JP2015232509A - Signal processor, rader system, signal processing method, and signal processing program - Google Patents

Signal processor, rader system, signal processing method, and signal processing program Download PDF

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亮祐 森垣
Ryosuke Morigaki
亮祐 森垣
中川　和也
Kazuya Nakagawa
和也 中川
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately calculate information on echo.SOLUTION: A signal processor 10d includes: an absolute position information acquisition section 12 for determining a signal processor for processing an echo signal received by an antenna mounted in a mobile body as an object so as to acquire absolute position information to be information showing an absolute position of the mobile body at each of a plurality of times; a mobile body position calculation section 14a for calculating the position of the mobile body at each time including an object time zone to be a time zone between two time zones of the plurality of times as a mobile body calculation position on the basis of the absolute position information on the mobile body at each of the two times acquired in the absolute position information acquisition section 12; and a data point position calculation section 14b for calculating the position of each echo data point obtained by the antenna as a data point calculation position on the basis of the mobile body calculation position.

Description

本発明は、アンテナで受信されたエコーに関する情報を算出する信号処理装置、レーダ装置、信号処理方法、及び信号処理プログラムに関する。   The present invention relates to a signal processing device, a radar device, a signal processing method, and a signal processing program that calculate information related to echoes received by an antenna.

従来より、アンテナで受信されたエコー信号から、当該エコーに関する情報を算出するように構成された信号処理装置が知られている。例えば、特許文献１には、所定領域における海面反射信号において処理範囲（算出領域）を決定し、当該算出領域内において２次元ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）等を行うことにより、波向き、波速等のエコー信号情報を算出するように構成された波浪観測レーダが開示されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, a signal processing apparatus configured to calculate information related to an echo from an echo signal received by an antenna is known. For example, in Patent Document 1, by determining a processing range (calculation region) in a sea surface reflection signal in a predetermined region and performing two-dimensional FFT (Fast Fourier Transform) or the like in the calculation region, the wave direction, wave velocity, etc. A wave observation radar configured to calculate echo signal information is disclosed.

特開平３−２６２９９０号公報JP-A-3-262990

ところで、上述のような算出領域を設定する対象となるエコー画像は、予測された自船の位置でエコー信号が受信されることを前提として生成される。よって、従来の信号処理装置では、正確なエコー画像を生成することができない。また、上述のような算出領域も、予測された自船の位置でエコー信号が受信されることを前提として生成される。よって、上記算出領域から抽出される波の画像には、実際の波に対する相対的な速度成分（ドプラ成分）が含まれることになる。その結果、正確なエコー信号情報を算出できなくなる。すなわち、従来の信号処理装置では、エコー画像及びエコー信号情報等のエコーに関する情報を正確に算出することができない。   By the way, the echo image that is the target for setting the calculation region as described above is generated on the assumption that the echo signal is received at the predicted position of the ship. Therefore, the conventional signal processing apparatus cannot generate an accurate echo image. Further, the calculation area as described above is also generated on the assumption that an echo signal is received at the predicted position of the ship. Therefore, the wave image extracted from the calculation area includes a velocity component (Doppler component) relative to the actual wave. As a result, accurate echo signal information cannot be calculated. That is, the conventional signal processing apparatus cannot accurately calculate information regarding echoes such as echo images and echo signal information.

本発明は、上記課題を解決するためのものであり、その目的は、エコーに関する情報を正確に算出することである。   The present invention is to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to accurately calculate information regarding echoes.

（１）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係る信号処理装置は、移動体に搭載されるとともに方位毎に送信される電波のエコー信号であるスイープ信号を受信するアンテナで得られ、各前記スイープ信号を構成するとともに各前記スイープ信号の方位方向に沿って並ぶエコーデータ点、を処理する信号処理装置であって、複数の時刻のそれぞれで、前記移動体の絶対位置を示す情報である絶対位置情報を取得する絶対位置情報取得部と、前記複数の時刻のうちの２つの時刻間に亘る時間帯である対象時間帯、に含まれる各時刻における前記移動体の位置を、前記絶対位置情報取得部で取得された前記２つの時刻のそれぞれにおける前記移動体の絶対位置情報に基づき、移動体算出位置として算出する移動体位置算出部と、前記アンテナによって得られた各前記エコーデータ点の位置を、前記移動体算出位置に基づきデータ点算出位置として算出するデータ点位置算出部と、を備えている。   (1) In order to solve the above problems, a signal processing apparatus according to an aspect of the present invention is obtained by an antenna that is mounted on a moving body and receives a sweep signal that is an echo signal of a radio wave transmitted for each direction. A signal processing device for processing each of the sweep signals and processing echo data points arranged along the azimuth direction of each of the sweep signals, each of which indicates an absolute position of the moving body at each of a plurality of times The position of the mobile body at each time included in an absolute position information acquisition unit that acquires absolute position information that is information and a target time zone that is a time zone between two times of the plurality of times, Based on the absolute position information of the mobile body at each of the two times acquired by the absolute position information acquisition unit, a mobile body position calculation unit that calculates as a mobile body calculation position; The position of each said echo data points obtained by the antenna, and a, a data point position calculation unit for calculating a data point calculated position based on the moving body calculated position.

（２）好ましくは、上記信号処理装置は、各前記データ点算出位置に基づいて、前記エコーデータ点で構成されたエコー信号に関する情報であるエコー信号情報を算出するエコー信号情報算出部、を更に備えている。   (2) Preferably, the signal processing device further includes an echo signal information calculation unit that calculates echo signal information, which is information related to an echo signal composed of the echo data points, based on the data point calculation positions. I have.

（３）更に好ましくは、上記信号処理装置は、複数の前記対象時間帯のうちの一つの対象時間帯で得られ、その位置が前記データ点算出位置である各前記エコーデータ点、のエコー画像である第１エコー画像と、複数の前記対象時間帯のうち前記一つの対象時間帯とは別の対象時間帯で得られ、その位置が前記データ点算出位置である各前記エコーデータ点、のエコー画像である第２エコー画像と、を生成するエコー画像生成部と、前記第１エコー画像及び前記第２エコー画像に対して、算出領域を設定する算出領域設定部と、を更に有し、前記エコー信号情報算出部は、前記第１エコー画像における前記算出領域内のエコー画像と、前記第２エコー画像における前記算出領域内のエコー画像とに基づいて、該算出領域内における前記エコー信号情報を算出する。   (3) More preferably, the signal processing device is an echo image of each echo data point obtained in one target time zone of the plurality of target time zones and whose position is the data point calculation position. Each of the echo data points, which is obtained in a target time zone different from the one target time zone among the plurality of target time zones, and whose position is the data point calculation position, A second echo image that is an echo image; and an echo image generation unit that generates a calculation region setting unit that sets a calculation region for the first echo image and the second echo image, The echo signal information calculation unit is configured to generate the echo in the calculation area based on an echo image in the calculation area in the first echo image and an echo image in the calculation area in the second echo image. To calculate the No. information.

（４）好ましくは、前記移動体位置算出部は、前記２つの時刻間に亘る前記対象時間帯における前記移動体算出位置が、該２つの時刻のそれぞれにおける前記移動体の絶対位置を繋ぐ仮想直線上にあると推定して、該対象時間帯における前記移動体算出位置を算出する。   (4) Preferably, the said mobile body position calculation part is a virtual straight line which connects the said mobile body calculation position in the said target time zone over the said 2 time to the absolute position of the said mobile body in each of these 2 time. The moving object calculation position in the target time zone is calculated by assuming that it is above.

（５）好ましくは、前記絶対位置情報取得部は、航法信号を受信可能なＧＮＳＳ受信部として設けられている。   (5) Preferably, the absolute position information acquisition unit is provided as a GNSS reception unit capable of receiving a navigation signal.

（６）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係る信号処理装置は、移動体に搭載されるとともに方位毎に送信される電波のエコー信号であるスイープ信号を受信するアンテナで得られ、各前記スイープ信号を構成するとともに各前記スイープ信号の方位方向に並ぶエコーデータ点、を処理する信号処理装置であって、複数の時刻のそれぞれで、前記移動体の絶対位置を示す情報である絶対位置情報を取得する絶対位置情報取得部と、前記複数の時刻のうちの２つの時刻間に亘る時間帯である対象時間帯、に含まれる各時刻における前記移動体の位置を、前記絶対位置情報取得部で取得された前記２つの時刻のそれぞれにおける前記移動体の絶対位置情報に基づき、移動体算出位置として算出する移動体位置算出部と、前記対象時間帯に到達する前に、該対象時間帯の各時刻における前記移動体の位置を移動体予測位置として予測する移動体位置予測部と、前記アンテナによって得られた各前記エコーデータ点の位置を、前記移動体予測位置に基づきデータ点予測位置として予測するデータ点位置予測部と、複数の前記対象時間帯のうちの一つの対象時間帯で得られ、その位置が前記データ点予測位置である各前記エコーデータ点、のエコー画像である第１エコー画像と、複数の前記対象時間帯のうち前記一つの対象時間帯とは別の対象時間帯で得られ、その位置が前記データ点予測位置である各前記エコーデータ点、のエコー画像である第２エコー画像と、を生成するエコー画像生成部と、前記第１エコー画像において第１算出領域を設定する第１算出領域設定部、及び、前記第２エコー画像において第２算出領域を設定する第２算出領域設定部、を有する算出領域設定部と、前記第１エコー画像における前記第１算出領域内のエコー画像と、前記第２エコー画像における前記第２算出領域内のエコー画像とに基づいて、前記第１算出領域内及び前記第２算出領域内のエコー信号に関する情報であるエコー情報信号を算出するエコー信号情報算出部と、を備え、前記第１算出領域設定部は、前記アンテナが前記第１算出領域内のエコーデータ点を受信した時刻である第１時刻における前記移動体予測位置と、該第１時刻における前記移動体算出位置との誤差、及び、前記アンテナが前記第２算出領域内のエコーデータ点を受信した時刻である第２時刻における前記移動体予測位置と、該第２時刻における前記移動体算出位置との誤差、に基づいて、前記第１算出領域を設定する。   (6) In order to solve the above problems, a signal processing device according to an aspect of the present invention is obtained by an antenna that is mounted on a moving body and receives a sweep signal that is an echo signal of a radio wave transmitted for each direction. Each of the sweep signals and processing the echo data points arranged in the azimuth direction of each of the sweep signals, the information indicating the absolute position of the moving body at each of a plurality of times The absolute position information acquisition unit that acquires certain absolute position information and the position of the moving body at each time included in a target time zone that is a time zone between two times of the plurality of times Based on the absolute position information of the moving object at each of the two times acquired by the position information acquiring unit, a moving object position calculating unit that calculates a moving object calculation position, and the target time Before reaching the band, a moving body position prediction unit that predicts the position of the moving body at each time of the target time zone as a moving body predicted position, and the position of each echo data point obtained by the antenna, A data point position prediction unit that predicts a data point prediction position based on the mobile object prediction position and each target time zone out of the plurality of target time zones, each of which is the data point prediction position. The first echo image, which is an echo image of the echo data point, is obtained in a target time zone different from the one target time zone among the plurality of target time zones, and the position is the predicted data point A second echo image that is an echo image of each of the echo data points; an echo image generation unit that generates an echo image; a first calculation region setting unit that sets a first calculation region in the first echo image; and A calculation region setting unit having a second calculation region setting unit for setting a second calculation region in the second echo image, an echo image in the first calculation region in the first echo image, and the second echo An echo signal information calculation unit that calculates an echo information signal, which is information related to echo signals in the first calculation area and the second calculation area, based on an echo image in the second calculation area in the image; The first calculation area setting unit includes the predicted mobile object position at a first time, which is a time when the antenna receives an echo data point in the first calculation area, and the mobile object calculation at the first time. The position of the mobile object at a second time, which is a time when the antenna receives an echo data point in the second calculation area, and the shift at the second time. The first calculation area is set based on an error from the moving object calculation position.

（７）好ましくは、前記移動体位置予測部は、前記対象時間帯に到達する前の前記移動体の速度に基づき、前記移動体予測位置を予測する。   (7) Preferably, the mobile body position prediction unit predicts the mobile body predicted position based on the speed of the mobile body before reaching the target time zone.

（８）好ましくは、前記移動体位置算出部は、前記２つの時刻間に亘る前記対象時間帯における前記移動体算出位置が、該２つの時刻のそれぞれにおける前記移動体の絶対位置を繋ぐ仮想直線上にあると推定して、該対象時間帯における前記移動体算出位置を算出する。   (8) Preferably, the mobile body position calculation unit is a virtual straight line that connects the mobile body calculation position in the target time zone between the two times to the absolute position of the mobile body at each of the two times. The moving object calculation position in the target time zone is calculated by assuming that it is above.

（９）好ましくは、前記絶対位置情報取得部は、航法信号を受信可能なＧＮＳＳ受信部として設けられている。   (9) Preferably, the absolute position information acquisition unit is provided as a GNSS reception unit capable of receiving a navigation signal.

（１０）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係るレーダ装置は、移動体に搭載され、方位毎に送信される電波のエコー信号であるスイープ信号を受信するアンテナと、前記アンテナで得られ、各前記スイープ信号を構成するとともに各前記スイープ信号の方位方向に沿って並ぶエコーデータ点、を処理する、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の信号処理装置としての信号処理部と、前記信号処理部によって生成されたエコー画像、及び、前記信号処理部によって算出されたエコー信号情報、のうち少なくとも一方を表示する表示部と、を備えている。   (10) In order to solve the above-described problem, a radar apparatus according to an aspect of the present invention is mounted on a moving body and receives a sweep signal that is an echo signal of a radio wave transmitted for each direction, and the antenna 10. The signal processing device according to claim 1, wherein the signal processing device is configured to process each of the sweep signals and the echo data points that are arranged along the azimuth direction of each of the sweep signals. And a display unit that displays at least one of the echo image generated by the signal processing unit and the echo signal information calculated by the signal processing unit.

（１１）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係る信号処理方法は、移動体に搭載されるとともに方位毎に送信される電波のエコー信号であるスイープ信号を受信するアンテナで得られ、各前記スイープ信号を構成するとともに各前記スイープ信号の方位方向に沿って並ぶエコーデータ点、を処理する信号処理方法であって、複数の時刻のそれぞれで、前記移動体の絶対位置を示す情報である絶対位置情報を取得するステップと、前記複数の時刻のうちの２つの時刻間に亘る時間帯である対象時間帯、に含まれる各時刻における前記移動体の位置を、前記絶対位置情報を取得するステップで取得された前記２つの時刻のそれぞれにおける前記移動体の絶対位置情報に基づき、移動体算出位置として算出するステップと、前記アンテナによって得られた各前記エコーデータ点の位置を、前記移動体算出位置に基づきデータ点算出位置として算出するステップと、を含む。   (11) In order to solve the above-described problem, a signal processing method according to an aspect of the present invention is obtained by an antenna that is mounted on a mobile body and receives a sweep signal that is an echo signal of a radio wave transmitted for each direction. A signal processing method of processing each of the sweep signals and processing echo data points arranged along the azimuth direction of each of the sweep signals, each of which indicates an absolute position of the moving body at each of a plurality of times The position of the mobile body at each time included in the step of obtaining absolute position information that is information and a target time zone that is a time zone between two times of the plurality of times is obtained as the absolute position information. Calculating the moving body calculated position based on the absolute position information of the moving body at each of the two times acquired in the step of acquiring The position of each said echo data points obtained by Na, comprising the steps of: calculating a data point calculated position based on the moving body calculated position.

（１２）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係る信号処理プログラムは、移動体に搭載されるとともに方位毎に送信される電波のエコー信号であるスイープ信号を受信するアンテナで得られ、各前記スイープ信号を構成するとともに各前記スイープ信号の方位方向に沿って並ぶエコーデータ点、を処理するための信号処理プログラムであって、複数の時刻のそれぞれで、前記移動体の絶対位置を示す情報である絶対位置情報を取得するステップと、前記複数の時刻のうちの２つの時刻間に亘る時間帯である対象時間帯、に含まれる各時刻における前記移動体の位置を、前記絶対位置情報を取得するステップで取得された前記２つの時刻のそれぞれにおける前記移動体の絶対位置情報に基づき、移動体算出位置として算出するステップと、前記アンテナによって得られた各前記エコーデータ点の位置を、前記移動体算出位置に基づきデータ点算出位置として算出するステップと、をコンピュータに実行させる。   (12) In order to solve the above-described problem, a signal processing program according to an aspect of the present invention is obtained by an antenna that is mounted on a mobile body and receives a sweep signal that is an echo signal of a radio wave transmitted for each direction. A signal processing program for processing each of the sweep signals and processing echo data points arranged along the azimuth direction of each of the sweep signals, wherein the absolute position of the moving body at each of a plurality of times The position of the mobile body at each time included in the step of acquiring absolute position information that is information indicating the target time zone that is a time zone that spans between two times of the plurality of times, Based on the absolute position information of the mobile body at each of the two times acquired in the step of acquiring the position information, the mobile body calculation position is calculated. And-up, the position of each said echo data points obtained by the antenna, and calculating the data points calculated position based on the moving body calculated position, to execute the computer.

（１３）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係る信号処理方法は、移動体に搭載されるとともに方位毎に送信される電波のエコー信号であるスイープ信号を受信するアンテナで得られ、各前記スイープ信号を構成するとともに各前記スイープ信号の方位方向に並ぶエコーデータ点、を処理する信号処理方法であって、複数の時刻のそれぞれで、前記移動体の絶対位置を示す情報である絶対位置情報を取得するステップと、前記複数の時刻のうちの２つの時刻間に亘る時間帯である対象時間帯、に含まれる各時刻における前記移動体の位置を、前記絶対位置情報を取得するステップで取得された前記２つの時刻のそれぞれにおける前記移動体の絶対位置情報に基づき、移動体算出位置として算出するステップと、前記対象時間帯に到達する前に、該対象時間帯の各時刻における前記移動体の位置を移動体予測位置として予測するステップと、前記アンテナによって得られた各前記エコーデータ点の位置を、前記移動体予測位置に基づきデータ点予測位置として予測するステップと、複数の前記対象時間帯のうちの一つの対象時間帯で得られ、その位置が前記データ点予測位置である各前記エコーデータ点、のエコー画像である第１エコー画像と、複数の前記対象時間帯のうち前記一つの対象時間帯とは別の対象時間帯で得られ、その位置が前記データ点予測位置である各前記エコーデータ点、のエコー画像である第２エコー画像と、を生成するステップと、前記第１エコー画像において第１算出領域を設定するステップと、前記第２エコー画像において第２算出領域を設定するステップと、前記第１エコー画像における前記第１算出領域内のエコー画像と、前記第２エコー画像における前記第２算出領域内のエコー画像とに基づいて、前記第１算出領域内及び前記第２算出領域内のエコー信号に関する情報であるエコー情報信号を算出するステップと、を含み、前記第１算出領域を設定するステップでは、前記アンテナが前記第１算出領域内のエコーデータ点を受信した時刻である第１時刻における前記移動体予測位置と、該第１時刻における前記移動体算出位置との誤差、及び、前記アンテナが前記第２算出領域内のエコーデータ点を受信した時刻である第２時刻における前記移動体予測位置と、該第２時刻における前記移動体算出位置との誤差、に基づいて、前記第１算出領域が設定される。   (13) In order to solve the above-described problem, a signal processing method according to an aspect of the present invention is obtained by an antenna that is mounted on a mobile body and receives a sweep signal that is an echo signal of a radio wave transmitted for each direction. A signal processing method for processing each of the sweep signals and processing echo data points arranged in the azimuth direction of each of the sweep signals, each of which is information indicating the absolute position of the moving body at each of a plurality of times. Obtaining the absolute position information of the position of the moving body at each time included in a step of obtaining certain absolute position information and a target time zone that is a time zone between two times of the plurality of times Calculating as a moving body calculated position based on the absolute position information of the moving body at each of the two times acquired in the step of performing, and the target time zone Before arriving, predicting the position of the moving body at each time of the target time zone as a moving body predicted position, and the position of each echo data point obtained by the antenna as the predicted position of the moving body A step of predicting as a data point prediction position, and an echo image of each echo data point obtained in one target time zone of the plurality of target time zones, the position being the data point prediction position Echo images of the first echo image and each of the echo data points obtained in a target time zone different from the one target time zone among the plurality of target time zones and whose position is the predicted data point A second echo image, a step of setting a first calculation region in the first echo image, and a second calculation region in the second echo image. Based on the step of determining, the echo image in the first calculation area in the first echo image, and the echo image in the second calculation area in the second echo image, and Calculating an echo information signal that is information relating to an echo signal in the second calculation area, wherein the antenna receives an echo data point in the first calculation area in the step of setting the first calculation area An error between the predicted position of the moving body at the first time, which is a calculated time, and the calculated position of the moving body at the first time, and a time when the antenna receives an echo data point in the second calculation area. The first calculation area is set based on an error between the predicted moving body position at the second time and the moving body calculation position at the second time.

（１４）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係る信号処理プログラムは、移動体に搭載されるとともに方位毎に送信される電波のエコー信号であるスイープ信号を受信するアンテナで得られ、各前記スイープ信号を構成するとともに各前記スイープ信号の方位方向に並ぶエコーデータ点、を処理するための信号処理プログラムであって、複数の時刻のそれぞれで、前記移動体の絶対位置を示す情報である絶対位置情報を取得するステップと、前記複数の時刻のうちの２つの時刻間に亘る時間帯である対象時間帯、に含まれる各時刻における前記移動体の位置を、前記絶対位置情報を取得するステップで取得された前記２つの時刻のそれぞれにおける前記移動体の絶対位置情報に基づき、移動体算出位置として算出するステップと、前記対象時間帯に到達する前に、該対象時間帯の各時刻における前記移動体の位置を移動体予測位置として予測するステップと、前記アンテナによって得られた各前記エコーデータ点の位置を、前記移動体予測位置に基づきデータ点予測位置として予測するステップと、複数の前記対象時間帯のうちの一つの対象時間帯で得られ、その位置が前記データ点予測位置である各前記エコーデータ点、のエコー画像である第１エコー画像と、複数の前記対象時間帯のうち前記一つの対象時間帯とは別の対象時間帯で得られ、その位置が前記データ点予測位置である各前記エコーデータ点、のエコー画像である第２エコー画像と、を生成するステップと、前記第１エコー画像において第１算出領域を設定するステップと、前記第２エコー画像において第２算出領域を設定するステップと、前記第１エコー画像における前記第１算出領域内のエコー画像と、前記第２エコー画像における前記第２算出領域内のエコー画像とに基づいて、前記第１算出領域内及び前記第２算出領域内のエコー信号に関する情報であるエコー情報信号を算出するステップと、をコンピュータに実行させ、前記第１算出領域を設定するステップでは、前記アンテナが前記第１算出領域内のエコーデータ点を受信した時刻である第１時刻における前記移動体予測位置と、該第１時刻における前記移動体算出位置との誤差、及び、前記アンテナが前記第２算出領域内のエコーデータ点を受信した時刻である第２時刻における前記移動体予測位置と、該第２時刻における前記移動体算出位置との誤差、に基づいて、前記第１算出領域が設定される。   (14) In order to solve the above problems, a signal processing program according to an aspect of the present invention is obtained by an antenna that is mounted on a moving body and receives a sweep signal that is an echo signal of a radio wave transmitted for each direction. A signal processing program for processing each of the sweep signals and processing echo data points arranged in the azimuth direction of each of the sweep signals, each of which indicates the absolute position of the moving body at each of a plurality of times The position of the mobile body at each time included in the step of obtaining absolute position information that is information and a target time zone that is a time zone between two times of the plurality of times is obtained as the absolute position information. Calculating as a moving body calculated position based on the absolute position information of the moving body at each of the two times acquired in the step of acquiring Before reaching the target time zone, predicting the position of the mobile body at each time of the target time zone as a mobile body predicted position, and the position of each echo data point obtained by the antenna, A step of predicting as a data point predicted position based on the mobile object predicted position; and each echo data point obtained in one target time zone of the plurality of target time zones, the position being the data point predicted position The first echo image that is an echo image of, and each echo that is obtained in a target time zone different from the one target time zone among the plurality of target time zones, and whose position is the data point predicted position A second echo image that is an echo image of the data point, a step of setting a first calculation area in the first echo image, and a second echo image in the second echo image. And setting the second calculation area, the echo image in the first calculation area in the first echo image, and the echo image in the second calculation area in the second echo image. Calculating the echo information signal, which is information relating to the echo signal in one calculation area and the second calculation area, and executing the step of setting the first calculation area in the computer, An error between the predicted position of the moving object at the first time, which is the time when the echo data point in the calculation area is received, and the position of the calculated moving object at the first time, and the antenna is in the second calculation area Based on the error between the mobile object predicted position at the second time, which is the time when the echo data point is received, and the mobile object calculated position at the second time, the first One calculation area is set.

本発明によれば、エコーに関する情報を正確に算出できる。   According to the present invention, information regarding echoes can be accurately calculated.

本発明の実施形態に係る波浪レーダ装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the wave radar apparatus which concerns on embodiment of this invention. 自船を中心とした水平領域を示す図であって、アンテナから送信される電波、及びアンテナによって受信される電波を模式的に示す図である。It is a figure which shows the horizontal area | region centering on own ship, Comprising: It is a figure which shows typically the electromagnetic wave transmitted from an antenna, and the electromagnetic wave received by an antenna. 図１に示す波浪レーダ装置の表示部の表示例の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the example of a display of the display part of the wave radar apparatus shown in FIG. 自船を中心とした水平領域を示す図であって、自船位置の算出方法について説明するための図である。It is a figure which shows the horizontal area | region centering on own ship, Comprising: It is a figure for demonstrating the calculation method of own ship position. データ点位置算出部によるエコーデータ点の処理について説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the process of the echo data point by a data point position calculation part. エコー画像生成部によって生成されたエコー画像の範囲の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the range of the echo image produced | generated by the echo image production | generation part. 信号処理部の動作を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating operation | movement of a signal processing part. 変形例に係る波浪レーダ装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the wave radar apparatus which concerns on a modification. 自船位置予測部によって予測される自船位置について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the own ship position estimated by the own ship position prediction part. 図８に示す波浪レーダ装置のデータ点位置予測部によるエコーデータ点の処理について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the process of the echo data point by the data point position estimation part of the wave radar apparatus shown in FIG. 図８に示す波浪レーダ装置のエコー画像生成部によって生成されたエコー画像の範囲の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the range of the echo image produced | generated by the echo image production | generation part of the wave radar apparatus shown in FIG. 図８に示す波浪レーダ装置の信号処理部の動作を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating operation | movement of the signal processing part of the wave radar apparatus shown in FIG. 変形例に係る波浪レーダ装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the wave radar apparatus which concerns on a modification. 本発明の実施形態に係る信号処理装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the signal processing apparatus which concerns on embodiment of this invention. 変形例に係る信号処理装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the signal processing apparatus which concerns on a modification.

本発明の実施形態に係る信号処理装置としての信号処理部１０、及び信号処理部１０を備える波浪レーダ装置１について、図を参照して説明する。本発明の実施形態に係る波浪レーダ装置１は、例えば船舶等に搭載される。以下では、波浪レーダ装置１が搭載される船舶を、自船（移動体）とも称する。波浪レーダ装置１は、海面からの反射波をエコー画像として生成し、これを表示可能に構成されている。また、本実施形態に係る波浪レーダ装置１では、信号処理部１０が、海面からの反射波を解析し、波の向き、波の高さ等の波浪情報（エコー信号情報）を算出するように構成されている。   A signal processing unit 10 as a signal processing device according to an embodiment of the present invention and a wave radar device 1 including the signal processing unit 10 will be described with reference to the drawings. The wave radar device 1 according to the embodiment of the present invention is mounted on, for example, a ship. Hereinafter, the ship on which the wave radar device 1 is mounted is also referred to as own ship (moving body). The wave radar device 1 is configured to generate a reflected wave from the sea surface as an echo image and display it. In the wave radar device 1 according to the present embodiment, the signal processing unit 10 analyzes the reflected wave from the sea surface and calculates wave information (echo signal information) such as the wave direction and the wave height. It is configured.

［全体構成］
図１は、本発明の実施形態に係る波浪レーダ装置１の構成を示すブロック図である。波浪レーダ装置１は、図１に示すように、アンテナユニット２と、信号処理装置としての信号処理部１０と、表示部３と、を備えている。 [overall structure]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a wave radar device 1 according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the wave radar device 1 includes an antenna unit 2, a signal processing unit 10 as a signal processing device, and a display unit 3.

アンテナユニット２は、アンテナ４と、受信部５と、Ａ／Ｄ変換部６と、を含んでいる。   The antenna unit 2 includes an antenna 4, a receiving unit 5, and an A / D conversion unit 6.

アンテナ４は、指向性の強いパルス状電波を送信（放射）可能なレーダアンテナである。また、アンテナ４は、海面からのエコー信号（反射波）を受信するように構成されている。即ち、アンテナ４は、海面を特定するエコー信号を受信するように構成されている。波浪レーダ装置１は、パルス状電波を送信してからエコー信号を受信するまでの時間を測定する。これにより、波浪レーダ装置１は、波浪の波頭までの距離を検出することができる。自船と波頭とが向かい合う方向は、距離方向として定義される。   The antenna 4 is a radar antenna capable of transmitting (radiating) a pulsed radio wave having strong directivity. The antenna 4 is configured to receive an echo signal (reflected wave) from the sea surface. That is, the antenna 4 is configured to receive an echo signal that specifies the sea surface. The wave radar device 1 measures the time from when a pulsed radio wave is transmitted until the echo signal is received. Thereby, the wave radar apparatus 1 can detect the distance to the wave crest. The direction in which the ship and the wave front face each other is defined as the distance direction.

図２は、自船を中心とした水平領域を示す図であって、アンテナ４から送信される電波、及びアンテナ４によって受信される電波（エコー信号）を模式的に示す図である。アンテナ４は、水平面上で３６０°回転可能に構成されており、鉛直軸線回りを回転する。アンテナ４は、パルス状電波の送信方向を各方位方向において変えながら（アンテナ４の回転角度を変えながら）、電波の送受信を繰り返し行うように構成されている。以上の構成で、波浪レーダ装置１は、自船周囲の平面上の波頭を、３６０°にわたり探知することができる。なお、本実施形態では、電波の送受信を行いながらアンテナ４を３６０°回転させる動作を「スキャン」と呼ぶ。図２は、スキャンを１回行ったときの送信電波及び受信電波を模式的に示している。   FIG. 2 is a diagram illustrating a horizontal region centered on the ship, and is a diagram schematically illustrating a radio wave transmitted from the antenna 4 and a radio wave (echo signal) received by the antenna 4. The antenna 4 is configured to be able to rotate 360 ° on a horizontal plane, and rotates around a vertical axis. The antenna 4 is configured to repeatedly transmit and receive radio waves while changing the transmission direction of pulsed radio waves in each azimuth direction (changing the rotation angle of the antenna 4). With the above configuration, the wave radar device 1 can detect the wave front on the plane around the ship over 360 °. In the present embodiment, the operation of rotating the antenna 4 360 ° while transmitting / receiving radio waves is referred to as “scan”. FIG. 2 schematically shows a transmission radio wave and a reception radio wave when a scan is performed once.

図２に示すように、アンテナ４によって各方位方向に送信される電波のエコー信号は、スイープ信号ＳＷｍ（ｍ＝１，２，…）として定義される。また、各スイープ信号ＳＷｍを構成するとともに各スイープ信号ＳＷｍの方位方向に沿って並ぶエコー信号は、エコーデータ点Ｐとして定義される。各エコーデータ点Ｐは、自船を基準とした該各エコーデータ点Ｐの相対位置である位置情報と、該各エコーデータ点Ｐのエコーの強度であるエコー強度情報と、を有している。各エコーデータ点の位置情報には、図２に示すように、自船からの距離ｒと、ある方位を基準とした方位方向θとが含まれる。 As shown in FIG. 2, the echo signal of the radio wave transmitted in each azimuth direction by the antenna 4 is defined as a sweep signal SW m (m = 1, 2,...). An echo signal that constitutes each sweep signal SW m and is arranged along the azimuth direction of each sweep signal SW m is defined as an echo data point P. Each echo data point P has position information that is a relative position of each echo data point P with respect to the ship, and echo intensity information that is an echo intensity of each echo data point P. . As shown in FIG. 2, the position information of each echo data point includes a distance r from the ship and an azimuth direction θ with reference to a certain azimuth.

なお、アンテナ４は、上述のように水平面上で機械的に回転するアンテナに限らず、複数のアンテナ素子を有し、各アンテナ素子の位相を制御することで電波の送受信方向を水平面上で回転させるように構成されたフェイズドアレイアンテナであってもよい。また、アンテナ４は、複数のホーンアンテナを有し、各ホーンアンテナが向いている方向を探索するように構成されたアンテナであってもよい。   The antenna 4 is not limited to the antenna that rotates mechanically on the horizontal plane as described above, but has a plurality of antenna elements, and the transmission / reception direction of radio waves is rotated on the horizontal plane by controlling the phase of each antenna element. It may also be a phased array antenna configured to be The antenna 4 may be an antenna having a plurality of horn antennas and configured to search for a direction in which each horn antenna faces.

受信部５は、アンテナ４で受信したエコー信号を検波して増幅する。エコー信号は、アンテナ４で受信された信号のうち、アンテナ４からの送信信号に対する、海面での反射波である。受信部５は、増幅したエコー信号を、Ａ／Ｄ変換部６へ出力する。Ａ／Ｄ変換部６は、アナログ形式のエコー信号をサンプリングし、複数ビットからなるデジタルデータ（エコーデータ）に変換する。ここで、上記エコーデータの値は、アンテナ４が受信したエコー信号の波浪情報を特定するデータを含んでいる。Ａ／Ｄ変換部６は、エコーデータを、信号処理部１０へ出力する。   The receiving unit 5 detects and amplifies the echo signal received by the antenna 4. The echo signal is a reflected wave on the sea surface with respect to a transmission signal from the antenna 4 among signals received by the antenna 4. The receiving unit 5 outputs the amplified echo signal to the A / D conversion unit 6. The A / D converter 6 samples an analog echo signal and converts it into digital data (echo data) composed of a plurality of bits. Here, the value of the echo data includes data specifying the wave information of the echo signal received by the antenna 4. The A / D conversion unit 6 outputs the echo data to the signal processing unit 10.

信号処理部１０は、Ａ／Ｄ変換部６からのエコーデータに基づき、海面からの反射波に基づくエコー画像を生成するとともに、当該エコー画像から波浪情報を算出する。信号処理部１０の構成及び動作については、詳しくは後述する。   The signal processing unit 10 generates an echo image based on a reflected wave from the sea surface based on the echo data from the A / D conversion unit 6 and calculates wave information from the echo image. The configuration and operation of the signal processing unit 10 will be described later in detail.

図３は、表示部３の表示例の一例を示す図である。表示部３は、図３に示すように、信号処理部１０で生成されたエコー画像と、信号処理部１０で算出された波浪情報（波速、波向、波高等）とを表示する。表示部３には、所定時刻毎に生成されるエコー画像が、順次、表示される。これにより、ユーザは、自船位置付近における波浪の状態を知ることができる。なお、図３のエコー画像において表示されている矩形は、詳しくは後述するが、エコー信号を解析して波浪情報を算出する対象となる領域である算出領域を示している。なお、当該算出領域の形状は、上述のような矩形に限定されず、その他の形状であってもよい。   FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a display example of the display unit 3. As shown in FIG. 3, the display unit 3 displays the echo image generated by the signal processing unit 10 and the wave information (wave speed, wave direction, wave height, etc.) calculated by the signal processing unit 10. On the display unit 3, echo images generated every predetermined time are sequentially displayed. Thereby, the user can know the state of the waves near the ship position. In addition, although the rectangle currently displayed in the echo image of FIG. 3 is mentioned in detail later, it has shown the calculation area | region which is an area | region used as the object which analyzes an echo signal and calculates wave information. The shape of the calculation area is not limited to the rectangle as described above, and may be other shapes.

［信号処理部の構成］
信号処理部１０は、図１に示すように、データ記憶部１１、ＧＮＳＳ受信部１２、Ｌ／Ｌ更新検出部１３、画像生成処理部１４、算出領域設定部１５、算出領域内画像抽出部１６、及び波浪情報算出部１７（エコー信号情報算出部）、を備えている。信号処理部１０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ及びＲＯＭ（図示せず）等を含むハードウェアを用いて構成されている。また、信号処理部１０は、ＲＯＭに記憶された信号処理プログラムを含むソフトウェアを用いて構成されている。 [Configuration of signal processor]
As shown in FIG. 1, the signal processing unit 10 includes a data storage unit 11, a GNSS reception unit 12, an L / L update detection unit 13, an image generation processing unit 14, a calculation region setting unit 15, and an in-calculation region image extraction unit 16. And a wave information calculation unit 17 (echo signal information calculation unit). The signal processing unit 10 is configured using hardware including a CPU, a RAM, a ROM (not shown), and the like. The signal processing unit 10 is configured using software including a signal processing program stored in the ROM.

上記信号処理プログラムは、本発明の一実施形態における信号処理方法を、信号処理部１０に実行させるためのプログラムである。このプログラムは、外部からインストールできる。このインストールされるプログラムは、例えば、記録媒体に格納された状態で流通する。上記ハードウェアとソフトウェアとは、協働して動作するように構成されている。これにより、信号処理部１０を、データ記憶部１１、ＧＮＳＳ受信部１２、Ｌ／Ｌ更新検出部１３、画像生成処理部１４、算出領域設定部１５、算出領域内画像抽出部１６、及び波浪情報算出部１７、として機能させることができる。   The signal processing program is a program for causing the signal processing unit 10 to execute the signal processing method according to the embodiment of the present invention. This program can be installed externally. For example, the installed program is distributed while being stored in a recording medium. The hardware and software are configured to operate in cooperation. Thereby, the signal processing unit 10 is changed to the data storage unit 11, the GNSS reception unit 12, the L / L update detection unit 13, the image generation processing unit 14, the calculation area setting unit 15, the in-calculation area image extraction unit 16, and the wave information. The calculation unit 17 can function.

データ記憶部１１は、Ａ／Ｄ変換部６からのエコーデータを記憶する。データ記憶部１１は、複数スキャン（本実施形態では、２スキャン）のそれぞれで得られるエコーデータを記憶する。データ記憶部１１で記憶されるエコーデータは、画像生成処理部１４に出力される。以下では、２スキャンのそれぞれを、第１スキャン及び第２スキャンとし、第１スキャン時に得られるエコーデータを第１エコーデータ、第２スキャン時に得られるエコーデータを第２エコーデータ、とする。   The data storage unit 11 stores the echo data from the A / D conversion unit 6. The data storage unit 11 stores echo data obtained by each of a plurality of scans (2 scans in the present embodiment). The echo data stored in the data storage unit 11 is output to the image generation processing unit 14. In the following, each of the two scans will be referred to as a first scan and a second scan, the echo data obtained during the first scan will be referred to as first echo data, and the echo data obtained during the second scan will be referred to as second echo data.

ＧＮＳＳ受信部１２は、航法衛星（図示省略）から送信される航法信号を受信して、本実施形態に係る波浪レーダ装置１が搭載される船舶（自船）の絶対位置情報（本実施形態では、緯度経度情報、Ｌ／Ｌ情報）及び船首方位情報を取得する。ＧＮＳＳ受信部１２は、所定の時刻毎に、自船のＬ／Ｌ情報及び船首方位情報を取得する。なお、ＧＮＳＳとは、全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ；Global Navigation Satellite Systems）の略語である。このＧＮＳＳは、米国により運営される「ＧＰＳ」、欧州により運営される「ＧＡＬＩＬＥＯ」及びロシアにより運営される「ＧＬＯＮＡＳＳ」等の総称である。   The GNSS receiver 12 receives a navigation signal transmitted from a navigation satellite (not shown), and absolute position information (in this embodiment) of a ship (own ship) on which the wave radar device 1 according to this embodiment is mounted. , Latitude / longitude information, L / L information) and heading information. The GNSS receiver 12 acquires the L / L information and the heading information of the ship at every predetermined time. Note that GNSS is an abbreviation for Global Navigation Satellite Systems (GNSS). This GNSS is a collective term for “GPS” operated by the United States, “GALILEO” operated by Europe, “GLONASS” operated by Russia, and the like.

Ｌ／Ｌ更新検出部１３は、ＧＮＳＳ受信部１２がＧＮＳＳ信号を受信し、自船のＬ／Ｌが更新されたことを検出するためのものである。Ｌ／Ｌ更新検出部１３は、自船のＬ／Ｌが更新されたことを検出すると、その旨を画像生成処理部１４へ通知する。   The L / L update detector 13 is for detecting that the GNSS receiver 12 has received the GNSS signal and the L / L of the ship has been updated. When the L / L update detection unit 13 detects that the L / L of the ship is updated, the L / L update detection unit 13 notifies the image generation processing unit 14 to that effect.

画像生成処理部１４は、各スキャンで得られるエコーデータに基づいて、各スキャンに対応するエコー画像を生成する。本実施形態では、画像生成処理部１４は、第１エコーデータに基づいて第１エコー画像を生成し、第２エコーデータに基づいて第２エコー画像を生成する。画像生成処理部１４は、自船位置算出部１４ａと、データ点位置算出部１４ｂと、エコー画像生成部１４ｃと、を有している。   The image generation processing unit 14 generates an echo image corresponding to each scan based on the echo data obtained in each scan. In the present embodiment, the image generation processing unit 14 generates a first echo image based on the first echo data, and generates a second echo image based on the second echo data. The image generation processing unit 14 includes a ship position calculation unit 14a, a data point position calculation unit 14b, and an echo image generation unit 14c.

自船位置算出部１４ａは、各スキャン（本実施形態では、第１スキャン及び第２スキャン）が行われる時間帯（対象時間帯）における自船の位置を算出する。   The own ship position calculation unit 14a calculates the position of the own ship in a time zone (target time zone) in which each scan (in the present embodiment, the first scan and the second scan) is performed.

図４は、自船を中心とした水平領域を示す図であって、自船位置の算出方法について説明するための図である。自船位置算出部１４ａは、ＧＮＳＳ受信部１２において複数の時刻で受信されるＬ／Ｌ信号のうち連続する２つの時刻間に亘る時間帯である対象時間帯に含まれる各時刻における自船位置である自船算出位置（移動体算出位置）を算出する。具体的に、図４を参照して説明すると、自船位置算出部１４ａは、時刻ｔ１及びｔ２のそれぞれで受信されたＬ／Ｌ信号から得られた、時刻ｔ１における自船の絶対位置と時刻ｔ２における自船の絶対位置とを繋ぐ仮想直線Ｌを算出する。そして、自船位置算出部１４ａは、自船が当該仮想直線Ｌ上を航行しているとして、各時刻ｔＡ，ｔＢ，…における自船位置を算出する。 FIG. 4 is a diagram showing a horizontal region centered on the ship, and is a diagram for explaining a method for calculating the ship position. The own ship position calculation unit 14a includes the own ship position at each time included in a target time zone that is a time zone between two consecutive times among L / L signals received at a plurality of times by the GNSS receiving unit 12. The own ship calculation position (moving body calculation position) is calculated. Specifically, with reference to FIG. 4, the own ship position calculation unit 14 a obtains the absolute value of the own ship at time t 1 obtained from the L / L signal received at each of the times t 1 and t 2. calculating a virtual line L connecting the absolute position of the ship at the position and the time t 2. The ship position calculating unit 14a, as the ship is sailing on the virtual straight line L, and the time t A, t B, and calculates the position of the ship in ....

データ点位置算出部１４ｂは、自船位置算出部１４ａで算出された自船位置に基づいて、各エコーデータ点が有する位置情報（自船位置を基準とした相対位置情報）を、絶対位置情報に変換して、データ点算出位置を算出する。   Based on the own ship position calculated by the own ship position calculating unit 14a, the data point position calculating unit 14b uses the position information (relative position information based on the own ship position) of each echo data point as absolute position information. And the data point calculation position is calculated.

図５は、データ点位置算出部１４ｂによるエコーデータ点の処理について説明するための模式図である。詳しくは、図５（Ａ）は、データ点位置算出部１４ｂによる位置算出前の各エコーデータ点について模式的に示す図であり、図５（Ｂ）は、データ点位置算出部１４ｂによる位置算出後の各エコーデータ点について模式的に示す図である。   FIG. 5 is a schematic diagram for explaining processing of echo data points by the data point position calculation unit 14b. Specifically, FIG. 5A is a diagram schematically showing each echo data point before the position calculation by the data point position calculation unit 14b, and FIG. 5B is a position calculation by the data point position calculation unit 14b. It is a figure typically shown about each subsequent echo data point.

データ点位置算出部１４ｂによる位置算出前の各エコーデータ点、すなわち、データ記憶部１１に記憶されている状態のエコーデータ点は、自船位置からの距離ｒに関する情報、及びある方位を基準とした方位方向θに関する情報を有している。つまり、図５（Ａ）に示すように、データ記憶部１１には、自船位置を基準とした相対的な位置データを有するエコーデータ点が記憶されている。   Each echo data point before the position calculation by the data point position calculation unit 14b, that is, the echo data point in the state stored in the data storage unit 11, is based on the information about the distance r from the ship position and a certain direction. Information on the azimuth direction θ. That is, as shown in FIG. 5 (A), the data storage unit 11 stores echo data points having relative position data based on the ship position.

データ点位置算出部１４ｂは、上述のような相対的な位置データを有するエコーデータ点から、各エコーデータ点がアンテナ４によって受信された時刻における自船位置に基づいて、各エコーデータ点の位置であるデータ点算出位置を算出する。具体的には、データ点位置算出部１４ｂは、自船位置算出部１４ａで算出された自船位置のうち各スイープ信号ＳＷｍを受信した時刻での自船算出位置に基づいて、データ点算出位置を算出する。データ点位置算出部１４ｂは、スキャン毎に、全てのデータ点算出位置を算出する（図５（Ｂ）参照）。 The data point position calculation unit 14b calculates the position of each echo data point based on the ship position at the time when each echo data point is received by the antenna 4 from the echo data points having the relative position data as described above. The data point calculation position is calculated. Specifically, the data point position calculating unit 14b, based on the own ship calculated position at the time of receiving each sweep signal SW m of the ship position calculated by the position of the ship calculating unit 14a, calculates data points Calculate the position. The data point position calculation unit 14b calculates all data point calculation positions for each scan (see FIG. 5B).

図６は、エコー画像生成部１４ｃによって生成されたエコー画像の範囲の一例を示す図である。図６には、第１スキャンで得られたエコー信号に基づいて作成されたエコー画像である第１エコー画像と、第２スキャンで得られたエコー信号に基づいて作成されたエコー画像である第２エコー画像と、が表示された例を示している。エコー画像生成部１４ｃは、図６に示すように、同一の座標上に、第１エコー画像と第２エコー画像とを生成する。   FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the range of the echo image generated by the echo image generation unit 14c. FIG. 6 shows a first echo image that is an echo image created based on the echo signal obtained in the first scan, and an echo image that is created based on the echo signal obtained in the second scan. An example in which two echo images are displayed is shown. As shown in FIG. 6, the echo image generation unit 14c generates a first echo image and a second echo image on the same coordinates.

算出領域設定部１５は、エコー信号情報を算出する対象となる領域である算出領域Ｒを設定する。具体的には、算出領域設定部１５は、エコー画像生成部１４ｃで生成されたエコー画像のうち、第１エコー画像及び第２エコー画像が重なっている領域の中から、算出領域Ｒを設定する（図６参照）。   The calculation area setting unit 15 sets a calculation area R that is a target area for calculating echo signal information. Specifically, the calculation region setting unit 15 sets the calculation region R from the region where the first echo image and the second echo image overlap among the echo images generated by the echo image generation unit 14c. (See FIG. 6).

算出領域内画像抽出部１６は、第１エコー画像及び第２エコー画像のそれぞれについて、算出領域設定部１５で設定された算出領域Ｒ内のエコー画像を抽出する。具体的には、算出領域内画像抽出部１６は、第１エコー画像のうち算出領域Ｒ内に含まれるエコー画像を第１算出領域内画像として抽出し、第２エコー画像のうち算出領域Ｒ内に含まれるエコー画像を第２算出領域内画像として抽出する。   The calculation area image extraction unit 16 extracts an echo image in the calculation area R set by the calculation area setting unit 15 for each of the first echo image and the second echo image. Specifically, the calculation area internal image extraction unit 16 extracts an echo image included in the calculation area R from the first echo image as a first calculation area image, and within the calculation area R from the second echo image. Is extracted as an image in the second calculation area.

波浪情報算出部１７は、算出領域内画像抽出部１６で抽出された第１算出領域内画像及び第２算出領域内画像に基づき、算出領域Ｒにおける波浪情報を算出する。この波浪情報は、例えば、フーリエ変換、ＭＵＳＩＣ法、或いはオプティカルフロー等を用いて算出することができる。なお、これらの手法については、公知であるため、その詳細な説明は省略する。   The wave information calculation unit 17 calculates wave information in the calculation region R based on the first calculation region image and the second calculation region image extracted by the calculation region image extraction unit 16. This wave information can be calculated using, for example, Fourier transform, MUSIC method, optical flow, or the like. Since these methods are publicly known, detailed description thereof is omitted.

［信号処理部の動作］
図７は、信号処理部１０の動作を説明するためのフローチャートである。図７を参照して、波浪情報を算出する際の工程を説明する。 [Operation of signal processor]
FIG. 7 is a flowchart for explaining the operation of the signal processing unit 10. With reference to FIG. 7, the process at the time of calculating wave information is demonstrated.

まず、アンテナユニット２が、送信された電波の反射波を受信するとともに（ステップＳ１）、その受信したエコーから生成されるエコーデータをデータ記憶部１１に出力する。データ記憶部１１は、そのエコーデータを記憶する（ステップＳ２）。一方、ステップＳ１及びＳ２と並行して、ＧＮＳＳ受信部１２は、所定の時刻毎に、Ｌ／Ｌ信号であるＬ１、Ｌ２、及びＬ３を順に、受信する（ステップＳ３からステップＳ５）。新たなＬ／Ｌ信号が受信される毎に、それまで記憶されていたＬ／Ｌ情報が新たなＬ／Ｌ情報に更新され、そのＬ／Ｌ情報が記憶される。 First, the antenna unit 2 receives a reflected wave of the transmitted radio wave (step S1), and outputs echo data generated from the received echo to the data storage unit 11. The data storage unit 11 stores the echo data (step S2). On the other hand, in parallel with steps S1 and S2, the GNSS receiver 12 receives L 1 , L 2 , and L 3 that are L / L signals in order at every predetermined time (step S3 to step S5). . Each time a new L / L signal is received, the previously stored L / L information is updated to new L / L information, and the L / L information is stored.

次に、ステップＳ６ａで、自船位置算出部１４ａは、Ｌ１を受信してからＬ２を受信するまでの各時刻における自船算出位置を、図４に示すように算出する。同様に、自船位置算出部１４ａは、ステップＳ６ｂで、Ｌ２を受信してからＬ３を受信するまでの各時刻における自船算出位置を算出する。 Next, in step S6a, ship position calculating unit 14a, a ship calculating positions at each time from the reception of L 1 to the reception of the L 2, is calculated as shown in FIG. Likewise, the ship position calculating unit 14a in step S6b, calculates the ship calculated position at each time from the reception of L 2 until it receives the L 3.

次に、ステップＳ７ａで、データ点位置算出部１４ｂは、Ｌ１を受信してからＬ２を受信するまでの各時刻における各データ点算出位置を、図５に示すように算出する。同様に、データ点位置算出部１４ｂは、ステップＳ７ｂで、Ｌ２を受信してからＬ３を受信するまでの各時刻における各データ点算出位置を算出する。 Next, in step S7a, the data point position calculating section 14b, each data point calculation position at each time from the reception of L 1 to the reception of the L 2, is calculated as shown in FIG. Similarly, data point position calculation unit 14b, in step S7b, calculating each data point calculation position at each time from the reception of L 2 until it receives the L 3.

次に、ステップＳ８ａで、エコー画像生成部１４ｃは、図６に示すように、Ｌ１を受信してからＬ２を受信するまでのデータ点算出位置が算出された各エコーデータ点から第１エコー画像を生成する。同様に、エコー画像生成部１４ｃは、ステップＳ８ｂで、Ｌ２を受信してからＬ３を受信するまでのデータ点算出位置が算出された各エコーデータ点から第２エコー画像を生成する。このように生成されたエコー画像は、所定の表示形式で、適宜、表示部３に表示される。 Next, in step S8a, the echo image generating unit 14c, as shown in FIG. 6, from each echo data points data points calculated position from the reception of L 1 to the reception of the L 2 is calculated first Generate an echo image. Similarly, the echo image generating unit 14c, in step S8b, generating a second echo image from the echo data points data points calculated position is calculated from the reception of L 2 until it receives the L 3. The echo image generated in this way is appropriately displayed on the display unit 3 in a predetermined display format.

次に、ステップＳ９で、算出領域設定部１５は、図６に示すように、第１エコー画像と第２エコー画像とが重なっている領域の中から、波浪情報の算出対象となる算出領域Ｒを設定する。   Next, in step S9, the calculation area setting unit 15 calculates the wave area calculation target R from the area where the first echo image and the second echo image overlap as shown in FIG. Set.

次に、ステップＳ１０で、算出領域内画像抽出部１６は、第１エコー画像のうち算出領域Ｒ内に含まれるエコー画像を第１算出領域内画像として抽出し、第２エコー画像のうち算出領域Ｒ内に含まれるエコー画像を第２算出領域内画像として抽出する。   Next, in step S10, the calculation area inner image extraction unit 16 extracts the echo image included in the calculation area R from the first echo image as the first calculation area image, and calculates the calculation area from the second echo image. The echo image included in R is extracted as an image in the second calculation area.

次に、ステップＳ１１で、波浪情報算出部１７は、２枚の算出領域内画像（第１及び第２の算出領域内画像）に対してフーリエ変換等を適用することにより、波の速度、波の向き等の波浪情報を算出する。このように算出された波浪情報は、表示部３に表示される。   Next, in step S11, the wave information calculation unit 17 applies a Fourier transform or the like to the two images in the calculation area (first and second images in the calculation area), so that the wave velocity, the wave Wave information such as the direction of the wave is calculated. The wave information calculated in this way is displayed on the display unit 3.

ところで、従来の波浪レーダ装置の信号処理部では、上述のようなエコー画像は、予測された自船位置でエコーデータが受信されていることを前提として生成されている。すなわち、従来の波浪レーダ装置では、エコー画像を構成する各エコーデータ点の位置が正確に算出されていない。   By the way, in the signal processing unit of the conventional wave radar device, the echo image as described above is generated on the assumption that the echo data is received at the predicted own ship position. That is, in the conventional wave radar apparatus, the position of each echo data point constituting the echo image is not accurately calculated.

これに対して、本実施形態に係る波浪レーダ装置１の信号処理部１０では、エコー画像を構成する各エコーデータの位置情報が、自船が実際に通過した絶対位置に基づいて算出されている。従って、本実施形態に係る波浪レーダ装置１の信号処理部１０では、従来の波浪レーダ装置の信号処理部と比べて、正確なエコー画像を得ることができる。   On the other hand, in the signal processing unit 10 of the wave radar device 1 according to the present embodiment, the position information of each echo data constituting the echo image is calculated based on the absolute position where the ship actually passes. . Therefore, the signal processing unit 10 of the wave radar device 1 according to the present embodiment can obtain an accurate echo image as compared with the signal processing unit of the conventional wave radar device.

［効果］
以上のように、本実施形態に係る信号処理装置としての信号処理部１０では、エコー画像を構成する各エコーデータ点の位置が、実際に自船が通過した絶対位置に基づいて算出されている。よって、各エコーデータ点の正確な位置を算出することができる。 [effect]
As described above, in the signal processing unit 10 as the signal processing device according to the present embodiment, the position of each echo data point constituting the echo image is calculated based on the absolute position where the ship has actually passed. . Therefore, the exact position of each echo data point can be calculated.

従って、信号処理部１０では、正確なエコー画像（エコーに関する情報）を得ることができる。   Therefore, the signal processing unit 10 can obtain an accurate echo image (information about echo).

また、信号処理部１０では、上述のように正確な位置（データ点算出位置）が算出されたエコーデータ点に基づいて波浪情報が算出される。これにより、従来と比べて、波浪情報を正確に算出することができる。   Further, the signal processing unit 10 calculates the wave information based on the echo data point from which the accurate position (data point calculation position) is calculated as described above. As a result, the wave information can be accurately calculated as compared with the conventional case.

また、信号処理部１０では、異なる時間帯で得られた２枚のエコー画像（第１エコー画像及び第２エコー画像）の重なった領域内に算出領域Ｒを設定している。そして、第１エコー画像のうち算出領域Ｒ内のエコー画像である第１算出領域内画像、及び第２エコー画像にうち算出領域Ｒ内のエコー画像である第２算出領域内画像から、波頭フロー及び波浪情報を算出している。このように、波浪情報の算出対象となる領域を限定することで、波路情報を速やかに算出することができる。また、２枚のエコー画像における重なった領域内に算出領域Ｒを設定することで、波浪情報の算出対象となる各エコー画像（第１算出領域内画像及び第２算出領域内画像）を適切に抽出することができる。   Further, the signal processing unit 10 sets a calculation region R in a region where two echo images (first echo image and second echo image) obtained in different time zones overlap. Then, from the first echo image in the calculation area R in the first echo image, and from the second calculation area image in the calculation area R of the second echo image, the wave front flow And wave information is calculated. In this way, by limiting the region for which the wave information is calculated, the waveguide information can be calculated quickly. In addition, by setting the calculation region R in the overlapping region of the two echo images, each echo image (the first calculation region image and the second calculation region image) that is the calculation target of the wave information is appropriately set. Can be extracted.

また、信号処理部１０では、各対象時間帯における自船算出位置を、該各対象時間帯の開始時刻及び終了時刻のそれぞれにおける自船の絶対位置を繋ぐ仮想直線上にあると推定している。これにより、自船算出位置を、比較的容易且つ適切に算出することができる。   Further, the signal processing unit 10 estimates that the own ship calculation position in each target time zone is on a virtual straight line connecting the absolute positions of the own ship at the start time and the end time of each target time zone. . Thereby, the own ship calculation position can be calculated relatively easily and appropriately.

また、信号処理部１０では、自船の絶対位置を、広く普及しているＧＮＳＳを利用して、正確に把握できる。   Further, the signal processing unit 10 can accurately grasp the absolute position of the ship using the widely used GNSS.

また、本実施形態に係る波浪レーダ装置１では、エコー画像及び波浪情報を正確に算出可能な波浪レーダ装置を提供できる。また、波浪レーダ装置１では、信号処理部１０で算出された波速及び波高等が表示部３に表示されるため、ユーザに適切に波浪情報を認識させることができる。   Further, the wave radar apparatus 1 according to the present embodiment can provide a wave radar apparatus that can accurately calculate an echo image and wave information. In the wave radar device 1, the wave speed and wave height calculated by the signal processing unit 10 are displayed on the display unit 3, so that the user can appropriately recognize the wave information.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these, A various change is possible unless it deviates from the meaning of this invention.

［変形例］
（１）図８は、変形例に係る波浪レーダ装置１ａの構成を示すブロック図である。本変形例に係る波浪レーダ装置１ａは、上記実施形態に係る波浪レーダ装置１と比べて、信号処理部１０ａの構成が大きく異なっている。以下では、上記実施形態と主に異なる箇所について説明する。 [Modification]
(1) FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a wave radar device 1a according to a modification. The wave radar device 1a according to the present modification is significantly different from the wave radar device 1 according to the embodiment in the configuration of the signal processing unit 10a. In the following description, portions that are mainly different from the above embodiment will be described.

本変形例に係る信号処理部１０ａは、ＧＮＳＳ受信部１２、Ｌ／Ｌ更新記憶部１３ａ、自船位置算出部１４ａ、画像生成処理部２４、算出領域設定部２５、算出領域内画像抽出部１６ａ、及び波浪情報算出部１７、を備えている。本変形例の信号処理部１０ａも、上記実施形態の信号処理部１０と同等、ＣＰＵ、ＲＡＭ及びＲＯＭ（図示せず）等を含むハードウェアを用いて構成されているか、又は、ＲＯＭに記憶された信号処理プログラムを含むソフトウェアを用いて構成されている。   The signal processing unit 10a according to the present modification includes a GNSS reception unit 12, an L / L update storage unit 13a, a ship position calculation unit 14a, an image generation processing unit 24, a calculation region setting unit 25, and an in-calculation region image extraction unit 16a. , And a wave information calculation unit 17. The signal processing unit 10a of the present modification is also configured using hardware including a CPU, a RAM, a ROM (not shown), etc., or stored in the ROM, similar to the signal processing unit 10 of the above embodiment. It is configured using software including a signal processing program.

上記信号処理プログラムは、本発明の一実施形態における信号処理方法を、信号処理部１０に実行させるためのプログラムである。このプログラムは、外部からインストールできる。このインストールされるプログラムは、例えば、記録媒体に格納された状態で流通する。上記ハードウェアとソフトウェアとは、協働して動作するように構成されている。これにより、信号処理部１０ａを、ＧＮＳＳ受信部１２、Ｌ／Ｌ更新記憶部１３ａ、自船位置算出部１４ａ、画像生成処理部２４、算出領域設定部２５、算出領域内画像抽出部１６ａ、及び波浪情報算出部１７、として機能させることができる。   The signal processing program is a program for causing the signal processing unit 10 to execute the signal processing method according to the embodiment of the present invention. This program can be installed externally. For example, the installed program is distributed while being stored in a recording medium. The hardware and software are configured to operate in cooperation. Thereby, the signal processing unit 10a is changed to the GNSS receiving unit 12, the L / L update storage unit 13a, the own ship position calculation unit 14a, the image generation processing unit 24, the calculation region setting unit 25, the calculation region in-image extraction unit 16a, and It can function as the wave information calculation unit 17.

ＧＮＳＳ受信部１２は、上記実施形態の場合と同様、航法衛星から送信される航法信号を受信して、波浪レーダ装置１ａが搭載される船舶（自船）の絶対位置情報であるＬ／Ｌ情報及び船首方位情報を取得する。ＧＮＳＳ受信部１２は、所定の時刻毎に、自船のＬ／Ｌ情報及び船首方位情報を取得する。   As in the case of the above embodiment, the GNSS receiver 12 receives the navigation signal transmitted from the navigation satellite, and the L / L information that is the absolute position information of the ship (own ship) on which the wave radar device 1a is mounted. And obtain heading information. The GNSS receiver 12 acquires the L / L information and the heading information of the ship at every predetermined time.

Ｌ／Ｌ更新記憶部１３ａは、所定の時刻毎に更新されるＬ／Ｌ情報を記憶する。   The L / L update storage unit 13a stores L / L information updated every predetermined time.

自船位置算出部１４ａは、上記実施形態の場合と同様、各スキャン（本変形例でも、上記実施形態の場合と同様、第１スキャン及び第２スキャン）が行われる時間帯（対象時間帯）における自船の位置を算出する（図４参照）。   As in the case of the above embodiment, the own ship position calculation unit 14a is a time zone (target time zone) in which each scan (also in the present modification example, the first scan and the second scan as in the case of the above embodiment) is performed. The position of the ship at is calculated (see FIG. 4).

画像生成処理部２４は、各スキャンで得られるエコーデータに基づいて、各スキャンに対応するエコー画像を生成する。本変形例でも、画像生成処理部２４は、第１エコーデータに基づいて第１エコー画像を生成し、第２エコーデータに基づいて第２エコー画像を生成する。しかし、詳しくは後述するが、本変形例の画像生成処理部２４は、上記実施形態の場合と異なり、予測された自船位置においてアンテナが各エコーデータ点を受信しているとしてその位置が予測されたエコーデータ点から、エコー画像を生成している。   The image generation processing unit 24 generates an echo image corresponding to each scan based on the echo data obtained in each scan. Also in this modification, the image generation processing unit 24 generates a first echo image based on the first echo data, and generates a second echo image based on the second echo data. However, as will be described in detail later, the image generation processing unit 24 of the present modified example is different from the above-described embodiment in that the position is predicted on the assumption that the antenna receives each echo data point at the predicted ship position. An echo image is generated from the echo data points.

本変形例に係る画像生成処理部２４は、上記実施形態の画像生成処理部１４と異なり、自船位置予測部２４ａと、データ点位置予測部２４ｂと、エコー画像生成部２４ｃと、を有している。   Unlike the image generation processing unit 14 of the above-described embodiment, the image generation processing unit 24 according to this modification includes a ship position prediction unit 24a, a data point position prediction unit 24b, and an echo image generation unit 24c. ing.

自船位置予測部２４ａは、各スキャンが行われる時間である対象時間帯に到達する前に、該対象時間帯の各時刻における自船の位置を自船予測位置（移動体予測位置）として予測する。具体的には、自船位置予測部２４ａは、対象時間帯に到達する前の自船の速度に基づき、該対象時間帯の各時刻における自船の絶対位置を予測する。   The own ship position prediction unit 24a predicts the position of the own ship at each time in the target time zone as the predicted ship position (moving body predicted position) before reaching the target time zone, which is the time at which each scan is performed. To do. Specifically, the own ship position predicting unit 24a predicts the absolute position of the own ship at each time in the target time zone based on the speed of the own ship before reaching the target time zone.

図９は、自船位置予測部２４ａによって予測される自船予測位置について説明するための模式図である。図９を参照して説明すると、自船位置予測部２４ａは、自船が、第１スキャンが行われる時刻ｔ１からｔ２までの間の対象時間帯において、該第１スキャンが行われる前の時間帯であるｔ０からｔ１までの間の時間帯における自船の速度ｖ０で移動しているとして、第１スキャン時における自船位置を予測する。 FIG. 9 is a schematic diagram for explaining the predicted ship position predicted by the ship position prediction unit 24a. Referring to FIG. 9, the own ship position prediction unit 24 a determines that the own ship is in the target time zone from the time t 1 to the time t 2 when the first scan is performed before the first scan is performed. The ship position at the time of the first scan is predicted on the assumption that the ship is moving at the speed v 0 of the ship in a time zone between t 0 and t 1 .

データ点位置予測部２４ｂは、自船位置予測部２４ａによって予測された自船予測位置に基づいて、各エコーデータ点が有する位置情報（自船位置を基準とした相対位置情報）を、絶対位置情報に変換して、データ点予測位置を算出する。   Based on the predicted ship position predicted by the ship position predictor 24a, the data point position predictor 24b uses the position information (relative position information based on the ship position) of each echo data point as an absolute position. The data point prediction position is calculated by converting into information.

図１０は、データ点位置予測部２４ｂによるエコーデータ点の処理について説明するための図である。詳しくは、図１０（Ａ）は、データ点位置予測部２４ｂによる位置予測前の各エコーデータ点について模式的に示す図であり、図１０（Ｂ）は、データ点位置予測部２４ｂによる位置予測後の各エコーデータ点について模式的に示す図である。   FIG. 10 is a diagram for explaining processing of echo data points by the data point position prediction unit 24b. Specifically, FIG. 10A is a diagram schematically showing each echo data point before the position prediction by the data point position prediction unit 24b, and FIG. 10B is a position prediction by the data point position prediction unit 24b. It is a figure typically shown about each subsequent echo data point.

データ点位置予測部２４ｂは、相対的な位置データのみを有するエコーデータ点が、上記自船位置予測部２４ａで予測された自船位置で受信されたと仮定して、各エコーデータ点の位置を予測する。データ点位置予測部２４ｂは、スキャン毎に、全てのエコーデータ点の位置を予測する。   The data point position prediction unit 24b assumes that an echo data point having only relative position data has been received at the ship position predicted by the ship position prediction unit 24a, and determines the position of each echo data point. Predict. The data point position prediction unit 24b predicts the positions of all echo data points for each scan.

図１１は、エコー画像生成部１４ｃによって生成されたエコー画像の範囲の一例を示す図である。図１１には、第１スキャンで得られたエコー信号に基づいて作成されたエコー画像である第１エコー画像と、第２スキャンで得られたエコー信号に基づいて作成されたエコー画像である第２エコー画像と、が表示された例を示している。エコー画像生成部１４ｃは、図６に示すように、同一の座標上に、第１エコー画像と第２エコー画像とを生成する。   FIG. 11 is a diagram illustrating an example of the range of the echo image generated by the echo image generation unit 14c. FIG. 11 shows a first echo image that is an echo image created based on the echo signal obtained in the first scan and an echo image that is created based on the echo signal obtained in the second scan. An example in which two echo images are displayed is shown. As shown in FIG. 6, the echo image generation unit 14c generates a first echo image and a second echo image on the same coordinates.

なお、上述のように、本変形例における各エコー画像を構成するエコーデータ点の位置は、データ点位置予測部２４ｂによって予測された位置（データ点予測位置）である。よって、当該データ点予測位置には、上記実施形態に係る波浪レーダ装置１で算出された、実際の自船の絶対位置に基づいて算出されたデータ点算出位置に対する誤差が含まれる。すなわち、本変形例に係る波浪レーダ装置１ａで生成された各エコー画像を構成するエコーデータ点には、上記実施形態に係る波浪レーダ装置１で生成された各エコー画像を構成するエコーデータ点に対する誤差が含まれることになる。   As described above, the positions of the echo data points constituting each echo image in the present modification are the positions predicted by the data point position prediction unit 24b (data point predicted positions). Therefore, the data point predicted position includes an error with respect to the data point calculation position calculated based on the actual absolute position of the ship, which is calculated by the wave radar device 1 according to the embodiment. That is, the echo data points constituting each echo image generated by the wave radar device 1a according to the present modification are relative to the echo data points constituting each echo image generated by the wave radar device 1 according to the above embodiment. An error will be included.

算出領域設定部２５は、第１算出領域設定部２５ａと、第２算出領域設定部２５ｂとを有している。   The calculation area setting unit 25 includes a first calculation area setting unit 25a and a second calculation area setting unit 25b.

第１算出領域設定部２５ａは、第１エコー画像においてエコー信号情報を算出する対象となる領域である第１算出領域Ｒ１の位置（ｘ１，ｙ１）を設定する。具体的には、第１算出領域設定部２５ａは、以下に示す式（１）に基づいて、第１算出領域Ｒ１の位置ＰＲ１（ｘ１，ｙ１）を設定する。 The first calculation area setting unit 25a sets the position (x 1 , y 1 ) of the first calculation area R 1 that is an area for calculating echo signal information in the first echo image. Specifically, the first calculation area setting unit 25a sets the position P R1 (x 1 , y 1 ) of the first calculation area R 1 based on the following formula (1).

［数１］
ＰＲ１（ｘ１，ｙ１）＝（ｘ２−Δｘ１＋Δｘ２，ｙ２−Δｙ１＋Δｙ２）…（１） [Equation 1]
P R1 (x 1 , y 1 ) = (x 2 −Δx 1 + Δx 2 , y 2 −Δy 1 + Δy 2 ) (1)

式（１）において、（ｘ２，ｙ２）（＝ＰＲ２）は、詳しくは後述するが、第２算出領域設定部２５ｂで設定された第２算出領域Ｒ２の位置ＰＲ２である。 In Expression (1), (x 2 , y 2 ) (= PR 2 ) is the position PR 2 of the second calculation region R 2 set by the second calculation region setting unit 25b, as will be described in detail later.

また、式（１）において、（Δｘ１，Δｙ１）（＝Δ１）は、第１スキャン時においてアンテナ４が第１算出領域Ｒ１内のエコーデータ点を受信した時刻である第１時刻における自船予測位置と、第１時刻における自船算出位置と、の誤差である。 In Expression (1), (Δx 1 , Δy 1 ) (= Δ 1 ) is a first time that is the time when the antenna 4 receives an echo data point in the first calculation region R 1 during the first scan. Is the error between the ship's predicted position and the ship's calculated position at the first time.

また、式（１）において、（Δｘ２，Δｙ２）（＝Δ２）は、第２スキャン時においてアンテナ４が第２算出領域Ｒ２内のエコーデータ点を受信した時刻である第２時刻における自船予測位置と、第２時刻における自船算出位置と、の誤差である。 In Expression (1), (Δx 2 , Δy 2 ) (= Δ 2 ) is a second time that is a time when the antenna 4 receives an echo data point in the second calculation region R 2 during the second scan. Is the error between the ship's predicted position and the ship's calculated position at the second time.

第２算出領域設定部２５ｂは、第２エコー画像においてエコー信号情報を算出する対象となる領域である第２算出領域Ｒ２の位置（ｘ２，ｙ２）を設定する。具体的には、第２算出領域設定部２５ｂは、例えば一例として、第２エコー画像における任意の位置を、第２算出領域Ｒ２の位置ＰＲ２（ｘ２，ｙ２）として設定する。 The second calculation area setting unit 25b sets the position (x 2 , y 2 ) of the second calculation area R 2 that is an area for calculating echo signal information in the second echo image. Specifically, for example, the second calculation area setting unit 25b sets an arbitrary position in the second echo image as a position P R2 (x 2 , y 2 ) of the second calculation area R 2 as an example.

算出領域内画像抽出部１６ａは、第１エコー画像のうち第１算出領域Ｒ１内に含まれるエコー画像を第１算出領域内画像として抽出し、第２エコー画像のうち第２算出領域Ｒ２内に含まれるエコー画像を第２算出領域内画像として抽出する。 Calculating area image extracting unit 16a, the echo images included in the first calculation region R 1 of the first echo image extracted as the first calculation area in an image, the second calculation region R 2 of the second echo images The echo image contained therein is extracted as an image within the second calculation area.

波浪情報算出部１７は、算出領域内画像抽出部１６ａで抽出された第１算出領域内画像及び第２算出領域内画像に基づき、第１算出領域Ｒ１及び第２算出領域Ｒ２における波浪情報を算出する。本変形例では、波浪情報算出部１７は、上記実施形態の場合と同様、第１算出領域内画像及び第２算出領域内画像に対してフーリエ変換等を適用することにより、波の速度、波の向き等の情報を、波浪情報として算出する。 Wave information calculation unit 17, based on the first calculation area in an image and the second calculation region image extracted by calculating area image extracting unit 16a, wave information in the first calculation region R 1 and a second calculation region R 2 Is calculated. In the present modification, the wave information calculation unit 17 applies the Fourier transform or the like to the first calculation area image and the second calculation area image, as in the case of the above embodiment, so that the wave velocity, the wave Information such as the direction of the wave is calculated as wave information.

［信号処理部の動作］
図１２は、変形例に係る信号処理部１０ａの動作を説明するためのフローチャートである。図１２を参照して、波浪情報を算出する際の工程を説明する。 [Operation of signal processor]
FIG. 12 is a flowchart for explaining the operation of the signal processing unit 10a according to the modification. With reference to FIG. 12, the process at the time of calculating wave information is demonstrated.

まず、ステップＳ２０で、ＧＮＳＳ受信部１２は、Ｌ／Ｌ信号であるＬ０及びＬ１を順次、受信する。 First, in step S20, the GNSS receiver 12 sequentially receives L 0 and L 1 that are L / L signals.

次に、ステップＳ２１で、自船位置予測部２４ａは、Ｌ０を取得した時刻からＬ１を取得した時刻までの間の時間帯における自船の速度ｖ０を、Ｌ０及びＬ１から算出する。一方、ステップＳ２２で、アンテナユニット２は、エコー信号を順次受信する。 Next, in step S21, the own ship position predicting unit 24a calculates the speed v 0 of the own ship from L 0 and L 1 in the time period from the time when L 0 is acquired until the time when L 1 is acquired. To do. On the other hand, in step S22, the antenna unit 2 sequentially receives echo signals.

次に、ステップＳ２３で、自船位置予測部２４ａは、第１スキャン時の各時刻における自船予測位置を、図９に示すように予測する。次に、ステップＳ２４で、データ点位置予測部２４ｂは、第１スキャン時における各データ点予測位置を、図１０に示すように予測する。そして、ステップＳ２５で、エコー画像生成部２４ｃは、図１１に示すように、データ点予測位置が予測された第１スキャン時における各エコーデータ点から第１エコー画像を生成する。この第１エコー画像は、適宜、表示部３に表示される。   Next, in step S23, the ship position prediction unit 24a predicts the ship predicted position at each time during the first scan as shown in FIG. Next, in step S24, the data point position prediction unit 24b predicts each data point predicted position at the time of the first scan as shown in FIG. In step S25, as shown in FIG. 11, the echo image generation unit 24c generates a first echo image from each echo data point at the time of the first scan in which the data point prediction position is predicted. The first echo image is displayed on the display unit 3 as appropriate.

次に、ＧＮＳＳ受信部１２がＬ／Ｌ信号であるＬ２を受信した後に（ステップＳ２６）、ステップＳ２７で、自船位置予測部２４ａは、Ｌ１を取得した時刻からＬ２を取得した時刻までの間の時間帯における自船の速度ｖ１を、Ｌ１及びＬ２から算出する。一方、ステップＳ２８で、アンテナユニット２は、エコー信号を順次受信する。 Next, (step S26) after GNSS receiver 12 receives the L 2 is L / L signal, in step S27, the time position of the ship prediction unit 24a, which has acquired the L 2 from the time obtaining the L 1 The speed v 1 of the ship in the time zone until is calculated from L 1 and L 2 . On the other hand, in step S28, the antenna unit 2 sequentially receives echo signals.

次に、ステップＳ２９で、自船位置予測部２４ａは、第２スキャン時の各時刻における自船予測位置を、図９に示すように予測する。次に、ステップＳ３０で、データ点位置予測部２４ｂは、第２スキャン時における各データ点予測位置を、図１０に示すように予測する。そして、ステップＳ３１で、エコー画像生成部２４ｃは、図１１に示すように、データ点予測位置が予測された第２スキャン時における各エコーデータ点から第２エコー画像を生成する。この第２エコー画像は、適宜、表示部３に表示される。   Next, in step S29, the ship position prediction unit 24a predicts the ship predicted position at each time during the second scan as shown in FIG. Next, in step S30, the data point position prediction unit 24b predicts each data point predicted position at the time of the second scan as shown in FIG. In step S31, as shown in FIG. 11, the echo image generation unit 24c generates a second echo image from each echo data point at the time of the second scan in which the data point prediction position is predicted. The second echo image is appropriately displayed on the display unit 3.

次に、ＧＮＳＳ受信部１２が、Ｌ／Ｌ信号であるＬ３を受信した後に（ステップＳ３２）、ステップＳ３３で、算出領域設定部２５は、第１算出領域Ｒ１及び第２算出領域Ｒ２を設定する。具体的には、第２算出領域設定部２５ｂは、第２エコー画像における任意の位置を、第２算出領域Ｒ２の位置ＰＲ２（ｘ２，ｙ２）として設定する。一方、第１算出領域設定部２５ａは、式（１）に基づき、第１算出領域Ｒ１の位置ＰＲ１（ｘ１，ｙ１）を設定する。 Next, GNSS receiver 12, (Step S32) after receiving the L 3 is L / L signal, in step S33, calculating region setting unit 25, the first calculation region R 1 and a second calculation region R 2 Set. Specifically, the second calculation area setting unit 25b sets an arbitrary position in the second echo image as a position P R2 (x 2 , y 2 ) of the second calculation area R 2 . On the other hand, the first calculation area setting unit 25a sets the position P R1 (x 1 , y 1 ) of the first calculation area R 1 based on the formula (1).

次に、ステップＳ１０で、算出領域内画像抽出部１６ａは、第１エコー画像のうち第１算出領域Ｒ１内に含まれるエコー画像を第１算出領域内画像として抽出し、第２エコー画像のうち第２算出領域Ｒ２内に含まれるエコー画像を第２算出領域内画像として抽出する。 Next, in step S10, the in-calculation region image extraction unit 16a extracts an echo image included in the first calculation region R1 from the first echo image as the first calculation region image, and the second echo image is extracted. out to extract the echo images included in the second calculation region R within 2 as the second calculation region within the image.

次に、ステップＳ１１で、波浪情報算出部１７は、２枚の算出領域内画像（第１及び第２の算出領域内画像）に対してフーリエ変換等を適用することにより、波の速度、波の向き等の波浪情報を算出する。このように算出された波浪情報は、表示部３に表示される。   Next, in step S11, the wave information calculation unit 17 applies a Fourier transform or the like to the two images in the calculation area (first and second images in the calculation area), so that the wave velocity, the wave Wave information such as the direction of the wave is calculated. The wave information calculated in this way is displayed on the display unit 3.

［式（１）について］
ここで、上述した式（１）について説明する。上述のように、本変形例の第１エコー画像を構成するエコーデータ点には、上記実施形態の第１エコー画像（実際の自船の絶対位置に基づいて算出された、実際のエコー画像と非常に近い画像）を構成するエコーデータ点に対する位置誤差が含まれている。同様に、本変形例の第２エコー画像を構成するエコーデータ点には、上記実施形態の第２エコー画像（実際の自船の絶対位置に基づいて算出された、実際のエコー画像と非常に近い画像）を構成するエコーデータ点に対する誤差が含まれている。なお、以下では、本変形例の第１エコー画像及び第２エコー画像を、それぞれ、第１予測エコー画像及び第２予測エコー画像、と称し、上記実施形態の第１エコー画像及び第２エコー画像を、それぞれ、第１算出エコー画像及び第２算出エコー画像、と称して説明する。 [Regarding Formula (1)]
Here, the above-described formula (1) will be described. As described above, the echo data points constituting the first echo image of this modification include the first echo image of the above embodiment (the actual echo image calculated based on the absolute position of the actual ship) Position errors with respect to echo data points constituting a very close image) are included. Similarly, the echo data points constituting the second echo image of the present modification include the second echo image of the above embodiment (the actual echo image calculated based on the absolute position of the actual ship) Errors for echo data points constituting a (close image) are included. In the following, the first echo image and the second echo image of this modification will be referred to as a first predicted echo image and a second predicted echo image, respectively, and the first echo image and the second echo image of the above embodiment will be described. Are referred to as a first calculated echo image and a second calculated echo image, respectively.

よって、例えば、本変形例において、上記実施形態の場合と同様にして、第１予測エコー画像と第２予測エコー画像とが重なっている領域の中から共通の算出領域を設定すると、以下のような問題が生じてしまう。具体的には、第１予測エコー画像に対応する第１算出エコー画像における算出領域の位置と、第２予測エコー画像に対応する第２算出エコー画像における算出領域の位置とが、ずれてしまう。そうなると、２枚の算出位置エコー画像のそれぞれにおいて設定される算出領域の位置がずれてしまうため、正確な波浪情報が算出できなくなってしまう。   Therefore, for example, in the present modification, when a common calculation area is set from areas where the first predicted echo image and the second predicted echo image overlap in the same manner as in the above embodiment, the following is performed. Problems arise. Specifically, the position of the calculation area in the first calculation echo image corresponding to the first prediction echo image is shifted from the position of the calculation area in the second calculation echo image corresponding to the second prediction echo image. In this case, the position of the calculation area set in each of the two calculation position echo images is shifted, so that accurate wave information cannot be calculated.

これに対して、本変形例では、上記式（１）のように各算出領域Ｒ１，Ｒ２の位置を設定することで、第１算出エコー画像における、第１算出領域Ｒ１の位置に対応する位置である領域ＲＡに、第２算出エコー画像における、第２算出領域Ｒ２の位置に対応する位置である領域を、重ねることができる。これにより、波浪情報を算出する対象となる２つの画像（第１算出領域内画像及び第２算出領域内画像）の間で位置誤差がなくなるため、当該２つの画像に基づき、正確な波浪情報を算出することができる。 On the other hand, in this modification, by setting the positions of the calculation areas R 1 and R 2 as in the above formula (1), the position of the first calculation area R 1 in the first calculation echo image is set. the corresponding the position region R a, in the second calculating echo images, a region that is at a position corresponding to the position of the second calculation region R 2, it can be superimposed. Thereby, since there is no position error between the two images (the image in the first calculation area and the image in the second calculation area) for which the wave information is calculated, accurate wave information is obtained based on the two images. Can be calculated.

［効果］
以上のように、本変形例に係る信号処理装置としての信号処理部１０ａでは、位置が予測により求められたエコーデータ点から生成された各エコー画像において設定される各算出領域Ｒ１，Ｒ２の位置誤差がなくなるように、各算出領域Ｒ１，Ｒ２の位置が設定される。これにより、波浪情報の算出対象となる複数の領域（算出領域Ｒ１及びＲ２）の位置誤差がなくなるため、当該算出領域Ｒ１及びＲ２内のエコー画像である各算出領域内画像から、正確な波浪情報を算出することができる。 [effect]
As described above, in the signal processing unit 10a as the signal processing device according to the present modification, the calculation regions R 1 and R 2 set in the respective echo images generated from the echo data points whose positions are obtained by prediction. The positions of the respective calculation regions R 1 and R 2 are set so that the position error is eliminated. Thereby, since there is no position error of the plurality of regions (calculation regions R 1 and R 2 ) that are the targets of the wave information calculation, from each calculation region image that is an echo image in the calculation regions R 1 and R 2 , Accurate wave information can be calculated.

従って、信号処理部１０ａでは、正確な波浪情報（エコーに関する情報）を得ることができる。   Therefore, the signal processing unit 10a can obtain accurate wave information (information about echo).

また、信号処理部１０ａでは、自船位置予測部２４ａが、各エコー画像が得られる各対象時間帯に到達する前の自船の速度に基づいて、自船予測位置を予測している。これにより、自船位置を適切に予測することができる。   Further, in the signal processing unit 10a, the own ship position prediction unit 24a predicts the own ship predicted position based on the speed of the own ship before reaching each target time zone in which each echo image is obtained. Thereby, the own ship position can be appropriately predicted.

また、信号処理部１０ａでは、上記実施形態の場合と同様、各対象時間帯における自船算出位置を、該各対象時間帯の開始時刻及び終了時刻のそれぞれにおける自船の絶対位置を繋ぐ仮想直線上にあると推定している。これにより、自船算出位置を、比較的容易且つ適切に算出することができる。   In the signal processing unit 10a, as in the case of the above embodiment, the own ship calculation position in each target time zone is connected to the absolute position of the own ship at the start time and end time of each target time zone. Estimated to be on. Thereby, the own ship calculation position can be calculated relatively easily and appropriately.

また、信号処理部１０ａでは、上記実施形態の場合と同様、自船の絶対位置を、広く普及しているＧＮＳＳを利用して、正確に把握できる。   Further, in the signal processing unit 10a, as in the case of the above-described embodiment, the absolute position of the ship can be accurately grasped by using a widely spread GNSS.

また、本変形例に係る波浪レーダ装置１ａでは、上記実施形態の場合と同様、波浪情報を正確に算出可能な波浪レーダ装置を提供できる。また、波浪レーダ装置１ａでは、信号処理部１０ａで算出された波速及び波高等が表示部３に表示されるため、ユーザに適切に波浪情報を認識させることができる。   Further, in the wave radar device 1a according to the present modification, a wave radar device capable of accurately calculating wave information can be provided as in the case of the above embodiment. In the wave radar device 1a, the wave speed and wave height calculated by the signal processing unit 10a are displayed on the display unit 3, so that the user can appropriately recognize the wave information.

（２）図１３は、変形例に係る波浪レーダ装置１ｂの構成を示すブロック図である。図１３に示すように、本発明は、波浪情報の算出を行わずに、波面からのエコー信号から生成されたエコー画像を表示する波浪レーダ装置に適用することもできる。この場合、エコー画像を、正確な位置に表示されたエコーデータ点で構成することができるため、より正確なエコー画像を表示部に表示することができる。これにより、ユーザは、当該エコー画像から、正確に波浪の状況を推測することができる。   (2) FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of a wave radar device 1b according to a modification. As shown in FIG. 13, the present invention can also be applied to a wave radar apparatus that displays an echo image generated from an echo signal from a wavefront without calculating wave information. In this case, since the echo image can be composed of echo data points displayed at an accurate position, a more accurate echo image can be displayed on the display unit. As a result, the user can accurately estimate the state of the waves from the echo image.

（３）図１４は、本発明の実施形態に係る信号処理部１０ｃの構成を示すブロック図である。また、図１５は、変形例に係る信号処理部１０ｄの構成を示すブロック図である。図１４及び図１５に示すように、本発明は、上記実施形態に係る波浪レーダ装置１の場合と異なり、アンテナ及び表示部等を有さない信号処理装置に適用することもできる。   (3) FIG. 14 is a block diagram showing a configuration of the signal processing unit 10c according to the embodiment of the present invention. FIG. 15 is a block diagram illustrating a configuration of a signal processing unit 10d according to a modification. As shown in FIGS. 14 and 15, the present invention can be applied to a signal processing apparatus that does not have an antenna, a display unit, or the like, unlike the case of the wave radar apparatus 1 according to the above embodiment.

本発明は、アンテナで受信されたエコーに関する情報を算出する信号処理装置、レーダ装置、信号処理方法、及び信号処理プログラムとして広く適用することができる。   The present invention can be widely applied as a signal processing device, a radar device, a signal processing method, and a signal processing program for calculating information related to echoes received by an antenna.

１，１ａ，１ｂ 波浪レーダ装置（レーダ装置）
４ アンテナ
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ 信号処理部（信号処理装置）
１２ ＧＮＳＳ受信部（絶対位置情報取得部）
１４ａ 自船位置算出部（移動体位置算出部）
１４ｂ データ点位置算出部 1, 1a, 1b Wave radar equipment (radar equipment)
4 Antenna 10, 10a, 10b, 10c, 10d Signal processing unit (signal processing device)
12 GNSS receiver (absolute position information acquisition unit)
14a Own ship position calculation unit (moving body position calculation unit)
14b Data point position calculation unit

Claims (14)

移動体に搭載されるとともに方位毎に送信される電波のエコー信号であるスイープ信号を受信するアンテナで得られ、各前記スイープ信号を構成するとともに各前記スイープ信号の方位方向に沿って並ぶエコーデータ点、を処理する信号処理装置であって、
複数の時刻のそれぞれで、前記移動体の絶対位置を示す情報である絶対位置情報を取得する絶対位置情報取得部と、
前記複数の時刻のうちの２つの時刻間に亘る時間帯である対象時間帯、に含まれる各時刻における前記移動体の位置を、前記絶対位置情報取得部で取得された前記２つの時刻のそれぞれにおける前記移動体の絶対位置情報に基づき、移動体算出位置として算出する移動体位置算出部と、
前記アンテナによって得られた各前記エコーデータ点の位置を、前記移動体算出位置に基づきデータ点算出位置として算出するデータ点位置算出部と、
を備えていることを特徴とする、信号処理装置。 Echo data obtained by an antenna that receives a sweep signal that is an echo signal of a radio wave that is mounted on a moving body and transmitted for each direction, and that forms each sweep signal and that is arranged along the direction of each sweep signal A signal processing device for processing points,
An absolute position information acquisition unit that acquires absolute position information, which is information indicating the absolute position of the mobile body, at each of a plurality of times;
Each of the two times acquired by the absolute position information acquisition unit indicates the position of the moving body at each time included in a target time zone that is a time zone between two times of the plurality of times. Based on the absolute position information of the mobile body in the mobile body position calculation unit for calculating as a mobile body calculation position,
A data point position calculation unit for calculating the position of each echo data point obtained by the antenna as a data point calculation position based on the moving object calculation position;
A signal processing apparatus comprising: 請求項１に記載の信号処理装置において、
各前記データ点算出位置に基づいて、前記エコーデータ点で構成されたエコー信号に関する情報であるエコー信号情報を算出するエコー信号情報算出部、を更に備えていることを特徴とする、信号処理装置。 The signal processing device according to claim 1,
An echo signal information calculation unit that calculates echo signal information, which is information related to an echo signal composed of the echo data points, based on each data point calculation position, further comprising: a signal processing device . 請求項２に記載の信号処理装置において、
複数の前記対象時間帯のうちの一つの対象時間帯で得られ、その位置が前記データ点算出位置である各前記エコーデータ点、のエコー画像である第１エコー画像と、複数の前記対象時間帯のうち前記一つの対象時間帯とは別の対象時間帯で得られ、その位置が前記データ点算出位置である各前記エコーデータ点、のエコー画像である第２エコー画像と、を生成するエコー画像生成部と、
前記第１エコー画像及び前記第２エコー画像に対して、算出領域を設定する算出領域設定部と、を更に有し、
前記エコー信号情報算出部は、前記第１エコー画像における前記算出領域内のエコー画像と、前記第２エコー画像における前記算出領域内のエコー画像とに基づいて、該算出領域内における前記エコー信号情報を算出することを特徴とする、信号処理装置。 The signal processing device according to claim 2,
A first echo image that is an echo image of each of the echo data points that is obtained in one of the plurality of target time zones and whose position is the data point calculation position; and a plurality of the target times A second echo image that is an echo image of each echo data point that is obtained in a target time zone different from the one target time zone and whose position is the data point calculation position. An echo image generator,
A calculation region setting unit that sets a calculation region for the first echo image and the second echo image;
The echo signal information calculation unit is configured to generate the echo signal information in the calculation area based on an echo image in the calculation area in the first echo image and an echo image in the calculation area in the second echo image. A signal processing device characterized by calculating 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の信号処理装置において、
前記移動体位置算出部は、前記２つの時刻間に亘る前記対象時間帯における前記移動体算出位置が、該２つの時刻のそれぞれにおける前記移動体の絶対位置を繋ぐ仮想直線上にあると推定して、該対象時間帯における前記移動体算出位置を算出することを特徴とする、信号処理装置。 In the signal processing device according to any one of claims 1 to 3,
The mobile body position calculation unit estimates that the mobile body calculation position in the target time zone between the two times is on a virtual straight line connecting the absolute positions of the mobile bodies at the two times. Then, the signal processing device is characterized in that the mobile object calculation position in the target time zone is calculated. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の信号処理装置において、
前記絶対位置情報取得部は、航法信号を受信可能なＧＮＳＳ受信部として設けられていることを特徴とする、信号処理装置。 In the signal processing device according to any one of claims 1 to 4,
The absolute position information acquiring unit is provided as a GNSS receiving unit capable of receiving a navigation signal. 移動体に搭載されるとともに方位毎に送信される電波のエコー信号であるスイープ信号を受信するアンテナで得られ、各前記スイープ信号を構成するとともに各前記スイープ信号の方位方向に並ぶエコーデータ点、を処理する信号処理装置であって、
複数の時刻のそれぞれで、前記移動体の絶対位置を示す情報である絶対位置情報を取得する絶対位置情報取得部と、
前記複数の時刻のうちの２つの時刻間に亘る時間帯である対象時間帯、に含まれる各時刻における前記移動体の位置を、前記絶対位置情報取得部で取得された前記２つの時刻のそれぞれにおける前記移動体の絶対位置情報に基づき、移動体算出位置として算出する移動体位置算出部と、
前記対象時間帯に到達する前に、該対象時間帯の各時刻における前記移動体の位置を移動体予測位置として予測する移動体位置予測部と、
前記アンテナによって得られた各前記エコーデータ点の位置を、前記移動体予測位置に基づきデータ点予測位置として予測するデータ点位置予測部と、
複数の前記対象時間帯のうちの一つの対象時間帯で得られ、その位置が前記データ点予測位置である各前記エコーデータ点、のエコー画像である第１エコー画像と、複数の前記対象時間帯のうち前記一つの対象時間帯とは別の対象時間帯で得られ、その位置が前記データ点予測位置である各前記エコーデータ点、のエコー画像である第２エコー画像と、を生成するエコー画像生成部と、
前記第１エコー画像において第１算出領域を設定する第１算出領域設定部、及び、前記第２エコー画像において第２算出領域を設定する第２算出領域設定部、を有する算出領域設定部と、
前記第１エコー画像における前記第１算出領域内のエコー画像と、前記第２エコー画像における前記第２算出領域内のエコー画像とに基づいて、前記第１算出領域内及び前記第２算出領域内のエコー信号に関する情報であるエコー情報信号を算出するエコー信号情報算出部と、を備え、
前記第１算出領域設定部は、前記アンテナが前記第１算出領域内のエコーデータ点を受信した時刻である第１時刻における前記移動体予測位置と、該第１時刻における前記移動体算出位置との誤差、及び、前記アンテナが前記第２算出領域内のエコーデータ点を受信した時刻である第２時刻における前記移動体予測位置と、該第２時刻における前記移動体算出位置との誤差、に基づいて、前記第１算出領域を設定することを特徴とする、信号処理装置。 Echo data points mounted on a moving body and obtained by an antenna that receives a sweep signal that is an echo signal of a radio wave transmitted for each azimuth, and constitutes each sweep signal and is arranged in the azimuth direction of each sweep signal, A signal processing device for processing
An absolute position information acquisition unit that acquires absolute position information, which is information indicating the absolute position of the mobile body, at each of a plurality of times;
Each of the two times acquired by the absolute position information acquisition unit indicates the position of the moving body at each time included in a target time zone that is a time zone between two times of the plurality of times. Based on the absolute position information of the mobile body in the mobile body position calculation unit for calculating as a mobile body calculation position,
A mobile body position prediction unit that predicts the position of the mobile body at each time in the target time zone as a mobile body prediction position before reaching the target time zone;
A data point position prediction unit for predicting the position of each echo data point obtained by the antenna as a data point prediction position based on the mobile object prediction position;
A first echo image that is an echo image of each of the echo data points that is obtained in one target time zone of the plurality of target time zones and whose position is the predicted data point, and a plurality of the target times A second echo image that is obtained in a target time zone different from the one target time zone in the zone and whose position is the echo data point of each of the echo data points that is the predicted data point position. An echo image generator,
A calculation region setting unit comprising: a first calculation region setting unit that sets a first calculation region in the first echo image; and a second calculation region setting unit that sets a second calculation region in the second echo image;
Based on the echo image in the first calculation area in the first echo image and the echo image in the second calculation area in the second echo image, in the first calculation area and in the second calculation area An echo signal information calculation unit that calculates an echo information signal that is information related to the echo signal of
The first calculation area setting unit includes the predicted mobile body position at a first time, which is a time when the antenna receives an echo data point in the first calculation area, and the mobile body calculation position at the first time. And an error between the predicted position of the moving object at the second time, which is the time when the antenna receives the echo data point in the second calculation area, and the calculated position of the moving object at the second time. The signal processing apparatus is characterized in that the first calculation area is set based on the first calculation area. 請求項６に記載の信号処理装置において、
前記移動体位置予測部は、前記対象時間帯に到達する前の前記移動体の速度に基づき、前記移動体予測位置を予測することを特徴とする、信号処理装置。 The signal processing apparatus according to claim 6,
The signal processing apparatus according to claim 1, wherein the mobile body position prediction unit predicts the mobile body predicted position based on a speed of the mobile body before reaching the target time zone. 請求項６又は請求項７に記載の信号処理装置において、
前記移動体位置算出部は、前記２つの時刻間に亘る前記対象時間帯における前記移動体算出位置が、該２つの時刻のそれぞれにおける前記移動体の絶対位置を繋ぐ仮想直線上にあると推定して、該対象時間帯における前記移動体算出位置を算出することを特徴とする、信号処理装置。 In the signal processing device according to claim 6 or 7,
The mobile body position calculation unit estimates that the mobile body calculation position in the target time zone between the two times is on a virtual straight line connecting the absolute positions of the mobile bodies at the two times. Then, the signal processing device is characterized in that the mobile object calculation position in the target time zone is calculated. 請求項６から請求項８のいずれか１項に記載の信号処理装置において、
前記絶対位置情報取得部は、航法信号を受信可能なＧＮＳＳ受信部として設けられていることを特徴とする、信号処理装置。 The signal processing device according to any one of claims 6 to 8,
The absolute position information acquiring unit is provided as a GNSS receiving unit capable of receiving a navigation signal. 移動体に搭載され、方位毎に送信される電波のエコー信号であるスイープ信号を受信するアンテナと、
前記アンテナで得られ、各前記スイープ信号を構成するとともに各前記スイープ信号の方位方向に沿って並ぶエコーデータ点、を処理する、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の信号処理装置としての信号処理部と、
前記信号処理部によって生成されたエコー画像、及び、前記信号処理部によって算出されたエコー信号情報、のうち少なくとも一方を表示する表示部と、
を備えていることを特徴とする、レーダ装置。 An antenna that is mounted on a moving body and receives a sweep signal that is an echo signal of a radio wave transmitted for each direction;
The signal processing according to any one of claims 1 to 9, wherein echo signal points obtained by the antenna and constituting each of the sweep signals and arranged along the azimuth direction of each of the sweep signals are processed. A signal processing unit as a device;
A display unit that displays at least one of the echo image generated by the signal processing unit and the echo signal information calculated by the signal processing unit;
A radar apparatus comprising: 移動体に搭載されるとともに方位毎に送信される電波のエコー信号であるスイープ信号を受信するアンテナで得られ、各前記スイープ信号を構成するとともに各前記スイープ信号の方位方向に沿って並ぶエコーデータ点、を処理する信号処理方法であって、
複数の時刻のそれぞれで、前記移動体の絶対位置を示す情報である絶対位置情報を取得するステップと、
前記複数の時刻のうちの２つの時刻間に亘る時間帯である対象時間帯、に含まれる各時刻における前記移動体の位置を、前記絶対位置情報を取得するステップで取得された前記２つの時刻のそれぞれにおける前記移動体の絶対位置情報に基づき、移動体算出位置として算出するステップと、
前記アンテナによって得られた各前記エコーデータ点の位置を、前記移動体算出位置に基づきデータ点算出位置として算出するステップと、
を含むことを特徴とする、信号処理方法。 Echo data obtained by an antenna that receives a sweep signal that is an echo signal of a radio wave that is mounted on a moving body and transmitted for each direction, and that forms each sweep signal and that is arranged along the direction of each sweep signal A signal processing method for processing points,
Obtaining absolute position information, which is information indicating the absolute position of the moving body, at each of a plurality of times; and
The two times acquired in the step of acquiring the absolute position information, the position of the moving body at each time included in a target time zone that is a time zone extending between two times of the plurality of times. Calculating as a moving body calculated position based on the absolute position information of the moving body in each of
Calculating the position of each echo data point obtained by the antenna as a data point calculation position based on the moving object calculation position;
A signal processing method. 移動体に搭載されるとともに方位毎に送信される電波のエコー信号であるスイープ信号を受信するアンテナで得られ、各前記スイープ信号を構成するとともに各前記スイープ信号の方位方向に沿って並ぶエコーデータ点、を処理するための信号処理プログラムであって、
複数の時刻のそれぞれで、前記移動体の絶対位置を示す情報である絶対位置情報を取得するステップと、
前記複数の時刻のうちの２つの時刻間に亘る時間帯である対象時間帯、に含まれる各時刻における前記移動体の位置を、前記絶対位置情報を取得するステップで取得された前記２つの時刻のそれぞれにおける前記移動体の絶対位置情報に基づき、移動体算出位置として算出するステップと、
前記アンテナによって得られた各前記エコーデータ点の位置を、前記移動体算出位置に基づきデータ点算出位置として算出するステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とする、信号処理プログラム。 Echo data obtained by an antenna that receives a sweep signal that is an echo signal of a radio wave that is mounted on a moving body and transmitted for each direction, and that forms each sweep signal and that is arranged along the direction of each sweep signal A signal processing program for processing points,
Obtaining absolute position information, which is information indicating the absolute position of the moving body, at each of a plurality of times; and
The two times acquired in the step of acquiring the absolute position information, the position of the moving body at each time included in a target time zone that is a time zone extending between two times of the plurality of times. Calculating as a moving body calculated position based on the absolute position information of the moving body in each of
Calculating the position of each echo data point obtained by the antenna as a data point calculation position based on the moving object calculation position;
A signal processing program for causing a computer to execute. 移動体に搭載されるとともに方位毎に送信される電波のエコー信号であるスイープ信号を受信するアンテナで得られ、各前記スイープ信号を構成するとともに各前記スイープ信号の方位方向に並ぶエコーデータ点、を処理する信号処理方法であって、
複数の時刻のそれぞれで、前記移動体の絶対位置を示す情報である絶対位置情報を取得するステップと、
前記複数の時刻のうちの２つの時刻間に亘る時間帯である対象時間帯、に含まれる各時刻における前記移動体の位置を、前記絶対位置情報を取得するステップで取得された前記２つの時刻のそれぞれにおける前記移動体の絶対位置情報に基づき、移動体算出位置として算出するステップと、
前記対象時間帯に到達する前に、該対象時間帯の各時刻における前記移動体の位置を移動体予測位置として予測するステップと、
前記アンテナによって得られた各前記エコーデータ点の位置を、前記移動体予測位置に基づきデータ点予測位置として予測するステップと、
複数の前記対象時間帯のうちの一つの対象時間帯で得られ、その位置が前記データ点予測位置である各前記エコーデータ点、のエコー画像である第１エコー画像と、複数の前記対象時間帯のうち前記一つの対象時間帯とは別の対象時間帯で得られ、その位置が前記データ点予測位置である各前記エコーデータ点、のエコー画像である第２エコー画像と、を生成するステップと、
前記第１エコー画像において第１算出領域を設定するステップと、
前記第２エコー画像において第２算出領域を設定するステップと、
前記第１エコー画像における前記第１算出領域内のエコー画像と、前記第２エコー画像における前記第２算出領域内のエコー画像とに基づいて、前記第１算出領域内及び前記第２算出領域内のエコー信号に関する情報であるエコー情報信号を算出するステップと、
を含み、
前記第１算出領域を設定するステップでは、前記アンテナが前記第１算出領域内のエコーデータ点を受信した時刻である第１時刻における前記移動体予測位置と、該第１時刻における前記移動体算出位置との誤差、及び、前記アンテナが前記第２算出領域内のエコーデータ点を受信した時刻である第２時刻における前記移動体予測位置と、該第２時刻における前記移動体算出位置との誤差、に基づいて、前記第１算出領域が設定されることを特徴とする、信号処理方法。 Echo data points mounted on a moving body and obtained by an antenna that receives a sweep signal that is an echo signal of a radio wave transmitted for each azimuth, and constitutes each sweep signal and is arranged in the azimuth direction of each sweep signal, A signal processing method for processing
Obtaining absolute position information, which is information indicating the absolute position of the moving body, at each of a plurality of times; and
The two times acquired in the step of acquiring the absolute position information, the position of the moving body at each time included in a target time zone that is a time zone extending between two times of the plurality of times. Calculating as a moving body calculated position based on the absolute position information of the moving body in each of
Predicting the position of the mobile body at each time of the target time zone as a mobile body predicted position before reaching the target time zone;
Predicting the position of each echo data point obtained by the antenna as a data point predicted position based on the mobile predicted position;
A first echo image that is an echo image of each of the echo data points that is obtained in one target time zone of the plurality of target time zones and whose position is the predicted data point, and a plurality of the target times A second echo image that is obtained in a target time zone different from the one target time zone in the zone and whose position is the echo data point of each of the echo data points that is the predicted data point position. Steps,
Setting a first calculation area in the first echo image;
Setting a second calculation region in the second echo image;
Based on the echo image in the first calculation area in the first echo image and the echo image in the second calculation area in the second echo image, in the first calculation area and in the second calculation area Calculating an echo information signal that is information about the echo signal of
Including
In the step of setting the first calculation area, the mobile object predicted position at a first time, which is a time when the antenna receives an echo data point in the first calculation area, and the mobile object calculation at the first time. And an error between the predicted position of the moving object at the second time, which is the time when the antenna receives the echo data point in the second calculation area, and the calculated position of the moving object at the second time. The signal processing method is characterized in that the first calculation area is set on the basis of. 移動体に搭載されるとともに方位毎に送信される電波のエコー信号であるスイープ信号を受信するアンテナで得られ、各前記スイープ信号を構成するとともに各前記スイープ信号の方位方向に並ぶエコーデータ点、を処理するための信号処理プログラムであって、
複数の時刻のそれぞれで、前記移動体の絶対位置を示す情報である絶対位置情報を取得するステップと、
前記複数の時刻のうちの２つの時刻間に亘る時間帯である対象時間帯、に含まれる各時刻における前記移動体の位置を、前記絶対位置情報を取得するステップで取得された前記２つの時刻のそれぞれにおける前記移動体の絶対位置情報に基づき、移動体算出位置として算出するステップと、
前記対象時間帯に到達する前に、該対象時間帯の各時刻における前記移動体の位置を移動体予測位置として予測するステップと、
前記アンテナによって得られた各前記エコーデータ点の位置を、前記移動体予測位置に基づきデータ点予測位置として予測するステップと、
複数の前記対象時間帯のうちの一つの対象時間帯で得られ、その位置が前記データ点予測位置である各前記エコーデータ点、のエコー画像である第１エコー画像と、複数の前記対象時間帯のうち前記一つの対象時間帯とは別の対象時間帯で得られ、その位置が前記データ点予測位置である各前記エコーデータ点、のエコー画像である第２エコー画像と、を生成するステップと、
前記第１エコー画像において第１算出領域を設定するステップと、
前記第２エコー画像において第２算出領域を設定するステップと、
前記第１エコー画像における前記第１算出領域内のエコー画像と、前記第２エコー画像における前記第２算出領域内のエコー画像とに基づいて、前記第１算出領域内及び前記第２算出領域内のエコー信号に関する情報であるエコー情報信号を算出するステップと、
をコンピュータに実行させ、
前記第１算出領域を設定するステップでは、前記アンテナが前記第１算出領域内のエコーデータ点を受信した時刻である第１時刻における前記移動体予測位置と、該第１時刻における前記移動体算出位置との誤差、及び、前記アンテナが前記第２算出領域内のエコーデータ点を受信した時刻である第２時刻における前記移動体予測位置と、該第２時刻における前記移動体算出位置との誤差、に基づいて、前記第１算出領域が設定されることを特徴とする、信号処理プログラム。 Echo data points mounted on a moving body and obtained by an antenna that receives a sweep signal that is an echo signal of a radio wave transmitted for each azimuth, and constitutes each sweep signal and is arranged in the azimuth direction of each sweep signal, A signal processing program for processing
Obtaining absolute position information, which is information indicating the absolute position of the moving body, at each of a plurality of times; and
The two times acquired in the step of acquiring the absolute position information, the position of the moving body at each time included in a target time zone that is a time zone extending between two times of the plurality of times. Calculating as a moving body calculated position based on the absolute position information of the moving body in each of
Predicting the position of the mobile body at each time of the target time zone as a mobile body predicted position before reaching the target time zone;
Predicting the position of each echo data point obtained by the antenna as a data point predicted position based on the mobile predicted position;
A first echo image that is an echo image of each of the echo data points that is obtained in one target time zone of the plurality of target time zones and whose position is the predicted data point, and a plurality of the target times A second echo image that is obtained in a target time zone different from the one target time zone in the zone and whose position is the echo data point of each of the echo data points that is the predicted data point position. Steps,
Setting a first calculation area in the first echo image;
Setting a second calculation region in the second echo image;
Based on the echo image in the first calculation area in the first echo image and the echo image in the second calculation area in the second echo image, in the first calculation area and in the second calculation area Calculating an echo information signal that is information about the echo signal of
To the computer,
In the step of setting the first calculation area, the mobile object predicted position at a first time, which is a time when the antenna receives an echo data point in the first calculation area, and the mobile object calculation at the first time. And an error between the predicted position of the moving object at the second time, which is the time when the antenna receives the echo data point in the second calculation area, and the calculated position of the moving object at the second time. The signal processing program is characterized in that the first calculation area is set on the basis of.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2021001910A (en) * 2020-10-02 2021-01-07 京セラ株式会社 Distance measuring device, vehicle, distance measuring method, and distance measuring system
WO2023233867A1 (en) * 2022-06-02 2023-12-07 古野電気株式会社 Ship information sharing system, ship information sharing apparatus, and ship information sharing method

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