JP6154218B2 - エコー信号処理装置、波浪レーダ装置、エコー信号処理方法、及びエコー信号処理プログラム - Google Patents

Description

本発明は、電波を送受信するアンテナで受信されたエコー信号に関する情報を算出するエコー信号処理装置、波浪レーダ装置、エコー信号処理方法、及びエコー信号処理プログラムに関する。

従来より、アンテナで受信されたエコー信号から、当該エコー信号に関する情報を算出するように構成されたエコー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（解析領域）を決定し、当該解析領域内において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。

特開平３−２６２９９０号公報

ところで、従来では、上述のような解析領域は、自船の位置を基準として設定される。すなわち、解析領域の位置は、時間の経過に伴い順次、更新されるレーダ画像のそれぞれにおいて、自船を基準とした位置に固定される。しかしそうすると、自船が移動するのに伴って解析領域の位置も移動するため、上記解析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。

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、エコー信号情報を正確に算出することである。

（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エコー信号処理装置は、海上を移動する船舶としての移動体に搭載されて電波を送受信するアンテナ、で受信されたエコー信号から、複数のタイミングにおけるエコー画像を生成する画像生成部と、前記移動体の絶対位置情報を取得する位置情報取得部と、前記位置情報取得部で取得された前記絶対位置情報に基づいて、前記エコー画像内における領域であって海面の波浪からのエコー信号に関する情報である波浪情報を算出する対象となる領域である解析領域を絶対位置で特定する解析領域特定部と、複数の前記エコー画像のそれぞれに含まれる、前記解析領域内のエコー画像である解析領域画像、を記憶する記憶部と、前記記憶部で記憶される複数の前記解析領域画像に基づいて、前記解析領域からのエコー信号に関する情報であって前記波浪情報であるエコー信号情報を算出する算出部と、を備え、前記解析領域特定部は、前記移動体の絶対位置を基準とした位置であって前記移動体から離れた位置に４つの地点を設定し、前記４つの地点を絶対位置で特定し、前記４つの地点で形成されるエリアを前記解析領域として絶対位置で特定する。

（２）好ましくは、前記位置情報取得部は、前記移動体の絶対位置情報を、複数のタイミングで順次、取得し、前記解析領域特定部は、順次取得される前記移動体の絶対位置情報に基づいて、前記解析領域を順次、特定する。

（３）更に好ましくは、前記位置情報取得部は、前記算出部が前記エコー信号情報を算出している間に、前記解析領域特定部で特定された次の解析領域の解析領域画像が前記記憶部で記憶可能なタイミングで、前記移動体の絶対位置情報を取得する。

（４）好ましくは、前記位置情報取得部は、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）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係る波浪レーダ装置は、海上を移動する移動体としての船舶に搭載されて電波を送受信するアンテナと、前記アンテナで受信されたエコー信号から得られる複数のエコー画像から、海面の波浪からのエコー信号に関する情報である波浪情報を算出する、上述したいずれかのエコー信号処理装置と、前記エコー信号処理装置で算出された前記波浪情報を表示する表示器と、を備えている。

（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エコー信号処理方法は、（ａ）海上を移動する船舶としての移動体に搭載されて電波を送受信するアンテナ、で受信されたエコー信号から、複数のタイミングにおけるエコー画像を生成するステップと、（ｂ）前記移動体の絶対位置情報を取得するステップと、（ｃ）前記移動体の前記絶対位置情報に基づいて、前記エコー画像内における領域であって海面の波浪からのエコー信号に関する情報である波浪情報を算出する対象となる領域である解析領域を絶対位置で特定するステップと、（ｄ）複数の前記エコー画像のそれぞれに含まれる、前記解析領域内のエコー画像である解析領域画像、を記憶するステップと、（ｅ）複数の前記解析領域画像に基づいて、前記解析領域からのエコー信号に関する情報であって前記波浪情報であるエコー信号情報を算出するステップと、を含み、前記ステップ（ｃ）において、前記移動体の絶対位置を基準とした位置であって前記移動体から離れた位置に４つの地点を設定し、前記４つの地点を絶対位置で特定し、前記４つの地点で形成されるエリアを前記解析領域として絶対位置で特定する。

（７）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係るエコー信号処理プログラムは、コンピュータに、（ａ）海上を移動する船舶としての移動体に搭載されて電波を送受信するアンテナ、で受信されたエコー信号から、複数のタイミングにおけるエコー画像を生成するステップと、（ｂ）前記移動体の絶対位置情報を取得するステップと、（ｃ）前記移動体の前記絶対位置情報に基づいて、前記エコー画像内における領域であって海面の波浪からのエコー信号に関する情報である波浪情報を算出する対象となる領域である解析領域を絶対位置で特定するステップと、（ｄ）複数の前記エコー画像のそれぞれに含まれる、前記解析領域内のエコー画像である解析領域画像、を記憶するステップと、（ｅ）複数の前記解析領域画像に基づいて、前記解析領域からのエコー信号に関する情報であって前記波浪情報であるエコー信号情報を算出するステップと、を実行させ、前記ステップ（ｃ）において、前記移動体の絶対位置を基準とした位置であって前記移動体から離れた位置に４つの地点を設定し、前記４つの地点を絶対位置で特定し、前記４つの地点で形成されるエリアを前記解析領域として絶対位置で特定する。

本発明によれば、エコー信号情報を正確に算出できる。

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。 図１に示す波浪レーダ装置の表示器の表示例の一例を示す図である。 自船を中心とした水平領域を示す図であって、解析領域の設定について説明するための図である。 図１に示すエコー信号処理装置の動作を説明するためのフローチャートである。 各タイミングで生成されるレーダ画像における、解析領域の位置を説明するための図である。 各タイミングで生成されるレーダ画像における、解析領域の位置を説明するための図であって、図５に示す各レーダ画像が生成されるタイミングとは異なるタイミングで生成されたレーダ画像を示す図である。 自船を中心とした水平領域を示す図であって、従来の波浪レーダの装置ように自船に対する相対位置で解析領域を特定した場合に生じる問題点を説明するための図である。 自船を中心とした水平領域を示す図であって、変形例に係るエコー信号処理装置での解析領域の設定について説明するための図である。 自船を中心とした水平領域を示す図であって、変形例に係るエコー信号処理装置での解析領域の設定について説明するための図である。

本発明の実施形態に係るエコー信号処理装置１０、及びエコー信号処理装置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。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、エコー信号処理装置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。

［全体構成］
図１は、本発明の実施形態に係るレーダ装置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、エコー信号処理装置１０と、表示器３と、を備えている。

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。

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。

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。本実施形態のアンテナ４は、例えば一例として、４８ｒｐｍで回転する。この場合、アンテナ４は、１．２５秒で１回転する。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。

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、エコー信号処理装置１０へ出力する。

エコー信号処理装置１０は、Ａ／Ｄ変換部７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。また、エコー信号処理装置１０は、上記エコー画像から、波浪情報を算出する。エコー信号処理装置１０の構成及び動作については、詳しくは後述する。

図２は、表示器３の表示例の一例を示す図である。表示器３は、図２に示すように、エコー信号処理装置１０で生成されたエコー画像と、エコー信号処理装置１０で算出された波浪情報（波の周期、波速、波向、波高等）とを表示する。表示器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２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解析領域を示している。なお、当該解析領域の形状は、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。

［エコー信号処理装置の構成］
エコー信号処理装置１０は、図１に示すように、画像生成部１１と、ＧＮＳＳ受信部１２（位置情報取得部）と、解析領域特定部１３と、解析領域画像抽出部１４と、記憶部１５と、算出部１６と、を備えている。エコー信号処理装置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、エコー信号処理装置１０は、ＲＯＭに記憶されたエコー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。

上記エコー信号処理プログラムは、本発明の一実施形態におけるエコー信号処理方法を、エコー信号処理装置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、エコー信号処理装置１０を、画像生成部１１、ＧＮＳＳ受信部１２、解析領域特定部１３、解析領域画像抽出部１４、記憶部１５、及び算出部１６として機能させることができる。

画像生成部１１は、Ａ／Ｄ変換部７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。画像生成部１１は、アンテナ４が１回転する毎に１枚のエコー画像を生成することにより、複数のタイミングにおける前記エコー画像を生成する。本実施形態では、画像生成部１１は、例えば一例として、１．２５秒毎に１枚のエコー画像を生成する。画像生成部１１で生成された複数のエコー画像は、順次、表示器３及び解析領域画像抽出部１４に出力される。

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（緯度及び経度）及び船首方位情報を取得する。ＧＮＳＳ受信部１２は、所定のタイミング毎に、自船の絶対位置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。

解析領域特定部１３は、波浪情報を算出する対象となる領域（解析領域）を、ＧＮＳＳ受信部１２で取得された自船の絶対位置情報及び船首方位情報に基づいて特定する。

図３は、自船を中心とした水平領域を示す図であって、解析領域の設定について説明するための図である。解析領域特定部１３は、解析領域を、自船から所定距離離れた位置に設定する。そして、解析領域特定部１３は、このように設定した解析領域を、絶対位置（緯度及び経度）で特定する。具体的には、解析領域特定部１３は、例えば一例として、自船の絶対位置を基準とした位置に４つの地点Ｐ_１，Ｐ_２，Ｐ_３，Ｐ_４を設定し、これら４点を絶対位置で特定する。そして、これら４点で形成される正方形のエリアを、解析領域Ａ_ｎ（ｎ＝１，２，…）として特定する。解析領域特定部１３は、ＧＮＳＳ受信部１２が自船の絶対位置情報を取得するタイミング毎に、解析領域Ａ_ｎを特定する。

解析領域画像抽出部１４は、画像生成部１１から順次出力される複数のエコー画像のそれぞれの中から、解析領域特定部１３で特定された解析領域Ａ_ｎ内のエコー画像を解析領域画像Ａ_ｎ（ｔ_ａ）（ａ＝１，２，…）として抽出する。解析領域画像抽出部１４は、このようにして抽出した複数の解析領域画像Ａ_ｎ（ｔ_１），Ａ_ｎ（ｔ_２），…を、順次、記憶部１５へ出力する。

記憶部１５は、解析領域画像抽出部１４で順次抽出された、各解析領域Ａ_ｎにおける複数の解析領域画像Ａ_ｎ（ｔ_１），Ａ_ｎ（ｔ_２），…を記憶する。記憶部１５は、記憶している解析領域画像の枚数が所定の枚数（例えば、３２枚）に達すると、これらの画像を全て、算出部１６へ出力する。

算出部１６は、記憶部１５から出力された所定枚数の解析領域画像Ａ_ｎ（ｔ_１），Ａ_ｎ（ｔ_２），…，Ａ_ｎ（ｔ_３２）に基づき、解析領域Ａ_ｎにおける波浪情報を算出する。具体的には、算出部１６は、所定枚数の解析領域画像Ａ_ｎ（ｔ_１），Ａ_ｎ（ｔ_２），…，Ａ_ｎ（ｔ_３２）に３次元ＦＦＴを適用することにより、波の周期、波の向き、波の高さ等の情報を、波浪情報として算出する。なお、本実施形態では、３次元ＦＦＴを用いることにより波浪情報を算出しているが、これに限らず、その他の手法を用いてもよい。例えば、２次元ＦＦＴ、又はＭＵＳＩＣ法等を用いて、波浪情報を算出してもよい。また、上述した各手法を用いた具体的な波浪情報の算出については、公知であるため、詳細な説明を省略する。

［エコー信号処理装置の動作］
図４は、エコー信号処理装置１０の動作を説明するためのフローチャートである。図４を参照して、波浪情報を算出する際の工程を説明する。

まず、ステップＳＡ１で、画像生成部１１は、アンテナ４が１回転する毎に、自船を中心とした所定範囲内におけるエコー画像を生成する。このように生成される複数のエコー画像は、順次、解析領域画像抽出部１４へ出力される（ステップＳＡ２）。

一方、ステップＳＢ１で、ＧＮＳＳ受信部１２が航法信号を受信することにより、自船の絶対位置及び船首方向を特定する。次にステップＳＢ２では、解析領域特定部１３は、ステップＳＢ１で特定された自船の絶対位置及び船首方向に基づいて、解析領域Ａ_ｎを特定する。具体的には、例えば一例として、自船の船首方向における、自船から所定距離離れた正方形状のエリアを形成する４点を、絶対位置、すなわち緯度及び経度で特定する。そして、解析領域特定部１３は、この４点で形成される矩形状のエリアを、解析領域Ａ_ｎとして特定する。

次にステップＳ３で、解析領域画像抽出部１４は、画像生成部１１から順次出力されるエコー画像において、解析領域特定部１３で特定された解析領域Ａ_ｎ内のエコー画像を、解析領域画像Ａ_ｎ（ｔ_ａ）として順次、抽出する。

図５（Ａ）から図５（Ｄ）は、それぞれ、自船を中心とした水平領域を示す図であって、各タイミングで生成されるエコー画像における、解析領域Ａ_ｎの位置を説明するための図である。図５に示すように、自船位置を中心として生成される各タイミングでのエコー画像においては、絶対位置で特定される解析領域Ａ_ｎの位置が、自船の進行方向及び速度に応じて時間の経過に伴って変化する。

次にステップＳ４で、解析領域画像抽出部１４は、ステップＳ３で抽出された解析領域画像Ａ_ｎ（ｔ_ａ）を、順次、記憶部１５に出力する（ステップＳ４）。

記憶部１５は、解析領域画像抽出部１４から順次出力される解析領域画像Ａ_ｎ（ｔ_ａ）を記憶する（ステップＳ５）。そして、記憶部１５は、所定枚数（例えば、３２枚）に到達した解析領域画像Ａ_ｎ（ｔ_１），Ａ_ｎ（ｔ_２），…，Ａ_ｎ（ｔ_３２）を、算出部１６に出力する（ステップＳ６）。

そして、ステップＳ７で、算出部１６は、記憶部１５から出力された所定枚数の解析領域画像Ａ_ｎ（ｔ_１），Ａ_ｎ（ｔ_２），…，Ａ_ｎ（ｔ_３２）に基づき、３次元ＦＦＴを用いて波浪情報を算出する。このようにして算出された波浪情報は、図２に示すように、随時新しい情報に更新されるエコー画像及び解析領域とともに、表示器３に表示される（ステップＳ８）。

また、本実施形態に係る波浪レーダ装置１では、算出部１６が上記ステップＳ７で波浪情報を算出している間、解析領域特定部１３で特定された次の解析領域Ａ_ｎ＋１の解析領域画像Ａ_ｎ＋１（ｔ_ａ）が記憶部１５に記憶されて蓄積される。具体的には、例えば一例として、解析領域Ａ_ｎによって抽出される解析領域画像Ａ_ｎ（ｔ_ａ）の枚数が、波浪情報を算出するために必要な所定枚数（３２枚）に到達する前に、ＧＮＳＳ受信部１２が、自船の絶対位置情報及び船首方向情報を取得する。そして、これらの情報に基づいて次の解析領域Ａ_ｎ＋１が特定された後、解析領域画像抽出部１４が、順次生成される画像データから、新たに特定された画像領域Ａ_ｎ＋１内の解析領域画像Ａ_ｎ＋１（ｔ_ａ）を順次、抽出する。そして、記憶部１５は、これらの解析領域画像Ａ_ｎ＋１（ｔ_ａ）を記憶する。この際、記憶部１５は、解析領域Ａ_ｎによって抽出された解析領域画像Ａ_ｎ（ｔ_ａ）と、解析領域Ａ_ｎ＋１によって抽出された解析領域画像Ａ_ｎ＋１（ｔ_ａ）とを別々に記憶する。

図６は、所定の解析領域Ａ_ｎによって抽出される解析領域画像Ａ_ｎ（ｔ_ａ）が所定枚数、記憶部１５に記憶される前に、次の解析領域Ａ_ｎ＋１が特定され、当該解析領域Ａ_ｎ＋１によって解析領域画像Ａ_ｎ（ｔ_ａ）が抽出されている様子を説明するための図である。このように、本実施形態に係る波浪レーダ装置１では、算出部１６が、ある解析領域Ａ_ｎによって抽出された複数枚の解析領域画像Ａ_ｎ（ｔ_ａ）から波浪情報の算出を終了する前に、次に特定された解析領域Ａ_ｎ＋１によって抽出された解析領域画像Ａ_ｎ＋１（ｔ_ａ）が記憶部１５に蓄積される。これにより、比較的短い時間間隔で、タイミング的に新しい波浪情報を順次、算出できる。このように順次、算出された波浪情報は、算出される毎に表示器３に表示される。これにより、ユーザは、タイミング的に新しい波浪情報を知ることができる。

ところで、従来の波浪レーダ装置では、本実施形態に係る波浪レーダ装置１とは異なり、波浪情報の算出対象となる領域である解析領域が、自船の位置を基準として設定される。すなわち、解析領域の位置を、時間の経過に伴い順次、更新されるレーダ画像のそれぞれにおいて、自船を基準とした位置に固定して設定している。しかし、こうすると、自船が移動するのに伴って解析領域の位置も移動するため、当該解析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。

また、図７は、自船を中心とした水平領域を示す図であって、従来の波浪レーダ装置のように自船の位置を基準として解析領域を特定した場合に生じる問題点を説明するための図である。図７に示すように、従来の波浪レーダ装置では、自船が回頭（旋回）すれば異なる解析領域を抽出することになり、エコー信号情報を算出できなくなる。

これに対して、本実施形態に係る波浪レーダ装置１では、波浪情報の算出対象となる領域である解析領域Ａ_ｎを、絶対位置によって特定している。これにより、従来のように解析領域を自船を基準とした所定位置に設定する場合とは異なり、時間の経過に関係なく、解析領域の位置を固定することができる。これにより、従来の波浪情報に含まれていたドプラ成分を除去でき、更に解析領域の位置ずれを完全に排除できるため、正確な波浪情報を算出できる。

［効果］
以上のように、本実施形態に係るエコー信号処理装置１０では、波浪情報の算出対象となる領域である解析領域Ａ_ｎを、絶対位置によって特定している。こうすると、従来のように解析領域を自船の位置を基準とした相対位置によって特定する場合とは異なり、波浪情報にドプラ成分が含まれてしまうおそれや、解析領域内の海面の位置ずれが無くなる。

従って、エコー信号処理装置１０では、波浪情報を正確に算出できる。

また、エコー信号処理装置１０では、順次、特定される解析領域Ａ_ｎのエコー画像から波浪情報を算出しているため、タイミング的に新しい波浪情報を順次、算出することができる。これにより、ユーザに最新の波浪情報を提供することが可能になる。

また、エコー信号処理装置１０では、算出部１６が波浪情報を算出している間に、次の解析領域Ａ_ｎ＋１の解析領域画像を蓄積できるため、比較的短い時間間隔で、タイミング的に新しい波浪情報を順次、算出できる。

また、エコー信号処理装置１０では、自船の絶対位置情報を、広く普及しているＧＮＳＳを利用して、正確に把握できる。

また、本実施形態に係る波浪レーダ装置１では、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、レーダ装置１では、エコー信号処理装置１０で算出された波速及び波高等が表示器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。

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。

［変形例］
（１）上記実施形態に係る波浪レーダ装置１では、４つの地点Ｐ_１〜Ｐ_４の絶対位置を特定し、この４点で形成される正方形のエリアを解析領域として特定したが、これに限らない、例えば、解析エリアが長方形となるように４つの地点を特定してもよく、又は、解析エリアが三角形となるように３つの地点を特定してもよい。

（２）図８は、自船を中心とした水平領域を示す図であって、変形例に係るエコー信号処理装置での解析領域の設定について説明するための図である。上記実施形態では、複数点で形成される多角形のエリアを解析領域として特定したが、これに限らない。具体的には、本変形例に係る波浪レーダ装置のように、自船の絶対位置から所定方位及び所定距離に１つの地点Ｐ_５を絶対位置で特定し、当該地点Ｐ_５から所定距離ｒ内の領域を解析領域Ａ_ｎとして特定してもよい。

（３）図９は、自船を中心とした水平領域を示す図であって、変形例に係るエコー信号処理装置での解析領域の設定について説明するための図である。本変形例に係る波浪レーダ装置では、上記実施形態に係る波浪レーダ装置１と異なり、あるタイミングにおける自船の絶対位置に基づいて、３つの解析領域Ａ_ｎ１，Ａ_ｎ２，Ａ_ｎ３を特定している。この３つの解析領域Ａ_ｎ１，Ａ_ｎ２，Ａ_ｎ３は、例えば、自船の進行方向、自船の右舷４５度、自船の左舷４５度、の方向に設定できる。このように、あるタイミングにおける自船の絶対位置に基づいて、複数の解析領域Ａ_ｎ１，Ａ_ｎ２，Ａ_ｎ３を特定することにより、算出部の計算負荷は大きくなるものの、より多くの地点の波浪情報を得ることができる。

本発明は、電波を送受信するアンテナで受信されたエコー信号に関する情報を算出するエコー信号処理装置、波浪レーダ装置、エコー信号処理方法、及びエコー信号処理プログラムとして広く適用することができる。

１ 波浪レーダ装置
４ アンテナ
１０ エコー信号処理装置
１１ 画像生成部
１２ ＧＮＳＳ受信部（位置情報取得部）
１３ 解析領域特定部
１５ 記憶部
１６ 算出部

Claims (7)

1. 海上を移動する船舶としての移動体に搭載されて電波を送受信するアンテナ、で受信されたエコー信号から、複数のタイミングにおけるエコー画像を生成する画像生成部と、
   前記移動体の絶対位置情報を取得する位置情報取得部と、
   前記位置情報取得部で取得された前記絶対位置情報に基づいて、前記エコー画像内における領域であって海面の波浪からのエコー信号に関する情報である波浪情報を算出する対象となる領域である解析領域を絶対位置で特定する解析領域特定部と、
   複数の前記エコー画像のそれぞれに含まれる、前記解析領域内のエコー画像である解析領域画像、を記憶する記憶部と、
   前記記憶部で記憶される複数の前記解析領域画像に基づいて、前記解析領域からのエコー信号に関する情報であって前記波浪情報であるエコー信号情報を算出する算出部と、
   を備え、
   前記解析領域特定部は、前記移動体の絶対位置を基準とした位置であって前記移動体から離れた位置に４つの地点を設定し、前記４つの地点を絶対位置で特定し、前記４つの地点で形成されるエリアを前記解析領域として絶対位置で特定することを特徴とする、エコー信号処理装置。
2. 請求項１に記載のエコー信号処理装置において、
   前記位置情報取得部は、前記移動体の絶対位置情報を、複数のタイミングで順次、取得し、
   前記解析領域特定部は、順次取得される前記移動体の絶対位置情報に基づいて、前記解析領域を順次、特定することを特徴とする、エコー信号処理装置。
3. 請求項２に記載のエコー信号処理装置において、
   前記位置情報取得部は、前記算出部が前記エコー信号情報を算出している間に、前記解析領域特定部で特定された次の解析領域の解析領域画像が前記記憶部で記憶可能なタイミングで、前記移動体の絶対位置情報を取得することを特徴とする、エコー信号処理装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のエコー信号処理装置において、
   前記位置情報取得部は、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、エコー信号処理装置。
5. 海上を移動する移動体としての船舶に搭載されて電波を送受信するアンテナと、
   前記アンテナで受信されたエコー信号から得られる複数のエコー画像から、海面の波浪からのエコー信号に関する情報である波浪情報を算出する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のエコー信号処理装置と、
   前記エコー信号処理装置で算出された前記波浪情報を表示する表示器と、
   を備えていることを特徴とする、波浪レーダ装置。
6. （ａ）海上を移動する船舶としての移動体に搭載されて電波を送受信するアンテナ、で受信されたエコー信号から、複数のタイミングにおけるエコー画像を生成するステップと、
   （ｂ）前記移動体の絶対位置情報を取得するステップと、
   （ｃ）前記移動体の前記絶対位置情報に基づいて、前記エコー画像内における領域であって海面の波浪からのエコー信号に関する情報である波浪情報を算出する対象となる領域である解析領域を絶対位置で特定するステップと、
   （ｄ）複数の前記エコー画像のそれぞれに含まれる、前記解析領域内のエコー画像である解析領域画像、を記憶するステップと、
   （ｅ）複数の前記解析領域画像に基づいて、前記解析領域からのエコー信号に関する情報であって前記波浪情報であるエコー信号情報を算出するステップと、
   を含み、
   前記ステップ（ｃ）において、前記移動体の絶対位置を基準とした位置であって前記移動体から離れた位置に４つの地点を設定し、前記４つの地点を絶対位置で特定し、前記４つの地点で形成されるエリアを前記解析領域として絶対位置で特定することを特徴とする、エコー信号処理方法。
7. コンピュータに、
   （ａ）海上を移動する船舶としての移動体に搭載されて電波を送受信するアンテナ、で受信されたエコー信号から、複数のタイミングにおけるエコー画像を生成するステップと、
   （ｂ）前記移動体の絶対位置情報を取得するステップと、
   （ｃ）前記移動体の前記絶対位置情報に基づいて、前記エコー画像内における領域であって海面の波浪からのエコー信号に関する情報である波浪情報を算出する対象となる領域である解析領域を絶対位置で特定するステップと、
   （ｄ）複数の前記エコー画像のそれぞれに含まれる、前記解析領域内のエコー画像である解析領域画像、を記憶するステップと、
   （ｅ）複数の前記解析領域画像に基づいて、前記解析領域からのエコー信号に関する情報であって前記波浪情報であるエコー信号情報を算出するステップと、
   を実行させ、
   前記ステップ（ｃ）において、前記移動体の絶対位置を基準とした位置であって前記移動体から離れた位置に４つの地点を設定し、前記４つの地点を絶対位置で特定し、前記４つの地点で形成されるエリアを前記解析領域として絶対位置で特定することを特徴とする、エコー信号処理プログラム。
   

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