JP5991599B2

JP5991599B2 - 目標探知装置

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Publication number: JP5991599B2
Application number: JP2014035059A
Authority: JP
Inventors: 小林　稔; 稔小林
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2014-02-26
Filing date: 2014-02-26
Publication date: 2016-09-14
Anticipated expiration: 2034-02-26
Also published as: JP2015161513A

Description

本発明は、目標探知装置、目標探知結果表示方法およびプログラムに関し、例えば、音波を用いて水中の目標を探知してその探知結果を表示する目標探知装置、目標探知結果表示方法およびプログラムに関する。

水中を伝搬する音波を用いて水中の目標を探知してその探知結果を表示する装置（以下「ソーナー表示装置」と称する）が知られている。

ソーナー表示装置は、センサ（例えば、ソーナー）が受信した音響信号（音波）を電気信号に変換した後、その電気信号に含まれる雑音やクラッタ（残響）といった不要信号を低減する低減処理を行う。ソーナー表示装置は、低減処理が施された電気信号から、S/N（Signal/Noise）やドップラ情報にて特定される検出条件を満たす信号部分（以下「該当部分」）を検出する。ソーナー表示装置は、該当部分にて特定される目標の探知結果を自動検出結果として画面に表示したり、追尾処理の入力データとして使用したりしている。

しかしながら、低減処理にて不要信号を完全に取り除くことは困難である。このため、ソーナー表示装置での自動検出結果には、不要信号に起因する誤検出結果が含まれている可能性がある。

特許文献１には、ソーナー表示装置での自動検出結果が誤検出結果であるか否かを判定するための参考となる情報を表示する水中物体探知可能領域表示方法（以下、単に「表示方法」と称する）が記載されている。特許文献１に記載の表示方法では、伝搬状況計算部が水中の音波の伝搬距離に対する伝搬損失を計算し、探知可能領域計算部が、伝搬損失の計算結果と探知確率とに基づいて探知可能領域を計算する。なお、探知確率は、伝搬損失が大きくなるほど小さくなる。

オペレータは、探知可能領域の表示を参照することで、ソーナー表示装置に表示された自動検出結果の信憑性を判断することが可能になる。例えば、自動検出結果が示す目標の位置が探知可能領域内である場合、オペレータは、その自動検出結果を有効な検出結果として判断する。一方、自動検出結果が示す目標の位置が探知可能領域外である場合、オペレータは、その自動検出結果を誤検出結果として判断する。

しかしながら、特許文献１に記載の表示方法では、ソーナー表示装置での自動検出結果（探知結果）は、探知可能領域の表示に反映されない。このため、特許文献１に記載の表示方法では、オペレータは、探知可能領域の表示を確認しながら探知可能領域の表示とは別に表示されたソーナー表示装置での自動検出結果（実際の探知結果）を精査するという煩わしい確認作業を行う必要がある。

特許文献２、３には、上述した煩わしい確認作業を軽減可能な技術が記載されている。以下、特許文献２、３に記載の技術について説明する。

特許文献２には、目標が存在する存在圏を特定し、その存在圏内での目標の位置を推定する目標運動解析装置が記載されている。特許文献２に記載の目標運動解析装置は、既定のパラメータを使用してセンサの探知可能領域を計算する。特許文献２に記載の目標運動解析装置は、センサの探知可能領域とセンサが実際に探知した目標の探知方位とが重なる領域を、目標の存在圏として特定する。特許文献２に記載の目標運動解析装置は、その存在圏内での目標の位置を、センサの検出結果を用いて推定する。

特許文献３には、水中目標捜索センサの目標検知可能領域を予め求めておき、その目標検知可能領域と、水中目標捜索センサの探知結果とを、同一画面上に重ね合わせて表示することで目標存在領域を表示する位置局限・運動解析装置が記載されている。

特許文献２、３に記載の技術では、計算にて求められた探知可能領域に、実際の探知結果が反映される。このため、オペレータは有効な探知結果を容易に認識することが可能になる。

特開昭６３−２６１１８２号公報特開２０１１−１４１１２５号公報特開昭６０−１５９６６７号公報

特許文献１に記載の表示方法では、上述したように、オペレータは探知可能領域の表示を確認しながら探知可能領域の表示とは別に表示されたソーナー表示装置での自動検出結果（実際の探知結果）を精査するという煩わしい確認作業を行う必要がある。

特許文献２に記載の目標運動解析装置は、有効な探知結果を容易に認識可能にするために、センサの探知可能領域を計算し、その計算結果を用いて目標の存在圏を特定して存在圏内での目標の位置を推定する、という一連の処理を行う。探知可能領域は、特許文献１に記載されたように探知確率を用いて計算される。このため、特許文献２に記載の目標運動解析装置では、探知確率を用いてセンサの探知可能領域を計算し、その計算結果を用いて目標の存在圏を特定して存在圏内での目標の位置を推定する、という一連の複雑な処理を行う必要がある。

よって、オペレータの煩わしい確認作業を軽減でき、かつ探知確率を用いてセンサの探知可能領域を計算しその計算結果を用いて目標の存在圏を特定して存在圏内での目標の位置を推定するという一連の複雑な処理を軽減可能な手法が望まれるという課題があった。

また、特許文献３に記載の位置局限・運動解析装置は、有効な探知結果を容易に認識可能にするために、目標検知可能領域を計算し、その目標検知可能領域とセンサの探知結果とを同一画面上に重ね合わせて表示する。このため、特許文献３に記載の表示手法によれば、オペレータは、目標検知可能領域に含まれる探知結果を有効な探知結果として判断し、目標検知可能領域から外れている探知結果を誤検出結果として判断可能になる。

しかしながら、目標検知可能領域は計算にて特定されるので、計算上の目標検知可能領域が実際の目標検知可能領域と異なる可能性がある。このため、計算上の目標検知可能領域が実際の目標検知可能領域と異なっている場合、特許文献３に記載の表示手法では、有効な探知結果が目標検知可能領域から外れた位置に表示されてしまう状況が発生する。この状況が発生すると、オペレータは、探知結果の有効性について誤判定をしてしまう。

よって、オペレータの煩わしい確認作業を軽減でき、かつオペレータが探知結果の尤もらしさを判定可能な手法が望まれるという課題があった。

本発明の目的は、上述した課題のいずれかを解決可能な目標探知装置、目標探知結果表示方法およびプログラムを提供することである。

本発明の目標探知装置は、音響信号を検出する検出部と、前記検出部にて検出された音響信号を用いて目標を探知する探知部と、前記検出部の仕様データと実環境データと固定データとを用いて前記目標の探知確率を算出する算出部と、前記探知部の探知結果のうち、前記探知確率が既定値以上の探知結果を表示する表示制御部と、を含み、前記算出部は、前記検出部が検出した音響信号に含まれている不要信号を用いて前記探知確率を算出し、前記不要信号を使用できない場合、前記検出部の仕様データと前記実環境データと前記固定データから算出された不要信号を用いて前記探知確率を算出する。

本発明の他の目標探知装置は、音響信号を検出する検出部と、前記検出部にて検出された音響信号を用いて目標を探知する探知部と、前記検出部の仕様データと実環境データと固定データとを用いて前記目標の探知確率を算出する算出部と、前記探知確率を前記探知結果に重畳して表示する表示制御部と、を含み、前記算出部は、前記検出部が検出した音響信号に含まれている不要信号を用いて前記探知確率を算出し、前記不要信号を使用できない場合、前記検出部の仕様データと前記実環境データと前記固定データから算出された不要信号を用いて前記探知確率を算出する。

本発明によれば、オペレータの煩わしい確認作業を軽減でき、かつ、探知確率を用いてセンサの探知可能領域を計算しその計算結果を用いて目標の存在圏を特定して存在圏内での目標の位置を推定するという一連の複雑な処理を軽減可能になる。また、本発明によれば、オペレータの煩わしい確認作業を軽減でき、かつ、オペレータが探知結果の尤もらしさを判定可能になる。

本発明の第１実施形態の目標探知装置１を示した図である。目標探知装置１の動作を説明するためのフローチャートである。本発明の第２実施形態の目標探知装置１Ａを示した図である。目標探知装置１Ａの動作を説明するためのフローチャートである。本発明の第３実施形態の目標探知装置１Ｂを示した図である。目標探知装置１Ｂの動作を説明するためのシーケンス図である。目標探知装置１Ｂの動作を説明するためのシーケンス図である。検出条件の一例を示した図である。探知確率情報の例を示した図である。追尾処理部７００を含む目標探知装置を示した図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態の目標探知装置１を示した図である。

目標探知装置１は、例えば、水中の音響信号（音波）を用いて水中の目標を探知する。目標探知装置１は、検出部２と、探知部３と、算出部４と、表示制御部５と、を含む。検出部２は、音響信号を検出する。探知部３は、検出部２にて検出された音響信号を用いて目標を探知する。算出部４は、目標の探知について予め設定された情報（以下「探知関連情報」と称する）を用いて、目標の探知確率を算出する。探知関連情報は、例えば、検出部２の仕様（以下「諸元」とも称する）を表す検出部データと、水中および水面上の実際の環境を表す実環境データと、探知確率を算出する際に用いる定数等の固定データと、を含む。表示制御部５は、探知部３の探知結果を算出部４が算出した探知確率で絞り込んだ結果を表示する。

次に、動作を説明する。

図２は、目標探知装置１の動作を説明するためのフローチャートである。

検出部２は、水中の音響信号を検出すると（ステップＳ１）、その音響信号を探知部３に出力する。

探知部３は、検出部２から音響信号を受け付けると、その音響信号を用いて目標を探知する（ステップＳ２）。続いて、探知部３は、目標の探知結果を表示制御部５に出力する。

一方、算出部４は、探知関連情報を用いて目標の探知確率を算出する（ステップＳ３）。続いて、算出部４は、目標の探知確率を表示制御部５に出力する。

表示制御部５は、目標の探知結果と目標の探知確率とを受け付けると、目標の探知結果を目標の探知確率で絞り込む。例えば、表示制御部５は、目標の探知結果から、探知確率が既定値以上である目標の探知結果を抽出する絞り込み処理を実行する。続いて、表示制御部５は、絞り込まれた目標の探知結果を表示する（ステップＳ４）。

次に、本実施形態の効果を説明する。

検出部２は、音響信号を検出する。探知部３は、検出部２にて検出された音響信号を用いて目標を探知する。算出部４は、探知関連情報を用いて目標の探知確率を算出する。表示制御部５は、探知結果を探知確率で絞り込んだ結果を表示する。このため、探知確率が反映された探知結果が表示される。したがって、オペレータは探知確率の表示を確認しながら探知確率の表示とは別に表示された探知結果を精査するという煩わしい確認作業を行う必要がなくなる。また、探知結果を探知確率で絞り込んだ結果を表示するため、探知可能領域および存在圏を計算する必要がなくなる。したがって、有効な探知結果を容易に認識可能にするための処理を簡素化することが可能になる。

（第２実施形態）
図３は、本発明の第２実施形態の目標探知装置１Ａを示した図である。図３において、図１に示したものと同一構成のものには同一符号を付してある。

第２実施形態と第１実施形態の主な相違点は、第２実施形態では、表示制御部５の代わりに表示制御部５Ａが用いられている点である。以下、第２実施形態について、第１実施形態と異なる点を中心に説明する。

表示制御部５Ａは、算出部４が算出した探知確率を探知部３の探知結果に重畳して表示する。

図４は、目標探知装置１Ａの動作を説明するためのフローチャートである。図４において、図２に示した処理と同一の処理には同一符号を付してある。以下、目標探知装置１Ａの動作について、図２に示した処理と異なる処理を中心に説明する。

ステップＳ３が終了した後、表示制御部５Ａは、探知部３から目標の探知結果を受け付け、かつ、算出部４から目標の探知確率を受け付けると、算出部４が算出した探知確率を探知部３の探知結果に重畳して表示する（ステップＳ５）。

次に、本実施形態の効果を説明する。

表示制御部５Ａは、算出部４が算出した探知確率を探知部３の探知結果に重畳して表示する。このため、オペレータは、探知確率と探知結果とをまとめて確認することが可能になる。また、目標検知可能領域ではなく探知確率が、探知結果に重畳表示されるので、オペレータは、探知確率に基づいて探知結果の尤もらしさを判定可能になる。よって、オペレータが探知結果の有効性について誤判定を起こす確率を減らすことが可能になる。

ここで、第１、第２実施形態の変形例を説明する。

ステップＳ１での音響信号の検出動作またはステップＳ２での目標の探知動作の実行前に、ステップＳ３での探知確率の算出動作が実行されてもよい。

（第３実施形態）
図５は、本発明の第３実施形態の目標探知装置１Ｂを示した図である。

目標探知装置１Ｂは、ソーナー表示装置１００と、データベース部２００と、水測予察部３００と、音波送信部４００と、を有する。

ソーナー表示装置１００は、センサ１０１と、信号処理部１０２と、信号検出部１０３と、ゲート処理部１０４と、表示部１０５と、を有している。

センサ１０１は、検出部の一例である。センサ１０１は、海中の音響信号（音波）を検出する。センサ１０１は、送信部の一例である音波送信部４００が海中に送信した音響信号のうち目標にて反射された音響信号を検出する。この場合、センサ１０１は、アクティブソーナー用のセンサとして機能する。なお、センサ１０１は、海中の目標が発生する音響信号を検出してもよい。この場合、センサ１０１はパッシブソーナー用のセンサとして機能し、音波送信部４００は省略されてもよい。

センサ１０１は、音響信号を検出するために形成されたビームを用いて音響信号を検出する。センサ１０１は、音響信号を検出すると、その音響信号を電気信号へ変換する。センサ１０１が生成した電気信号は、目標からのエコー（以下「目標信号」と称する）と、雑音やクラッタ（残響）のような不要信号（以下「ML」とも称する）と、を含んでいる。

信号処理部１０２は、センサ１０１が生成した電気信号に対して、MLを低減して目標信号を浮かび上がらせる低減処理を行う。

信号検出部１０３は、信号処理部１０２で低減処理が施された電気信号（以下「受信データ」と称する）のうち、S/Nの値やドップラ情報にて設定される閾値を越えた部分（該当部分）を検出する。信号検出部１０３は、該当部分にて特定される目標の探知結果（目標までの距離と目標の方位とで特定される目標の位置）を、自動検出結果として出力する。

ゲート処理部１０４には、不図示の操作部が受け付けたユーザの入力操作に応じて、第１モードと第２モードのいずれかが設定される。ゲート処理部１０４は、水測予察部３００の出力を使用しない第２モードでは、信号検出部１０３の自動検出結果を表示部１０５に出力する。一方、水測予察部３００の出力を使用する第１モードでは、ゲート処理部１０４は、信号検出部１０３の自動検出結果を、水測予察部３００からの出力（探知確率）を用いて絞り込む。ゲート処理部１０４は、絞り込まれた自動検出結果を表示部１０５に出力する。

表示部１０５は、種々の表示を実行する。例えば、表示部１０５は、ゲート処理部１０４からの出力や水測予察部３００からの出力を表示する。

データベース部２００は、センサ諸元２０１と、実環境データ２０２と、固定データ２０３と、を有する。センサ諸元２０１と実環境データ２０２と固定データ２０３は、目標の探知について予め設定された情報の一例である。データベース部２００は、水測予察部３００での予察処理に必要なデータ（センサ諸元２０１と実環境データ２０２と固定データ２０３）を、水測予察部３００に提供する。

センサ諸元２０１は、センサ１０１の諸元（仕様）データである。センサ諸元２０１は、水測予察部３００の動作開始前に設定される。

実環境データ２０２は、水温、塩分、風速および海況情報といった時間と場所に応じて変化する実環境のデータである。海況情報や風速にて、背景雑円や波高等が特定される。実環境データ２０２は随時更新される。水温や塩分のデータとしては、海での実計測結果または予報データが使用される。なお、水温や塩分のデータとしては、環境についての観測データ（例えば気象データ）を用いて予報データや統計データに対して同化処理を施すことで予報データや統計データを現場海域の現状に応じて修正した同化データが用いられてもよい。

固定データ２０３は、水測予察部３００で使用する定数等のデータである。

水測予察部３００は、データベース部２００から供給されたデータを用いて、ソーナー表示装置１００が実行する探知の確率（探知確率）を計算する。

水測予察部３００は、伝搬損失計算部３０１と、エコーレベル計算部３０２と、実ML取込部３０３と、ML計算部３０４と、探知確率計算部３０５と、探知確率情報生成部３０６と、を有している。水測予察部３００は、エコーレベルとMLを用いて探知確率を計算する。

伝搬損失計算部３０１は、データベース部２００から供給されたデータを元に、音線モデルやPE（Parabolic Equation）モデル等の音波伝搬モデルを用いて音波伝搬計算を行う。伝搬損失計算部３０１は、音波伝搬計算の結果を用いて伝搬損失を計算する。

エコーレベル計算部３０２は、伝搬損失計算部３０１での伝搬損失の計算結果を用いて、目標信号のレベルを計算する。

実ML取込部３０３は、ソーナー表示装置１００の信号処理部１０２から、各ビーム方位の実雑音および実残響（以下「実ML」と称する）を取込む。

ML計算部３０４は、伝搬損失計算部３０１での伝搬損失の計算結果を用いて、雑音およびクラッタ（残響）の時間変化を計算する。

探知確率計算部３０５は、算出部の一例である。探知確率計算部３０５は、実ML取込部３０３の出力である実MLとML計算部３０４の出力である計算MLとのいずれかと、エコーレベル計算部３０２の出力と、を用いて各位置（距離・方位）の探知確率を計算する。計算精度の関係上、探知確率計算部３０５は、実MLが使用可能である状況では、基本的に実MLを使用する。探知確率計算部３０５は、探知確率を、一般的に知られたソーナー方程式を使用して計算する。

探知確率情報生成部３０６は、探知確率計算部３０５が計算した探知確率を用いて、等探知確率線等の探知確率情報を生成する。探知確率情報は、オペレータ支援情報として機能する。

信号処理部１０２と信号検出部１０３は探知部１１に含まれる。探知部１１は、センサ１０１にて検出された音響信号を用いて目標を探知する。ゲート処理部１０４と表示部１０５と探知確率情報生成部３０６は表示制御部１２に含まれる。表示制御部１２は、探知部１１の探知結果を探知確率計算部３０５が計算した探知確率で絞り込んだ結果を表示する。また、表示制御部１２は、等探知確率線（探知確率）を探知結果に重畳して表示する。

次に、動作を説明する。

図６、図７は、目標探知装置１Ｂの動作を説明するためのシーケンス図である。

音波送信部４００は、音響信号を送信するごとに、送信信号をセンサ１０１と伝搬損失計算部３０１に出力する。

センサ１０１は、音波送信部４００から送信信号を受け付けるごとに、音響信号の受信処理を実行し（ステップＳ１０１）、受信した音響信号を電気信号に変換する。センサ１０１は、電気信号を信号処理部１０２に出力する。

信号処理部１０２は、センサ１０１から電気信号を受け付けると、その電気信号に対して増幅処理および低減処理を実行して受信データを生成する（ステップＳ１０２）。信号処理部１０２は、受信データを信号検出部１０３に出力する。また、信号処理部１０２は、センサ１０１から受け付けた電気信号に含まれている不要信号を、実ML取込部３０３に出力する。例えば、信号処理部１０２は、電気信号から雑音やクラッタ（残響）といった不要信号を抽出し、その抽出結果（不要信号）を実ML取込部３０３に出力する。

信号検出部１０３は、信号処理部１０２から受信データを受け付けると、受信データのうち閾値を超えた部分（該当部分）を検出する。続いて、信号検出部１０３は、該当部分にて特定される目標の探知結果を、自動検出結果としてゲート処理部１０４に出力する（ステップＳ１０３）。

一方、伝搬損失計算部３０１は、音波送信部４００から送信信号を受け付けるごとに、データベース部２００から入力されたデータを元に、音波伝搬モデルを用いて音波伝搬計算を行う。続いて、伝搬損失計算部３０１は、音波伝搬計算の結果を用いて、各タイミング（例えば、送信信号の受付タイミングごと）での伝搬損失結果を計算する（ステップＳ１０４）。伝搬損失計算部３０１は、各タイミングの伝搬損失結果を、エコーレベル計算部３０２とML計算部３０４に出力する。

エコーレベル計算部３０２は、伝搬損失計算部３０１から各タイミングの伝搬損失結果を受け付けると、各タイミングの伝搬損失結果を用いて各タイミングの目標信号のレベルを計算する（ステップＳ１０５）。エコーレベル計算部３０２は、各タイミングの目標信号のレベルを探知確率計算部３０５に出力する。

一方、ML計算部３０４は、伝搬損失計算部３０１から各タイミングの伝搬損失結果を受け付けると、各タイミングの伝搬損失結果を用いて、雑音およびクラッタ（残響）の時間変化を計算する（ステップＳ１０６）。以下、ML計算部３０４の計算結果を「計算ML」とも称する。

また、実ML取込部３０３は、信号処理部１０２から不要信号を受け付けると、各ビーム方位の実雑音および実残響（実ML）を特定する（ステップＳ１０７）。

なお、図６では、ステップＳ１０７の実行タイミングは、ステップＳ１０６の実行タイミングの後になっているが、ステップＳ１０７の実行タイミングは、ステップＳ１０６の実行タイミングの後とは限らない。また、ステップＳ１０５とステップＳ１０６が並列的に実行されてもよい。また、ステップＳ１０５とステップＳ１０６とステップＳ１０７が並列的に実行されてもよい。

探知確率計算部３０５は、エコーレベル計算部３０２から各タイミングの目標信号のレベルを受け付けると、実ML取込部３０３の出力である実MLとML計算部３０４の出力である計算MLとのどちらかを選択する（ステップＳ１０８）。探知確率計算部３０５は、基本的には実MLを選択する。探知確率計算部３０５は、実MLを使用できない場合（例えば、実ML取込部３０３に不具合が発生した場合）、計算MLを選択する。

続いて、探知確率計算部３０５は、ステップＳ１０８で選択したMLとエコーレベル計算部３０２の出力とを用いて、各位置（距離・方位）の探知確率を計算する（ステップＳ１０９）。探知確率計算部３０５は、探知確率を、一般的に知られたソーナー方程式を使用して計算する。

続いて、探知確率計算部３０５は、ステップＳ１０９で計算した探知確率を、ゲート処理部１０４に出力する（ステップＳ１１０）。

ゲート処理部１０４は、信号検出部１０３から自動検出結果と受け付けると、ゲート処理部１０４に設定されたモードが第１モードか第２モードかを判断する（ステップＳ１１１）。なお、図６は、モードが第１モードである場合の動作を示している。

モードが第１モードである場合、ゲート処理部１０４は、自動検出結果を探知確率で絞り込む（ステップＳ１１２）。

ここで、ステップＳ１１２について説明する。

ステップＳ１１２では、ゲート処理部１０４は、信号検出部１０３から出力された自動検出結果を絞り込む。

信号検出部１０３は、例えば図８に示すように、S/Nレベル５００ａ、信号の長さ（形状；時間的長さ）５００ｂ、ドップラ系S/Nレベル５００ｃ、ドップラ値５００ｄ、位相誤差分散値５００ｅの各閾値からなる自動検出条件５００を保持している。信号検出部１０３は、受信データのうち自動検出条件５００の各閾値を超えている該当部分にて特定される目標の探知結果（距離・方位）を自動検出結果として出力する。

ただし、実際には、図８に示すような自動検出条件５００が設けられても、必ずしも目標信号のみが検出されることはない。目標信号と同じ特徴素を持つクラッタや、目標信号と時間変化が似た背景雑音が、目標信号として誤って検出されてしまうことが一般的である。

そのため、本実施形態では、自動検出条件５００の追加条件６００として、探知確率が用いられる（図８参照）。一例としては、ゲート処理部１０４は、自動検出条件５００を用いて検出された自動検出結果のうち、探知確率が既定値（例えば５０％）以上を満たした位置（距離・方位）を示す自動検出結果を、最終的な検出結果として出力する。なお、既定値は、５０％に限らず適宜変更可能である。

探知確率を用いて自動検出結果を絞り込む手法としては、例えば、最終的な検出結果を検出するための条件として、自動検出条件５００と追加条件６００とを加算した条件が用いられてもよい。また、自動検出条件５００内の各閾値を、各位置の探知確率を用いて、位置ごとに変更する手法が用いられてもよい。例えば、ゲート処理部１０４が、位置ごとに、その位置の探知確率を自動検出条件５００内の各閾値に乗算することで、各閾値を探知確率に基づいて変更する。そして、ゲート処理部１０４は、変更後の閾値を用いた該当信号の再検出処理を、信号検出部１０３に実行させる。なお、探知確率を用いて自動検出結果を絞り込む手法は、上述した手法に限らず適宜変更可能である。

ゲート処理部１０４は、ステップＳ１１２で自動検出結果を絞り込むと、ステップＳ１１２での絞り込み結果を表示部１０５に表示する（ステップＳ１１３）。

一方、ステップＳ１１１でモードが第２モードである場合（図７参照）、ゲート処理部１０４は、探知確率情報生成部３０６に動作開始指示を出力する（ステップＳ１１４）。続いて、ゲート処理部１０４は、信号検出部１０３の自動検出結果をそのまま表示部１０５に出力する。

探知確率情報生成部３０６は、動作開始指示を受け付けると、探知領域計算部３０５から探知確率を用いて探知確率情報を生成する処理を開始する（ステップＳ１１５）。

例えば、探知確率情報生成部３０６は、探知確率を加工して、図９（ａ）（ｂ）に示すような、探知確率をパラメータとしてエリアを区分した探知確率エリアまたは等探知確率線データを、探知確率情報として生成する。

続いて、探知確率情報生成部３０６は、探知確率情報を表示部１０５に出力する（ステップＳ１１６）。

表示部１０５は、自動検出結果と探知確率情報（例えば、探知確率エリアまたは等探知確率線データ）とを受け付けると、探知確率情報を自動検出結果に重畳して表示する（ステップＳ１１７）。

例えば、表示部１０５は、平面上に、センサ（例えばソーナー）１０１からの位置（方位、距離）ごとに探知確率情報と自動検出結果とを重畳表示する対勢図（図９（ａ）参照）と、各ビームに対する深度と距離の断面図（図９（ｂ）参照）と、を表示する。なお、図９（ｂ）は、１つのビームについての深度と距離の断面図である。

図９（ａ）（ｂ）において、例えば、探知確率の大きさをA＞B＞Cとした場合、探知確率C以下の範囲の自動検出結果は目標信号の可能性が最も低いことを意味する。

オペレータは、各時間（各タイミング）の自動検出結果の動きや探知確率の支援表示を照らし合わせながら、探知確率の高いエリアを重点的に監視し、目標信号を検出したという確信を持った場合に手動探知を実施する。

オペレータは、表示部１０５での重畳表示を参照することで、自動検出結果の時間的推移だけでなく、探知確率を同時に見ることができる。このため、オペレータは探知確率の低いエリアに必要以上に注力することなく、エリアに重みづけを行って探知オペレーションを実施することができる。また、オペレータは探知確率の低いエリアについても、目標信号の検出の可能性を考慮しながら監視することが可能になる。

加えてオペレータは鉛直断面図（図９（ｂ）参照）を用いて検出位置から目標のおおよその深度範囲を推定することが可能になる。

次に、本実施形態の効果について説明する。

表示制御部１２は、探知結果を探知確率で絞り込んだ結果を表示する。このため、探知可能領域および存在圏を計算することなく、オペレータが有効な探知結果を容易に認識できるようになる。

また、表示制御部１２は、探知確率を探知結果に重畳して表示する。目標検知可能領域ではなく探知確率が探知結果に重畳表示されるので、オペレータが探知結果の尤もらしさを判定可能になる。よって、オペレータが探知結果の有効性について誤判定を起こすことを減らすことが可能になる。

探知確率計算部３０５は、データベース部２００内のデータから算出された計算MLと、センサ１０１が検出した音響信号に含まれている実MLと、を択一的に用いて探知確率を算出する。このため、計算MLを用いて探知確率を算出するだけでなく、センサ１０１が検出した音響信号に含まれている実MLを用いることで高い精度で探知確率（予察）計算を行うことが可能になる。

探知確率計算部３０５は、音波送信部４００が音響信号を送信するタイミングに応じて探知確率の算出を実行する。このため、音響信号の送信に同期して探知確率を算出することが可能になる。この際、探知確率計算部３０５は、ソーナー表示装置１００の探索レンジ（分解能）およびビーム数に合わせて探知確率を算出する。

次に、本実施形態の変形例について説明する。

（変形例１）
目標探知装置１Ｂは、探知確率や探知確率情報を用いて目標についての追尾計算を実行する追尾処理部をさらに含んでもよい。図１０は、追尾処理部７００を含む目標探知装置を示した図である。追尾処理部７００は、例えば、探知確率が相対的に高いエリアを目標の今後の移動先として算出する。

（変形例２）
マルチスタティックのように多数のセンサ（ソーナー）１０１が用いられる状況では、探知確率計算部３０５は、個々のセンサ１０１の探知確率（P₁(D)、P₂(D)、・・・）に加えて、複数のセンサ１０１を用いた場合の合成探知確率（P_all(D)）を算出してもよい。多数のセンサ（ソーナー）１０１は検出部の一例である。この場合、センサ単体での検出に加えて、複数センサを用いた場合の統合検出結果の表示における誤警報（誤検出）を低減することが可能になる。例えば、ゲート処理部１０４は、各センサの探知確率と合成探知確率（P_all(D)）のいずれか（例えば、合成探知確率（P_all(D)）を用いて自動検出結果を絞り込む。また、探知確率情報生成部３０６は、各センサの探知確率と合成探知確率（P_all(D)）のいずれかを用いて、探知確率情報（例えば、探知確率エリア、等探知確率線データ）を生成してもよい。なお、探知確率情報生成部３０６は、合成探知確率（P_all(D)）を用いて、探知確率情報として、マルチスタティック運用での送信波の届くエリアを生成してもよい。この場合、合成探知確率（P_all(D)）を用いて生成された探知確率情報を、自動検出結果（探知結果）に重畳表示することが可能になる。

合成探知確率（P_all(D)）と個々のセンサ（ソーナー）１、２、・・・の探知確率の関係は以下のとおりである。

合成探知確率（P_all(D)）＝１−（P₁(D)）＊（P₂(D)）＊・・・＝１−Π^N _i（P_i(D)）
N：マルチスタティック運用に使用するセンサ（ソーナー）合計数、
i：各センサ（ソーナー）を表す番号
（変形例３）
伝搬損失計算部３０１は、データベース部２００内のデータを用いて、互いに異なる音響信号が別々に送信された各場合の伝搬損失を計算する。エコーレベル計算部３０２は、伝搬損失計算部３０１の計算結果を用いて、互いに異なる音響信号が別々に送信された各場合の目標信号のレベルを計算する。ML計算部３０４は、伝搬損失計算部３０１の計算結果を用いて、互いに異なる音響信号が別々に送信された各場合の計算MLを計算する。探知結果計算部３０５は、エコーレベル計算部３０２の計算結果とML計算部３０４の計算結果とを用いて、互いに異なる音響信号が別々に送信された各場合の探知確率を計算する。そして、探知結果計算部３０５は、互いに異なる音響信号が別々に送信された各場合の探知確率を表示部１０５に表示する。

（変形例４）
伝搬損失計算部３０１は、データベース部２００内のデータを用いて、センサ１０１が音響信号についての互いに異なる検出帯域を別々に用いた各場合の伝搬損失を計算する。エコーレベル計算部３０２は、伝搬損失計算部３０１の計算結果を用いて、センサ１０１が音響信号についての互いに異なる検出帯域を別々に用いた各場合の目標信号のレベルを計算する。ML計算部３０４は、伝搬損失計算部３０１の計算結果を用いて、センサ１０１が音響信号についての互いに異なる検出帯域を別々に用いた各場合の計算MLを計算する。探知結果計算部３０５は、エコーレベル計算部３０２の計算結果とML計算部３０４の計算結果とを用いて、センサ１０１が音響信号についての互いに異なる検出帯域を別々に用いた各場合の探知確率を計算する。そして、探知結果計算部３０５は、センサ１０１が音響信号についての互いに異なる検出帯域を別々に用いた各場合の探知確率を表示部１０５に表示する。

（変形例５）
探知確率算出部３０５は、音響信号のS/N（信号／ノイズ比）と、音響信号のS/R（信号／残響比）と、音響信号に含まれる不要信号（例えば、一定レベル以上の残響）と、各位置での目標を探知可能な深度範囲と、マルチスタティック運用での送信波の届くエリアのうち少なくとも１つを、探知確率の代わりに算出してもよい。そして、表示部１０５は、探知確率算出部３０５の算出結果を探知確率の代わりに探知結果に重畳して表示する。この表示は、オペレータの手動探知においては効果的である。

（変形例６）
固定データ２０３に目標の反射強度が含まれている場合、信号検出部１０３は、探知結果に基づいて、固定データ２０３に含まれる目標の反射強度を調整してもよい。この場合、予め設定された目標の反射強度を、実測結果に応じて調整することが可能になる。

（変形例７）
目標探知装置１Ｂは、TBD（Track Before Detect）アルゴリズムなどの方法によって目標と思われる航跡を抽出する機能を有してもよい。

上記各実施形態において、目標探知装置１Ｂは、センサ１０１と接続されたコンピュータにて実現されてもよい。この場合、コンピュータは、コンピュータにて読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk Read Only Memory）のような記録媒体に記録されたプログラムを読込み実行して、センサ１０１を除いた目標探知装置１Ｂが有する機能を実行する。記録媒体は、ＣＤ−ＲＯＭに限らず適宜変更可能である。

以上説明した各実施形態において、図示した構成は単なる一例であって、本発明はその構成に限定されるものではない。

上記の実施形態の一部または全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下に限られない。

（付記１）音響信号を検出する検出部と、
前記検出部にて検出された音響信号を用いて目標を探知する探知部と、
前記目標の探知について予め設定された情報を用いて、前記目標の探知確率を算出する算出部と、
前記探知部の探知結果を前記探知確率で絞り込んだ結果を表示する表示制御部と、を含む目標探知装置。

（付記２）音響信号を検出する検出部と、
前記検出部にて検出された音響信号を用いて目標を探知する探知部と、
前記目標の探知について予め設定された情報を用いて、前記目標の探知確率を算出する算出部と、
前記探知確率を前記探知結果に重畳して表示する表示制御部と、を含む目標探知装置。

（付記３）前記算出部は、前記情報から算出された不要信号と、前記検出部が検出した音響信号に含まれている不要信号と、を択一的に用いて前記探知確率を算出する、付記１または２に記載の目標探知装置。

（付記４）前記探知確率を用いて、前記目標についての追尾計算を実行する追尾処理部をさらに含む、付記１から３のいずれか１項に記載の目標探知装置。

（付記５）前記検出部は、前記音響信号を検出する複数のセンサを含み、
前記算出部は、前記情報を用いて、各センサでの探知確率と、前記複数のセンサを用いた場合の探知確率と、を算出し、
前記表示制御部は、前記算出部が算出した探知確率のいずれかを用いる、付記１から４のいずれか１項に記載の目標探知装置。

（付記６）前記検出部は、少なくとも、送信部から送信され前記目標にて反射された音響信号を検出し、
前記算出部は、前記送信部が前記音響信号を送信するタイミングに応じて前記探知確率の算出を実行する、付記１から５のいずれか１項に記載の目標探知装置。

（付記７）前記算出部は、前記情報を用いて、互いに異なる音響信号が別々に送信された各場合の探知確率を算出する、付記１から６のいずれか１項に記載の目標探知装置。

（付記８）前記算出部は、前記検出部が前記音響信号についての互いに異なる検出帯域を別々に用いた各場合の探知確率を算出する、付記１から７のいずれか１項に記載の目標探知装置。

（付記９）前記算出部は、前記音響信号の信号／ノイズ比と、前記音響信号の信号／残響比と、前記音響信号に含まれる不要信号と、マルチスタティック運用での送信音の届くエリアのうち少なくとも１つを、前記探知確率の代わりに算出し、
前記表示制御部は、前記算出部の算出結果を前記探知確率の代わりに前記探知結果に重畳して表示する、付記２に記載の目標探知装置。

（付記１０）前記情報は、水温・塩分の予報データ、または、環境についての観測データを用いて前記水温・塩分の予報データを現状に応じて修正した同化データ、または、前記環境についての観測データを用いて水温・塩分の統計データを現状に応じて修正した同化データを、少なくとも含むものである、付記１から９のいずれか１項に記載の目標探知装置。

（付記１１）前記探知部は、前記探知結果に基づいて、前記情報に含まれる前記目標の反射強度を調整する、付記１から１０のいずれか１項に記載の目標探知装置。

（付記１２）音響信号を検出する検出ステップと、
前記検出ステップで検出された音響信号を用いて目標を探知する探知ステップと、
前記目標の探知について予め設定された情報を用いて前記目標の探知確率を算出する算出ステップと、
前記探知ステップでの探知結果を前記探知確率で絞り込んだ結果を表示する表示制御ステップと、を含む目標探知結果表示方法。

（付記１３）音響信号を検出する検出ステップと、
前記検出ステップ部で検出された音響信号を用いて目標を探知する探知ステップと、
前記目標の探知について予め設定された情報を用いて、前記目標の探知確率を算出する算ステップと、
前記探知確率を前記探知結果に重畳して表示する表示制御ステップと、を含む目標探知結果表示方法。

（付記１４）コンピュータに、
検出部が検出した音響信号を用いて目標を探知する探知手順と、
前記目標の探知について予め設定された情報を用いて前記目標の探知確率を算出する算出手順と、
前記探知の結果を前記探知確率で絞り込んだ結果を表示する表示制御手順と、を実行させるためのプログラム。

（付記１５）コンピュータに、
検出部が検出した音響信号を用いて目標を探知する探知手順と、
前記目標の探知について予め設定された情報を用いて前記目標の探知確率を算出する算出手順と、
前記探知確率を前記探知結果に重畳して表示する表示制御手順と、を実行させるためのプログラム。

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ目標探知装置
２検知部
３、１１探知部
４算出部
５、５Ａ、１２表示制御部
１００ソーナー表示装置
１０１センサ
１０２信号処理部
１０３信号検出部
１０４ゲート処理部
１０５表示部
２００データベース部
２０１センサ諸元
２０２実環境データ
２０３固定データ
３００水測予察部
３０１伝搬損失計算部
３０２エコーレベル計算部
３０３実ＭＬ取込部
３０４ＭＬ計算部
３０５探知確率計算部
３０６探知領域計算部
４００音波送信部
７００追尾処理部

Claims

音響信号を検出する検出部と、
前記検出部にて検出された音響信号を用いて目標を探知する探知部と、
前記検出部の仕様データと実環境データと固定データとを用いて、前記目標の探知確率を算出する算出部と、
前記探知部の探知結果のうち、前記探知確率が既定値以上の探知結果を表示する表示制御部と、を含み、
前記算出部は、前記検出部が検出した音響信号に含まれている不要信号を用いて前記探知確率を算出し、前記不要信号を使用できない場合、前記検出部の仕様データと前記実環境データと前記固定データから算出された不要信号を用いて前記探知確率を算出する、目標探知装置。
音響信号を検出する検出部と、
前記検出部にて検出された音響信号を用いて目標を探知する探知部と、
前記検出部の仕様データと実環境データと固定データとを用いて、前記目標の探知確率を算出する算出部と、
前記探知確率を前記探知結果に重畳して表示する表示制御部と、を含み、
前記算出部は、前記検出部が検出した音響信号に含まれている不要信号を用いて前記探知確率を算出し、前記不要信号を使用できない場合、前記検出部の仕様データと前記実環境データと前記固定データから算出された不要信号を用いて前記探知確率を算出する、目標探知装置。
前記探知確率を用いて、前記目標についての追尾計算を実行する追尾処理部をさらに含む、請求項１または２に記載の目標探知装置。
前記検出部は、前記音響信号を検出する複数のセンサを含み、
前記算出部は、前記検出部の仕様データと前記実環境データと前記固定データを用いて、各センサでの探知確率と、前記複数のセンサを用いた場合の探知確率と、を算出し、
前記表示制御部は、前記算出部が算出した探知確率のいずれかを用いる、請求項１から３のいずれか１項に記載の目標探知装置。