期値は、送信信号のパルス幅、すなわち距離方向の分解能に応じて設定されている。
【００４９】
閾値設定部１５は、差分値ｄｉｆｆ［ｎ］が閾値γ以下であることを検出すると（Ｓ１０２：Ｎｏ）、カウント値に基づく次の処理を実行する。
【００５０】
閾値設定部１５は、カウント値が初期値に設定されるか（Ｓ１０３）、カウント値が「０」でなければ（Ｓ１０４：Ｎｏ）、第１閾値設定処理により、注目の距離位置［ｎ］の閾値更新設定を行う（Ｓ１０５）。第１閾値設定処理は、具体的には後述するが、注目の距離位置［ｎ］のエコーレベルＥｃｈｏ［ｎ］と、当該距離位置［ｎ］の閾値Ｔｈ［ｎ］と、近接位置［ｎ−１］の閾値Ｔｈ［ｎ−１］とに基づいて、注目の距離位置［ｎ］の閾値Ｔｈ［ｎ］を更新設定する。
【００５１】
閾値設定部１５は、第１閾値設定処理による更新設定を行うと、カウント値を一つ減らすようにカウント値の更新処理を行う（Ｓ１０７）。
【００５２】
閾値設定部１５は、カウント値が「０」であれば（Ｓ１０４：Ｙｅｓ）、第２閾値設定処理により、注目の距離位置［ｎ］の閾値更新設定を行う（Ｓ１０６）。第２閾値設定処理は、具体的には後述するが、注目の距離位置［ｎ］のエコーレベルＥｃｈｏ［ｎ］と、当該距離位置［ｎ］の閾値Ｔｈ［ｎ］とに基づいて、注目の距離位置［ｎ］の閾値Ｔｈ［ｎ］を更新設定する（Ｓ１０６）。
【００５３】
次に、第１閾値設定処理について説明する。図３は第１閾値設定処理のフローチャートである。図４は第１閾値設定処理により行われる各種の閾値設定処理の内容を説明するための図である。
【００５４】
閾値設定部１５は、注目の距離位置［ｎ］のエコーレベルＥｃｈｏ［ｎ］を取得する。また、注目の距離位置［ｎ］の閾値レベルＴｈ［ｎ］を読み出す。閾値設定部１５は、エコーレベルＥｃｈｏ［ｎ］と閾値レベルＴｈ［ｎ］を比較する（Ｓ５０１）。
【００５５】
閾値設定部１５は、エコーレベルＥｃｈｏ［ｎ］が閾値レベルＴｈ［ｎ］よりも大きいことを検出すると（Ｓ５０２：Ｙｅｓ）、近接位置［ｎ−１］の閾値レベルＴｈ［ｎ−１］を読み出し、注目の距離位置［ｎ］の閾値レベルＴｈ［ｎ］と近接位置［ｎ−１］の閾値レベルＴｈ［ｎ−１］とを比較する（Ｓ５０３）。
【００５６】
閾値設定部１５は、注目の距離位置［ｎ］の閾値レベルＴｈ［ｎ］よりも、近接位置［ｎ−１］の閾値レベルＴｈ［ｎ−１］の方が大きいことを検出すると（Ｓ５０４：Ｙｅｓ）、注目の距離位置［ｎ］の閾値レベルＴｈ［ｎ］に補正値δを加算する補正を行う（Ｓ５０５）。すなわち、注目の距離位置［ｎ］の閾値レベルＴｈ［ｎ］として、
Ｔｈ［ｎ］＝Ｔｈ［ｎ］＋δ −（式Ａ）
の演算処理を実行する。なお、補正値δは、例えば、物標エコーのレベルとノイズレベルとの相対差に基づいて、当該相対差よりも所定レベル以上小さくなるように設定するとよい。
【００５７】
この処理を図に示すと、図４（Ａ）に示すようになる。すなわち、注目の距離位置［ｎ］におけるエコーレベルＥｃｈｏ［ｎ］が閾値レベルＴｈ［ｎ］よりも大きく、且つ、注目の距離位置［ｎ］の閾値レベルＴｈ［ｎ］が、近接位置［ｎ−１］の閾値レベルＴｈ［ｎ−１］よりも小さい場合には、注目の距離位置［ｎ］の閾値レベルＴｈ［ｎ］をδ分だけ向上させる。この処理を「Ａ処理」と称する。
【００５８】
閾値設定部１５は、注目の距離位置［ｎ］の閾値レベルＴｈ［ｎ］よりも、近接位置［ｎ−１］の閾値レベルＴｈ［ｎ−１］の方が小さいと判断すると（Ｓ５０４：Ｎｏ）、注目の距離位置［ｎ］の閾値レベルＴｈ［ｎ］に補正値βδを減算する補正を行う（Ｓ５０６）。すなわち、注目の距離位置［ｎ］の閾値レベルＴｈ［ｎ］として、
Ｔｈ［ｎ］＝Ｔｈ［ｎ］−βδ −（式Ｂ）
の演算処理を実行する。なお、βは、０＜β＜１からなる実数に設定されており、このようなβの設定を用いることで、後述の物標エコーの期間に上述のδだけ閾値を上げる処理により閾値が一時的に上昇しても、緩やかに閾値を低下させることができる。
【００５９】
この処理を図に示すと、図４（Ｂ）に示すようになる。すなわち、注目の距離位置［ｎ］におけるエコーレベルＥｃｈｏ［ｎ］が閾値レベルＴｈ［ｎ］よりも大きく、且つ、注目の距離位置［ｎ］の閾値レベルＴｈ［ｎ］が、近接位置［ｎ−１］の閾値レベルＴｈ［ｎ−１］よりも大きい場合には、注目の距離位置［ｎ］の閾値レベルＴｈ［ｎ］を、βδ分だけ低下させる。この処理を「Ｂ処理」と称する。
【００６０】
上述のステップＳ１０２においてＮｏの場合、すなわち、閾値設定部１５は、エコーレベルＥｃｈｏ［ｎ］が閾値レベルＴｈ［ｎ］よりも小さいと判断すると（Ｓ５０２：Ｎｏ）、注目の距離位置［ｎ］の閾値レベルＴｈ［ｎ］に補正値δを減算する補正を行う（Ｓ５０７）。すなわち、注目の距離位置［ｎ］の閾値レベルＴｈ［ｎ］として、
Ｔｈ［ｎ］＝Ｔｈ［ｎ］−δ −（式Ｃ）
の演算処理を実行する。
【００６１】
この処理を図に示すと、図４（Ｃ）に示すようになる。すなわち、注目の距離位置［ｎ］におけるエコーレベルＥｃｈｏ［ｎ］が閾値レベルＴｈ［ｎ］よりも小さい場合には、注目の距離位置［ｎ］の閾値レベルＴｈ［ｎ］をδ分だけ低下させる。この処理を「Ｃ処理」と称する。
【００６２】
次に、第２閾値設定処理について説明する。図５は第２閾値設定処理のフローチャートである。図６は第２閾値設定処理により行われる各種の閾値設定処理の内容を説明するための図である。
【００６３】
閾値設定部１５は、注目の距離位置［ｎ］のエコーレベルＥｃｈｏ［ｎ］を取得する。また、注目の距離位置［ｎ］の閾値レベルＴｈ［ｎ］を読み出す。閾値設定部１５は、エコーレベルＥｃｈｏ［ｎ］と閾値レベルＴｈ［ｎ］を比較する（Ｓ６０１）。ここまでは、第１閾値設定処理と同じである。
【００６４】
閾値設定部１５は、エコーレベルＥｃｈｏ［ｎ］が閾値レベルＴｈ［ｎ］よりも大きいことを検出すると（Ｓ６０２：Ｙｅｓ）、注目の距離位置［ｎ］の閾値レベルＴｈ［ｎ］に補正値δ’を加算する補正を行う（Ｓ６０３）。すなわち、注目の距離位置［ｎ］の閾値レベルＴｈ［ｎ］として、
Ｔｈ［ｎ］＝Ｔｈ［ｎ］＋δ’ −（式Ａ’）
の演算処理を実行する。なお、補正値δ’も、例えば、物標エコーのレベルとノイズレベルとの相対差に基づいて、当該相対差よりも所定レベル以上小さくなるように設定するとよい。さらには、第１閾値設定処理の補正値δよりも大きくするとよい。
【００６５】
この処理を図に示すと、図６（Ａ）に示すようになる。すなわち、注目の距離位置［ｎ］におけるエコーレベルＥｃｈｏ［ｎ］が閾値レベルＴｈ［ｎ］よりも大きく、且つ、注目の距離位置［ｎ］の閾値レベルＴｈ［ｎ］が、近接位置［ｎ−１］の閾値レベルＴｈ［ｎ−１］よりも小さい場合には、注目の距離位置［ｎ］の閾値レベルＴｈ［ｎ］をδ’分だけ向上させる。この処理を「Ａ’処理」と称する。
【００６６】
閾値設定部１５は、エコーレベルＥｃｈｏ［ｎ］が閾値レベルＴｈ［ｎ］よりも小さいと判断すると（Ｓ６０２：Ｎｏ）、注目の距離位置［ｎ］の閾値レベルＴｈ［ｎ］に補正値δ’を減算する補正を行う（Ｓ６０４）。すなわち、注目の距離位置［ｎ］の閾値レベルＴｈ［ｎ］として、
Ｔｈ［ｎ］＝Ｔｈ［ｎ］−δ’ −（式Ｃ’）
の演算処理を実行する。
【００６７】
この処理を図に示すと、図６（Ｂ）に示すようになる。すなわち、注目の距離位置［ｎ］におけるエコーレベルＥｃｈｏ［ｎ］が閾値レベルＴｈ［ｎ］よりも小さい場合には、注目の距離位置［ｎ］の閾値レベルＴｈ［ｎ］をδ’分だけ低下させる。この処理を「Ｃ’処理」と称する。
【００６８】
以上のように、距離方向のエコーレベルの差分値から検出し、検出結果に基づいて、上述した第１閾値設定処理と第２閾値設定処理とのいずれかを選択して閾値設定を行うことで、図７に示すような各距離位置の閾値を設定することができる。
【００６９】
図７（Ａ）は物標が無く、シークラッタおよびノイズのみが存在する場合の各距離位置の閾値の適応の仕方を示している。図７（Ｂ）は物標があり、物標の存在区間以外にノイズが存在する場合の閾値の適応の仕方を示している。図７（Ｃ）はレインクラッタとノイズが存在し、レインクラッタ内に小物標がある場合の閾値の適応の仕方を示している。なお、図７において、細実線がエコーデータを示し、太実線が適応後の閾値カーブを示し、太破線が初期閾値カーブを示す。
【００７０】
（シークラッタの発生区間）
シークラッタの発生区間では、差分値ｄｉｆｆ［ｎ］が閾値γよりも小さい場合と大きい場合とがある。差分値ｄｉｆｆ［ｎ］が閾値γよりも小さくなるのは、海面反射が距離方向に連続的に生じている場合である。一方、差分値ｄｉｆｆ［ｎ］が閾値γよりも大きくなるのは、海面反射が距離方向に不連続である場合、すなわち、海面反射の大きな位置と海面反射の小さな位置とが距離方向に交互に生じるような場合である。
【００７１】
ここでは、海面反射が距離方向に連続的に生じている場合について、説明する。この場合、常に差分値ｄｉｆｆ［ｎ］＜閾値γとなり、第２閾値設定処理が選択される。
【００７２】
まず、閾値の更新処理が開始されると、閾値レベルがシークラッタのレベル程度になるまでは、上述のＣ’処理が連続するスキャンで継続的に実行され、閾値レベルは徐々に低下していく。
【００７３】
次に、閾値レベルがシークラッタの平均レベル程度まで低下すると、シークラッタのエコーレベルが閾値レベルよりも高くなることがある。この場合にはＡ’処理が実行される。ここで、シークラッタのエコーは、アンテナからの距離に応じて順次レベルが低下する距離依存性を有する。したがって、同じ距離位置であればスキャンの相違によるレベル差は大きくない。このため、上述のようにＡ処理が行われ、複数スキャンに亘って閾値の更新処理が続けられることで、シークラッタの発生区間では、シークラッタの平均レベルに略等しいレベルの閾値が設定される。これにより、図７（Ａ）に示すように、シークラッタの平均レベルに応じた閾値を適応的に自動で設定することができる。
【００７４】
このようにシークラッタの発生区間では、第２閾値設定処理のＣ’処理とＡ’処理とが行われ、差分値ｄｉｆｆ［ｎ］＞閾値γの場合には第１閾値設定処理のＡ処理、Ｂ処理、Ｃ処理が選択される。これにより、閾値カーブは、物標エコー領域で閾値レベルが上がることなく、シークラッタの平均レベルに収束する。
【００７５】
（ノイズの発生区間）
ノイズの発生区間では、差分値ｄｉｆｆ［ｎ］が閾値γよりも大きくなることはないので、常に第２閾値設定処理が選択される。
【００７６】
ノイズの発生区間でも、まず、シークラッタの場合と同様に、閾値の更新処理が開始されると、閾値レベルがノイズのレベル程度になるまでは、上述のＣ’処理が連続するスキャンで継続的に実行され、閾値レベルは徐々に低下していく。
【００７７】
次に、閾値レベルがノイズのレベル程度まで低下すると、ノイズのエコーレベルと閾値レベルとの大小関係が頻繁に入れ替わる。また、距離方向に隣り合う位置間で、大小関係が殆ど継続的に同じにならない。この場合には、Ａ’処理とＣ’処理とがランダムに、ノイズの発生区間中のほぼ全体で実行される。そして、ノイズのエコーレベルもランダムであり、レベルが極大の時にのみＡ’処理が実行され、それ以外ではＣ’処理が実行される。これにより、図７（Ａ）、図７（Ｂ）、図７（Ｃ）に示すように、ノイズの発生期間では、ノイズのレベルの平均に近い閾値を適応的に自動で設定することができる。
【００７８】
（物標エコーの存在区間）
物標のエコーレベルは、図７（Ｂ）に示すように、ノイズのエコーレベルと比較して高く、且つ距離方向に沿って連続的に高い状態が維持される。このため、次に示すように、閾値が適応していく。
【００７９】
ノイズから物標に切り替わる位置では、差分値ｄｉｆｆ［ｎ］＞閾値γとなる。これにより、当該位置よりもアンテナ側が第２閾値設定処理で閾値の更新設定をしていたが、当該位置から第１閾値設定処理に切り替わる。なお、図７（Ｂ）に示す状況では、この後に、同じスイープ上で差分値ｄｉｆｆ［ｎ］＞閾値γとなることなないので、当該位置からカウント値分だけの区間に第１閾値設定処理に切り替わる。一方、カウント値が「０」になる前に、再度差分値ｄｉｆｆ［ｎ］＞閾値γとなれば、第１閾値設定処理の適応区間が延長される。
【００８０】
このように、閾値設定処理が選択されるような状態で、物標のエコーの存在区間では、まず、シークラッタやノイズの区間と同様に、閾値の更新処理が開始されると、閾値レベルが物標のエコーレベル程度になるまでは、上述のＣ処理が連続するスキャンで継続的に実行され、閾値レベルは徐々に低下していく。
【００８１】
次に、ノイズのエコーの距離位置に対する閾値がさらに低下していくことに伴って、ノイズのエコーに近接する物標のアンテナ側の境界部では、Ｂ処理が適用され、当該物標の境界部の距離位置の閾値も徐々に低下していく。これに伴い、物標エコーの範囲におけるさらに遠方側の各距離位置においても閾値が低下していく。これは、Ｂ処理が、各注目する距離位置において、アンテナ側に近接する距離位置の閾値との比較により、近接する距離位置の閾値が低ければ、これに応じて注目する距離位置の閾値を低下させるからである。これにより、物標エコーの範囲であっても、閾値は、ノイズの発生区間と略同じレベルとなる。
【００８２】
この際、物標エコーのアンテナ側のノイズレベルにより、近接する距離位置の閾値が、注目する距離位置の閾値よりも大きくなることがある。この場合には、Ａ処理が実行され、閾値レベルが高くなる。しかしながら、上述のように、ノイズレベルは一定でないので、Ａ処理が継続的に実行されることはなく、Ａ処理とＢ処理とが適宜実行される。したがって、結果的に、物標エコーの範囲であっても、閾値は、ノイズの発生区間と略同じレベルとなる。
【００８３】
（レインクラッタの発生区間）
上述の例では、レインクラッタが発生していない状況を説明している。次に、レインクラッタの発生区間について説明する。
【００８４】
レインクラッタのエコーは、短い距離区間で着目すると、上述のノイズと略同じ挙動を示す。一方、レインクラッタの発生している区間では、発生していない区間よりも、全体のエコーレベルが高くなる。また、レインクラッタの発生している区間と、発生していない区間との境界領域では、レベルの変化が緩慢である。
【００８５】
したがって、物標エコーが無い場合、レインクラッタの発生領域や、レインクラッタの発生区間とレインクラッタが発生していない区間との境界領域では、差分値ｄｉｆｆ［ｎ］＞閾値γとはならず、常に第２閾値設定処理が実行される。
【００８６】
このように第２閾値設定処理を実行することで、上述のノイズの発生区間と同様の処理が行われる。この際、差分値ｄｉｆｆ［ｎ］による選択を行わず、第１閾値設定方法が適用されると、レインクラッタの発生区間ではＢ処理が実行されてしまう。Ｂ処理が実行されると、レインクラッタの発生領域でも閾値はノイズレベルに適応してしまう。したがって、レインクラッタのエコーが残ってしまう。
【００８７】
しかしながら、第２閾値設定処理を選択し、Ｂ処理を行わないようにすることで、レインクラッタのエコーレベルに応じて、ノイズの発生区間よりも閾値レベルが上昇し、レインクラッタのレベルに閾値が適応する。これにより、図７（Ｃ）に示すように、レインクラッタのレベルに応じた閾値が設定される。
【００８８】
ここで、レインクラッタの発生領域に物標が存在すると、上述のノイズ発生領域から物標のエコーの区間切り替わる場合と同様に、第１閾値設定処理に切り替わる。この場合、図７（Ｃ）に示すように、物標のエコーの直前のレインクラッタのレベルに閾値が適応する。したがって、このようなレインクラッタが存在する区間でも、物標のエコーレベルに影響されることなく、レインクラッタのレベルに応じた閾値が設定される。
【００８９】
以上のように、本実施形態の閾値設定処理を用いることで、シークラッタおよびレインクラッタのような複数のクラッタのレベルや、ノイズのレベル等からなる不要成分のレベルに応じ、且つ物標の有無に影響されることなく、適応的に自動で閾値を設定することができる。そして、このように、最適化された閾値を用いることで、上述のように、より正確な物標探知処理を行うことができる。
【００９０】
なお、上述の説明では、差分値ｄｉｆｆ［ｎ］をそのまま、閾値γと比較する例を示したが、差分値ｄｉｆｆ［ｎ］をエコーレベルに応じて補正した後に、閾値γと比較してもよい。図８は、差分値ｄｉｆｆ［ｎ］の補正処理を示すフローチャートである。
【００９１】
閾値設定部１５は、注目の距離位置［ｎ］のエコーレベルＥｃｈｏ［ｎ］を取得すると、予め設定した差分値補正用閾値Ｅｔｈと比較する（Ｓ２０１）。閾値設定部１５は、エコーレベルＥｃｈｏ［ｎ］が差分値補正用閾値Ｅｔｈ以下であれば（Ｓ２０２：Ｎｏ）、補正係数Ｃｍを「１．０」に設定する（Ｓ２０５）。すなわち、差分値ｄｉｆｆ［ｎ］をそのまま用いる。
【００９２】
閾値設定部１５は、エコーレベルＥｃｈｏ［ｎ］が差分値補正用閾値Ｅｔｈよりも大きければ（Ｓ２０２：Ｙｅｓ）、次の（式１）を用いて補正係数Ｃｍ用の重み付け値ｗを算出する（Ｓ２０３）。
【００９３】
ｗ＝（Ｅｃｈｏ［ｎ］−Ｅｔｈ）／（ＥｃｈｏＭＡＸ−Ｅｔｈ） −（式１）
本式において、ＥｃｈｏＭＡＸは、本装置が観測し得るエコーレベルの最大値である。
【００９４】
閾値設定部１５は、次の（式２）に重み付け値ｗを代入することで、補正係数Ｃｍを算出する（Ｓ２０４）。
【００９５】
Ｃｍ＝ｗ＊Ｃｍｍｉｎ＋（１．０−ｗ）Ｃｍｍａｘ （式２）
本式において、Ｃｍｍａｘは閾値設定部１５で設定する最大の補正係数であり、Ｃｍｍｉｎ（＜Ｃｍｍａｘ）は閾値設定部１５で設定する最小の補正係数であり、これらは予め仕様に応じて適宜設定されている。
【００９６】
閾値設定部１５は、このように算出された補正係数Ｃｍを差分値ｄｉｆｆ［ｎ］に乗算した後に、閾値γと比較する。
【００９７】
このような差分値ｄｉｆｆ［ｎ］の補正処理を行うことで、エコーレベルが大きくなるほど差分値が大きくなるように補正される。これにより、物標のエコーを検出し易くすることができる。なお、差分値ｄｉｆｆ［ｎ］の補正処理は、これに限るものではなく、エコーレベルが大きくなるほど差分値が大きくなるように補正されれば、他の方法を用いてもよい。
【００９８】
また、上述の説明では、閾値の更新設定に利用する補正値δを一定にする場合を示したが、例えば、閾値の初期設定から所定の複数スキャンの間は、補正値δをより大きく設定してもよい。このような設定を行うことで、より速くシークラッタやノイズのレベルに閾値が近づくので、適応速度を向上させることができる。
【００９９】
また、上述の説明では、補正値δの加算や減算により、閾値の補正（更新設定）を行う例を示したが、補正係数化して、乗算や除算して閾値の補正（更新設定）を行うこともできる。
【０１００】
そして、上述のような構成および処理を行うことで、図９、図１０に示すような効果が得られる。図９、図１０は、本発明の適応型の閾値設定処理を行った場合の効果を表す図である。それぞれ（Ａ）がエコーデータをそのまま表示した探知画像を示し、（Ｂ）が本発明の適応型の閾値設定処理を行い、閾値以下のエコーを抑圧した探知画像を示し、（Ｃ）は（Ａ）に示す実線の方位でのエコーデータと閾値カーブとを示す。また、図９はシークラッタと岸壁（陸地）が存在する場合を示し、図１０はレインラッタと複数のブイがある場合を示す。
【０１０１】
本発明の適応型の閾値設定処理を行うことで、図９に示すように、シークラッタのレベルに応じるとともに、陸地や大型船舶の存在する区間でも、当該陸地や大型船舶のエコーに影響されることなくノイズのレベルに応じて、閾値が自動で設定される。
【０１０２】
また、本発明の適応型の閾値設定処理を行うことで、図１０に示すように、レインクラッタのレベルに応じた閾値が自動で設定される。さらに、レインクラッタの範囲内にブイのような小さな物標が存在していても、レインクラッタに埋もれさせることなく、確実に当該物標のエコーを識別できる。
【０１０３】
これにより、各図の（Ａ）に示すような従来の陸地やブイとともにシークラッタやレインクラッタの映り込みが有った探知画像でなく、各図の（Ｂ）に示すように、陸地（大きな物標）やブイ（小さな物標）を残しながら、シークラッタやレインクラッタのみを抑圧した探知画像を確実に生成することができる。
【０１０４】
次に、第２の実施形態に係る閾値設定方法を含む物標探知方法および閾値設定装置を備える物標探知装置について、図を参照して説明する。本実施形態の閾値設定方法では、方位方向に対する閾値の設定方法を示す。
【０１０５】
上述の第１の実施形態に示した閾値の設定方法は、一方位に対する各距離位置での閾値の適応方法を示している。ここで、アンテナは、上述のように回転しており、物標探知装置は、通常、全周囲に対する物標探知を行う。したがって、各方位、すなわち各スイープデータ毎に、上述の閾値の適応処理を行うことで、全周囲に亘る閾値の適応処理が可能となる。しかしながら、本実施形態では、第１の実施形態に示した特定方位に対する閾値の適応処理を利用しながら、他の方法で、全周囲の閾値を設定する。
【０１０６】
まず、アンテナ１３の回転方向に沿う方位角方向に対して、図１１に示すように、所定の角度間隔で、複数の特定方位を設定する。図１１は、特定方位の設定概念を示す図である。
【０１０７】
特定方位は、絶対方位で北方向を０°方向（基準方向）として全周（３６０°）を所定方位角（Δθ）間隔で分割して得られる。閾値設定部１５は、このような特定方位θ１，θ２，・・・を予め記憶している。
【０１０８】
閾値設定部１５は、特定方位のスイープのエコー信号を取得すると、上述の第１の実施形態に示した方法を用いて、各距離位置の閾値を更新設定する。例えば、閾値設定部１５は、特定方位θ１のスイープのエコー信号を取得すると、各距離位置の閾値Ｔｈ１を更新設定し、特定方位θ２のスイープのエコー信号を取得すると、各距離位置の閾値Ｔｈ２を更新設定する。
【０１０９】
次に、閾値設定部１５は、特定方位間の個別方位の閾値を、当該個別方位を挟む二つの特定方位の閾値から補間算出する。図１２は、個別方位の閾値の補間算出方法を説明するための図であり、図１２（Ａ）は特定方位と個別方位との位置関係例を示し、図１２（Ｂ）は個別方位の閾値の設定概念を示す図である。
【０１１０】
閾値設定部１５は、個別方位θａの距離位置［ｎ］の閾値Ｔｈａ［ｎ］を算出する場合、上述のようにスイープのエコー信号とともに得られる絶対方位から個別方位θａを取得する。そして、閾値設定部１５は、当該個別方位θａに対して反時計回り側で最も近い特定方位θｍと、個別方位θａとの方位角差Δθｍａを算出する。
【０１１１】
閾値設定部１５は、個別方位θａを二つの特定方位θｍ，θｍ＋１の注目の距離位置［ｎ］の閾値Ｔｈｍ［ｎ］，Ｔｈｍ＋１［ｎ］を取得する。閾値設定部１５は、個別方位θａの距離位置［ｎ］の閾値Ｔｈａ［ｎ］を、図１２（Ｂ）に示すような補間算出の概念を用いて、次式から算出する。
【０１１２】
Ｔｈａ［ｎ］＝（Δθｍａ／Δθ）＊Ｔｈｍ［ｎ］＋（１−Δθｍａ／Δθ）＊Ｔｈｍ＋１［ｎ］
閾値設定部１５は、このような補間算出処理を個別方位θａの各距離位置で実行する。これにより、全周囲方向の各距離位置での閾値を更新設定することができる。そして、この方法を用いることで、全周囲方向の各距離位置のすべてで、第１の実施形態に示したような処理を行う必要が無い。これにより、全体の処理負荷を軽減し、高速化することができる。この際、このような処理を行ったとして、実用上、十分に正確な閾値設定が可能である。これは、例えばシークラッタは波の反射であり、レインクラッタは雨の降る範囲での雨の反射である。したがって、これら波や雨のエコーは、ある程度の幅をもって現れる。したがって、代表方位の間隔Δθを適宜設定することで、すべての方位に対して適応閾値設定処理を行わずとも、十分に波や雨の状態を反映した閾値を設定できるからである。同様に、物標エコーも所定の幅を有するので、シークラッタやレインクラッタの場合と同様の作用効果が得られる。
【０１１３】
なお、上述のように、閾値設定部１５と物標探知部１６とを単一のリソースで実現すれば、閾値設定のためのエコーデータのレベルと閾値レベルとの比較結果を、そのまま物標探知処理に利用することができる。これにより、閾値設定処理と物標探知処理とが部分的に統合され、物標探知装置として、より簡素で高速な処理を実現できる。
【０１１４】
また、上述の説明では、同じスキャンの閾値同士を比較する例を示している。しかしながら、注目の距離位置の閾値レベルとアンテナ側に隣接する距離位置の閾値レベルとを比較する際に、すでに次回スキャン用に更新設定されたアンテナ側に隣接する距離位置の閾値レベルを利用することも可能である。
【０１１５】
また、上述の説明では、船舶用のレーダ装置に利用する場合の例を示したが、所定の探知信号を送信して、そのエコー信号を取得する装置であれば、上述の処理を適用することができる。
【符号の説明】
【０１１６】
１−物標探知装置、１１−送信制御部、１２−送受切替器、１３−アンテナ、１４−エコーデータ生成部、１５−閾値設定部、１６−物標探知部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電波を用いて海上の物標や陸地を検出するための閾値を自動で設定する自動閾値設定方法および当該自動閾値設定方法を用いた物標探知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、探知用の電波を送信し、当該送信電波のエコー信号に基づいて物標を探知する物標探知装置が各種考案されている。このような物標探知装置の一つとして、船舶に備えられた物標探知装置では、シークラッタおよびレインクラッタ等のクラッタやノイズ等の不要成分と、他船や陸地等の目的とする物標とを識別する必要が生じる場合がある。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載の目標検出システムでは、レーダマップメモリに記憶された観測データからクラッタ要因を調査し、クラッタレベルを判定する。そして、判定したクラッタレベルに応じて、観測データの信頼性情報をユーザに提供している。
【０００４】
そして、このようなクラッタレベルの検出方法として、特許文献２に記載の探知装置では、送信パルスに対する受信信号から、シークラッタを主とするクラッタレベルを検出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１７２７７７号公報
【特許文献２】特開２００２−２４３８４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来技術に示すのように、クラッタはシークラッタのみでなく、レインクラッタが存在する。上述の特許文献の技術では、これらの複数のクラッタのそれぞれに対して、適する条件が設定されておらず、各クラッタに対する正確な閾値を設定できない。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、シークラッタおよびレインクラッタを正確に判別できる閾値を、自動で設定する閾値設定方法を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は、アンテナを回転しながら電波を送信し、アンテナで受信したエコー信号に対して、不要成分に該当するエコー信号のレベルに応じた閾値を設定する閾値設定方法に関する。この閾値設定方法では、差分値算出工程と、設定処理選択工程と、閾値更新設定工程とを有する。差分値算出工程は、注目位置のエコー信号レベルと、該注目位置に対してアンテナ側に隣接する位置のエコー信号レベルとの差分値を算出する。設定処理選択工程は、該差分値に応じて、それぞれに異なる第１閾値設定処理と第２閾値設定処理とのいずれかを選択する。閾値更新設定工程は、選択された閾値設定方法を用いて、注目位置の閾値レベルを更新設定する。
【０００９】
この方法では、注目位置のエコー信号レベルと、該注目位置に対してアンテナ側に隣接する位置のエコー信号レベルとの差分値に基づいて、閾値の設定処理を異ならせている。これにより、クラッタやノイズ、さらには物標の有無に応じて、閾値が適応的に設定される。
【００１０】
また、この発明の閾値設定方法では、設定処理選択工程は、差分値が閾値設定処理の選択用閾値よりも大きな場合には第１閾値設定処理を選択する。閾値更新設定工程は、第１閾値設定処理が選択された場合には、注目位置のエコー信号レベルと、該注目位置に設定された閾値レベルと、アンテナ側に隣接する位置の閾値レベルとに基づいて、前記注目位置の閾値レベルを更新設定する。設定処理選択工程は、差分値が選択用閾値以下場合には第２閾値設定処理を選択する。閾値更新設定工程は、第２閾値設定処理が選択された場合には、注目位置のエコー信号レベルと、該注目位置に設定された閾値レベルとに基づいて、注目位置の閾値レベルを更新設定する。
【００１１】
この方法では、差分値により選択される第１閾値設定処理と第２閾値設定処理の具体的内容を示している。
【００１２】
また、この発明の閾値設定方法の第１閾値設定処理では、注目位置のエコー信号レベルが、該注目位置に設定された閾値レベルよりも低ければ、注目位置に設定された閾値レベルを低下させる。第１閾値設定処理では、注目位置のエコー信号レベルが、該注目位置に設定された閾値レベルよりも高く、且つアンテナ側に隣接する位置の閾値レベルが注目位置に設定された閾値レベルよりも高ければ、注目位置に設定された閾値レベルを上昇させる。第１閾値設定処理では、注目位置のエコー信号レベルが、該注目位置に設定された閾値レベルよりも高く、且つ前記アンテナ側に隣接する位置の閾値レベルが注目位置に設定された閾値レベルよりも低ければ、注目位置に設定された閾値レベルを低下させる。
【００１３】
この方法では、第１閾値設定処理の具体的処理内容を示している。まず、注目位置のエコー信号レベルが閾値レベル以下であれば、閾値レベルを低下させる。一方、注目位置のエコー信号レベルが閾値レベルより高ければ、注目位置の閾値レベルと、同じスイープの一つアンテナ側の隣接位置の閾値レベルとの比較結果に基づいて、閾値レベルを高低させる。具体的には、注目位置の閾値レベルが隣接位置の閾値レベルよりも低ければ閾値を上昇させる。一方、注目位置の閾値レベルが隣接位置の閾値レベル以上であれば閾値を低下させる。
【００１４】
また、この発明の閾値設定方法の第２閾値設定処理は、注目位置のエコー信号レベルが、該注目位置に設定された閾値レベルよりも低ければ、注目位置に設定された閾値レベルを低下させる。第２閾値設定処理は、注目位置のエコー信号レベルが、該注目位置に設定された閾値レベルよりも高ければ、注目位置に設定された閾値レベルを上昇させる。
【００１５】
この方法では、第２閾値設定処理の具体的処理内容を示している。まず、注目位置のエコー信号レベルが閾値レベル以下であれば、閾値レベルを低下させる。一方、注目位置のエコー信号レベルが閾値レベルより高ければ、閾値を上昇させる。すなわち、上述の第１閾値設定処理における、注目位置の閾値レベルと隣接位置の閾値レベルとの比較結果を参照せず、単に注目位置のエコー信号レベルと閾値レベルとの比較結果で、閾値レベル高低させる。
【００１６】
また、この発明の閾値設定方法の差分値算出工程は、注目位置のエコー信号レベルに応じて、差分値を補正する。設定処理選択工程は、補正された差分値に基づいて閾値設定方法を選択する。
【００１７】
この方法では、差分値がエコー信号レベルに応じて適宜補正される。
【００１８】
また、この発明の閾値設定方法では、差分値は、注目位置のエコー信号レベルが高いほど、補正後の差分値が大きくなるように補正される。
【００１９】
この方法では、差分値の補正の具体的方法を示している。
【００２０】
また、この発明の閾値設定方法では、差分値の補正は、エコー信号レベルの最大値とエコー信号レベルの最小値とを、注目位置のエコー信号レベルに応じた重み付け係数で、重み付け加算することで、行う。
【００２１】
この方法では、差分値の補正のより具体的方法を示している。
【００２２】
また、この発明の閾値設定方法は、さらに特定方位閾値設定工程および個別方位閾値設定工程を有する。特定方位閾値設定工程は、アンテナを基準位置として放射方向に延びる距離方向に沿った閾値レベルの更新設定を、アンテナの回転方向に沿う所定角度毎に設けた複数の特定方位に対して行う。個別方位閾値設定工程は、特定方位と異なる個別方位に対して、該個別方位を挟む二つの特定方位に設定された閾値レベルに基づいて、距離方向に沿った閾値レベルを補間設定する。
【００２３】
この方法では、単に一方位の距離方向に沿った閾値の設定ではなく、アンテナの回転する全周に亘る閾値の設定方法を示している。すなわち、上述の一方位に対する距離方向に沿った各位置での適応的な閾値の設定を、全ての方位で行うこともできるが、他の方法でも可能であることを示している。この方法では、全周における所定の方位角度間隔からなる特定方位のみで、上述の閾値設定を行う。そして、特定方位以外の個別方位では、特定方位の閾値を用いて、閾値設定を行う。
【００２４】
また、この発明の閾値設定方法では、個別方位閾値設定工程は、個別方位を挟む二つの特定方位に設定された閾値レベルにおける同じ距離位置の閾値レベルを、個別方位と二つの特定方位とのそれぞれの方位角差で重み付けして設定する。
【００２５】
この方法では、全周に亘る閾値の設定方法における補間設定の具体的内容を示している。
【００２６】
また、この発明は、上述の閾値設定方法を有する物標探知方法に関し、当該物標探知方法は、設定された閾値レベルよりもレベルが高いエコー信号を物標のエコー信号と判断する工程、を有する。
【００２７】
この方法では、閾値が状況に適応して設定されるので、物標エコーがより正確に識別される。
【００２８】
また、この発明は、上述の閾値設定方法を有する物標探知方法に関し、当該物標探知方法は、設定された閾値レベルよりもレベルが低いエコー信号を抑圧して探知画像データを生成する工程、を有する。
【００２９】
この方法では、閾値が状況に適応して設定されるので、不要成分のエコー信号がより正確に抑圧される。
【発明の効果】
【００３０】
この発明によれば、シークラッタおよびレインクラッタのいずれに対しても正確な閾値設定ができる。この際、陸地や他船等の物標の有無に影響されることなく、これらの物標を確実に識別可能な閾値を自動で設定できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の物標探知装置の全体構成図である。
【図２】閾値設定アルゴリズムのメインフローチャートである。
【図３】第１閾値設定処理のフローチャートである。
【図４】第１閾値設定処理により行われる各種の閾値設定処理の内容を説明するための図である。
【図５】第２閾値設定処理のフローチャートである。
【図６】第２閾値設定処理により行われる各種の閾値設定処理の内容を説明するための図である。
【図７】物標が無くシークラッタやノイズのみが存在する場合の各距離位置の閾値カーブ、物標があり物標の存在区間以外にノイズが存在する場合の閾値の適応カーブ、および、レインクラッタと当該レインクラッタ内に物標が存在する場合の適応カーブを示す図である。
【図８】差分値ｄｉｆｆ［ｎ］の補正処理を示すフローチャートである。
【図９】シークラッタと岸壁（陸地）が存在する場合の従来および本実施形態の方法を用いた探知画像、および本実施形態の方法でのエコーレベルと適応した閾値とを示す図である。
【図１０】レインラッタと複数のブイがある場合の従来および本実施形態の方法を用いた探知画像、および本実施形態の方法でのエコーレベルと適応した閾値とを示す図である。
【図１１】代表方位の設定概念を示す図である。
【図１２】個別方位の閾値の補間算出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】
【００３２】
本発明の実施形態に係る閾値設定方法を含む物標探知方法および閾値設定装置を備える物標探知装置について、図を参照して説明する。図１は本実施形態を含む本発明の物標探知装置１の全体構成図である。
【００３３】
物標探知装置１は、送信制御部１１、送受切替器１２、アンテナ１３、受信機１４、本願の閾値設定装置に相当する閾値設定部１５、および物標探知部１６を備える。
【００３４】
送信制御部１１は、所定の送信タイミング間隔でパルス状の送信信号を生成し、送受切替器１２へ出力する。送受切替器１２は、送信制御部１１からの送信信号をアンテナ１３へ出力する。
【００３５】
アンテナ１３は、所定の回転速度で回転しながら、送信信号を電波に変換して外部へ放射し、外部からの電波を受信して電気信号に変換し、受信信号として、送受切替器１２へ出力する。送受切替器１２は、アンテナ１３からの受信信号を受信機１４へ出力する。
【００３６】
受信機１４は、受信信号を所定のサンプリング間隔で離散化化することで、エコー信号を生成する。この際、受信機１４は、方位情報に基づいて、方位スイープ毎に、距離方向に沿って並ぶエコー信号を生成する。受信機１４は、スイープ単位で、エコー信号を閾値設定部１５および物標探知部１６へ出力する。ここで、方位情報は、例えば、アンテナ１３からの方位角情報（特定方向（例えば船首方位）を基準方位とする）と、当該物標探知装置が装備される船舶の船首方位と、により設定される絶対方位である。なお、方位情報は、閾値設定部１５および物標探知部１６にも与えられる。
【００３７】
閾値設定部１５は、例えば後述の閾値設定アルゴリズムで書き込まれた閾値設定プログラムや、設定した閾値およびエコー信号を記憶するメモリと、閾値設定アルゴリズムを実行する処理演算部とを備える。
【００３８】
閾値設定部１５は、具体的な方法は後述するが、注目の距離位置のエコー信号のレベル（以下、単に「エコーレベル」と称する。）と、同一スイープ上の注目の距離位置よりも一つアンテナ側のエコーレベルとを比較する。閾値設定部１５は、比較結果に基づいて、第１閾値設定方法もしくは第２閾値設定方法のいずれかを選択し、注目の距離位置の閾値と適応的に更新設定する。第１閾値設定方法と第２閾値設定方法は、異なるフローで閾値を設定する。これらの閾値設定方法は、シークラッタの挙動やレインクラッタの挙動を加味しており、これらのクラッタの挙動およびレベルに応じた閾値を設定できる。閾値設定部１５は、設定した閾値を物標探知部１６へ出力する。
【００３９】
物標探知部１６は、例えば物標探知アルゴリズムが書き込まれた物標探知プログラムや閾値設定部１５からの閾値およびエコー信号を記憶するメモリと、物標探知アルゴリズムを実行する処理演算部とを備える。なお、物標探知部１６は、上述の閾値設定部１５と同じリソースを用いてもよく、個別のリソースであってもよい。
【００４０】
物標探知部１６は、受信機１４からのエコー信号と、閾値設定部１５で設定されたそれぞれのエコー信号に対応する閾値とに基づいて、物標探知処理を実行する。物標探知処理とは、例えば、物標検出処理や探知画像データ形成処理である。物標検出処理とは、エコー信号レベルが閾値よりも高ければ、当該距離位置のエコー信号が物標によるエコー信号であると判断し、当該判断結果を出力する処理である。探知画像データ形成処理とは、閾値のレベルよりも低いエコー信号を抑圧することで、閾値のレベル以上のエコー信号のみが、より際だって現れるような画像データを形成する処理である。
【００４１】
そして、上述の適応的な閾値の更新設定を行うことで、シークラッタやレインクラッタ等のクラッタおよびノイズ等の不要成分を含む受信信号から、より正確に物標検出を行うことができる。また、上述の適応的な閾値の更新設定を行うことで、シークラッタやレインクラッタ等のクラッタおよびノイズ等の不要成分を抑圧し、より正確で明確に物標の画像が現れる探知画像を生成することができる。
【００４２】
次に、閾値設定アルゴリズムについて、より具体的に説明する。図２は閾値設定アルゴリズムのメインフローチャートである。図３は第１閾値設定処理のフローチャートである。図４は第１閾値設定処理により行われる各種の閾値設定処理の内容を説明するための図である。図４（Ａ）は図３のステップＳ５０５の処理を説明する図であり、図４（Ｂ）は図３のステップＳ１０６の処理を説明するための図であり、図４（Ｃ）は図３のステップＳ１０７の処理を説明するための図である。図５は第２閾値設定処理のフローチャートである。図６は第２閾値設定処理により行われる各種の閾値設定処理の内容を説明するための図である。図６（Ａ）は図５のステップＳ６０３の処理を説明する図であり、図６（Ｂ）は図５のステップＳ６０４を説明するための図である。
【００４３】
なお、以下の説明では、或るスイープにおける或る位置［ｎ］（注目の距離位置）の閾値の更新設定についてのみ示すが、このような閾値の更新設定は、スイープを構成する各エコー信号に対応する距離位置毎に行われる。さらに、このような設定は各スキャンで継続的に行われる。ここで、スキャンとは、アンテナ一回転分のエコー信号を取り扱う期間を示す。すなわち、アンテナが一回転する間に送信される各送信信号に対するエコー信号の集まりが、１スキャン分のエコー信号となる。
【００４４】
まず、各位置の閾値には初期値が設定されている。このため、スイープにおける最もアンテナ側の距離位置の閾値は初期値のままとなるが、最もアンテナ側の距離位置以外の距離位置では、以下のフローで示される処理により、閾値が状況に適応していく。
【００４５】
閾値設定部１５は、受信機１４より入力されたスイープのエコー信号から、注目の距離位置［ｎ］におけるエコーレベルＥｃｈｏ［ｎ］を取得する。この処理とともに、閾値設定部１５は、同じスイープ上の注目の距離位置［ｎ］よりも一つアンテナ側に近接する位置［ｎ−１］（以下、単に「近接位置」と称する。）のエコーレベルＥｃｈｏ［ｎ−１］を読み出す。
【００４６】
閾値設定部１５は、エコーレベルＥｃｈｏ［ｎ］とエコーレベルＥｃｈｏ［ｎ−１］との差分値ｄｉｆｆ［ｎ］を次式から算出する（Ｓ１０１）。
【００４７】
ｄｉｆｆ［ｎ］＝Ｅｃｈｏ［ｎ］−Ｅｃｈｏ［ｎ−１］
閾値設定部１５は、差分値ｄｉｆｆ［ｎ］が閾値γよりも大きいかどうかを判定する。閾値γは予め設定された定数であり、実験的もしくは経験的に、物標を検出した距離位置のエコーレベルと、そのアンテナ側に近接する距離位置の物標を検出していないエコーレベルとの差に基づいて、物標の検出が判別できる程度の値に設定されている。
【００４８】
閾値設定部１５は、差分値ｄｉｆｆ［ｎ］が閾値γよりも大きいことを検出すると（Ｓ１０２：Ｙｅｓ）、カウント値を、「０」でない初期値に設定する（Ｓ１０３）。この初期値は、送信信号のパルス幅、すなわち距離方向の分解能に応じて設定されている。
【００４９】
閾値設定部１５は、差分値ｄｉｆｆ［ｎ］が閾値γ以下であることを検出すると（Ｓ１０２：Ｎｏ）、カウント値に基づく次の処理を実行する。
【００５０】
閾値設定部１５は、カウント値が初期値に設定されるか（Ｓ１０３）、カウント値が「０」でなければ（Ｓ１０４：Ｎｏ）、第１閾値設定処理により、注目の距離位置［ｎ］の閾値更新設定を行う（Ｓ１０５）。第１閾値設定処理は、具体的には後述するが、注目の距離位置［ｎ］のエコーレベルＥｃｈｏ［ｎ］と、当該距離位置［ｎ］の閾値Ｔｈ［ｎ］と、近接位置［ｎ−１］の閾値Ｔｈ［ｎ−１］とに基づいて、注目の距離位置［ｎ］の閾値Ｔｈ［ｎ］を更新設定する。
【００５１】
閾値設定部１５は、第１閾値設定処理による更新設定を行うと、カウント値を一つ減らすようにカウント値の更新処理を行う（Ｓ１０７）。
【００５２】
閾値設定部１５は、カウント値が「０」であれば（Ｓ１０４：Ｙｅｓ）、第２閾値設定処理により、注目の距離位置［ｎ］の閾値更新設定を行う（Ｓ１０６）。第２閾値設定処理は、具体的には後述するが、注目の距離位置［ｎ］のエコーレベルＥｃｈｏ［ｎ］と、当該距離位置［ｎ］の閾値Ｔｈ［ｎ］とに基づいて、注目の距離位置［ｎ］の閾値Ｔｈ［ｎ］を更新設定する（Ｓ１０６）。
【００５３】
次に、第１閾値設定処理について説明する。図３は第１閾値設定処理のフローチャートである。図４は第１閾値設定処理により行われる各種の閾値設定処理の内容を説明するための図である。
【００５４】
閾値設定部１５は、注目の距離位置［ｎ］のエコーレベルＥｃｈｏ［ｎ］を取得する。また、注目の距離位置［ｎ］の閾値レベルＴｈ［ｎ］を読み出す。閾値設定部１５は、エコーレベルＥｃｈｏ［ｎ］と閾値レベルＴｈ［ｎ］を比較する（Ｓ５０１）。
【００５５】
閾値設定部１５は、エコーレベルＥｃｈｏ［ｎ］が閾値レベルＴｈ［ｎ］よりも大きいことを検出すると（Ｓ５０２：Ｙｅｓ）、近接位置［ｎ−１］の閾値レベルＴｈ［ｎ−１］を読み出し、注目の距離位置［ｎ］の閾値レベルＴｈ［ｎ］と近接位置［ｎ−１］の閾値レベルＴｈ［ｎ−１］とを比較する（Ｓ５０３）。
【００５６】
閾値設定部１５は、注目の距離位置［ｎ］の閾値レベルＴｈ［ｎ］よりも、近接位置［ｎ−１］の閾値レベルＴｈ［ｎ−１］の方が大きいことを検出すると（Ｓ５０４：Ｙｅｓ）、注目の距離位置［ｎ］の閾値レベルＴｈ［ｎ］に補正値δを加算する補正を行う（Ｓ５０５）。すなわち、注目の距離位置［ｎ］の閾値レベルＴｈ［ｎ］として、
Ｔｈ［ｎ］＝Ｔｈ［ｎ］＋δ −（式Ａ）
の演算処理を実行する。なお、補正値δは、例えば、物標エコーのレベルとノイズレベルとの相対差に基づいて、当該相対差よりも所定レベル以上小さくなるように設定するとよい。
【００５７】
この処理を図に示すと、図４（Ａ）に示すようになる。すなわち、注目の距離位置［ｎ］におけるエコーレベルＥｃｈｏ［ｎ］が閾値レベルＴｈ［ｎ］よりも大きく、且つ、注目の距離位置［ｎ］の閾値レベルＴｈ［ｎ］が、近接位置［ｎ−１］の閾値レベルＴｈ［ｎ−１］よりも小さい場合には、注目の距離位置［ｎ］の閾値レベルＴｈ［ｎ］をδ分だけ向上させる。この処理を「Ａ処理」と称する。
【００５８】
閾値設定部１５は、注目の距離位置［ｎ］の閾値レベルＴｈ［ｎ］よりも、近接位置［ｎ−１］の閾値レベルＴｈ［ｎ−１］の方が小さいと判断すると（Ｓ５０４：Ｎｏ）、注目の距離位置［ｎ］の閾値レベルＴｈ［ｎ］に補正値βδを減算する補正を行う（Ｓ５０６）。すなわち、注目の距離位置［ｎ］の閾値レベルＴｈ［ｎ］として、
Ｔｈ［ｎ］＝Ｔｈ［ｎ］−βδ −（式Ｂ）
の演算処理を実行する。なお、βは、０＜β＜１からなる実数に設定されており、このようなβの設定を用いることで、後述の物標エコーの期間に上述のδだけ閾値を上げる処理により閾値が一時的に上昇しても、緩やかに閾値を低下させることができる。
【００５９】
この処理を図に示すと、図４（Ｂ）に示すようになる。すなわち、注目の距離位置［ｎ］におけるエコーレベルＥｃｈｏ［ｎ］が閾値レベルＴｈ［ｎ］よりも大きく、且つ、注目の距離位置［ｎ］の閾値レベルＴｈ［ｎ］が、近接位置［ｎ−１］の閾値レベルＴｈ［ｎ−１］よりも大きい場合には、注目の距離位置［ｎ］の閾値レベルＴｈ［ｎ］を、βδ分だけ低下させる。この処理を「Ｂ処理」と称する。
【００６０】
上述のステップＳ１０２においてＮｏの場合、すなわち、閾値設定部１５は、エコーレベルＥｃｈｏ［ｎ］が閾値レベルＴｈ［ｎ］よりも小さいと判断すると（Ｓ５０２：Ｎｏ）、注目の距離位置［ｎ］の閾値レベルＴｈ［ｎ］に補正値δを減算する補正を行う（Ｓ５０７）。すなわち、注目の距離位置［ｎ］の閾値レベルＴｈ［ｎ］として、
Ｔｈ［ｎ］＝Ｔｈ［ｎ］−δ −（式Ｃ）
の演算処理を実行する。
【００６１】
この処理を図に示すと、図４（Ｃ）に示すようになる。すなわち、注目の距離位置［ｎ］におけるエコーレベルＥｃｈｏ［ｎ］が閾値レベルＴｈ［ｎ］よりも小さい場合には、注目の距離位置［ｎ］の閾値レベルＴｈ［ｎ］をδ分だけ低下させる。この処理を「Ｃ処理」と称する。
【００６２】
次に、第２閾値設定処理について説明する。図５は第２閾値設定処理のフローチャートである。図６は第２閾値設定処理により行われる各種の閾値設定処理の内容を説明するための図である。
【００６３】
閾値設定部１５は、注目の距離位置［ｎ］のエコーレベルＥｃｈｏ［ｎ］を取得する。また、注目の距離位置［ｎ］の閾値レベルＴｈ［ｎ］を読み出す。閾値設定部１５は、エコーレベルＥｃｈｏ［ｎ］と閾値レベルＴｈ［ｎ］を比較する（Ｓ６０１）。ここまでは、第１閾値設定処理と同じである。
【００６４】
閾値設定部１５は、エコーレベルＥｃｈｏ［ｎ］が閾値レベルＴｈ［ｎ］よりも大きいことを検出すると（Ｓ６０２：Ｙｅｓ）、注目の距離位置［ｎ］の閾値レベルＴｈ［ｎ］に補正値δ’を加算する補正を行う（Ｓ６０３）。すなわち、注目の距離位置［ｎ］の閾値レベルＴｈ［ｎ］として、
Ｔｈ［ｎ］＝Ｔｈ［ｎ］＋δ’ −（式Ａ’）
の演算処理を実行する。なお、補正値δ’も、例えば、物標エコーのレベルとノイズレベルとの相対差に基づいて、当該相対差よりも所定レベル以上小さくなるように設定するとよい。さらには、第１閾値設定処理の補正値δよりも大きくするとよい。
【００６５】
この処理を図に示すと、図６（Ａ）に示すようになる。すなわち、注目の距離位置［ｎ］におけるエコーレベルＥｃｈｏ［ｎ］が閾値レベルＴｈ［ｎ］よりも大きく、且つ、注目の距離位置［ｎ］の閾値レベルＴｈ［ｎ］が、近接位置［ｎ−１］の閾値レベルＴｈ［ｎ−１］よりも小さい場合には、注目の距離位置［ｎ］の閾値レベルＴｈ［ｎ］をδ’分だけ向上させる。この処理を「Ａ’処理」と称する。
【００６６】
閾値設定部１５は、エコーレベルＥｃｈｏ［ｎ］が閾値レベルＴｈ［ｎ］よりも小さいと判断すると（Ｓ６０２：Ｎｏ）、注目の距離位置［ｎ］の閾値レベルＴｈ［ｎ］に補正値δ’を減算する補正を行う（Ｓ６０４）。すなわち、注目の距離位置［ｎ］の閾値レベルＴｈ［ｎ］として、
Ｔｈ［ｎ］＝Ｔｈ［ｎ］−δ’ −（式Ｃ’）
の演算処理を実行する。
【００６７】
この処理を図に示すと、図６（Ｂ）に示すようになる。すなわち、注目の距離位置［ｎ］におけるエコーレベルＥｃｈｏ［ｎ］が閾値レベルＴｈ［ｎ］よりも小さい場合には、注目の距離位置［ｎ］の閾値レベルＴｈ［ｎ］をδ’分だけ低下させる。この処理を「Ｃ’処理」と称する。
【００６８】
以上のように、距離方向のエコーレベルの差分値から検出し、検出結果に基づいて、上述した第１閾値設定処理と第２閾値設定処理とのいずれかを選択して閾値設定を行うことで、図７に示すような各距離位置の閾値を設定することができる。
【００６９】
図７（Ａ）は物標が無く、シークラッタおよびノイズのみが存在する場合の各距離位置の閾値の適応の仕方を示している。図７（Ｂ）は物標があり、物標の存在区間以外にノイズが存在する場合の閾値の適応の仕方を示している。図７（Ｃ）はレインクラッタとノイズが存在し、レインクラッタ内に小物標がある場合の閾値の適応の仕方を示している。なお、図７において、細実線がエコーデータを示し、太実線が適応後の閾値カーブを示し、太破線が初期閾値カーブを示す。
【００７０】
（シークラッタの発生区間）
シークラッタの発生区間では、差分値ｄｉｆｆ［ｎ］が閾値γよりも小さい場合と大きい場合とがある。差分値ｄｉｆｆ［ｎ］が閾値γよりも小さくなるのは、海面反射が距離方向に連続的に生じている場合である。一方、差分値ｄｉｆｆ［ｎ］が閾値γよりも大きくなるのは、海面反射が距離方向に不連続である場合、すなわち、海面反射の大きな位置と海面反射の小さな位置とが距離方向に交互に生じるような場合である。
【００７１】
ここでは、海面反射が距離方向に連続的に生じている場合について、説明する。この場合、常に差分値ｄｉｆｆ［ｎ］＜閾値γとなり、第２閾値設定処理が選択される。
【００７２】
まず、閾値の更新処理が開始されると、閾値レベルがシークラッタのレベル程度になるまでは、上述のＣ’処理が連続するスキャンで継続的に実行され、閾値レベルは徐々に低下していく。
【００７３】
次に、閾値レベルがシークラッタの平均レベル程度まで低下すると、シークラッタのエコーレベルが閾値レベルよりも高くなることがある。この場合にはＡ’処理が実行される。ここで、シークラッタのエコーは、アンテナからの距離に応じて順次レベルが低下する距離依存性を有する。したがって、同じ距離位置であればスキャンの相違によるレベル差は大きくない。このため、上述のようにＡ処理が行われ、複数スキャンに亘って閾値の更新処理が続けられることで、シークラッタの発生区間では、シークラッタの平均レベルに略等しいレベルの閾値が設定される。これにより、図７（Ａ）に示すように、シークラッタの平均レベルに応じた閾値を適応的に自動で設定することができる。
【００７４】
このようにシークラッタの発生区間では、第２閾値設定処理のＣ’処理とＡ’処理とが行われ、差分値ｄｉｆｆ［ｎ］＞閾値γの場合には第１閾値設定処理のＡ処理、Ｂ処理、Ｃ処理が選択される。これにより、閾値カーブは、物標エコー領域で閾値レベルが上がることなく、シークラッタの平均レベルに収束する。
【００７５】
（ノイズの発生区間）
ノイズの発生区間では、差分値ｄｉｆｆ［ｎ］が閾値γよりも大きくなることはないので、常に第２閾値設定処理が選択される。
【００７６】
ノイズの発生区間でも、まず、シークラッタの場合と同様に、閾値の更新処理が開始されると、閾値レベルがノイズのレベル程度になるまでは、上述のＣ’処理が連続するスキャンで継続的に実行され、閾値レベルは徐々に低下していく。
【００７７】
次に、閾値レベルがノイズのレベル程度まで低下すると、ノイズのエコーレベルと閾値レベルとの大小関係が頻繁に入れ替わる。また、距離方向に隣り合う位置間で、大小関係が殆ど継続的に同じにならない。この場合には、Ａ’処理とＣ’処理とがランダムに、ノイズの発生区間中のほぼ全体で実行される。そして、ノイズのエコーレベルもランダムであり、レベルが極大の時にのみＡ’処理が実行され、それ以外ではＣ’処理が実行される。これにより、図７（Ａ）、図７（Ｂ）、図７（Ｃ）に示すように、ノイズの発生期間では、ノイズのレベルの平均に近い閾値を適応的に自動で設定することができる。
【００７８】
（物標エコーの存在区間）
物標のエコーレベルは、図７（Ｂ）に示すように、ノイズのエコーレベルと比較して高く、且つ距離方向に沿って連続的に高い状態が維持される。このため、次に示すように、閾値が適応していく。
【００７９】
ノイズから物標に切り替わる位置では、差分値ｄｉｆｆ［ｎ］＞閾値γとなる。これにより、当該位置よりもアンテナ側が第２閾値設定処理で閾値の更新設定をしていたが、当該位置から第１閾値設定処理に切り替わる。なお、図７（Ｂ）に示す状況では、この後に、同じスイープ上で差分値ｄｉｆｆ［ｎ］＞閾値γとなることなないので、当該位置からカウント値分だけの区間に第１閾値設定処理に切り替わる。一方、カウント値が「０」になる前に、再度差分値ｄｉｆｆ［ｎ］＞閾値γとなれば、第１閾値設定処理の適応区間が延長される。
【００８０】
このように、閾値設定処理が選択されるような状態で、物標のエコーの存在区間では、まず、シークラッタやノイズの区間と同様に、閾値の更新処理が開始されると、閾値レベルが物標のエコーレベル程度になるまでは、上述のＣ処理が連続するスキャンで継続的に実行され、閾値レベルは徐々に低下していく。
【００８１】
次に、ノイズのエコーの距離位置に対する閾値がさらに低下していくことに伴って、ノイズのエコーに近接する物標のアンテナ側の境界部では、Ｂ処理が適用され、当該物標の境界部の距離位置の閾値も徐々に低下していく。これに伴い、物標エコーの範囲におけるさらに遠方側の各距離位置においても閾値が低下していく。これは、Ｂ処理が、各注目する距離位置において、アンテナ側に近接する距離位置の閾値との比較により、近接する距離位置の閾値が低ければ、これに応じて注目する距離位置の閾値を低下させるからである。これにより、物標エコーの範囲であっても、閾値は、ノイズの発生区間と略同じレベルとなる。
【００８２】
この際、物標エコーのアンテナ側のノイズレベルにより、近接する距離位置の閾値が、注目する距離位置の閾値よりも大きくなることがある。この場合には、Ａ処理が実行され、閾値レベルが高くなる。しかしながら、上述のように、ノイズレベルは一定でないので、Ａ処理が継続的に実行されることはなく、Ａ処理とＢ処理とが適宜実行される。したがって、結果的に、物標エコーの範囲であっても、閾値は、ノイズの発生区間と略同じレベルとなる。
【００８３】
（レインクラッタの発生区間）
上述の例では、レインクラッタが発生していない状況を説明している。次に、レインクラッタの発生区間について説明する。
【００８４】
レインクラッタのエコーは、短い距離区間で着目すると、上述のノイズと略同じ挙動を示す。一方、レインクラッタの発生している区間では、発生していない区間よりも、全体のエコーレベルが高くなる。また、レインクラッタの発生している区間と、発生していない区間との境界領域では、レベルの変化が緩慢である。
【００８５】
したがって、物標エコーが無い場合、レインクラッタの発生領域や、レインクラッタの発生区間とレインクラッタが発生していない区間との境界領域では、差分値ｄｉｆｆ［ｎ］＞閾値γとはならず、常に第２閾値設定処理が実行される。
【００８６】
このように第２閾値設定処理を実行することで、上述のノイズの発生区間と同様の処理が行われる。この際、差分値ｄｉｆｆ［ｎ］による選択を行わず、第１閾値設定方法が適用されると、レインクラッタの発生区間ではＢ処理が実行されてしまう。Ｂ処理が実行されると、レインクラッタの発生領域でも閾値はノイズレベルに適応してしまう。したがって、レインクラッタのエコーが残ってしまう。
【００８７】
しかしながら、第２閾値設定処理を選択し、Ｂ処理を行わないようにすることで、レインクラッタのエコーレベルに応じて、ノイズの発生区間よりも閾値レベルが上昇し、レインクラッタのレベルに閾値が適応する。これにより、図７（Ｃ）に示すように、レインクラッタのレベルに応じた閾値が設定される。
【００８８】
ここで、レインクラッタの発生領域に物標が存在すると、上述のノイズ発生領域から物標のエコーの区間切り替わる場合と同様に、第１閾値設定処理に切り替わる。この場合、図７（Ｃ）に示すように、物標のエコーの直前のレインクラッタのレベルに閾値が適応する。したがって、このようなレインクラッタが存在する区間でも、物標のエコーレベルに影響されることなく、レインクラッタのレベルに応じた閾値が設定される。
【００８９】
以上のように、本実施形態の閾値設定処理を用いることで、シークラッタおよびレインクラッタのような複数のクラッタのレベルや、ノイズのレベル等からなる不要成分のレベルに応じ、且つ物標の有無に影響されることなく、適応的に自動で閾値を設定することができる。そして、このように、最適化された閾値を用いることで、上述のように、より正確な物標探知処理を行うことができる。
【００９０】
なお、上述の説明では、差分値ｄｉｆｆ［ｎ］をそのまま、閾値γと比較する例を示したが、差分値ｄｉｆｆ［ｎ］をエコーレベルに応じて補正した後に、閾値γと比較してもよい。図８は、差分値ｄｉｆｆ［ｎ］の補正処理を示すフローチャートである。
【００９１】
閾値設定部１５は、注目の距離位置［ｎ］のエコーレベルＥｃｈｏ［ｎ］を取得すると、予め設定した差分値補正用閾値Ｅｔｈと比較する（Ｓ２０１）。閾値設定部１５は、エコーレベルＥｃｈｏ［ｎ］が差分値補正用閾値Ｅｔｈ以下であれば（Ｓ２０２：Ｎｏ）、補正係数Ｃｍを「１．０」に設定する（Ｓ２０５）。すなわち、差分値ｄｉｆｆ［ｎ］をそのまま用いる。
【００９２】
閾値設定部１５は、エコーレベルＥｃｈｏ［ｎ］が差分値補正用閾値Ｅｔｈよりも大きければ（Ｓ２０２：Ｙｅｓ）、次の（式１）を用いて補正係数Ｃｍ用の重み付け値ｗを算出する（Ｓ２０３）。
【００９３】
ｗ＝（Ｅｃｈｏ［ｎ］−Ｅｔｈ）／（ＥｃｈｏＭＡＸ−Ｅｔｈ） −（式１）
本式において、ＥｃｈｏＭＡＸは、本装置が観測し得るエコーレベルの最大値である。
【００９４】
閾値設定部１５は、次の（式２）に重み付け値ｗを代入することで、補正係数Ｃｍを算出する（Ｓ２０４）。
【００９５】
Ｃｍ＝ｗ＊Ｃｍｍｉｎ＋（１．０−ｗ）Ｃｍｍａｘ （式２）
本式において、Ｃｍｍａｘは閾値設定部１５で設定する最大の補正係数であり、Ｃｍｍｉｎ（＜Ｃｍｍａｘ）は閾値設定部１５で設定する最小の補正係数であり、これらは予め仕様に応じて適宜設定されている。
【００９６】
閾値設定部１５は、このように算出された補正係数Ｃｍを差分値ｄｉｆｆ［ｎ］に乗算した後に、閾値γと比較する。
【００９７】
このような差分値ｄｉｆｆ［ｎ］の補正処理を行うことで、エコーレベルが大きくなるほど差分値が大きくなるように補正される。これにより、物標のエコーを検出し易くすることができる。なお、差分値ｄｉｆｆ［ｎ］の補正処理は、これに限るものではなく、エコーレベルが大きくなるほど差分値が大きくなるように補正されれば、他の方法を用いてもよい。
【００９８】
また、上述の説明では、閾値の更新設定に利用する補正値δを一定にする場合を示したが、例えば、閾値の初期設定から所定の複数スキャンの間は、補正値δをより大きく設定してもよい。このような設定を行うことで、より速くシークラッタやノイズのレベルに閾値が近づくので、適応速度を向上させることができる。
【００９９】
また、上述の説明では、補正値δの加算や減算により、閾値の補正（更新設定）を行う例を示したが、補正係数化して、乗算や除算して閾値の補正（更新設定）を行うこともできる。
【０１００】
そして、上述のような構成および処理を行うことで、図９、図１０に示すような効果が得られる。図９、図１０は、本発明の適応型の閾値設定処理を行った場合の効果を表す図である。それぞれ（Ａ）がエコーデータをそのまま表示した探知画像を示し、（Ｂ）が本発明の適応型の閾値設定処理を行い、閾値以下のエコーを抑圧した探知画像を示し、（Ｃ）は（Ａ）に示す実線の方位でのエコーデータと閾値カーブとを示す。また、図９はシークラッタと岸壁（陸地）が存在する場合を示し、図１０はレインラッタと複数のブイがある場合を示す。
【０１０１】
本発明の適応型の閾値設定処理を行うことで、図９に示すように、シークラッタのレベルに応じるとともに、陸地や大型船舶の存在する区間でも、当該陸地や大型船舶のエコーに影響されることなくノイズのレベルに応じて、閾値が自動で設定される。
【０１０２】
また、本発明の適応型の閾値設定処理を行うことで、図１０に示すように、レインクラッタのレベルに応じた閾値が自動で設定される。さらに、レインクラッタの範囲内にブイのような小さな物標が存在していても、レインクラッタに埋もれさせることなく、確実に当該物標のエコーを識別できる。
【０１０３】
これにより、各図の（Ａ）に示すような従来の陸地やブイとともにシークラッタやレインクラッタの映り込みが有った探知画像でなく、各図の（Ｂ）に示すように、陸地（大きな物標）やブイ（小さな物標）を残しながら、シークラッタやレインクラッタのみを抑圧した探知画像を確実に生成することができる。
【０１０４】
次に、第２の実施形態に係る閾値設定方法を含む物標探知方法および閾値設定装置を備える物標探知装置について、図を参照して説明する。本実施形態の閾値設定方法では、方位方向に対する閾値の設定方法を示す。
【０１０５】
上述の第１の実施形態に示した閾値の設定方法は、一方位に対する各距離位置での閾値の適応方法を示している。ここで、アンテナは、上述のように回転しており、物標探知装置は、通常、全周囲に対する物標探知を行う。したがって、各方位、すなわち各スイープデータ毎に、上述の閾値の適応処理を行うことで、全周囲に亘る閾値の適応処理が可能となる。しかしながら、本実施形態では、第１の実施形態に示した特定方位に対する閾値の適応処理を利用しながら、他の方法で、全周囲の閾値を設定する。
【０１０６】
まず、アンテナ１３の回転方向に沿う方位角方向に対して、図１１に示すように、所定の角度間隔で、複数の特定方位を設定する。図１１は、特定方位の設定概念を示す図である。
【０１０７】
特定方位は、絶対方位で北方向を０°方向（基準方向）として全周（３６０°）を所定方位角（Δθ）間隔で分割して得られる。閾値設定部１５は、このような特定方位θ１，θ２，・・・を予め記憶している。
【０１０８】
閾値設定部１５は、特定方位のスイープのエコー信号を取得すると、上述の第１の実施形態に示した方法を用いて、各距離位置の閾値を更新設定する。例えば、閾値設定部１５は、特定方位θ１のスイープのエコー信号を取得すると、各距離位置の閾値Ｔｈ１を更新設定し、特定方位θ２のスイープのエコー信号を取得すると、各距離位置の閾値Ｔｈ２を更新設定する。
【０１０９】
次に、閾値設定部１５は、特定方位間の個別方位の閾値を、当該個別方位を挟む二つの特定方位の閾値から補間算出する。図１２は、個別方位の閾値の補間算出方法を説明するための図であり、図１２（Ａ）は特定方位と個別方位との位置関係例を示し、図１２（Ｂ）は個別方位の閾値の設定概念を示す図である。
【０１１０】
閾値設定部１５は、個別方位θａの距離位置［ｎ］の閾値Ｔｈａ［ｎ］を算出する場合、上述のようにスイープのエコー信号とともに得られる絶対方位から個別方位θａを取得する。そして、閾値設定部１５は、当該個別方位θａに対して反時計回り側で最も近い特定方位θｍと、個別方位θａとの方位角差Δθｍａを算出する。
【０１１１】
閾値設定部１５は、個別方位θａを二つの特定方位θｍ，θｍ＋１の注目の距離位置［ｎ］の閾値Ｔｈｍ［ｎ］，Ｔｈｍ＋１［ｎ］を取得する。閾値設定部１５は、個別方位θａの距離位置［ｎ］の閾値Ｔｈａ［ｎ］を、図１２（Ｂ）に示すような補間算出の概念を用いて、次式から算出する。
【０１１２】
Ｔｈａ［ｎ］＝（Δθｍａ／Δθ）＊Ｔｈｍ［ｎ］＋（１−Δθｍａ／Δθ）＊Ｔｈｍ＋１［ｎ］
閾値設定部１５は、このような補間算出処理を個別方位θａの各距離位置で実行する。これにより、全周囲方向の各距離位置での閾値を更新設定することができる。そして、この方法を用いることで、全周囲方向の各距離位置のすべてで、第１の実施形態に示したような処理を行う必要が無い。これにより、全体の処理負荷を軽減し、高速化することができる。この際、このような処理を行ったとして、実用上、十分に正確な閾値設定が可能である。これは、例えばシークラッタは波の反射であり、レインクラッタは雨の降る範囲での雨の反射である。したがって、これら波や雨のエコーは、ある程度の幅をもって現れる。したがって、代表方位の間隔Δθを適宜設定することで、すべての方位に対して適応閾値設定処理を行わずとも、十分に波や雨の状態を反映した閾値を設定できるからである。同様に、物標エコーも所定の幅を有するので、シークラッタやレインクラッタの場合と同様の作用効果が得られる。
【０１１３】
なお、上述のように、閾値設定部１５と物標探知部１６とを単一のリソースで実現すれば、閾値設定のためのエコーデータのレベルと閾値レベルとの比較結果を、そのまま物標探知処理に利用することができる。これにより、閾値設定処理と物標探知処理とが部分的に統合され、物標探知装置として、より簡素で高速な処理を実現できる。
【０１１４】
また、上述の説明では、同じスキャンの閾値同士を比較する例を示している。しかしながら、注目の距離位置の閾値レベルとアンテナ側に隣接する距離位置の閾値レベルとを比較する際に、すでに次回スキャン用に更新設定されたアンテナ側に隣接する距離位置の閾値レベルを利用することも可能である。
【０１１５】
また、上述の説明では、船舶用のレーダ装置に利用する場合の例を示したが、所定の探知信号を送信して、そのエコー信号を取得する装置であれば、上述の処理を適用することができる。
【符号の説明】
【０１１６】
１−物標探知装置、１１−送信制御部、１２−送受切替器、１３−アンテナ、１４−エコーデータ生成部、１５−閾値設定部、１６−物標探知部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナを回転しながら電波を送信し、前記アンテナで受信したエコー信号に対して、不要成分に該当するエコー信号のレベルに応じた閾値を設定する閾値設定方法であって、
注目位置のエコー信号レベルと、該注目位置に対して前記アンテナ側に隣接する位置のエコー信号レベルとの差分値を算出する差分値算出工程と、
該差分値に応じて、それぞれに異なる第１閾値設定処理と第２閾値設定処理とのいずれかを選択する設定処理選択工程と、
選択された閾値設定処理を用いて、前記注目位置の閾値レベルを更新設定する閾値更新設定工程と、を有する閾値設定方法。
【請求項２】
請求項１に記載の閾値設定方法であって、
前記設定処理選択工程は、
前記差分値が閾値設定処理の選択用閾値よりも大きな場合には、前記第１閾値設定処理を選択し、前記差分値が前記選択用閾値以下場合には、前記第２閾値設定処理を選択し、
前記閾値更新設定工程は、
前記第１閾値設定処理が選択された場合には、前記注目位置のエコー信号レベルと、該注目位置に設定された閾値レベルと、前記アンテナ側に隣接する位置の閾値レベルとに基づいて、前記注目位置の閾値レベルを更新設定し、
前記第２閾値設定処理が選択された場合には、前記注目位置のエコー信号レベルと、該注目位置に設定された閾値レベルとに基づいて、前記注目位置の閾値レベルを更新設定する、閾値設定方法。
【請求項３】
請求項２に記載の閾値設定方法であって、
前記第１閾値設定処理は、
前記注目位置のエコー信号レベルが、該注目位置に設定された閾値レベルよりも低ければ、注目位置に設定された閾値レベルを低下させ、
前記注目位置のエコー信号レベルが、該注目位置に設定された閾値レベルよりも高く、且つ前記アンテナ側に隣接する位置の閾値レベルが前記注目位置に設定された閾値レベルよりも高ければ、注目位置に設定された閾値レベルを上昇させ、
前記注目位置のエコー信号レベルが、該注目位置に設定された閾値レベルよりも高く、且つ前記アンテナ側に隣接する位置の閾値レベルが前記注目位置に設定された閾値レベルよりも低ければ、注目位置に設定された閾値レベルを低下させる、閾値設定方法。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の閾値設定方法であって、
前記第２閾値設定法処理は、
前記注目位置のエコー信号レベルが、該注目位置に設定された閾値レベルよりも低ければ、注目位置に設定された閾値レベルを低下させ、
前記注目位置のエコー信号レベルが、該注目位置に設定された閾値レベルよりも高ければ、注目位置に設定された閾値レベルを上昇させる、閾値設定方法。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の閾値設定方法であって、
前記差分値算出工程は、前記注目位置のエコー信号レベルに応じて、前記差分値を補正し、
前記設定処理選択工程は、補正された差分値に基づいて閾値設定方法を選択する、閾値設定方法。
【請求項６】
請求項５に記載の閾値設定方法であって、
前記差分値は、前記注目位置のエコー信号レベルが高いほど、補正後の差分値が大きくなるように補正されている、閾値設定方法。
【請求項７】
請求項６に記載の閾値設定方法であって、
前記差分値の補正は、エコー信号レベルの最大値とエコー信号レベルの最小値とを、前記注目位置のエコー信号レベルに応じた重み付け係数で、重み付け加算することで、行う、閾値設定方法。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の閾値設定方法であって、
前記アンテナを基準位置として放射方向に延びる距離方向に沿った閾値レベルの更新設定を、前記アンテナの回転方向に沿う所定角度毎に設けた複数の特定方位に対して行う特定方位閾値設定工程と、
前記特定方位と異なる個別方位に対して、該個別方位を挟む二つの特定方位に設定された閾値レベルに基づいて、前記距離方向に沿った閾値レベルを補間設定する個別方位閾値設定工程と、を有する閾値設定方法。
【請求項９】
請求項８に記載の閾値設定方法であって、
前記個別方位閾値設定工程は、
前記個別方位を挟む二つの特定方位に設定された閾値レベルにおける同じ距離位置の閾値レベルを、前記個別方位と前記二つの特定方位とのそれぞれの方位角差で重み付けして設定する、閾値設定方法。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の閾値設定方法を有し、
設定された閾値レベルよりもレベルが高いエコー信号を物標のエコー信号と判断する工程、を有する物標探知方法。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の閾値設定方法を有し、
設定された閾値レベルよりもレベルが低いエコー信号を抑圧して探知画像データを生成する工程、を有する物標探知方法。
【請求項１２】
アンテナを回転しながら電波を送信し、前記アンテナで受信したエコー信号に対して、不要成分に該当するエコー信号のレベルに応じた閾値を設定する処理を実行する閾値設定プログラムであって、
注目位置のエコー信号レベルと、該注目位置に対して前記アンテナ側に隣接する位置のエコー信号レベルとの差分値を算出する差分値算出処理と、
該差分値に応じて、それぞれに異なる第１閾値設定処理と第２閾値設定処理とのいずれかを選択する設定方法選択処理と、
選択された閾値設定方法を用いて、前記注目位置の閾値レベルを更新設定する閾値更新設定処理と、を有する閾値設定プログラム。
【請求項１３】
請求項１２に記載の閾値設定プログラムであって、
前記設定方法選択処理は、
前記差分値が閾値設定処理の選択用閾値よりも大きな場合には、前記第１閾値設定処理を選択し、前記差分値が前記選択用閾値以下場合には、前記第２閾値設定処理を選択し、
前記閾値更新設定処理は、
前記第１閾値設定処理が選択された場合には、前記注目位置のエコー信号レベルと、該注目位置に設定された閾値レベルと、前記アンテナ側に隣接する位置の閾値レベルとに基づいて、前記注目位置の閾値レベルを更新設定し、
前記第２閾値設定処理が選択された場合には、前記注目位置のエコー信号レベルと、該注目位置に設定された閾値レベルとに基づいて、前記注目位置の閾値レベルを更新設定する、閾値設定プログラム。
【請求項１４】
請求項１２または請求項１３に記載の閾値設定プログラムの処理を含み、
設定された閾値レベルよりもレベルが高いエコー信号を物標のエコー信号と判断する処理をさらに有する物標探知プログラム。
【請求項１５】
請求項１２または請求項１３に記載の閾値設定プログラムの処理を含み、
設定された閾値レベルよりもレベルが低いエコー信号を抑圧して探知画像データを生成する処理をさらに有する物標探知プログラム。
【請求項１６】
回転しながら電波を送信するとともに、エコー信号を受信するアンテナと、
前記アンテナで受信したエコー信号に対して、不要成分に該当するエコー信号のレベルに応じた閾値を設定する閾値設定部と、該閾値と前記エコー信号とを用いて物標探知を行う物標探知部と、を備える物標探知装置であって、
前記閾値設定部は、
注目位置のエコー信号レベルと、該注目位置に対して前記アンテナ側に隣接する位置のエコー信号レベルとの差分値を算出する差分値算出部と、
該差分値に応じて、それぞれに異なる第１閾値設定処理と第２閾値設定処理とのいずれかを選択する設定方法選択部と、
選択された閾値設定方法を用いて、前記注目位置の閾値レベルを更新設定する閾値更新設定部と、を備える物標探知装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載の物標探知装置であって、
前記設定方法選択部は、
前記差分値が閾値設定処理の選択用閾値よりも大きな場合には、前記第１閾値設定処理を選択し、前記差分値が前記選択用閾値以下場合には、前記第２閾値設定処理を選択し、
前記閾値更新設定部は、
前記第１閾値設定処理が選択された場合には、前記注目位置のエコー信号レベルと、該注目位置に設定された閾値レベルと、前記アンテナ側に隣接する位置の閾値レベルとに基づいて、前記注目位置の閾値レベルを更新設定し、
前記第２閾値設定処理が選択された場合には、前記注目位置のエコー信号レベルと、該注目位置に設定された閾値レベルとに基づいて、前記注目位置の閾値レベルを更新設定する、物標探知装置。
【請求項１】
アンテナを回転しながら電波を送信し、前記アンテナで受信したエコー信号に対して、不要成分に該当するエコー信号のレベルに応じた閾値を設定する閾値設定方法であって、
注目位置のエコー信号レベルと、該注目位置に対して前記アンテナ側に隣接する位置のエコー信号レベルとの差分値を算出する差分値算出工程と、
該差分値に応じて、それぞれに異なる第１閾値設定処理と第２閾値設定処理とのいずれかを選択する設定処理選択工程と、
選択された閾値設定処理を用いて、前記注目位置の閾値レベルを更新設定する閾値更新設定工程と、を有する閾値設定方法。
【請求項２】
請求項１に記載の閾値設定方法であって、
前記設定処理選択工程は、
前記差分値が閾値設定処理の選択用閾値よりも大きな場合には、前記第１閾値設定処理を選択し、前記差分値が前記選択用閾値以下場合には、前記第２閾値設定処理を選択し、
前記閾値更新設定工程は、
前記第１閾値設定処理が選択された場合には、前記注目位置のエコー信号レベルと、該注目位置に設定された閾値レベルと、前記アンテナ側に隣接する位置の閾値レベルとに基づいて、前記注目位置の閾値レベルを更新設定し、
前記第２閾値設定処理が選択された場合には、前記注目位置のエコー信号レベルと、該注目位置に設定された閾値レベルとに基づいて、前記注目位置の閾値レベルを更新設定する、閾値設定方法。
【請求項３】
請求項２に記載の閾値設定方法であって、
前記第１閾値設定処理は、
前記注目位置のエコー信号レベルが、該注目位置に設定された閾値レベルよりも低ければ、注目位置に設定された閾値レベルを低下させ、
前記注目位置のエコー信号レベルが、該注目位置に設定された閾値レベルよりも高く、且つ前記アンテナ側に隣接する位置の閾値レベルが前記注目位置に設定された閾値レベルよりも高ければ、注目位置に設定された閾値レベルを上昇させ、
前記注目位置のエコー信号レベルが、該注目位置に設定された閾値レベルよりも高く、且つ前記アンテナ側に隣接する位置の閾値レベルが前記注目位置に設定された閾値レベルよりも低ければ、注目位置に設定された閾値レベルを低下させる、閾値設定方法。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の閾値設定方法であって、
前記第２閾値設定法処理は、
前記注目位置のエコー信号レベルが、該注目位置に設定された閾値レベルよりも低ければ、注目位置に設定された閾値レベルを低下させ、
前記注目位置のエコー信号レベルが、該注目位置に設定された閾値レベルよりも高ければ、注目位置に設定された閾値レベルを上昇させる、閾値設定方法。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の閾値設定方法であって、
前記差分値算出工程は、前記注目位置のエコー信号レベルに応じて、前記差分値を補正し、
前記設定処理選択工程は、補正された差分値に基づいて閾値設定方法を選択する、閾値設定方法。
【請求項６】
請求項５に記載の閾値設定方法であって、
前記差分値は、前記注目位置のエコー信号レベルが高いほど、補正後の差分値が大きくなるように補正されている、閾値設定方法。
【請求項７】
請求項６に記載の閾値設定方法であって、
前記差分値の補正は、エコー信号レベルの最大値とエコー信号レベルの最小値とを、前記注目位置のエコー信号レベルに応じた重み付け係数で、重み付け加算することで、行う、閾値設定方法。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の閾値設定方法であって、
前記アンテナを基準位置として放射方向に延びる距離方向に沿った閾値レベルの更新設定を、前記アンテナの回転方向に沿う所定角度毎に設けた複数の特定方位に対して行う特定方位閾値設定工程と、
前記特定方位と異なる個別方位に対して、該個別方位を挟む二つの特定方位に設定された閾値レベルに基づいて、前記距離方向に沿った閾値レベルを補間設定する個別方位閾値設定工程と、を有する閾値設定方法。
【請求項９】
請求項８に記載の閾値設定方法であって、
前記個別方位閾値設定工程は、
前記個別方位を挟む二つの特定方位に設定された閾値レベルにおける同じ距離位置の閾値レベルを、前記個別方位と前記二つの特定方位とのそれぞれの方位角差で重み付けして設定する、閾値設定方法。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の閾値設定方法を有し、
設定された閾値レベルよりもレベルが高いエコー信号を物標のエコー信号と判断する工程、を有する物標探知方法。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の閾値設定方法を有し、
設定された閾値レベルよりもレベルが低いエコー信号を抑圧して探知画像データを生成する工程、を有する物標探知方法。
【請求項１２】
アンテナを回転しながら電波を送信し、前記アンテナで受信したエコー信号に対して、不要成分に該当するエコー信号のレベルに応じた閾値を設定する処理を実行する閾値設定プログラムであって、
注目位置のエコー信号レベルと、該注目位置に対して前記アンテナ側に隣接する位置のエコー信号レベルとの差分値を算出する差分値算出処理と、
該差分値に応じて、それぞれに異なる第１閾値設定処理と第２閾値設定処理とのいずれかを選択する設定方法選択処理と、
選択された閾値設定方法を用いて、前記注目位置の閾値レベルを更新設定する閾値更新設定処理と、を有する閾値設定プログラム。
【請求項１３】
請求項１２に記載の閾値設定プログラムであって、
前記設定方法選択処理は、
前記差分値が閾値設定処理の選択用閾値よりも大きな場合には、前記第１閾値設定処理を選択し、前記差分値が前記選択用閾値以下場合には、前記第２閾値設定処理を選択し、
前記閾値更新設定処理は、
前記第１閾値設定処理が選択された場合には、前記注目位置のエコー信号レベルと、該注目位置に設定された閾値レベルと、前記アンテナ側に隣接する位置の閾値レベルとに基づいて、前記注目位置の閾値レベルを更新設定し、
前記第２閾値設定処理が選択された場合には、前記注目位置のエコー信号レベルと、該注目位置に設定された閾値レベルとに基づいて、前記注目位置の閾値レベルを更新設定する、閾値設定プログラム。
【請求項１４】
請求項１２または請求項１３に記載の閾値設定プログラムの処理を含み、
設定された閾値レベルよりもレベルが高いエコー信号を物標のエコー信号と判断する処理をさらに有する物標探知プログラム。
【請求項１５】
請求項１２または請求項１３に記載の閾値設定プログラムの処理を含み、
設定された閾値レベルよりもレベルが低いエコー信号を抑圧して探知画像データを生成する処理をさらに有する物標探知プログラム。
【請求項１６】
回転しながら電波を送信するとともに、エコー信号を受信するアンテナと、
前記アンテナで受信したエコー信号に対して、不要成分に該当するエコー信号のレベルに応じた閾値を設定する閾値設定部と、該閾値と前記エコー信号とを用いて物標探知を行う物標探知部と、を備える物標探知装置であって、
前記閾値設定部は、
注目位置のエコー信号レベルと、該注目位置に対して前記アンテナ側に隣接する位置のエコー信号レベルとの差分値を算出する差分値算出部と、
該差分値に応じて、それぞれに異なる第１閾値設定処理と第２閾値設定処理とのいずれかを選択する設定方法選択部と、
選択された閾値設定方法を用いて、前記注目位置の閾値レベルを更新設定する閾値更新設定部と、を備える物標探知装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載の物標探知装置であって、
前記設定方法選択部は、
前記差分値が閾値設定処理の選択用閾値よりも大きな場合には、前記第１閾値設定処理を選択し、前記差分値が前記選択用閾値以下場合には、前記第２閾値設定処理を選択し、
前記閾値更新設定部は、
前記第１閾値設定処理が選択された場合には、前記注目位置のエコー信号レベルと、該注目位置に設定された閾値レベルと、前記アンテナ側に隣接する位置の閾値レベルとに基づいて、前記注目位置の閾値レベルを更新設定し、
前記第２閾値設定処理が選択された場合には、前記注目位置のエコー信号レベルと、該注目位置に設定された閾値レベルとに基づいて、前記注目位置の閾値レベルを更新設定する、物標探知装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１１】
【図１２】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１１】
【図１２】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１７９９６（Ｐ２０１２−１７９９６Ａ）
【公開日】平成２４年１月２６日（２０１２．１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５３７９８（Ｐ２０１０−１５３７９８）
【出願日】平成２２年７月６日（２０１０．７．６）
【出願人】（０００１６６２４７）古野電気株式会社 (441)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月２６日（２０１２．１．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月６日（２０１０．７．６）
【出願人】（０００１６６２４７）古野電気株式会社 (441)
【Ｆターム（参考）】
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