JP2022083959A - 物体検出装置、物体検出方法および物体検出プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】潮流に沿って漂流する漂流物又は潮流に沿って飛行する物体を検出する物体検出装置を提供する。【解決手段】物体検出装置１０１は、レーダにより物体を検出するレーダ検出部１２４と、物体のレーダ情報を決定するレーダ情報決定部１１９と、レーダ情報に基づいて、物体の第１速度ベクトルを算出する第１速度ベクトル算出部１２５と、水中の潮流情報を得る潮流情報取得部と、潮流情報に基づいて第２速度ベクトルを算出する第２速度ベクトル算出部１２６と、第１速度ベクトルと第２速度ベクトルを比較して、物体を分類する分類部１２１と、分類部１２１の分類に基づいて、通知を要するターゲットとして決定された物体をユーザに通知する通知部１２７と、から構成される。【選択図】 図１

Description

本発明は、物体を検出するために使用する物体検出装置、物体検出方法および物体検出プログラムに関する。

海洋レーダ技術の進歩により、現在、海洋レーダは多くの海洋活動に使用されている。例えば、海洋レーダは、船舶から非常に離れた位置にある飛行機、氷山などの物体を検出するための監視システムや、物体の速度や物体の位置等、検出された物体に関する有用な情報を取得する。従来、ユーザは、取得した物体の近傍にオリジンマークというオリジンマークは水中の潮流の速さに合わせて動くマークを配置して、一定時間におけるオリジンマークと物体との位置関係を判定していた。物体は、位置関係が変化していない場合には静止物体と判定され、位置関係が変化している場合には物体移動物体と判断される。しかしながら、従来の位置関係の決定方法では、物体を取得する度にオリジンマークを挿入する必要があり手間と時間がかかる。また、オリジンマークが挿入されていない場合には、レーダで得られた物体が移動中の物体であるか潮流に乗った物体であるかの判定が困難となる。

文献ＪＰ２００３－１１４２６７Ａ

文献ＪＰ２００３－１１４２６７Ａは、物体検出装置に関する。この装置は、水中に落下した電波を発している物体を検知する。この装置は、電波を発信することで探索領域の物体（船または不審物）を検出する方向探知機を備えている。この装置はさらに、探索海域領域で不審物を探索できる。この不審物は、方向探知機により検出された物体からレーダ装置により検出された物体を除去することにより決定される。しかし、この装置は、無線アンテナを有する水中の物体のみしか探知できないという限界がある。

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その主要な目的は、物体を自動的かつ効率的に検出することにある。

本発明において、物体を検出するための物体検出装置、システム、プログラムおよび方法を提供する。

本発明は、上述の課題を克服する物体検出装置を提供する。本装置は、レーダにより物体を検出するレーダ検出部と、物体のレーダ情報を決定するレーダ情報決定部と、レーダ情報に基づいて、物体の第１速度ベクトルを算出する第１速度ベクトル算出部と、水中の潮流情報を得る潮流情報取得部と、潮流情報に基づいて、第２速度ベクトルを算出する第２速度ベクトル算出部と、第１速度ベクトルと第２速度ベクトルを比較して、物体を分類する分類部と、分類部の分類に基づいて、通知を要するターゲットとして決定された物体をユーザに通知する通知部と、から構成される。

また、潮流情報は、潮流の速度および潮流の向きのうち少なくとも１つをを含み、 レーダ情報は、物体の速度および移動方向のうちの少なくとも１つを含んでもよい。

また、通知部は、ターゲットに関連する表示態様を変更した表示信号を生成することで通知してもよい。

また、通知部は、ターゲットに対応させてマークを付した表示信号を生成することで通知してもよい。

また、分類部は、物体の種類を決定し、物体の種類は、静止した物体、潮流に伴って移動する物体および潮流とは独立した方向に移動する物体のうちの少なくとも１つであってもよい。

また、通知部は、物体の種類に基づいて、ターゲットに対応する表示信号を生成することで通知してもよい。

また、分類部は、潮流に沿って移動する物体をターゲットとして決定してもよい。

また、分類部は、第１速度ベクトルと第２速度ベクトルの類似度値を決定し、類似度値に基づいて、物体を分類してもよい。

また、類似度値は、第１速度ベクトルと第２速度ベクトルの内積および差のうちの少なくとも１つに基づいて決定されてもよい。

また、通知部は、船舶とターゲットとの距離の変化に基づいて、ターゲットの色を変更した表示信号を生成することで通知してもよい。

また、物体検出装置は、レーダ信号を送受信するレーダ装置を更に備えてもよい。

また、本発明は、以下の方法を提供する。本方法は、レーダにより物体を検出し、物体の関連するレーダ情報を決定し、レーダ情報に基づいて、物体の速度ベクトルである第１速度ベクトルを計算し、水中の潮流に関する情報を取得し、潮流に関する情報に基づいて第２速度ベクトルを算出し、第１速度ベクトルと第２速度ベクトルを比較して、物体を分類し、分類に基づいて、通知を要するターゲットとして決定された物体をユーザに通知する。

また、本発明は、以下のプログラムを提供する。本プログラムは、レーダにより物体を検出する処理と、物体の関連するレーダ情報を決定する処理と、レーダ情報に基づいて、物体の速度ベクトルである第１速度ベクトルを算出する処理と、水中の潮流に関する情報を取得する処理と、潮流に関する情報に基づいて、第２速度ベクトルを算出する処理と、第１速度ベクトルと第２速度ベクトルを比較して、物体を分類する処理と、分類に基づいて、通知を要するターゲットとして決定された物体をユーザに通知する通知処理とを有する。

上記の概要は、例示的な態様であり、いかなる点においても限定することを意図しない。上述の例示的な態様、実施形態、および特徴に加えて、さらなる実施形態、および特徴は、図面および以下の詳細な説明を参照することができる。

図１は、物体検出装置の動作環境を例示的に示す概略図である。 図２は、物体を検出するための、物体検出装置のブロック図である。 図３は、表示部の表示画面を示す概略図である。 図４は、船舶が水中内の魚群を検出するための装置を使用する例示的なシナリオを示す。および 図５は、漂流物または水中内の物体を検出するためのステップを示すフローチャートである。

以降の説明において、十分な開示を目的とする説明を行うため、多数の具体的な実施態様が記載される。しかしながら、本開示がこれらの具体的な実施態様がなくとも発明の実施に足りることは、当業者に明らかである。装置等は、本開示を不明瞭にすることを避けるため、ブロック図形式などを用いて示される。

本明細書において、「実施形態」とは、本実施形態に関連して説明した特定の特徴、構造、または特性が、本開示の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。本明細書の様々な箇所における「実施形態」は、必ずしも全て同じ実施形態を参照しているわけではなく、他の実施形態と相互に排他的な別個の又は代替の実施形態でもない。さらに、本明細書における用語「１つ以上」又は「１つ」などは、量の制限を示すのではなく、むしろ、参照された項目の少なくとも一つの存在を示す。さらに、いくつかの実施形態によって示しているが、他の実施形態によって示していない様々な特徴がある。同様に、いくつかの実施形態のための要件であって、他の実施形態のための要件ではない様々な要件が記載される。

以下、図面を参照して、本開示の実施形態をいくつか説明する。図面には、本開示の一部の実施形態が示されているが、これがすべてではない。実際、本開示の様々な実施形態は、多くの異なる形態で実施することができ、本明細書に記載する実施形態に限定されるものと解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、本開示が適用可能な要件を満たすために記載される。参照番号は、全体を通して同一の要素を指す。本明細書中で使用される用語「データ」、「コンテンツ」、「情報」、および類似の用語は、本発明の実施形態に従って送信、受信、および／または記憶することができるデータを指すために使用される。したがって、このような用語は、本発明の実施形態の範囲を制限するように解釈されるべきではない。

実施形態は、説明の目的で本明細書に記載され、多くの変形例を有する。種々の省略および均等物の置換したものは、本開示の範囲から逸脱しない実施形態に含まれる。さらに、本明細書で使用される用語は、説明のためであって、必ずしも説明される意味に限定されない。本明細書中で使用される見出しは、便宜上のものであって、法的または限定的な効果を有しない。

本明細書および特許請求の範囲で使用される、「例えば」、「のような」、「持つ」、および「含む」などの用語、およびそれらの他の形態は、一つ以上の構成要素または他の項目のリストと併せて使用される場合、それぞれオープンエンドとして解釈されるものとし、リストは、他の追加の構成要素または項目を除外するものとはみなされないことを意味する。他の用語は、異なる解釈を必要とする文脈で使用されない限り、それらの最も広い合理的な意味を使用して解釈されるべきである。

本開示の目的の１つは、１つ以上の物体、例えば、魚群を追跡する海鳥のような物体に基づいて、水中における魚群を検出することである。この目的のために、本開示は、船舶上に設置され得る物体検出装置を提案する。この物体を検出するために、本装置は、レーダによる情報から少なくとも１つの物体を検出し、検出された物体に関するレーダ情報を決定する。本装置はさらに、水中の潮流情報を決定し、潮流情報を、検出された物体に関連する情報と比較して、検出された物体の種類を決定する。物体の種類は、潮流に沿って移動する物体、静止した物体、潮流に関係なく移動する物体の少なくとも１つを含むことができる。検出された物体が潮流と同じ速度で同じ方向に移動していると判定された場合、検出された物体が、通常水中の潮流に沿って泳ぐ魚群を追いかけていると判定することができる。このような物体をターゲットとしてユーザに通知することで、ユーザ（例えば漁師は）は、レンジが近距離に限定されていた従来の魚群探知機方式に比べて、遠距離レンジにおける一又は複数の魚群の存在を推定することができ、魚の漁獲効率を向上させることができる。

さらに、検出された物体の種類を決定する際に、物体検出装置は、検出された物体の種類がユーザによって視覚的に識別可能にするため、物体の種類に応じて、それぞれの物体の表示信号を生成する。なお、物体検出装置が表示部（ユーザデバイス）を含んでもよく、当該表示部に表示してもよい。例えば、検出された物体の異なる種類は、異なる色または異なるフレームで表示画面に示されてもよい。検出された物体の異なる種類の表現を視覚的に区別することによって、ユーザは、検出された物体のうち、潮流と同じ速度で同じ方向に移動している物体、静止している物体、潮流とは無関係に流れている物体のいずれであるかを容易に識別することができ、検出された物体の位置（例えば経度と緯度）を得ることさえできる。

図１は、例示的実施形態による、物体内の一以上の物体を検出するための物体検出装置１０１の作業環境１００を例示的に示す概略図である。例示する実施形態では、物体検出装置１０１は、水中、または水上を航行する船舶に設置することができる。物体検出装置１０１は、船舶周辺の大気中の物体を検出するセンサ１０７であるレーダ装置を含んでもよく、又は物体検出装置１０１がレーダ装置に含まれてもよい。また、物体検出装置１０１は、物体を検出するレーダ検出部１２４を備える。なお、レーダ検出部１２４は、レーダ装置内にあってもよい。また、物体検出装置１０１は、検出された物体に関連するレーダ情報を取得する。物体検出装置１０１は、ネットワーク１０９を介して、ユーザデバイス１０３、複数のセンサ１０７、およびデータベース１１１と通信可能に結合され得る。

ユーザデバイス１０３は、それにインストールされたアプリケーション１０３ａを含むことができ、アプリケーション１０３ａは、ユーザデバイス１０３を操作するユーザ１０５のために、検出された一つ以上の物体に関連する情報を表示する。ユーザデバイス１０３は、スマートフォン、ポータブルコンピュータ、ディスプレイ部など、ユーザがアクセス可能な任意の装置であってよい。ユーザデバイス１０３は、プロセッサ、メモリ、および通信インターフェースを含むことができる。プロセッサ、メモリ、および通信インターフェースは、互いに通信可能に結合されてもよい。

さらに、複数のセンサ１０７を用いて潮流を決定してもよい。一実施形態では、複数のセンサ１０７は、水中の潮流の速度及び方向を決定する潮流計であってもよい。他の例示する実施形態では、複数のセンサ１０７は、船舶に設置された超音波センサであってもよい。複数のセンサ１０７は、得られたエコーに基づいて、潮流の速度や方向など潮流に関する情報を決定してもよい。

さらに、データベース１１１は、天気予報に関する最新情報、潮流に関する情報、及び船舶が水中内を航行し、検出された一つ以上の物体の位置を決定するために使用することができる海図を記憶することができる。データベース１１１は、渦潮の位置等の水中内の危険な位置をさらに含むことができる。データベース１１１は、塩分、水温及び気温、気圧及び風（速度、突風、方向）、情報の地理的位置（経度と緯度に関して）等に関する情報等のナビゲーション船舶を含むことができる。

ネットワーク１０９は、潮流情報、検出された情報に関連するレーダ情報等のような、物体の送受信のための複数のネットワークポート及び複数の通信チャネルを提供する論理回路、及びインタフェースを含むことができる。各ネットワークポートは、通信情報を送受信するための仮想アドレス（または物理マシンアドレス）に対応してもよい。例えば、仮想アドレスは、インターネットプロトコルバージョン４（ＩＰｖ４）またはＩＰｖ６アドレスであり得、物理アドレスは、メディアアクセス制御（ＭＡＣ）アドレスであり得る。ネットワーク１０９は、通信装置の一以上の通信要求に基づいて通信プロトコルを利用するアプリケーション層に関連付けられる。通信情報は、通信プロトコルを介して送受信されてもよい。このような有線および無線通信プロトコルの例としては、伝送制御プロトコルおよびインターネットプロトコル（ＴＣＰ／ＩＰ）、ユーザデータグラムプロトコル（ＵＤＰ）、ハイパーテキスト転送プロトコル（ＨＴＴＰ）、ファイル転送プロトコル（ＦＴＰ）、ＺｉｇＢｅｅ、ＥＤＧＥ、赤外線（ＩＲ）、ＩＥＥＥ８０２．１１、８０２．１６、セルラー通信プロトコルなどが挙げられるが、これらに限定されない。

ネットワーク１０９の例としては、無線チャネル、有線チャネル、および無線チャネルと有線チャネルの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。無線または有線チャネルは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、パーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）、無線センサネットワーク（ＷＳＮ）、無線エリアネットワーク（ＷＡＮ）、無線ワイドエリアネットワーク（ＷＷＡＮ）、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）ネットワーク、一般電話サービス（ＰＯＴＳ）、およびメトロポリタンエリアネットワーク（ＭＡＮ）のうちの１つによって定義されるネットワーク標準に関連付けられ得る。さらに、有線チャネルは、帯域幅基準に基づいて選択されてもよい。例えば、光ファイバチャネルは、高帯域幅通信に使用され得る。さらに、同軸ケーブルベースまたはイーサネットベースの通信チャネルを中程度の帯域幅の通信に使用することができる。

図２は、一以上の物体を検出する物体検出装置１０１のブロック図を示す。図２から分かるように、物体検出装置１０１は、格納された命令を実行するように構成された処理部１１５と、処理部１１５によって実行可能な命令を格納するメモリ１１３とを含むことができる。メモリ１１３は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、または任意の他の適切なメモリシステムを含むことができる。処理部１１５は、バス１１７を介してメモリ１１３に接続することができる。

処理部１１５は、レーダ検出部１２４、レーダ情報決定部１１９、分類部１２１、およびナビゲーション情報管理部１２３を含む。さらに、処理部１１５の構成は、ネットワーク１０９を介して、ユーザデバイス１０３、複数のセンサ１０７、およびデータベース１１１に接続される。レーダ検出部１２４は、少なくとも一つの物体を検出するように構成され、当該検出した情報をレーダ情報決定部１１９に出力する。次いで、レーダ情報決定部１１９は、エコーに基づいて、検出された少なくとも一つの物体に関連するレーダ情報を決定することができる。ここで、センサ１０７は、無線信号を送受信するために使用される送受信機を含むことができる。検出された少なくとも１つの物体からの、送信された無線信号に対応する反射信号、すなわちエコーは、送受信機によって受信される。

レーダ情報は、検出された物体の速度と、物体の位置と、物体が進行している方向とを含む。レーダ情報決定部１１９は、第１ベクトル算出部にレーダ情報を出力し、第１速度ベクトル算出部１２５は、レーダ情報に基づいて、検出された物体の第１の速度ベクトルを算出する。ここで、レーダ検出部１２４が船舶周辺の空中の少なくとも一つの目標を検出するために、複数のセンサ１０７は、レーダ信号を送信するレーダ装置を含む。

実施形態では、レーダ検出部１２４は、南方向に位置し、物体から３ｋｍの距離にある灯台などの静止船舶を検出する。また、レーダ検出部１２４は、船舶から５ｋｍの距離を北方向に６ｋｍ／ｈの速度で飛行している海鳥を検出する。例えば、第１速度ベクトル算出部１２５は、検出された物体の第１速度ベクトルを次のように算出する。

ここで、例えば第１速度ベクトルの第１行は、検出された静止物体に対応する速度、方向、および距離を表し、第２行は、海鳥に対応する速度、方向、および距離を表す。ここで、検出された少なくとも１つの物体の種類を判別するためには、潮流に関する情報を取得する必要がある。なお、速度ベクトルは、速さと方向のみでもよい。

処理部１１５は、潮流の速度および方向を決定するように構成された複数のセンサ１０７を使用する。一実施形態では、複数のセンサ１０７は、潮流情報を判定するために船舶に設置された潮流計を含むことができる。別の実施形態では、複数のセンサ１０７は、潮流情報を判定するために船舶に設置された超音波ドップラー流速計（ＡＤＣＰ）に対応してもよい。複数のセンサ１０７は、ドップラー効果の作用原理を用いて、水の速度の垂直方向の分布及び電流の方向を測定する。移動水中に浮遊する粒子から反射されたエコーは、複数のセンサ１０７によって受信されてもよい。粒子は粒子を運ぶ水と同じ速度で移動するので、粒子から受信したエコーを使用して、水中の潮流情報を判定することができる。

一実施形態では、センサ１０７は、超音波を送信し、４つの異なる方向からの反射音響パルスを受信する４つの音響トランスデューサを含むことができる。例えば、潮流計は、受信された音響のパルスに基づいて電流方向を決定する。そして、潮流計は、三角関数関係を使用して、現在の方向を地球座標に変換することができる。送信された音波が船舶から水中の底まで広がると、潮流指標は異なる深度で同時に潮流を測定できる。結果として、速度と電流方向は水中の表面から底面まで決定できる。

別の実施形態では、潮流計は、低い超音波周波数を使用して、船舶の底部に対する水中の速度を測定する。船舶の速度は、潮流の速度のような潮流情報のより正確な測定を得るために、潮流から差し引かれる。潮流情報は、潮流の方向を含む。さらに、潮流計は、潮流情報を処理部１１５のナビゲーション情報管理部１２３に提供できる。

ナビゲーション情報管理部１２３は、潮流に関する情報を取得する。さらに、ナビゲーション情報管理部１２３は、データベース１１１から天気情報を取得し、リアルタイムで天気情報を用いて潮流の速度や潮流の方向等の潮流に関する情報を決定または更新することができる。例示する実施形態では、ナビゲーション情報管理部１２３は、潮流情報をデータベース１１１から直接取得することができる。しかし、データベース１１１から得られる情報は、複数のセンサ１０７（または潮流表示器）から得られる情報ほど正確でなくてもよい。さらに、ナビゲーション情報管理部１２３は、潮流に関する情報に基づいて潮流の流速ベクトルである第２速度ベクトルを算出する。

例示する実施形態では、複数のセンサ１０７およびナビゲーション情報管理部１２３が、水中の表面から３ｋｍの水深までの潮流情報を決定したと仮定する。潮流が２ｋｍの水深で１０ｋｍ／ｈの速度を持ち、北方向に移動しているとする。また、潮流は水深３ｋｍで６ｋｍ／ｈの速度で北に向かっている。ここで、第２速度ベクトル算出部１２６は、例えば、第２速度ベクトルを次のように算出する。

第１行は、水深２ｋｍを北向きに時速１０ｋｍで流れる第１の潮流を表している。同様に第２行は、速度６ｋｍ／ｈの第２潮流が水深３ｋｍを北上している様子を表している。なお、速度ベクトルは、速さと方向のみでもよい。

また、ナビゲーション情報管理部１２３は、ナビゲーション情報を決定し、ユーザデバイス１０３に提供する。ナビゲーション情報は、ユーザデバイス１０３が地図を作成し、地図内の対応する位置に検出された少なくとも一つの物体の種類を示すために使用することができる。航海情報は、水中の水深等の基本的な航海情報及び水中の渦潮等の危険箇所を提供する海図を含むことができる。ナビゲーション情報は、塩分、水温及び気温、気圧及び風（速度、突風、方向）、船舶の地理的位置（経度と緯度に関して）等に関する情報をさらに含み得る。

処理部１１５は、さらに、分類部１２１を使用して、検出された少なくとも一つの物体の種類を決定するように構成される。そのために、分類部１２１は、検出された物体の速度及び向きと、潮流の速度及び向きとを比較する。分類部１２１は、比較結果に基づいて、検出された物体が同じ方向に同じ潮流速度で移動しているか否かを判断する。また、分類部１２１は、検出された物体が、潮流に対して静止しているか、潮流とは独立した方向に移動しているかを判定してもよい。

そのために、分類部１２１は、検出した少なくとも一つの第１に対応する物体の速度ベクトルと、水中の潮流に対応する第２速度ベクトルとを求める。処理部１１５はさらに、分類部１２１を使用して第１速度ベクトルと第２速度ベクトルを比較し、第１速度ベクトルと第２速度ベクトルとの間の類似値を決定するように構成される。一実施形態では、類似度値は、以下を用いて生成され得るベクトルであってもよい。

ここで、Ｖ１は検出された少なくとも１つの物体の速度であり、Ｖ２は潮流の速度である。

分類部１２１は、さらに、物体の速度ベクトルと第１速度ベクトルとの類似度に基づいて、検出された第２の種類を判定するように構成されている。第１速度ベクトルと第２速度ベクトルとの類似度値は、上記式で説明したように、第１速度ベクトルと第２速度ベクトルとの内積により求められる。別の実施形態では、類似性は、第１速度ベクトルと第２速度ベクトルの速度と方向との間の差により求められる。そのために、潮流に基づいて速度閾値及び方向閾値を予め設定してもよいし、動的に設定してもよい。第１速度ベクトルと第２速度ベクトルとの速度差が所定の速度閾値以下である場合、第１速度ベクトルに対応する物体が潮流の速度と同じ速度で移動していると判定する。一方、第１速度ベクトルと第２速度ベクトルとの速度差が所定の速度閾値より大きい場合には、第１速度ベクトルに対応する物体が潮流の速度と異なる速度で移動していると判定する。

同様に、第１速度ベクトルと第２速度ベクトルの方向の差が閾値度以下（たとえば、方位角平面では）である場合には、検出された少なくとも１つの物体が潮流と同じ方向に移動していると判定する。一方、第１速度ベクトルの方向と第２速度ベクトルの方向との差が閾値度（たとえば、方位角平面では）より大きい場合には、検出された物体は、潮流の方向とは異なる方向に移動していると判定される。

一実施形態では、検出された少なくとも１つの物体（例えば海鳥の群れ）が潮流と同じ方向に同じ速度で移動していると判定された場合、魚群などの１つ以上の物体が、検出された物体の位置（例えば、海鳥の群れが飛んで魚の群れを追跡する場所）に存在すると判定される。また、分類部１２１は、比較結果を通知部１２７に出力する。通知部１２７は、比較結果に基づいた表示画面をユーザデバイス１０３に出力する。なお、通知部１２７は、ユーザデバイスに１０３に含まれていてもよい。ユーザデバイス１０３は、検出された物体及び／又は潮流に関連する視覚情報を提供するために使用される。その情報は、検出された物体の位置、物体の種類、物体の速度、潮流の速度及び方向等である。ユーザデバイス１０３は、視覚情報を表示するために、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）画面、発光ダイオード（ＬＥＤ）画面、陰極線管（ＣＲＴ）画面などを含むことができる。

ユーザデバイス１０３は、これにインストールされたアプリケーション１０３ａを含み、アプリケーション１０３ａは、第１速度ベクトルと第２速度ベクトルとの間の類似値に基づいて表示信号を変更した表示画面を表示できる。なお、例示する実施形態では、ユーザデバイス１０３は、類似性ベクトルに基づいて表示信号を変更することができる。１つまたは複数の表示信号を変更することは、類似性ベクトルに基づいて検出された少なくとも１つの物体の色を変更することに対応し得る。検出された物体の異なる種類の表示信号を使用することにより、ユーザ１０５は、検出された物体の種類、例えば静止物体または移動物体を区別することができる。

別の実施形態では、通知部１２７は、検出された物体に関連する第１速度ベクトルと第２速度ベクトルとの間の類似性に基づいて、検出された物体を表示するために色を使った表示信号を生成できる。通知部１２７は、さらに、検出された物体の距離の変化に基づいて、物体の表示を変更した表示信号を生成する。

図３は、一実施形態のユーザデバイス１０３の表示画面を示す概略図である。表示画面には、同心円状のレンジリング２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃと、レンジ領域２０３と、ヘディングライン２０５と、静止物体２０７ａ、２０７ｂ、２０７ｃ、２０７ｄと、潮流と同速度かつ同方向に移動する物体２０９ａ、２０９ｂ、２０９ｃ、２０９ｄが表示されており、潮流とは独立した方向に移動する物体２１１ａ，２１１ｂ，２１１ｃが表示されている。すなわち、物体２１１ｂ，２１１ｃ，２１１ｄは、潮流とは異なる方向に移動する。環境の一般的な状況および条件に応じて、適切なレンジ幅を選択することができる。図３において、物体検出装置１０１は、レンジ領域２０３に示されている６マイルのレンジスケール内の一つ以上の物体を検出し、各固定同心円状のレンジリング２０１ａ～２０１ｃは、２マイルの間隔で予め定められている。外側の同心のレンジリング２０１ｃは、さらに方位角を度数で表す。同心円状のレンジリング２０１ａ～２０１ｃは、物体検出装置１０１を構成する船舶に対する検出された物体の位置を見やすくし、これは、表示画面の中心、即ち自船位置をからの距離を表すことができる。

また、表示画面では、ヘディングライン２０５を用いており、ヘディングライン２０５は、中央から外縁に延びており、ヘディングライン２０５は、現時点の船舶の最前方を示している。いくつかの実施形態では、ヘディングライン２０５は、船舶が向かっている方向を指してもよく、船舶が新しい進路に変わると画面上で回転してもよい。別の実施形態では、ヘディングライン２０５は、前方の反応の弱い物体を見やすくするために一時的に隠されてもよい。表示画面にはさらに、検出された物体とその位置が示されてもよい。また、第１速度ベクトルと第２速度ベクトルとの類似度に基づいて、異なる種類の物体をユーザ１０５が視覚的に区別できるように、異なる種類の検出物体の少なくとも一つの物体が画面上に表示される。そのため、ユーザデバイス１０３は、検出された異なる種類の物体の周囲の異なる色または異なるフレームを使用して、異なる種類の物体を表すことができる。図３から分かるように、画面には、検出された静止物体２０７ａ～２０７ｄが枠で囲まれて表示される。ユーザ１０５は、画面を見て静止物体２０７ｂ～２０７ｅを容易に区別することができる。さらに、ユーザ１０５は、静止物体２０７ａ～２０７ｄの位置を決定することができる。例えば、一つのメモリが１マイルを指す場合、固定された物体２０７ａは、船舶から約２．２マイルに位置する。また、潮流と同速度かつ同方向に移動する物体２０９ａ～２０９ｄは、周囲に枠を設けずに画面上に表示される。同様に、潮流とは無関係な方向に移動する物体２１１ａ～２１１ｃは、物体２１１ａ～２１１ｃの周りに円形の枠でスクリーン上に表示される。別の実施形態では、異なる種類の物体を異なる色で表示画面に表示することができる。

一実施形態によれば、処理部１１５は、潮流に沿って移動する少なくとも一つの物体に関連する、潮流と同じ速度と方向（すなわち漂流物）を有すると判定されたマークをディスプレイに表示するように構成される。このマークにより、ユーザ１０５は、漂流物と静止物体とを区別することができる。このマークは、潮流に沿って流れている検出物体に関連付けられた第１速度ベクトルと第２速度ベクトルとの類似度に基づいて変更することができる。

別の実施形態では、処理部１１５は、ユーザデバイス１０３の表示画面上にカーソル（図には示されていない）を表示して、ユーザ１０５が海図の異なる点にカーソルを移動できるように構成されている。さらに、処理部１１５は、物体が潮流の速度と方向が同じである場合に、物体とカーソルとの間の距離と方位角を表示するように構成されている。

図４は、船舶３０１が物体検出装置１０１を使用して水中３０３内の魚群３０５ａ、３０５ｂを検出するシナリオ３００の一例を示す。船舶３０１、は物体検出装置１０１を備える。本開示の目的の一つは、３０５ａ、３０５ｂのような魚の群を、水中３０３の潮流の速度と方向に飛行する海鳥の検出に基づいて検出することである。そのために、物体検出装置１０１は、水中３０３に対して上方に所定のレンジにおいてレーダ信号３０９（電磁波）を送信する。レーダ信号３０９が物体３０７と接触すると、レーダ信号３０９は多くの方向に反射または散乱される。そして、一部のレーダ信号は３０９、反射３１１されて帰来し（すなわちエコー）、物体検出装置１０１は当該レーダ信号を受信する。当該反射３１１は、物体３０７に関連するレーダ情報を決定するために使用される。検出された物体３０７に関連するレーダ情報は、物体３０７の位置情報、物体３０７の速度、物体３０７が移動している方向等を含むことができる。

物体検出装置１０１は、レーダ信号３０９を水中３０３の表面上３６０度の円で送信することができる。物体検出装置１０１は、重要な周囲の物体から戻るエコーの方位及び距離を検出して、表示部上に地図状表示を生成し、地図は、検出された物体３０７の位置（緯度経度）、物体３０７の速度及び方向等を表示し得る。

検出された物体３０７が、潮流の速度と同じ速度で、さらに潮流の方向と同じ方向に移動しているかどうかを判定することが重要である。検出された物体が潮流の方向に移動しているとき、物体３０７は、魚群３０５ａ、３０５ｂを追いかけている海鳥であると決定することができる。さらに、物体３０７の速度および方向に基づいて、物体３０７の種類が決定されてもよい。

従って、物体３０７が潮流の方向に移動しているかどうかを判定するために、物体検出装置１０１は潮流の速度及び方向を取得し、物体３０７の速度及び方向を潮流の速度及び方向と比較することができる。さらに、物体検出装置１０１は、物体３０７の速度及び方向、並びに潮流の速度及び方向に基づいて、物体３０７を異なる種類に分類する。例示する実施形態では、物体検出装置１０１は、潮流情報をデータベース１１１から直接取得することができる。別の実施形態では、船舶３０１は、複数のセンサ１０７を使用して潮流を決定することができる。ここで、音波を使った潮流の決定には潮流計を使用できる。潮流を決定するために、船舶３０１は、一定の周波数で音波（超音波）３１３の「ｐｉｎｇ」を水中３０３に送信する。音波３１３が移動すると、音波は移動する水に浮遊する粒子から跳ね返り、エコー３１５として反射されて返ってくる。ドップラー効果により、エコー３１５の周波数は、船舶３０１に向かって移動するか、または船舶３０１から離れる粒子に応じて高くまたは低くなる。例えば機器から遠ざかる粒子によって反射される音波は、低い周波数で受信され、逆は高い周波数で受信される。音波３１３と反射波またはエコー３１５の周波数との間の周波数の差は、ドップラーシフトと呼ばれる。粒子はそれを運ぶ水と同じ速度で移動するので、ドップラーシフトは水の速度または潮流、すなわち潮流に比例する。

検出された物体３０７の種類は、静止した物体、潮流と同じ速度で同じ方向に移動する物体、潮流とは独立した方向に移動する物体の少なくとも一つである。物体は、海鳥（図４に示すように）を含むことができ、海鳥は、潮流と同じ速度で同じ方向に移動することができる。したがって、物体検出装置１０１は、海鳥が魚群３０５ａ、３０５ｂを追いかけているか、または海面に漂流があると判断することができる。さらに、物体検出装置１０１は、灯台のような静止物体、または魚群の後を追いかけていないヘリコプター、飛行機、または他の鳥のような潮流で動いていない他の物体を検出することができる。このようにして、物体検出装置１０１は、物体３０７に基づいて、３０５ａ、３０５ｂのような魚群を検出する。なお、物体３０７を検知したとき、これを潮流に沿って流れる漂流物として検知してもよい。

本明細書において、ターゲットは、ユーザにとって関心のある物体の一部であり得、したがって、物体検出装置は、ターゲットとして分類された物体をユーザに通知する。状況に応じて、ユーザは、物体の異なるサブセットに関心がある場合、したがって、ターゲットとして分類される物体について通知されることがある。例示する実施形態では、ターゲットは、他の種類の物体から区別することができる少なくとも１つの種類の物体である。

図５は、航海追跡のための物体検出装置１０１によって実行される方法４００のステップを示すフローチャートの例である。方法４００は、ステップ４０１で開始し、物体のレーダ情報を決定する。物体を検出するために、高周波の電波をレーダを用いてもよい。ステップ４０３において、物体から受信したエコーを使用して、物体に関連するレーダ情報を決定することができる。物体に関連するレーダ情報は、物体の速度および方向を含むことができる。

ステップ４０５において、検出された物体の第１速度ベクトルが、物体に関連するレーダ情報に基づいて計算され得る。第１速度ベクトルは、物体の速度、物体が検出された距離、物体が移動している方向などを含むことができる。ステップ４０７で、潮流情報を取得することができる。潮流に関する情報は、データベース１１１から得ることができる。別の実施形態では、潮流情報は、船舶に設置された複数のセンサ１０７から取得することができる。潮流情報は、潮流の速度および方向を含むことができる。

ステップ４０９では、第２の潮流情報に基づいて水中の流速のベクトルである第２速度ベクトルを算出する。第２速度ベクトルは、ナビゲーション情報管理部１２３または第２速度ベクトル算出部により決定する。第２速度ベクトルは、流れている潮流の向き、潮流の速さ、潮流の速さを決定する水深などを含んでいてもよい。

ステップ４１１において、物体をターゲットとして決定するために、物体に関連する速度及び方向を潮流の速度及び方向と比較することができる。具体的に、物体のベクトルである第１速度ベクトルと潮流のベクトルである第２速度ベクトルと比較することができる。また、検出される物体の種類は、静止物体であっても、潮流と同じ速度で同じ方向に移動する物体であっても、潮流とは独立した方向に移動する物体であってもよい。物体が潮流と同じ速度で同じ方向に動いていることが検出されることに基づいて、漂流物や魚群の位置が決定される。これは、潮流と同じ速度で同じ方向に移動する物体は、魚群を追いかける海鳥であるか、あるいは漂流物であると判断できるためである。

ステップ４１３では、ユーザ１０５は、ステップ４１１で検出または分類されたターゲットについて、ユーザデバイス１０３の表示画面上で通知される。通知は、検出された物体の位置を含むことができる。また、ユーザデバイス１０３の表示画面には、検出された物体の種類が異なって表示されてもよい。ユーザ１０５が、検出された物体の種類を容易に区別するために、物体の種類に応じて、異なる色またはフレームで表示することができる。

従って、本開示の実施形態例は、海鳥の群れが潮流に沿って動く水中の物体（すなわち魚の群れ）を追いかけること、または、漂流物が潮流に沿って動いていることに基づいて、物体を検出する物体検出装置１０１が提供される。そのために、本装置は、検出された物体が静止した物体であるか、潮流と同じ速度で同じ方向に移動している物体であるか、または潮流とは無関係な方向に移動している物体であるかを判定できる。検出された物体が潮流と同じ速度で同じ方向に移動していると判定された場合、検出された物体が魚群を追いかけていると判定することができる。したがって、漁師などのユーザ１０５は、このような物体を検出し、さらにこれらの物体の位置を決定することが重要である。さらに、検出された少なくとも１つの物体が魚群を追いかけているか否かを判定するために、装置は、検出された物体のレーダ情報に基づいて、検出された物体の第１速度ベクトルを算出する。装置はさらに、潮流情報に基づいて第２速度ベクトルを算出する。次に、装置は、第１速度ベクトルと第２速度ベクトルとを比較して、２つのベクトル間の類似性を判定する。類似性に基づいて、装置は、検出された少なくとも１つの物体の種類を決定する。装置はさらに、ユーザ１０５が物体の異なる種類を視覚的に区別できるように、検出された種類に応じて物体を異なる色またはフレームで表示する。

さらに、装置は、潮流と同じ速度で同じ方向に移動している物体に基づいて、別の物体の位置を決定する。つまり、潮流のある方向に移動する物体を、魚群を追いかける海鳥と判断することもできる。したがって、魚群は、潮流に沿って移動する検出された物体の位置に対応した位置に存在すると判断される。

本発明は開示された特定の実施形態に限定されるものではない。さらに、上述の説明および関連する図面は、要素および／または機能の特定の例示的な組み合わせの文脈において例示する実施形態を説明しているが、要素および／または機能の異なる組み合わせが、添付の特許請求の範囲の範囲から逸脱することなく、代替の実施形態によって提供され得ることを理解されたい。この点に関して、例えば、上記に明示的に記載されたものとは異なる要素および／または機能の組み合わせもまた、添付の特許請求の範囲のいくつかに記載され得るように企図される。本明細書では特定の用語を使用するが、それらは、限定の目的ではなく、一般的かつ記述的な意味でのみ使用される。

Claims (13)

1. レーダにより物体を検出するレーダ検出部と、
   前記物体のレーダ情報を決定するレーダ情報決定部と、
   前記レーダ情報に基づいて、前記物体の第１速度ベクトルを算出する第１速度ベクトル算出部と、
   水中の潮流情報を得る潮流情報取得部と、
   前記潮流情報に基づいて、第２速度ベクトルを算出する第２速度ベクトル算出部と、
   前記第１速度ベクトルと前記第２速度ベクトルを比較して、前記物体を分類する分類部と、
   前記分類部の分類に基づいて、通知を要するターゲットとして決定された前記物体をユーザに通知する通知部と、
   を有する物体検出装置。
2. 前記潮流情報は、潮流の速度および潮流の向きのうち少なくとも１つをを含み、
   前記レーダ情報は、前記物体の速度および移動方向のうちの少なくとも１つを含む、
   請求項１に記載の装置。
3. 前記通知部は、前記ターゲットに対応する表示態様を変更した表示信号を生成することで通知する、請求項１または請求項２に記載の装置。
4. 前記通知部は、前記ターゲットに対応させてマークを付した表示信号を生成することで通知する、請求項１から請求項３のいずれかに記載の物体検出装置。
5. 前記分類部は、前記物体の種類を決定し、
   前記物体の種類は、静止した物体、潮流に伴って移動する物体および潮流とは独立した方向に移動する物体のうちの少なくとも１つである、請求項１から請求項４のいずれかに記載の物体検出装置。
6. 前記通知部は、前記物体の種類に基づいて、前記ターゲットに対応する色を変更した表示信号を生成することで通知する、請求項５に記載の物体検出装置。
7. 前記分類部は、潮流に沿って移動する物体を前記ターゲットとして決定する、請求項５に記載の物体検出装置。
8. 前記分類部は、前記第１速度ベクトルと前記第２速度ベクトルの類似度値を決定し、
   前記類似度値に基づいて、前記物体を分類する、
   請求項１から請求項７のいずれかに記載の物体検出装置。
9. 前記類似度値は、第１速度ベクトルと第２速度ベクトルの内積および差のうちの少なくとも１つに基づいて決定される、請求項８に記載の物体検出装置。
10. 前記通知部は、船舶と前記ターゲットとの距離の変化に基づいて、前記ターゲットの色を変更した表示信号を生成することで通知する、請求項１から請求項９のいずれかに記載の物体検出装置。
11. レーダ信号を送受信するレーダ装置を更に備える、請求項１から請求項１０のいずれかに記載の物体検出装置。
12. レーダにより物体を検出し、
    前記物体の関連するレーダ情報を決定し、
    前記レーダ情報に基づいて、前記物体の速度ベクトルである第１速度ベクトルを計算し、
    水中の潮流情報を取得し、
    前記潮流情報に基づいて、第２速度ベクトルを算出し、
    前記第１速度ベクトルと前記第２速度ベクトルを比較して、前記物体を分類し、
    分類に基づいて、通知を要するターゲットとして決定された前記物体をユーザに通知する、
    物体検出方法。
13. レーダにより物体を検出する処理と、
    前記物体の関連するレーダ情報を決定する処理と、
    前記レーダ情報に基づいて、前記物体の速度ベクトルである第１速度ベクトルを算出する処理と、
    水中の潮流情報を取得する処理と、
    前記潮流情報に基づいて、第２速度ベクトルを算出する処理と、
    前記第１速度ベクトルと前記第２速度ベクトルを比較して、前記物体を分類する処理と、
    分類に基づいて、通知を要するターゲットとして決定された前記物体をユーザに通知する通知処理と、
    を有する物体検出プログラム。

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