JP2005114416A - Disturbance detection device - Google Patents

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洋 酒巻
Toshio Wakayama
俊夫 若山
Atsushi Okamura
敦 岡村
Yasuhiko Miyamae
靖彦 宮前
Tadashi Furuta
匡 古田
Yasunori Oga
康功 大鋸
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a disturbance detection device improving detection precision for each disturbance phenomenon by increasing information for danger by performing detection process for the various practically problematic disturbance. <P>SOLUTION: The disturbance detection device comprises: the radio-wave transmitter-receiver part 1 for receiving reflected waves from the disturbance body in the air by transmitting radio waves to the air in the observation area; the Doppler velocity distribution calculation part 2 for calculating the Doppler velocity distribution by using the receiving signal from the radio-wave transmitter-receiver 1; the characteristics calculation part 3 for doppler velocity distribution for forming a characteristic space by calculating the characteristics of the wind direction and wind velocity of the doppler velocity distribution; the disturbance characteristic determination part 4 for detecting the spatial distribution of the characteristics in the characteristic space; and the disturbance determination part 5 for determining whether the disturbance is prescribed disturbance phenomenon or not is determined based on the spatial distribution of characteristic values. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

この発明は、大気中の擾乱を検出する擾乱検出装置に関するものである。特に、電磁波送受信部からの受信信号に対して特徴算出フィルタ、写像変換を適用して複数の擾乱現象を検出する擾乱検出装置に関するものである。   The present invention relates to a disturbance detection device for detecting disturbances in the atmosphere. In particular, the present invention relates to a disturbance detection apparatus that detects a plurality of disturbance phenomena by applying a feature calculation filter and map transformation to a received signal from an electromagnetic wave transmission / reception unit.

従来、大気中を運航経路とするような交通機関、もしくは大気現象の影響を受ける交通機関、特に航空分野では、安全性の面から大気現象の的確な把握が必要とされている。航空分野では、特に大気現象による航空機の離着陸時の危険性が高いことが知られており、レーダ等により空港周辺の大気状況を観測している。航空機離着陸時の大気擾乱としてはウインドシア、マイクロバースト/ダウンバースト、後方乱気流等が知られている。従来のウインドシア検出装置は、観測対象領域に対しレーザビームを走査しながら送信しその反射光を受信する光送受信手段と、上記反射光のドップラ成分を分析し風速及び風向の空間分布データを検出する風検出手段と、上記風速及び風向の空間分布データを分析しその風向分布のパターンからウインドシアを検出するウインドシア検出手段とを備え、航空機が離発着しないときに、レーザレーダにより、空港領域で発生するウインドシアを観測している(例えば、特許文献1参照)。   2. Description of the Related Art Conventionally, in a transportation system that uses the atmosphere as an operation route or a transportation system that is affected by an atmospheric phenomenon, particularly in the aviation field, it is necessary to accurately grasp the atmospheric phenomenon from the viewpoint of safety. In the aviation field, it is known that there is a high risk of aircraft taking off and landing due to atmospheric phenomena, and atmospheric conditions around airports are observed by radar and the like. As air turbulence at the time of aircraft takeoff and landing, wind shear, microburst / downburst, backward turbulence and the like are known. The conventional wind shear detection device detects the spatial distribution data of wind speed and direction by analyzing the Doppler component of the reflected light and the optical transmission / reception means that transmits while scanning the laser beam to the observation target area and receives the reflected light. Wind detection means for analyzing the wind speed and wind direction spatial distribution data, and detecting wind shear from the wind direction distribution pattern. The generated wind shear is observed (for example, refer to Patent Document 1).

また、従来の後方乱気流検出装置は、大気からの反射光を受信し周波数変換して出力するライダ、ライダの出力を入力として大気のドップラ速度分布を推定し出力する速度分布推定手段、後方乱気流特有の速度分布の典型例である速度分布テンプレートを出力する速度分布テンプレート出力手段、速度分布推定手段と速度分布テンプレート出力手段の出力を入力し、上記ライダによって得た速度分布のテンプレートとの類似度を求めてその類似度の分布を出力する速度分布比較手段、この速度分布比較手段の出力を入力として、類似度の極大点を検索して後方乱気流の位置と強度を出力する後方乱気流検索手段を備えている(例えば、特許文献2参照)。   Also, the conventional wake turbulence detection device is a lidar that receives reflected light from the atmosphere, converts the frequency and outputs it, a velocity distribution estimation means that estimates and outputs the Doppler velocity distribution of the atmosphere using the output of the lidar, and is specific to the wake turbulence A speed distribution template output means for outputting a speed distribution template, which is a typical example of the speed distribution, input the outputs of the speed distribution estimation means and the speed distribution template output means, Velocity distribution comparison means for finding and outputting the distribution of the similarity, and a wake turbulence search means for searching for the maximum point of the similarity and outputting the position and intensity of the wake turbulence with the output of the speed distribution comparison means as an input (For example, refer to Patent Document 2).

特開2002−267753号公報(第1頁、図1)Japanese Patent Laid-Open No. 2002-267553 (first page, FIG. 1) 特開2000−310680号公報(第1頁、図2)Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-310680 (first page, FIG. 2)

上述したような従来のウインドシア検出装置ではウインドシアのみ、従来の後方乱気流検出装置では後方乱気流のみ、といったように、個々の擾乱現象のみを検出していた。しかし、大気中の様々な擾乱現象は、同時に存在することがあり、また、個別的な判別が困難なものがある。このことが原因で、判別不能による検出精度の劣化が生じたり、他の擾乱現象が所望擾乱現象検出の障害となり検出精度の劣化が起こったりすること等が考えられる。また、一般に、実際の脅威となり得るのは様々な擾乱現象全体であり、個別に検出するような装置では情報量が不足し、脅威すべてに対処するためには大規模な装置構成が必要となる。   In the conventional wind shear detection device as described above, only the wind shear is detected, and in the conventional wake turbulence detection device, only the wake turbulence is detected. However, various turbulence phenomena in the atmosphere may exist at the same time, and there are some that are difficult to distinguish individually. For this reason, it is conceivable that the detection accuracy is deteriorated due to the indistinguishability, the other disturbance phenomenon becomes an obstacle to detection of the desired disturbance phenomenon, and the detection accuracy is deteriorated. Moreover, in general, various disturbance phenomena can be actual threats, and the amount of information is insufficient for devices that can be detected individually, and a large-scale device configuration is required to deal with all threats. .

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、実際に問題となる種々の擾乱現象について検出処理を行うことで脅威に対する情報量を増やし、かつ、個々の擾乱現象についての検出精度を向上させることができる擾乱検出装置を得るものである。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems. The purpose of the present invention is to increase the amount of information on threats by performing detection processing on various disturbance phenomena that are actually problematic, and to each individual A disturbance detection device capable of improving the detection accuracy of the disturbance phenomenon is obtained.

この発明に係る擾乱検出装置は、観測領域の大気中に電磁波を放射し、前記大気中の散乱体からの反射波を受信する電磁波送受信部と、前記電磁波送受信部からの受信信号を用いて前記観測領域のドップラ速度分布を算出するドップラ速度分布算出部と、前記ドップラ速度分布の風向及び風速の特徴を算出して特徴空間を生成するドップラ速度分布特徴算出部と、前記特徴空間上の特徴値の空間的分布を検出する擾乱特徴検出部と、前記特徴値の空間的分布に基づいて所定の擾乱現象か否かを判定する擾乱判定部とを設けたものである。   The disturbance detection apparatus according to the present invention uses an electromagnetic wave transmitting / receiving unit that radiates an electromagnetic wave in the atmosphere of an observation region and receives a reflected wave from a scatterer in the atmosphere, and a reception signal from the electromagnetic wave transmitting / receiving unit. A Doppler velocity distribution calculating unit for calculating a Doppler velocity distribution in the observation region; a Doppler velocity distribution feature calculating unit for calculating a wind direction and a wind speed characteristic of the Doppler velocity distribution to generate a feature space; and a feature value on the feature space. A disturbance feature detection unit for detecting the spatial distribution of the characteristic value, and a disturbance determination unit for determining whether or not a predetermined disturbance phenomenon is caused based on the spatial distribution of the feature values.

この発明に係る擾乱検出装置は、実際に問題となる種々の擾乱現象について検出処理を行うことで脅威に対する情報量を増やし、かつ、個々の擾乱現象についての検出精度を向上させることができるという効果を奏する。   The disturbance detection apparatus according to the present invention is capable of increasing the amount of information on threats by performing detection processing on various disturbance phenomena that are actually problematic, and improving the detection accuracy of individual disturbance phenomena. Play.

以下、本発明の各実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図において、共通する要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。また一般に、レーダによる観測値は、仰角θ、方位角φ、距離rによるr−θ−φ極座標系によって表現されることが多いが、以降では、それを3次元直交座標系(x−y−z座標系)に変換したものを用いる(本発明の内容に関して一般性は失われない)。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to a common element and the overlapping description is abbreviate | omitted. In general, the observation value by the radar is often expressed by an r-θ-φ polar coordinate system based on an elevation angle θ, an azimuth angle φ, and a distance r, but hereinafter, it is expressed as a three-dimensional orthogonal coordinate system (xy−). (Z coordinate system) is used (generality is not lost with respect to the content of the present invention).

実施の形態1.
この発明の実施の形態1に係る擾乱検出装置について図面を参照しながら説明する。図1は、この発明の実施の形態1に係る擾乱検出装置の構成を示す図である。
Embodiment 1 FIG.
A disturbance detection apparatus according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a disturbance detection apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.

図1において、擾乱検出装置は、観測領域の大気中に電磁波を放射し、大気中の散乱体からの反射波を受信する電磁波送受信部1と、電磁波送受信部1からの受信信号を用いて観測領域のドップラ速度分布を算出するドップラ速度分布算出部2と、ドップラ速度分布の風向及び風速の特徴を算出して特徴空間を生成するドップラ速度分布特徴算出部3と、前記特徴空間上の特徴値の空間的分布を検出する擾乱特徴検出部4と、前記特徴値の空間的分布に基づいて所定の擾乱現象か否かを判定する擾乱判定部5とが設けられている。   In FIG. 1, the disturbance detection apparatus uses an electromagnetic wave transmission / reception unit 1 that radiates an electromagnetic wave to the atmosphere of an observation region and receives a reflected wave from a scatterer in the atmosphere, and an observation signal using the reception signal from the electromagnetic wave transmission / reception unit 1. A Doppler velocity distribution calculating unit 2 for calculating a Doppler velocity distribution of the region, a Doppler velocity distribution feature calculating unit 3 for generating a feature space by calculating a wind direction and a wind speed feature of the Doppler velocity distribution, and a feature value on the feature space A disturbance feature detection unit 4 for detecting the spatial distribution of the characteristic value, and a disturbance determination unit 5 for determining whether or not there is a predetermined disturbance phenomenon based on the spatial distribution of the feature values.

つぎに、この実施の形態1に係る擾乱検出装置の動作について図面を参照しながら説明する。   Next, the operation of the disturbance detection apparatus according to the first embodiment will be described with reference to the drawings.

電磁波送受信部1は、所望観測領域内の大気中に電磁波を送信し、大気中の散乱体からの反射波を受信する。この電磁波送受信部1としては、例えば光パルスを送受信するレーザレーダ(光波レーダ、ライダ)を考えることができ、レーザレーダを用いて大気中を例えば鉛直走査もしくは水平走査もしくはコニカルスキャンもしくはそれらの組合せによるビーム走査や、それぞれ設置位置が異なる複数の地点および観測装置から観測することにより、所望観測領域内全体の観測値を得ることができる。   The electromagnetic wave transmission / reception unit 1 transmits an electromagnetic wave into the atmosphere in the desired observation region and receives a reflected wave from a scatterer in the atmosphere. As the electromagnetic wave transmission / reception unit 1, for example, a laser radar (light wave radar, lidar) that transmits and receives an optical pulse can be considered. By using the laser radar, the atmosphere is subjected to, for example, vertical scanning, horizontal scanning, conical scanning, or a combination thereof. Observed values of the entire desired observation region can be obtained by beam scanning and observation from a plurality of points and observation devices having different installation positions.

電磁波送受信部1から得られた受信信号を用いて、ドップラ速度分布算出部2は、観測領域のドップラ速度分布を算出する。ドップラ速度分布の空間分解能は、一般に電磁波送受信部1の観測諸元によって決まるため、後段の擾乱特徴検出部4の擾乱(特徴)検出処理や、所望分解能に応じて観測諸元を決め、また、観測後のドップラ速度分布の補間等を行う。また一般に、観測値には雑音が含まれていることから、必要に応じて雑音抑圧処理を行う。雑音抑圧処理としては、平均値フィルタやメディアンフィルタといった平滑化フィルタや特開2002−48866号公報記載のスクリーニング処理等がある。   Using the received signal obtained from the electromagnetic wave transmission / reception unit 1, the Doppler velocity distribution calculation unit 2 calculates the Doppler velocity distribution in the observation region. Since the spatial resolution of the Doppler velocity distribution is generally determined by the observation specifications of the electromagnetic wave transmission / reception unit 1, the disturbance (feature) detection process of the subsequent disturbance feature detection unit 4 and the observation specifications are determined according to the desired resolution. Interpolate Doppler velocity distribution after observation. In general, since an observed value includes noise, noise suppression processing is performed as necessary. Examples of the noise suppression process include a smoothing filter such as an average value filter and a median filter, and a screening process described in JP-A-2002-48866.

次に、得られた観測領域内のドップラ速度分布から、ドップラ速度分布特徴算出部3は、ドップラ速度分布の風向、風速的特徴を算出する。ドップラ速度分布の風向、風速的特徴算出方法としては、例えば、特定の擾乱現象をモデル化した特定速度パターンを用いたマッチング処理が考えられる。   Next, the Doppler velocity distribution feature calculation unit 3 calculates the wind direction and wind velocity characteristics of the Doppler velocity distribution from the obtained Doppler velocity distribution in the observation region. As a method for calculating the wind direction and wind speed characteristics of the Doppler velocity distribution, for example, a matching process using a specific speed pattern that models a specific disturbance phenomenon can be considered.

特定の擾乱現象として、例えば、ウインドシア(シヤ)の場合には、ある風の進行方向に対して垂直または水平方向への風速の変化があることから、そのような速度変化をモデル化した速度パターンを用いる。   As a specific disturbance phenomenon, for example, in the case of wind shear (shear), there is a change in the wind speed in the vertical or horizontal direction with respect to the traveling direction of a certain wind. Use a pattern.

また、マイクロバーストの場合には、地面に対して垂直な面内では強い下降流が現れ、比較的地面に近い水平な面内では放射状の風が現れることから、そのような速度変化をモデル化した速度パターンを用いる。   In the case of microburst, strong downflow appears in a plane perpendicular to the ground, and radial wind appears in a horizontal plane relatively close to the ground. Use the speed pattern.

さらに、後方乱気流の場合は、航空機通過後の飛行経路とほぼ垂直な面内で、航空機の両翼端を中心として互いに内向きの2つの渦が飛行経路に沿って現れることから、そのような速度変化をモデル化した速度パターンを用いる。以降では、速度パターン等の特徴を算出するためのフィルタを特徴算出フィルタと総称する。   In addition, in the case of wake turbulence, two vortices that are inward from each other centering on both wingtips of the aircraft appear along the flight path in a plane substantially perpendicular to the flight path after passing through the aircraft. Use velocity patterns that model changes. Hereinafter, filters for calculating features such as speed patterns are collectively referred to as feature calculation filters.

大気の擾乱現象は、3次元空間内における現象であるため、その特徴を抽出する速度パターンとしては、3次元の速度パターンの他、3次元空間内に2次元平面を想定し、その2次元平面上で2次元の速度パターンを用いる方法や、3次元空間内に1次元の直線を想定し、その直線上での速度パターンを用いる方法等が考えられる。更に、3次元空間の他に、時間等も考慮した多次元の特徴空間も考えることもできる。一般に、次元数や速度パターンの空間的大きさが増えると情報量が増えることになり検出精度は向上するが、演算負荷も増加するため、所望検出精度や装置構成に合わせて適切な処理を選択する。以下では3次元空間内に2次元平面を想定した処理について説明するが、1次元もしくは3次元〜多次元の処理についても同様に考えることができる。   The atmospheric turbulence phenomenon is a phenomenon in a three-dimensional space. As a velocity pattern for extracting the features, a two-dimensional plane is assumed in a three-dimensional space in addition to a three-dimensional velocity pattern. A method using a two-dimensional velocity pattern, a method using a one-dimensional straight line in a three-dimensional space, and a velocity pattern on the straight line are conceivable. Furthermore, in addition to a three-dimensional space, a multi-dimensional feature space considering time and the like can also be considered. In general, as the number of dimensions and the spatial size of the speed pattern increase, the amount of information increases and the detection accuracy improves. However, the calculation load also increases, so select the appropriate processing according to the desired detection accuracy and device configuration. To do. In the following, a process assuming a two-dimensional plane in a three-dimensional space will be described, but a one-dimensional or three-dimensional to multi-dimensional process can be similarly considered.

例えば、鉛直断面内の鉛直方向のウインドシアやマイクロバースト/ダウンバースト等のドップラ速度分布特徴を抽出するには、観測領域において図2の斜線で示したような鉛直断面を考え、その平面上のドップラ速度分布に対して、図3に示すような速度パターンを用いたマッチングを行う。図3(a)及び(b)は(鉛直断面の場合)鉛直方向の速度変化パターン例である。○で囲った数字は、その領域全体が数字の値をもつことを意味し、具体的な構成は図3(c)及び(d)のようになる。図3(a)及び(c)は、鉛直方向の速度変化パターンの基本的な構成であり、図3(b)及び(d)は、速度変化の境界を際立たせる(例えば、後述のようにメッシュに区分けした場合、図3(a)及び(c)のパターンでは境界がセルとセルの間になる。また、境界付近の風速分布が速度変化検出の障害になるような場合には、それを抑える。)ような拡張型構成である。   For example, in order to extract Doppler velocity distribution features such as vertical wind shear and microburst / downburst in the vertical section, consider the vertical section as shown by the diagonal lines in FIG. The Doppler velocity distribution is matched using a velocity pattern as shown in FIG. 3A and 3B are examples of velocity change patterns in the vertical direction (in the case of a vertical section). The numbers enclosed in circles mean that the entire area has numerical values, and the specific configuration is as shown in FIGS. 3 (c) and 3 (d). 3 (a) and 3 (c) are basic configurations of the velocity change pattern in the vertical direction, and FIGS. 3 (b) and 3 (d) emphasize the boundary of the velocity change (for example, as described later). 3 (a) and 3 (c), the boundary is between cells, and the wind speed distribution near the boundary is an obstacle to speed change detection. This is an extended configuration.

また、図3中のk、l、m、nは特徴算出フィルタの大きさであり、例えば、擾乱現象の規模が大きい場合にはフィルタの大きさも大きくするというように、検出する擾乱現象の規模等によって決める。もしくは、観測対象と観測諸元(分解能)の関係から決める。例えば、後方乱気流の場合には、航空機の翼端がXmの場合、2つの渦を検出するような後方乱気流の特徴算出フィルタの大きさは、(X/2)m〜((X+1)/2)m程度になるようにフィルタの大きさを決定する。鉛直断面および特徴算出フィルタ(速度パターン)をメッシュで区分けする。鉛直断面の大きさをX×Yメッシュ、特徴算出フィルタの大きさをk×(m+n)メッシュとする。ただし、メッシュは、所望擾乱現象を捉えるのに十分な分解能があるとする。また、位置(p,q)におけるドップラ速度分布の値をV(p,q)、特徴算出フィルタの値をF(p,q)とする。このとき、鉛直断面内のある位置(x,y)における特徴値T(x,y)は、次のように求められる。なお、i=1〜k、j=1〜(m+n)である。ただし、これは図3(a)及び(c)のような特徴算出フィルタを用いた場合である。   Further, k, l, m, and n in FIG. 3 are the size of the feature calculation filter. For example, when the magnitude of the disturbance phenomenon is large, the size of the filter is also increased. Decide by etc. Alternatively, it is determined from the relationship between the observation target and the observation specifications (resolution). For example, in the case of wake turbulence, if the wing tip of the aircraft is Xm, the size of the wake turbulence feature calculation filter that detects two vortices is (X / 2) m to ((X + 1) / 2. ) Determine the size of the filter so that it is about m. The vertical section and the feature calculation filter (speed pattern) are divided by mesh. The size of the vertical section is assumed to be X × Y mesh, and the size of the feature calculation filter is assumed to be k × (m + n) mesh. However, the mesh has sufficient resolution to capture the desired disturbance phenomenon. Further, the value of the Doppler velocity distribution at the position (p, q) is V (p, q), and the value of the feature calculation filter is F (p, q). At this time, the characteristic value T (x, y) at a certain position (x, y) in the vertical cross section is obtained as follows. Note that i = 1 to k and j = 1 to (m + n). However, this is a case where a feature calculation filter as shown in FIGS. 3A and 3C is used.

T(x,y)=ΣΣF(i,j)×
V{x−(k/2)+i,y−((m+n)/2)+j} (1)
T (x, y) = ΣΣF (i, j) ×
V {x− (k / 2) + i, y − ((m + n) / 2) + j} (1)

遠方(彼方)からセンサ側(此方)への風向を正とし、反対を負とすると、図3(a)及び(b)のような速度パターンを用いた場合は、鉛直下方向に強くなるような風速変化がある領域では特徴値Tが負となり、逆向きの風速変化がある領域では正となり、また、特徴値の大きさは速度変化の差に比例する。また同様に、鉛直断面内の水平方向のウインドシアやマイクロバースト/ダウンバースト等のドップラ速度分布特徴を算出するには、図4に示すような速度パターンを用いたマッチングを行う。図4において、(a)及び(c)と(b)及び(d)の構成は、図3の(a)及び(c)と(b)及び(d)の構成と同じである。以上の鉛直断面内の鉛直方向および水平方向の速度パターンは、水平断面内および任意の断面内に対しても用いることができる。また、後方乱気流の場合には、特許文献2に記載の後方乱気流テンプレ−トを速度パターンとして用いることができる。   If the wind direction from far (far) to the sensor side (this) is positive and the opposite is negative, the velocity pattern shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b) will be stronger in the vertical downward direction. The characteristic value T is negative in a region where there is such a wind speed change, and is positive in a region where the reverse wind speed change is present, and the magnitude of the feature value is proportional to the difference in speed change. Similarly, in order to calculate Doppler velocity distribution characteristics such as horizontal wind shear and microburst / downburst in the vertical section, matching using velocity patterns as shown in FIG. 4 is performed. 4, the configurations of (a), (c), (b), and (d) are the same as the configurations of (a), (c), (b), and (d) in FIG. The velocity patterns in the vertical direction and the horizontal direction in the vertical section described above can be used for the horizontal section and an arbitrary section. In the case of wake turbulence, the wake turbulence template described in Patent Document 2 can be used as a velocity pattern.

以上のように特定の擾乱現象をモデル化した特徴算出フィルタ(特定速度パターン)を用いてドップラ速度分布の特徴量を抽出することで、対象とする擾乱現象の検出に最適な処理を行うことができ、検出精度の向上が期待できる。また、対象とする擾乱現象が既知である場合には、後述する後段の擾乱特徴検出部4における処理を簡単にでき、より高速かつ高精度の検出ができるようになる。また、特定の擾乱現象に特化することで特徴算出フィルタの大きさを最適な大きさにすることができ、雑音に対する感度を下げられ、検出精度を向上させることができる。さらに、特徴算出フィルタを多数構成する必要がないので装置構成を簡単にできる。   As described above, by extracting the feature quantity of the Doppler velocity distribution using the feature calculation filter (specific velocity pattern) that models the specific disturbance phenomenon, it is possible to perform the optimum process for detecting the target disturbance phenomenon. And detection accuracy can be improved. In addition, when the target disturbance phenomenon is known, processing in a later-described disturbance feature detection unit 4 described later can be simplified, and detection at higher speed and higher accuracy can be performed. Further, by specializing in a specific disturbance phenomenon, the size of the feature calculation filter can be optimized, the sensitivity to noise can be reduced, and the detection accuracy can be improved. Furthermore, since it is not necessary to configure a large number of feature calculation filters, the apparatus configuration can be simplified.

また、他のドップラ速度分布の風向、風速的特徴算出方法としては、ドップラ速度分布の値の高低を方向として捉え、ドップラ速度分布の空間的方向特徴を抽出する特徴算出フィルタ(方向速度パターン)を用いたマッチング処理が考えられる。図5は、このようなドップラ速度分布値の空間的方向特徴を抽出する特徴算出フィルタの例である。この例の構成では8方向(a)〜(h)に対応する特徴算出フィルタを示しているが、特徴値の正負を許すことで半数に削減でき、更に、斜め方向を上下左右方向で検出するように、上下左右2方向のみに絞りこむことでフィルタ数を削減でき、演算負荷、装置構成を簡略化できる。また、各フィルタの大きさについては、フィルタを大きくすると、小さな雑音に対する感度を低減でき検出精度が向上できる一方、微弱な速度変化に対する感度も低減する。フィルタを小さくすると、その逆の傾向が生じるため、フィルタの大きさは、対象とする擾乱現象や装置構成や特徴値に応じて定める。   As another method for calculating the wind direction and wind speed characteristics of the Doppler velocity distribution, a feature calculation filter (directional velocity pattern) that extracts the spatial direction characteristics of the Doppler velocity distribution is considered as the direction. The matching process used can be considered. FIG. 5 is an example of a feature calculation filter that extracts the spatial direction feature of such a Doppler velocity distribution value. In the configuration of this example, feature calculation filters corresponding to eight directions (a) to (h) are shown. However, the feature value can be reduced to half by allowing the feature value to be positive and negative, and the diagonal direction is detected in the vertical and horizontal directions. As described above, the number of filters can be reduced by narrowing down only in the two directions of up, down, left, and right, and the calculation load and the apparatus configuration can be simplified. As for the size of each filter, when the filter is made larger, the sensitivity to small noise can be reduced and the detection accuracy can be improved, while the sensitivity to a weak speed change is also reduced. If the filter is made smaller, the opposite tendency occurs. Therefore, the size of the filter is determined according to the target disturbance phenomenon, device configuration, and feature value.

以上のようにドップラ速度分布の空間的方向特徴を抽出することで、あらかじめ特定の擾乱現象に関する情報をもつ必要がなく、装置構成を簡略化できる他、様々な大気の擾乱現象一般について検出することが可能となる。またこの処理は、ドップラ速度分布に対して空間微分フィルタを適用したのと同じ効果があり、ドップラ速度分布の変化部分(方向および変化の強さ)を効率良く検出することができる。   By extracting the spatial directional features of the Doppler velocity distribution as described above, it is not necessary to have information about specific disturbance phenomena in advance, the system configuration can be simplified, and various atmospheric disturbance phenomena in general can be detected. Is possible. This process has the same effect as applying a spatial differential filter to the Doppler velocity distribution, and can efficiently detect a changed portion (direction and intensity of change) of the Doppler velocity distribution.

また、他のドップラ速度分布の風向、風速的特徴算出方法としては、所定ドップラ速度値を閾値とした閾値処理により、所定の値以上もしくは以下もしくは所定の値から所定の範囲のドップラ速度分布を抽出する方法が考えられる。またその応用として、例えば、背景風もしくは所定の基準ドップラ速度値を設け、時々刻々変化するその値を基準(閾値)として、その基準値から所定の値以上もしくは以下もしくはその基準値から所定の範囲のドップラ速度の空間を抽出する処理が考えられる。例えば、後方乱気流の場合には、対象とする航空機の重量、翼端、速度等によって、後方乱気流の大きさをあらかじめ見積もることができる。このようにドップラ速度分布の特徴を抽出することで、対象とする擾乱現象の取り得るドップラ速度値が既知の場合や、ある値以上もしくは以下もしくは範囲内のドップラ速度値をもつ擾乱現象のみが対象の場合の特徴算出処理を簡単な構成で実現することができる。   Another method for calculating the wind direction and wind speed characteristics of the Doppler velocity distribution is to extract a Doppler velocity distribution within a predetermined range from a predetermined value above, below, or from a predetermined value by threshold processing using a predetermined Doppler velocity value as a threshold value. A way to do this is considered. In addition, as an application, for example, a background wind or a predetermined reference Doppler velocity value is provided, and the value that changes from time to time is used as a reference (threshold value). A process for extracting the space of the Doppler velocity of the above can be considered. For example, in the case of wake turbulence, the size of wake turbulence can be estimated in advance based on the weight, wing tip, speed, etc. of the target aircraft. By extracting the characteristics of the Doppler velocity distribution in this way, only when a Doppler velocity value that can be taken by the target disturbance phenomenon is known, or only a disturbance phenomenon having a Doppler velocity value that is above, below, or within a certain range. In this case, the feature calculation process can be realized with a simple configuration.

また、他のドップラ速度分布の風向、風速的特徴算出方法としては、所定の写像変換によってドップラ速度分布を特徴空間に写像する方法が考えられる。写像変換としては、フーリエ変換、ハフ変換、ラドン変換、ウェーブレット変換等が挙げられ、これらはいずれも、直線や曲線といった特徴量の抽出に用いられることが多い。例えば、ウインドシアは大気中の速度変化部分が線状に連なって現れることから、これらの変換を用いることで、(線状の)ドップラ速度の変化部分が抽出できる。また、例えば、フーリエ変換を用いる場合、擾乱以外の背景風部分と擾乱部分および雑音部分とで空間周波数特性が異なることが予想され、擾乱現象の検出精度を向上させる効果が期待できる。また、以上のような変換手法は、例えばフーリエ変換に対するFFT(Fast Fourier Transform)のように、計算機上おける演算処理技術が確立していることから、実現が容易であり、また、擾乱検出処理の高速化を行うことができる。また、これら写像変換は通常対象領域全体に対して処理を行うが、対象領域を分割して処理を行うことによって並列化ができ、処理が高速化できる。   As another method for calculating the wind direction and wind speed feature of the Doppler velocity distribution, a method of mapping the Doppler velocity distribution to the feature space by a predetermined mapping transformation is conceivable. Examples of the mapping transformation include Fourier transformation, Hough transformation, Radon transformation, wavelet transformation, and the like, and these are often used for extracting feature quantities such as straight lines and curves. For example, in wind shear, speed change portions in the atmosphere appear in a line, and by using these conversions, a (linear) Doppler speed change portion can be extracted. In addition, for example, when using Fourier transform, it is expected that the background frequency portion other than the disturbance, the disturbance portion, and the noise portion have different spatial frequency characteristics, and an effect of improving the detection accuracy of the disturbance phenomenon can be expected. In addition, the conversion method as described above is easy to implement because the calculation processing technology on the computer has been established, such as FFT (Fast Fourier Transform) for Fourier transform, for example, and the disturbance detection processing is performed. Speeding up can be performed. In addition, these mapping conversions are normally performed on the entire target area, but by dividing the target area and performing the processing, it can be parallelized and the processing speed can be increased.

また、以上の特徴算出フィルタおよび写像変換を適用する際、注目する擾乱現象や、それ以外の、例えば、背景風、観測時の気象条件、観測諸元等により、フィルタおよび写像変換を適用する大きさを変えることが考えられる。例えば、後方乱気流の場合には航空機の機種によってある程度その大きさを見積もることができることから、特徴算出フィルタ等の大きさを、その大きさに合わせることで、検出精度を向上させることができる。以後、特徴算出フィルタおよび写像変換を適用する領域の大きさをマスクサイズおよびウインドウと呼ぶ。一般に、小さなマスクサイズおよびウインドウを用いるフィルタおよび写像変換では、対象領域の微細な変化に対して感度が高く、大きなマスクサイズおよびウインドウを用いた処理では、逆に感度が低くなる。そのため小さなマスクサイズおよびウインドウでは微細な特徴を抽出することができる一方、雑音等に対しても敏感になるが、大きなマスクサイズおよびウインドウでは雑音等に対する感度を下げることができるが、対象とする現象の微細な特徴を逃す恐れがある。そこで、マスクサイズおよびウインドウを、例えば、対象とする現象の変化量や、後段の雑音除去処理の諸元によって変化させることで、検出精度を向上できる。   In addition, when applying the above feature calculation filter and map transformation, it is important to apply the filter and map transformation depending on the disturbance phenomenon of interest and other factors such as background wind, weather conditions at the time of observation, observation specifications, etc. It is possible to change the size. For example, in the case of wake turbulence, the size can be estimated to some extent depending on the aircraft model, and therefore the detection accuracy can be improved by adjusting the size of the feature calculation filter or the like to the size. Hereinafter, the size of the area to which the feature calculation filter and the mapping transformation are applied is referred to as a mask size and a window. In general, a filter and map conversion using a small mask size and window are highly sensitive to minute changes in the target area, and a sensitivity using a large mask size and window is low. Therefore, while it is possible to extract fine features with a small mask size and window, it becomes sensitive to noise and the like, but with a large mask size and window, the sensitivity to noise and the like can be reduced, but the target phenomenon There is a risk of missing the fine features. Therefore, the detection accuracy can be improved by changing the mask size and the window according to, for example, the amount of change in the target phenomenon and the specifications of the noise removal processing in the subsequent stage.

また、以上の特徴算出フィルタおよび写像変換を適用する際、対象とする擾乱現象のみを抽出するような構成の他、それ以外の擾乱現象を抽出するような構成、もしくは、対象領域内のすべての方向、大きさの速度変化を抽出するような構成をとることが考えられる。対象を絞りこむことは、装置構成を簡略化できるメリットがある。一方、対象とする擾乱現象の他に、考えられるすべての擾乱現象を対象とすること、もしくは、すべての方向、大きさの速度変化を抽出するような装置構成では、例えば、対象とする擾乱現象に対する不確定性を低減し、対象とする擾乱現象の検出精度を向上することができるほか、未知の脅威となり得る擾乱現象を検出できる可能性がある。   In addition, when applying the above feature calculation filter and mapping transformation, in addition to a configuration that extracts only the target disturbance phenomenon, a configuration that extracts other disturbance phenomena, or all of the target region It is conceivable to adopt a configuration for extracting the speed change in the direction and size. Narrowing down the target has the advantage of simplifying the device configuration. On the other hand, in addition to the target disturbance phenomenon, an apparatus configuration that targets all possible disturbance phenomena or extracts speed changes in all directions and sizes, for example, the target disturbance phenomenon In addition to being able to reduce the uncertainty of the target and improving the detection accuracy of the target disturbance phenomenon, there is a possibility of detecting a disturbance phenomenon that can be an unknown threat.

複数の特徴算出フィルタを使用して複数の擾乱現象を検出する場合の具体的な処理方法は次の通りである。例えば、図3に示す鉛直断面内の鉛直方向の速度パターン(特徴算出フィルタ)と、図4に示す鉛直断面内の水平方向の速度パターン(特徴算出フィルタ)を使用する。ドップラ速度分布算出部2により算出された観測領域のドップラ速度分布から、ドップラ速度分布特徴算出部3において鉛直方向の速度パターンと水平方向の速度パターンで個別に、あるいは並列に特徴空間を生成する。   A specific processing method when detecting a plurality of disturbance phenomena using a plurality of feature calculation filters is as follows. For example, the vertical velocity pattern (feature calculation filter) in the vertical section shown in FIG. 3 and the horizontal velocity pattern (feature calculation filter) in the vertical section shown in FIG. 4 are used. From the Doppler velocity distribution in the observation area calculated by the Doppler velocity distribution calculation unit 2, the Doppler velocity distribution feature calculation unit 3 generates feature spaces individually or in parallel with the vertical velocity pattern and the horizontal velocity pattern.

以上のように特徴算出フィルタおよび写像変換によって生成させた特徴空間において、擾乱特徴検出部4によって、特徴値を検出する。例えば、擾乱現象は正もしくは負のピーク、もしくは、ある値をもった点や線要素等となって現れる。そこで、擾乱現象を検出する手段としては、このような正もしくは負のピーク値(最大最小値、極大極小値等)を検出する方法や、ある値を有する分布や、線状をなしている分布を検出する方法が考えられる。図6(a)及び(b)は、擾乱現象の特徴が特徴空間において正のピーク値をとる場合を示している。同図(a)は特徴空間を上方から見た図、同図(b)は特徴空間の斜視図である。このように特徴値が正もしくは負のピーク値をとる場合には、特徴空間におけるピーク値を検出することで擾乱現象の有無および強度を検出することができる。更に、特徴空間と元の観測領域の空間的位置が一対一で対応している場合には、同時にその位置も検出することができる。また、例えばテンプレートマッチング等を用いた場合には、その擾乱現象のモデル値および速度値とテンプレートの係数との乗算結果およびその時間変化から、所定擾乱現象の特徴値は、ある値もしくは値の範囲となることを予想することができる。そこで、所定の値もしくは値幅の特徴値を検出することで、他の擾乱現象や雑音の影響を低減させ、所望擾乱現象のみを検出することができる。   As described above, the feature value is detected by the disturbance feature detection unit 4 in the feature space generated by the feature calculation filter and the mapping transformation. For example, the disturbance phenomenon appears as a positive or negative peak, or a point or line element having a certain value. Therefore, as a means for detecting the disturbance phenomenon, such a method of detecting a positive or negative peak value (maximum minimum value, maximum / minimum value, etc.), a distribution having a certain value, or a linear distribution It is conceivable to detect this. FIGS. 6A and 6B show the case where the characteristic of the disturbance phenomenon takes a positive peak value in the feature space. The figure (a) is the figure which looked at the feature space from the top, and the figure (b) is a perspective view of the feature space. When the feature value takes a positive or negative peak value as described above, the presence / absence and intensity of the disturbance phenomenon can be detected by detecting the peak value in the feature space. Further, when the feature space and the original observation area have a one-to-one correspondence, the position can be detected at the same time. For example, when template matching or the like is used, the characteristic value of the predetermined disturbance phenomenon is a certain value or a range of values from the multiplication result of the model value and speed value of the disturbance phenomenon and the coefficient of the template and the time change thereof. Can be expected. Therefore, by detecting a feature value having a predetermined value or value range, it is possible to reduce the influence of other disturbance phenomena and noise, and to detect only the desired disturbance phenomenon.

また、所定擾乱現象の特徴値が線状に分布する場合には、その線状の分布を構成する線素を検出することで所定擾乱現象を検出することができる。例えば、ウインドシアを上述の空間的方向特徴を抽出するフィルタを適用した場合には、特徴空間において線状のピークをもつ特徴値が現れる。図7(a)及び(b)は、線状の正の特徴値がある特徴空間を示した例である。同図(a)は特徴空間を上方から見た図、同図(b)は特徴空間の斜視図である。よって、このような場合には、線状のピークを検出することによって所定擾乱現象の有無および強度、さらに実空間と特徴空間の空間的位置が一対一に対応している場合にはその位置を検出することができる。検出方法としては、例えば、ある値を持つ特徴値の特徴空間上における連結成分を検出する方法が考えられる。またその際、細線化処理を行うことで連結状況の検出が容易になる。また、例えば、フーリエ変換のような写像変換を行った場合には、線要素は特徴空間において原点を通る直線上の線分として現れることから、そのような性質を利用して特徴量を検出する。この方法では、探索空間が削減され、演算負荷が軽減される。   In addition, when the characteristic values of the predetermined disturbance phenomenon are distributed in a linear shape, the predetermined disturbance phenomenon can be detected by detecting the line elements constituting the linear distribution. For example, when the above-described filter for extracting the spatial direction feature is applied to wind shear, a feature value having a linear peak appears in the feature space. FIGS. 7A and 7B are examples showing a feature space having a linear positive feature value. The figure (a) is the figure which looked at the feature space from the top, and the figure (b) is a perspective view of the feature space. Therefore, in such a case, the presence / absence and intensity of a predetermined disturbance phenomenon is detected by detecting a linear peak, and if the real space and the feature space have a one-to-one correspondence, the position is determined. Can be detected. As a detection method, for example, a method of detecting a connected component on a feature space of a feature value having a certain value can be considered. At that time, the connection state can be easily detected by performing the thinning process. In addition, for example, when mapping transformation such as Fourier transformation is performed, the line element appears as a line segment on the straight line passing through the origin in the feature space. Therefore, the feature amount is detected using such a property. . In this method, the search space is reduced and the calculation load is reduced.

以上のように検出された特徴空間上の特徴値の分布が、所定擾乱現象であるか否かについて、擾乱判定部5によって判定する。例えば、その分布する空間的な大きさを考慮することによって判定することができる。擾乱の特徴が点状に出現し、かつ、実空間と特徴空間の空間的位置が一対一で対応している場合には、特徴空間上でその特徴値の分布が占める空間的大きさは実空間での擾乱現象の空間的大きさと一致する。そこで、特徴値の空間的分布がその擾乱現象の物理的性質等から得られる所定の大きさよりも大きいもしくは小さい場合には、例えば他の擾乱現象や雑音であるとして排除することができる。このような処理を行なうことによって、所定擾乱現象に対する判定精度を向上させることができる。   The disturbance determination unit 5 determines whether or not the distribution of feature values in the feature space detected as described above is a predetermined disturbance phenomenon. For example, it can be determined by considering the spatial size of the distribution. When the features of the disturbance appear as dots and the spatial positions of the real space and the feature space have a one-to-one correspondence, the spatial size occupied by the feature value distribution on the feature space is the actual size. This is consistent with the spatial magnitude of the disturbance phenomenon in space. Therefore, when the spatial distribution of feature values is larger or smaller than a predetermined size obtained from the physical properties of the disturbance phenomenon, it can be excluded as other disturbance phenomenon or noise, for example. By performing such processing, it is possible to improve the determination accuracy for the predetermined disturbance phenomenon.

また、特徴空間における特徴値を、所定擾乱現象のモデル等によってあらかじめ見積もることができる場合には、擾乱判定部5は、そのような値をもつ特徴値のみを所定擾乱現象と判定し、他のものを除外することで、所定擾乱現象に対する判定精度を向上させることができる。   When the feature value in the feature space can be estimated in advance by using a model of a predetermined disturbance phenomenon, the disturbance determination unit 5 determines only the characteristic value having such a value as the predetermined disturbance phenomenon, By excluding those, it is possible to improve the determination accuracy for the predetermined disturbance phenomenon.

また、実空間と特徴空間の空間的位置情報が例えば一対一に対応する場合には、特徴空間においても対象とする擾乱現象の分布形状が保存されることがあることから、このような分布形状によって擾乱判定部5は擾乱現象を判定することができる。例えば、マイクロバースト/ダウンバースト等は、実空間上、地面に水平な面内では、放射上の風速分布が現れる。これに対して方向特徴算出フィルタを適用すると、検出結果は線素が円(楕円)状と特殊な形状なることから、このような性質を利用し、所定擾乱現象を精度良く判定することができる。   In addition, when the spatial position information between the real space and the feature space has a one-to-one correspondence, for example, the distribution shape of the target disturbance phenomenon may be preserved even in the feature space. Thus, the disturbance determination unit 5 can determine the disturbance phenomenon. For example, in a microburst / downburst etc., a wind speed distribution on radiation appears in a plane that is horizontal to the ground in real space. On the other hand, when the direction feature calculation filter is applied, the detection result has a special shape such as a circular element (ellipse). Therefore, it is possible to accurately determine a predetermined disturbance phenomenon using such a property. .

複数の擾乱現象について検出処理を行い、ある空間内の同一位置において複数の擾乱現象を判定した場合、擾乱判定部5により、その空間には、例えば、その特徴値の大小や、現実の影響度に応じて1種類のみの擾乱現象のみの存在を充てるように、観測空間内の所定小領域(セル)毎に一意に所定の擾乱現象の有無を決定する方式が考えられる。このように擾乱現象(の有無)を決定することで、後段の表示部6の構成(表示項目等)を簡略化できる。   When detection processing is performed for a plurality of disturbance phenomena and a plurality of disturbance phenomena are determined at the same position in a certain space, the disturbance determination unit 5 includes, for example, the magnitude of the feature value and the actual influence level in the space. A method of uniquely determining the presence / absence of a predetermined disturbance phenomenon for each predetermined small region (cell) in the observation space is conceivable so that only the presence of only one type of disturbance phenomenon is satisfied. Thus, by determining the disturbance phenomenon (presence / absence), the configuration (display items and the like) of the display unit 6 at the subsequent stage can be simplified.

また、異なる方式として、ある空間内の同一位置において複数の擾乱現象を判定した場合、擾乱判定部5により、それらすべての擾乱現象の存在可能性があるとし、その位置について複数種類の擾乱現象の存在を許す方式が考えられる。このように複数種類の擾乱現象の存在を許すことで、互いに弁別が困難な擾乱現象の表示が可能となり、処理全体としての情報量を向上させる効果がある。   Further, as a different method, when a plurality of disturbance phenomena are determined at the same position in a certain space, the disturbance determination unit 5 assumes that all these disturbance phenomena may exist, and a plurality of types of disturbance phenomena are detected at that position. A method that allows existence is conceivable. In this way, by allowing the presence of a plurality of types of disturbance phenomena, it is possible to display disturbance phenomena that are difficult to discriminate from each other, and there is an effect of improving the amount of information as a whole process.

また、複数の擾乱現象について検出処理の拡張として、擾乱無し、あるいは、判定不能といった情報も含めて、例えば、確率的表現/信頼度といった指標を設けて判定を行うことが考えられる。図8は、空間内の同一位置において、複数の擾乱現象についての判定結果の例である。判定結果の表現方法としては、古典的確率的に表現する方式(排反事象の和が1)で表しているが、例えば、ファジィ数で表現する方式や、Dempster−Shafer理論的に表現する方式(排反事象の和が1となるとは限らない)等が考えられる。各確率/信頼度の算出基準としては、例えば、特徴値や、前時刻/隣接位置の観測結果情報等を算出基準とし、例えば、特徴値が高い、また、前時刻もしくは隣接位置において同擾乱現象の存在が確認された場合には、注目する領域に対象とする擾乱現象が存在する可能性が高いとして、点数を加算してゆく方式等が考えられる。以上のように、判定結果を確率的に表現することで、互いに弁別が困難な擾乱現象/判定可能性の表示が可能となり、処理全体としての情報量、特に各擾乱現象の存在の情報量を向上させることができる。   Further, as an extension of the detection process for a plurality of disturbance phenomena, it is conceivable to perform determination by providing an index such as probabilistic expression / reliability including information such as no disturbance or determination impossible. FIG. 8 is an example of determination results for a plurality of disturbance phenomena at the same position in the space. As a method of expressing the determination result, the method is expressed by a classical probability method (the sum of rejection events is 1), but for example, a method expressed by a fuzzy number or a method expressed by Dempster-Shafer theory. (The sum of the discharge events is not always 1). As a calculation standard for each probability / reliability, for example, a characteristic value or observation result information of the previous time / adjacent position is used as a calculation standard. For example, the characteristic value is high, and the disturbance phenomenon occurs at the previous time or the adjacent position. In the case where the existence of the target is confirmed, there is a high possibility that the target disturbance phenomenon exists in the region of interest, and a method of adding points is considered. As described above, by representing the determination result stochastically, it is possible to display disturbance phenomena / determination possibilities that are difficult to discriminate from each other, and the amount of information as a whole process, particularly the amount of information on the existence of each disturbance phenomenon, can be displayed. Can be improved.

以上によって判定された、観測領域内における擾乱現象情報については、例えば、図9に示す表示部6によって表示する。表示方法としては、例えば、図10に示すように、表示部6のディスプレイ6A上に各擾乱現象の空間的存在状況(形状)を示す方法が考えられる。図10は、観測領域である空港を上空から見た様子を示し、図上の上方にはウインドシア内の破線の線分で示すシャーライン(shaerline)、真ん中には一点鎖線の線分で示すボルテックス(vortex:後方乱気流)、下方には点線の円形で示すマイクロバースト(microbarst)それぞれが表示されている。なお、長方形の滑走路が真ん中に図示されている。この空間的存在状況を示す方式によれば、各擾乱現象の分布状況の理解が容易となる。   The disturbance phenomenon information in the observation area determined as described above is displayed by, for example, the display unit 6 shown in FIG. As a display method, for example, as shown in FIG. 10, a method of showing the spatial existence state (shape) of each disturbance phenomenon on the display 6 </ b> A of the display unit 6 can be considered. FIG. 10 shows the airport as an observation area as viewed from the sky. The upper part of the figure is a shaerline indicated by a broken line in wind shear, and the middle part is indicated by a one-dot chain line. A vortex (vortex wake) is displayed below and a microburst indicated by a dotted circle is displayed below. A rectangular runway is shown in the middle. According to the method of indicating the spatial existence state, it is easy to understand the distribution state of each disturbance phenomenon.

また、図11のように、表示部6のディスプレイ6B上に擾乱現象を示す記号(シンボル)によって表示する方法が考えられる。この方式によれば、空間分布を示す方法に比べて表示項目が削減され、装置構成を簡略化できるほか、特定の表示形態に依存しないため、他の既存表示装置との連接も容易になる。図11は、観測領域である空港を上空から見た様子を示し、図上の上方にはS(shaerline:シャーライン)、真ん中にはV(vortex:ボルテックス:後方乱気流)、下方にはM(microbarst:マイクロバースト)それぞれが表示されている。なお、長方形の滑走路が真ん中に図示されている。また、図11のように、擾乱現象とともにその信頼度(擾乱現象を示す記号の右隣の括弧内の数値)を併せて表示することが考えられる。例えば、S(シャーライン)、V(後方乱気流)、M(マイクロバースト)のそれぞれの右隣の(3.2)、(0.7)、(8.9)が信頼度である。この信頼度は、Dempster−Shafer理論的に表現する方式(排反事象の和が1となるとは限らない)で表している。S(3.2)は、シャーラインの可能性が3.2ということを表し、数値が大きい程シャーラインの可能性が大きいことを示す。表示項目としては、その他、盛衰状況、継続時間、擾乱の危険度等が考えられる。この方式によれば、より情報量の高い擾乱現象情報を提供することができる。   Further, as shown in FIG. 11, a method of displaying on the display 6B of the display unit 6 by a symbol (symbol) indicating a disturbance phenomenon is conceivable. According to this method, display items are reduced as compared with the method showing the spatial distribution, the device configuration can be simplified, and since it does not depend on a specific display form, connection with other existing display devices is facilitated. FIG. 11 shows the airport as an observation area as viewed from above, with S (shaerline) in the upper part, V (vortex) in the middle, and M (lower) in the middle. (microbarst: microburst) Each is displayed. A rectangular runway is shown in the middle. Further, as shown in FIG. 11, it is conceivable to display the reliability (a numerical value in parentheses on the right side of the symbol indicating the disturbance phenomenon) together with the disturbance phenomenon. For example, (3.2), (0.7), and (8.9) on the right side of each of S (shear line), V (backward turbulence), and M (microburst) are the reliability. This reliability is expressed by a method expressed in terms of Dempster-Shafer theory (the sum of rejection events is not always 1). S (3.2) indicates that the possibility of shear line is 3.2, and the larger the numerical value, the greater the possibility of shear line. Other display items include rise / fall status, duration, disturbance risk, and the like. According to this method, it is possible to provide disturbance information with a higher information amount.

実施の形態2.
この発明の実施の形態2に係る擾乱検出装置について図面を参照しながら説明する。図12は、この発明の実施の形態2に係る擾乱検出装置の構成を示す図である。
Embodiment 2. FIG.
A disturbance detection apparatus according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 12 is a diagram showing a configuration of a disturbance detection apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.

上記実施の形態1との違いは、本実施の形態2では、ある特徴量について、擾乱判定部5によって擾乱が判定された後、その擾乱がある特徴空間の特徴量を擾乱特徴除去処理部7において除去する点である。例えば、擾乱特徴除去処理部7は、図6に示すように、擾乱判定部5によりマイクロバーストと判定された、擾乱現象の特徴が特徴空間において正のピーク値をとる場合、この正のピーク値(特徴値の空間的分布)を除去する。このように特定された擾乱現象に関する特徴量を除去することで探索空間が削減され、他の擾乱現象の検出が容易になる効果および演算負荷が軽減される効果がある。   The difference from the first embodiment is that, in the second embodiment, after a disturbance is determined by the disturbance determination unit 5 for a certain feature amount, the feature amount of the feature space in which the disturbance is present is converted into the disturbance feature removal processing unit 7. This is a point to be removed. For example, as shown in FIG. 6, the disturbance feature removal processing unit 7, when the disturbance determination unit 5 determines that the characteristic of the disturbance phenomenon has a positive peak value in the feature space, the positive peak value. (Spatial distribution of feature values) is removed. By removing the feature quantity related to the disturbance phenomenon identified in this way, the search space is reduced, and there is an effect that detection of other disturbance phenomena is facilitated and an operation load is reduced.

実施の形態3.
この発明の実施の形態3に係る擾乱検出装置について図面を参照しながら説明する。図13は、この発明の実施の形態3に係る擾乱検出装置の構成を示す図である。
Embodiment 3 FIG.
A disturbance detection apparatus according to Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 13 is a diagram showing a configuration of a disturbance detection apparatus according to Embodiment 3 of the present invention.

上記実施の形態2との違いは、本実施の形態3では、ある特徴量について、擾乱判定部5によって擾乱が判定された後、その擾乱がある空間のドップラ速度分布をドップラ速度分布平滑化処理部8において平滑化する点である。平滑化方法としては、例えば、先の擾乱現象が検出された空間のドップラ速度を観測領域全体もしくは所定領域の平均値で置き換える方法、また、平均値フィルタやメディアンフィルタ等の所定空間平滑化フィルタを適用等が考えられる。このように擾乱現象が特定された空間のドップラ速度値を平滑化することで探索空間が削減され、他の擾乱現象の検出が容易になる効果および演算負荷が軽減される効果がある。   The difference from the second embodiment is that in the third embodiment, after a disturbance is determined by the disturbance determination unit 5 for a certain feature amount, the Doppler velocity distribution in the space where the disturbance is present is subjected to a Doppler velocity distribution smoothing process. This is a point to be smoothed in the part 8. As the smoothing method, for example, a method of replacing the Doppler velocity of the space where the previous disturbance phenomenon is detected with the average value of the entire observation region or a predetermined region, or a predetermined spatial smoothing filter such as an average value filter or a median filter is used. Application is possible. By smoothing the Doppler velocity value of the space in which the disturbance phenomenon is identified in this way, the search space is reduced, and there is an effect that the detection of other disturbance phenomenon is facilitated and an operation load is reduced.

実施の形態4.
この発明の実施の形態4に係る擾乱検出装置について図面を参照しながら説明する。図14は、この発明の実施の形態4に係る擾乱検出装置の構成を示す図である。
Embodiment 4 FIG.
A disturbance detection apparatus according to Embodiment 4 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 14 is a diagram showing a configuration of a disturbance detection apparatus according to Embodiment 4 of the present invention.

上記各実施の形態との違いは、本実施の形態4では、擾乱判定部5によって判定された各擾乱現象(擾乱無しも含む)について、それらの空間的位置関係や、前時刻の判定結果や、航空機の飛行経路情報や、気象情報、地形情報等の付加情報を用いて判定結果補正処理部9によって判定結果の補正を行う点である。例えば、観測領域内の同一位置において、擾乱判定部5により、複数の擾乱現象として、ウインドシアの確率0.6、後方乱気流の確率0.3と判定された場合、判定結果補正処理部9は、航空機の飛行経路情報を用いて擾乱現象が後方乱気流であると、擾乱判定部5の判定結果を補正する。このように構成することで、例えば誤った判定結果を除くことができ、判定結果における判定精度を向上させることができる。   The difference from each of the above embodiments is that, in the fourth embodiment, for each disturbance phenomenon (including no disturbance) determined by the disturbance determination unit 5, their spatial positional relationship, the determination result of the previous time, The determination result correction processing unit 9 corrects the determination result using additional information such as flight route information of the aircraft, weather information, and terrain information. For example, when the disturbance determination unit 5 determines that the wind shear probability is 0.6 and the wake turbulence probability is 0.3 as a plurality of disturbance phenomena at the same position in the observation region, the determination result correction processing unit 9 If the disturbance phenomenon is backward turbulence using the flight path information of the aircraft, the determination result of the disturbance determination unit 5 is corrected. With this configuration, for example, erroneous determination results can be removed, and determination accuracy in the determination results can be improved.

実施の形態5.
この発明の実施の形態5に係る擾乱検出装置について図面を参照しながら説明する。図15は、この発明の実施の形態5に係る擾乱検出装置の構成を示す図である。
Embodiment 5 FIG.
A disturbance detection apparatus according to Embodiment 5 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 15 is a diagram showing a configuration of a disturbance detection apparatus according to Embodiment 5 of the present invention.

上記各実施の形態との違いは、本実施の形態5では、検出処理制御部10により、(対象とする)擾乱現象の前時刻の存在状況や、空間的位置関係や、航空機の飛行経路情報や、気象情報、地形情報等の付加情報を用いて、電磁波送受信部1の観測諸元や、ドップラ速度分布特徴算出部3における適用領域や、擾乱特徴検出部4における処理適用範囲を限定し、また、擾乱判定部5における判定結果の補正を行う点である。例えば、図8に示すように、観測領域内の同一位置において、擾乱判定部5により、複数の擾乱現象として、ウインドシアの確率0.3、後方乱気流の確率0.6と判定された場合、検出処理制御部10は、擾乱現象の前時刻の存在状況(ウインドシアと判定)を用いて擾乱現象がウインドシアであると、擾乱判定部5の判定結果を補正する。このように構成することで、処理/探索空間を削減でき、全体の処理および演算負荷を軽減できる他、判定精度を向上させることができる。   The difference from each of the above embodiments is that, in the fifth embodiment, the detection processing control unit 10 makes the presence state of the previous time of the disturbance phenomenon (target), the spatial positional relationship, and the flight path information of the aircraft. Further, by using additional information such as weather information and topographic information, the observation specifications of the electromagnetic wave transmission / reception unit 1, the application area in the Doppler velocity distribution feature calculation unit 3, and the processing application range in the disturbance feature detection unit 4 are limited. In addition, the determination result in the disturbance determination unit 5 is corrected. For example, as shown in FIG. 8, at the same position in the observation region, when the disturbance determination unit 5 determines that the wind disturbance probability is 0.3 and the wake turbulence probability is 0.6, as a plurality of disturbance phenomena, The detection processing control unit 10 corrects the determination result of the disturbance determination unit 5 when the disturbance phenomenon is wind shear using the presence state (determined as wind shear) of the previous time of the disturbance phenomenon. With this configuration, the processing / search space can be reduced, the overall processing and calculation load can be reduced, and the determination accuracy can be improved.

実施の形態6.
この発明の実施の形態6に係る擾乱検出装置について説明する。
Embodiment 6 FIG.
A disturbance detection apparatus according to Embodiment 6 of the present invention will be described.

上記各実施の形態では、大気のドップラ速度を算出し、そこから特徴量を算出し、擾乱現象を検出していたが、擾乱現象が存在する場合には、風速、風向が一定の場合よりもスペクトルが広がり、ドップラ速度幅についても変化が現れる。このことから、ドップラ速度と共に、もしくは、ドップラ速度の代わりに、ドップラ速度幅を用いることもできる。ドップラ速度幅の算出法としては、例えば、モーメント法が挙げられ、その場合、速度幅は2次モーメントとして得られる。すなわち、電磁波送受信部1からの受信信号を用いて観測領域のドップラ速度幅を算出するドップラ速度幅算出部(ドップラ速度分布算出部)2Aと、前記ドップラ速度幅の特徴を算出して特徴空間を生成するドップラ速度幅特徴算出部(ドップラ速度分布特徴算出部)3Aと、前記特徴空間上の特徴値の空間的分布を検出する擾乱特徴検出部4と、前記特徴値の空間的分布に基づいて所定の擾乱現象か否かを判定する擾乱判定部5とが設けられている。以上のように、ドップラ速度幅を用いることで、例えば、擾乱現象の大きさに対して、観測値の距離分解能が大きい場合、擾乱現象の速度変化は埋もれてしまうが、ドップラ速度幅上では変化が現れるので、適切に擾乱現象を捉えることが可能となる。   In each of the above embodiments, the Doppler velocity of the atmosphere is calculated, the characteristic amount is calculated therefrom, and the turbulence phenomenon is detected. However, when the turbulence phenomenon exists, the wind speed and the wind direction are more constant than when the wind speed and the wind direction are constant. The spectrum spreads and changes in the Doppler velocity range also appear. Therefore, the Doppler speed width can be used together with the Doppler speed or instead of the Doppler speed. As a method for calculating the Doppler velocity width, for example, a moment method can be cited. In this case, the velocity width is obtained as a secondary moment. That is, the Doppler velocity width calculation unit (Doppler velocity distribution calculation unit) 2A that calculates the Doppler velocity width of the observation region using the reception signal from the electromagnetic wave transmission / reception unit 1, and calculates the feature of the Doppler velocity width by calculating the feature space. Based on the generated Doppler velocity width feature calculating unit (Doppler velocity distribution feature calculating unit) 3A, the disturbance feature detecting unit 4 for detecting the spatial distribution of the feature values on the feature space, and the spatial distribution of the feature values. A disturbance determination unit 5 that determines whether or not a predetermined disturbance phenomenon occurs is provided. As described above, when the Doppler velocity width is used, for example, when the distance resolution of the observation value is large with respect to the magnitude of the disturbance phenomenon, the velocity change of the disturbance phenomenon is buried, but the change in the Doppler velocity width changes. Appears, so it is possible to properly capture the disturbance phenomenon.

実施の形態7.
この発明の実施の形態7に係る擾乱検出装置について説明する。
Embodiment 7 FIG.
A disturbance detection apparatus according to Embodiment 7 of the present invention will be described.

上記各実施の形態では、大気のドップラ速度あるいはドップラ速度幅を用いていたが、擾乱現象が存在する空間では、大気の圧縮等が起こり、受信信号の強度についても変化が現れる。このことから、受信信号の強度を用いて擾乱現象を検出することが考えられる。受信信号の強度は、モーメント法では0次モーメントとして算出される。すなわち、電磁波送受信部1からの受信信号を用いて観測領域の受信強度を算出する受信強度算出部(ドップラ速度分布算出部)2Bと、前記受信強度の特徴を算出して特徴空間を生成する受信強度特徴算出部(ドップラ速度分布特徴算出部)3Bと、前記特徴空間上の特徴値の空間的分布を検出する擾乱特徴検出部4と、前記特徴値の空間的分布に基づいて所定の擾乱現象か否かを判定する擾乱判定部5とが設けられている。以上のように、擾乱判定の際、受信強度情報を、ドップラ速度あるいはドップラ速度幅情報に加えた指標とすることで、擾乱現象に関する情報量を増やすことができ、判定精度を向上させることができる。   In each of the above embodiments, the Doppler velocity or Doppler velocity width of the atmosphere is used. However, in the space where the disturbance phenomenon exists, the atmosphere is compressed and the received signal intensity also changes. From this, it is conceivable to detect the disturbance phenomenon using the intensity of the received signal. The intensity of the received signal is calculated as a zero-order moment in the moment method. That is, a reception intensity calculation unit (Doppler velocity distribution calculation unit) 2B that calculates the reception intensity of the observation region using a reception signal from the electromagnetic wave transmission / reception unit 1, and a reception that calculates a feature of the reception intensity and generates a feature space An intensity feature calculation unit (Doppler velocity distribution feature calculation unit) 3B, a disturbance feature detection unit 4 that detects a spatial distribution of feature values on the feature space, and a predetermined disturbance phenomenon based on the spatial distribution of the feature values And a disturbance determination unit 5 for determining whether or not. As described above, when the disturbance is determined, the received intensity information is used as an index added to the Doppler velocity or the Doppler velocity width information, so that the amount of information related to the disturbance phenomenon can be increased and the determination accuracy can be improved. .

この発明の実施の形態1に係る擾乱検出装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the disturbance detection apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る擾乱検出装置の観測領域と鉛直断面(斜線部)を示す図である。It is a figure which shows the observation area | region and vertical cross section (shaded part) of the disturbance detection apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る擾乱検出装置の鉛直断面内の鉛直方向の速度変化パターンの基本的な構成及び拡張型構成を示す図である。It is a figure which shows the fundamental structure and extended type | mold structure of the speed change pattern of the perpendicular direction in the vertical cross section of the disturbance detection apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る擾乱検出装置の鉛直断面内の水平方向の速度変化パターンの基本的な構成及び拡張型構成を示す図である。It is a figure which shows the fundamental structure and extended type | mold structure of the horizontal speed change pattern in the vertical cross section of the disturbance detection apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る擾乱検出装置のドップラ速度分布の空間的方向特徴を抽出する特徴算出フィルタの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the feature calculation filter which extracts the spatial direction characteristic of the Doppler velocity distribution of the disturbance detection apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る擾乱検出装置のドップラ速度分布特徴算出部により生成された特徴空間と特徴空間上の特徴値の空間的分布を示す図である。It is a figure which shows the spatial distribution of the feature space and the feature value on a feature space which were produced | generated by the Doppler velocity distribution feature calculation part of the disturbance detection apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る擾乱検出装置のドップラ速度分布特徴算出部により生成された別の特徴空間と特徴空間上の特徴値の空間的分布を示す図である。It is a figure which shows the spatial distribution of the feature value on another feature space and feature space which were produced | generated by the Doppler velocity distribution feature calculation part of the disturbance detection apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る擾乱検出装置の擾乱判定部の判定結果で、観測領域内の同一位置において複数の擾乱現象がある例を示す図である。It is a figure which shows the example which has a several disturbance phenomenon in the same position in an observation area | region by the determination result of the disturbance determination part of the disturbance detection apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る擾乱検出装置の別の構成を示す図である。It is a figure which shows another structure of the disturbance detection apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る擾乱検出装置の表示部のディスプレイ上に各擾乱現象の空間的存在状況(形状)を示す方法による表示例を示す図である。It is a figure which shows the example of a display by the method which shows the spatial presence condition (shape) of each disturbance phenomenon on the display of the display part of the disturbance detection apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る擾乱検出装置の表示部のディスプレイ上に各擾乱現象を記号(シンボル)で示す方法による表示例を示す図である。It is a figure which shows the example of a display by the method which shows each disturbance phenomenon with a symbol (symbol) on the display of the display part of the disturbance detection apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態2に係る擾乱検出装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the disturbance detection apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態3に係る擾乱検出装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the disturbance detection apparatus which concerns on Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態4に係る擾乱検出装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the disturbance detection apparatus which concerns on Embodiment 4 of this invention. この発明の実施の形態5に係る擾乱検出装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the disturbance detection apparatus which concerns on Embodiment 5 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 電磁波送受信部、2 ドップラ速度分布算出部、3 ドップラ速度分布特徴算出部、4 擾乱特徴検出部、5 擾乱判定部、6 表示部、7 擾乱特徴除去処理部、8 ドップラ速度分布平滑化処理部、9 判定結果補正処理部、10 検出処理制御部。   1 electromagnetic wave transmission / reception unit, 2 Doppler velocity distribution calculation unit, 3 Doppler velocity distribution feature calculation unit, 4 disturbance feature detection unit, 5 disturbance determination unit, 6 display unit, 7 disturbance feature removal processing unit, 8 Doppler velocity distribution smoothing processing unit , 9 Determination result correction processing unit, 10 Detection processing control unit.

Claims (21)

観測領域の大気中に電磁波を放射し、前記大気中の散乱体からの反射波を受信する電磁波送受信部と、
前記電磁波送受信部からの受信信号を用いて前記観測領域のドップラ速度分布を算出するドップラ速度分布算出部と、
前記ドップラ速度分布の風向及び風速の特徴を算出して特徴空間を生成するドップラ速度分布特徴算出部と、
前記特徴空間上の特徴値の空間的分布を検出する擾乱特徴検出部と、
前記特徴値の空間的分布に基づいて所定の擾乱現象か否かを判定する擾乱判定部と
を備えたことを特徴とする擾乱検出装置。
An electromagnetic wave transmitting and receiving unit that radiates electromagnetic waves into the atmosphere of the observation region and receives reflected waves from scatterers in the atmosphere;
A Doppler velocity distribution calculating unit that calculates a Doppler velocity distribution of the observation region using a reception signal from the electromagnetic wave transmitting / receiving unit;
A Doppler velocity distribution feature calculating unit for calculating a wind direction and a wind velocity feature of the Doppler velocity distribution to generate a feature space;
A disturbance feature detection unit for detecting a spatial distribution of feature values on the feature space;
A disturbance detection unit comprising: a disturbance determination unit that determines whether or not a predetermined disturbance phenomenon is based on a spatial distribution of the feature values.
前記ドップラ速度分布特徴算出部は、特定の擾乱現象をモデル化した速度パターンと前記ドップラ速度分布算出部により算出されたドップラ速度分布のマッチングをとることで前記特徴空間を生成する
ことを特徴とする請求項1記載の擾乱検出装置。
The Doppler velocity distribution feature calculation unit generates the feature space by matching a velocity pattern obtained by modeling a specific disturbance phenomenon and the Doppler velocity distribution calculated by the Doppler velocity distribution calculation unit. The disturbance detection device according to claim 1.
前記ドップラ速度分布特徴算出部は、ドップラ速度分布の値の高低に対する空間的な方向に対応する方向速度パターンと前記ドップラ速度分布算出部により算出されたドップラ速度分布のマッチングをとることで前記特徴空間を生成する
ことを特徴とする請求項1記載の擾乱検出装置。
The Doppler velocity distribution feature calculation unit is configured to match the Doppler velocity distribution calculated by the Doppler velocity distribution calculation unit with the direction velocity pattern corresponding to the spatial direction with respect to the level of the value of the Doppler velocity distribution. The disturbance detection device according to claim 1, wherein:
前記ドップラ速度分布特徴算出部は、前記ドップラ速度分布算出部により算出されたドップラ速度分布について所定のドップラ速度値を閾値とする閾値処理により前記特徴空間を生成する
ことを特徴とする請求項1記載の擾乱検出装置。
2. The Doppler velocity distribution feature calculation unit generates the feature space by threshold processing using a predetermined Doppler velocity value as a threshold for the Doppler velocity distribution calculated by the Doppler velocity distribution calculation unit. Disturbance detection device.
前記ドップラ速度分布特徴算出部は、所定の写像変換によって前記ドップラ速度分布算出部により算出されたドップラ速度分布を前記特徴空間に写像する
ことを特徴とする請求項1記載の擾乱検出装置。
The disturbance detection device according to claim 1, wherein the Doppler velocity distribution feature calculation unit maps the Doppler velocity distribution calculated by the Doppler velocity distribution calculation unit to the feature space by a predetermined mapping conversion.
前記ドップラ速度分布特徴算出部は、第1の特定の擾乱現象をモデル化した第1の速度パターンと前記ドップラ速度分布算出部により算出されたドップラ速度分布のマッチングをとり、かつ第2の特定の擾乱現象をモデル化した第2の速度パターンと前記ドップラ速度分布算出部により算出されたドップラ速度分布のマッチングをとることで前記特徴空間を生成する
ことを特徴とする請求項2記載の擾乱検出装置。
The Doppler velocity distribution feature calculating unit is configured to match a first velocity pattern modeling a first specific disturbance phenomenon with the Doppler velocity distribution calculated by the Doppler velocity distribution calculating unit, and a second specific The disturbance detection device according to claim 2, wherein the feature space is generated by matching a second velocity pattern modeling a disturbance phenomenon and a Doppler velocity distribution calculated by the Doppler velocity distribution calculation unit. .
前記ドップラ速度分布特徴算出部は、上下方向に対応する方向速度パターンと前記ドップラ速度分布算出部により算出されたドップラ速度分布のマッチングをとり、かつ左右方向に対応する方向速度パターンと前記ドップラ速度分布算出部により算出されたドップラ速度分布のマッチングをとることで前記特徴空間を生成する
ことを特徴とする請求項3記載の擾乱検出装置。
The Doppler velocity distribution feature calculation unit matches the direction velocity pattern corresponding to the vertical direction and the Doppler velocity distribution calculated by the Doppler velocity distribution calculation unit, and also matches the direction velocity pattern corresponding to the horizontal direction and the Doppler velocity distribution. The disturbance detection device according to claim 3, wherein the feature space is generated by matching the Doppler velocity distribution calculated by the calculation unit.
前記擾乱特徴検出部は、前記特徴空間上の特徴値の正もしくは負のピーク値を検出する
ことを特徴とする請求項1記載の擾乱検出装置。
The disturbance detection device according to claim 1, wherein the disturbance feature detection unit detects a positive or negative peak value of a feature value on the feature space.
前記擾乱特徴検出部は、前記特徴空間上の特徴値の線状に連なっている正もしくは負の複数のピーク値を検出する
ことを特徴とする請求項1記載の擾乱検出装置。
The disturbance detection device according to claim 1, wherein the disturbance feature detection unit detects a plurality of positive or negative peak values that are continuous in a line of feature values in the feature space.
前記擾乱判定部は、前記擾乱特徴検出部により検出された前記特徴値の空間的分布の空間的な大きさに基づいて所定の擾乱現象か否かを判定する
ことを特徴とする請求項1記載の擾乱検出装置。
The said disturbance determination part determines whether it is a predetermined disturbance phenomenon based on the spatial magnitude | size of the spatial distribution of the said feature value detected by the said disturbance feature detection part. Disturbance detection device.
前記擾乱判定部は、前記擾乱特徴検出部により検出された前記特徴空間上の特徴値に基づいて所定の擾乱現象か否かを判定する
ことを特徴とする請求項1記載の擾乱検出装置。
The disturbance detection device according to claim 1, wherein the disturbance determination unit determines whether or not a predetermined disturbance phenomenon is caused based on a feature value on the feature space detected by the disturbance feature detection unit.
前記擾乱判定部は、前記擾乱特徴検出部により検出された前記特徴値の空間的分布の形状に基づいて所定の擾乱現象か否かを判定する
ことを特徴とする請求項1記載の擾乱検出装置。
The disturbance detection device according to claim 1, wherein the disturbance determination unit determines whether or not the disturbance is a predetermined disturbance phenomenon based on a shape of a spatial distribution of the feature values detected by the disturbance feature detection unit. .
前記擾乱判定部は、前記観測領域内の同一の所定の空間を占める複数の擾乱現象を判定した場合に擾乱現象を1種類に限る
ことを特徴とする請求項1記載の擾乱検出装置。
The disturbance detection device according to claim 1, wherein the disturbance determination unit limits the disturbance phenomenon to one type when determining a plurality of disturbance phenomena occupying the same predetermined space in the observation region.
前記擾乱判定部は、前記観測領域内の同一の所定の空間を占める複数の擾乱現象を判定した場合に擾乱現象を複数種類とする
ことを特徴とする請求項1記載の擾乱検出装置。
The disturbance detection device according to claim 1, wherein the disturbance determination unit sets a plurality of disturbance phenomena when determining a plurality of disturbance phenomena occupying the same predetermined space in the observation region.
前記擾乱判定部により判定された所定の擾乱現象を形状又は記号で表示する表示部
をさらに備えたことを特徴とする請求項1記載の擾乱検出装置。
The disturbance detection device according to claim 1, further comprising: a display unit that displays a predetermined disturbance phenomenon determined by the disturbance determination unit with a shape or a symbol.
前記擾乱特徴検出部により検出された前記特徴空間上の特徴値の空間的分布から、前記擾乱判定部により判定された所定の擾乱現象に対応する前記特徴値の空間的分布を除去する擾乱特徴除去処理部
をさらに備えたことを特徴とする請求項1記載の擾乱検出装置。
Disturbance feature removal that removes the spatial distribution of feature values corresponding to the predetermined disturbance phenomenon determined by the disturbance determination unit from the spatial distribution of feature values on the feature space detected by the disturbance feature detection unit The disturbance detection device according to claim 1, further comprising a processing unit.
前記擾乱判定部により判定された所定の擾乱現象に対応する前記観測領域内の所定の空間のドップラ速度分布を平滑化するドップラ速度分布平滑化処理部
をさらに備えたことを特徴とする請求項1記載の擾乱検出装置。
The Doppler velocity distribution smoothing processing unit that smoothes the Doppler velocity distribution in a predetermined space in the observation region corresponding to the predetermined disturbance phenomenon determined by the disturbance determination unit. The disturbance detection device described.
前記擾乱判定部により判定された所定の擾乱現象に関する付加情報に基づいて前記擾乱判定部の判定結果を補正する判定結果補正処理部
をさらに備えたことを特徴とする請求項1記載の擾乱検出装置。
The disturbance detection device according to claim 1, further comprising: a determination result correction processing unit that corrects a determination result of the disturbance determination unit based on additional information related to a predetermined disturbance phenomenon determined by the disturbance determination unit. .
前記観測領域中の擾乱現象の探索空間を削減するように、付加情報に基づいて、前記電磁波送受信部、前記ドップラ速度分布特徴算出部、前記擾乱特徴検出部、及び前記擾乱判定部の少なくとも一つの処理を制御する検出処理制御部
をさらに備えたことを特徴とする請求項1記載の擾乱検出装置。
At least one of the electromagnetic wave transmission / reception unit, the Doppler velocity distribution feature calculation unit, the disturbance feature detection unit, and the disturbance determination unit based on additional information so as to reduce a search space for the disturbance phenomenon in the observation region. The disturbance detection device according to claim 1, further comprising a detection processing control unit configured to control processing.
前記ドップラ速度分布の代りにドップラ速度幅を用いて擾乱検出を行う
ことを特徴とする請求項1から請求項19までのいずれかに記載の擾乱検出装置。
The disturbance detection device according to any one of claims 1 to 19, wherein the disturbance detection is performed using a Doppler velocity width instead of the Doppler velocity distribution.
前記ドップラ速度分布の代りに受信信号の強度を用いて擾乱検出を行う
ことを特徴とする請求項1から請求項19までのいずれかに記載の擾乱検出装置。
The disturbance detection device according to any one of claims 1 to 19, wherein the disturbance detection is performed using the intensity of the received signal instead of the Doppler velocity distribution.
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