JP2021039072A - Sea clutter removing device and sea clutter removing program - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、海面クラッタ成分に埋もれた目標を探知する技術に関する。 The present disclosure relates to a technique for detecting a target buried in a sea surface clutter component.
海面クラッタ成分に埋もれた目標を探知する技術が、特許文献１等に開示されている。ここで、特許文献１では、ＳＴＣ（Ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ Ｔｉｍｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）を適用し、レーダ受信感度を時間的に変化させ、海面クラッタ成分を抑圧する。
しかし、特許文献１では、海面クラッタ成分が天候等に応じて時々刻々と変化するときには、レーダ受信感度と海面クラッタ抑圧との間の整合を図ることが困難であるため、海面クラッタ成分に埋もれた目標を探知することが困難である。
However, in
そこで、前記課題を解決するために、本開示は、海面クラッタ成分が天候等に応じて時々刻々と変化するときでも、レーダ受信感度と海面クラッタ抑圧との間の整合を図るまでもなく、海面クラッタ成分に埋もれた目標を探知することを目的とする。 Therefore, in order to solve the above-mentioned problems, in the present disclosure, even when the sea surface clutter component changes from moment to moment depending on the weather or the like, it is not necessary to match the radar reception sensitivity with the sea surface clutter suppression. The purpose is to detect the target buried in the clutter component.
前記課題を解決するために、ＳＴＣを適用するまでもなく、波浪解析機能を応用することとした。そして、（１）海上レーダ画像をフーリエ変換し、波浪方向スペクトルを算出し、（２）波浪方向スペクトルの主要ピーク成分を逆フーリエ変換し、擬似波浪画像を算出し、（３）海上レーダ画像から擬似波浪画像を減算し、波浪除去画像を算出する。 In order to solve the above problem, it was decided to apply the wave analysis function without applying STC. Then, (1) Fourier transform the marine radar image to calculate the wave direction spectrum, (2) inverse Fourier transform the main peak component of the wave direction spectrum, calculate a pseudo wave image, and (3) from the marine radar image. The pseudo wave image is subtracted to calculate the wave removal image.
具体的には、本開示は、海面クラッタ成分が重畳された海上レーダ画像をフーリエ変換し、波浪方向スペクトルを算出する波浪方向スペクトル算出部と、前記波浪方向スペクトルの主要ピーク成分を逆フーリエ変換し、前記海面クラッタ成分の主要クラッタ成分が包含された擬似波浪画像を算出する擬似波浪画像算出部と、前記海上レーダ画像から前記擬似波浪画像を減算し、前記海面クラッタ成分の前記主要クラッタ成分が除去された波浪除去画像を算出する波浪除去画像算出部と、を備えることを特徴とする海面クラッタ除去装置である。 Specifically, in the present disclosure, a wave direction spectrum calculation unit that calculates a wave direction spectrum by Fourier transforming a marine radar image on which a sea surface clutter component is superimposed, and an inverse Fourier transform of a main peak component of the wave direction spectrum are performed. , A pseudo wave image calculation unit that calculates a pseudo wave image including the main clutter component of the sea surface clutter component, and the pseudo wave image is subtracted from the sea radar image to remove the main clutter component of the sea surface clutter component. It is a sea surface clutter removing device characterized by including a wave removing image calculating unit for calculating a wave removing image.
具体的には、本開示は、海面クラッタ成分が重畳された海上レーダ画像をフーリエ変換し、波浪方向スペクトルを算出する波浪方向スペクトル算出ステップと、前記波浪方向スペクトルの主要ピーク成分を逆フーリエ変換し、前記海面クラッタ成分の主要クラッタ成分が包含された擬似波浪画像を算出する擬似波浪画像算出ステップと、前記海上レーダ画像から前記擬似波浪画像を減算し、前記海面クラッタ成分の前記主要クラッタ成分が除去された波浪除去画像を算出する波浪除去画像算出ステップと、を順にコンピュータに実行させるための海面クラッタ除去プログラムである。 Specifically, the present disclosure includes a wave direction spectrum calculation step of calculating a wave direction spectrum by Fourier transforming a marine radar image on which a sea surface clutter component is superimposed, and an inverse Fourier transform of the main peak component of the wave direction spectrum. , A pseudo wave image calculation step for calculating a pseudo wave image including the main clutter component of the sea surface clutter component, and the pseudo wave image is subtracted from the sea radar image to remove the main clutter component of the sea surface clutter component. This is a sea surface clutter removal program for causing a computer to execute the wave removal image calculation step for calculating the wave removal image and the wave removal image calculation step in order.
これらの構成によれば、海面クラッタ成分が天候等に応じて時々刻々と変化するときでも、レーダ受信感度と海面クラッタ抑圧との間の整合を図るまでもなく、海面クラッタ成分に埋もれた目標（低レーダ断面積目標を含む。）を探知することができる。 According to these configurations, even when the sea level clutter component changes from moment to moment depending on the weather, etc., it is not necessary to match the radar reception sensitivity with the sea level clutter suppression, and the target buried in the sea surface clutter component ( Includes low radar cross section targets).
また、本開示は、前記擬似波浪画像算出部及び前記波浪除去画像算出部は、前記波浪方向スペクトルが所定閾値以上の前記主要ピーク成分を包含しないときには、各々の処理を中止することを特徴とする海面クラッタ除去装置である。 Further, the present disclosure is characterized in that the pseudo wave image calculation unit and the wave removal image calculation unit cancel their respective processes when the wave direction spectrum does not include the main peak component having a predetermined threshold value or more. It is a sea surface clutter removal device.
この構成によれば、海面クラッタ成分が好天候等に応じて低い強度しか有さないときには、擬似波浪画像及び波浪除去画像を算出するまでもなく、海面クラッタ成分に埋もれた目標（低レーダ断面積目標を含む。）を探知することができる。 According to this configuration, when the sea surface clutter component has low intensity depending on good weather, etc., it is not necessary to calculate the pseudo wave image and the wave removal image, and the target (low radar cross section) buried in the sea surface clutter component is not required. Includes targets.) Can be detected.
また、本開示は、前記擬似波浪画像算出部は、前記波浪方向スペクトルの前記主要ピーク成分を、振幅を考慮するとともに位相を考慮したうえで逆フーリエ変換し、前記波浪除去画像算出部は、前記海上レーダ画像に対して前記擬似波浪画像をずらすことなく、前記海上レーダ画像から前記擬似波浪画像を減算することを特徴とする海面クラッタ除去装置である。 Further, in the present disclosure, the pseudo-wave image calculation unit performs inverse Fourier transformation on the main peak component of the wave direction spectrum in consideration of amplitude and phase, and the wave removal image calculation unit performs the above-mentioned wave removal image calculation unit. It is a sea surface clutter removing device characterized by subtracting the pseudo wave image from the sea radar image without shifting the pseudo wave image with respect to the sea radar image.
この構成によれば、波浪方向スペクトルの主要ピーク成分の位相を考慮するときには、海上レーダ画像に対して擬似波浪画像をずらすことなく、海上レーダ画像及び擬似波浪画像の海面クラッタ成分が減算時に強め合う干渉をすることを防止することができる。 According to this configuration, when considering the phase of the main peak component of the wave direction spectrum, the sea surface clutter components of the sea radar image and the pseudo wave image strengthen each other at the time of subtraction without shifting the pseudo wave image with respect to the sea radar image. It is possible to prevent interference.
また、本開示は、前記擬似波浪画像算出部は、前記波浪方向スペクトルの前記主要ピーク成分を、振幅を考慮するものの位相を考慮することなく逆フーリエ変換し、前記波浪除去画像算出部は、前記海上レーダ画像に対して前記擬似波浪画像をずらしたうえで、前記海上レーダ画像から前記擬似波浪画像の減算結果を最小化することを特徴とする海面クラッタ除去装置である。 Further, in the present disclosure, the pseudo wave image calculation unit performs an inverse Fourier transform on the main peak component of the wave direction spectrum without considering the phase of the wave direction spectrum, and the wave removal image calculation unit performs the wave removal image calculation unit. The sea surface clutter removing device is characterized in that the pseudo wave image is shifted with respect to the sea radar image and then the subtraction result of the pseudo wave image from the sea radar image is minimized.
この構成によれば、波浪方向スペクトルの主要ピーク成分の位相を考慮しないときでも、海上レーダ画像に対して擬似波浪画像をずらしたうえで、海上レーダ画像及び擬似波浪画像の海面クラッタ成分が減算時に強め合う干渉をすることを防止することができる。 According to this configuration, even when the phase of the main peak component of the wave direction spectrum is not considered, the pseudo wave image is shifted from the sea radar image, and then the sea surface clutter component of the sea radar image and the pseudo wave image is subtracted. It is possible to prevent intensifying interference.
また、本開示は、自船の周囲の前記波浪除去画像と、前記自船と情報共有可能な他船の周囲の前記波浪除去画像と、を合成する波浪除去画像合成部、をさらに備えることを特徴とする海面クラッタ除去装置である。 Further, the present disclosure further includes a wave removing image compositing unit that synthesizes the wave removing image around the own ship and the wave removing image around the other ship that can share information with the own ship. It is a characteristic sea surface clutter removing device.
この構成によれば、自船から遠いが他船から近い場所において、自船の周囲の波浪除去精度は低い一方で、他船の周囲の波浪除去精度は高いところ、自他船の周囲の波浪除去画像を合成することにより、海面クラッタ成分に埋もれた目標（低レーダ断面積目標を含む。）を高精度に探知することができる範囲を拡大することができる。 According to this configuration, in a place far from the own ship but close to the other ship, the wave removal accuracy around the own ship is low, while the wave removal accuracy around the other ship is high, but the waves around the own ship and the other ship are high. By synthesizing the removed images, it is possible to expand the range in which targets buried in the sea surface clutter component (including low radar cross-sectional area targets) can be detected with high accuracy.
また、本開示は、前記波浪方向スペクトル算出部、前記擬似波浪画像算出部及び前記波浪除去画像算出部は、前記自船の周囲の前記海上レーダ画像と、前記自船と情報共有可能な前記他船の周囲の前記海上レーダ画像と、について、各々の処理を実行することを特徴とする海面クラッタ除去装置である。 Further, in the present disclosure, the wave direction spectrum calculation unit, the pseudo wave image calculation unit, and the wave removal image calculation unit can share information with the sea radar image around the own ship and the other. It is a sea surface clutter removing device characterized in that each process is executed for the above-mentioned marine radar image around the ship.
この構成によれば、他船においてその周囲の海上レーダ画像を生成するのみでも、自船において他船の周囲の波浪除去画像を算出することにより、海面クラッタ成分に埋もれた目標（低レーダ断面積目標を含む。）を高精度に探知することができる範囲を拡大することができる。例えば、他船として、自船を補佐する船舶等が挙げられる。 According to this configuration, even if only the sea radar image around the other ship is generated, the target (low radar cross section) buried in the sea surface clutter component is calculated by calculating the wave removal image around the other ship on the own ship. The range in which the target can be detected with high accuracy can be expanded. For example, as another ship, a ship that assists the own ship and the like can be mentioned.
また、本開示は、前記波浪方向スペクトル算出部、前記擬似波浪画像算出部及び前記波浪除去画像算出部は、前記自船の周囲の前記海上レーダ画像について、各々の処理を実行し、前記波浪除去画像合成部は、前記自船と情報共有可能な前記他船の周囲の前記波浪除去画像を取得することを特徴とする海面クラッタ除去装置である。 Further, in the present disclosure, the wave direction spectrum calculation unit, the pseudo wave image calculation unit, and the wave removal image calculation unit execute their respective processes on the marine radar image around the own ship to remove the waves. The image synthesizing unit is a sea surface clutter removing device characterized by acquiring the wave removing image around the other ship that can share information with the own ship.
この構成によれば、他船においてその周囲の波浪除去画像を算出するとともに、自船においてその周囲の波浪除去画像を算出することにより、海面クラッタ成分に埋もれた目標（低レーダ断面積目標を含む。）を高精度に探知することができる範囲を拡大することができる。例えば、他船として、自船と同等である僚船等が挙げられる。 According to this configuration, the target buried in the sea surface clutter component (including the low radar cross section target) is calculated by calculating the wave removal image of the surroundings on the other ship and the wave removal image of the surroundings on the own ship. .) Can be detected with high accuracy. For example, as another ship, there is a consort ship that is equivalent to the own ship.
このように、本開示は、海面クラッタ成分が天候等に応じて時々刻々と変化するときでも、レーダ受信感度と海面クラッタ抑圧との間の整合を図るまでもなく、海面クラッタ成分に埋もれた目標を探知することができる。 As described above, the present disclosure is a target buried in the sea surface clutter component without needing to match the radar reception sensitivity and the sea surface clutter suppression even when the sea surface clutter component changes from moment to moment depending on the weather or the like. Can be detected.
（第１実施形態）
第１実施形態の海面クラッタ除去装置の構成を図１に示す。第１実施形態の海面クラッタ除去方法の手順を図２に示す。第１実施形態の海面クラッタ除去方法の概要を図３に示す。海面クラッタ除去装置Ｃは、波浪方向スペクトル算出部１、擬似波浪画像算出部２及び波浪除去画像算出部３から構成され、図２に示した海面クラッタ除去プログラムをコンピュータにインストールして実現可能である。
(First Embodiment)
The configuration of the sea surface clutter removing device of the first embodiment is shown in FIG. The procedure of the sea level clutter removing method of the first embodiment is shown in FIG. FIG. 3 shows an outline of the sea level clutter removing method of the first embodiment. The sea surface clutter removing device C is composed of a wave direction
波浪方向スペクトル算出部１は、海面クラッタ成分が重畳された海上レーダ画像Ｒをフーリエ変換し、波浪方向スペクトルＤを算出する（ステップＳ１）。具体的には、波浪方向スペクトル算出部１は、ＰＰＩ画像Ｐから矩形の海上レーダ画像Ｒを抜き出し、矩形の海上レーダ画像Ｒをフーリエ変換し、波浪方向スペクトルＤを算出する。ここで、矩形の海上レーダ画像Ｒでは、目標Ｔが海面クラッタ成分に埋もれている。
The wave direction
擬似波浪画像算出部２は、波浪方向スペクトルＤの主要ピーク成分Ｍを逆フーリエ変換し、海面クラッタ成分の主要クラッタ成分が包含された擬似波浪画像Ｗを算出する（ステップＳ２）。具体的には、擬似波浪画像算出部２は、様々なピーク成分から主要ピーク成分Ｍを抽出し、主要ピーク成分Ｍを逆フーリエ変換し、矩形の擬似波浪画像Ｗを算出する。ここで、矩形の擬似波浪画像Ｗでは、目標Ｔが主要ピーク成分Ｍに寄与せず現れない。
The pseudo-wave
波浪除去画像算出部３は、海上レーダ画像Ｒから擬似波浪画像Ｗを減算し、海面クラッタ成分の主要クラッタ成分が除去された波浪除去画像Ｓを算出する（ステップＳ３）。具体的には、波浪除去画像算出部３は、矩形の海上レーダ画像Ｒから矩形の擬似波浪画像Ｗを減算し、矩形の波浪除去画像Ｓを算出し、ＰＰＩ画像Ｐに矩形の波浪除去画像Ｓを埋め込む。ここで、矩形の波浪除去画像Ｓでは、目標Ｔが海面クラッタ成分に埋もれず現れる。最後に、波浪除去画像算出部３は、自船の情報（位置、針路及び速力等）を考慮しつつ、波浪除去画像Ｓを図１に不図示の海上レーダ画像表示装置に出力する。
The wave removal
よって、海面クラッタ成分が天候等に応じて時々刻々と変化するときでも、レーダ受信感度と海面クラッタ抑圧との間の整合を図るまでもなく、海面クラッタ成分に埋もれた目標Ｔ（低レーダ断面積目標を含む。）を探知することができる。 Therefore, even when the sea level clutter component changes from moment to moment depending on the weather, etc., the target T (low radar cross section) buried in the sea surface clutter component does not need to be matched between the radar reception sensitivity and the sea level clutter suppression. Includes targets.) Can be detected.
第１実施形態の海面クラッタ除去方法の詳細を図４から図６までに示す。 The details of the sea level clutter removing method of the first embodiment are shown in FIGS. 4 to 6.
図４では、擬似波浪画像算出部２及び波浪除去画像算出部３は、波浪方向スペクトルＤが所定閾値以上の主要ピーク成分Ｍを包含しないときには、各々の処理を中止する。
In FIG. 4, the pseudo-wave
図４の左欄では、波高が高いうねりが、ほぼ単一の波長・方向成分として発達している。そこで、擬似波浪画像算出部２及び波浪除去画像算出部３は、波浪方向スペクトルＤが所定閾値以上の主要ピーク成分Ｍを包含するとして、各々の処理を実行する。
In the left column of FIG. 4, a swell with a high wave height develops as an almost single wavelength / direction component. Therefore, the pseudo wave
図４の右欄では、波高が低い風波が、様々な波長・方向成分として分散している。そこで、擬似波浪画像算出部２及び波浪除去画像算出部３は、波浪方向スペクトルＤが所定閾値以上の主要ピーク成分Ｍを包含しないとして、各々の処理を中止する。
In the right column of FIG. 4, wind waves having a low wave height are dispersed as various wavelength / direction components. Therefore, the pseudo wave
よって、海面クラッタ成分が好天候等に応じて低い強度しか有さないときには、擬似波浪画像Ｗ及び波浪除去画像Ｓを算出するまでもなく、海面クラッタ成分に埋もれた目標Ｔ（低レーダ断面積目標を含む。）を探知することができる。 Therefore, when the sea surface clutter component has only low intensity according to favorable weather or the like, it is not necessary to calculate the pseudo wave image W and the wave removal image S, and the target T (low radar cross section target) buried in the sea surface clutter component is not required. Including.) Can be detected.
図５では、擬似波浪画像算出部２は、波浪方向スペクトルＤの主要ピーク成分Ｍを、振幅を考慮するとともに位相を考慮したうえで逆フーリエ変換する（ステップＳ２）。そして、波浪除去画像算出部３は、海上レーダ画像Ｒに対して擬似波浪画像Ｗをずらすことなく、海上レーダ画像Ｒから擬似波浪画像Ｗを減算する（ステップＳ３）。
In FIG. 5, the pseudo-wave
ここで、波浪方向スペクトルＤの主要ピーク成分Ｍの位相が考慮されるため、海上レーダ画像Ｒ及び擬似波浪画像Ｗの波浪成分の位相はほぼ同一である。よって、海上レーダ画像Ｒに対して擬似波浪画像Ｗをずらすことなく、海上レーダ画像Ｒから擬似波浪画像Ｗを減算することにより、海上レーダ画像Ｒの波浪成分を除去することができる。 Here, since the phase of the main peak component M of the wave direction spectrum D is taken into consideration, the phases of the wave components of the marine radar image R and the pseudo wave image W are almost the same. Therefore, the wave component of the marine radar image R can be removed by subtracting the pseudo wave image W from the marine radar image R without shifting the pseudo wave image W with respect to the marine radar image R.
よって、波浪方向スペクトルＤの主要ピーク成分Ｍの位相を考慮するときには、海上レーダ画像Ｒに対して擬似波浪画像Ｗをずらすことなく、海上レーダ画像Ｒ及び擬似波浪画像Ｗの海面クラッタ成分が減算時に強め合う干渉をすることを防止することができる。 Therefore, when considering the phase of the main peak component M of the wave direction spectrum D, the sea surface clutter component of the sea radar image R and the pseudo wave image W is subtracted without shifting the pseudo wave image W with respect to the sea radar image R. It is possible to prevent intensifying interference.
図６では、擬似波浪画像算出部２は、波浪方向スペクトルＤの主要ピーク成分Ｍを、振幅を考慮するものの位相を考慮することなく逆フーリエ変換する（ステップＳ２）。そして、波浪除去画像算出部３は、海上レーダ画像Ｒに対して擬似波浪画像Ｗをずらしたうえで、海上レーダ画像Ｒから擬似波浪画像Ｗの減算結果を最小化する（ステップＳ３）。
In FIG. 6, the pseudo-wave
ここで、波浪方向スペクトルＤの主要ピーク成分Ｍの位相が考慮されないため、海上レーダ画像Ｒ及び擬似波浪画像Ｗの波浪成分の位相は異なることがある。しかし、海上レーダ画像Ｒに対して擬似波浪画像Ｗをずらしたうえで、海上レーダ画像Ｒから擬似波浪画像Ｗの減算結果を最小化することにより、海上レーダ画像Ｒの波浪成分を除去することができる。なお、海上レーダ画像Ｒに対する擬似波浪画像Ｗのずれ幅は、海上レーダ画像Ｒの波浪成分の波長程度であり、海上レーダ画像Ｒの矩形の一辺と比べて十分に短い。 Here, since the phase of the main peak component M of the wave direction spectrum D is not taken into consideration, the phases of the wave components of the marine radar image R and the pseudo wave image W may be different. However, it is possible to remove the wave component of the marine radar image R by shifting the pseudo wave image W with respect to the marine radar image R and minimizing the subtraction result of the pseudo wave image W from the marine radar image R. it can. The deviation width of the pseudo wave image W with respect to the marine radar image R is about the wavelength of the wave component of the marine radar image R, which is sufficiently shorter than one side of the rectangle of the marine radar image R.
よって、波浪方向スペクトルＤの主要ピーク成分Ｍの位相を考慮しないときでも、海上レーダ画像Ｒに対して擬似波浪画像Ｗをずらしたうえで、海上レーダ画像Ｒ及び擬似波浪画像Ｗの海面クラッタ成分が減算時に強め合う干渉をすることを防止することができる。 Therefore, even when the phase of the main peak component M of the wave direction spectrum D is not taken into consideration, the sea surface clutter component of the sea radar image R and the pseudo wave image W is generated after shifting the pseudo wave image W with respect to the sea radar image R. It is possible to prevent intensifying interference during subtraction.
（第２実施形態）
第２実施形態の海面クラッタ除去装置の構成を図７に示す。第２実施形態の海面クラッタ除去方法の手順を図８に示す。第２実施形態の海面クラッタ除去方法の概要を図９に示す。海面クラッタ除去装置Ｃは、波浪方向スペクトル算出部１、擬似波浪画像算出部２、波浪除去画像算出部３及び波浪除去画像合成部４から構成され、図８に示した海面クラッタ除去プログラムをコンピュータにインストールして実現可能である。
(Second Embodiment)
The configuration of the sea surface clutter removing device of the second embodiment is shown in FIG. The procedure of the sea level clutter removing method of the second embodiment is shown in FIG. FIG. 9 shows an outline of the sea level clutter removing method of the second embodiment. The sea surface clutter removing device C is composed of a wave direction
波浪方向スペクトル算出部１、擬似波浪画像算出部２及び波浪除去画像算出部３は、自船Ｖ−１の周囲の海上レーダ画像Ｒ−１と、自船Ｖ−１と情報共有可能な他船Ｖ−２、Ｖ−３の周囲の海上レーダ画像Ｒ−２、Ｒ−３と、について、各々の処理を実行する。
The wave direction
具体的には、波浪方向スペクトル算出部１は、自船Ｖ−１の周囲及び他船Ｖ−２、Ｖ−３の周囲について、海面クラッタ成分が重畳された海上レーダ画像Ｒ−１、Ｒ−２、Ｒ−３をフーリエ変換し、各波浪方向スペクトルを算出する（ステップＳ１１）。
Specifically, the wave direction
擬似波浪画像算出部２は、自船Ｖ−１の周囲及び他船Ｖ−２、Ｖ−３の周囲について、各波浪方向スペクトルの主要ピーク成分を逆フーリエ変換し、海面クラッタ成分の主要クラッタ成分が包含された各擬似波浪画像を算出する（ステップＳ１２）。
The pseudo-wave
波浪除去画像算出部３は、自船Ｖ−１の周囲及び他船Ｖ−２、Ｖ−３の周囲について、海上レーダ画像Ｒ−１、Ｒ−２、Ｒ−３から各擬似波浪画像を減算し、海面クラッタ成分の主要クラッタ成分が除去された波浪除去画像Ｓ−１、Ｓ−２、Ｓ−３を算出する（ステップＳ１３）。
The wave removal
波浪除去画像合成部４は、自船Ｖ−１及び他船Ｖ−２、Ｖ−３の情報（位置、針路及び速力等）を考慮しつつ、自船Ｖ−１の周囲の波浪除去画像Ｓ−１と、自船Ｖ−１と情報共有可能な他船Ｖ−２、Ｖ−３の周囲の波浪除去画像Ｓ−２、Ｓ−３と、を合成する（ステップＳ１４）。最後に、波浪除去画像合成部４は、合成した波浪除去画像Ｓ−１、Ｓ−２、Ｓ−３を図７に不図示の海上レーダ画像表示装置に出力する。
The wave removal
よって、自船Ｖ−１から遠いが他船Ｖ−２、Ｖ−３から近い場所において、自船Ｖ−１の周囲の波浪除去精度は低い一方で、他船Ｖ−２、Ｖ−３の周囲の波浪除去精度は高いところ、自他船Ｖ−１、Ｖ−２、Ｖ−３の周囲の波浪除去画像Ｓ−１、Ｓ−２、Ｓ−３を合成することにより、海面クラッタ成分に埋もれた目標Ｔ（低レーダ断面積目標を含む。）を高精度に探知することができる範囲を拡大することができる。 Therefore, at a place far from the own ship V-1 but close to the other ships V-2 and V-3, the wave removal accuracy around the own ship V-1 is low, while the other ships V-2 and V-3 have low wave removal accuracy. Where the surrounding wave removal accuracy is high, by synthesizing the wave removal images S-1, S-2, and S-3 around the own and other vessels V-1, V-2, and V-3, the sea surface clutter component can be obtained. It is possible to expand the range in which the buried target T (including the low radar cross section target) can be detected with high accuracy.
そして、他船Ｖ−２、Ｖ−３においてその周囲の海上レーダ画像Ｒ−２、Ｒ−３を生成するのみでも、自船Ｖ−１において他船Ｖ−２、Ｖ−３の周囲の波浪除去画像Ｓ−２、Ｓ−３を算出することにより、海面クラッタ成分に埋もれた目標Ｔ（低レーダ断面積目標を含む。）を高精度に探知することができる範囲を拡大することができる。例えば、他船Ｖ−２、Ｖ−３として、自船Ｖ−１を補佐する船舶等が挙げられる。 Then, even if only the sea radar images R-2 and R-3 around the other ships V-2 and V-3 are generated, the waves around the other ships V-2 and V-3 are generated in the own ship V-1. By calculating the removed images S-2 and S-3, it is possible to expand the range in which the target T (including the low radar cross section target) buried in the sea surface clutter component can be detected with high accuracy. For example, examples of the other ships V-2 and V-3 include ships that assist the own ship V-1.
（第３実施形態）
第３実施形態の海面クラッタ除去装置の構成を図１０に示す。第３実施形態の海面クラッタ除去方法の手順を図１１に示す。第３実施形態の海面クラッタ除去方法の概要を図１２に示す。海面クラッタ除去装置Ｃは、波浪方向スペクトル算出部１、擬似波浪画像算出部２、波浪除去画像算出部３及び波浪除去画像合成部４から構成され、図１１に示した海面クラッタ除去プログラムをコンピュータにインストールして実現可能である。
(Third Embodiment)
The configuration of the sea surface clutter removing device of the third embodiment is shown in FIG. The procedure of the sea level clutter removing method of the third embodiment is shown in FIG. FIG. 12 shows an outline of the sea level clutter removing method of the third embodiment. The sea surface clutter removing device C is composed of a wave direction
波浪方向スペクトル算出部１、擬似波浪画像算出部２及び波浪除去画像算出部３は、自船Ｖ−１の周囲の海上レーダ画像Ｒ−１について、各々の処理を実行する。波浪除去画像合成部４は、自船Ｖ−１と情報共有可能な他船Ｖ−２、Ｖ−３の周囲の波浪除去画像Ｓ−２、Ｓ−３を取得する。
The wave direction
具体的には、波浪方向スペクトル算出部１は、自船Ｖ−１の周囲について、海面クラッタ成分が重畳された海上レーダ画像Ｒ−１をフーリエ変換し、波浪方向スペクトルを算出する（ステップＳ２１）。
Specifically, the wave direction
擬似波浪画像算出部２は、自船Ｖ−１の周囲について、波浪方向スペクトルの主要ピーク成分を逆フーリエ変換し、海面クラッタ成分の主要クラッタ成分が包含された擬似波浪画像を算出する（ステップＳ２２）。
The pseudo-wave
波浪除去画像算出部３は、自船Ｖ−１の周囲について、海上レーダ画像Ｒ−１から擬似波浪画像を減算し、海面クラッタ成分の主要クラッタ成分が除去された波浪除去画像Ｓ−１を算出する（ステップＳ２３）。
The wave removal
波浪除去画像合成部４は、自船Ｖ−１と情報共有可能な他船Ｖ−２、Ｖ−３の周囲の波浪除去画像Ｓ−２、Ｓ−３を取得する（ステップＳ２４）。
The wave removal
波浪除去画像合成部４は、自船Ｖ−１及び他船Ｖ−２、Ｖ−３の情報（位置、針路及び速力等）を考慮しつつ、自船Ｖ−１の周囲の波浪除去画像Ｓ−１と、自船Ｖ−１と情報共有可能な他船Ｖ−２、Ｖ−３の周囲の波浪除去画像Ｓ−２、Ｓ−３と、を合成する（ステップＳ２５）。最後に、波浪除去画像合成部４は、合成した波浪除去画像Ｓ−１、Ｓ−２、Ｓ−３を図１０に不図示の海上レーダ画像表示装置に出力する。
The wave removal
よって、自船Ｖ−１から遠いが他船Ｖ−２、Ｖ−３から近い場所において、自船Ｖ−１の周囲の波浪除去精度は低い一方で、他船Ｖ−２、Ｖ−３の周囲の波浪除去精度は高いところ、自他船Ｖ−１、Ｖ−２、Ｖ−３の周囲の波浪除去画像Ｓ−１、Ｓ−２、Ｓ−３を合成することにより、海面クラッタ成分に埋もれた目標Ｔ（低レーダ断面積目標を含む。）を高精度に探知することができる範囲を拡大することができる。 Therefore, at a place far from the own ship V-1 but close to the other ships V-2 and V-3, the wave removal accuracy around the own ship V-1 is low, while the other ships V-2 and V-3 have low wave removal accuracy. Where the surrounding wave removal accuracy is high, by synthesizing the wave removal images S-1, S-2, and S-3 around the own and other vessels V-1, V-2, and V-3, the sea surface clutter component can be obtained. It is possible to expand the range in which the buried target T (including the low radar cross section target) can be detected with high accuracy.
そして、他船Ｖ−２、Ｖ−３においてその周囲の波浪除去画像Ｓ−２、Ｓ−３を算出するとともに、自船Ｖ−１においてその周囲の波浪除去画像Ｓ−１を算出することにより、海面クラッタ成分に埋もれた目標Ｔ（低レーダ断面積目標を含む。）を高精度に探知することができる範囲を拡大することができる。例えば、他船Ｖ−２、Ｖ−３として、自船Ｖ−１と同等である僚船等が挙げられる。 Then, by calculating the wave removal images S-2 and S-3 around the other ships V-2 and V-3, and calculating the wave removal images S-1 around them on the own ship V-1. , The range in which the target T (including the low radar cross section target) buried in the sea surface clutter component can be detected with high accuracy can be expanded. For example, examples of the other ships V-2 and V-3 include consort ships that are equivalent to the own ship V-1.
本開示の海面クラッタ除去装置及び海面クラッタ除去プログラムは、海面クラッタ成分が天候等に応じて時々刻々と変化するときでも、レーダ受信感度と海面クラッタ抑圧との間の整合を図るまでもなく、海面クラッタ成分に埋もれた目標を探知することができる。 The sea surface clutter removing device and the sea surface clutter removing program of the present disclosure do not need to match the radar reception sensitivity with the sea surface clutter suppression even when the sea surface clutter component changes from moment to moment depending on the weather or the like. It is possible to detect the target buried in the clutter component.
Ｃ：海面クラッタ除去装置
１：波浪方向スペクトル算出部
２：擬似波浪画像算出部
３：波浪除去画像算出部
４：波浪除去画像合成部
Ｐ：ＰＰＩ画像
Ｒ、Ｒ−１、Ｒ−２、Ｒ−３：海上レーダ画像
Ｔ：目標
Ｄ：波浪方向スペクトル
Ｍ：主要ピーク成分
Ｗ：擬似波浪画像
Ｓ、Ｓ−１、Ｓ−２、Ｓ−３：波浪除去画像
Ｖ−１：自船
Ｖ−２、Ｖ−３：他船
C: Sea surface clutter removing device 1: Wave direction spectrum calculation unit 2: Pseudo wave image calculation unit 3: Wave removal image calculation unit 4: Wave removal image synthesis unit P: PPI image R, R-1, R-2, R- 3: Marine radar image T: Target D: Wave direction spectrum M: Main peak component W: Pseudo wave image S, S-1, S-2, S-3: Wave removal image V-1: Own ship V-2, V-3: Other ship
Claims (8)
前記波浪方向スペクトルの主要ピーク成分を逆フーリエ変換し、前記海面クラッタ成分の主要クラッタ成分が包含された擬似波浪画像を算出する擬似波浪画像算出部と、
前記海上レーダ画像から前記擬似波浪画像を減算し、前記海面クラッタ成分の前記主要クラッタ成分が除去された波浪除去画像を算出する波浪除去画像算出部と、
を備えることを特徴とする海面クラッタ除去装置。 A wave direction spectrum calculation unit that calculates the wave direction spectrum by Fourier transforming the sea radar image on which the sea surface clutter component is superimposed.
A pseudo-wave image calculation unit that performs an inverse Fourier transform on the main peak component of the wave direction spectrum and calculates a pseudo-wave image including the main clutter component of the sea surface clutter component.
A wave removal image calculation unit that subtracts the pseudo wave image from the marine radar image and calculates a wave removal image from which the main clutter component of the sea surface clutter component has been removed.
A sea surface clutter removing device characterized by being equipped with.
ことを特徴とする、請求項１に記載の海面クラッタ除去装置。 The pseudo-wave image calculation unit and the wave removal image calculation unit are characterized in that each process is stopped when the wave direction spectrum does not include the main peak component having a predetermined threshold value or more. Sea surface clutter remover.
前記波浪除去画像算出部は、前記海上レーダ画像に対して前記擬似波浪画像をずらすことなく、前記海上レーダ画像から前記擬似波浪画像を減算する
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の海面クラッタ除去装置。 The pseudo-wave image calculation unit performs an inverse Fourier transform on the main peak component of the wave direction spectrum after considering the amplitude and the phase.
The method according to claim 1 or 2, wherein the wave removal image calculation unit subtracts the pseudo wave image from the sea radar image without shifting the pseudo wave image with respect to the sea radar image. Sea surface clutter remover.
前記波浪除去画像算出部は、前記海上レーダ画像に対して前記擬似波浪画像をずらしたうえで、前記海上レーダ画像から前記擬似波浪画像の減算結果を最小化する
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の海面クラッタ除去装置。 The pseudo-wave image calculation unit performs an inverse Fourier transform on the main peak component of the wave direction spectrum without considering the phase, although the amplitude is taken into consideration.
The wave removal image calculation unit is characterized in that the pseudo wave image is shifted with respect to the sea radar image and then the subtraction result of the pseudo wave image from the sea radar image is minimized. Or the sea surface clutter removing device according to 2.
ことを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載の海面クラッタ除去装置。 A claim, further comprising a wave removing image compositing unit that synthesizes the wave removing image around the own ship and the wave removing image around the other ship that can share information with the own ship. The sea surface clutter removing device according to any one of 1 to 4.
ことを特徴とする、請求項５に記載の海面クラッタ除去装置。 The wave direction spectrum calculation unit, the pseudo wave image calculation unit, and the wave removal image calculation unit are the sea radar image around the own ship and the sea around the other ship that can share information with the own ship. The sea level clutter removing device according to claim 5, wherein each process is executed for the radar image.
ことを特徴とする、請求項５に記載の海面クラッタ除去装置。 The wave direction spectrum calculation unit, the pseudo wave image calculation unit, and the wave removal image calculation unit execute each process on the marine radar image around the own ship, and the wave removal image synthesis unit performs the above-mentioned. The sea surface clutter removing device according to claim 5, wherein the wave removing image around the other ship that can share information with the own ship is acquired.
前記波浪方向スペクトルの主要ピーク成分を逆フーリエ変換し、前記海面クラッタ成分の主要クラッタ成分が包含された擬似波浪画像を算出する擬似波浪画像算出ステップと、
前記海上レーダ画像から前記擬似波浪画像を減算し、前記海面クラッタ成分の前記主要クラッタ成分が除去された波浪除去画像を算出する波浪除去画像算出ステップと、
を順にコンピュータに実行させるための海面クラッタ除去プログラム。 A wave direction spectrum calculation step for calculating the wave direction spectrum by Fourier transforming the sea radar image on which the sea surface clutter component is superimposed, and
A pseudo-wave image calculation step of performing an inverse Fourier transform on the main peak component of the wave direction spectrum and calculating a pseudo-wave image including the main clutter component of the sea surface clutter component.
A wave removal image calculation step of subtracting the pseudo wave image from the sea radar image to calculate a wave removal image from which the main clutter component of the sea surface clutter component has been removed.
A sea level clutter removal program that allows the computer to execute in sequence.
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